特開 2024-95407 蛍光検出装置

(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】P2024095407

(43)【公開日】2024-07-10

(54)【発明の名称】蛍光検出装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20240703BHJP

   G01N 21/64 20060101ALI20240703BHJP

   A61B 1/06 20060101ALI20240703BHJP

【ＦＩ】

A61B1/00 511

G01N21/64 Z

A61B1/06 610

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022212680

(22)【出願日】2022-12-28

(71)【出願人】

【識別番号】390005175

【氏名又は名称】株式会社アドバンテスト

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】市川 雅理

(72)【発明者】

【氏名】保坂 智也

(72)【発明者】

【氏名】里村 裕明

(72)【発明者】

【氏名】横田 和之

【テーマコード（参考）】

2G043

4C161

【Ｆターム（参考）】

2G043AA03

2G043BA16

2G043KA01

2G043MA11

4C161AA24

4C161CC06

4C161DD01

4C161JJ11

4C161NN01

4C161NN05

4C161QQ02

4C161QQ04

4C161QQ09

4C161RR02

4C161RR24

4C161WW12

4C161WW13

4C161WW17

(57)【要約】

【課題】スコープが正しく接続されていないときに励起光が照射されるのを防止する。
【解決手段】蛍光検出装置１００は、励起光γ_０を生成する光源３４、光源に光接続され、光源から出力される励起光を導光して被検体１の腹腔１ａ内の組織に照射するとともに、励起光の照射により組織から発せられる蛍光γを集光するスコープ１０、スコープにより集光された蛍光を検出する検出器３５、スコープが光源に接続されているか否かを検出し、接続されていない場合に光源による励起光の生成を禁止するインターロック装置５０を備える。これによれば、インターロック装置により、スコープが光源に接続されているか否かを検出し、接続されている場合に光源を動作可能にすることで、スコープが正しく光源に接続されている場合のみ励起光が生成され、安全性が向上する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

励起光を生成する光源と、
前記光源に光接続され、前記光源から出力される前記励起光を導光して被検体の腹腔内の組織に照射するとともに、前記励起光の照射により前記組織から発せられる蛍光を集光するスコープと、
前記スコープにより集光された蛍光を検出する検出器と、
前記スコープが前記光源に接続されているか否かを検出し、接続されていない場合に前記光源による励起光の生成を禁止するインターロック装置と、
を備える蛍光検出装置。

【請求項2】

前記インターロック装置は、前記スコープが前記光源に接続されている場合に前記光源による前記励起光の生成を許可する、請求項１に記載の蛍光検出装置。

【請求項3】

前記インターロック装置は、前記光源又は該光源を収容する筐体から前記スコープを往復する配線を有し、該配線の接続を検出する、請求項１に記載の蛍光検出装置。

【請求項4】

前記スコープは、前記光源にケーブルを介して光接続され、
前記配線は、前記光源又は前記筐体から前記ケーブルを介して前記スコープを往復する、請求項３に記載の蛍光検出装置。

【請求項5】

前記スコープ及び前記ケーブルは、それぞれ、前記配線の一部を有し、互いに連結された状態で前記スコープに設けられた配線と前記ケーブルに設けられた配線とが接続して前記配線を形成する、請求項４に記載の蛍光検出装置。

【請求項6】

前記ケーブルが前記筐体に結合された状態で、前記ケーブルに設けられた配線と前記筐体に設けられた配線とが接続して前記配線を形成する、請求項４に記載の蛍光検出装置。

【請求項7】

前記スコープに設けられた前記光源のスイッチのオンオフを検出して前記光源に駆動信号を送ることで、前記励起光を生成させる制御装置をさらに備える、請求項１に記載の蛍光検出装置。

【請求項8】

前記スコープが前記光源に接続されている場合、前記光源のスイッチと前記制御装置との間にスイッチ配線が繋がり、
前記スコープが前記光源に接続されていない場合、前記スイッチ配線が切断される、請求項７に記載の蛍光検出装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蛍光検出装置に関する。

【背景技術】

【0002】

被検体内に薬剤を投与し、生体組織に励起光を照射することにより生体組織内から薬剤が発する蛍光を受光することで生体組織内の病原を検出する方法が知られている。例えば特許文献１には、光学視管を用いて熱侵襲を受けた部位に励起光、例えば青色光を照射し、それにより発せられる緑色の自家蛍光を受光することで、白色光で照明した際には視認不可能な熱侵襲の内部領域を映し出すことができる医療用システムが開示されている。斯かる医療用システムにおいて、光学視管が正しく接続されていないときに励起光の照射を防止する安全機能が必要である。
特許文献１ 国際公開第２０２０／１７４６６６号

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0003】

本発明の一態様においては、励起光を生成する光源と、前記光源に光接続され、前記光源から出力される前記励起光を導光して被検体の腹腔内の組織に照射するとともに、前記励起光の照射により前記組織から発せられる蛍光を集光するスコープと、前記スコープにより集光された蛍光を検出する検出器と、前記スコープが前記光源に接続されているか否かを検出し、接続されていない場合に前記光源による励起光の生成を禁止するインターロック装置と、を備える蛍光検出装置が提供される。

【0004】

なお、上記の発明の概要は、本発明の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】本実施形態に係る蛍光検出装置の概略構成を示す。

【図2】インターロック機能、特にインターロック装置及び図１の部分Ｃの概略構成を示す。

【図3】スコープ及びケーブルが外れた状態を示す。

【図4】スコープに対してケーブルが回転した状態を示す。

【図5】制御演算装置の機能構成を示す。

【図6】蛍光検出装置及び腹腔鏡装置の使用状態を示す。

【図7】モニタ装置の画面表示の一例を示す。

【図8】蛍光検出方法のフローを示す。

【発明を実施するための形態】

【0006】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

【0007】

図１に、本実施形態に係る蛍光検出装置１００の概略構成を示す。蛍光検出装置１００は、スコープ１０を用いて、被検体（患者）１に投与した薬剤２が腹腔１ａ内の組織から発する蛍光γを検出する装置である。ここで、薬剤２として、例えばインドシアニングリーン（ＩＣＧ）を採用することができる。ＩＣＧは、例えば近赤外光（波長約７９０ｎｍ）を照射すると蛍光（波長８２０～８４０ｎｍ）を発する薬剤であり、生体の窓の波長領域（波長６５０～９００ｎｍ）で利用できるため、例えば肝機能検査、循環機能検査、乳癌等の疾患におけるセンチネルリンパ節の同定、血管及び組織の血流評価等の生体検査に好適である。蛍光検出装置１００は、腹腔鏡装置２００と併用可能な装置であり、スコープ１０、ケーブル２０、及び装置本体３０を備える。

【0008】

スコープ１０は、被検体１の腹腔１ａ内に少なくとも一部が挿入されて、光源３４から出力される励起光γ_０（及びガイド光γ_ｇ）を導光して腹腔１ａ内の組織に照射するとともに、励起光γ_０の照射により組織内の薬剤２が発する蛍光γを集光する光学視管である。スコープ１０は、チューブ１１、送光用光ファイバ１２、受光用光ファイバ１３、及びコネクタ１４を含む。

【0009】

チューブ１１は、送光用光ファイバ１２及び受光用光ファイバ１３の先端を長手軸の一端面（すなわち、先端面）上に位置合わせして、それらを内部に支持する管状又は柱状部材である。チューブ１１は、例えば完全防水及びオートクレーブ滅菌可能なＳＵＳ管を採用してよく、内部に樹脂等の部材を充填して送光用光ファイバ１２及び受光用光ファイバ１３を拘束してもよい。或いは、中実なチューブ１１に複数の貫通孔を設け、それぞれに送光用光ファイバ１２及び受光用光ファイバ１３を通して拘束してもよい。本実施形態ではチューブ１１は、一例として直径１０ｍｍ及び軸長３００ｍｍを有する円管であり、先端が被検体１の腹腔１ａ内に差し込まれ、基端がコネクタ１４に固定される。

【0010】

送光用光ファイバ１２は、光源３４から出力される励起光γ_０を送るための光学部材である。なお、近赤外波長域の励起光γ_０の照射箇所を視認できるように、可視光波長域のガイド光γ_ｇを励起光γ_０に重畳してもよい。送光用光ファイバ１２は、石英ガラス、他成分ガラス、フッ化物ガラス、カルコゲナイドガラス、プラスチック等の素材から形成された光ファイバであってよい。また、マルチモードファイバ（ＭＭＦ）、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）、ダブルクラッドファイバ（ＤＣＦ）、フォトニック結晶ファイバ（ＰＣＦ）等の光ファイバであってよい。

【0011】

受光用光ファイバ１３は、腹腔１ａ内で組織内の薬剤２が発する蛍光を集光して、検出器３５に送るための光学部材である。受光用光ファイバ１３は、１つに限らず複数であってもよい。受光用光ファイバ１３の素材及び構造は、送光用光ファイバ１２と同様である。

【0012】

コネクタ１４は、チューブ１１の基端に設けられ、これをケーブル２０の把持部２４に着脱可能に固定するための部材である。コネクタ１４は、スコープ１０のインターロック機能を提供するための電気配線である配線５１を含む。配線５１は、コネクタ１４の接続端部から内部を往復するように配設される。

【0013】

コネクタ１４がケーブル２０の把持部２４に接続されると、スコープ１０、特に送光用光ファイバ１２は光源３４（励起光源３４ａ及びガイド光源３４ｂ）に光学的に接続（光接続ともいう）され、受光用光ファイバ１３は検出器３５に光接続され、配線５１は（ケーブル２０の配線５２を介して）インターロック装置５０に電気接続される。

【0014】

上述の構成により、スコープ１０は、その長手軸の先端を被検体１の腹腔１ａ内に挿入して先端から励起光γ_０を出力し、先端から励起光γ_０の照射により組織内の薬剤２が発する蛍光γを集光することができる。ここで、スコープは、励起光γ_０に重畳して可視光波長域のガイド光γ_ｇを出力して、腹腔１ａ内の組織に照射してもよい。それにより、スコープ１０の先端を腹腔１ａ内の関心箇所に接近させてその関心箇所のみを検査することができる。

【0015】

ケーブル２０は、スコープ１０を装置本体３０に接続して、送光用光ファイバ１２及び受光用光ファイバ１３をそれぞれ光源３４及び検出器３５に光接続するための器具である。ケーブル２０は、フレキシブルチューブ２１、送光用光ファイバ２２及び受光用光ファイバ２３、及び把持部２４、配線２４ｃ、及び２つの配線５２を含む（図２参照）。

【0016】

フレキシブルチューブ２１は、送光用光ファイバ２２及び受光用光ファイバ２３を束ねてそれらを内部に保持する可撓性の管状部材である。フレキシブルチューブ２１は、例えば直径５ｍｍ及び長さ３００ｃｍを有するシース付ＳＵＳ管であってよい。フレキシブルチューブ２１の一端は、把持部２４に接続される。フレキシブルチューブ２１の他端は、装置本体３０のコネクタ２９に着脱可能に接続される。

【0017】

送光用光ファイバ２２及び受光用光ファイバ２３は、先述の送光用光ファイバ１２及び受光用光ファイバ１３と同様に構成される。

【0018】

把持部２４は、ケーブル２０の一端に設けられ、ユーザがこれを把持してスコープ１０を操作するための部材である。スコープ１０のコネクタ１４が着脱可能に把持部２４に固定される。把持部２４は、感電防止のために樹脂（例えば、ＡＢＳ樹脂）のような絶縁部材を用いて形成される。把持部２４は、ＳＷ２４ａ、及び配線２４ｂを含む（図２参照）。

【0019】

ＳＷ２４ａは、ユーザが励起光γ_０の生成の開始及び停止を操作するためのスイッチ装置であり、一例として、防水性のモメンタリスイッチ（ＳＷ）を採用することができる。ＳＷ２４ａは、把持部２４の側面に設けられ、ユーザがスコープ１０を把持してその手指でＳＷ２４ａを押す及び離すことで操作することができる。

【0020】

配線２４ｂは、ＳＷ２４ａを装置本体３０（制御演算装置３６）に接続するための電気配線である。配線２４ｂは、ＳＷ２４ａと把持部２４の端部との間に配設される。ユーザがＳＷ２４ａを押すと、電気信号が制御演算装置３６に送られて励起光γ_０がスコープ１０の先端から射出される。

【0021】

配線２４ｃは、ＳＷ２４ａを装置本体３０（制御演算装置３６）に接続するための電気配線である。配線２４ｃは、フレキシブルチューブ２１の一端で配線２４ｂに接続し、フレキシブルチューブ２１の一端から他端まで延設される。

【0022】

２つの配線５２は、スコープ１０のインターロック機能を提供するための電気配線である。２つの配線５２は、ケーブル２０の一端から他端まで並行に延びる。

【0023】

上述の構成により、ケーブル２０の把持部２４にスコープ１０のコネクタ１４を適切に接続し、ケーブル２０の基端を装置本体３０（筐体３１）のコネクタ２９に適切に接続すると、送光用光ファイバ２２及び受光用光ファイバ２３が、それぞれスコープ１０の送光用光ファイバ１２及び受光用光ファイバ１３と同軸上に位置決めされるとともに、それぞれ装置本体３０の光ファイバ３２，３３と同軸上に位置決めされる。それにより、スコープ１０の送光用光ファイバ１２が光源３４（励起光源３４ａ及びガイド光源３４ｂ）に光学的に接続（光接続ともいう）され、受光用光ファイバ１３が検出器３５に光接続される。

【0024】

さらに、スコープ１０及びケーブル２０が互いに連結された状態において、ケーブル２０の２つの配線５２の一端がスコープ１０の配線５１の２つの端部に接続し、ケーブル２０が筐体３１に結合された状態において、ケーブル２０の２つの配線５２の他端が筐体３１内に設けられた２つの配線５３に接続する。それにより、スコープ１０の配線５１、ケーブル２０の２つの配線５２、及び筐体３１内の２つの配線５３が、筐体３１内からケーブル２０を介してスコープ１０を往復するインターロック配線５１～５３を形成する。なお、スコープ１０がケーブル２０から外れる或いはケーブル２０が筐体３１から外れると、インターロック配線５１～５３は切断されることとなる。

【0025】

また、ケーブル２０が筐体３１に結合された状態において、ケーブル２０の配線２４ｃの一端が筐体３１内に設けられた配線２４ｄを介して制御演算装置３６に接続する。それにより、ケーブル２０の把持部２４の配線２４ｂ、フレキシブルチューブ２１内の配線２４ｃ、及び筐体３１内の配線２４ｄが、ひとつながりのスイッチ配線２４ｂ～２４ｄを形成する。なお、把持部２４がフレキシブルチューブ２１から外れる或いはケーブル２０が筐体３１から外れると、スイッチ配線２４ｂ～２４ｄは切断されることとなる。

【0026】

装置本体３０は、筐体３１内に各種機能装置を備えるユニットであり、光源３４、検出器３５、制御演算装置３６、記録装置３７、入出力装置３８、通信装置３９、及びインターロック装置５０を含む。なお、これらの機能装置は、互いに通信線を介して通信可能に接続されている。

【0027】

なお、筐体３１は、光源３４等の機能装置を収容する。前面には、フレキシブルチューブ２１が接続されるコネクタ２９が樹脂（例えば、ポリカーボネート）のような絶縁部材を介して固定されている。筐体３１内には、コネクタ２９及びインターロック装置５０を接続する配線５３、コネクタ２９及びグランド電位を接続する配線５３が設けられている。背面には電源コネクタ（不図示）が固定され、これを介して商用電源（ＡＣ１００Ｖ）から電力が各機能装置に送られる。なお、筐体３１は、フレームグランドとして接地される。背面には、さらにユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、デジタルビジュアルインタフェース（ＤＶＩ）－Ｄ、ＤＶＩ―Ｉ等のコネクタが設けられている。

【0028】

また、筐体３１の前面にエアーを内部に取り込むための吸気口が設けられ、背面にはエアーを送り出すための排気口が設けられ、ファン（不図示）を稼働することで前面から背面に向かってエアーが筐体内を流れることで各機能装置が冷却される。また、筐体３１の前面に、動作中であること、異常が発生したこと等を光で知らせるランプ（不図示）、音声で知らせるスピーカ（不図示）が設けられている。その他、筐体３１の前面にレーザｋｅｙスイッチ、レーザ緊急停止ボタン、及び起動スイッチ（それぞれ不図示）、筐体３１の背面にＡＣインレットのスイッチ、レーザインターロック、及び等電位化端子（それぞれ不図示）が設けられている。

【0029】

光源３４は、励起光γ_０等を生成する装置であり、励起光源３４ａ及びガイド光源３４ｂを有する。励起光源３４ａは、励起光γ_０として近赤外光（例えば、波長７８５ｎｍ）を出力するレーザダイオード（例えば、４０ｍＷ可変）を採用する。ガイド光源３４ｂは、ガイド光γ_ｇとして可視光（可視光波長域の光であり、例えば波長５２０ｎｍの緑色光）を出力するレーザダイオード（例えば、１０ｍＷ可変）を採用する。ここで、近赤外光は視認困難であるため、励起光γ_０の照射箇所を視認できるように光源３４は可視光を含むガイド光γ_ｇを励起光γ_０に重畳して出力する。光源３４は、励起光γ_０の強度、励起光源３４ａの温度、電源の異常等を検出し、それらの検出結果を制御演算装置３６に送信する。

【0030】

励起光源３４ａ及びガイド光源３４ｂは、励起光γ_０及びガイド光γ_ｇをそれぞれ光ファイバ３２ａ，３２ｂに送り出し、光ファイバカプラ（不図示）を介してそれらを合波し、光ファイバ３２を介してそれらをケーブル２０の送光用光ファイバ２２に送り込む。なお、励起光源３４ａ及びガイド光源３４ｂは、制御演算装置３６から送信される駆動信号に従って励起光γ_０及びガイド光γ_ｇを生成する。ここで、励起光源３４ａは、励起光γ_０を周期的に出力（オンオフ）してもよい。

【0031】

検出器３５は、蛍光γを検出する装置である。検出器３５は、スコープ１０により集光された蛍光γをケーブル２０の受光用光ファイバ２３及び装置本体３０の光ファイバ３３を介して受光する。検出器３５は、光学フィルタ及び分光器（それぞれ不図示）を有する。

【0032】

光学フィルタは、腹腔１ａ内の組織に励起光γ_０を照射した際に組織の表面で反射して蛍光γとともにスコープ１０により集光される励起光γ_０をカットするバンドパスフィルタである。光学フィルタは、分光器の前段に配置される。

【0033】

分光器は、蛍光γをスペクトル分解して波長（或いは周波数）ごとに蛍光強度を測定する光学装置であり、例えば感度波長範囲５００～１１００ｎｍ及び波長分解能２．５～３．５ｎｍを有する。

【0034】

検出器３５は、制御演算装置３６（制御部３６ａ）から送信される駆動信号に従って、すなわち励起光γ_０の周期的なオンオフに応じて照射中（オン信号時）及び非照射中（オフ信号時）の検出データを交互に取得する。検出結果は、制御演算装置３６に送信される。制御演算装置３６により、オン信号時及びオフ信号時の検出データをそれぞれ積算し、積算されたそれらの検出データの差分を算出することにより、外乱光に由来するノイズをキャンセルすることができる。

【0035】

制御演算装置３６は、各機能装置を制御するとともに検出器３５による蛍光γの検出結果を用いて蛍光状態を解析するコンピュータデバイスであり、中央処理装置（ＣＰＵ）を有する。ＣＰＵは、専用プログラムを実行することにより、制御演算装置３６に制御演算機能を発現させる。制御演算装置３６の機能構成については後述する。なお、専用プログラムは、例えば、ＲＯＭ（不図示）に記憶され、それをＣＰＵが読み出す、或いはＣＤ－ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶され、それをＣＰＵが読み取り装置（不図示）を用いて読み出してＲＡＭに展開することで起動される。

【0036】

記録装置３７は、検出器３５による蛍光γの検出結果及び制御演算装置３６による蛍光状態の解析結果等の各種データを非一時的記憶媒体（不図示）に記録するデバイスである。記録装置３７は、さらに、腹腔鏡装置２００により撮影される被検体１の腹腔１ａ内の撮影画像（すなわち、腹腔鏡画像）を記録してもよい。非一時的記憶媒体は、例えば、ハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、フラッシュメモリ等の有形な記憶媒体を含む。記録装置３７は、装置本体３０内に組み込まれているとするが、これに限らず、例えばＳＣＳＩ、ＳＡＴＡ等のインタフェース或いはネットワークを介して通信可能に装置本体３０外に配置されてもよい。

【0037】

入出力装置３８は、ユーザ入力を受信して制御演算装置３６に送るとともに、検出器３５による蛍光γの検出結果、制御演算装置３６による蛍光状態の解析結果等の各種データをユーザに向けて出力するためのデバイスである。入出力装置３８は、筐体３１の前面に設けられた入力パネルから又は筐体３１の背面のインタフェースを介してキーボード、マウス、タッチパネル（いずれも不図示）等の外部デバイスから、ユーザ入力を受信することができる。また、入出力装置３８は、各種データを筐体３１の背面のインタフェースを介して外部のモニタ装置４０に送信し、その表示画面４１に表示させることができる。

【0038】

通信装置３９は、外部装置、特に腹腔鏡装置２００と通信するためのデバイスであり、ＵＳＢ、ＤＶＩ－Ｄ、ＤＶＩ―Ｉ等のケーブルを介して腹腔鏡装置２００に接続され、後述する腹腔鏡画像等の各種データを受信することができる。受信した各種データは、入出力装置３８、これを介して制御演算装置３６等に送信される。

【0039】

図２に、インターロック機能、特にインターロック装置５０及び図１の部分Ｃの概略構成を示す。インターロック装置５０は、スコープ１０が装置本体３０（光源３４又はこれを収容する筐体３１）に接続されているか否かを検出する装置である。インターロック装置５０は、例えばフォトカプラ等のカプラ（不図示）を有する。カプラの一端は、抵抗を介して高電位（不図示）に接続され、他端は、先述のインターロック配線５１～５３を介してグランド電位に接続される。インターロック装置５０は、インターロック配線５１～５３の接続を検出することで、スコープ１０がケーブル２０を介して適切に装置本体３０に接続しているか否かを判断する。

【0040】

スコープ１０がケーブル２０を介して装置本体３０に適切に接続されると、スコープ１０の配線５１、ケーブル２０の２つの配線５２、及び筐体３１内の２つの配線５３が、ひとつながりのインターロック配線５１～５３を形成するため、カプラは通電されてＬＯＷ状態となる。これに応じてインターロック装置５０は、イネーブル信号を制御演算装置３６（制御部３６ａ）に送信する。制御部３６ａは、インターロック装置５０からイネーブル信号を受信する場合にのみ光源３４を稼働する。このようにして、インターロック装置５０は、スコープ１０が装置本体３０、すなわち光源３４に適切に接続されている場合に光源３４による励起光γ_０の生成を許可する。

【0041】

一方、図３に示すようにスコープ１０がケーブル２０から外れる又はケーブル２０が筐体３１から外れるなどによりスコープ１０が装置本体３０に適切に接続されていない場合、或いは、図４に示すようにケーブル２０の把持部２４に対してスコープ１０のコネクタ１４が回転する又は筐体３１のコネクタ２９に対してケーブル２０の端部が回転してスコープ１０の送光用光ファイバ１２及び受光用光ファイバ１３、ケーブル２０の送光用光ファイバ２２及び受光用光ファイバ２３、及び装置本体３０の光ファイバ３２，３３が同軸上に位置決めされていない場合、インターロック配線５１～５３は切断されるため、カプラは遮断されてＨＩＧＨ状態となる。これに応じてインターロック装置５０は、ディセーブル信号を制御演算装置３６（制御部３６ａ）に送信する。制御部３６ａは、インターロック装置５０からディセーブル信号を受信する間は光源３４を稼働しない。このようにして、インターロック装置５０は、スコープ１０が装置本体３０、すなわち光源３４に適切に接続されていない場合に光源３４による励起光γ_０の生成を禁止する。

【0042】

上述のように、インターロック装置５０によりスコープ１０が光源３４に接続されているか否かを検出し、接続されていると判断された場合にのみ光源３４を動作可能にすることで、スコープ１０が正しく接続されていないときの意図しない操作、スコープ１０の取り付け時の誤操作などによる励起光γ_０の射出が防止され、安全性が向上する。

【0043】

なお、インターロック機能はスイッチ配線２４ｂ～２４ｄの接続により提供することもできる。図２に示すようにケーブル２０が装置本体３０（光源３４を含む筐体３１）に適切に接続されると、把持部２４内の配線２４ｂ、フレキシブルチューブ２１内の配線２４ｃ、及び筐体３１内の配線２４ｄがひとつながりのスイッチ配線２４ｂ～２４ｄを形成し、これによりＳＷ２４ａが制御演算装置３６に接続されてＳＷ２４ａが使用可能になる。一方、図３及び図４に示すようにケーブル２０が装置本体３０（光源３４を含む筐体３１）に適切に接続されていない場合、スイッチ配線２４ｂ～２４ｄは切断されるため、ＳＷ２４ａが使用不可能になる。

【0044】

図５に、制御演算装置３６が専用プログラムを実行することにより発現する機能構成を示す。制御演算装置３６は、制御部３６ａ、解析部３６ｂ、表示部３６ｃ、及び記録部３６ｄを含む。

【0045】

制御部３６ａは、光源３４等の機能装置の動作を制御するユニットである。制御部３６ａは、インターロック装置５０からイネーブル信号を受信している場合にのみスコープ１０に設けられたＳＷ２４ａのオンオフを検出する。そして、ＳＷ２４ａを介したユーザ入力に応答して駆動信号を生成し、光源３４及び検出器３５に送信する。それにより、光源３４を稼働して励起光γ_０を生成するとともに検出器３５を稼働して励起光γ_０の照射に伴って発せられる蛍光γを検出する。なお、インターロック装置５０からディセーブル信号を受信している場合には、駆動信号は送信されない。

【0046】

ここで、駆動信号は、周期的にオン信号及びオフ信号を繰り返すように生成される。それにより、光源３４（特に、励起光源３４ａ）は励起光γ_０を周期的に生成（オンオフ）し、検出器３５は励起光γ_０の照射中（オン信号時）及び非照射中（オフ信号時）の検出データを交互に取得することで、外乱光に由来するノイズをキャンセルすることができる。

【0047】

なお、制御部３６ａは、ユーザが後述する腹腔鏡画像を介して励起光γ_０が照射されていることが分かるように、励起光γ_０が照射されているときと照射されていないときとでガイド光γ_ｇの色、強度、明るさ、広がり、ビーム形状、及び発光パターンのいずれか１つを含む発光パラメータを変更してよい。例えば、励起光γ_０が照射されると、ガイド光γ_ｇの色を緑からより明るい色（例えば、オレンジ色）に、強度をより強く、明るさをより明るく、広がりを狭く、ビーム形状を丸から×又は＋に、発光パターンを一定間隔に点滅するパターンに変更してよい。

【0048】

解析部３６ｂは、検出器３５による蛍光γの検出結果を処理して組織の蛍光状態を解析するユニットである。ここで、蛍光状態は、蛍光γのスペクトル及び強度、並びに蛍光γのスペクトル及び強度の時間変化のうちの少なくとも１つを含む。なお、薬剤２は、例えば血液と結合して異なる蛍光スペクトルを呈することが知られており、蛍光γを発する際の場所或いは薬剤２が位置する組織に応じて蛍光スペクトルの形状が変わることが予想される。そこで、解析部３６ｂは、蛍光γのスペクトル形状を解析して蛍光γを発する腹腔１ａ内の場所或いは組織、すなわち薬剤２が位置する腹腔１ａ内の場所或いは組織を特定してもよい。

【0049】

表示部３６ｃは、検出器３５による蛍光γの検出結果及び解析部３６ｂによる蛍光状態の解析結果、検出条件等の各種情報をモニタ装置４０の表示画面４１に表示する表示制御を行う。また、表示部３６ｃは、被検体１の腹腔１ａ内を撮影する腹腔鏡装置２００から被検体１の腹腔１ａ内の撮影画像（腹腔鏡画像とも呼ぶ）を取得し、腹腔鏡画像とともに各種情報を表示する表示制御も行う。各種情報の画面表示についてはさらに後述する。

【0050】

記録部３６ｄは、検出器３５による蛍光γの検出結果及び解析部３６ｂによる蛍光状態の解析結果、検出条件等の各種情報を、記録装置３７を用いて記録するユニットである。また、記録部３６ｄは、記録装置３７に記録した各種データを読み出し、解析部３６ｂ等に送信する。

【0051】

図６に、腹腔鏡装置２００と併用した蛍光検出装置１００の使用状態を示す。腹腔鏡装置２００は、本実施形態に係る蛍光検出装置１００とは独立の装置であり、スコープ１１０、ケーブル１２０，１２１、及び装置本体１３０を備える。

【0052】

スコープ１１０は、被検体１の腹腔１ａ内に少なくとも一部が挿入されて、照明光Ｗを射出して腹腔１ａ内を照明するとともに、反射光を集光する光学視管である。スコープ１１０は、チューブ１１１、送光用光ファイバ及び受光用光ファイバ（不図示）、及びコネクタ１１４を含む。

【0053】

チューブ１１１は、送光用光ファイバ及び受光用光ファイバの先端を長手軸の一端面（すなわち、先端面）上に位置合わせして、それらを内部に支持する管状部材である。チューブ１１１の先端が被検体１の腹腔１ａ内に差し込まれ、基端がコネクタ１１４に固定される。

【0054】

送光用光ファイバ及び受光用光ファイバは、先述の送光用光ファイバ１２及び受光用光ファイバ１３と同様に構成される。送光用光ファイバは、光源１３１から出力される照明光（白色光）Ｗを腹腔１ａ内に送り出し、受光用光ファイバは、腹腔１ａ内から反射光を集光してカメラ１３２に送る。

【0055】

コネクタ１１４は、スコープ１１０の基端を支持する部材であり、ケーブル１２０，１２１の一端が着脱可能に固定される。コネクタ１１４にケーブル１２０を接続することにより、スコープ１１０内の送光用光ファイバが光源１３１に光接続され、コネクタ１４にケーブル１２１を接続することにより、スコープ１１０内の受光用光ファイバがカメラ１３２に光接続される。

【0056】

ケーブル１２０，１２１は、スコープ１１０を装置本体１３０に接続して、スコープ１１０の送光用光ファイバ及び受光用光ファイバをそれぞれ光源１３１及びカメラ１３２に光接続するための器具である。ケーブル１２０，１２１は、フレキシブルであり、それぞれ、光源１３１から出力される照明光Ｗをスコープ１１０の送光用光ファイバに送り、スコープ１１０の受光用光ファイバに集光される反射光をカメラ１３２に送る。

【0057】

装置本体１３０は、筐体１３０ａ内に各種機能装置を備えるユニットであり、光源１３１、カメラ１３２、及び通信装置１３３を含む。なお、これらの機能装置は、互いに通信線を介して通信可能に接続されている。

【0058】

なお、筐体１３０ａは、光源１３１等の機能装置を収容する。前面には、ケーブル１２０，１２１が接続されるコネクタが固定されている。背面には電源コネクタ（不図示）が固定され、これを介して商用電源（ＡＣ１００Ｖ）から電力が各機能装置に送られる。背面には、さらにＵＳＢ、ＤＶＩ－Ｄ、ＤＶＩ―Ｉ等のコネクタが設けられている。

【0059】

光源１３１は、照明光Ｗを生成する装置であり、例えば白色光を出力するＬＥＤを採用することができる。照明光Ｗは、ケーブル１２０を介してスコープ１１０に送られる。

【0060】

カメラ１３２は、腹腔１ａ内を撮影する装置であり、例えばＣＣＤカメラを採用することができる。カメラ１３２は、スコープ１１０により集光された反射光をケーブル１２１を介して受光する。なお、カメラ１３２の前段に、励起光γ_０及び蛍光γの波長域を含む近赤外光をカットする光学フィルタ（バンドパスフィルタ）を配置してもよい。得られた腹腔鏡画像は、通信装置１３３に送信される。

【0061】

通信装置１３３は、蛍光検出装置１００と通信するためのデバイスであり、ＵＳＢ、ＤＶＩ－Ｄ、ＤＶＩ―Ｉ等のケーブルを介して蛍光検出装置１００に接続され、腹腔鏡画像等の各種データを送信することができる。

【0062】

ＤＶＩ－Ｄケーブル（不図示）等を用いて腹腔鏡装置２００及び蛍光検出装置１００を接続する。また、蛍光検出装置１００にモニタ装置４０を接続する。それにより、腹腔鏡装置２００（カメラ１３２）で撮影された腹腔１ａ内の映像（すなわち、腹腔鏡画像）が蛍光検出装置１００に送信され、蛍光検出装置１００において処理された蛍光状態の解析結果等とともにモニタ装置４０の表示画面４１に表示することができる。

【0063】

上述の構成の腹腔鏡装置２００及び蛍光検出装置１００において、ユーザが、腹腔鏡装置２００のスコープ１１０の長手軸の先端及び蛍光検出装置１００のスコープ１０の長手軸の先端をそれぞれ被検体１の腹腔１ａ内に挿入する。ここで、被検体１の腹部の外皮に円筒状のホルダを嵌め込み、それを介してスコープ１１０，１０を腹腔１ａ内に挿入してもよい。次いで、ユーザが、腹腔鏡装置２００の光源１３１を稼働して照明光Ｗを生成し、ケーブル１２０を介してスコープ１１０に送る。それにより、スコープ１１０の先端から照明光Ｗが射出されて腹腔１ａ内が照明され、これと同時にスコープ１１０により腹腔１ａ内からの反射光が集光され、ケーブル１２１を介してカメラ１３２に送られる。カメラ１３２は、反射光を受光することで腹腔１ａ内を撮影し、その映像は通信装置１３３により蛍光検出装置１００に逐次送信され、蛍光検出装置１００の通信装置３９により受信され、入出力装置３８により処理されてモニタ装置４０の表示画面４１上に逐次表示される。

【0064】

図７に、モニタ装置４０の画面表示の一例を示す。モニタ装置４０の表示画面４１は、左に腹腔鏡画像を表示するエリア４２、中央上に励起光γ_０が照射されていることを表示するエリア４４、中央右に蛍光スペクトルのピーク値（蛍光強度）を表示するエリア４３、右に蛍光スペクトルを表示するエリア４５、下に検出条件等を表示するエリア４７が配置されている。

【0065】

エリア４２には、表示部３６ｃにより、腹腔鏡装置２００から送信された被検体１の腹腔１ａ内の腹腔鏡画像が表示される。ここで、スコープ１０の先端からガイド光γ_ｇが射出されることで、ユーザは、表示画面４１より、励起光γ_０が照射されるスポットＳｐの位置及び拡がり、さらにスポットＳｐの形状より励起光γ_０が照射される方向を確認することができる。

【0066】

エリア４４に「レーザ照射中」が表示される。これにより、表示画面４１より、スコープ１０から励起光γ_０がガイド光γ_ｇに重ねて射出され、腹腔１ａ内の組織に励起光γ_０が照射されていることがわかる。なお、表示部３６ｃは、例えば、励起光γ_０の強度が閾値を超えた場合に、エリア４４の表示「レーザ照射中」を赤色で表示する又は表示を点滅させてユーザに通知してもよい。また、例えば励起光γ_０の強度に応じて大きくなる又は周期が速くなるビープ音を発することで、ユーザに音声通知してもよい。

【0067】

エリア４３には、表示部３６ｃにより、検出器３５による蛍光γの検出結果、特に蛍光スペクトルにおけるピーク強度（蛍光強度とも呼ぶ）が表示される。また、蛍光強度の時間変化がリアルタイムで表示される。一例として、蛍光強度がカラーバーで表示される、すなわち蛍光強度が大きくなるとバーが下から上に、青から赤に色調（グラデーション）を変えて延びる。

【0068】

エリア４５には、表示部３６ｃにより、蛍光γの検出結果が表示される。検出結果として、蛍光スペクトル（波長に対する強度分布であり、単に蛍光スペクトルともよぶ）及びそのピーク位置が表示される。さらに、上のエリア４６に、蛍光スペクトルのピーク位置の波長（ピーク波長ともいう）及び強度（ピーク強度ともいう）が表示される。また、蛍光スペクトル及びピーク強度の時間変化がリアルタイムで表示される。

【0069】

エリア４７には、表示部３６ｃにより、検出条件等が表示される。検出条件は、一例として、被検体１を特定するＩＤ番号、蛍光γを検出するのに使用しているスコープ１０のＩＤ番号、励起光γ_０を照射している照射時間（照射タイマとも呼ぶ）、励起光γ_０の規格強度（光源３４から受信した励起光γ_０の強度でもよい）、ガイド光γ_ｇの規格強度、及び生体検査の年月日時分を含む。

【0070】

ユーザは、モニタ装置４０（エリア４２）に表示された腹腔鏡画像を見ながら蛍光検出装置１００を操作することができる。特に、ユーザは、スコープ１０の先端を腹腔１ａ内の関心箇所に接近させてその関心箇所に位置するスポットＳｐ内に励起光γ_０を照射し、それによりスポットＳｐ内の組織内の薬剤２が発する蛍光γを集光して検査することができる。

【0071】

なお、表示部３６ｃは、制御部３６ａを介してインターロック装置５０からイネーブル信号及びディセーブル信号を受信け、ディセーブル信号を受信している場合にはインターロック機能が作動していること或いはＳＷ２４ａが不能であることを表示画面４１上に表示してもよい。また、表示部３６ｃは、記録装置３７により記録された腹腔鏡画像、蛍光γの検出結果、蛍光状態の解析結果、検出条件等の各種情報を記録部３６ｄを介して読み出し、それらをモニタ装置４０の表示画面４１上に再生表示してもよい。

【0072】

図８に、蛍光検出方法のフローを示す。フロー開始に先立って、腹腔鏡装置２００及び蛍光検出装置１００は上述のとおり接続され、蛍光検出装置１００にモニタ装置４０が接続されているものとする。ここでは一例として、被検体１の血管に薬剤２を投与し、その薬剤２が腹腔１ａ内の組織を循環するのを評価する血管及び組織の血流評価における蛍光検出フローを説明する。

【0073】

ステップＳ２では、制御部３６ａは、図７に示すように、腹腔鏡装置２００により撮影された被検体１の腹腔１ａ内の映像（すなわち、腹腔鏡画像）を蛍光検出装置１００に接続されたモニタ装置４０の表示画面４１（エリア４２）に表示する。ここで、スコープ１０の先端が向けられた腹腔１ａ内の位置、すなわち励起光γ_０の照射箇所（スポットＳｐ）及び照射の向きを視認できるように、スコープ１０の先端から可視光波長域のガイド光γ_ｇが出力されている。それにより、ユーザは、モニタ装置４０に表示された腹腔鏡画像においてスポットＳｐの位置を確認し、スコープ１０を動かしてその先端を腹腔１ａ内の関心箇所に向ける及び／又は近接させる。そして、ユーザは、ＳＷ２４ａをオンしてその関心箇所に励起光γ_０を照射する。

【0074】

ステップＳ３では、制御部３６ａは、ＳＷ２４ａがオンされたか否かを判断する。制御部３６ａは、オンされたと判断した場合、ユーザがＳＷ２４ａをオンしたものとしてステップＳ４に進み、オンされていないと判断した場合、ユーザがＳＷ２４ａをオンしていないとしてステップＳ３を繰り返す。なお、ステップＳ４に移行することなく一定時間経過した場合又はステップＳ３を予め定めた回数繰り返した場合、ステップＳ２に戻ってもよい。

【0075】

ステップＳ４では、制御部３６ａは、光源３４に駆動信号を送信して励起光γ_０を生成させ、ガイド光γ_ｇに重畳してスコープ１０の先端から射出させてスポットＳｐ内を照射する。このとき、図７に示すように、表示画面４１のエリア４４に「レーザ照射中」が表示される。励起光γ_０の照射により、スポットＳｐ内の組織内に位置する薬剤２が励起光γ_０を吸収して蛍光γを発する。薬剤２が発する蛍光γは、スコープ１０の先端から集光されて検出器３５に送られる。また、光源３４は、励起光γ_０を生成すると同時にその強度の検出し、その検出結果を制御演算装置３６（解析部３６ｂ）に送信する。

【0076】

ステップＳ５では、制御部３６ａは、検出器３５を動作させて集光した蛍光γを検出する。それにより、蛍光γが一定時間ごとに検出され、その結果が制御演算装置３６（解析部３６ｂ）に逐次送信される。

【0077】

ステップＳ６では、解析部３６ｂが、検出器３５による蛍光γの検出結果を用いて蛍光状態を解析する。蛍光状態は、一例として、蛍光スペクトル、そのピーク波長及びピーク強度、及びそれらの時間変化を含む。

【0078】

蛍光状態として、蛍光γのスペクトル形状を含んでもよい。解析部３６ｂは、蛍光γのスペクトル形状を解析して蛍光γを発する場所或いは組織、すなわち薬剤が位置する場所或いは組織を特定してもよい。その結果は、次のステップＳ７で表示画面４１に表示されてよい。

【0079】

ステップＳ７では、表示部３６ｃが、蛍光γの検出結果及び蛍光状態の解析結果、検出条件等の各種情報をモニタ装置４０の表示画面４１に表示する。それにより、図７に示すように、表示画面４１のエリア４３に蛍光強度が表示されるとともに、エリア４５に蛍光スペクトルが表示され、エリア４６に蛍光スペクトルのピーク波長及びピーク強度が表示される。これらの表示は、蛍光スペクトルが検出される都度、更新される（つまり、リアルタイムで表示される）。また、記録部３６ｄが、蛍光スペクトルが検出される都度、蛍光γの検出結果及び蛍光状態の解析結果、励起光γ_０の強度を含む検出条件等の各種情報を検出時刻とともに記録装置３７を用いて記録する。

【0080】

ステップＳ７が完了すると、ステップＳ２に戻る。

【0081】

蛍光検出フローは、ユーザが、例えば前面パネルのスイッチをオフすることで終了する。

【0082】

本実施形態に係る蛍光検出装置１００は、励起光γ_０を生成する光源３４、光源３４に光接続され、光源３４から出力される励起光γ_０を導光して被検体１の腹腔１ａ内の組織に照射するとともに、励起光γ_０の照射により組織から発せられる蛍光γを集光するスコープ１０、スコープ１０により集光された蛍光γを検出する検出器３５、スコープ１０が光源３４に接続されているか否かを検出し、接続されていない場合に光源３４による励起光γ_０の生成を禁止するインターロック装置５０を備える。これによれば、インターロック装置５０により、スコープ１０が光源３４に接続されているか否かを検出し、接続されている場合に光源３４を動作可能にすることで、スコープ１０が正しく光源３４に接続されている場合のみ励起光γ_０が生成され、安全性が向上する。

【0083】

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【0084】

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

【符号の説明】

【0085】

１…被検体（患者）、１ａ…腹腔、２…薬剤、１０…スコープ、１１…チューブ、１２…送光用光ファイバ、１３…受光用光ファイバ、１４…コネクタ、２０…ケーブル、２１…フレキシブルチューブ、２２…送光用光ファイバ、２３…受光用光ファイバ、２４…把持部、２４ａ…スイッチ、２４ｂ～２４ｄ…配線（スイッチ配線）、２９…コネクタ、３０…装置本体、３１…筐体、３２，３３…光ファイバ、３２ａ，３２ｂ…光ファイバ、３４…光源、３４ａ…励起光源、３４ｂ…ガイド光源、３５…検出器、３６…制御演算装置、３６ａ…制御部、３６ｂ…解析部、３６ｃ…表示部、３６ｄ…記録部、３７…記録装置、３８…入出力装置、３９…通信装置、４０…モニタ装置、４１…表示画面、４２～４７…エリア、５０…インターロック装置、５１～５３…配線（インターロック配線）、１００…蛍光検出装置、１１０…スコープ、１１１…チューブ、１１４…コネクタ、１２０，１２１…ケーブル、１３０…装置本体、１３０ａ…筐体、１３１…光源、１３２…カメラ、１３３…通信装置、２００…腹腔鏡装置、Ｓｐ…スポット、Ｗ…照明光、γ…蛍光、γ_０…励起光、γ_ｇ…ガイド光。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】