成像装置的制作方法

本发明涉及一种对被投放到被检者的体内的荧光色素照射激发光，并拍摄从该荧光色素产生的荧光的成像装置。

背景技术：

以往，作为在外科手术中将生物体的内部的难以视觉识别的血管、淋巴管、淋巴结等(以下，将它们统称为“淋巴结等”)可视化的方法，利用了预先投入放射性同位元素的r.i.法(参照专利文献1)。在此，r.i.是放射性同位素(radioisotope)的简称，是将放射性同位元素注入体内并利用伽玛探头等检测该放射线强度(伽玛射线量)的方法。

与此相对地，近年来，在外科手术中的淋巴结等的造影中利用了一种被称作近红外荧光成像的方法。在该近红外荧光成像中，以利用喷射器等向被检者的体内注入的方式向患部投放作为荧光色素的靛氰绿(icg)。然后，当向该靛氰绿照射其波长为600nm(纳米)～850nm左右的近红外光来作为激发光时，靛氰绿发出750nm～900nm左右的波长的近红外荧光。利用能够检测近红外光的摄像元件来拍摄该荧光，并在液晶显示面板等显示部中显示其图像。通过该近红外荧光成像，能够观察存在于距体表20mm左右的深度的淋巴结等。

另外，近年来，正在关注一种对肿瘤进行荧光标记来利用于手术导航的方法。作为用于对肿瘤进行荧光标记的荧光标记剂，使用5-氨基乙酸丙酸(5-ala/5-aminolevulinicacid)。在向被检者投放了该5-氨基乙酸丙酸酸(以下，将其简称为“5-ala”)的情况下，5-ala代谢为作为荧光色素的ppix(protoporphyrinix/原卟啉)。此外，该ppix特异地积聚于癌细胞。然后，当朝向作为5-ala的代谢物的ppix照射410nm左右的波长的可见光时，从ppix发出大致630nm左右的波长的红色的可见光来作为荧光。通过利用摄像元件拍摄来自该ppix的荧光并进行观察，能够确认癌细胞。

在专利文献2中公开了如下一种数据收集方法：将对被投放了靛氰绿的生物体的被检脏器照射靛氰绿的激发光所得到的近红外荧光的强度分布图像与使x射线、核磁共振或超声波作用于投放靛氰绿之前的被检脏器所得到的癌病灶分布图像进行比较，收集在近红外荧光的强度分布图像中被检测到而在癌病灶分布图像中未被检测到的区域的数据，来作为癌的副病灶区域数据。

另外，在专利文献3中公开了一种具备照明摄影部的成像装置，该照明摄影部是将摄像机、红外光源以及可见光源一体化所得到的，用于进行针对被检者的红外光和可见光的照射以及利用摄像机的摄影。而且，该照明摄影部以能够通过臂进行移动的方式被支承。通过朝向被检者配置该照明摄影部，能够针对被检者的任意的区域同时执行红外光和可见光的照射以及利用摄像机的摄影。

专利文献1：国际公开第2001/012071号

专利文献2：国际公开第2009/139466号

专利文献3：国际公开第2015/092882号

技术实现要素：

发明要解决的问题

通过上述的近红外荧光成像，能够将淋巴结等高精度地识别为图像，但由于激发光的到达深度浅，因此不能识别相对于体表面而言的深部区域的淋巴结等。因此，为了使淋巴结等的识别率提高，优选同时使用近红外荧光成像和r.i.法。

在这种情况下，近红外荧光成像是指将淋巴结等以图像形式输出的方法，r.i.法是指向伽玛探头的每个位置输出放射线强度的方法。因而，在近红外荧光成像和r.i.法的情况下，其结果的输出方法互不相同，因此不能同时显示通过这些方法检测到的淋巴结等的位置。因此，以往，实际上预先使用记号笔等在被检者的皮肤上标记通过r.i.法检测到的淋巴结等的位置，然后，在通过近红外荧光成像得到的荧光图像上确认淋巴管等的位置。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够同时简便地确认通过近红外荧光成像得到的信息和通过r.i.法得到的信息的成像装置。

用于解决问题的方案

第一发明具备：激发用光源，其朝向被检者照射用于使被投放于所述被检者的荧光色素激发的激发光；摄影部，其对通过被照射激发光而从所述荧光色素产生的荧光进行拍摄，来获取荧光图像；伽玛探头，其检测来自被投放于所述被检者的放射线同位元素的伽玛射线；位置检测机构，其检测所述伽玛探头中的伽玛射线检测部的位置；以及图像处理部，其基于由所述位置检测机构检测到的所述伽玛探头中的伽玛射线检测部的位置，将由所述伽玛探头检测到的伽玛射线的计数值信息叠加于由所述摄影部拍摄到的荧光图像并显示于显示部。

关于第二发明，在第一发明中，所述图像处理部制作表示由所述位置检测机构检测到的所述伽玛探头中的伽玛射线检测部的位置与由所述伽玛探头检测到的伽玛射线的计数值之间的关系的伽玛射线分布信息，将该伽玛射线分布信息叠加于由所述摄影部拍摄到的荧光图像来进行显示。

关于第三发明，在第一发明或第二发明中，所述位置检测机构基于在所述摄影部中拍摄到的所述伽玛探头的图像来检测所述伽玛探头中的伽玛射线检测部的位置。

关于第四发明，在第一发明或第二发明中，所述位置检测机构基于在所述摄影部中拍摄到的附设于所述伽玛探头的标记的图像来检测所述伽玛探头中的伽玛射线检测部的位置。

关于第五发明，在第一发明或第二发明中，还具备可见光源，该可见光源朝向所述被检者照射可见光，所述位置检测机构基于在所述摄影部中拍摄到的所述伽玛探头的可见光图像来检测所述伽玛探头中的伽玛射线检测部的位置。

关于第六发明，在第二发明中，还具备可见光源，该可见光源朝向所述被检者照射可见光，所述摄影部通过拍摄在所述被检者的表面反射的可见光来获取可见光图像，并且所述图像处理部使将由所述摄影部获取到的荧光图像与可见光图像进行合成所得到的合成图像显示于所述显示部。

关于第七发明，在第六发明中，所述图像处理部将所述伽玛射线分布信息叠加于所述合成图像并显示于所述显示部。

发明的效果

根据第一发明，基于由位置检测机构检测到的伽玛探头中的伽玛射线检测部的位置，将由伽玛探头检测到的伽玛射线的计数值信息叠加于由摄影部拍摄到的荧光图像并显示于显示部，因此能够直接且直观地掌握通过近红外荧光成像得到的信息和通过r.i.法得到的信息。

根据第二发明，基于由伽玛射线分布信息部获取到的伽玛射线分布信息，将伽玛射线分布信息叠加于由摄影部拍摄到的荧光图像并显示于显示部，因此能够直接且直观地掌握通过近红外荧光成像得到的信息和通过r.i.法得到的信息。

根据第三发明，通过利用获取荧光图像的摄影部，能够检测伽玛探头中的伽玛射线检测部的位置。

根据第四发明，能够利用标记的图像容易地检测伽玛探头中的伽玛射线检测部的位置。

根据第五发明，能够利用可见光图像容易地检测伽玛探头中的伽玛射线检测部的位置。

根据第六发明，通过使将荧光图像与可见光图像进行合成所得到的合成图像显示于显示部，能够容易地识别两者的关系。

根据第七发明，通过对合成图像叠加伽玛射线分布信息，能够容易地识别两者的关系。

附图说明

图1是将本发明所涉及的具备关心区域跟踪装置的成像装置1与显示装置2一起表示的立体图。

图2是照明摄影部12的概要图。

图3是照明摄影部12中的摄像机21的概要图。

图4是将本发明所涉及的成像装置1的主要的控制系统与显示装置2一起表示的框图。

图5是表示使用了伽玛探头3执行的来自放射线同位元素的伽玛射线的系数动作的概要图。

图6是表示利用伽玛探头3在通过近红外荧光成像得到的近红外图像的获取区域100上进行扫描的状态的俯视图。

图7是表示伽玛射线分布信息103的概要图。

图8是表示伽玛射线分布信息103的概要图。

图9是表示将近红外图像101、可见光图像102以及伽玛射线分布信息103进行合成的状态的示意图。

附图标记说明

1：成像装置；2：显示装置；3：伽玛探头；12：照明摄影部；21：摄像机；22：可见光源；23：激发用光源；24：确认用光源；30：臂机构；52：显示部；60：控制部；61：图像收集部；62：位置检测部；63：计数值获取部；70：图像处理部；71：近红外图像生成部；72：可见光图像生成部；73：计数值对应图生成部；74：图像合成部；81：把持部；82：伽玛射线检测部；83：位置标记；c：淋巴管；n：淋巴结；m：被检者。

具体实施方式

以下，基于附图来说明本发明的实施方式。图1是将本发明所涉及的成像装置1与显示装置2一起表示的立体图。

显示装置2具有利用支承机构51支承由大型的液晶显示装置等构成的显示部52的结构。

成像装置1用于对被注入到被检者的体内的作为荧光色素的靛氰绿照射激发光，并拍摄包含从该靛氰绿放射的近红外光的荧光，并且将作为该荧光图像的近红外图像与作为被检者的可见光图像的彩色图像一起显示于显示装置2，并且，将由伽玛探头3获取到的伽玛射线分布信息显示于显示装置2。

该成像装置1具备：台车11，其具有四个车轮13；臂机构30，其配设在该台车11的上表面的台车11的行进方向的前方附近；照明摄影部12，其经由副臂41配设于该臂机构30；以及电动机15。在台车11的行进方向的后方附设有在使台车11移动时使用的把手14。另外，在台车11的上表面形成有凹部16，该凹部16用于安装在该成像装置1的远程操作时使用的未图示的操作部。

上述的臂机构30配设在台车11的行进方向的前方侧。该臂机构30具备第一臂构件31，该第一臂构件31利用铰链部33连结于支承部37，该支承部37配设在被竖立设置于台车11的行进方向的前方侧的支柱36上。该第一臂构件31能够通过铰链部33的作用，经由支柱36和支承部37相对于台车11摆动。此外，上述的电动机15附设于支柱36。

第二臂构件32利用铰链部34连结于该第一臂构件31的上端。该第二臂构件32能够通过铰链部34的作用相对于第一臂构件31摆动。因此，第一臂构件31和第二臂构件32能够采取图1所示的第一臂构件31和第二臂构件32以铰链部34为中心打开了规定角度的摄影姿势以及第一臂构件31与第二臂构件32接近的待机姿势，该铰链部34是第一臂构件31与第二臂构件32的连结部。

支承部43利用铰链部35连结于第二臂构件32的下端。该支承部43能够通过铰链部35的作用相对于第二臂构件32摆动。旋转轴42被该支承部43支承。而且，支承有照明摄影部12的副臂41以配设在第二臂构件32的前端的旋转轴42为中心进行转动。因此，通过该副臂41的转动，照明摄影部12在相对于用于采取图1所示的摄影姿势或待机姿势的臂机构30处于台车11的行进方向的前方侧的位置与相对于使台车11移动时的姿势的臂机构30处于台车11的行进方向的后方侧的位置之间移动。

图2是照明摄影部12的概要图。

该照明摄影部12具备：摄像机21，其具备后述的能够检测近红外线和可见光的多个摄像元件；可见光源22，其包括配设在该摄像机21的外周部的六个led；激发用光源23，其包括六个led；以及确认用光源24，其包括一个led。可见光源22照射可见光。激发用光源23照射作为用于使靛氰绿激发的激发光的、其波长为760nm的近红外光。另外，确认用光源24照射与从靛氰绿产生的荧光的波长近似的、其波长为810nm的近红外光。此外，激发用光源23的波长并不限定于760nm，是能够激发靛氰绿的波长即可。确认用光源24的波长并不限定于810nm，也可以是发出靛氰绿的波长以上。

图3是照明摄影部12中的摄像机21的概要图。

该摄像机21具备：为了对焦而进行往复移动的可动透镜54、波长选择滤波器53、可见光用摄像元件55以及荧光用摄像元件56。可见光用摄像元件55和荧光用摄像元件56由cmos、ccd构成。此外，可见光用摄像元件55使用能够将可见光的图像拍摄为彩色图像的元件。

相对于摄像机21而言沿着其光轴l同轴地入射的可见光和荧光在通过构成对焦机构的可动透镜54之后到达波长选择滤波器53。同轴状地入射的可见光和荧光中的可见光被波长选择滤波器53反射，并入射到可见光用摄像元件55。另外，同轴状地入射的可见光和荧光中的荧光通过波长选择滤波器53并入射到荧光用摄像元件56。此时，通过包括可动透镜54的对焦机构的作用，可见光被对焦到可见光用摄像元件55，荧光被对焦到荧光用摄像元件56。可见光用摄像元件55以规定的帧频将可见光图像拍摄为彩色图像。另外，荧光用摄像元件56以规定的帧频拍摄本发明所涉及的作为荧光图像的近红外图像。

图4是将本发明所涉及的成像装置1的主要的控制系统与显示装置2一起表示的框图。

该成像装置1具备控制部60，该控制部60由执行逻辑运算的cpu、存储有控制装置所需的动作程序的rom、在控制时暂时存储数据等的ram等构成，用于控制装置整体。该控制部60与伽玛探头3连接。该伽玛探头3用于检测被注入到被检者的体内的放射性同位元素的放射线强度(伽玛射线的计数值)。

另外，该控制部60具备：图像收集部61，其收集由摄像机21拍摄到的图像；位置检测部62，其用于检测被检者的身体表面的伽玛探头3中的伽玛射线检测部的位置；以及计数值获取部63，其用于获取由伽玛探头3检测到的伽玛射线的计数值。该控制部60与具备摄像机21、可见光源22、激发用光源23以及确认用光源24的照明摄影部12连接。

另外，该成像装置1具备连接于控制部60的图像处理部70。该图像处理部70具备：近红外图像生成部71，其用于生成近红外图像；可见光图像生成部72，其用于生成可见光图像；计数值对应图生成部73，其基于由伽玛探头3检测到的伽玛射线的计数值来生成计数值对应图；以及图像合成部74，其将近红外图像、可见光图像以及计数值对应图进行合成。该图像处理部70与上述显示装置2连接。

图5是表示使用了伽玛探头3执行的来自放射线同位元素的伽玛射线的系数动作的概要图。另外，图6是表示利用伽玛探头3在通过近红外荧光成像得到的近红外图像的获取区域100上进行扫描的状态的俯视图。

在由伽玛探头3执行系数动作时，操作者把持伽玛探头3的把持部81，使伽玛探头3中的伽玛射线检测部82在被检者m的身体表面平行地移动。如图6所示，该伽玛探头3中的伽玛射线检测部82的扫描区域设为能够对通过近红外荧光成像得到的近红外图像的获取区域100整体进行扫描的区域。但是，也可以仅对通过近红外荧光成像得到的近红外图像的获取区域100中的一部分区域进行扫描。

此时由伽玛探头3检测到的伽玛射线的计数值由计数值获取部63获取。此时，由伽玛探头3检测到的伽玛射线的计数值作为数字信息而由计数值获取部63获取。此外，也可以采用以下结构：用麦克风等收集在伽玛探头3检测伽玛射线时产生的声音，并利用计数值获取部63获取该值。

在该伽玛探头3中的伽玛射线检测部82附近附设有位置标记83。该位置标记83例如使用发出特殊的波长的荧光且能够在由摄像机21获取到的近红外图像上识别其位置的标记。另外，作为该位置标记83，也可以使用具有在被检者m的生物体中不存在的绿色等颜色的标记，使用能够在由摄像机21获取到的可见光图像上识别其位置的标记。由摄像机21获取到的位置标记83的图像由控制部60中的位置检测部62识别，来确定此时的伽玛探头3中的伽玛射线检测部82的位置。

此外，也可以取代利用伽玛探头3中的伽玛射线检测部82附近附设的位置标记83检测伽玛探头3中的伽玛射线检测部82的位置的情况，而通过对由摄像机21获取到的可见光图像进行图像处理并识别伽玛探头3的外形，来检测伽玛探头3中的伽玛射线检测部82的位置。另外，也可以利用数字化器等位置检测单元检测伽玛探头3中的伽玛射线检测部82的位置。

图7和图8是表示伽玛射线分布信息103的概要图。

由位置检测部62检测到的伽玛探头3中的伽玛射线检测部82的位置与此时由伽玛探头3检测并由计数值获取部63获取到的伽玛射线的计数值之间的关系被发送到图像处理部70。然后，图像处理部70中的计数值对应图生成部73制作表示伽玛探头3中的伽玛射线检测部82的位置与由伽玛探头3检测到的伽玛射线的计数值之间的关系的伽玛射线分布信息103。该伽玛射线分布信息103为表示与被检者m的位置对应的伽玛射线的计数值的信息。

例如在图7中示意性地示出的那样，该伽玛射线分布信息103以如下的图像的形式进行显示：伽玛射线的计数值越大的位置，亮度越高，随着计数值变小而亮度变低。另外，例如也可以如在图8中示意性地示出的那样，将测量到伽玛射线的位置的计数值以数字的形式进行显示。

在使用具有如上所述的结构的成像装置1对被检者m进行手术的情况下，最开始将照明摄影部12中的确认用光源24点亮，并且利用摄像机21拍摄其照射区域的图像。从确认用光源24照射与从靛氰绿产生的荧光的波长近似的、其波长为810nm的近红外光。该近红外光无法用人眼进行确认。另一方面，在从确认用光源24照射波长为810nm的近红外光并利用摄像机21拍摄该照射区域的图像时，在摄像机21正常地动作的情况下，利用摄像机21拍摄被照射了近红外光的区域的图像，并在显示装置2中的显示部52中显示该图像。由此，能够容易地执行摄像机21的动作确认。

然后，通过注射来向被检者m注入靛氰绿。然后，从照明摄影部12中的激发用光源23朝向被检者m的组织中的患部照射近红外线，并且从可见光源22朝向被检者m的组织中的患部照射可见光。此外，作为从激发用光源23照射的近红外光，如上所述那样采用作为用于使靛氰绿发出荧光的激发光发挥作用的760nm的近红外光。由此，被注入到被检者m的体内的靛氰绿产生将大约800nm设为峰的近红外区域的荧光。

然后，利用照明摄影部12中的摄像机21以规定的帧频拍摄被检者m的组织中的患部附近。如上所述，该摄像机21能够检测近红外光和可见光。利用摄像机21以规定的帧频拍摄到的荧光图像即近红外图像通过图像处理部70中的近红外图像生成部71被转换为能够在显示装置2中的显示部52显示近红外图像的8位的图像数据，根据需要显示于显示部52。另外，利用摄像机21以规定的帧频拍摄到的可见光图像通过图像处理部70中的可见光图像生成部72被转换为能够在显示装置2中的显示部52显示可见光图像的由rgb三种颜色构成的24位的图像数据，根据需要显示于显示部52。

另外，在手术的前一天等向被检者m注入放射性同位元素来作为示踪物。关于来自该放射线同位元素的伽玛射线，如上所述那样，操作者通过使伽玛探头3中的伽玛射线检测部82在被检者m的身体表面平行地移动，来测定伽玛探头3中的检测部82的位置和此时的计数值。然后，利用图像处理部70中的计数值对应图生成部73制作表示图7或图8所示的伽玛探头3中的伽玛射线检测部82的位置与由伽玛探头3检测到的伽玛射线的计数值之间的关系的伽玛射线分布信息103。该伽玛射线分布信息103根据需要显示于显示装置2中的显示部52。

图9是表示将近红外图像101、可见光图像102以及伽玛射线分布信息103进行合成的状态的示意图。

在对被检者m执行手术的过程中，利用图像处理部70中的图像合成部74将近红外图像101、可见光图像102以及伽玛射线分布信息103的合成图像104显示于显示装置2中的显示部52。此外，也可以代替将近红外图像101、可见光图像102以及伽玛射线分布信息103的合成图像104显示于显示部52的情况，而将近红外图像101与伽玛射线分布信息103的合成图像、或者可见光图像102与伽玛射线分布信息103的合成图像显示于显示部52。

这样，通过使近红外图像101、可见光图像102以及伽玛射线分布信息103的合成图像104显示在显示部52中，能够对作为高精度的图像的近红外图像101追加具备深度信息的伽玛射线分布信息103并进行显示。由此，手术操作者能够直接且直观地掌握淋巴结等的识别。

此外，在上述的实施方式中，使用了将可见光源22、激发用光源23、确认用光源24以及摄像机21一体化得到的照明摄影部12，但也可以将可见光源22、激发用光源23、确认用光源24以及摄像机21分开地配设。另外，也可以省略确认用光源24。

另外，在上述的实施方式中，采用了获取被检者m的可见光图像102的结构，但也可以目视地确认可见光图像102。