JP2009136578A

JP2009136578A - 医療用顕微鏡

Info

Publication number: JP2009136578A
Application number: JP2007317532A
Authority: JP
Inventors: Katsushige Nakamura; 勝重中村
Original assignee: Mitaka Kohki Co Ltd
Current assignee: Mitaka Kohki Co Ltd
Priority date: 2007-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2009-06-25

Abstract

【課題】各種の蛍光物質に対応した励起光の照射が可能で且つ照明光から熱線を確実に除去することができる医療用顕微鏡を提供する。
【解決手段】顕微鏡１の内部光路１３に赤外側の光をカットする光学フィルター１９が固定された状態で設けられているため、熱線となる赤外領域の光を確実に除去することができる。光学フィルター１９が、８０５ｎｍより大きく８１５ｎｍより小さい波長である閾値よりも赤外側の光を全てカットする特性のため、光源として広く使用されているキセノンランプの放射強度の実質的に最初のピークＰとなる８２５ｎｍ付近を含む赤外側の熱線を確実に除去することができる。また、光学フィルター１９の閾値が８０５ｎｍより大きいためインドシアニングリーン用の励起光も透過することができる。一枚の透過式の光学フィルター１９であるため、顕微鏡１の狭い照射口１６にも固定することができる。
【選択図】図４

Description

本発明は医療用顕微鏡に関するものである。

近年の医学において、患者に蛍光物質を投与し、患部への集積が進んだ段階で、その蛍光物質を励起できる波長の励起光を照射し、患部だけを蛍光させると共に、その蛍光だけを透過する光学フィルターを介して、患部の蛍光観察又は蛍光撮影を行う技術が知られている。

蛍光物質としては、５−アミノレブリン酸（５−ＡＬＡ）、タラポルフィンナトリウム（登録商標レザフィリン）、インドシアニングリーン（ＩＣＧ）などが知られている。５−アミノレブリン酸は、波長３８０ｎｍ付近の励起光を受けて、波長６２０ｎｍ付近の蛍光を発する。タラポルフィンナトリウムは、波長６６４ｎｍ付近の励起光を受けて、波長６７２ｎｍ付近の蛍光を発する。インドシアニングリーンは、波長８０５ｎｍ付近の励起光を受けて、波長８３５ｎｍ付近の蛍光を発する。インドシアニングリーンが最も赤外側である。

この種の励起光は、患部を観察する顕微鏡の照明光を利用して行われる。すなわち、もともと患部には観察するために顕微鏡から照明光が照射されるため、その照明光を利用すれば便利である。顕微鏡には、外部光源装置から光ファイバーを介して照明光が供給される。顕微鏡内に導入された照明光は、顕微鏡の内部光路を経て、顕微鏡の底面に形成された照射口に導かれる。外部光源装置で用いられる光源としては、太陽光に近い白色光が得られるキセノンランプが一般的である。ハロゲンランプが用いられる場合もある。

外部光源装置には、照明光から患部に対して熱線となる赤外領域の波長をカットする熱保護用光学フィルターと、キセノンランプからの照明光のうち蛍光物質に対応した波長の励起光だけを選択的に透過させる蛍光用光学フィルターが設けられている。これら２つの光学フィルターがアクチュエーターによるスライド式又は回転式により、選択的にキセノンランプからの照明光の光路中に介在される構造になっている。通常時は、熱保護用光学フィルターを介在させることにより、可視光を透過させ、赤外線をカットするようになっており、蛍光観察時には、蛍光用光学フィルターを介在させて、蛍光物質に対応した波長の励起光だけを選択的に透過させるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１６３４１３号公報

しかしながら、このような従来の技術にあっては、顕微鏡に照明光を供給する外部光源装置側において、熱保護用光学フィルターと蛍光用光学フィルターをアクチュエーターによる可動式にしているため、アクチュエーター等の故障により、外部光源装置内における照明光の光路中から、いずれのフィルターも外れるおそれがあり、キセノンランプ等からの照明光が１００％の出力で顕微鏡に供給され、そのまま顕微鏡から患部に照射されるおそれがある。そのために、外部光源装置側において光学フィルターの位置ずれを検知するセンサーを設ける必要があり、外部光源装置の構造が複雑になっていた。

本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、各種の蛍光物質に対応した励起光の照射が可能で且つ内部に導入された照明光から熱線を確実に除去することができる医療用顕微鏡を提供するものである。

請求項１記載の発明は、外部より照明光を導入して、内部光路を介して底面の照射口へ導き、該照射口より患部へ向けて照明光を照射する医療用顕微鏡であって、前記内部光路の途中に、８０５ｎｍより大きく８１５ｎｍより小さい波長を閾値として、閾値よりも長波長側の光束をカットする光学手段が固定されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、照明光がキセノンランプによるものであることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、光学手段が一枚の透過式の光学フィルターで、顕微鏡の照射口に固定されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、顕微鏡の内部光路に赤外側の光をカットする光学手段が固定された状態で設けられているため、熱線となる赤外領域の光を確実に除去することができる。光学手段が、８０５ｎｍより大きく８１５ｎｍより小さい波長を閾値として閾値よりも長波長側の光束を全てカットする特性のため、光源として広く使用されているキセノンランプの放射強度の実質的に最初のピークとなる８２５ｎｍ付近を含む赤外側の熱線を確実に除去することができる。また、光学手段の閾値が８０５ｎｍより大きいため、各種の蛍光物質のうち、最も赤外側に励起光（波長８０５ｎｍ）があるインドシアニングリーン用の励起光も透過することができる。

請求項２記載の発明によれば、照明光がキセノンランプによるものなので、実質的に最初のピークとなる８２５ｎｍ付近を含む赤外側の熱線が確実に除去される。

請求項３記載の発明によれば、光学手段が一枚の透過式の光学フィルターであるため、顕微鏡の狭い照射口にも固定することができる。

図１〜図８は、本発明の好適な実施形態を示す図である。手術用の顕微鏡１は、手術室内において、図示せぬスタンド装置のアームに支持されている。顕微鏡１は、２つの接眼部２を有する立体顕微鏡で、内部には垂直方向にフォーカスレンズ３が設置され、水平方向にズームレンズ４が設置されている。

フォーカスレンズ３を経た光はプリズム５を介してズームレンズ４に導かれる。ズームレンズ４を経た光は、２つのプリズム６、７を介して接眼部２側に折り返される。プリズム７と接眼部２との間には、光の一部を分岐するビームスプリッター８が設置されている。そして、分岐された光をＣＣＤ撮像素子等の撮像センサを使用したエリアカメラ（以下ＣＣＤカメラという）９で撮影することができる。ＣＣＤカメラ９の手前には、蛍光波長のみを透過するフィルター１０が設けられている。

顕微鏡１におけるズームレンズ４の下方には、外部光源装置１１からの光ファイバー１２が接続される。光ファイバー１２からの照明光Ｌは、顕微鏡１の内部光路１３に設けられたレンズ１４やミラー１５を経て底面の照射口１６に導かれ、照射口１６から患部Ｔを向けて照射することができる。

外部光源装置１１には、光源としてのキセノンランプ１７が設けられ、そのキセノンランプ１７からの照明光Ｌを、所定の励起フィルター１８を介して、必要な波長のみを透過し、顕微鏡１に供給している。励起フィルター１８は、上下スライド可動式で、キセノンランプ１７の光路中に出し入れ自在となっている。この励起フィルター１８はインドシアニングリーン用で、波長８０５ｎｍ付近の光だけを透過する特性を有している。

また、顕微鏡１の照射口１６には、一枚の透過式の光学フィルター（光学手段）１９が固定されている。透過式の光学フィルター１９を一枚固定するだけなので、照射口１６の狭いスペースでも固定することができる。この光学フィルター１９は、熱線カットフィルターで、キセノンランプ１７からの照明光Ｌのうち、閾値を８１０ｎｍとして、それよりも大きい波長を全てカットする特性を有する。

次に、蛍光物質としてインドシアニングリーンを使用する場合の作用を説明する。キセノンランプ１０は図６に示すような放射スペクトル分布を有する照明光Ｌを平行光として照射する。顕微鏡１から照射される照明光Ｌは励起フィルター１８を通過することにより、インドシアニングリーンの励起に必要な８０５ｎｍ付近の波長となっている。

一方、顕微鏡１の照射口１６に固定された光学フィルター１９は、図７及び図８（図６の要部拡大）から明らかなように、照明光Ｌのうち、８１０ｎｍ（閾値）より大きい赤外側の波長を全てカットする特性を有する。光学フィルター１９はキセノンランプ１７から顕微鏡１（照射口１６）を経由して患部Ｔに到る照明光の光路の中に常に固定され、また照明光束Ｌの熱線成分を遮断するように配置されている。

従って、キセノンランプ１０からの照明光Ｌは、励起フィルター１８を通過して８１０ｎｍより波長が小さいため、そのまま照射口１６の光学フィルター１９も透過して、患部Ｔに照射される。

患部Ｔには予め蛍光物質であるインドシアニングリーンが集積しており、インドシアニングリーンを励起させる波長８０５ｎｍの反射光Ｌは、患部Ｔを蛍光させる。蛍光はフォーカスレンズ３から顕微鏡１内に導入され、一部がビームスプリッタ８から分岐された後、フィルター１０を介してＣＣＤカメラ９により撮影される。そして、撮影された蛍光画像を図示せぬモニターに表示することにより、患部Ｔの状態を蛍光画像として確認することができる。

ここで、万一、外部光源装置１１側の励起フィルター１８のスライド機構が故障し、励起フィルター１８がキセノンランプ１７の光路から外れて、１００％出力の照明光Ｌが顕微鏡１側に導入されたとしても、顕微鏡１の照射口１６には光学フィルター１９が固定されているため、そこで熱線となる８１０ｎｍよりも大きい波長の光はカットされ、患部Ｔが過熱されることはない。特に、キセノンランプ１０の実質的に最初のピークＰとなる８２５ｎｍ付近より手前（８１０ｎｍ）から赤外側をカットしているため、キセノンランプ１０における確実な熱線除去を行うことができる。尚、励起フィルター１８を意図的に外して可視光を含む照射光で通常観察する場合も、前記同様の確実な熱線除去を行うことができる。換言すれば、励起フィルターの種類や有無に拘わらず熱線成分が顕微鏡の開口部１６から患部Ｔに向けて照射されることがない。

インドシアニングリーン以外の他の蛍光物質を使用する場合に、外部光源装置１１内において、別のタイプの励起フィルターを使用しても、そこを透過した光は顕微鏡１に固定された光学フィルター１９を必ず透過することができる。すなわち、最も長波長側に励起波長をもつインドシアニングリーン（８０５ｎｍ付近）でも透過可能なため、それ以外の蛍光物質を励起するための光も光学フィルター１９を透過することができる。

以上の実施形態では、光学手段として、透過式の光学フィルター１９を例にしたが、反射式のミラーでも、それらの組み合わせでも良いし、それ以外の光学手段でも良い。また、本発明はハロゲンランプその他の光源からの照明光にも適用することができる。

本発明の実施形態に係る顕微鏡を示す全体斜視図。顕微鏡の底面を示す斜視図。顕微鏡の内部構造を示す図。顕微鏡の照射口付近を示す一部破断の斜視図。顕微鏡の照射口付近を示す断面図。キセノンランプの放射スペクトル分布を示すグラフ。キセノンランプの８００ｎｍ付近の放射スペクトル分布を示すグラフ。光学フィルターにより８１０ｎｍよりも長波長側の波長成分がカットされた状態を示す図７相当のグラフ。

符号の説明

１顕微鏡
１１外部光源装置
１３内部光路
１６照射口
１７キセノンランプ
１９光学フィルター（光学手段）
Ｔ患部
Ｌ照明光
Ｐピーク

Claims

外部より照明光を導入して、内部光路を介して底面の照射口へ導き、該照射口より患部へ向けて照明光を照射する医療用顕微鏡であって、
前記内部光路の途中に、８０５ｎｍより大きく８１５ｎｍより小さい波長を閾値として、閾値よりも長波長側の光束をカットする光学手段が固定されていることを特徴とする医療用顕微鏡。
照明光がキセノンランプによるものであることを特徴とする請求項１記載の医療用顕微鏡。
光学手段が一枚の透過式の光学フィルターで、顕微鏡の照射口に固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の医療用顕微鏡。