专利名称:计算装置和计算方法
技术领域：
本发明涉及计算组织内的药物浓度的计算装置和计算方法。
背景技术：
心房颤动被称为一种快速性心律不齐。在肺静脉与左心房连接的接合部的附近出现产生电脉冲的异常兴奋部位，由于电脉冲的刺激，左心房细微地振动和收缩，从而引起心
房颤动。
作为心房颤动疗法，发明人已经提出了使用光力学治疗方法(下文中称为“PDT”)(例如，参见专利文献I)。在TOT中，通过使用激光导管用激发光照射已提取光敏药物的心肌组织，从而产生单态氧。作为强氧化剂的单态氧使异常兴奋部位周围的心肌组织受到损伤，从而形成使从异常兴奋部位到左心房的电脉冲的传导中断的导电阻滞块。结果，异常兴·奋部位和左心房之间的导电被中断，并且抑制左心房的异常振动和收缩。
光敏药物具有选择性地聚集在特定组织内的性质。有鉴于此，通常在给予患者光敏药物之后经过预定时间(例如8到48小时)之后，当建立起光敏药物浓度在被治疗组织内较高并且光敏药物浓度在其他组织和血液内较低的状态时，即，当建立起所谓的光敏药物对比度较高的状态时，开始使用激发光进行照射。此外，近来，提出了不使用光敏药物的聚集性质并且在光敏药物通过血液输送给被治疗组织时开始使用激发光进行照射的roT。
专利文献I :WIP0 公开号 2008/066126
发明内容
本发明要解决的问题
在使用药物的治疗中，重要的是监测组织内的药物浓度，从而确定最佳治疗方案。
鉴于此，通常，作为监测血液内药物浓度的方法，已知的是给药后测量每隔预定时间所采集的血液的吸收度的方法以及其他方法。然而，在该方法中，由于可采集的血液量是有限的，所以绘制的数量是有限的，并且此外，不能实时测量浓度。而且，作为监测组织内的药物浓度的方法，已知这样一种方法即，在该方法中，将药物中的部分碳转变成同位素，同时给予同位素，并且根据辐射量测量每个组织内的药物浓度。然而，该方法涉及辐射暴露的问题，并非微创性监测方法，并且是不实际的。
鉴于以上情况，本发明的目标在于提供能够实时计算组织内的药物浓度的计算装置和计算方法。
解决问题的手段
为了实现以上目标，根据本发明实施方式的计算装置为这样的计算装置即，使用从激光导管的前端部发出的激发光照射吸收光敏药物的组织，所述光敏药物吸收激发光并且发出荧光，该计算装置包括连接器、光源以及检测单元。
要注意的是，在该说明书中，术语“组织”有时可包括血液。
激光导管能够连接至连接器/能够从连接器拆卸下来。[0014]光源通过连接器将激发光输出至激光导管。
检测单元检测荧光的强度以计算组织内的光敏药物的浓度，其中荧光通过连接器从激光导管入射并且激光导管的前端部与组织接触。
通过检测从激光导管入射的荧光的强度，能够实时估算与激光导管的前端部接触的组织内的光敏药物的浓度。而且，通过使用用于进行治疗的激光导管，提高了可操作性。
计算装置可进一步包括计算单元，用于根据所检测到的荧光的强度，计算组织内的光敏药物的浓度，激光导管的前端部与该组织接触。
通过检测从激光导管入射的荧光的强度，能够实时计算与激光导管的前端部接触的组织内的光敏药物的浓度。
计算装置可进一步包括控制器，用于根据所算出的浓度，输出用于提示另外给予 光敏药物的信号。
结果，能够根据从激光导管入射的荧光的强度，实时提示执业者另外给予光敏药物。要注意的是，“输出信号”表示将包括显示信息的显示指令输出给显示单元，或者将声音输出指令输出给扬声器单兀。
控制器可根据所算出的浓度计算激发光照射方案，并且输出计算结果。
结果，能够根据从激光导管入射的荧光的强度，将激发光照射方案实时通知给执业者。
根据本发明实施方式的计算方法包括使用从激光导管的前端部发出的激发光照射已吸收光敏药物的组织，所述光敏药物吸收激发光并且发出荧光。
通过激光导管提取与所照射的激发光对应的荧光。
根据所提取的荧光的强度，计算组织内的光敏药物的浓度，激光导管的前端部与该组织接触。
通过检测从激光导管入射的荧光的强度，能够实时估算与激光导管的前端部接触的组织内的光敏药物的浓度。
计算方法可进一步包括根据所算出的浓度，输出用于提示另外给予光敏药物的信号。
结果，能够根据从激光导管入射的荧光的强度，实时提示执业者另外给予光敏药物。
计算方法可进一步包括根据所算出的浓度，计算激发光照射方案，并且输出计算结果。
结果，能够根据从激光导管入射的荧光的强度，将激发光照射方案实时通知给执业者。
根据本发明实施方式的计算方法为使用以下部件的计算方法吸收激发光并且发出荧光的光敏药物；能够从前端部发出激发光的激光导管；以及计算装置，包括连接器和光源，激光导管能够连接到该连接器或者从该连接器拆卸下来，光源通过连接器将激发光输出到激光导管。
在组织内吸收光敏药物。
将激光导管的前端部引入已吸收光敏药物的组织内，激光导管连接到连接器。
使用从激光导管的前端部发出的激发光照射已吸收光敏药物的组织，该激发光是从光源输出的。
通过激光导管提取与所照射的激发光对应的荧光。
根据所提取的荧光的强度，计算组织内的光敏药物的浓度，激光导管的前端部与该组织接触。
计算方法可进一步包括根据所算出的浓度，计算激发光照射方案，并且输出计算结果。
本发明的效果
根据本发明，能够实时计算组织内的药物浓度。
图I为示出了根据本发明第一实施方式的PDT设备的示意图；
图2为示出了插入心脏内的激光导管的示意图；
图3为示出了 PDT设备本体的框图；
图4为示出了激光导管的前端部的截面视图；
图5为示出了 PDT设备的操作的流程图；
图6为示出了插入左心房内的激光导管的示意图；
图7为示出了荧光强度的时间变化的曲线图；
图8为示出了荧光强度和药物浓度之间的相互关系的曲线图；
图9为示出了药物浓度的时间变化的曲线图；
图10为均示出了激光导管的接触状态的示意图；
图11为示出了荧光强度的时间变化的曲线图；
图12为示出了荧光强度的时间变化的另一曲线图；
图13为示出了激光导管的移动轨迹的示意图；
图14为示出了 ECG、心腔内压力以及冠状动脉血流量之间的关系的示图,其中冠状动脉血流量为心肌组织内血流量的主要部分；
图15为示出了激光导管处于垂直接触状态时荧光强度和R波之间的相互关系的示图；
图16为示出了激光导管处于倾斜接触状态时荧光强度和R波之间的相互关系的示图；
图17为示出了本发明第二实施方式的光学系统、检测单元等的框图；
图18为均示出了血管内腔内的激光导管的接触状态的示意图；
图19为示出了波长和荧光强度之间的关系的曲线图。
具体实施方式
下文中，将参照附图描述本发明的实施方式。在这些实施方式中，将描述使用光力学治疗设备(下文中，称为“PDT设备”)作为确定设备的情形。
<第一实施方式>
图I为示出了根据本发明第一实施方式的PDT设备的示意图。
PDT设备I包括PDT设备主体100、连接至PDT设备主体100的管200以及设置在管200的端部的连接器210。
管200为柔性中空管，并且能够通过内藏设备附属光纤(innerapparatus-attached optical fiber) 201 传输光(参见图 3)。
激光导管300可拆卸地连接至连接器210。
给予患者2光敏药物。在通过静脉注射给药的情况下，所给予的光敏药物在血液内扩散，然后，诸如心肌组织的组织吸收药物。治疗所需要的光敏药物的剂量可通过静脉注射一次给予，可通过静脉点滴连续地给予，可通过口服进入一次或连续给予，或者可局部地给予。光敏药物是吸收具有特定波长的光的药物，被光激发并且变成荧光。例如，使用称为他拉泊芬钠(Meiji公司的Laserphyrin (注册商标))的药物。由于该药物的Q波段吸收波长为大约664nm,所以对于该药物使用例如为600nnT800nm,优选地为660nnT680nm,或者更优选地为664+/_2nm的激发光源。图2为示出了插入心脏内的激光导管的示意图。
通过患者2的股静脉或者颈静脉，将激光导管300插入心脏10的右心房14内。已经到达右心房14的激光导管300穿透隔膜，并且被导向到左心房13。
[PDT设备主体的构造]
图3为示出了 PDT设备主体的框图。
PDT设备主体100包括光源110、光学系统120、检测单元130、心电图仪140、控制器150、存储器160、显示单元170以及操作单元180。
光源110输出用于光敏药物的激发光。光源110所输出的光的波长与光敏药物的Q波段吸收波长相同。例如，在使用Q波段吸收波长为大约664nm的光敏药物时，使用发射波长为600nnT800nm,优选地为660nnT680nm,或者更优选地为664+/_2nm的半导体激光器作为光源110。光源110所输出的激发光通过光学系统120入射到激光导管300。
光学系统120使从光源110发出的激发光入射到通过设备附属光纤201连接至连接器210的激光导管300。光学系统120从激光导管300提取从被激发光照射的光敏药物发出的荧光，并且使荧光入射到检测单元130。光学系统120包括短通滤波器121、第一透镜122、偏振分束器(下文中，称为“PBS”)123、长通滤波器124以及第二透镜125。
短通滤波器121为导通波长为670nm的短波长透过滤波器，并且将长波长辐射截断。来自光源110的激发光具有荧光观察波长范围(峰值波长的长波长侧)内的辐射成分。鉴于此，在激光导管300内收集光之前的阶段，将长波长侧的激发光的辐射成分截断。通过短通滤波器121的激发光入射到第一透镜122。
第一透镜122使从短通滤波器121入射的激发光会聚在激光导管300的一个端面上。而且，第一透镜122使来自激光导管300的前端部的荧光会聚在PBS 123上。要注意的是，来自光源110的激发光的一部分被设备附属光纤201的位于PDT设备主体100侧的端面、连接器210的内侧以及激光导管300的前端部反射，并且作为镜面反射光入射到PBS123。镜面反射光在检测荧光时是有噪声的。
通过使用偏振差，PBS 123使从第一透镜122入射的光中被管200内的光纤的端面反射的镜面反射光穿过，不检测该镜面反射光，将荧光以及被其他端面反射的镜面反射光反射，并且将荧光和镜面反射光导入检测装置中。已穿过PBS 123的荧光入射到长通滤波器124。[0076]长通滤波器124使从PBS 123入射的光中被连接器210的内侧以及激光导管300的前端部反射的镜面反射光不穿过，仅使荧光穿过，并且将荧光导入检测装置中。已穿过长通滤波器124的荧光入射到第二透镜125。
第二透镜125将从长通滤波器124入射的荧光会聚在检测单元130上。
检测单元130例如为线性图像传感器，并且利用光谱方法检测从光学系统120入射的荧光。即，检测单元130检测具有激发波长的光，并且检测来自光敏药物的荧光，该荧光为波长长于激发波长的光。检测单元130将表示所检测到的荧光的强度的电信号输出至控制器150。
电极板141通过电极线(未示出)连接至心电图仪140中。心电图仪140通过连接至患者2的电极板141以及通过电极线获得患者2的心电图信号，并且将所获得的心电图信号提供给控制器150。
控制器150控制PDT设备I的各个单元。
控制器150根据从检测单元130获得的电信号计算荧光强度。控制器150根据算出的荧光强度计算组织内或血液内的药物浓度(药物浓度监测操作)。控制器150根据算出的药物浓度确定是否额外给药。
控制器150根据从检测单元130获得的电信号，确定激光导管300相对于组织的接触状态(接触监测操作)。
控制器150根据激发光照射期间荧光强度的变化，确定是否发生异物或破损等异常情况，并且确定杀细胞效果(异物/破损监测操作以及杀细胞效果确定操作)。控制器150根据测定结果，控制光源110停止照射激发光。
控制器150根据从检测单元130获得的电信号以及根据从心电图仪140获得的心电图信号，确定是否形成电传导阻滞(电传导阻滞形成的确定操作)。
控制器150将显示指令输出至显示单元170，以显示上述不同的计算结果、上述不同的确定结果以及不同的信息。
存储器160为非易失性存储器，并且以例如闪速存储器、HDD (硬盘驱动器)或另外一种固态存储器设置。控制器150将其中关于从检测单元130获得的荧光强度的信息与从时间测量单元(未示出)获得的时间信息的相关性的荧光强度的时间变化记录在存储器160内，其中时间测量单元测量诸如激发光照射开始时刻的标准时刻之后所历经的时间。控制器150将其中关于从心电图仪140获得的心电图信号的信息与时间信息的相关性的心电图记录在存储器160内。
显示单元170为使用例如液晶显示装置等的显示装置。当显示单元170从控制器150获得显示指令时,显示单元170根据显示指令内的显示信息,在显示屏上显示例如关于荧光强度的信息、关于心电图信号的信息、时间信息等。
操作单元180接收从业者通过操作所输入的指令，并且将所接收到的指令输出至控制器150。这些指令包括例如将从光源110输出的激发光打开/关闭的指令、改变强度的指令等。关于激发光的强度，能够选择两个强度水平中的至少一个，两个强度水平包括具有低功率(例如，光输出为ImW以下)并且对组织和血液的损伤性最小的第一强度；以及具有高功率并且比第一强度高大约1000倍的第二强度。在进行治疗之前监测药物浓度和激光导管300的接触状态时，选择第一强度。在进行治疗时选择第二强度。要注意的是，第一强度为固定的值，第二强度是可变的。
[激光导管的结构]
激光导管300从前端部输出激发光。
图4为示出了激光导管的前端部的截面视图。
激光导管300包括导管管体310、支持器320、光纤330以及光学窗口 340。
导管管体310为柔性中空管，并且被导向至患者2的心脏10的心肌组织的内壁。导管管体310内具有光纤330。
支持器320固定到导管管体310。支持器320相对于导管管体310支持光纤330和光学窗口 340。
光纤330例如为芯直径为133 μ m以及外径为500 μ m的一个石英阶跃型折射率光·纤。光纤330将来自PDT设备I的激发光传输。光纤330将所传输的激发光作为照射光301从前端输出至光学窗口 340。照射光301的光束直径在由光纤330的数值孔径(NA)所确定的角度增大。光纤330的前端被加工成使照射光301的光束直径适当地增大。光纤330将从组织内吸收的并被激发光照射的光敏药物发出的荧光传输至PDT设备I。
光学窗口 340被设置在激光导管300的前端部的最外部,使得光学窗口 340以光学方式连接至光纤330的前端。光学窗口 340由固态透明材料制成，例如诸如BK7的玻璃材料。作为照射部的光学窗口 340使从光纤330的前端输出的照射光301穿过。作为光接收部的光学窗口 340使从光敏药物发出的荧光会聚在光纤330的前端。
为了以高SN (信噪)比检测荧光，已知的方法如下在激光导管内分离地设置照射光纤和检测光纤，并且进行照射和光接收，从而去除镜面反射光(参见日本专利申请公开第2009-148550 号的第[0037]段)。
另一方面，在进行心腔内治疗或诊断的情况下，为了增大激光导管的曲率，期望的是激光导管具有较小的直径。当在激光导管内设置多根光纤时，每个光纤应被形成为超细，因此可能会不传输具有所需强度的光。
鉴于此，在需要诸如具体而言心房颤动和心室扑动的心腔内方法的疾病中，期望的是激光导管内设置一根光纤。而且，由于需要以具有低功率的强度检测荧光以不影响到活体，所以需要通过使用一根光纤形成具有高SN (信噪)比的测量系统。
鉴于此，根据该实施方式的PDT设备1，PBS 123和长通滤波器124将光纤入口端的镜面反射光去除，短通滤波器121进一步将激发光的长波长侧辐射成分去除。通过该结构，在激光导管300内，当一根光纤330兼用于照射光纤和检测光纤时，检测单元130可以以高SN比检测荧光。结果，能够以低功率检测荧光，从而不影响活体。因此，在治疗和诊断循环系统疾病时，能够使用曲率增大的超细激光导管进行微创诊断。
[PDT设备的操作]
接下来，将描述如上所述构造的PDT设备I的操作。
图5为示出了 PDT设备的操作的流程图。
按照以下(I)到(6)的顺序描述PDT设备I的操作。
(I)准备 PDT (步骤 SlOl 到步骤 S103)
(2)药物浓度监测操作(步骤S104到步骤S105)
在进行药物浓度监测操作时，光源110输出具有第一强度的激发光，控制器150根据检测单元130检测到的荧光强度，历时地计算药物浓度，并且根据所算出的药物浓度，确定是否额外给药。
(3)接触监测操作(步骤S106到步骤S108)
在接触监测操作时，光源110输出具有第一强度的激发光，并且控制器150根据检测单元130检测到的荧光强度，确定激光导管300相对于组织内壁的接触状态，并且计算激发光照射方案(强度、时间等)。
(4)异物/破损监测操作(步骤S109到步骤S112)
在异物/破损监测操作中，光源110输出具有第二强度的激发光，并且控制器150根据检测单元130检测到的荧光强度，在合适的治疗方案的激光照射过程中，确定是否由于某种原因有异物附着到激光导管300的前端，并且进一步确定激光导管300的前端附近 是否发生破损。
(5)杀细胞效果确定操作(步骤SI 13)
在杀细胞效果确定操作中，光源110输出具有第二强度的激发光，并且控制器150根据检测单元130检测到的荧光强度，确定被激发光照射的组织上是否具有杀细胞效果。
(6)电传导阻滞形成的确定操作(步骤S114到步骤S117)
如上所述，电传导阻滞为异常兴奋部位周围的心肌组织坏死并且从异常兴奋部位到左心房的电脉冲的传导被阻断的阻滞。这里，通过控制器计算杀细胞效果确定操作(步骤S113)内所使用的荧光强度的时间变化数据和心电图波数据，来确定是否形成电传导阻滞。在某些情况下，在电传导阻滞中可重新定位激光导管，光源110的强度可变成第一强度，并且可进行类似的处理，从而确定是否形成电传导阻滞。
[ (I)准备 PDT]
图6为示出了插入左心房内的激光导管的示意图。
首先，从业者(例如医生)通过患者2的股静脉或者颈静脉，将激光导管300插入心脏10内。激光导管300的前端部设置在左心房13的心肌组织11的内壁的肺静脉12附近(步骤SIODo
随后，参照各种参考数据(步骤S102)，从业者给予患者2光敏药物(步骤S103)。这里，将描述通过静脉注射一次性给予患者2治疗所需要的光敏药物的剂量的情况。所给予的光敏药物在血液内扩散并且在组织内吸收。
[ (2)药物浓度监测操作]
随后，进行药物浓度监测操作。
首先，从业者操作操作单元180，并且将具有低功率第一强度的激发光输出指令输入到控制器150。控制器150获得激发光输出指令，然后，将具有第一强度的激发光输出指令输出至光源110。光源110从控制器150获得激发光输出指令,然后,输出具有第一强度的激发光。用从光源Iio经由光学系统120和激光导管300输出的激发光，照射组织和血液。组织和血液内吸收的光敏药物吸收来自激光导管300的激发光，并且发出荧光。光学系统120通过激光导管300提取从光敏药物发出的荧光，并且该荧光入射到检测单元130内。检测单元130检测所入射的荧光，并且将检测到的荧光强度以电信号的方式输出至控制器150。
控制器150根据从检测单元130获得的电信号，计算荧光强度。控制器150开始将荧光强度的时间变化作为所算出的荧光强度与从时间测量单元(未示出)获得的时间信息的相关性的日志记录在存储器160内。控制器150根据所算出的荧光强度以及诸如静脉注射开始时刻的标准时刻之后所经过的时间，产生荧光强度的时间变化的显示信息，并且将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170。显示单元170从控制器150获得显示指令，然后，根据显示指令内所包含的显示信息，在显示屏上显示荧光强度的时间变化。例如，显示单元170以曲线的形式在显示屏上显示荧光强度的时间变化。
这里，将描述示出荧光强度的时间变化的曲线图的示例。
图7为示出了荧光强度的时间变化的示图。
图7示出了通过静脉注射(i. V.)给予猪光敏药物(Laserphyrin)并且使用激发光进行照射的情况下，荧光强度的时间变化，激发光与药物的Q波段吸收光谱相同(400 μ W的半导体激光器，其发射波长为例如600nnT800nm，优选地为660nnT680nm或者更优选地为664+/-2nm)。激光导管300的前端部设置在猪的右心房内。
给药后，血液内的荧光强度单调递减。另一方面，给药后，心肌组织内的荧光强度增大一预定的时间段，然后下降。而且，血液内的荧光强度比心肌组织内的荧光强度高。
这里，将描述荧光强度和药物浓度之间的关系。
图8为示出了荧光强度和药物浓度之间的相关性的曲线图。
图8示出了通过血液采集法所获得的药物浓度(PS浓度)的绝对值与如图7中所示由激发光照射血液时的荧光强度之间的相关性。药物浓度的绝对值与荧光强度基本上相同。即，根据经时计算的荧光强度，能够实时监测药物浓度。
控制器150根据所算出的荧光强度计算组织内和血液内的药物浓度(步骤S104)。控制器150开始将药物浓度的时间变化作为所算出的药物浓度与从时间测量单元(未示出)获得的时间信息相关性的日志记录在存储器160内。而且，控制器150根据所算出的药物浓度以及诸如静脉注射开始时刻的标准时刻之后所经过的时间，产生药物浓度的时间变化的显示信息，并且将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170。显示单元170从控制器150获得显示指令，然后，根据显示指令内所包含的显示信息，在显示屏上显示药物浓度的时间变化。例如，显示单元170以曲线的形式在显示屏上显示药物浓度的时间变化。
这里，将描述示出了药物浓度的时间变化的曲线图的示例。
图9为示出了药物浓度的时间变化的曲线图。
如上所述，血液内的荧光强度比心肌组织内的荧光强度高，并且此外，荧光强度与药物浓度相关。因此，与血液内荧光强度的时间变化相似，给药后，血液内的药物浓度单调递减。同时，与组织内荧光强度的时间变化相似，给药后，组织内的荧光强度增大一预定的时间段，然后下降。而且，血液内的药物浓度的水平比组织内的药物浓度的水平高。
控制器150确定所算出的药物浓度是否等于或大于阈值(步骤S105)。如果控制器150确定药物浓度等于或大于阈值，那么控制器150推定药物浓度达到所需要的值，并且进入接触监测操作(步骤S105，是)。另一方面，如果控制器150确定药物浓度小于阈值，那么控制器150推定药物浓度未达到所需要的值，产生提示另外给药的显示信息，并且将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170。显示单元170从控制器150获得显示指令，然后，根据包括显示指令的显示信息，显示提示从业者另外给予光敏药物的信息(步骤 S105，否)。
要注意的是，由于荧光强度与药物浓度相关，所以如果显示单元170在显示屏上显示荧光强度，那么即使控制器150不计算药物浓度，从业者(例如医生)也可根据荧光强度推定药物浓度。
另一方面，通常，作为监测血液内药物浓度变化的方法，已知以下一种方法测量给药后以规定的时间间隔所采集的血液的吸收。然而，通过这种方法，由于可采集的血液量有限，所以绘制的数量有限，此外，不能实时测量浓度。
可替换地，已知一种方法在体外制作旁路路径，使用光照射经过该路径的血液，并观察荧光强度，从而监测药物浓度变化。然而，在该方法中需要注意卫生。
而且，作为监测组织内药物浓度的方法，已知以下一种方法，在该方法中，将药物中的部分碳转变成同位素，同时给予同位素，并且根据辐射量监测各组织内的药物浓度(CANCER RESEARCH 50.3985-3990，1990 年 7 月 I 日，Tissue Distribution and Photosensitizing Properties of Mono-L-aspartyl Chlorin e6in a Mouse TumorModel, Charles J. Corner和Angela Ferrario) 然而，该方法涉及福射暴露问题，并且涉及仅仅可宏观监测浓度的问题。
与之相比，根据该实施方式的药物浓度监测操作，通过计算荧光强度的时间变化，可计算与荧光强度相关的药物浓度的时间变化。因此，可实时地监测组织和血液内的药物浓度。而且，与普通的监测方法相比，该实施方式的药物浓度监测操作的损伤性更小，并且能够稳定地并且可再现地监测药物浓度的时间变化。而且，由于通过使用来自PDT设备I的光源110的激发光，通过导管监测药物浓度的时间变化，所以不需要另外地设置药物浓度检测设备，从而能够实现成本低并且空间节省的设备。而且，由于可实时监测药物浓度，所以可实时帮助确定额外地给药。
而且，该实施方式的药物浓度监测操作不仅可在PDT中执行，而且还可以在使用吸收激发光并且发出荧光的药物进行治疗或诊断的过程中执行。在使用药物进行治疗或诊断的过程中，掌握药物动态状态(药物输送)很重要。根据该实施方式的药物浓度监测操作，可通过导管微观上实时测量期望的组织内的药物浓度，并且可掌握各种药物的动态状态。而且，由于能够实现监测的损伤性最小，所以该实施方式的药物浓度监测操作具有很大的优势，并且适合于实际应用。而且，该实施方式的药物浓度监测操作可在药物仅被输送到特定位置的系统(DDS，药物输送系统)内执行，并且可用于估算药物是否实际到达以及到达局部。
[(3)接触监测操作]
随后，执行接触监测操作。
图10为示出了激光导管的接触状态的示意图。
优选地，将激光导管300设置为，作为发光部的前端部与心肌组织11的内壁垂直接触(参见图10 (a)，下文中称为“垂直接触状态”)。优选为该状态，以从激光导管300的前端部去除心房内的血液15，并且防止将心房内的血液15中的光敏药物激活。而且，优选为该状态，以在激光导管300的前端部与组织直接接触时，选择性地激活组织内所吸收的光敏药物。
然而，通过X光线摄影术或通过触觉，难以识别激光导管300的前端部的精确接触状态。由于此，实际上，并不总是激光导管300的前端部相对于组织处于垂直接触状态。激光导管300的前端部和组织之间会存在血液15，并且前端部会处于血液内(参见图10 (C)，下文中称为“非接触状态”)。可替换地，激光导管300的前端部会在倾斜方向与组织接触，并且血液15可部分存在于前端部和组织之间的间隙内(参见图10 (b)，下文中称为“倾斜接触状态”)。
在进行接触监测操作时，监测激光导管300的前端部的这种接触状态，即，接触状态和非接触状态，监测接触状态情形下的接触角(垂直接触状态、倾斜接触状态)，等等。要注意的是，在本说明书中，“接触角”不仅表示狭义上的角度值，而且表示广义上的接触角，其中，激光导管300的前端部相对于组织的接触状态为垂直或倾斜。
连续地，光源110将具有第一强度的激发光输出至光学系统120，控制器150计算荧光强度以及药物浓度，显示单元170在显示屏上显示荧光强度的时间变化。例如，显示单元170以曲线图的方式在显示屏上显示荧光强度的时间变化。
这里，将描述示出了荧光强度的时间变化的曲线图的示例。
图11为示出了荧光强度的时间变化的曲线图。
图11示出了在与图7相同的条件下荧光强度的时间变化的曲线图。在该曲线中，线A示出了低荧光强度，线C示出了高荧光强度，线B在线A的荧光强度和线C的荧光强度之间波动。
要注意的是，在图11中，为了清晰地进行描述，在一幅图中示出了了激光导管300的前端部处于垂直接触状态时荧光强度的时间变化；激光导管300的前端部处于倾斜接触状态时荧光强度的时间变化；以及激光导管300的前端部处于非接触状态时荧光强度的时间变化。然而，实际上，根据激光导管300的前端部的接触状态，显示其中一个。
将讨论线A。这里，如图7中所示，组织内的荧光强度比血液内的荧光强度小。因此，人们认为，线A示出了激光导管300使用激发光照射组织时的荧光强度。因此，在计算线A的荧光强度时，人们认为，由于激光导管300的前端部相对于组织处于垂直接触状态，所以在结果中反映出的是组织内的荧光强度。
将讨论线C。这里，如图7中所示，血液内的荧光强度比组织内的荧光强度大。因此，人们认为，线C示出了激光导管300使用激发光照射血液时的荧光强度。因此，在计算线C的荧光强度时，人们认为，由于激光导管300的前端部相对于组织处于非接触状态，所以在结果中反映出的是血液内的荧光强度。
将讨论线B，由于线B介于线A的荧光强度和线C的荧光强度之间，所以人们认为，激光导管300的前端部相对于组织处于倾斜接触状态。而且，由于激光导管300的前端部的接触对象物体为移动的心肌组织，所以激光导管300跟随组织的移动，从而进行移动。结果，在激光导管300的前端部以倾斜的方式与组织接触时，在测量的过程中，激光导管300的前端部和组织之间的血液量很可能变化。此外，由于心跳，所以心肌组织内血流量变化并且心房内的血流量变化。受此影响，线B的荧光强度的波动比线A和线C大。
而且，在激光导管300的前端部以任一状态(垂直接触状态、倾斜接触状态)与组织接触的情况下，激光导管300会受到心肌组织移动的影响。即，激光导管300的前端部的接触状态在接触状态(垂直接触状态、倾斜接触状态)和非接触状态之间波动。在这种情况下，荧光强度大幅波动。因此，根据波形内所示出的荧光强度的波动，确定激光导管300是否跟随心肌组织的移动。例如，在曲线图的线A，给药后的四秒钟之后及其附近的高荧光强度示出了激光导管300的前端部从垂直接触状态即刻移动到非接触状态，并且再次返回至垂直接触状态。
根据所算出的荧光强度，控制器150确定激光导管300的前端部的接触状态(接触/非接触状态、接触状态时的接触角)(步骤S106)。
具体地,在控制器150确定所算出的突光强度等于或大于第一阈值时,控制器150确定非接触状态(线C)。在控制器150确定荧光强度的最小值等于或小于比第一阈值小的第二阈值时，控制器150确定垂直接触状态(线A)。在控制器150确定荧光强度在第一阈值和第二阈值之间周期波动时，控制器150确定倾斜接触状态(线B)。
控制器150通过使用显示单元170将所确定的接触状态通知给从业者。具体而言，当控制器150确定为倾斜接触状态或非接触状态时，控制器150产生显示信息，以提示改变激光导管300的前端部的接触状态，并且将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170。显示单元170从控制器150获得显示指令，然后，显示信息，以提示从业者根据显 示指令内的显示信息改变激光导管300的前端部的接触状态(步骤S107)。从业者操作设置在激光导管300上的手柄(handpiece)等(未示出)，从而改变激光导管300的前端部相对于组织的接触状态。
控制器150经时地计算荧光强度和药物浓度。控制器150参考存储在存储器160内的荧光强度和药物浓度。控制器150根据所参考的荧光强度，计算激光导管300的前端部和组织之间的间隙内的血液量。在治疗的过程中，控制器150根据所算出的血液量以及所参考的药物浓度，计算激发光照射方案，即，激发光的第二强度、照射时间等(步骤S108)。
例如，在激光导管300的前端部处于倾斜接触状态或非接触状态以及间隙内存在血液的情况下，根据血液量，考虑激发光的损失(未到达组织的激发光)，并且设定第二强度高并且照射时间长的激发光照射方案。控制器150计算激发光照射方案，产生关于照射方案的显示信息，并且将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170。显示单元170从控制器150获得显示指令，然后，根据显示指令内的显示信息，显示关于激发光照射方案的信息(第二强度、照射时间)。
如上所述，控制器150根据荧光强度计算药物浓度和血液量，并且根据所算出的药物浓度和血液量，计算激发光照射方案。即，控制器150能够根据荧光强度，计算激发光照射方案。
要注意的是，由于荧光强度的时间变化随着激光导管300的前端部的接触状态而有所不同，所以如果显示单元170在显示屏上显示荧光强度的时间变化，那么即使控制器150不确定接触状态，从业者也能够根据荧光强度的时间变化，推定接触状态。
另一方面，在循环系统疾病领域，重要的是实时确定导管的前端部相对于期望的组织的接触状态、间隙内的血液量和存在/不存在异物/破损，从而确保安全性和可靠性。而且，在期望的组织为诸如心肌组织的可移动对象时，需要具体地确定接触状态，其中，激光导管跟随组织的移动以可靠地进行治疗。过去，众所周知，例如，利用通过去除血液确保透明的空间、X射线透视法、电位测量(阻抗测量)、电位标测、温度测量、动态测量(压力、应力)、使用多色光源的反射光测量等，来确定导管的接触状态。然而，在通过导管进行治疗和诊断的领域内，难以确定血液内导管的前端状态，并且还未开发出能够具体确定接触状态的技术。上述传统方法中的每一种均能够粗略地确定接触状态，并且另外具有如下的多个问题。
通过去除血液确保透明空间是通过使用充气囊临时阻滞血液流动；生理盐水等从导管前端部中流出，以确保透明空间，并且通过使用毛细血管显微镜观察接触状态的方法。然而，该方法会造成末梢血管缺血的状态。
使用X射线透视法时，由于缺乏精确性，所以难以确定导管和组织之间的间隙的距离以及导管和期望的组织之间的间隙内的血液量。而且，在为移动的组织的情况下，导管的前端是否会跟随该运动是不清楚的。结果，导管的前端会破坏血液(心腔内治疗时)或者血管壁(血管内治疗时)。而且，输入期望的组织内的能量的量降低到所估计的量以下，并且不可以实现充分的治疗效果。而且，最大的问题在于，仅仅具有解剖学并且经验丰富(触摸时的触觉印象)的医生会主观地下定论(参见日本专利申请公开第2007-525263号)。
电位测量(阻抗测量)是这样一种方法即，在该方法中，因为心肌组织由于电位传播而收缩并且移动，所以通过测量电位来确定相对于心肌组织的接触状态。然而，在进行光学治疗的情况下，导管的前端部(相对于心肌组织的接触部分)为光学窗口。因此，测量电位·的部位可位于导管前端部以外的部分。结果，光照射部位与测量电位部位不一致，诊断对象空间与被治疗空间不一致，并且不能精确地进行治疗。而且，电极面积被做的更小，从而降低了角度确定的精确度。而且，由于进行电测量，所以存在电磁干扰的影响(参见日本专利申请公开第2008-531170号)。
电位标测是这样一种方法即，在该方法中，三维发展电位测量。然而，传统的设备缺乏详细确定接触状态的分辨率。而且，需要时间进行测定，并且由于过多的接触压力，会产生人为的影响(参见日本专利申请公开第2008-531170号)。而且，如果移动电位测量导管，标测图像与实际位置不一致。而且，由于进行电测量，所以具有电磁干扰的影响(参见日本专利申请公开第2008-531170号)。
温度测量是这样一种方法S卩，在该方法中，对于包括血管闭塞的疾病，通过测量温度确定闭塞(参见日本专利申请公开第2007-525263号)。然而，该方法是仅用于诊断闭塞的方法，并且不适用于不包括闭塞空间的疾病，例如，心房颤动和心室扑动。而且，会在正常的血管壁部上施加不必要的热量。
动态测量(压力、应力)是这样一种方法即，在该方法中，压力传感器或应力传感器安装在导管上，并且确定接触对象物体(参见日本专利申请公开第2009-542371号、美国专利第6696808号、美国专利申请公开第2008/0009750号、WIPO公开号01/33165)。然而，导管的前端部会更大，并且存在电磁干扰的影响(参见日本专利申请公开第2008-531170号)。
通过使用多色光源的反射光测量是这样一种方法即，在该方法中，使用与波长不同的吸收系数。具体而言，通过使用多色光源，根据各个波长的反射率的差，确定组织(参加日本专利第4261101号)。根据该方法，尽管可估算导管和组织之间的血液量，但是由于设置多个光源，光学系统会较为复杂，设备会制作得更大，并且成本会增大。
与之相比，根据该实施方式的接触监测操作，通过检测荧光强度，能够通过导管实时确定相对于所期望的组织的接触状态以及跟随的运动。由于不需要去除血液等，所以该方法的损伤性最小。而且，由于根据所确定的接触状态等，可计算激发光照射方案，所以可安全和可靠地协助治疗和诊断。
[ (4)异物/破损监测操作]
在进行光力学的治疗的过程中，进行异物/破损监测操作。
首先,从业者参考显示单元170上所显示的激发光照射方案，并且操作操作单元180，从而在控制器150内输入具有高功率第二强度的激发光输出指令。控制器150获得激发光输出指令，然后，将具有第二强度的激发光输出指令输出至光源110。光源110获得来自控制器150的激发光输出指令，然后，输出具有第二强度的激发光。使用从光源110经由光学系统120和激光导管300输出的激发光照射组织，并且进行光力学治疗(步骤S109)。
根据从检测单元130获得的电信号，控制器150计算荧光强度。控制器150根据所算出的荧光强度以及诸如静脉注射开始时刻的标准时刻之后所经过的时间，产生荧光强度的时间变化的显示信息，并且将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170。显示单元170从控制器150获得显示指令，然后，根据显示指令内所包含的显示信息，在显 示屏上显示荧光强度的时间变化。
控制器150确定所算出的荧光强度是否等于或大于阈值(步骤S110)。该阈值例如为等于或大于通常荧光强度的数倍的值。
图19为示出了波长和荧光强度之间的关系的曲线图。
图19示出了会与异物接触或会破损的激光导管的波长和荧光强度之间以及正常的激光导管的波长和荧光强度之间的关系。要理解的是，在激光导管的前端部与活体组织以外的异物接触或者破损时，其荧光强度大于正常的荧光强度。
控制器150确定荧光强度等于或大于阈值，S卩，确定荧光强度增大至等于或大于先前的荧光强度的数倍，从而当前的荧光强度忽略先前的荧光强度，然后，控制器150推定存在异物或破损(步骤SI 10，是)。如果控制器150推定存在异物或破损，那么控制器150产生关于产生异物/破损的显示信息，以停止激发光照射，并且将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170。关于产生异物/破损的显示信息包括以下信息停止激发光照射的信息、重新设置照射时间的信息、重新设置照射功率的信息、提示检查激光导管300的信息等。当显示单元170根据显示指令内的显示信息，从控制器150获得显示指令时，显示单元170将停止激发光照射的信息(步骤S111)以及关于产生异物/破损的信息显示给从业者(步骤SI 12)。
要注意的是，在控制器150检测荧光波长以外的任意波长(激发光波长等)的异常强度增长时，控制器150推定存在异物或破损(步骤S110，是)，并且会执行相似的处理(步骤 S111、步骤 S112)。
另一方面,在控制器150在预定的时间段内，未确定出突光强度等于或大于阈值时，控制器150推定不存在异物或破损，并且进入杀细胞效果确定操作(步骤S110，否)。
要注意的是，由于在荧光强度超过预定阈值时推定产生异物或破损，所以如果显示单元170在显示屏上显示荧光强度，那么即使控制器150未推定产生异物或破损，从业者也可根据突光强度推定出产生异物或破损。
而且，在除了激光导管300还有多个导管设置在心腔内时，激光导管300可与另一根导管接触。例如，如果在激光导管300与设置在心腔内的另一根导管接触的状态下，激光导管300发射光，那么这两根导管会丧失其功能。如果从业者集中于发射激发光，而不将异常状态通知给激光导管300的前端部，那么激光导管300的前端部会产生热量，从而会存在热量损伤活体的危险。而且，所接触的导管会丧失其功能。
根据该实施方式的异物/破损监测操作，因为当导管与活体组织以外的任何物体接触时，会测量到强的反射光，所以能够通过导管实时估计异物/破损的产生。因此，能够提示从业者检查激光导管300，从而能够非常安全地进行治疗，而不给患者造成危险。
[ (5)杀细胞效果确定操作]
随后，执行杀细胞效果确定操作。
在光力学治疗中，组织内吸收的光敏药物从激光导管300吸收激发光，从而获得能量，并且从基态变成单重激发态。由于体系间交叉，所以大部分能量从单重激发态变成三重激发态，但是剩余部分从单重态返回到基态，并且此时发射荧光。而且，当处于三重激发态的光敏药物碰撞到三重态氧时，光敏药物将能量转移到氧，并且产生强氧化剂单态氧。氧 化剂破坏组织，并且另外破坏光敏药物(漂白)。如果发生漂白，那么有效的药物量减少，从而荧光量也减少。因此，荧光量的减少表示漂白以及组织损伤量。光学系统120经由激光导管300提取从光敏药物发射的荧光，并且该荧光入射到检测单元130。检测单元130检测从光学系统120入射的荧光，并且将检测到的荧光的强度以电信号的形式输出至控制器150。
连续地，光源110将具有第二强度的激发光输出至光学系统120，控制器150计算荧光强度，并且显示单元170在显示屏上显示荧光强度的时间变化。例如，显示单元170以曲线图的方式在显示屏上显示荧光强度的时间变化。
这里，将描述示出了荧光强度的时间变化的曲线图的示例。
图12为示出了荧光强度的时间变化的曲线图。
图12示出了通过静脉注射给予猪光敏药物之后经过20分钟后，发射激发光20分钟时，荧光强度的时间变化。由于如上所述，荧光量的减少表示漂白和组织损伤量，所以通过示出了荧光强度的衰减曲线，可实时显示PDT处理。
控制器150确定所算出的荧光强度是否衰减到阈值以下(步骤S113)。如果控制器150确定荧光强度衰减到阈值以下，那么控制器150推定对被激发光照射的组织具有杀细胞效果(步骤S113，是)。然后，控制器150产生关于杀细胞效果的指标的显示信息，并且将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170。显示单元170从控制器150获得显示指令，然后，根据显示指令内的显示信息，向从业者显示关于杀细胞效果的指标的信息。从业者参照关于显示单元170上所显示的关于杀细胞效果的指标的信息，并且进入形成电传导阻滞的确定操作。
另一方面，如果在预定的时间段内，控制器150未确定荧光强度减小到阈值以下，那么控制器150产生显示信息，以提示延长激发光照射，并且根据所算出的荧光强度，重新设置光强度，并且控制器150将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170(步骤S113，否)。当显示单元170从控制器150获得显示指令时，显示单元170显示信息，从而提示从业者延长激发光照射，并且根据显示指令内的显示信息，重新设置光强度。输出显示指令之后经过预定时间段之后，控制器150进入步骤S108的操作中。
要注意的是，由于荧光强度衰减到预定的阈值以下时，推定产生杀细胞效果，所以如果显示单元170在显示屏上显示荧光强度，那么即使控制器150未推定是否具有杀细胞效果，从业者也可根据荧光强度推定是否具有杀细胞效果。
根据该实施方式的杀细胞效果确定操作，基于与药物浓度相关的荧光强度，能够通过导管实时测量在被激发光照射的组织内进行的对心肌细胞的伤害，即，能够测量治疗效果，从而可靠地进行治疗。
[ (6)形成电传导阻滞的确定操作]
随后，进行形成电传导阻滞的确定操作。
在进行形成电传导阻滞的确定操作时，确定杀细胞效果时所使用的荧光时间波形与心电图同步(ECG.，稍后将描述ECG获得方法)。控制器150在R波间的间隔内，分析ECGR波和荧光峰值强度之间的相位差，从而确定是否形成电传导阻滞。在一些情况下，激光导管300可重新定位在电传导阻滞中(在图13的虚点线中)，激发光输出可变成第一强度，并且以低功率测量的荧光时间波形可以与ECG同步，从而进行分析。重新定位激光导管以进 行测量的处理如下。
首先，从业者将激光导管300的前端部设置在电传导阻滞内(在图13的虚点线中)或者激发光照射部位上。然后，从业者操作操作单元180，从而将具有低功率第一强度的激发光输出指令输入到控制器150。控制器150获得激发光输出指令，然后，将具有第一强度的激发光输出指令输出至光源110。光源110获得来自控制器150的激发光输出指令，然后，输出具有第一强度的激发光。从光源Iio输出的激发光经由光学系统120和激光导管300照射到组织。组织内吸收的光敏药物吸收来自激光导管300的激发光，并且发出荧光。光学系统120通过激光导管300提取从光敏药物发出的荧光，并且将该荧光入射到检测单元130。检测单元130检测从光学系统120入射的荧光，并且将所检测到的荧光强度以电信号的方式输出至控制器150。控制器150根据所获得的电信号计算荧光强度。
另一方面，心电图仪140获得心电图信号，并且将所获得的心电图信号提供给控制器150。控制器150根据所算出的荧光强度以及所获得的心电图信号，产生显示信息，并且将包括所产生的显示信息的显示指令输出给显示单元170。显示单元170从控制器150获得显示指令，然后，根据显示指令内的显示信息，在显示屏上显示荧光强度和心电图R-波之间的相关性。
这里，将描述荧光强度和ECG R波之间的相关性。
图14为示出了 ECG、心腔内压力以及作为心肌组织内血流量的主要部分的冠状动脉血流量之间的关系的示图，并且为“Essential Anatomy and Physiology (EssensharuKaibo Seirigaku)” (Gakken Medical Shujunsha Co.，Ltd.，2001)中所描述的必备知识,其在下面的描述中是有效的。
如图14中所示，心腔内的血流量的时间变化与心肌组织内的血流量不同。心腔内的血流量在与R波一致的时刻具有峰值，并且在R波后大约200ms的时刻，右侧心肌组织内的血流量具有第一峰值，以及在R波后大约400ms的时刻，具有第二峰值。
图15为示出了激光导管处于垂直接触状态时荧光强度和R波之间的相关性的示图。
将描述激光导管300的前端部处于垂直接触状态时，荧光强度(例如，900mW的照射功率)和R波之间的相关性。在垂直接触状态时，在R波后IOOms后以及在R波后400ms后，观察到荧光峰值。要注意的是，在导管设置在左侧时，荧光强度与图14的左冠状动脉的血流量成比例变化。出现R波时心室收缩，并且血液被供给整个身体(包括心肌组织)。由于血液包括光敏药物，所以当血液供给心肌的血管时，心肌组织内的荧光强度最高。结果，出现R波之后，荧光强度的峰值出现持续预定的时间段。
图16为示出了激光导管处于倾斜接触状态时荧光强度和R波之间的相关性的示图。
将描述激光导管300的前端部处于倾斜接触状态时，荧光强度(例如，900mW的照射功率)和R波之间的相关性。在倾斜接触状态时，由于血液存在于间隙内，并且心腔内的血流量为主要部分，所以荧光强度峰值与R波一致。
如上所述，垂直接触状态时R波和荧光强度峰值之间的相位差与倾斜接触状态时R波和荧光强度峰值之间的相位差明显不同，并且如果保持接触状态，那么该相位差恒定。
鉴于此，控制器150根据所算出的荧光强度和所获得的心电图信号，确定荧光强 度和R波之间的相位差是否恒定，从而确定是否形成电传导阻滞(步骤S114)。如果控制器150确定荧光强度和R波之间的相位差恒定，那么控制器150确定依然要形成电传导阻滞(步骤SI 14，否)，并且使显示单元170显示信息，从而提示从业者停止进行激发光照射(步骤S116)并且移动激光导管300 (步骤S117)。从业者参照显示单元170上所显示的信息，一旦停止激发光照射，就移动激光导管300。然后，再次进行步骤S104以及其后的步骤的处理。
图13为示出了激光导管的移动轨迹的示意图。
从业者移动激光导管300的前端部，从而围绕肺静脉(PV)内异常兴奋部位(图13中的虚点线或虚线)。
另一方面，如果控制器150确定荧光强度和R波之间的相位差不恒定，那么控制器150确定形成电传导阻滞(步骤S114，是)，产生显示指令，从而提示从业者停止激发光照射并且移除激光导管300，以及将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170。当显示单元170从控制器150获得显示指令时,显示单元170根据显示指令内的显示信息,在显示屏上显示信息，从而提示从业者停止激发光照射并且移除激光导管300，并且停止处理(步骤 S115)。
此处，将描述其中当在荧光强度和R波之间的相位差不恒定时，控制器150确定形成电传导阻滞的原理。当心肌细胞伤害扩展时，心肌细胞不导电，从而心跳时，心肌细胞本身不能收缩。由受伤害的心肌细胞形成并且具有盒状的电传导阻滞本身不能收缩并且移动，并且以电传导阻滞跟随相邻的心肌组织的收缩运动的方式移动。结果，激光导管300的前端部的接触状态不稳定，并且每秒钟都在变化。结果，荧光强度和R波之间的相位差变得不稳定。换言之，荧光强度和R波之间的相关性在图15中所示的相关性和图16中所示的相关性之间向后和向前移动。
鉴于此，根据该实施方式的形成电传导阻滞的确定操作，能够根据荧光强度和心电图R波之间的相位差实时地确定电传导阻滞的形成。
具体而言，在出现R波之后的预定时间段内，出现荧光强度的峰值的情况下，可确定依然要形成电传导阻滞，并且激光导管300的前端部处于垂直接触状态。在荧光强度的峰值和R波基本同时出现时，可确定依然要形成电传导阻滞，并且激光导管300的前端部处于倾斜接触状态。在荧光强度的峰值和R波之间的相位差不恒定时，可确定形成电传导阻滞。
要注意的是，由于在荧光强度和R波之间的相位差不恒定时，可确定形成电传导阻滞，所以如果显示单元170在显示屏上显示荧光强度和R波之间的相关性，那么即使控制器150未推定是否形成电传导阻滞，从业者也可根据荧光强度和R波之间的相关性，推定是否形成电传导阻滞。
〈第二实施方式〉
接下来，将描述根据本发明另一实施方式的PDT设备。在以下描述中，与第一实施方式的PDT设备I的构造、功能、操作等类似的那些将被省略或简化描述，并且将主要描述不同的方面。
将描述根据第二实施方式的光学系统和检测单元。
[光学系统和检测单元的结构]
图17为示出了本发明第二实施方式的光学系统、检测单元等的框图。
光学系统120a包括短通滤波器121、第一透镜122、PBS 123、第一分色镜(下文中，称为“DM”)126以及第二 DM 127。
检测单元130a包括第一光电二极管(下文中，称为“PD”)131以及第二 H) 132。
第一 DM 126将从PBS 123入射的光中具有特定波长的光反射，并且使具有其他波长的光穿过。以此方式，第一 DM 126将来自激光导管300的荧光的一部分反射，并且使来自激光导管300的具有其他波长的荧光以及镜面反射光穿过。被第一 DM 126反射的荧光入射到第一 PD 131。
第一 H) 131检测从第一 DM 126入射的荧光。第一 H) 131将所检测到的荧光强度以电信号的形式输出至控制器150,。
第二 DM 127将穿过第一 DM 126的光中具有特定波长的光反射，并且使具有其他波长的光穿过。这样，第二 DM 127将穿过第一 DM 126的荧光的一部分反射，并且使具有其他波长的荧光以及镜面反射光穿过。被第二 DM 127反射的荧光入射到第二 H) 132。
第二 H) 132检测从第二 DM 127入射的荧光。第二 H) 132将所检测的荧光强度以电信号的形式输出至控制器150,。
要注意的是，光学系统120a可进一步包括结构与第一 DM 126和第二 DM 127的结构相似的DM。这样，最后，多个DM 126,127...将来自激光导管300的荧光反射，并且多个PD 131,132...检测来自激光导管300的荧光。然后，多个DM 126,127...使镜面反射光穿过。
要注意的是，作为另一个实施方式，脉冲光源可用作光源110，并且根据光程长度差值(大约为激光导管300长度的两倍)，被光纤入射端面反射的镜面反射光时间上是分离的。
〈第三实施方式〉
在第三实施方式中，根据荧光强度的峰值和R波之间的相位差，执行接触监测步骤，荧光强度的峰值位于R波之间的间隔内。
在第一实施方式的形成电传导阻滞的确定操作中，根据突光强度的峰值和R波之间的相位差，确定形成电传导阻滞，荧光强度的峰值位于R波之间的间隔内。该原理可适用于接触监测操作。[0234]光源110将具有第一强度的激发光输出至光学系统120。检测单元130检测从光学系统120入射的荧光。检测单元130将所检测到的荧光强度以电信号的形式输出至控制器150。控制器150根据所获得的电信号计算荧光强度。
另一方面，心电图仪140获得心电图信号，并且将所获得的心电图信号提供给控制器150。控制器150根据所算出的荧光强度以及所获得的心电图信号，产生显示信息，并且将包括所产生的显示信息的显示指令输出至显示单元170。显示单元170获得来自控制器150的显示指令，并且根据显示指令内的显示信息，在显示屏上显示荧光强度和心电图R波之间的相关性。
控制器150根据所算出的荧光强度以及所获得的心电图信号，确定激光导管300的前端部的接触状态(步骤S106)。具体而言，如果控制器150确定在出现R波之后的预定时间段内，出现荧光强度的峰值，那么控制器150确定激光导管300的前端部处于垂直接触状态。如果控制器150确定荧光强度的峰值和R波同时出现，那么控制器150确定激光导管300的前端部处于倾斜接触状态。而且，根据荧光峰值强度，可估计激光导管300的前端 部和组织内壁之间的血液量。
〈第四实施方式〉
根据第四实施方式，通过使用自发荧光光谱差值，执行接触监测步骤。要注意的是，自发突光表不从组织本身发出的光，而不表不来自药物的突光。即，第四实施方式描述了不使用药物的诊断方法。
光源110输出激发光，使用该激发光，容易地确定心肌组织的自发荧光光谱特性和血液的自发荧光光谱特性之间的差值。检测单元130检测所入射的荧光。检测单元130将所检测到的荧光强度以电信号的形式输出至控制器150。控制器150根据所获得的电信号，计算荧光光谱。控制器150确定所算出的荧光光谱是示出了心肌组织的自发荧光光谱特性还是血液的自发荧光光谱特性。控制器150比较所算出的荧光光谱和心肌组织的自发荧光光谱特性以及血液的自发荧光光谱特性，并且确定激光导管300的前端部的接触状态(步骤S106)。具体而言，如果控制器150确定所算出的荧光光谱是显示心肌组织的自发荧光光谱特性，那么控制器150确定激光导管300的前端部处于垂直接触状态。如果控制器150确定所算出的荧光光谱是显示血液的自发荧光光谱特性，那么控制器150确定激光导管300的前端部处于非接触状态。如果控制器150确定所算出的荧光光谱未显示各个自发荧光光谱特性，那么控制器150确定激光导管300的前端部处于倾斜接触状态。
使用自发荧光光谱差值的接触监测对于治疗血管闭塞疾病(例如，动脉硬化疾病等)情况下的激光导管的接触监测也是有用的。
图18为均示出了血管内腔内激光导管的接触状态的示意图。
在治疗血管闭塞疾病时，期望的是确定激光导管300的前端部是与血管20内的血管闭塞(动脉粥样硬化斑块)21接触(见图18 (a))还是与血管壁22接触(见图18 (b))。本文中，血管闭塞的胶原、弹性蛋白、脂质等的成分比与血管壁的成分比不同。具体而言，血管闭塞(动脉硬化)的成分比为70%的水、5%的胶原、6%的弹性蛋白以及9%的脂质。血管的成分比为73%的水、6. 5%的胶原、10. 5%的弹性蛋白以及1%的脂质。因此，血管闭塞的自发荧光光谱特性与血管壁的自发荧光光谱特性是不同的。如果使用激发光照射被治疗部位，使用激发光容易确定特性差异，并且测量荧光，那么能够确定激光导管300的前端部是与血管闭塞21接触还是与血管壁22接触。要注意的是，由于根据成分比，可确定是否具有动脉粥样硬化斑块，所以与用于根据血管直径的尺寸，确定是否具有动脉粥样硬化斑块的IVUS(血管内超声波法)相比，使用自发荧光光谱差异的接触监测可更精确地进行诊断。
本发明的实施方式不限于上述实施方式，并且可想得到其他不同的实施。
虽然在上述实施方式中，激光导管300可拆卸地连接至PDT设备I的连接器210，但是激光导管300可一体地设置于PDT设备I上。
虽然在上述实施方式中，管200设置于PDT设备的主体100上并且连接器210设置于管200的端部，但是连接器210可设置于PDT设备的主体100上。
虽然在上述实施方式中，使用PBS 123，但是可使用DM代替。
虽然在上述实施方式中，控制器150使用显示单元170通知从业者用于提示进行 预定控制的信息，但是不限于此。扬声器单元可设置于PDT设备I上，并且当提示从业者进行预定的控制时，控制器150可产生声音输出指令，可将所产生的声音输出指令输出至扬声器单元，并且可促使扬声器单元输出声音，从而提示从业者进行预定的控制。
符号说明
I光力学治疗(TOT)设备
100PDT设备的主体
110 光源
120、120a 光学系统
121短通滤波器
122 第一透镜
123偏振分束器(PBS)
124长通滤波器
125 第二透镜
126 第一分色镜(DM)
127 第二分色镜(DM)
130、130a 检测单元
131第一光电二极管(PD)
132第二光电二极管(PD)
140心电图
141电极板
150控制器
160存储器
170显示单元
180操作单元
200 管
201设备附属光纤
210连接器
300激光导管
301照射光[0274]310导管管体
320支持器330 光纤
340 光学窗口
权利要求
1.一种计算装置，所述计算装置使用从激光导管的前端部发出的激发光照射已吸收光敏药物的组织，所述光敏药物吸收所述激发光并且发出荧光，包括连接器，所述激光导管能够连接至所述连接器/从所述连接器拆卸下来；光源，用于通过所述连接器将所述激发光输出至所述激光导管；以及检测单元，用于检测通过所述连接器从所述激光导管入射的所述荧光的强度，以计算所述激光导管的前端部所接触的组织内的所述光敏药物的浓度。
2.根据权利要求
I所述的计算装置，进一步包括控制器，用于根据所检测到的荧光的强度，计算所述激光导管的前端部所接触的所述组织内的所述光敏药物的浓度。
3.根据权利要求
2所述的计算装置，其中，所述控制器根据所算出的浓度，输出用于提示另外给予所述光敏药物的信号。
4.根据权利要求
2所述的计算装置，其中，所述控制器根据所算出的浓度计算激发光照射方案，并且输出计算结果。
5.—种计算方法,包括使用从激光导管的前端部发出的激发光照射已吸收光敏药物的组织，所述光敏药物吸收所述激发光并且发出荧光；通过所述激光导管提取与所照射的激发光对应的荧光；以及根据所提取的荧光的强度，计算所述激光导管的前端部所接触的组织内的所述光敏药物的浓度。
6.根据权利要求
5所述的计算方法，进一步包括根据所算出的浓度，计算激发光照射方案，并且输出计算结果。
7.一种计算方法，其使用以下部件吸收激发光并且发出荧光的光敏药物；能够从前端部发出所述激发光的激光导管；以及计算装置，包括连接器和光源，所述激光导管能够连接到所述连接器或者从所述连接器拆卸下来，所述光源通过所述连接器将所述激发光输出到所述激光导管，所述计算方法包括在组织内吸收所述光敏药物；将所述激光导管的前端部引入已吸收所述光敏药物的所述组织内，所述激光导管连接到所述连接器；使用从所述激光导管的前端部发出的所述激发光照射已吸收所述光敏药物的所述组织，所述激发光是从所述光源输出的；通过所述激光导管提取与所照射的激发光对应的荧光；以及根据所提取的荧光的强度，计算所述激光导管的前端部所接触的组织内的所述光敏药物的浓度。
8.根据权利要求
7所述的计算方法，进一步包括根据所算出的浓度，计算激发光照射方案，并且输出计算结果。
专利摘要
公开了能够实时计算组织内的药物浓度的计算装置和计算方法。具体公开了光力学治疗设备(1)，其用作计算装置。在该设备中，向吸收了能够吸收激发光并且发出荧光的光敏药物的组织照射从激光导管(300)的前端部发出的激发光。设备包括连接器(210)、光源(110)以及光检测单元(130)。激光导管(300)能够从连接器(210)移除或者从该连接器拆卸下来。光源(110)可通过连接器(210)将激发光输出至激光导管(300)。光检测单元(130)可检测通过连接器(210)从激光导管(300)入射的荧光的强度，以计算与激光导管(300)接触的前端部的组织内的光敏药物的浓度。
文档编号A61B19/00GKCN102933256SQ201180012977
公开日2013年2月13日 申请日期2011年3月7日
发明者玉村好司, 箱守志穗, 山口恭司, 荒井恒宪, 伊藤亚莉沙 申请人:索尼公司, 学校法人庆应义塾导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan