特許 7581497 光治療進度測定装置の作動方法、プロセッサおよび光治療システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-01

(45)【発行日】2024-11-12

(54)【発明の名称】光治療進度測定装置の作動方法、プロセッサおよび光治療システム

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/067 20060101AFI20241105BHJP

【ＦＩ】

A61N5/067

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2023517006

(86)(22)【出願日】2021-04-30

(86)【国際出願番号】 JP2021017216

(87)【国際公開番号】W WO2022230178

(87)【国際公開日】2022-11-03

【審査請求日】2023-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】山下 迪

【審査官】宮崎 敏長

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－２１２４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／０７６６３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第９９／００６１１３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１６７０４６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｎ ５／０６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蛍光薬剤による患部の光治療の進度を測定する光治療進度測定装置の作動方法であって、
前記患部に治療光が照射されることによって前記患部において発生する蛍光の強度である第１蛍光強度を光検出部により検出すること、および、
前記光検出部により検出される前記第１蛍光強度と、前記蛍光薬剤に関連する参照データとを用いて前記患部の光治療の進度を表す進度情報を演算部にて算出することを含み、
前記参照データが、前記光治療に関与しない前記患部中の前記蛍光薬剤に関連付いた蛍光強度に基づき決定される、光治療進度測定装置の作動方法。

【請求項2】

前記参照データが、
前記光治療中に前記患部に再集積する前記蛍光薬剤の蛍光の強度である第２蛍光強度のデータであるか、または、
再集積する前記蛍光薬剤の蛍光の強度を含まない前記蛍光薬剤の蛍光の強度の前記治療光の照射による時間変化を表すプリセットデータである、請求項１に記載の光治療進度測定装置の作動方法。

【請求項3】

前記第１蛍光強度を時系列に記憶し該第１蛍光強度の時間変化を表す強度データを強度データ生成部にて生成することをさらに含み、
前記演算部にて前記進度情報を算出することが、
複数の前記プリセットデータの中から、前記強度データと最も類似する１つのプリセットデータを前記参照データとして選択すること、
選択された前記プリセットデータを用いて前記第１蛍光強度の単位時間当たりの補正変化量を算出すること、および、
前記第１蛍光強度の単位時間当たりの変化量の積算値を前記補正変化量を用いて算出することを含み、
前記積算値が前記進度情報である請求項２に記載の光治療進度測定装置の作動方法。

【請求項4】

前記治療光よりも弱い測定光を前記患部に照射すること、および、
前記測定光が前記患部に照射されることによって前記患部において発生する蛍光の強度である前記第２蛍光強度を前記光検出部にて検出することをさらに含み、
前記演算部にて前記進度情報を算出することが、前記第１蛍光強度の単位時間当たりの変化量と前記第２蛍光強度の単位時間当たりの変化量との間の一致度を算出することを含み、
該一致度が前記進度情報である請求項２に記載の光治療進度測定装置の作動方法。

【請求項5】

前記測定光を照射することは、前記患部に照射される前記治療光の強度を調整する治療光調整部により前記患部に照射される前記治療光の強度を第１強度から該第１強度よりも弱い第２強度に切り替えることを含み、前記測定光は、前記第２強度に減弱された前記治療光である、請求項４に記載の光治療進度測定装置の作動方法。

【請求項6】

前記治療光を出力する治療光源の出力を前記治療光調整部により切り替えることによって、前記患部に照射される前記治療光の強度が前記第１強度と前記第２強度との間で切り替えられる、請求項５に記載の光治療進度測定装置の作動方法。

【請求項7】

前記患部までの前記治療光の照射距離が前記治療光調整部により変更されることによって、前記患部に照射される前記治療光の強度が前記第１強度と前記第２強度との間で切り替えられる、請求項５に記載の光治療進度測定装置の作動方法。

【請求項8】

前記演算部により前記第１蛍光強度の単位時間当たりの変化量が負であるか否かを判断することをさらに含み、
前記演算部により前記進度情報を算出することは、前記変化量が負ではないと判断された後に行われる、請求項１に記載の光治療進度測定装置の作動方法。

【請求項9】

前記進度情報に基づいて、前記患部の光治療が完了したか否かを判定部により判定することをさらに含む、請求項１に記載の光治療進度測定装置の作動方法。

【請求項10】

蛍光薬剤による患部の光治療の進度を測定するプロセッサであって、
前記患部に治療光が照射されることによって前記患部において発生する蛍光の強度である第１蛍光強度を検出する光検出部と、
前記第１蛍光強度および参照データを用いて前記患部の光治療の進度を表す進度情報を算出する演算部とを備え、
前記参照データが、前記光治療に関与しない前記患部中の前記蛍光薬剤に関連付いた蛍光強度に基づき決定される、プロセッサ。

【請求項11】

前記参照データが、前記光治療中に前記患部に再集積する前記蛍光薬剤の蛍光の強度である第２蛍光強度のデータであるか、または、
再集積する前記蛍光薬剤の蛍光の強度を含まない前記蛍光薬剤の蛍光の強度の前記治療光の照射による時間変化を表すプリセットデータである、請求項１０に記載のプロセッサ。

【請求項12】

前記第１蛍光強度を時系列に記憶し該第１蛍光強度の時間変化を表す強度データを生成する強度データ生成部と、
複数の前記プリセットデータを記憶する記憶部とをさらに備え、
前記演算部が、
前記複数のプリセットデータの中から、前記強度データと最も類似する１つのプリセットデータを前記参照データとして選択し、
選択された前記プリセットデータを用いて前記第１蛍光強度の単位時間当たりの補正変化量を補正し、
前記第１蛍光強度の単位時間当たりの変化量の積算値を前記補正変化量を用いて算出し、前記積算値が前記進度情報である、請求項１１に記載のプロセッサ。

【請求項13】

前記光検出部は、前記治療光よりも弱い測定光が前記患部に照射されることによって前記患部において発生する蛍光の強度である前記第２蛍光強度をさらに検出し、
前記演算部が、前記第１蛍光強度の単位時間当たりの変化量と前記第２蛍光強度の単位時間当たりの変化量との間の一致度を算出し、該一致度が前記進度情報である、請求項１１に記載のプロセッサ。

【請求項14】

前記患部に照射される前記治療光の強度を調整する治療光調整部をさらに備え、
該治療光調整部は、前記患部に照射される前記治療光の強度を第１強度と該第１強度よりも弱い第２強度との間で切り替え、前記測定光は前記第２強度に減弱された前記治療光である、請求項１３に記載のプロセッサ。

【請求項15】

前記演算部は、
前記第１蛍光強度の単位時間当たりの変化量が負であるか否かを判断し、
前記変化量が負ではないと判断された後に前記進度情報を算出する、請求項１０に記載のプロセッサ。

【請求項16】

前記進度情報に基づいて、前記患部の光治療が完了したか否かを判定する判定部をさらに備える、請求項１０に記載のプロセッサ。

【請求項17】

患部に治療光を照射し前記患部を蛍光薬剤によって光治療する光治療システムであって、
前記治療光を出力する治療光源と、
前記治療光を前記患部に照射する治療光照射部と、
請求項１６に記載のプロセッサと、
該プロセッサの前記判定部の判定結果を報知する報知部とを備える光治療システム。

【請求項18】

前記患部に照射される前記治療光の強度を調整する治療光調整部をさらに備え、
前記判定部によって前記患部の光治療が完了したと判定された場合に、前記治療光調整部が前記治療光の強度を低減する、請求項１７に記載の光治療システム。

【請求項19】

前記患部の画像を取得する画像取得部と、
該画像取得部によって取得された前記画像を表示する表示部とをさらに備え、
該表示部が前記進度情報を表示する、請求項１７に記載の光治療システム。

【請求項20】

前記表示部が、前記進度情報を前記画像内の前記患部に重ねて表示する、請求項１９に記載の光治療システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光治療進度測定方法、光治療進度測定装置および光治療システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、患部に治療光を照射し患部内の蛍光薬剤を励起することによって患部を治療する光治療が知られている（例えば、特許文献１参照。）。光治療が進むにつれて蛍光薬剤が消費され、それに伴って患部において発生する蛍光の強度が減衰する。特許文献１では、蛍光の強度が所定の閾値以下となったときに、患部への治療光の照射を終了する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００６－１６７０４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

蛍光薬剤の蛍光強度は、全ての患部において同一の速度で単調に減衰するとは限らず、患部毎に多様な挙動を示す。例えば、蛍光強度の減衰速度が患者毎に異なる。
光治療を終了するタイミングを適切に判断するためには、光治療の終盤における蛍光強度が重要である。しかし、光治療の終盤における蛍光強度は、励起光の照射を続けたとしても蛍光強度が十分に下がることなく、蛍光強度が低値の期間においてむしろ減衰から上昇に転じる場合すら有ることを、発明者は発見した。結果、患部における蛍光薬剤の消費量、すなわち光治療の進度を必ずしも正確に反映するとは限らない。したがって、蛍光薬剤からの蛍光強度のみに基づいて、光治療の正確な進度をリアルタイムに把握することは難しい。

【0005】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、患部の光治療の正確な進度をリアルタイムに測定することができる光治療進度測定方法、光治療進度測定装置および光治療システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明の一態様は、蛍光薬剤による患部の光治療の進度を測定する光治療進度測定装置の作動方法であって、前記患部に治療光が照射されることによって前記患部において発生する蛍光の強度である第１蛍光強度を光検出部により検出すること、および、前記光検出部により検出される前記第１蛍光強度と、前記蛍光薬剤に関連する参照データとを用いて前記患部の光治療の進度を表す進度情報を演算部にて算出することを含み、前記参照データが、前記光治療に関与しない前記患部中の前記蛍光薬剤に関連付いた蛍光強度に基づき決定される、光治療進度測定装置の作動方法である。

【0007】

本発明の他の態様は、蛍光薬剤による患部の光治療の進度を測定するプロセッサであって、前記患部に治療光が照射されることによって前記患部において発生する蛍光の強度である第１蛍光強度を検出する光検出部と、前記第１蛍光強度および参照データを用いて前記患部の光治療の進度を表す進度情報を算出する演算部とを備え、前記参照データが、前記光治療に関与しない前記患部中の前記蛍光薬剤に関連付いた蛍光強度に基づき決定される、プロセッサである。

【0008】

本発明の他の態様は、患部に治療光を照射し前記患部を蛍光薬剤によって光治療する光治療システムであって、前記治療光を出力する治療光源と、前記治療光を前記患部に照射する治療光照射部と、上記のプロセッサと、該光治療進度測定装置の判定部の判定結果を報知する報知部とを備える光治療システムである。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、患部の光治療の正確な進度をリアルタイムに測定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】

【0010】

【図1】第１実施形態に係る光治療進度測定装置および光治療システムの全体構成図である。

【図2】光治療中の患部の蛍光強度の時間変化の例を示す図である。

【図3】患部の蛍光強度を説明する図である。

【図4】記憶部に記憶される複数のプリセットデータを示す図である。

【図5】プリセットデータを用いた積算値の算出方法を説明する図である。

【図6】図１の光治療進度測定装置および光治療システムの作用を示すフローチャートである。

【図7】第２実施形態に係る光治療進度測定装置および光治療システムの全体構成図である。

【図8】第１蛍光強度および第２蛍光強度の各々の単位時間当たりの変化量の時間変化の例を示す図である。

【図9】図７の光治療進度測定装置および光治療システムの作用を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る光治療進度測定方法、光治療進度測定装置および光治療システムについて図面を参照して説明する。
図１に示されるように、本実施形態に係る光治療システム１００は、内視鏡１によって患部Ａを観察しながら、光応答性の蛍光薬剤によって患部Ａを光治療する内視鏡システムである。患部Ａは、例えば、食道のような上部消化管の癌である。蛍光薬剤は、患部Ａに集積する特性を有する蛍光分子であり、励起光によって励起されることで活性化し治療効果を発揮する。蛍光薬剤は、例えば、パニツムマブ－ＩＲ７００複合体またはヘマトポルフィリン誘導体である。

【0012】

光治療システム１００は、体内の患部Ａを観察する内視鏡１と、患部Ａを照明するための照明光Ｌ１を発生する照明光源２と、患部Ａを治療するための治療光Ｌ２を発生する治療光源３と、内視鏡１を経由して体内に挿入され治療光Ｌ２を患部Ａに照射するプローブ（治療光照射部）４と、内視鏡画像を処理する画像処理部５と、内視鏡画像を表示する表示部（報知部）６とを備える。内視鏡１の基端には、内視鏡プロセッサ１０１が接続されている。

【0013】

内視鏡１は、軟性または硬性の長尺のスコープ７と、画像取得部８とを有する。スコープ７には、スコープ７を長手方向に貫通する処置具チャネル７ａが設けられている。また、スコープ７の先端面には、照明窓７ｂおよび受光窓７ｃが設けられている。内視鏡１は、照明光源２から供給された照明光Ｌ１を照明窓７ｂから患部Ａに向かって射出する。また、内視鏡１は、患部Ａにおいて反射された照明光Ｌ１を受光窓７ｃにおいて受光し、患部Ａの内視鏡画像を撮像素子を有する画像取得部８によって取得する。

【0014】

照明光源２は、白色の照明光Ｌ１を出力する。
治療光源３は、蛍光薬剤の励起波長を有する励起光である治療光Ｌ２を出力する。
プローブ４は、治療光Ｌ２を導光する光ファイバを有する長尺の光ファイバプローブであり、処置具チャネル７ａ内に挿入される。プローブ４の基端は、治療光源３と接続され、治療光Ｌ２がプローブ４の先端から患部Ａに照射される。
画像処理部５は、画像取得部８から内視鏡画像を受け取り、必要に応じて内視鏡画像に処理を施した後に内視鏡画像を表示部６に出力する。
表示部６は、液晶ディスプレイ等の任意の表示装置である。

【0015】

図２は、分子標的抗体と蛍光物質との複合体であるパニツムマブ－ＩＲ７００複合体を用いた光治療の実験結果に関する。光治療が進むにつれて患部Ａにおける蛍光薬剤が消費され、それに伴って蛍光強度Ｆは減衰する。したがって、医師は、蛍光強度Ｆの減衰に基づいて、光治療が進んでいることを認識することができる。ただし、蛍光強度Ｆは、曲線ａのように単調に減衰するとは限らず、曲線ｂおよび曲線ｃのように、光治療の終盤において上昇することがある。また、蛍光強度Ｆの減衰の速度も、条件等に応じて異なる。したがって、患部Ａに投与された必要量の蛍光薬剤が消費されたか否か、つまり光治療が完了したか否かを、蛍光強度Ｆのみに基づいて判断することは難しい。

【0016】

蛍光強度Ｆが単調に減衰しない原因の１つは、光治療中の蛍光薬剤の再集積であると考えられる。すなわち、十分量の蛍光薬剤が静脈注射によって患者に投与された後、蛍光薬剤の一部は、患部Ａに取り込まれずに血液とともに再循環し、光治療の終盤において、患部Ａに再集積して蛍光強度Ｆの上昇を引き起こす。したがって、図３に示されるように、蛍光強度Ｆ（曲線ｂ参照。）は、光治療の開始前に患部Ａに予め集積していた蛍光薬剤が発生する蛍光の強度（曲線ｄ参照。）と、光治療の開始後に患部Ａに再集積する蛍光薬剤が発生する蛍光の強度（曲線ｅ参照。）との和である。
期間Ｉでは、光治療前に患部Ａに予め集積した蛍光薬剤の蛍光が支配的であり、高い治療効果が得られる。期間ＩＩでは、予め集積した蛍光薬剤の蛍光と再集積した蛍光薬剤の蛍光が混在し、治療効果はわずかである。期間ＩＩＩでは、再集積した蛍光薬剤の蛍光が支配的であり、患部Ａに予め集積した蛍光薬剤に由来する光治療効果はほとんど得られない。

【0017】

光治療システム１００は、医師が患部Ａの光治療を終了するか否かを判断することを支援するために、患部Ａの光治療の進度を測定する光治療進度測定装置１０を備える。図１に示されるように、光治療進度測定装置１０は、蛍光強度（第１蛍光強度）Ｆを検出する光検出部１１と、検出された蛍光強度Ｆを時系列に記憶する強度データ生成部１２と、予め用意された複数のプリセットデータを記憶する記憶部１３と、患部Ａの光治療の進度を表す進度情報を算出する演算部１４と、進度情報に基づいて患部Ａの光治療が完了したか否かを判定する判定部１５と、治療光Ｌ２の強度を調整する治療光調整部１６とを備える。

【0018】

光治療進度測定装置１０は、中央演算処理装置のような少なくとも１つのプロセッサと、ＲＡＭ（random access memory）およびＲＯＭ（read-only memory）のような記憶装置とを有する。記憶装置に記憶されたプログラムに従ってプロセッサが処理を実行することによって、強度データ生成部１２、演算部１４、判定部１５および治療光調整部１６の後述の処理が実現される。記憶部１３は、記憶装置からなる。

【0019】

スコープ７の先端面には、蛍光Ｌｆを選択的に透過させ蛍光Ｌｆとは異なる波長域の光を遮断するバリアフィルタ７ｄが設けられている。光検出部１１は、バリアフィルタ７ｄを透過した蛍光Ｌｆの強度Ｆを検出し、蛍光強度Ｆを強度データ生成部１２に送信する。例えば、光検出部１１は、内視鏡プロセッサ１０１内またはスコープ７内に設けられた撮像素子を有し、蛍光強度Ｆの情報を含む蛍光画像を取得する。蛍光画像は、画像処理部５を経由して表示部６に送信され表示部６に表示されてもよい。光検出部１１は、撮像素子以外の任意の種類の光検出器を有していてもよい。

【0020】

強度データ生成部１２は、蛍光強度Ｆを時系列に記憶することによって強度データを生成する。例えば、強度データ生成部１２は、蛍光画像の平均輝度値を強度値として記憶する。強度データは、図２および図３に示される曲線ａ，ｂ，ｃのような、蛍光強度Ｆの時間変化を表すデータである。
図４に示されるように、記憶部１３に予め記憶されている複数のプリセットデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，…は、再集積する蛍光薬剤の蛍光強度を含まない、治療光Ｌ２の照射による蛍光薬剤の蛍光強度の時間変化を表すデータである。

【0021】

例えば、プリセットデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，…は、試験管内の蛍光薬剤に治療光Ｌ２を照射し蛍光強度を経時的に検出および記憶することによって取得され、光治療を行う前に作業者によって記憶部１３に記憶される。患部Ａの蛍光強度の減衰の仕方は、測定距離、蛍光薬剤の濃度および治療光Ｌ２の照射強度等の様々なパラメータに応じて変化する。したがって、異なるパラメータの下で取得された複数のプリセットデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，…が、記憶部１３に記憶される。

【0022】

演算部１４は、蛍光強度Ｆが減衰しているか否かをリアルタイムで判断し、蛍光強度Ｆが初めて減衰しなくなったときに、強度データおよびプリセットデータを用いて進度情報の算出を開始する。
具体的には、演算部１４は、光検出部１１によって蛍光強度Ｆが検出される都度、その時点での蛍光強度Ｆの単位時間当たりの変化量ΔＦを算出する。例えば、時刻ｔ_ｉ（ｉ＝１，２，３，…）に蛍光強度Ｆ（ｔ_ｉ）が検出された場合、時刻ｔｉにおける変化量ΔＦ（ｔ_ｉ）は、蛍光強度Ｆ（ｔ_ｉ）と、直前の時刻ｔ_ｉ－１に検出された蛍光強度Ｆ（ｔ_ｉ－１）とを用いて下式から算出される。
ΔＦ（ｔ_ｉ）＝（Ｆ（ｔ_ｉ）－Ｆ（ｔ_ｉ－１））／（ｔ_ｉ－ｔ_ｉ－１）

【0023】

変化量ΔＦが負である場合、すなわち蛍光強度Ｆが減衰している場合、演算部１４は進度情報を算出しない。変化量ΔＦが負ではない場合、すなわち変化量ΔＦがゼロまたは正であり蛍光強度Ｆが一定または上昇している場合、演算部１４は、進度情報を算出するための後述の処理を実行する。

【0024】

図５は、強度データおよびプリセットデータを用いた進度情報の算出方法を説明している。
進度情報は、治療開始から現時点までの蛍光強度Ｆの単位時間当たりの変化量を積算した積算値Ｉである。図５には、積算値Ｉの時間変化を表す積算データが示されている。積算値Ｉは、患部Ａへの治療光Ｌ２の照射によって患部Ａにおいて消費された蛍光薬剤の消費量、すなわち患部Ａの光治療の進度を表す。

【0025】

図５に示されるように、演算部１４は、複数のプリセットデータの中から、強度データと最も類似する１つのプリセットデータを参照データとして選択する。具体的には、演算部１４は、強度データにおける蛍光強度Ｆの時間変化の曲線を、複数のプリセットデータにおける蛍光強度Ｇの時間変化の曲線と比較し、強度データの曲線と最も形状が類似する曲線のプリセットデータを選択する。
次に、演算部１４は、変化量ΔＦが負ではないと初めて判断された後の補正変化量ΔＦ’を参照データを用いて算出し、補正変化量ΔＦ’と、変化量ΔＦが負ではないと初めて判断される前の変化量ΔＦとを用いて積算値Ｉを算出する。図５において、時刻ｔ_ｋは、変化量ΔＦが負ではないと初めて判断された時刻である。

【0026】

補正変化量ΔＦ’は、患部Ａに再集積する蛍光薬剤の蛍光強度の単位時間当たりの変化量を除去するように補正された変化量ΔＦに相当し、患部Ａでの蛍光薬剤の再集積が無い場合に期待される、患部Ａに予め集積した蛍光薬剤の蛍光強度の正味の変化量である。変化量ΔＦのみを用いて積算値Ｉを算出した場合、図５の積算データにおいて鎖線で示されるように、積算値Ｉは、再集積する蛍光薬剤の蛍光強度に影響され、例えば、単調増加しなくなる。これに対し、変化量ΔＦが負ではないと初めて判断された後、変化量ΔＦに代えて補正変化量ΔＦ’を用いることによって、図５の積算データにおいて実線で示されるように、再集積する蛍光薬剤の蛍光強度の影響が排除された積算値Ｉを算出することができる。

【0027】

具体的には、演算部１４は、現時点と対応する時刻における蛍光強度Ｇの単位時間当たりの減衰率αを補正係数として算出する。時刻ｔ_ｉにおける減衰率α（ｔ_ｉ）は、時刻ｔ_ｉ，ｔ_ｉ－１における蛍光強度Ｇ（ｔ_ｉ），Ｇ（ｔ_ｉ－１）を用いて下式から算出される。
α（ｔ_ｉ）＝１ － Ｇ（ｔ_ｉ）／Ｇ（ｔ_ｉ－１）
次に、演算部１４は、蛍光強度Ｆ（ｔ_ｉ）の直前に検出された蛍光強度Ｆ（ｔ_ｉ－１）に減衰率α（ｔ_ｉ）を乗算することによって、現時点ｔ_ｉでの補正変化量ΔＦ’（ｔ_ｉ）を算出する。次に、演算部１４は、補正変化量ΔＦ’（ｔ_ｉ）を時刻ｔ_ｉ－１の積算値Ｉ（ｔ_ｉ－１）に加算することによって、積算値Ｉ（ｔ_ｉ）を算出する。演算部１４は、蛍光強度Ｆが検出される都度、減衰率α、補正変化量ΔＦ’および積算値Ｉを算出する。

【0028】

判定部１５は、積算値Ｉを所定の閾値Ｔｈと比較する。積算値Ｉが閾値Ｔｈ以下である場合、判定部１５は、所定の閾値以下となったという判定結果を出力する。積算値Ｉが閾値Ｔｈよりも大きい場合、判定部１５は、所定の閾値を超えたという判定結果を出力する。判定部１５の判定結果は、治療光調整部１６に送信されるとともに、表示部６に表示されることによって医師に報知される。

【0029】

治療光調整部１６は、患部Ａに照射される治療光Ｌ２の強度を判定部１５の判定結果に基づいて調整する。具体的には、所定の閾値以下と判定された場合、治療光調整部１６は、治療光源３からの治療光Ｌ２の出力を維持することによって、患部Ａに照射される治療光Ｌ２の強度を維持する。一方、所定の閾値を超えたと判定された場合、治療光調整部１６は、治療光源３を制御して治療光源３からの治療光Ｌ２の出力を低下または停止させることによって、患部Ａに照射される治療光Ｌ２の強度を低減させる。

【0030】

次に、光治療システム１００および光治療進度測定装置１０の作用について、図６を参照して説明する。
光治療システム１００を使用して患部Ａを光治療するために、まず、例えば患者に静脈注射することによって蛍光薬剤が患部Ａに投与される。静脈注射後、蛍光薬剤が患部Ａに集積するまで時間を要する。静脈注射から所定時間（例えば、２４時間）後、医師は、照明光源２を点灯し、表示部６に表示される内視鏡画像を観察しながら内視鏡１を患者の体内に挿入し、内視鏡１の先端を患部Ａの近傍に配置する。次に、医師は、内視鏡１の処置具チャネル７ａを経由してプローブ４を体内に挿入することによってプローブ４の先端を患部Ａの近傍に配置し、治療光源３を点灯させる。これにより、プローブ４の先端から患部Ａへの治療光Ｌ２の照射が開始され、患部Ａの光治療が開始される（ステップＳ１）。

【0031】

光治療中、医師は、表示部６に表示される内視鏡画像内の患部Ａの蛍光強度Ｆの減衰に基づいて光治療が進行していることを確認する。ただし、蛍光強度Ｆは、光治療中に患部Ａに再集積する蛍光薬剤に影響されるので、蛍光強度Ｆが必ずしも光治療の進度を正確に表すとは限らない。したがって、光治療が完了したか否かを蛍光強度Ｆのみに基づいて判断することは難しい。

【0032】

本実施形態によれば、光治療中、光治療進度測定方法が光治療進度測定装置１０によって実行される。
光治療進度測定方法は、治療光Ｌ２の照射によって患部Ａにおいて発生する蛍光Ｌｆの強度Ｆを検出するステップＳ２，Ｓ１１と、蛍光強度Ｆを記憶し蛍光強度Ｆの時間変化を表す強度データを生成するステップＳ３，Ｓ１２と、蛍光強度Ｆの変化量ΔＦを判定するステップＳ４，Ｓ５と、光治療の進度を表す進度情報を算出するステップＳ６～Ｓ８と、進度情報に基づいて患部Ａの光治療が完了したか否かを判定するステップＳ９とを含む。

【0033】

光治療の開始後、光検出部１１によって蛍光強度Ｆが検出され（ステップＳ２）、強度データ生成部１２によって蛍光強度Ｆが時系列に記憶され強度データが生成される（ステップＳ３）。次に、演算部１４によって、蛍光強度Ｆの単位時間当たりの変化量ΔＦが算出され（ステップＳ４）、変化量ΔＦが負であるか否か、すなわち蛍光強度Ｆが単調に減衰しているか否かが判断される（ステップＳ５）。変化量ΔＦが負である場合（ステップＳ５のＹＥＳ）、ステップＳ２～Ｓ４が繰り返される。

【0034】

変化量ΔＦが負ではない場合（ステップＳ５のＮＯ）、演算部１４によって、強度データおよび参照データを用いて患部Ａの進度情報が算出される（ステップＳ６～Ｓ８）。具体的には、複数のプリセットデータの中から、強度データと最も類似するプリセットデータが参照データとして選択される（ステップＳ６）。次に、演算部１４によって、参照データを用いて蛍光強度Ｆの補正変化量ΔＦ’が算出され、ステップＳ４において算出された変化量ΔＦと補正変化量ΔＦ’とを用いて進度情報である積算値Ｉが算出される。

【0035】

次に、判定部１５によって、積算値Ｉが所定の閾値Ｔｈと比較される（ステップＳ９）。積算値Ｉが閾値Ｔｈ以下であると判定された場合（ステップＳ９のＮＯ）、光治療の未完了を示す情報が表示部６に表示されることによって、光治療の未完了が医師に報知される（ステップＳ１０）。その後、積算値Ｉが閾値Ｔｈ以下であると判定されるまで、ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ７，Ｓ８の蛍光強度Ｆの検出、強度データの生成および進度情報の算出が繰り返される。

【0036】

積算値Ｉが閾値Ｔｈよりも大きいと判定された場合（ステップＳ９のＹＥＳ）、光治療の完了を示す情報が表示部６に表示されることによって、光治療の完了が医師に報知される（ステップＳ１３）。また、患部Ａに照射される治療光Ｌ２の強度が治療光調整部１６によって低減される（ステップＳ１４）。

【0037】

医師は、表示部６に表示される判定結果に基づいて、光治療を終了するか否かを判断する。具体的には、所定の閾値Ｔｈ以下となったという判定結果が出力された場合、医師は、患部Ａへ治療光Ｌ２を照射し続ける。一方、所定の閾値Ｔｈを超えたという判定結果が出力された場合、医師は、治療光源３を消灯させることによって患部Ａへの治療光Ｌ２の照射を終了し、患部Ａの光治療を終了する。

【0038】

前述したように、光治療中、医師は、光治療が完了したか否かを患部Ａの蛍光強度Ｆのみに基づいて判断することは難しい。本実施形態によれば、予め用意された複数のプリセットデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，…が記憶部１３に記憶されている。プリセットデータＤ１，Ｄ２，…は、治療光Ｌ２の照射によって単調減少する蛍光薬剤の蛍光強度のデータであり、再集積する蛍光薬剤の蛍光強度を含まない。すなわち、プリセットデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，…は、光治療中に蛍光薬剤の患部Ａへの再集積が発生しない場合の、治療光Ｌ２の照射による患部Ａの蛍光強度Ｆの典型的な時間変化のモデルである。

【0039】

このようなプリセットデータＤ１，Ｄ２，Ｄ３，…のいずれかを用いることによって、再集積する蛍光薬剤の蛍光強度の単位時間の変化量が除外された補正変化量ΔＦ’が算出される。そして、補正変化量ΔＦ’を用いて、光治療によって消費された蛍光薬剤の正確な消費量を表す積算値Ｉを進度情報として算出することができ、光治療の正確な進度を測定することができる。また、進度情報に基づいて光治療が完了したか否かを正確に判定することができる。

【0040】

また、蛍光強度Ｆは、患部Ａにおける蛍光薬剤の消費量と直接関係するパラメータであり、蛍光強度Ｆから進度情報をリアルタイムに算出することができる。これにより、光治療の正確な進度をリアルタイムに測定し、光治療が完了したか否かをリアルタイムに判定することができる。
蛍光強度以外の情報を用いて光治療の進度を間接的に測定する場合、光治療の進度をリアルタイムに測定することは難しい。

【0041】

本実施形態において、参照データから算出される減衰率αを蛍光強度Ｆに乗算することによって、補正変化量ΔＦ’を算出することとしたが、補正変化量ΔＦ’の算出方法はこれに限定されるものではなく、再集積する蛍光薬剤に由来する変化量が除外された、患部に予め集積した蛍光薬剤に由来する正味の変化量ΔＦ’を算出することができる限りにおいて、任意の算出方法を用いることができる。

【0042】

一変形例において、蛍光強度Ｆが減衰しないとの初めての判断以降、参照データの蛍光強度Ｇ（ｔ_ｉ）の単位時間当たりの変化量ΔＧ（ｔ_ｉ）を補正変化量ΔＦ’（ｔ_ｉ）として用いてもよい。
他の変形例において、蛍光強度Ｆが減衰しないとの初めての判断以降、参照データの蛍光強度Ｇ（ｔ_ｉ）を強度データの蛍光強度Ｆ（ｔ_ｉ）として用いてもよい。すなわち、蛍光強度Ｆが減衰しないと初めて判断された後の強度データの蛍光強度Ｆが、参照データの蛍光強度Ｇに置換され、蛍光強度Ｇの単位時間当たりの変化量ΔＧが補正変化量ΔＦ’として算出される。
これらの変形例によれば、補正変化量ΔＦ’が参照データのみから予測されるので、蛍光強度Ｆが減衰しないと初めて判断された後、蛍光強度Ｆを検出および記憶する必要がない。したがって、進度情報の算出にかかる処理を単純化することができる。

【0043】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る光治療進度測定方法、光治療進度測定装置および光治療システムについて図面を参照して説明する。
本実施形態に係る光治療システム２００は、光治療進度測定装置２０が、再集積した蛍光薬剤の蛍光強度である第２蛍光強度のデータを参照データとして取得し、第２蛍光強度のデータを用いて進度情報を算出する点において、第１実施形態の光治療システム１００と相違する。本実施形態においては、第１実施形態と相違する点において説明し、第１実施形態と共通する構成については同一の符号を付して説明を省略する。

【0044】

図７に示されるように、光治療システム２００は、内視鏡１と、照明光源２と、治療光源３と、プローブ４と、画像処理部５と、表示部６と、光治療進度測定装置２０とを備える。
光治療進度測定装置２０は、光検出部１１と、演算部１４と、判定部１５と、治療光調整部１６とを備える。

【0045】

本実施形態において、治療光調整部１６は、治療光源３の出力を、高出力の第１出力と低出力の第２出力との間で切り替えることによって、患部Ａに照射される光を治療光Ｌ２と測定光Ｌ３との間で切り替える。治療光Ｌ２は、光治療に必要な第１強度を有する光である。蛍光薬剤は、任意の光強度の励起光で蛍光を発するが、十分に高い光強度でのみ光治療効果を発揮する。光治療効果を発揮した蛍光薬剤は、蛍光分子の分子構造が崩れて蛍光を発しなくなる特性を有する。測定光Ｌ３は、第１強度よりも小さい第２強度を有し、蛍光薬剤に光治療効果を発揮させない弱い光である。すなわち、測定光Ｌ３は、治療光Ｌ２を減弱させた光である。例えば、第１強度は約１００ｍＷであり、第２強度は数ｎＷである。測定光Ｌ３は、予め患部に集積した未消費の蛍光薬剤と、患部Ａに再集積し患部Ａに結合していない蛍光薬剤との両方に作用して、これら２種類の状態の蛍光薬剤からの蛍光の総和としての蛍光Ｌｆを発生させる。

【0046】

光検出部１１は、第１蛍光強度Ｆ１と第２蛍光強度Ｆ２を交互に検出し、蛍光強度Ｆ１，Ｆ２を演算部１４に出力する。第１蛍光強度Ｆ１は、治療光Ｌ２の照射によって患部Ａにおいて発生する蛍光Ｌｆの強度であり、患部Ａに予め集積した蛍光薬剤と再集積した蛍光薬剤とが発生する蛍光Ｌｆの強度である。第２蛍光強度Ｆ２は、測定光Ｌ３の照射によって患部Ａにおいて発生する蛍光Ｌｆの強度であり、患部Ａに再集積した蛍光薬剤が発生する蛍光の強度である。演算部１４が第１蛍光強度Ｆ１と第２蛍光強度Ｆ２とを区別するために、第１蛍光強度Ｆ１および第２蛍光強度Ｆ２は、治療光Ｌ２および測定光Ｌ３とそれぞれ関連付けてられている。

【0047】

演算部１４は、光検出部１１によって第１蛍光強度Ｆ１が検出される都度、その時点での第１蛍光強度Ｆ１の単位時間当たりの変化量ΔＦ１を算出し、光検出部１１によって第２蛍光強度Ｆ２が検出される都度、その時点での第２蛍光強度Ｆ２の単位時間当たりの変化量ΔＦ２を算出する。ΔＦ１およびΔＦ２は、第１実施形態のΔＦと同様の方法によって算出される。次に、演算部１４は、変化量ΔＦ１と変化量ΔＦ２との間の一致度を進度情報として算出する。例えば、一致度は、ΔＦ１とΔＦ２との間の差または比を用いて表され、ΔＦ１とΔＦ２との差がゼロに近い程、一致度は高くなる。

【0048】

図８に示されるように、患部Ａの光治療の完了時、患部Ａの蛍光強度Ｆ１の変化は再集積した蛍光薬剤の蛍光強度Ｆ２の変化が支配的となるので、変化量ΔＦ１は変化量ΔＦ２と等しくまたは略等しくなる。したがって、患部Ａの光治療が完了に近付くにつれて、一致度は高くなる。
変化量ΔＦ１と変化量ΔＦ２は、異なる強度の光Ｌ２，Ｌ３に基づく量である。したがって、変化量ΔＦ１，ΔＦ２が同一強度の光Ｌ２，Ｌ３を照射した場合の値となるように変化量ΔＦ１，ΔＦ２を規格化し、規格化された変化量ΔＦ１，ΔＦ２を用いて一致度を算出してもよい。

【0049】

判定部１５は、一致度を所定の閾値Ｔｈと比較する。一致度が閾値Ｔｈ以下である場合、判定部１５は、一致度が所定の閾値Ｔｈ以下であるという判定結果を出力する。一致度が閾値Ｔｈよりも大きい場合、判定部１５は、一致度が所定の閾値Ｔｈを超えたという判定結果を出力する。

【0050】

次に、光治療システム２００および光治療進度測定装置２０の作用について、図９を参照して説明する。
第１実施形態と同様に、光治療中、図９に示される光治療進度測定方法が光治療進度測定装置２０によって実行される。
光治療進度測定方法は、患部Ａに治療光Ｌ２を照射するステップＳ２１と、治療光Ｌ２の照射によって患部Ａにおいて発生する蛍光の強度である第１蛍光強度Ｆ１を検出するステップＳ２２と、患部Ａに測定光Ｌ３を照射するステップＳ２４と、測定光Ｌ３の照射によって患部Ａにおいて発生する蛍光の強度である第２蛍光強度Ｆ２を検出するステップＳ２５と、蛍光強度Ｆ１，Ｆ２を用いて進度情報を算出するステップＳ２３，Ｓ２６，Ｓ２７と、進度情報に基づいて患部Ａの光治療が完了したか否かを判定するステップＳ２８とを含む。

【0051】

光治療の開始後、治療光Ｌ２および測定光Ｌ３が交互に患部Ａに照射され（ステップＳ２１，Ｓ２４）、第１蛍光強度Ｆ１および第２蛍光強度Ｆ２が交互に光検出部１１によって検出される（ステップＳ２２，Ｓ２５）。そして、演算部１４によって、第１蛍光強度Ｆ１および第２蛍光強度Ｆ２の各々の単位時間当たりの変化量ΔＦ１，ΔＦ２が算出され（ステップＳ２３，Ｓ２６）、変化量ΔＦ１と変化量ΔＦ２との一致度が進度情報として算出される（ステップＳ２７）。

【0052】

次に、判定部１５によって、一致度が所定の閾値Ｔｈと比較される（ステップＳ２８）。一致度が閾値Ｔｈ以下である場合（ステップＳ２８のＮＯ）、所定の閾値Ｔｈ以下であると判定部１５によって判定され、その旨の判定結果が医師に報知される（ステップＳ１０）。閾値Ｔｈ以下である旨の判定後、閾値Ｔｈを超えたと判定されるまで、ステップＳ２１～Ｓ２７が繰り返される。
一致度が閾値Ｔｈよりも大きい場合（ステップＳ２８のＹＥＳ）、所定の閾値Ｔｈを超えたと判定部１５によって判定され、その旨の判定結果が医師に報知され（ステップＳ１３）、治療光Ｌ２の強度が治療光調整部１６によって低減される（ステップＳ１４）。

【0053】

このように、本実施形態によれば、光治療中、患部Ａに再集積する蛍光薬剤の第２蛍光強度Ｆ２が参照データとして取得される。光治療が完了に近付く程、変化量ΔＦ１は変化量ΔＦ２に近付き、変化量ΔＦ１と変化量ΔＦ２との一致度は患部Ａの光治療の正確な進度を表す。このような一致度を進度情報として算出することができ、光治療の正確な進度を測定することができる。また、進度情報に基づいて光治療が完了したか否かを、医師が正確に判定することができる。
また、一致度が蛍光強度Ｆ１，Ｆ２からリアルタイムに算出される。これにより、光治療の正確な進度をリアルタイムに測定し、光治療が完了したか否かを医師がリアルタイムに判定することができる。

【0054】

本実施形態において、光治療進度測定装置２０が、光治療の開始と同時に光治療の進度の測定を開始することとしたが、これに代えて、第１実施形態と同様に、変化量ΔＦ１が初めて負でなくなったときに、光治療の進度の測定を開始してもよい。
すなわち、光治療開始後、演算部１４は、第１蛍光強度Ｆ１が検出される度に変化量ΔＦ１を算出する。治療光調整部１６は、光治療開始から変化量ΔＦ１が初めて負でなくなるまで治療光源３から治療光Ｌ２を出力させ、変化量ΔＦ１が初めて負でなくなって以降、治療光Ｌ２および測定光Ｌ３を交互に治療光源３から出力させる。
この構成によれば、初めて変化量ΔＦ１が負になるまでずっと治療光Ｌ２が患部Ａに照射されるので、患部Ａの治療時間を短縮することができる。

【0055】

本実施形態において、治療光Ｌ２と測定光Ｌ３との間の切り替えが、治療光源３の出力の切り替えによって行われることとしたが、これに代えて、患部Ａまでの治療光Ｌ２の照射距離が変更されることによって行われてもよい。照射距離は、治療光Ｌ２が射出されるプローブ４の先端から患部Ａまでの距離である。照射距離の変更は、例えば、医師がプローブ４を長手方向に往復させることによって手動で行われるか、または、図示しないモータがプローブ４を往復させることによって自動で行われる。
照射距離を長くすることによって、患部Ａに照射される治療光Ｌ２の強度を低下させ、低強度の治療光Ｌ２を測定光Ｌ３として使用することができる。
また、本実施形態において、治療光源３とは別に、測定光Ｌ３を発生し出力する測定光源が設けられていてもよい。

【0056】

上記第１および第２実施形態において、表示部６は、判定部１５の判定結果に加えて、またはこれに代えて、進度情報を表示してもよい。例えば、表示部６は、進度情報として、積算値Ｉ、変化量ΔＦ１，ΔＦ２および一致度の数値を表示してもよく、これらの時間変化を表すグラフを表示してもよい。

【0057】

また、表示部６は、各患部Ａの光治療の進度を表す表示を進度情報として内視鏡画像に重ねて表示してもよい。この構成によれば、医師は、内視鏡画像内の患部Ａに付される表示に基づき、各患部Ａの進度を容易に把握することができる。
例えば、内視鏡画像内の各患部Ａに「Ｐ１」、「Ｐ２」、「Ｐ３」および「Ｐ４」のいずれかが付される。「Ｐ１」は、蛍光強度Ｆが単調に減衰し光治療が進行している段階を示す。「Ｐ２」は、蛍光強度Ｆの時間変化が略ゼロであり光治療の進行が停止した段階を示す。「Ｐ３」は、蛍光強度Ｆが上昇し光治療と蛍光薬剤の再集積の両方が進行する段階を示す。「Ｐ４」は、光治療の進行が停止し蛍光薬剤の再集積のみが進行する段階を示す。

【0058】

上記第１および第２実施形態において、報知部が、判定部１５の判定結果を表示する表示部６であることとしたが、これに代えて、他の手段を用いて判定結果を報知してもよい。例えば、報知部は、判定結果に応じた音を出力してもよい。
上記第１および第２実施形態において、光治療進度測定装置１０，２０が、内視鏡システムの一部であることとしたが、これに代えて、内視鏡システムとは独立した装置であってもよい。例えば、光治療進度測定装置１０，２０は、内視鏡プロセッサ１０１とは別体の装置であり、内視鏡１の外側に配置されるプローブを経由して患部Ａの蛍光Ｌｆの検出および患部Ａへの測定光Ｌ３の照射を行ってもよい。

【0059】

また、上述した実施形態では、参照データが、光治療中に患部に再集積する蛍光薬剤の蛍光の強度である第２蛍光強度のデータであるか、または、再集積する蛍光薬剤の蛍光の強度を含まない蛍光薬剤の蛍光の強度の治療光の照射による時間変化を表すプリセットデータである場合を例に説明したが、参照データは、上記に限らず、光治療に関与しない患部中の蛍光薬剤に関連付いた蛍光強度に基づき、治療光Ｌ２による光治療の終盤の蛍光強度に含まれ得る、光治療に関与しない患部中の蛍光薬剤に基づく蛍光と関連付けて決定されるデータであれば、他の参照データであってもよい。

【符号の説明】

【0060】

１００，２００ 光治療システム
１０，２０ 光治療進度測定装置
３ 治療光源
４ プローブ（治療光照射部）
６ 表示部（報知部）
８ 画像取得部
１１ 光検出部
１２ 強度データ生成部
１３ 記憶部
１４ 演算部
１５ 判定部
１６ 治療光調整部
Ａ 患部
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ プリセットデータ
Ｆ，Ｆ１ 第１蛍光強度
Ｆ２ 第２蛍光強度
ΔＦ，ΔＦ１，ΔＦ２ 変化量
Ｉ 積算値

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】