專利名稱：活體組織用熒光觀察裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活體組織用熒光觀察裝置。
背景技術(shù)：
己知在癌等異常組織和其他正常組織中發(fā)現(xiàn)的分子量、細胞活性等
存在區(qū)別，提出了以下方法使用熒光探針(熒光色素fluorescence probe) 將該區(qū)別作為熒光強度的差異進行觀察，從而以內(nèi)窺鏡的方式來識別癌 (例如，參照專利文獻l、專利文獻2)。
專利文獻1日本特開平10-201707號公報
專利文獻2日本特開平6-27110號公報
在專利文獻1和專利文獻2中公開了下述內(nèi)窺鏡，該內(nèi)窺鏡用于通 過使用一種熒光探針觀察異常組織與正常組織之間的差異(熒光探針聚 集的不同)來進行診斷。
此外，己知熒光探針還聚集在腫瘤和炎癥部位上而發(fā)出熒光。而且， 活體組織原本發(fā)出自身熒光，因此不管開發(fā)出如何優(yōu)秀的癌診斷用探針， 都很難只對來自腫瘤部的熒光進行觀察。因此，期望在使用熒光探針來 診斷組織是異常還是正常時，能夠比較正常/異常組織的熒光強度。
但是，在內(nèi)窺鏡這樣的觀察裝置中，從內(nèi)窺鏡前端到活體組織的距 離不均等，并且在活體組織的表面存在凹凸，因此由于部位的不同，離 開內(nèi)窺鏡前端的距離和往活體表面的激勵光的照射角度也存在差異。因 此，具有照射到活體表面的激勵光的強度因部位而不同這樣的缺陷。并 且，由于從內(nèi)窺鏡前端到活體表面的距離和活體表面的角度因部位而不 同，因此還具有發(fā)出的熒光到達內(nèi)窺鏡前端之前的衰減等存在差異等的 缺陷。
結(jié)果，即使以相同濃度聚集了熒光探針，觀察到的熒光強度也因部位而不同，很難根據(jù)檢測出的熒光強度來精度良好地診斷是正常組織還 是異常組織。為了提高診斷精度，需要改變內(nèi)窺鏡前端的位置和角度來 進行多次熒光檢測，具有檢査時花費時間的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供一種活體組織 用熒光觀察裝置，該活體組織用熒光觀察裝置能夠通過消除由于活體表 面的距離或凹凸引起的不均勻，來精度良好地觀察可選擇性地對正常組 織和異常組織進行染色的熒光色素的濃度分布。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供下述手段。
本發(fā)明的活體組織用熒光觀察裝置的一個方式的特征在于，該活體 組織用熒光觀察裝置具有激勵光光學(xué)系統(tǒng)，其對吸附或滲透有第1熒 光色素和第2熒光色素的活體組織照射激勵光，所述第1熒光色素在活 體組織中的正常組織和異常組織中具有不同的染色性，所述第2熒光色 素與該第1熒光色素相比熒光波長或吸收波長不同，并且在活體組織中 的正常組織和異常組織中具有非選擇性的染色性，所述激勵光同時激勵
所述第1熒光色素和第2熒光色素、或者分時激勵所述第1熒光色素和
第2熒光色素；熒光檢測部，其分離由來自該激勵光光學(xué)系統(tǒng)的所述激
勵光激勵起的來自所述第1熒光色素的熒光、和來自所述第2熒光色素 的熒光進行檢測；補償處理部，其根據(jù)由該熒光檢測部檢測到的來自所 述第2熒光色素的熒光信息，來補償來自所述第1熒光色素的熒光信息；
以及顯示部，其顯示由該補償處理部補償后的熒光信息。
在上述方式中，所述第2熒光色素可以是陽離子性的。
此外，在上述方式中，所述第2熒光色素具有脂質(zhì)親和性。
此外，在上述方式中，所述補償處理部利用來自第2熒光色素的熒
光信息，對由所述熒光檢測部檢測到的來自第1熒光色素的熒光信息進
行歸一化。
此外，在上述方式中，所述熒光檢測部具有單一觀察光學(xué)系統(tǒng)，所 述單一觀察光學(xué)系統(tǒng)相對于所述激勵光光學(xué)系統(tǒng)固定在相對位置上，將來自所述第1熒光色素和第2熒光色素的熒光一起引導(dǎo)到所述熒光檢測 部。
根據(jù)本發(fā)明取得以下效果能夠消除由于活體表面的距離或凹凸引 起的活體表面的激勵光強度分布的不均勻而進行熒光觀察，從而精度良 好地觀察可選擇性地對正常組織和異常組織進行染色的熒光色素的濃度 分布。


圖1是示出本發(fā)明第一實施方式的具有活體用熒光觀察裝置的內(nèi)窺 鏡系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是示出圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的攝像單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖3是示出構(gòu)成圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的各光學(xué)部件的透射率特性、照
射光和熒光的波長特性的圖。
圖4是示出圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的圖像存儲部的內(nèi)部構(gòu)造的框圖。 圖5是說明圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的白色光觀察時的動作的時序圖。 圖6是說明圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的熒光觀察時的動作的時序圖。 圖7是示出圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的觀察動作的一例的時序圖。 圖8A是示出圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的觀察狀態(tài)的示意圖。 圖8B是示出圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)進行觀察時每個區(qū)域的激勵光強度分 布的曲線圖。
圖8C是示出圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)進行觀察時每個區(qū)域的色素分布的曲 線圖。
圖8D是示出圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)進行觀察時每個區(qū)域的熒光強度分布 的曲線圖。
圖8E是示出圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)進行觀察時每個區(qū)域的熒光強度分布 的曲線圖。
圖8F是示出圖1的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)進行觀察時每個區(qū)域的色素分布(校 正后的熒光強度分布)的曲線圖。
圖9A是示出只基于第1熒光色素的活體組織的熒光圖像的顯微鏡照片。
圖9B是說明圖9A的顯微鏡照片的示意圖。
圖10是示出只基于第2熒光色素的與圖9A相同的活體組織的熒光 圖像的顯微鏡照片。
圖11是示出圖9A的熒光強度分布除以圖10的熒光強度分布而得到 的圖像的圖。
圖12是示出圖7的觀察動作的變形例的時序圖。
圖13是示出圖7的觀察動作的另一變形例的時序圖。
標號說明
A觀察對象(活體組織)
Ga、 Gb熒光色素的熒光圖像信息
Gc反射光圖像(血液量反映圖像)
1內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(活體組織用熒光觀察裝置)
3攝像單元(熒光檢測部觀察光學(xué)系統(tǒng))
6顯示單元(顯示部)
7光導(dǎo)(激勵光光學(xué)系統(tǒng)觀察光學(xué)系統(tǒng)) 8白色觀察用光源
9特殊觀察用光源(激勵光光學(xué)系統(tǒng)) 13可變分光元件 17圖像存儲部
18圖像處理部(補償處理部)
具體實施例方式
本實施方式的活體組織用熒光觀察裝置配備在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1中。如
圖1所示，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)l具有插入到活體體腔內(nèi)的插入部2;配置在該 插入部2內(nèi)的攝像單元3;發(fā)出多種光的光源4;供給從上述插入部2的
前端2a噴出的液體的送液單元20;對上述攝像單元3、光源單元4和送 液單元20進行控制的控制單元5;以及對由上述攝像單元3取得的圖像 進行顯示的顯示單元6。此外，本實施方式的活體組織用熒光觀察裝置由上述攝像單元3、 光源單元4、控制單元5和顯示單元6構(gòu)成。
上述插入部2具有能夠插入到活體體腔內(nèi)的極細的外形尺寸，在其 內(nèi)部具有上述攝像單元3和光導(dǎo)7，該光導(dǎo)7將來自上述光源單元4的光 傳播到前端2a。
上述光源單元4具有白色觀察用光源8，其照亮體腔內(nèi)的攝影對 象(觀察對象)A，并發(fā)出用于取得白色圖像的照明光；特殊觀察用光源 9，其照射體腔內(nèi)的攝影對象A，并發(fā)出激勵光和血管吸收較高的波長的 照明光，該激勵光對攝影對象A內(nèi)存在的熒光物質(zhì)進行激勵而使其發(fā)出 熒光；以及光源控制電路IO，其控制這些光源8、 9。
上述白色觀察用光源8例如是對未圖示的氙燈和帶通濾波器進行組 合而得到的，帶通濾波器的50°/。透射域是420nm以上470nm以下、500nm 以上580nm以下、和570nm以上650nm以下。即，白色觀察用光源8 能夠射出波段為420nm以上470nm以下的藍色照明光、波段為500nm以 上580nm以下的綠色照明光以及波段為570nm以上650nm以下的紅色照 明光。
上述特殊觀察用光源9例如是對未圖示的三個激光光源進行組合而 得到的，是對第1半導(dǎo)體激光器(或者出射488士5nm的激勵光的氬激光 器)、第2半導(dǎo)體激光器和第3半導(dǎo)體激光器進行組合而得到的，該第l 半導(dǎo)體激光器出射波峰波長為490士5nrn的第1激勵光，該第2半導(dǎo)體激 光器出射波峰波長為780士5nm的第2激勵光，該第3半導(dǎo)體激光器出射 波峰波長為420士5nm的照明光。
第1半導(dǎo)體激光器例如能夠激勵具有熒光素骨架(7》才l/ir^y 骨格)的第1熒光色素。此外，第2半導(dǎo)體激光器能夠激勵具有三碳菁
骨架(卜y力々求、乂了二y骨格)的第2熒光色素。此外，第3半導(dǎo)體
激光器由于出射血液吸收較高的波長的光，因此可以通過觀察反射光來 進行血管的造影。
第1熒光色素例如使用具有熒光素骨架的酯酶靈敏性熒光探針。酯 酶靈敏性熒光探針在與酯酶進行反應(yīng)前不發(fā)出熒光。但是，具有以下性質(zhì)由于存在于細胞質(zhì)中的水解酶即酯酶，變化成發(fā)出在490nm附近具 有光吸收波峰、在510nm附近具有波峰的熒光的物質(zhì)。
酯酶的存在量在癌組織中比在正常組織中要多，因此在癌組織中變 化成熒光素的速度更快。因此，通過從第1激光光源照射第1激勵光， 可以從癌組織得到比正常組織更強的熒光。
第2熒光色素例如是在近紅外域具有熒光波峰波長的脂溶性的陽離 子性三碳菁骨架的熒光色素，通過從第2激光光源照射第2激勵光來發(fā) 出熒光。此外，第2熒光色素是陽離子性，因此具有吸附在陰離子性的 細胞膜的磷脂上的性質(zhì)。并且由于是脂溶性，因此容易存在于細胞膜內(nèi)。
在后述的盒21中儲存有這些第1熒光色素和第2熒光色素的混合溶液。
上述光源控制電路IO在根據(jù)后述的時序圖的預(yù)定定時，使白色觀察 用光源8和特殊觀察用光源9動作。
如圖2所示，上述攝像單元3具有攝像光學(xué)系統(tǒng)ll，其對從攝影 對象A入射的光進行會聚；激勵光截止濾波器12，其阻斷從攝影對象A 入射來的激勵光;可變分光元件13，其通過控制單元5的動作使分光特 性發(fā)生變化；以友攝像元件14，其對由攝像光學(xué)系統(tǒng)ll會聚后的光進行 拍攝而轉(zhuǎn)換成電信號。
上述可變分光元件13是具有2塊平板狀的光學(xué)部件13a、 13b以及 致動器13c的標準型光學(xué)濾波器，該光學(xué)部件13a、 13b以空出平行間隔 的方式配置，并在相對面上設(shè)置有反射膜，該致動器13c使該光學(xué)部件 13a、 13b的間隔發(fā)生變化。致動器13c例如是壓電元件。該可變分光元 件13可以根據(jù)致動器13c的動作來使光學(xué)部件13a、 13b的間隔尺寸發(fā) 生變化，從而使其透射的光的波段發(fā)生變化。
更具體而言，如圖3所示，可變分光元件13具有包括一個固定透射 帶和一個可變透射帶的兩個透射帶的透射率波長特性。固定透射帶與可 變分光元件13的狀態(tài)無關(guān)，始終透射入射光。此外，可變透射帶根據(jù)可 變分光元件13的狀態(tài)，透射率特性發(fā)生變化。
在本實施方式中，可變分光元件13在紅色的波段(例如610nm以
8上650nrn以下)具有可變透射帶。并且，可變分光元件13根據(jù)來自控制 單元5的控制信號在2種狀態(tài)之間變化。
第1狀態(tài)使610nm-650nrn的透射率增大到50%以上，允許紅色(R) 波段的光的通過。
第2狀態(tài)與第1狀態(tài)相比，使610nm-650nm的透射率充分降低，阻 斷780nm-830nm波段的光的通過。
固定透射帶配置在400nm以上560nm以下的范圍，例如固定成透射 率為60%以上。由此，可以透射針對藍色(B)、綠色(G)的照明光的 反射光、針對來自第1半導(dǎo)體激光器的第1激勵光的照射的來自第1熒 光色素的熒光、以及針對來自第3半導(dǎo)體激光器的照明光的照射的反射 光。
因此，可變分光元件13在被設(shè)置成第1狀態(tài)時，可以通過針對藍色、 綠色和紅色的照明光的反射光、以及來自第1熒光色素的熒光。此外， 可變分光元件13在被設(shè)置成第2狀態(tài)時，可以通過針對藍色和綠色的照 明光的反射光、來自第1熒光色素、第2熒光色素的熒光、以及針對來 自第3半導(dǎo)體激光器的照明光的照射的反射光。
此外，上述激勵光截止濾波器12在400nm-460nm波段上透射率為 80%以上，在480nm-500nm波段上OD值為5以上(=透射率lxl(T5以 下)，在520nm-720nm波段上透射率為80%以上，在740nm-760nm波段 上OD值為5以上，在780nm-850nm波段上透射率為80%以上。
如圖1所示，上述控制單元5具有攝像元件控制電路15，其對攝
像元件14進行驅(qū)動控制；可變分光元件控制電路16，其對可變分光元件 13進行驅(qū)動控制；后述的閥控制電路25;圖像存儲部17，其存儲由攝像 元件14取得的圖像信息；以及圖像處理電路(圖像處理部)18，其對存
儲在該圖像存儲部17中的圖像信息進行處理而輸出到顯示單元6。
如圖4所示，圖像存儲部17具有第1存儲部17A、第2存儲部17B 以及開關(guān)17C，該開關(guān)17C將從攝像元件14輸出的圖像信息的輸入目的 地切換成第1存儲部17A或者第2存儲部17B，第1存儲部17A具有對 熒光圖像信息進行存儲的幀存儲器17a、 17b以及對反映了血液量的圖像有對白色觀察圖像信息進行存儲的多個幀存儲器17d 17f。
此外，在幀存儲器17a中存儲有熒光圖像信息Ga，該熒光圖像信息Ga是在散布了熒光色素后照射第1激勵光、并將可變分光元件13設(shè)為第1狀態(tài)而取得的。該熒光圖像信息Ga成為對從第1熒光色素產(chǎn)生的熒光進行拍攝而得到的熒光圖像信息。
此外，在幀存儲器17b中存儲有熒光圖像信息Gb，該熒光圖像信息Gb是在散布了熒光色素后照射第2激勵光、并將可變分光元件13設(shè)為第2狀態(tài)而取得的。該熒光圖像信息Gb成為對從第2熒光色素產(chǎn)生的熒光進行拍攝而得到的熒光圖像信息。
此外，在幀存儲器17c中存儲有反射光圖像(血液量反映圖像)Gc，該反射光圖像Gc是將可變分光元件13設(shè)為第1狀態(tài)、并從第3半導(dǎo)體激光器照射照明光而得到的。
在該照明光的波段420nm中包含血紅素的光吸收帶，因此可以通過拍攝其反射光來取得離活體組織的表面比較近的血管的結(jié)構(gòu)等、反映了血液量的圖像信息。
此外，如圖5所示，在第2存儲部17B的幀存儲器17d 17f中分別存儲有將可變分光元件13設(shè)為第1狀態(tài)，白色觀察用的反射光圖像內(nèi)的、分別照射藍色光、綠色光和紅色光而得到的反射光圖像信息。
攝像元件控制電路15和可變分光元件控制電路16與上述光源控制電路10連接，以與光源控制電路10進行的白色觀察用光源8和特殊觀察用光源9的切換同步的方式，對可變分光元件13和攝像元件14進行驅(qū)動控制。
具體而言，如圖6的時序圖所示，通過光源控制電路10的動作，當(dāng)從特殊觀察用光源9發(fā)出第1激勵光和第2激勵光或者從第3半導(dǎo)體激光器發(fā)出照明光時，可變分光元件控制電路16將可變分光元件13的狀態(tài)切換成第1狀態(tài)或第2狀態(tài)。此外，與此同時，開關(guān)17C切換到第1存儲部17A側(cè)，攝像元件控制電路15將從攝像元件14輸出的圖像信息輸出到第1第1存儲部17A。此外，通過光源控制電路10的動作，當(dāng)從白色觀察用光源8發(fā)出照明光時，可變分光元件控制電路16將可變分光元件13切換成第1狀態(tài)，并且，將開關(guān)17C切換到第2存儲部17B艦lj，攝像元件控制電路15將從攝像元件14輸出的圖像信息輸出到第2存儲部17B。
此外，在白色觀察的情況下，上述圖像處理電路18從第2存儲部17B的各幀存儲器17d 17f接收通過照射藍色、綠色和紅色的照明光而得到的反射光圖像信息，輸出到顯示單元6的R、 G、 B的三個通道。
此外，在熒光觀察的情況下，圖像處理電路18從第1存儲部17A接收通過照射激勵光而得到的熒光圖像信息，實施以下的圖像間運算處理。
Gl=axGa/ Gb
其中，a是任意常數(shù)，可利用未圖示的操作部來進行變更。
熒光圖像信息Gl是第1熒光色素的熒光圖像Ga除以第2熒光色素的熒光圖像Gb而得到的，使用第2熒光色素的熒光強度分布來校正(歸一化)第1熒光色素的熒光圖像。
并且，圖像處理電路18例如將通過照射激勵光而得到的上述熒光圖像信息G1、 Gb、針對來自第3半導(dǎo)體激光器的照明光的照射的反射光圖像Gc分別輸出到顯示單元6的R、 G、 B的三個通道。
上述送液單元20具有盒21，其儲存熒光藥劑；盒24，其儲存清洗液；閥22，其供給/停止來自該盒21、 24的液體；送液管23,其與該閥22連接，沿著上述插入部2供給到前端2a;以及閥控制電路25，其配置在上述控制單元5內(nèi)，對上述閥22進行控制。送液管23的前端配置在插入部2的前端2a，可以將送來的熒光探針向攝影對象A散布。作為送液管23，還可以利用設(shè)置在插入部2上的鉗子通道。此外，送液管23和閥22可以按照每個盒21、 24而分別配置。
在用于取得藥劑熒光圖像的特殊觀察用光源9啟動前的白色光觀察中，閥控制電路25對閥22進行控制，以使經(jīng)過預(yù)定時間存儲在盒21內(nèi)的第1熒光色素和第2熒光色素的混合溶液散布。
當(dāng)散布了熒光色素的混合溶液之后，閥控制電路25將閥22切換成
ii此外，當(dāng)散布了熒光色素的混合溶液之后進行熒光觀察之前，為了
清洗殘留在活體表面的熒光色素，閥控制電路25對閥22進行控制以使清洗液散布。此外，在散布了清洗液之后，閥控制電路25將閥22切換成關(guān)閉狀態(tài)。
下面，參照圖7來說明這樣構(gòu)成的本實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1的作用。
使用本實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1來拍攝活體體腔內(nèi)的攝影對象A時，首先，將插入部2插入到體腔內(nèi)，使其前端2a正對體腔內(nèi)的攝影對象A。
在該狀態(tài)下，使光源單元4和控制單元5動作，通過光源控制電路IO的動作，使白色觀察用光源8動作而發(fā)出白色觀察用的光，進行白色觀察。此時，由攝像單元3取得的反射光圖像信息被輸入到第2存儲部17B的各幀存儲器17d 17f，輸出到顯示單元6的R、 G、 B的三個通道并進4f顯示。
此后，當(dāng)使用熒光色素進行觀察時，通過閥控制電路25的動作，閥22將送液管23與儲存清洗液的盒24連接，在活體上散布清洗液，沖洗存在于活體表面的殘渣等。
在散布了清洗液之后，通過閥控制電路25的動作，閥22將送液管23與儲存熒光色素的混合溶液的盒21連接，在活體上散布熒光色素的混合溶液。
在散布了熒光色素的混合溶液之后，通過閥控制電路25的動作，閥22再次將送液管23與盒24連接，散布清洗液，清洗存在于活體表面的熒光色素的混合溶液。從散布熒光色素到清洗，可以設(shè)定固定時間。
清洗后，通過光源控制電路10從白色觀察用光源8切換成特殊觀察用光源9，首先，通過可變分光元件控制電路16將可變分光元件13切換成第1狀態(tài)，取得基于第1熒光色素的熒光圖像信息Ga，接著，將可變分光元件切換成第2狀態(tài)，取得基于第2熒光色素的熒光圖像信息Gb，之后，將可變分光元件切換成第1狀態(tài)，通過從第3半導(dǎo)體激光器照射照明光來取得反射光圖像信息Gc。然后，圖像處理電路18從第1存儲部17A接收通過照射激勵光而得到的熒光圖像信息Ga、 Gb，實施圖像處理，計算出熒光圖像信息G1，向顯示單元6的R、 G、 B通道分別輸出熒光圖像信息G1、 Gb和反射光圖像信息Gc。由此，在顯示單元6上分別顯示熒光圖像信息G1、 Gb和反射光圖像信息Gc。
根據(jù)本實施例，使用在癌組織和正常組織中具有不同染色性的第1熒光色素、以及在癌組織和正常組織中吸附/滲透濃度分布均勻的第2熒光色素的混合溶液來進行觀察，因此，能夠得到對活體表面的激勵光的照射強度分布的不均勻性進行校正后的第1熒光色素的分布信息Gl。
艮P，第1熒光色素由于存在于細胞質(zhì)內(nèi)的酯酶而受到水解反應(yīng)并變化成作為熒光性物質(zhì)的熒光素，通過照射激勵光發(fā)出較強的熒光。己知與正常組織相比該酯酶更多存在于病變部位、特別是癌組織中，因此，從病變部位觀測到較強的熒光。另一方面，第2熒光色素與活體組織內(nèi)的組織如何無關(guān)，以同一濃度吸附/滲透，因此如果激勵光強度均勻，則不管病變組織還是正常組織的差別地發(fā)出相同程度的強度的熒光。
因此，來自第2熒光色素的熒光圖像信息Gb成為表示照射在組織上的激勵光的強度的差(分布/不均勻)的信息。結(jié)果，可以通過將來自第1熒光色素的熒光圖像信息Ga除以來自第2熒光色素的熒光圖像信息Gb，來得到對激勵光強度的不均勻性、色素向活體的吸附/滲透性的不同進行了補償?shù)?、歸一化后的熒光圖像信息G1。
艮口，根據(jù)本實施方式的活體用熒光觀察裝置和內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1，具有如下優(yōu)點即使正在進行觀察的活體組織上的激勵光強度不均勻，通過精度良好地顯示變化成熒光性的熒光色素的濃度分布，也能夠識別正常組織和異常組織。
在此，參照圖8A 圖8F以在概念上更容易理解的方式來說明上述本實施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1的作用。
圖8A是對具有起伏的活體組織照射激勵光的示意圖。區(qū)域A1是傾斜成與插入部2的前端面2a相對的斜面，區(qū)域A2是與激勵光的光軸大致平行的平坦面。因此，如圖8B所示，照射到區(qū)域A的激勵光的強度分布較高，照射到區(qū)域B的激勵光的強度分布較低。
此外，如圖8C所示，區(qū)域A3是區(qū)域A1中色素濃度較高的區(qū)域，區(qū)域A4是區(qū)域A2中色素區(qū)域較高的區(qū)域。
因此，如圖8D所示，來自第1熒光色素的熒光強度分布具有將激勵光強度分布和第1色素的濃度分布組合后的模式，在區(qū)域A1中總體較高，在區(qū)域A3中尤其高，在區(qū)域A2中較低，在區(qū)域A4中比區(qū)域A2略微高。因此，針對區(qū)域A1容易進行是否是異常組織的判定，針對區(qū)域A2很難進行是否是異常組織的判定。
另一方面，如圖8E所示，來自第2熒光色素的熒光強度分布具有與激勵光強度分布大致相同的模式。
因此，將圖8D所示的來自第1熒光色素的熒光強度分布除以圖8E所示的來自第2熒光色素的熒光強度分布，從而如圖8F所示，可以校正激勵光的強度分布，并得到反映了第1熒光色素的濃度分布的信息。
圖9A、圖9B中示出在散布了第1熒光藥劑之后照射第1激勵光而得到的熒光圖像信息Ga的一例。此外，圖10中示出在散布了第2熒光藥劑之后照射第2激勵光而得到的熒光圖像信息Gb的一例。并且，圖11中示出將熒光圖像信息Ga除以熒光圖像信息Gb而得到的熒光圖像信息G1的一例。
根據(jù)圖9A、圖9B，熒光圖像信息Ga是對來自聚集在癌組織上的第1熒光藥劑的熒光進行檢測而得到的，與正常組織相比在癌組織的區(qū)域中得到較高亮度，但是由于光源的配置、活體表面形狀等原因，只在一部分的癌組織中存在亮度較高的區(qū)域。因此，癌組織的區(qū)域不明顯。
此外，根據(jù)圖10，熒光圖像信息Gb與癌組織或正常組織無關(guān)，同樣具有染色的性質(zhì)，因此得到整體明亮的亮度。但是，與熒光圖像信息Ga相同，由于光源的配置、活體表面形狀等原因，在一部分中存在亮度較高的區(qū)域。
并且，根據(jù)圖11，熒光圖像信息Gl是利用熒光圖像信息Gb對熒光圖像信息Ga進行歸一化而得到的，因此，能夠?qū)┙M織整體明確顯示成亮度比正常部位高的區(qū)域。
14另外，在本實施方式中，作為第2熒光色素使用具有陽離子性的三
碳菁骨架的熒光色素，但是正常組織和病變組織的染色性相同，只要熒 光特性與第1熒光色素不同，則也可以是細胞膜染色性的色素等其他的
熒光色素。
此外，在本實施方式中，使用熒光圖像信息Gb對熒光圖像信息Ga 進行歸一化，從而得到排除了激勵光的不均勻性的熒光圖像信息G1，取 代這種方式，也可以在對熒光圖像信息Ga、 Gb分別進行圖像處理之后 顯示在R、 G通道上等，將激勵光的不均勻性的信息顯示在與熒光圖像 信息Ga相同的畫面上，從而使觀察者識別激勵光的不均勻性的信息。此 外，還可以具有只分別顯示熒光圖像信息Ga、 Gb和反射光圖像信息Gc 的模式。
此外，在本實施方式中，顯示以上述方式計算出的熒光圖像信息Gl、 Gb和反射光圖像信息Gc，但是在希望顯示所取得的熒光圖像信息Ga、 Gb和反射光圖像信息Gc的情況下，可以不進行圖像間運算處理而單純 地向顯示單元6的R、 G、 B通道輸出熒光圖像信息Ga、 Gb和反射^fi圖 像信息Gc。此外，也可以不顯示反射光圖像信息Gc，而使熒光圖像信息 Ga、 Gb顯示在R、 G、 B的任意一個通道。此外，也可以向全部的R、 G、 B通道只輸出熒光圖像信息Ga。
此外，在本實施方式中，清洗后立即進行熒光色素的散布，再次清 洗后立即進行熒光觀察，但是內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1可以具有未圖示的吸引清洗 液的吸液單元，在利用吸液單元排除了殘留在觀察部位上的清洗液之后， 進行熒光觀察。
此外，在本實施方式中，在白色觀察中散布混合有第1熒光藥劑和 第2熒光藥劑的混合溶液，之后切換光源來進行熒光觀察，取代這種方 式，如圖12所示，還可以分別散布第1熒光藥劑和第2熒光藥劑。在圖 示的例子中，可以在從白色觀察用光源照射照明光的白色觀察中，進行 清洗、第1熒光藥劑的散布和清洗，從第1半導(dǎo)體激光器照射第1激勵 光并且從第3半導(dǎo)體激光器照射照明光來進行熒光觀察和反射光觀察。 接著，在該熒光觀察中，散布第2熒光藥劑后進行清洗，之后，從第2半導(dǎo)體激光器照射第2激勵光來進行熒光觀察。此外，熒光藥劑的順序
也可以反過來。
此外，也可以在白色觀察中預(yù)先進行清洗、第1熒光藥劑的散布、
清洗、第2熒光藥劑的散布和清洗，之后進行基于第1激勵光和照明光 的照射的熒光觀察和反射光觀察、基于第2激勵光照射的熒光觀察。
此外，針對第1熒光藥劑，由于聚集在癌組織上需要時間，因此如 圖13所示，可以在觀察之前預(yù)先靜脈注射或口服藥物，從而在觀察的l 24小時之前進行服藥。該情況下，作為第1熒光色素使用具有熒光素骨 架的酯酶靈敏性熒光探針。此外，作為第2熒光藥劑使用IR780 (在觀察 中進行散布)。另外，作為第1熒光藥劑還可以使用5-ALA等其他的腫 瘤親和性物質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種活體組織用熒光觀察裝置，其特征在于，該活體組織用熒光觀察裝置具有激勵光光學(xué)系統(tǒng)，其對吸附或滲透有第1熒光色素和第2熒光色素的活體組織照射激勵光，所述第1熒光色素在活體組織中的正常組織和異常組織中具有不同的染色性，所述第2熒光色素與所述第1熒光色素相比熒光波長或吸收波長不同，并且在活體組織中的正常組織和異常組織中具有非選擇性的染色性，所述激勵光同時激勵所述第1熒光色素和第2熒光色素、或者分時激勵所述第1熒光色素和第2熒光色素；熒光檢測部，其分離由來自所述激勵光光學(xué)系統(tǒng)的所述激勵光激勵起的來自所述第1熒光色素的熒光、和來自所述第2熒光色素的熒光進行檢測；補償處理部，其根據(jù)由所述熒光檢測部檢測到的來自所述第2熒光色素的熒光信息，來補償來自所述第1熒光色素的熒光信息；以及顯示部，其顯示由所述補償處理部補償后的熒光信息。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體組織用熒光觀察裝置，其特征在于， 所述第2熒光色素是陽離子性的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體組織用熒光觀察裝置，其特征在于， 所述第2熒光色素具有脂質(zhì)親和性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活體組織用熒光觀察裝置，其特征在于， 所述補償處理部利用來自第2熒光色素的熒光信息，對由所述熒光檢測部檢測到的來自第1熒光色素的熒光信息進行歸一化。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的活體組織用熒光觀察裝置，其特征在于， 所述熒光檢測部具有單一觀察光學(xué)系統(tǒng)，所述單一觀察光學(xué)系統(tǒng)相對于 所述激勵光光學(xué)系統(tǒng)固定在相對位置上，將來自所述第1熒光色素和第2 熒光色素的熒光一起引導(dǎo)到所述熒光檢測部。
全文摘要
本發(fā)明通過消除由于從內(nèi)窺鏡前端到活體表面的距離的不均勻性或活體表面的凹凸引起的不均勻，從而精度良好地觀察可選擇性地對正常組織和異常組織進行染色的熒光色素的濃度分布。一種活體組織用熒光觀察裝置，其特征在于，該熒光觀察裝置具有激勵光光學(xué)系統(tǒng)，其對吸附或滲透有第1熒光色素和第2熒光色素的活體組織照射激勵光，該第1熒光色素在活體組織中的正常組織和異常組織中具有不同的染色性，該第2熒光色素與該第1熒光色素相比熒光波長或吸收波長不同，并且在正常組織和異常組織中具有非選擇性的染色性，該激勵光同時激勵所述第1熒光色素和第2熒光色素、或者分時激勵所述第1熒光色素和第2熒光色素；熒光檢測部，其分離由來自該激勵光光學(xué)系統(tǒng)的激勵光激勵起的來自第1熒光色素和第2熒光色素的熒光進行檢測；補償處理部，其根據(jù)由該熒光檢測部檢測到的來自第2熒光色素的信息，來補償來自第1熒光色素的信息；以及顯示部，其顯示由該補償處理部補償后的信息。
文檔編號A61B1/00GK101646379SQ20088000338
公開日2010年2月10日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者森下弘靖 申請人:奧林巴斯株式會社