WO2019220555A1 - イメージング装置 - Google Patents

イメージング装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2019220555A1
WO2019220555A1 PCT/JP2018/018879 JP2018018879W WO2019220555A1 WO 2019220555 A1 WO2019220555 A1 WO 2019220555A1 JP 2018018879 W JP2018018879 W JP 2018018879W WO 2019220555 A1 WO2019220555 A1 WO 2019220555A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
unit
illumination
imaging
camera
image
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/018879
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
博之 北本
石川　亮宏
Original Assignee
株式会社島津製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社島津製作所 filed Critical 株式会社島津製作所
Priority to PCT/JP2018/018879 priority Critical patent/WO2019220555A1/ja
Publication of WO2019220555A1 publication Critical patent/WO2019220555A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/20—Surgical microscopes characterised by non-optical aspects
    • A61B90/25—Supports therefor

Definitions

  • the present invention relates to an imaging apparatus for irradiating a fluorescent dye administered into the body of a subject with excitation light and photographing fluorescence generated from the fluorescent dye.
  • indocyanine green which is a fluorescent dye
  • ICG indocyanine green
  • injector or the like is injected into the subject's body by an injector or the like and administered to the affected area.
  • indocyanine green is irradiated with near-infrared light having a wavelength of about 600 to 850 nm (nanometer) as excitation light
  • indocyanine green emits near-infrared fluorescence having a wavelength of about 750 to 900 nm.
  • This fluorescence is photographed by an imaging device capable of detecting near infrared light, and the image is displayed on a display unit such as a liquid crystal display panel. According to this near-infrared fluorescence imaging, it is possible to observe lymph nodes and the like existing at a depth of about 20 mm from the body surface.
  • 5-aminolevulinic acid 5-ALA / 5-Aminolevulinic Acid
  • 5-ALA 5-aminolevulinic acid
  • PpIX ProtoporphyrinIX / Protoporphyrin Nine
  • PpIX which is a metabolite of 5-ALA
  • visible light having a wavelength of about 410 nm
  • red visible light having a wavelength of about 630 nm is emitted from PpIX as fluorescence.
  • Patent Document 1 discloses an intensity distribution image of near-infrared fluorescence obtained by irradiating an indocyanine green excitation light to a living organ to which indocyanine green is administered, and before indocyanine green administration. Compared with the cancer lesion distribution image obtained by applying X-ray, nuclear magnetic resonance or ultrasound to the subject's organs, it is detected by the intensity distribution image of near-infrared fluorescence, but the cancer lesion distribution image Discloses a data collection method for collecting data of a region that is not detected as secondary lesion region data of cancer.
  • Patent Document 2 using an illumination / photographing unit in which a camera, an infrared light source, and a visible light source are integrated, irradiation of infrared light and visible light to a subject, photographing with a camera, An imaging apparatus including an illumination / photographing unit that performs the above is disclosed. And this illumination and imaging
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing an example of a support mechanism of the illumination / imaging unit 12 in such an imaging apparatus
  • FIG. 9 is a schematic side view thereof.
  • the illumination / imaging unit 12 is for performing illumination of excitation light and imaging of a fluorescent image, and irradiates the subject with excitation light for exciting the fluorescent dye administered to the subject.
  • An excitation light source that captures the fluorescence generated from the fluorescent dye when irradiated with the excitation light, and obtains a fluorescence image.
  • the illumination / photographing unit 12 is supported by a pan head unit 41, a pan head support unit 42, and an arm member 32.
  • a rotation mechanism 62 that rotates the illumination / photographing unit 12 around the pan axis in the X direction is disposed.
  • a rotation mechanism 63 that rotates the camera platform 41 about the tilt axis in the Y direction is disposed between the camera platform 41 and the camera platform support 42.
  • the illumination / photographing unit 12 is rotated about two axes orthogonal to each other by the action of the rotation mechanisms 62 and 63.
  • a rotation mechanism 64 that rotates the head support 42 around the X axis, and a rotation that rotates the head support 42 around the Z axis.
  • a moving mechanism 65 is provided between the head support 42 and the arm member 32.
  • FIG. 10 and FIG. 11 are schematic diagrams showing how a fluorescent image is taken using the imaging apparatus described above.
  • the main body of the imaging apparatus When taking a fluorescent image using such an imaging apparatus, the main body of the imaging apparatus is placed in an empty space in the operating room, the arm member 32 is extended from this position toward the operating table, and the illumination / imaging unit 12 is In the upper part of the operative field in the subject M. At this time, the optical axis of the illumination / photographing unit 12 faces the vertical direction, and the fluorescent image 100 is displayed on the monitor.
  • the fluorescent image 100 displayed on the monitor is such that the body axis direction of the subject M is in the vertical direction as shown by the arrows in FIG. It becomes the arranged image.
  • the change in the body axis direction of the subject M in the fluorescent image 100 displayed on the monitor described above needs to be performed while the fluorescent image is being captured.
  • a fluorescent image is used not only for the confirmation of the image but also for measuring the intensity of the fluorescence.
  • the arrangement of the pan head unit 41, the pan head support unit 42, and the arm member 32 is shown in FIG.
  • the movement of the illumination / imaging unit 12 not only temporarily prevents a fluorescent image from being captured, but also the distance between the illumination / imaging unit 12 and the subject M varies. This also causes a problem that the intensity of fluorescence in the fluorescence image is changed.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide an imaging apparatus capable of easily changing the display direction of a fluorescent image.
  • the invention according to claim 1 is an imaging apparatus that irradiates a fluorescent dye that has entered the body of a subject with excitation light and images the fluorescence emitted from the fluorescent dye, and includes a wheel and moves.
  • a possible trolley an excitation light source that irradiates the subject with excitation light for exciting the fluorescent dye administered to the subject, and generated from the fluorescent dye by being irradiated with the excitation light
  • a camera that captures the captured fluorescence to obtain a fluorescence image, and a plurality of arm members that are swingably connected to each other by an indirect portion, a pan / tilt portion that supports the illumination / photographing portion
  • An arm mechanism that connects the carriage and the pan head unit, the pan head unit supporting the illumination / photographing unit rotatably about three axes orthogonal to each other.
  • the pan / tilt head portion and an end portion on the opposite side to the excitation light emitting portion in the illumination / imaging portion are connected, and the illumination / lighting portion is connected.
  • a rotation mechanism that rotates the imaging unit with respect to the pan head unit about the optical axis of the camera is provided.
  • the pan head supports the illumination / imaging unit so as to be rotatable about three axes orthogonal to each other, the fluorescence / image is obtained by rotating the illumination / imaging unit.
  • the display direction can be easily changed.
  • the illumination / photographing unit is moved around the optical axis of the camera by the rotation mechanism that connects the pan head unit and the end of the illumination / photographing unit opposite to the excitation light emitting unit. Since it rotates as a center, it is not necessary to arrange
  • FIG. 1 is a perspective view showing an imaging apparatus 1 according to the present invention together with a display apparatus 2.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an illumination / photographing unit 12.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a camera 21 in an illumination / photographing unit 12.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of a support mechanism of an illumination / photographing unit 12.
  • FIG. 4 is a schematic side view of a support mechanism of an illumination / photographing unit 12.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a rotation mechanism 61.
  • FIG. It is a block diagram which shows the main control systems of the imaging device 1 which concerns on this invention.
  • 3 is a schematic plan view showing an example of a support mechanism of the illumination / photographing unit 12.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an imaging apparatus 1 according to the present invention together with a display apparatus 2.
  • the display device 2 has a configuration in which a display unit 52 configured by a large liquid crystal display panel or the like is supported by a support unit 51.
  • the imaging apparatus 1 irradiates indocyanine green as a fluorescent dye injected into the body of a subject with excitation light, images fluorescence of near-infrared light emitted from the indocyanine green, and This is for displaying a near-infrared image as a fluorescent image on the display device 2 together with a color image that is a visible image of the subject.
  • the imaging apparatus 1 includes a carriage 11 having four wheels 13, an arm mechanism 30 disposed near the front of the carriage 11 in the traveling direction on the upper surface of the carriage 11, and a support bracket 43 attached to the arm mechanism 30.
  • the illumination / photographing unit 12 and the monitor 15 are disposed via the pan head unit 41 and the pan head support unit 42.
  • a handle 14 used when moving the carriage 11 is attached to the rear of the carriage 11 in the traveling direction.
  • a recess 16 for mounting an operation unit used for remote operation of the imaging apparatus 1 is formed on the upper surface of the carriage 11.
  • the arm mechanism 30 described above is disposed on the front side in the traveling direction of the carriage 11.
  • the arm mechanism 30 includes a first arm member 31 connected to a support portion 37 disposed on a support column 36 erected on the front side in the traveling direction of the carriage 11 by a hinge portion 33.
  • the first arm member 31 can swing with respect to the carriage 11 via the support column 36 and the support portion 37 by the action of the hinge portion 33.
  • the monitor 15 described above is attached to the support column 36.
  • the second arm member 32 is connected to the upper end of the first arm member 31 by a hinge portion 34.
  • the second arm member 32 can swing with respect to the first arm member 31 by the action of the hinge portion 34.
  • the first arm member 31 and the second arm member 32 are a connecting portion between the first arm member 31 and the second arm member 32 as shown in FIG. It is possible to take a photographing posture opened by a predetermined angle around a certain hinge portion 34 and a standby posture in which the first arm member 31 and the second arm member 32 are close to each other.
  • a pan head support 42 is connected to the end of the second arm 32 opposite to the first arm 31 via rotation mechanisms 64 and 65 described later.
  • the pan / tilt head support section 42 is connected to a pan / tilt head section 41 that supports the illumination / photographing section 12.
  • the illuminating / photographing unit 12 rotates the pan / tilt head support unit 42 so that the shooting position on the front side in the traveling direction of the carriage 11 with respect to the arm mechanism 30 shown in FIG.
  • the arm mechanism 30 is moved between the standby position on the rear side in the traveling direction of the carriage 11 with respect to the arm mechanism 30 at the time of movement.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the illumination / photographing unit 12.
  • the illumination / photographing unit 12 includes a camera 21 having a plurality of imaging elements capable of detecting near-infrared light and visible light, which will be described later, and a visible light source 22 including six LEDs disposed on the outer peripheral portion of the camera 21. And an excitation light source 23 composed of six LEDs and a confirmation light source 24 composed of one LED.
  • the visible light source 22 emits visible light.
  • the excitation light source 23 irradiates near infrared light having a wavelength of 760 nm, which is excitation light for exciting indocyanine green.
  • the confirmation light source 24 emits near-infrared light having a wavelength of 810 nm, which approximates the wavelength of fluorescence generated from indocyanine green.
  • the wavelength of the excitation light source 23 is not limited to 760 nm as long as it can excite indocyanine green.
  • the wavelength of the light source 24 for confirmation is not limited to 810 nm, and may be longer than the wavelength emitted by indocyanine green.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the camera 21 in the illumination / photographing unit 12.
  • the camera 21 includes a movable lens 54 that reciprocates for focusing, a wavelength selection filter 53, a first imaging element 55 for visible light, and a second imaging element 56 for fluorescence.
  • the first image sensor 55 and the second image sensor 56 are composed of a CMOS or a CCD.
  • As the first image sensor 55 an element capable of capturing a visible light image as a color image is used.
  • Visible light and fluorescence incident on the camera 21 in the illumination / photographing unit 12 coaxially along the optical axis L of the camera 21 pass through the movable lens 54 constituting the focusing mechanism, and then enter the wavelength selection filter 53.
  • visible light and fluorescence incident coaxially visible light is reflected by the wavelength selection filter 53 and is incident on the first imaging element 55 for visible light.
  • the fluorescence passes through the wavelength selection filter 53 and enters the second imaging element 56 for fluorescence.
  • the visible light is focused on the first image sensor 55 and the fluorescence is focused on the second image sensor 56 by the action of the focusing mechanism including the movable lens 54.
  • the first image sensor 55 captures a visible image as a color image at a predetermined frame rate.
  • the second image sensor 56 captures a near-infrared image as a fluorescent image at a predetermined frame rate.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the support mechanism of the illumination / photographing unit 12, and FIG. 5 is a schematic side view thereof.
  • the illumination / photographing unit 12 is connected to the second arm member 32 via a support fitting 43, a pan head unit 41, and a pan head support unit 42.
  • a rotation mechanism 61 that rotates the illumination / imaging unit 12 around the roll axis in the Z direction is disposed between the illumination / imaging unit 12 and the support bracket 43.
  • a rotation mechanism 62 that rotates the illumination / imaging unit 12 around the pan axis in the X direction is disposed between the support bracket 43 and the pan head unit 41.
  • a rotating mechanism 63 is provided between the camera platform 41 and the camera platform support 42 to rotate the camera platform 41 about the tilt axis in the Y direction.
  • the illumination / photographing unit 12 rotates about three axes orthogonal to each other by the action of these rotation mechanisms 61, 62, and 63. Further, between the head support 42 and the second arm member 32, a rotation mechanism 64 that rotates the head support 42 around the X axis, and the head support 42 rotates around the Z axis. A rotating mechanism 65 is disposed.
  • the rotation mechanism 61 connects the pan head part 41 and the end part opposite to the excitation light emitting part in the illumination / imaging part 12 via the support fitting 43. doing.
  • the rotation mechanism 61 is configured to rotate the illumination / imaging unit 12 with respect to the pan head unit 41 around the optical axis L (see FIG. 3) of the camera 21 in the illumination / imaging unit 12. Yes.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the configuration of the rotation mechanism 61.
  • the rotation mechanisms 62 and 63 have the same configuration as the rotation mechanism 61. However, the rotation mechanisms 61, 62, and 63 may have different configurations.
  • the rotation mechanism 61 includes a motor 74 having a speed reducer, and a worm gear 73 and a worm wheel 72 that mesh with each other.
  • the bevel gear 75 disposed on the drive shaft 77 of the motor 74 and the bevel gear 76 disposed on the shaft 78 of the worm gear 73 mesh with each other.
  • the axis 71 of the worm wheel 72 is connected to the illumination / photographing unit 12, and the axis of the axis 71 coincides with the optical axis L of the camera 21. For this reason, by driving the motor 74, the illumination / photographing unit 12 rotates around the roll axis facing the Z direction around the optical axis of the camera 21.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a main control system of the imaging apparatus 1 according to the present invention.
  • the imaging apparatus 1 includes a CPU that executes logical operations, a ROM that stores an operation program necessary for controlling the apparatus, a RAM that temporarily stores data during control, and the like, and controls the entire apparatus. Part 80.
  • the control unit 80 is composed of a computer in which software is installed. The functions of each unit included in the control unit 80 are realized by executing software installed in the computer.
  • the control unit 80 includes a camera control unit 81 for controlling an imaging operation by the camera 21, a light source control unit 82 for controlling lighting operations of the visible light source 22, the excitation light source 23, and the confirmation light source 24, and a visible light source.
  • An image processing unit 83 for displaying a visible image captured by the first imaging element 55 for light and a fluorescent image (near-infrared image) captured by the second imaging element 56 for fluorescence on the display unit 52 in the display device 2.
  • a motor control unit 84 for controlling the driving of the motors of the rotation mechanisms 61, 62, and 63.
  • the control unit 80 is connected to the camera 21, the illumination / imaging unit 12 including the visible light source 22, the excitation light source 23, and the confirmation light source 24, and the monitor 15.
  • the control unit 80 is connected to an operation unit 85 for performing various operations.
  • the control unit 80 is connected to a motor driving unit 86 for driving the motors of the rotation mechanisms 61, 62, and 63 including the motor 74 of the rotation mechanism 61. Further, the control unit 80 is also connected to the display device 2.
  • the confirmation light source 24 in the illumination / imaging unit 12 is turned on, and an image of the irradiation region is displayed on the camera. 21.
  • the confirmation light source 24 emits near-infrared light having a wavelength of 810 nm that approximates the wavelength of fluorescence generated from indocyanine green. This near infrared light cannot be confirmed by human eyes.
  • near-infrared light having a wavelength of 810 nm is emitted from the light source for confirmation 24 and an image of this irradiation region is taken by the camera 21, when the camera 21 is operating normally, near-infrared light is emitted.
  • An image of a region irradiated with is taken by the camera 21, and the image is displayed on the display unit 52 in the display device 2. This makes it possible to easily check the operation of the camera 21.
  • indocyanine green is injected into the subject by injection.
  • near infrared rays are emitted from the excitation light source 23 in the illumination / imaging unit 12 and visible light is emitted from the visible light source 22 toward the affected part in the tissue of the subject.
  • 760 nm near infrared light acting as excitation light for indocyanine green to emit fluorescence is employed.
  • indocyanine green injected into the body of the subject generates near-infrared fluorescence having a peak at about 800 nm.
  • the vicinity of the affected part in the subject's tissue is imaged at a predetermined frame rate by the camera 21 in the illumination / imaging unit 12.
  • the camera 21 can detect near-infrared light and visible light.
  • a near-infrared image which is a fluorescent image captured by the camera 21 at a predetermined frame rate, is converted into 8-bit image data by the image processing unit 83 and displayed on the display unit 52.
  • a visible image captured by the camera 21 at a predetermined frame rate is converted into 24-bit image data composed of three colors of RGB by the image processing unit 83 and displayed on the display unit 52.
  • the body axis direction of the subject M displayed on the display unit 52 needs to be changed from the vertical direction to the horizontal direction, for example, as shown in FIGS.
  • the illumination / photographing unit 12 is rotated about the optical axis L of the camera 21.
  • the body axis direction of the subject M displayed on the display unit 52 can be changed to an arbitrary direction.
  • the illumination / imaging unit 12 is configured to change the body axis direction of the subject M displayed on the display unit 52 by rotating the illumination / imaging unit 12 about the optical axis L of the camera 21.
  • the pan head part 41, the pan head support part 42, and the arm member 32 there is no need to move the pan head part 41, the pan head support part 42, and the arm member 32. Therefore, it is not necessary for an operator such as a doctor or a laboratory technician to move, and it is not necessary to change the arrangement of various devices in the operating room.
  • the display unit 52 Since the body / axis direction of the subject M displayed on the display unit 52 is changed by rotating the illumination / imaging unit 12 about the optical axis L of the camera 21, the display unit 52 When the body axis direction of the displayed subject M is changed, the fluorescent image cannot be temporarily captured, and the positional relationship between the illumination / imaging unit 12 and the subject M is kept constant. Since it is possible to change the body axis direction of the subject M displayed on the display unit 52, there is no problem that the fluorescence intensity in the fluorescence image is changed.
  • the illumination / imaging unit 12 is connected to the light of the camera 21 by a rotating mechanism 61 that connects the end part of the pan / tilt unit 41 and the end opposite to the excitation light emitting unit in the illumination / imaging unit 12 via the support bracket 43. Since it is rotated around the axis L, it is not necessary to arrange a mechanism for rotating the illumination / imaging unit 12 on the outer periphery of the illumination / imaging unit 12. For this reason, it becomes possible to prevent the illumination / imaging unit 12 from becoming an obstacle to the treatment by the operator who performs the operation or the like.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

照明・撮影部（１２）は、支持金具（４３）、雲台部（４１）および雲台支持部（４２）を介して、第２アーム部材（３２）に接続されている。照明・撮影部（１２）と支持金具（４３）との間には、照明・撮影部（１２）をＺ方向を向くロール軸回りに回動させる回動機構（６１）が配設されている。また、支持金具（４３）と雲台部（４１）との間には、照明・撮影部（１２）をＸ方向を向くパン軸回りに回動させる回動機構（６２）が配設されている。さらに、雲台部（４１）と雲台支持部（４２）との間には、雲台部（４１）をＹ方向を向くチルト軸回りに回動させるか移動機構（６３）が配設されている。照明・撮影部（１２）は、これらの回動機構（６１）、（６２）、（６３）の作用により、互いに直交する３軸を中心に回動する。

Description

イメージング装置
　この発明は、被検者の体内に投与された蛍光色素に対して励起光を照射し、この蛍光色素から発生する蛍光を撮影するイメージング装置に関する。
　近年、近赤外蛍光イメージングと呼称される手法が、外科手術におけるリンパ節等の造影に利用されている。この近赤外蛍光イメージングにおいては、蛍光色素であるインドシアニングリーン（Ｉｎｄｏ―ｃｙａｎｉｎｅ　Ｇｒｅｅｎ：ＩＣＧ）をインジェクタ等により被検者の体内に注入することで患部に投与する。そして、このインドシアニングリーンにその波長が６００～８５０ｎｍ（ナノメータ）程度の近赤外光を励起光として照射すると、インドシアニングリーンは７５０～９００ｎｍ程度の波長の近赤外蛍光を発する。この蛍光を、近赤外光を検出可能な撮像素子で撮影し、その画像を液晶表示パネル等の表示部に表示する。この近赤外蛍光イメージングによれば、体表から２０ｍｍ程度までの深さに存在するリンパ節等の観察が可能となる。
　また、近年、腫瘍を蛍光標識して手術ナビゲーションに利用する手法が注目されている。腫瘍を蛍光標識するための蛍光標識剤としては、５－アミノレブリン酸（５－ＡＬＡ／５－Ａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃ　Ａｃｉｄ）が使用される。この５－アミノレブリン酸（以下、これを略称するときは「５－ＡＬＡ」という）を被検者に投与した場合、５－ＡＬＡは蛍光色素であるＰｐＩＸ（ＰｒｏｔｏｐｏｒｐｈｙｒｉｎＩＸ／プロトポルフィリンナイン）に代謝される。なお、このＰｐＩＸは癌細胞に特異的に蓄積する。そして、５－ＡＬＡの代謝物であるＰｐＩＸに向けて４１０ｎｍ程度の波長の可視光を照射すると、ＰｐＩＸからおよそ６３０ｎｍ程度の波長の赤色の可視光が蛍光として発光される。このＰｐＩＸからの蛍光を撮像素子で撮影して観察することにより、癌細胞を確認することが可能となる。
　特許文献１には、インドシアニングリーンが投与された生体の被検臓器に対して、インドシアニングリーンの励起光を照射して得られた近赤外蛍光の強度分布イメージと、インドシアニングリーン投与前の被検臓器に対して、Ｘ線、核磁気共鳴または超音波を作用させて得られた癌病巣分布イメージとを比較し、近赤外蛍光の強度分布イメージで検出されるが癌病巣分布イメージでは検出されない領域のデータを、癌の副病巣領域データとして収集するデータ収集方法が開示されている。
　また、特許文献２には、カメラと、赤外光源と、可視光源とを一体化した照明・撮影部を使用して、被検者に対する赤外光および可視光の照射と、カメラによる撮影とを行う照明・撮影部を備えたイメージング装置が開示されている。そして、この照明・撮影部は、アームにより移動可能に支持されている。この照明・撮影部を被検者に向けて配置することにより、被検者における任意の領域に対して、赤外光および可視光の照射と、カメラによる撮影とを同時に実行することが可能となっている。
国際公開第２００９／１３９４６６号 国際公開第２０１５／０９２８８２号
　図８は、このようなイメージング装置における照明・撮影部１２の支持機構の一例を示す平面概要図であり、図９はその側面概要図である。
　照明・撮影部１２は、励起光の照明と蛍光画像の撮影とを実行するためのものであり、被検者に投与された蛍光色素を励起させるための励起光を被検者に向けて照射する励起用光源と、励起光が照射されることにより蛍光色素から発生した蛍光を撮影して蛍光画像を取得する撮影部とを有する。この照明・撮影部１２は、雲台部４１と、雲台支持部４２と、アーム部材３２とにより支持されている。
　雲台部４１と照明・撮影部１２との間には、照明・撮影部１２をＸ方向を向くパン軸回りに回動させる回動機構６２が配設されている。また、雲台部４１と雲台支持部４２との間には、雲台部４１をＹ方向を向くチルト軸回りに回動させる回動機構６３が配設されている。照明・撮影部１２は、これらの回動機構６２、６３の作用により、互いに直交する２軸を中心に回動する。また、雲台支持部４２とアーム部材３２との間には、雲台支持部４２をＸ軸回りに回動させる回動機構６４と、雲台支持部４２をＺ軸回りに回動させる回動機構６５とが配設されている。
　図１０および図１１は、上述したイメージング装置を使用して蛍光画像を撮影する様子を示す模式図である。
　このようなイメージング装置を使用して蛍光画像を撮影するときには、手術室における空きスペースにイメージング装置の本体を配置し、この位置から手術台にむけてアーム部材３２を延ばし、照明・撮影部１２を、被検者Ｍにおける術野の上部に配置する。この時には、照明・撮影部１２の光軸は鉛直方向を向き、モニタには蛍光画像１００が表示される。照明・撮影部１２等を図１０に示す状態で配置した場合には、モニタに表示される蛍光画像１００は、図１０において矢印で示すように、被検者Ｍの体軸方向が上下方向に配置された画像となる。
　このような場合において、施術等の都合により、モニタに表示される蛍光画像１００において、被検者Ｍの体軸方向を左右方向に表示したい場合がある。このような場合においては、図１１に示すように、雲台部４１、雲台支持部４２およびアーム部材３２の配置を変更する必要がある。このように雲台部４１、雲台支持部４２およびアーム部材３２の配置を変更するためには、図８に示す多数の軸周りの移動を実行する必要があり、位置決め等に時間を要する。また、雲台部４１、雲台支持部４２およびアーム部材３２の配置を、比較的狭い手術室内において、図１０に示す状態から図１１に示す状態まで変更するためには、雲台部４１、雲台支持部４２およびアーム部材３２の移動にともなって医師や検査技師等のオペレータが移動する必要がある。さらには、手術室内の各種の機器の配置も変更する必要が生ずる。
　また、このようなイメージング装置においては、上述したモニタに表示される蛍光画像１００における被検者Ｍの体軸方向の変更は、蛍光画像の撮影を行っている状態でなされる必要がある。ここで、このような蛍光画像は、画像の確認のために使用されるだけではなく、蛍光の強度を測定するためにも使用される。このような場合に、モニタに表示される蛍光画像１００における被検者Ｍの体軸方向の変更のために、雲台部４１、雲台支持部４２およびアーム部材３２の配置を、図１０に示す状態から図１１に示す状態まで変更するときには、照明・撮影部１２の移動により一時的に蛍光画像が撮影できなくなるばかりではなく、照明・撮影部１２と被検者Ｍとの距離が変動することにより、蛍光画像における蛍光の強度が変更されてしまうという問題も生ずる。
　この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、蛍光画像の表示方向を容易に変更することが可能なイメージング装置を提供することを目的とする。
　請求項１に記載の発明は、被検者の体内に浸入させた蛍光色素に対し励起光を照射し、前記蛍光色素から放射される蛍光を撮影するイメージング装置であって、車輪を備え、移動可能な台車と、前記被検者に投与された蛍光色素を励起させるための励起光を前記被検者に向けて照射する励起用光源と、励起光が照射されることにより前記蛍光色素から発生した蛍光を撮影して蛍光画像を取得するカメラと、を有する照明・撮影部と、前記照明・撮影部を支持する雲台部と、間接部により互いに揺動可能に接続された複数のアーム部材を備え、前記台車と前記雲台部とを連結するアーム機構と、を備え、前記雲台部は、前記照明・撮影部を、互いに直交する３軸を中心に回動可能に支持することを特徴とする。
　請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記雲台部と前記照明・撮影部における励起光の出射部とは逆側の端部とを連結するとともに、前記照明・撮影部を、前記雲台部に対して前記カメラの光軸を中心として回動させる回動機構を備える。
　請求項１に記載の発明によれば、雲台部が照明・撮影部を互いに直交する３軸を中心に回動可能に支持することから、照明・撮影部を回動させることにより、蛍光画像の表示方向を容易に変更することが可能となる。
　請求項２に記載の発明によれば、雲台部と照明・撮影部における励起光の出射部とは逆側の端部とを連結する回動機構により照明・撮影部をカメラの光軸を中心として回動させることから、照明・撮影部の外周部に照明・撮影部を回動させるための機構を配置する必要がない。このため、照明・撮影部が手術等を実行するオペレータによる施術の障害となることを防止することが可能となる。
この発明に係るイメージング装置１を、表示装置２とともに示す斜視図である。 照明・撮影部１２の概要図である。 照明・撮影部１２におけるカメラ２１の概要図である。 照明・撮影部１２の支持機構の平面概要図である。 照明・撮影部１２の支持機構の側面概要図である。 回動機構６１の構成を示す概要図である。 この発明に係るイメージング装置１の主要な制御系を示すブロック図である。 照明・撮影部１２の支持機構の一例を示す平面概要図である。 照明・撮影部１２の支持機構の一例を示す側面概要図である。 蛍光画像を撮影する様子を示す模式図である。 蛍光画像を撮影する様子を示す模式図である。
　以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るイメージング装置１を、表示装置２とともに示す斜視図である。
　表示装置２は、大型の液晶表示パネル等から構成される表示部５２を、支持部５１により支持する構成を有する。
　イメージング装置１は、被検者の体内に注入された蛍光色素としてのインドシアニングリーンに対し励起光を照射し、このインドシアニングリーンから放射される近赤外光からなる蛍光を撮影するとともに、その蛍光画像としての近赤外画像を被検者の可視画像であるカラー画像とともに表示装置２に表示するためのものである。
　このイメージング装置１は、４個の車輪１３を備えた台車１１と、この台車１１の上面における台車１１の進行方向の前方付近に配設されたアーム機構３０と、このアーム機構３０に支持金具４３、雲台部４１および雲台支持部４２を介して配設された照明・撮影部１２と、モニタ１５とを備える。台車１１の進行方向の後方には、台車１１を移動するときに使用されるハンドル１４が付設されている。また、台車１１の上面には、このイメージング装置１の遠隔操作に使用される操作部を装着するための凹部１６が形成されている。
　上述したアーム機構３０は、台車１１の進行方向の前方側に配設されている。このアーム機構３０は、台車１１の進行方向の前方側に立設された支柱３６上に配設された支持部３７に対して、ヒンジ部３３により連結された第１アーム部材３１を備える。この第１アーム部材３１は、ヒンジ部３３の作用により、支柱３６および支持部３７を介して、台車１１に対して揺動可能となっている。なお、上述したモニタ１５は、支柱３６に付設されている。
　この第１アーム部材３１の上端には、第２アーム部材３２がヒンジ部３４により連結されている。この第２アーム部材３２は、ヒンジ部３４の作用により、第１アーム部材３１に対して揺動可能となっている。このため、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とは、図１に示す第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とが第１アーム部材３１と第２アーム部材３２との連結部であるヒンジ部３４を中心として所定の角度開いた撮影姿勢と、第１アーム部材３１と第２アーム部材３２とが近接する待機姿勢とをとることが可能となっている。
　第２アーム部材３２の第１アーム部材３１とは逆側の端部には、後述する回動機構６４、６５を介して、雲台支持部４２が連結されている。そして、この雲台支持部４２には、照明・撮影部１２を支持する雲台部４１が連結されている。照明・撮影部１２は、雲台支持部４２の回動により、蛍光画像を撮影するときの図１に示すアーム機構３０に対して台車１１の進行方向の前方側の撮影位置と、台車１１を移動させるときのアーム機構３０に対して台車１１の進行方向の後方側の待機位置との間を移動する。
　図２は、照明・撮影部１２の概要図である。
　この照明・撮影部１２は、後述する近赤外線および可視光を検出可能な複数の撮像素子を備えたカメラ２１と、このカメラ２１の外周部に配設された６個のＬＥＤよりなる可視光源２２と、６個のＬＥＤよりなる励起用光源２３と、１個のＬＥＤよりなる確認用光源２４とを備える。可視光源２２は、可視光を照射する。励起用光源２３は、インドシアニングリーンを励起させるための励起光であるその波長が７６０ｎｍの近赤外光を照射する。また、確認用光源２４は、インドシアニングリーンから発生する蛍光の波長と近似するその波長が８１０ｎｍの近赤外光を照射する。なお、励起用光源２３の波長は、７６０ｎｍに限定されず、インドシアニングリーンを励起できる波長であればよい。確認用光源２４の波長は、８１０ｎｍに限定されず、インドシアニングリーンが発する波長以上であってもよい。
　図３は、照明・撮影部１２におけるカメラ２１の概要図である。
　このカメラ２１は、焦点合わせのために往復移動する可動レンズ５４と、波長選択フィルター５３と、可視光用の第１撮像素子５５と、蛍光用の第２撮像素子５６とを備える。第１撮像素子５５と第２撮像素子５６とは、ＣＭＯＳやＣＣＤから構成される。なお、第１撮像素子５５は、可視光の画像をカラー画像として撮影することが可能なものが使用される。
　照明・撮影部１２におけるカメラ２１に対して、カメラ２１の光軸Ｌに沿って同軸で入射した可視光および蛍光は、焦点合わせ機構を構成する可動レンズ５４を通過した後、波長選択フィルター５３に到達する。同軸状に入射した可視光および蛍光のうち、可視光は、波長選択フィルター５３により反射され、可視光用の第１撮像素子５５に入射する。また、同軸状に入射した可視光および蛍光のうち、蛍光は、波長選択フィルター５３を通過して蛍光用の第２撮像素子５６に入射する。このとき、可動レンズ５４を含む焦点合わせ機構の作用により、可視光は第１撮像素子５５に対して焦点合わせされ、蛍光は第２撮像素子５６に対して焦点合わせされる。第１撮像素子５５は、可視画像をカラー画像として、所定のフレームレートで撮影する。また、第２撮像素子５６は、蛍光画像としての近赤外画像を所定のフレームレートで撮影する。
　図４は、照明・撮影部１２の支持機構の平面概要図であり、図５はその側面概要図である。
　照明・撮影部１２は、支持金具４３、雲台部４１および雲台支持部４２を介して、第２アーム部材３２に接続されている。照明・撮影部１２と支持金具４３との間には、照明・撮影部１２をＺ方向を向くロール軸回りに回動させる回動機構６１が配設されている。また、支持金具４３と雲台部４１との間には、照明・撮影部１２をＸ方向を向くパン軸回りに回動させる回動機構６２が配設されている。さらに、雲台部４１と雲台支持部４２との間には、雲台部４１をＹ方向を向くチルト軸回りに回動させる回動機構６３が配設されている。照明・撮影部１２は、これらの回動機構６１、６２、６３の作用により、互いに直交する３軸を中心に回動する。また、雲台支持部４２と第２アーム部材３２との間には、雲台支持部４２をＸ軸回りに回動させる回動機構６４と、雲台支持部４２をＺ軸回りに回動させる回動機構６５とが配設されている。
　図４および図５に示すように、回動機構６１は、雲台部４１と、照明・撮影部１２における励起光の出射部とは逆側の端部とを、支持金具４３を介して連結している。また、回動機構６１は、照明・撮影部１２を、雲台部４１に対して、照明・撮影部１２におけるカメラ２１の光軸Ｌ（図３参照）を中心として回動させる構成となっている。
　図６は、回動機構６１の構成を示す概要図である。なお、回動機構６２、６３も、この回動機構６１と同様の構成を有する。ただし、回動機構６１、６２、６３を、それぞれ異なる構成としてもよい。
　この回動機構６１は、減速機を備えたモータ７４と、互いに噛合するウォームギア７３およびウォームホイール７２とを有する。モータ７４の駆動軸７７に配設されたかさ歯車７５とウォームギア７３の軸７８に配設されたかさ歯車７６とは互いに噛合している。また、ウォームホイール７２の軸７１は、照明・撮影部１２と連結されており、軸７１の軸心はカメラ２１の光軸Ｌと一致している。このため、モータ７４駆動により、照明・撮影部１２は、カメラ２１の光軸を中心として、Ｚ方向を向くロール軸回りに回動する。
　図７は、この発明に係るイメージング装置１の主要な制御系を示すブロック図である。
　このイメージング装置１は、論理演算を実行するＣＰＵ、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ等から構成され、装置全体を制御する制御部８０を備える。この制御部８０は、ソフトウエアがインストールされたコンピュータから構成される。この制御部８０に含まれる各部の機能は、コンピュータにインストールされているソフトウエアを実行することで実現される。
　この制御部８０は、カメラ２１による撮像動作を制御するためのカメラ制御部８１と、可視光源２２、励起用光源２３および確認用光源２４の点灯動作を制御するための光源制御部８２と、可視光用の第１撮像素子５５により撮影した可視画像および蛍光用の第２撮像素子５６により撮影した蛍光画像（近赤外画像）を表示装置２における表示部５２に表示するための画像処理部８３と、回動機構６１、６２、６３のモータの駆動を制御するためのモータ制御部８４とを備える。
　この制御部８０は、上述したカメラ２１と、可視光源２２、励起用光源２３および確認用光源２４を備えた照明・撮影部１２と、モニタ１５とに接続されている。また、この制御部８０は、各種の操作を実行するための操作部８５と接続されている。また、この制御部８０は、回動機構６１のモータ７４を含む、回動機構６１、６２、６３のモータを駆動するためのモータ駆動部８６と接続されている。さらに、この制御部８０は、表示装置２とも接続されている。
　以上のような構成を有するイメージング装置１を使用して被検者に対する手術を行う場合には、最初に、照明・撮影部１２における確認用光源２４を点灯するとともに、その照射領域の画像をカメラ２１により撮影する。確認用光源２４からは、インドシアニングリーンから発生する蛍光の波長と近似する、その波長が８１０ｎｍの近赤外光が照射される。この近赤外光は、人の目では確認することができない。一方、確認用光源２４から波長が８１０ｎｍの近赤外光を照射するとともに、この照射領域の画像をカメラ２１により撮影した場合、カメラ２１が正常に動作していた場合においては、近赤外光が照射された領域の画像がカメラ２１により撮影され、その画像が表示装置２における表示部５２に表示される。これにより、カメラ２１の動作確認を容易に実行することが可能となる。
　しかる後、被検者にインドシアニングリーンを注射により注入する。そして、被検者の組織における患部に向けて、照明・撮影部１２における励起用光源２３から近赤外線を照射するとともに可視光源２２から可視光を照射する。なお、励起用光源２３から照射される近赤外光としては、上述したように、インドシアニングリーンが蛍光を発するための励起光として作用する７６０ｎｍの近赤外光が採用される。これにより、被検者の体内に注入されたインドシアニングリーンは、約８００ｎｍをピークとする近赤外領域の蛍光を発生させる。
　そして、被検者の組織における患部付近を照明・撮影部１２におけるカメラ２１により、所定のフレームレートで撮影する。このカメラ２１は、上述したように、近赤外光と可視光とを検出することが可能となっている。カメラ２１により所定のフレームレートで撮影された蛍光画像である近赤外画像は、画像処理部８３により８ビットの画像データに変換され、表示部５２に表示される。また、カメラ２１により所定のフレームレートで撮影された可視画像は、画像処理部８３によりＲＧＢの３色により構成された２４ビットの画像データに変換され、表示部５２に表示される。
　そして、図１０および図１１に示す場合のように、表示部５２に表示される被検者Ｍの体軸方向を、例えば、上下方向から左右方向に変更する必要が生じたときには、回動機構６１におけるモータ７４の駆動により、照明・撮影部１２を、カメラ２１の光軸Ｌを中心として回動させる。これにより、表示部５２に表示される被検者Ｍの体軸方向を任意の方向に変更することが可能となる。
　この時には、照明・撮影部１２をカメラ２１の光軸Ｌを中心として回動させことにより表示部５２に表示される被検者Ｍの体軸方向を変更する構成であることから、図８から図１１に示す場合のように、雲台部４１、雲台支持部４２およびアーム部材３２を移動させる必要がない。従って、医師や検査技師等のオペレータが移動する必要もなく、また、手術室内の各種の機器の配置も変更する必要もない。
　また、照明・撮影部１２をカメラ２１の光軸Ｌを中心として回動させることにより表示部５２に表示される被検者Ｍの体軸方向を変更する構成であることから、表示部５２に表示される被検者Ｍの体軸方向を変更するときに、一時的に蛍光画像が撮影できなくなることはなく、また、照明・撮影部１２と被検者Ｍとの位置関係を一定に保ったまま、表示部５２に表示される被検者Ｍの体軸方向の変更を行うことが出来ることから、蛍光画像における蛍光の強度が変更されてしまうという問題も生じない。
　そして、雲台部４１と照明・撮影部１２における励起光の出射部とは逆側の端部とを支持金具４３を介して連結する回動機構６１により照明・撮影部１２をカメラ２１の光軸Ｌを中心として回動させることから、照明・撮影部１２の外周部に照明・撮影部１２を回動させるための機構を配置する必要がない。このため、照明・撮影部１２が手術等を実行するオペレータによる施術の障害となることを防止することが可能となる。
　１　　　イメージング装置
　２　　　表示装置
　１２　　照明・撮影部
　２１　　カメラ
　２２　　可視光源
　２３　　励起用光源
　２４　　確認用光源
　３０　　アーム機構
　３１　　第１アーム部材
　３２　　第２アーム部材
　４１　　雲台部
　４２　　雲台支持部
　４３　　支持金具
　５２　　表示部
　６１　　回動機構
　６２　　回動機構
　６３　　回動機構
　７１　　軸
　７２　　ウォームホイール
　７３　　ウォームギア
　７４　　モータ
　Ｌ　　　光軸
 

Claims (2)

  1. 　被検者の体内に浸入させた蛍光色素に対し励起光を照射し、前記蛍光色素から放射される蛍光を撮影するイメージング装置であって、
    　車輪を備え、移動可能な台車と、
    　前記被検者に投与された蛍光色素を励起させるための励起光を前記被検者に向けて照射する励起用光源と、励起光が照射されることにより前記蛍光色素から発生した蛍光を撮影して蛍光画像を取得するカメラと、を有する照明・撮影部と、
    　前記照明・撮影部を支持する雲台部と、
    　間接部により互いに揺動可能に接続された複数のアーム部材を備え、前記台車と前記雲台部とを連結するアーム機構と、
    　を備え、
    　前記雲台部は、前記照明・撮影部を、互いに直交する３軸を中心に回動可能に支持することを特徴とするイメージング装置。
  2. 　請求項１に記載のイメージング装置において、
    　前記雲台部と前記照明・撮影部における励起光の出射部とは逆側の端部とを連結するとともに、前記照明・撮影部を、前記雲台部に対して前記カメラの光軸を中心として回動させる回動機構を備えるイメージング装置。
     
PCT/JP2018/018879 2018-05-16 2018-05-16 イメージング装置 WO2019220555A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/018879 WO2019220555A1 (ja) 2018-05-16 2018-05-16 イメージング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/018879 WO2019220555A1 (ja) 2018-05-16 2018-05-16 イメージング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019220555A1 true WO2019220555A1 (ja) 2019-11-21

Family

ID=68539702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2018/018879 WO2019220555A1 (ja) 2018-05-16 2018-05-16 イメージング装置

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019220555A1 (ja)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015092882A1 (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 株式会社島津製作所 赤外光イメージング装置
JP2017113343A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 ソニー株式会社 医療用撮像装置及び手術ナビゲーションシステム
JP2018046999A (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療用観察装置及び医療用観察システム
WO2018088113A1 (ja) * 2016-11-10 2018-05-17 ソニー株式会社 関節駆動用アクチュエータ及び医療用システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015092882A1 (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 株式会社島津製作所 赤外光イメージング装置
JP2017113343A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 ソニー株式会社 医療用撮像装置及び手術ナビゲーションシステム
JP2018046999A (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療用観察装置及び医療用観察システム
WO2018088113A1 (ja) * 2016-11-10 2018-05-17 ソニー株式会社 関節駆動用アクチュエータ及び医療用システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10775309B2 (en) Top-down and rotational side view biopsy specimen imager and methods
US10489964B2 (en) Multimodality multi-axis 3-D imaging with X-ray
KR101172745B1 (ko) 생체로부터 발생하는 다중 분광 광 영상 검출 및 광치료를 위한 복합 장치
JP4739278B2 (ja) Ｘ線ｃｔ撮影装置
JP6319448B2 (ja) イメージング装置
WO2006003762A1 (ja) リンパ節検出装置
JP4646028B2 (ja) 眼底撮影装置
US7750315B2 (en) Apparatus for generating 3D fluorescence or luminescence
JP6485275B2 (ja) イメージング装置
WO2019220555A1 (ja) イメージング装置
JP2019048111A (ja) イメージング方法
JP6432533B2 (ja) イメージング装置
WO2019215796A1 (ja) 治療支援装置
US11116454B2 (en) Imaging device and method
JP7160093B2 (ja) 医用画像撮像装置
JP2018061708A (ja) イメージング装置
JP2020151044A (ja) 医療用観察装置
JP2019066398A (ja) イメージング装置
JP6406115B2 (ja) イメージング装置
JP7200755B2 (ja) イメージング装置およびイメージング装置の作動方法
JP6569539B2 (ja) イメージング装置
JP2019055192A (ja) イメージング装置
WO2016039002A1 (ja) イメージング装置およびイメージング方法
US20200022580A1 (en) Imaging device
JP6613903B2 (ja) イメージング装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18919265

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18919265

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP