荧光检测装置制造方法
【专利摘要】荧光检测装置具备：多个光源，从生物体外朝着被预先注入到生物体内的荧光色素照射激发光；多个检测器，检测由激发光而从荧光色素发出的荧光并将检测到的荧光作为电信号进行输出。多个光源以及多个检测器在至少一列上进行排列。至少一个检测器被配置于两个光源之间，至少一个光源被配置于两个检测器之间。
【专利说明】荧光检测装置
【技术领域】
[0001]本发明的一个方式涉及检测从被注入到生物体内的荧光色素发出的荧光的装置以及方法。
【背景技术】
[0002]作为用于捕捉被注入到生物体内的荧光色素的位置或运动的方法，存在由红外线照相机拍摄荧光并生成其图像的技术。例如在下述专利文献I中记载有拍摄被注入到淋巴管的荧光色素并生成图像的方法。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:国际公开第2010/137358号小册子
【发明内容】
[0006]发明所要解决的课题
[0007]利用由红外线照相机进行的摄影，能够简便地将荧光色素作为图像来进行取得，但是，由于照相机的视野的限制，能够同时进行观察的范围受到限制。例如，在使用红外线照相机的情况下，在360度的范围内同时观察流过四肢的淋巴流是困难的。另外，在使用红外线照相机的情况下，对于拍摄图像的观察者来说需要有一定程度的经验。因此，要求能够简单而且正确地捕捉生物体内的荧光色素。
[0008]解决课题的技术手段
[0009]本发明的一个方式所涉及的荧光检测装置，具备:多个光源，从生物体外朝着被预先注入到生物体内的荧光色素照射激发光；多个检测器，检测由激发光而从荧光色素发出的荧光并将检测到的荧光作为电信号进行输出；多个光源以及多个检测器在至少一列上进行排列，至少一个检测器被配置于两个光源之间，至少一个光源被配置于两个检测器之间。
[0010]根据这样的方式，多个光源以及检测器以检测器存在于两个光源之间并且光源存在于两个检测器之间的方式在至少一列上进行排列。由这样的配置，能够在与发出激发光的地方基本上相同的地方检测荧光，其结果，能够正确地捕捉荧光色素的位置。另外，因为被检测的荧光作为电信号而被输出，所以不依赖于观察者的视觉而能够简单地捕捉荧光色素。
[0011 ] 在其他的方式所涉及的荧光检测装置中，光源以及检测器也可以交替地排列。通过如以上所述配置光源以及检测器，从而能够沿着列扩大激发光的照射范围并正确地捕捉荧光色素的位置。
[0012]再有，在其他的方式所涉及的荧光检测装置中，放大器也可以分别被连接于各个检测器，来自各个放大器的电信号也可以作为来自荧光检测装置的信号而被分别输出。在此情况下，来自放大器的信号因为对应于检测器的位置，所以能够特定检测荧光的检测器。因此，能够更加详细地特定生物体内的荧光色素的位置。
[0013]再有，在其他的方式所涉及的荧光检测装置中，放大器也可以分别与由连续排列的规定数量的检测器构成的各个组(group)相连接，来自各个放大器的电信号也可以作为来自荧光检测装置的信号而被分别输出。在此情况下，来自放大器的信号因为对应于检测荧光的检测器的大概的位置，所以能够特定生物体内的荧光色素的大概的位置。另外，通过抑制放大器的个数，从而能够抑制荧光检测装置的制造成本。
[0014]再有，在其他的方式所涉及的荧光检测装置中，一个放大器也可以与所有的检测器相连接，来自放大器的电信号也可以作为来自荧光检测装置的信号而被输出。在此情况下，因为只要准备一个放大器就足够了，所以荧光检测装置的制作变得容易并且能够抑制制造成本。
[0015]再有，在其他的方式所涉及的荧光检测装置中，也可以进一步具备缠绕于人的胳膊或者腿的绷带(band)，多个光源以及多个检测器也可以沿着绷带的长边方向进行排列。由此，能够简便而且正确地捕捉被注入到人的四肢的荧光色素的位置。另外，利用绷带，能够将荧光检测装置简单地安装于四肢。
[0016]再有，在其他的方式所涉及的荧光检测装置中，也可以进一步具备被设置于多个光源以及多个检测器所排列的面并且用于在该光源以及该检测器与被测定者的皮肤之间确保规定的间隔的支撑部。因为由该支撑部来扩大激发光的照射范围，所以能够进一步可靠地激发宽范围的荧光色素。
[0017]发明的效果
[0018]根据本发明的荧光检测装置，能够简单而且正确地捕捉生物体内的荧光色素。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是实施方式所涉及的荧光检测用绷带(检测绷带)的立体图。
[0020]图2(a)?(C)分别是表示光源以及检测器的配置的例子的检测绷带的部分平面图。
[0021]图3是图1所表示的检测绷带的一个方式的电路图。
[0022]图4是图1所表示的检测绷带的其他的方式的电路图。
[0023]图5是图1所表示的检测绷带的另一其他的方式的电路图。
[0024]图6是具备支撑部的检测绷带的部分立体图。
[0025]图7是示意性地表示图6所表示的检测绷带上的光的到达范围的图。
[0026]图8是示意性地表示图1所表示的检测绷带上的光的到达范围的图。
[0027]图9是测定淋巴的流速的系统的概念图。
[0028]图10是测定淋巴压力的系统的概念图。
[0029]图11是图8所表示的系统中所使用的袖套(manchette)的模式图。
[0030]图12(a)、(b)是表示变形例所涉及的光源以及检测器的配置的例子的荧光检测装置的平面图。
【具体实施方式】
[0031 ] 以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细的说明。还有，在附图的说明中，将相同的符号标注于相同或者同等的要素，省略重复的说明。
[0032]首先，使用图1?6，说明实施方式所涉及的荧光检测用绷带(荧光检测装置。以下单单称为“检测绷带”)10的结构。检测绷带10是将激发光照射于被注入到生物体内的荧光色素，检测该荧光色素由该激发光而发出的荧光并将其检测到的荧光作为电信号进行输出的装置。该检测绷带10以测定人的四肢的淋巴流为目的。检测绷带10内置多个光源
11、多个检测器12、对从检测器12输出的电信号进行放大的放大器13。在检测绷带10的两个端部设置有一对表面搭扣(surface fastener) 15,检测绷带10由该表面搭扣15而被固定于胳膊或者腿。各个光源11与外部的光源驱动器20相连接，各个检测器12与输出端子(没有图示)相连接。各个导线被汇集于电缆14。
[0033]作为由该检测绷带10进行检测的荧光色素的例子，可以列举吲哚菁绿(ICG)。ICG是在日本国内被认可且基本上没有副作用并且在一般的医院被日常使用的药品。另外，ICG非常便宜并且也容易处理。作为荧光色素，除了 ICG之外，也可以考虑荧光右旋糖苷等的其他物质。
[0034]光源11是发出能够激发被注入到生物体内的荧光色素的规定的波长的激发光的器械。各个光源11由从光源驱动器20提供的电力而连续地发出激发光。激发光的波长对应于荧光色素来进行设定，例如如果荧光色素是ICG的话，则激发光的波长为700?810nm。光源11可以是发光二极管(LED)，也可以是激光二极管(LD)。
[0035]检测器12是检测由来自光源11的激发光而从荧光色素发出的荧光并将检测到的荧光的强度作为电信号进行输出的器械。检测器12具备光电二极管(ro)、仅透过比激发光长的波长的光的滤波器。该滤波器为了截断激发光或外光并效率良好地检测荧光而被使用，并且对应于想要检测的荧光的波长而被选择。例如如果荧光色素为ICG的话，则使用仅透过比810nm长的波长的光的滤波器。
[0036]如图1所示，多个光源11以及检测器12沿着检测绷带10的长边方向以一列排列设置于检测绷带10的内侧(面向被测定者的皮肤的一侧)。在连续排列的两个光源11之间配置有至少一个检测器12，在连续排列的两个检测器12之间配置有至少一个光源11，但是，其具体的配置方法并没有限定。
[0037]图2中表示该配置方法的例子。还有，在该图2中，考虑从一个光源11发出的激发光的量(光量)，将在检测绷带10的宽度方向上进行排列的两个光源11汇总而作为一组光源11。例如，如图2(a)所示，光源11以及检测器12也可以被交替地配置。或者，如图2(b)所示，多个(例如两个)检测器12也可以被配置于邻接的两组光源11之间。或者，如图2(c)所示，多组(例如两组)光源11也可以被配置于邻接的两个检测器12之间。如图2所示，在检测绷带10的宽度方向上排列多个光源11并不是必须的，也可以在每一处仅配置一个光源11。
[0038]还有，关于将检测到的荧光作为电信号进行输出的机构，在上述专利文献I中记载有具有线传感器以及线LED的检测器，但是，想注意的是检测绷带10的构造是与该专利文献I的检测器完全不同的构造。
[0039]这样，可以任意地决定沿着检测绷带10的长边方向怎样排列光源11以及检测器12，但是，不管怎样在将该检测绷带10安装于四肢的情况下，光源11以及检测器12在360度的范围内包围该安装部位。
[0040]放大器13是被连接于检测器12并使来自检测器12的电信号放大而向荧光强度计等的测定装置输出的器械。放大器13的连接方法并没有限定。例如可以如图3所示放大器13被连接于各个检测器12 (串联连接)，也可以如图4所示所有的检测器12被连接于一个放大器13 (并联连接)。或者，也可以如图5所示连续排列的多个检测器12被连接于一个放大器(检测器的组(group)化)。
[0041]在串联连接的情况下因为来自放大器13的信号对应于检测器12的位置，所以能够特定检测荧光的检测器12。其结果，能够更加详细地特定生物体内的荧光色素的位置。在采用并联连接的情况下，检测绷带10的制作变得容易并且能够抑制制造成本。在将检测器组化的情况下，能够在一定程度上获得串联连接以及并联连接的双方的优点。
[0042]如图6所示，在检测绷带10的内侧，也可以设置在使用时用于在各个光源11以及各个检测器12与被测定者的皮肤之间确保规定的间隔的支撑部16。该支撑部16被设置于检测绷带10的宽度方向的两端，沿着该检测绷带10的长边方向进行延伸。因为由这样的支撑部16而扩大了激发光的照射范围，所以能够消除光源11之间的盲区并且能够更加可靠地激发宽范围的荧光色素。另一方面，在如图1所示不设置支撑部16的情况下，因为能够使激发光到达至生物体内的深部，所以能够更加可靠地激发处于深的位置的荧光色素。
[0043]在图7、8中表示这样的光源的到达程度的不同。这些图表示在将检测绷带10缠绕于模拟了四肢的人体模型(Phantom)H并使光源点灯的时候的浸透到人体模型H内部的光L的状况。图7表示在设置了支撑部的情况下的光L的浸透，图8表示在不设置支撑部的情况下的光L的浸透。如图7所示，在设置了支撑部的情况下光L遍及360°的范围，这意味着没有盲区。另一方面，如图8所示，在不设置支撑部的情况下，光L与图7的情况相比较到达更深的深部。
[0044]接着，对检测绷带10的使用例子进行说明。图9是表示测定淋巴流速的例子的图。在此情况下，准备两个检测绷带10和内置有光源驱动器20的荧光强度计30。两个检测绷带10隔开规定的间隔而被安装于四肢中的一个。以下，将被安装于接近荧光色素的注入点P的一方的检测绷带10称为“第I绷带10a”，将位于远离该注入点的一方的检测绷带10称为“第2绷带10b”。也可以说第I绷带1a为末梢侧的检测绷带，第2绷带1b为中枢侧的检测绷带。第I以及第2检测绷带10a，1b 一起被连接于荧光强度计30。
[0045]荧光强度计30是基于从第I以及第2绷带10a，1b输入的信号，显示这些绷带的安装部位上的荧光的强度的装置。由此，测定者能够在视觉上感知荧光色素的运动。另外，荧光强度计还具有基于输入信号进行计时的功能。还有，荧光强度计30可以根据荧光强度的变化的大小来判定荧光色素的通过，也可以在被检测的强度成为预先保持于内部的阈值以上的情况下判定为荧光色素通过。当然，具体的判定方法并不限定于此。
[0046]测定淋巴的流速的顺序如以下所述。首先，将第I以及第2绷带10a，1b安装于被测定者的四肢，并使这些检测绷带的光源11点灯。然后，在比第I绷带1a更靠近末梢侧的部位(图9中的注入点P)将ICG等的荧光色素F注入到淋巴管。被注入的荧光色素开始从注入点P顺着淋巴管向人体中枢移动，其后，到达第I绷带1a的安装部位。此时，该荧光色素F接受来自第I绷带1a的光源11的激发光而发出荧光，该绷带1a的检测器12检测该荧光。如果来自该检测器12的信号被输出到荧光强度计30的话，则荧光强度计30开始计时。
[0047]荧光色素F其后也继续向中枢移动，其至少一部分到达第2绷带1b的安装部位。该荧光色素F接受来自第2绷带1b的光源11的激发光而发出荧光，该绷带1b的检测器12检测该荧光。如果来自该检测器12的信号被输出到荧光强度计30的话，则荧光强度计30结束计时，由此，获得荧光色素从第I绷带1a移动到第2绷带1b为止的时间。两个绷带的距离是已知的，所以从该距离和所获得的时间获得淋巴的流速。
[0048]接着，对测定淋巴压力的例子进行说明。如图10所示，在此情况下，准备编入了相当于检测绷带10的功能的袖套(manchette)(加压带)40、内置有光源驱动器的荧光强度计30、与该荧光强度计30相连动的压力计50。
[0049]袖套40以覆盖人的胳膊或者腿的一部分的周围的方式被安装。袖套40具备空气袋，通过由压力计50将空气送入到该空气袋从而对所覆盖的部分(生物体观察部)进行加压。如图11所示，袖套40为带状，由在沿着胳膊或者腿的插入方向(同图中的箭头A)进行延伸的两个边缘部上设置的一对表面搭扣41而被固定于胳膊或者腿。在该袖套40的宽度方向的两个边缘部上设置有具备相当于检测绷带10的构造的检测部。以下，将在袖套40被安装的时候接近于荧光色素的注入点的一方的检测部(末梢侧的检测部)作为第I检测部42，将位于远离该注入点的一方的检测部(中枢侧的检测部)作为第2检测部43。如果将袖套40卷绕于胳膊或者腿的话，则第I检测部42以及第2检测部43与检测绷带10相同，包围该胳膊或者腿的周围。
[0050]荧光强度计30是基于从第I以及第2检测部42，43输入的信号，显示这些部位上的荧光的强度的装置。另外，荧光强度计30对于由第I以及第2检测部42，43包围的2个地方的部位的各个，将显示荧光色素最初通过该部位的通过信号在该通过的时间点输出至压力计50。具体来说，荧光强度计30在I次的测定中在从第I检测部42取得最初的输入信号的时候将最初的通过信号输入到压力计50，在从第2检测部42取得最初的输入信号的时候将第2次的通过信号输出到压力计50。因此，在I次的测定中从荧光强度计30输出2次的通过信号。最初的通过信号是指荧光色素通过第I检测部42之下。相对于此，第2次的通过信号是指荧光色素通过被袖套40覆盖的部位并通过第2检测部43之下。
[0051]压力计50是测定袖套40的压力的装置。压力计50相对于袖套40经由用于送气或者吸气的管而与该袖套40相连接并且与荧光强度计30相电连接。
[0052]压力计50以从荧光强度计30输入最初的通过信号为契机将空气开始送入到袖套40内的空气袋并以隔断生物体观察部的淋巴流的程度(例如10mmHg)对袖套40进行加压。接着，压力计50直至第2次的通过信号被输入为止，在规定的时机每次规定量(例如每次5mmHg)地对袖套40进行减压。然后，如果第2次的通过信号被输入的话，则压力计50将在该时间点的袖套40的压力作为淋巴压力进行记录，经由监视器等输出该淋巴压力。
[0053]测定淋巴压力的顺序如以下所述。首先，将袖套40安装于四肢并使两个检测部的光源11点灯。然后，从比袖套40更加靠近末梢侧的地方(图10中的注入点P)将ICG等的荧光色素F注入到淋巴管。被注入的荧光色素开始从注入点P顺着淋巴管向人体中枢移动。其后，如果荧光色素F到达第I检测部42的话,则该荧光色素F接受来自第I检测部42的光源11的激发光并发出荧光，第I检测部42的检测器12检测该荧光。
[0054]对应于该检测，荧光强度计30判定为荧光色素通过第I检测部42之下，压力计50对应于该判定，对袖套40进行加压并隔断袖套40的安装部位的淋巴流。其后，压力计50一边逐渐地对袖套40进行减压一边继续压力测定。其后，如果淋巴管的自律收缩压由该减压处理而超过袖套40的压力的话则荧光色素F开始向中枢移动(淋巴流的再开始)，其至少一部分到达第2检测部43。此时，荧光色素F接受来自第2检测部43的光源11的激发光而发出荧光，第2检测部43的检测器12检测该荧光。
[0055]对应于该检测，荧光强度计30判定为荧光色素通过第2检测部43之下，压力计50对应于该判定，将在该时间点的袖套40的压力作为淋巴压力来进行测定，并显示测定结果O
[0056]如以上所说明的那样，根据本实施方式，因为以检测器12存在于两个光源11之间并且光源11存在于两个检测器12之间的方式，多个光源11以及检测器12排列成一列，所以能够在与发出激发光的地方大致相同的地方检测荧光。其结果，能够正确地捕捉荧光色素的位置。另外，因为被检测到的荧光作为电信号而被输出，所以不依赖于观察者的视觉而能够简单地捕捉荧光色素。
[0057]以上，根据该实施方式详细地说明了本发明。但是，本发明并不限定于上述实施方式。只要是在不脱离其宗旨的范围内，本发明可以进行各种各样的变形。
[0058]在使用图9?11来进行说明的使用例子中，荧光检测装置检测被注入到淋巴管的荧光色素，但是，荧光检测装置也可以检测被注入到其他的部位(例如癌细胞或特定的脏器等)的荧光色素。
[0059]在上述实施方式中将多个光源11以及多个检测器12排列成一列,但是,对于光源11以及检测器12被排列于二维上的荧光检测装置来说也能够应用本发明。例如，图12(a)所表示的那样的、在各个横列中排列多个光源11以及多个检测器12的荧光检测装置、或图12(b)所表示的那样的、在各个横列以及各个纵列中排列多个光源11以及多个检测器12的荧光检测装置，也在本发明的范围内。如果使图12所表示的那样的荧光检测装置为图11的袖套那样的形状的话，则例如也可以生成淋巴管的三维的地图。
[0060]荧光检测装置也可以不是绷带状。例如，对于仅覆盖人的胸或腹的一部分那样的形状的荧光检测装置来说，也能够应用本发明。
[0061]符号的说明
[0062]10，10a, 1b…检测绷带(荧光检测装置)、11…光源、12...检测器、13...放大器、14…电缆、15...表面搭扣、16...支撑部、20...光源驱动器、30...突光强度计、40...袖套、41...表面搭扣、42...第I检测部(荧光检测装置)、43…第2检测部(荧光检测装置)、50…压力计。
【权利要求】
1.一种荧光检测装置，其特征在于: 具备: 多个光源，从生物体外朝着被预先注入到生物体内的荧光色素照射激发光；以及多个检测器，检测由所述激发光而从所述荧光色素发出的荧光并将检测到的荧光作为电信号进行输出， 所述多个光源以及所述多个检测器在至少一列上进行排列， 至少一个所述检测器被配置于两个所述光源之间， 至少一个所述光源被配置于两个所述检测器之间。
2.如权利要求1所述的荧光检测装置，其特征在于: 所述光源以及所述检测器交替地排列。
3.如权利要求1或者2所述的荧光检测装置，其特征在于: 放大器分别被连接于各个检测器， 来自各个放大器的电信号作为来自所述荧光检测装置的信号而被分别输出。
4.如权利要求1或者2所述的荧光检测装置，其特征在于: 放大器分别与由连续排列的规定数量的所述检测器构成的各个组相连接， 来自各个放大器的电信号作为来自所述荧光检测装置的信号而被分别输出。
5.如权利要求1或者2所述的荧光检测装置，其特征在于: 一个放大器与所有的所述检测器相连接， 来自所述放大器的电信号作为来自所述荧光检测装置的信号而被输出。
6.如权利要求1?5中的任意一项所述的荧光检测装置，其特征在于: 还具备缠绕于人的胳膊或者腿的绷带， 所述多个光源以及所述多个检测器沿着所述绷带的长边方向排列。
7.如权利要求1?6中的任意一项所述的荧光检测装置，其特征在于: 还具备被设置于所述多个光源以及所述多个检测器所排列的面并且用于在该光源以及该检测器与被测定者的皮肤之间确保规定的间隔的支撑部。
【文档编号】A61B5/00GK104168838SQ201380010232
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2013年2月18日 优先权日:2012年2月20日
【发明者】海野直树, 服部贵应, 三轮光春 申请人:国立大学法人浜松医科大学, 浜松光子学株式会社