活體觀察裝置的製作方法

2023-08-11 07:31:16 1

專利名稱：活體觀察裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及活體觀察裝置。
背景技術：
以往，公知有如下的內窺鏡裝置具有插入到體腔內的插入部，從插入部前端朝向體腔內壁射出激勵光，並且利用配置在插入部內的物鏡會聚並檢測通過激勵存在於體腔內壁的螢光物質而產生的螢光(例如，參照專利文 獻1。)。專利文獻1日本特開2007-125403號公報

發明內容
但是，專利文獻1所公開的內窺鏡裝置從插入到體腔內的插入部前端照射激勵光，對在體腔內壁附近的極小的範圍內產生的螢光進行檢測並進行圖像化，因此存在難以觀察遠離體腔內壁的活體深部的問題。本發明正是鑑於上述情況而完成的，其目的在於提供一種能夠觀察存在於遠離體腔內壁的活體深部的腫瘤組織等的活體觀察裝置。為了達到上述目的，本發明提供以下手段。本發明提供一種活體觀察裝置，其具有插入部，其具有插入到哺乳類等樣本體內的細徑的前端部，從該前端部向徑向射出直線狀的雷射；以及攝像部，其配置於樣本的體夕卜，對因所述插入部所射出的雷射而從樣本產生的螢光進行拍攝，在所述插入部中，具有沿周向掃描雷射的掃描部。根據本發明，通過在哺乳類等樣本體內插入細徑的前端部，並從插入部的前端射出直線狀的雷射，激勵存在於該雷射軌跡上的螢光物質產生螢光。所產生的螢光透過樣本， 由配置在體外的攝像部拍攝。此時，通過攝影取得的螢光圖像是沿著雷射軌跡的一維的直線狀的螢光圖像。因此，使掃描部動作，在周方向上一邊掃描雷射一邊使攝像部動作。由此，在雷射被配置於周方向的各位置時分別取得一維的直線狀的螢光圖像。因此，能夠通過合成該多個直線狀的螢光圖像，取得二維的螢光圖像。由於通過將攝像部配置在樣本體外不會限制光學系統，因此能夠採用具有大的數值孔徑的物鏡和高靈敏度的攝像元件。因此，還能夠拍攝從存在於離射出雷射的插入部的前端部比較遠的位置處的螢光物質產生的螢光。即，能夠通過在投入了會特異聚集在癌等腫瘤組織上的螢光藥劑後進行觀察，觀察存在於遠離體腔內壁的樣本深部的腫瘤組織等。在上述發明中，也可以設為所述掃描部具有進行往返擺動的反射鏡，並且具有檢測該反射鏡角度的角度傳感器。由此，能夠利用角度傳感器的動作檢測反射鏡的角度，從而確定掃描部的雷射的掃描位置。其結果，能夠通過對應存儲由攝像部取得的螢光圖像與角度傳感器的輸出，確認各螢光圖像之間的相對關係，能夠在事後確認螢光產生部位。
此外，在上述發明中，也可以設為所述攝像部的光軸與所述掃描部的雷射掃描平面交叉配置。由此，能夠從與直線交叉的方向觀察直線狀的螢光圖像，能夠更容易明白地觀察螢光產生部位。此外，在上述發明中，也可以設為具有觀察角度調節單元，該觀察角度調節單元調節所述攝像部的光軸相對於所述掃描部的雷射掃描平面的相對角度。由此，能夠利用觀察角度調節單元的動作，調節攝像部的光軸與雷射的掃描平面的相對角度，從容易觀察樣本的斷層圖像的方向進行觀察。根據本發明，起到如下效果能夠觀察存在於遠離體腔內壁的活體深部的腫瘤組


圖1是示出本發明的一個實施方式的活體觀察裝置的整體結構圖。圖2是示出圖1的活體觀察裝置的照明光學系統的立體圖。標號說明A 樣本；L 雷射；P 掃描平面；1 活體觀察裝置；2 插入部；2a 前端部；8 掃描部；13:反射鏡；14:電動機(角度傳感器)；17:CXD(攝像部)。
具體實施例方式以下，參照圖1和圖2對本發明一個實施方式的活體觀察裝置1進行說明。本實施方式的活體觀察裝置1是用於以老鼠等哺乳類的活體作為樣本A，觀察存在於其內部的癌等腫瘤組織等的裝置。如圖1所示，本實施方式的活體觀察裝置1具有插入到哺乳類等樣本A體內的插入部2、從該插入部2的前端射出雷射L的照明光學系統3、以及在體外觀察由從該照明光學系統3射出的雷射L所產生的螢光的觀察光學系統4。所述插入部2具有能夠插入到樣本A的體腔等的細長柔軟的前端部2a。如圖2所示，在插入部2的前端部2a的側面具有透明的窗部5，該窗部5使來自配置於內部的照明光學系統3的雷射L透射，並向半徑方向外側射出。在插入部2的前端具有向外部發送信號的未圖示的發送器，通過在樣本A的外部接收該信號，能夠確定插入部2前端的雷射L的射出位置。所述照明光學系統3具有配置於所述插入部2的基端側並產生雷射L的光源部6、 將來自該光源部6的雷射L引導至插入部2的前端的光纖7以及掃描部8，該掃描部8將通過該光纖7沿著插入部2的長度方向引導來的雷射L偏轉到插入部2的半徑方向，在預定的角度範圍內進行掃描。光源部6具有產生雷射L的雷射光源9、將從該雷射光源9射出的雷射L變為大致平行光的準直透鏡10以及將通過該準直透鏡10變為大致平行光的雷射L會聚到所述光纖 7基端側的入射端面7a的耦合透鏡11。所述掃描部8具有準直透鏡12，其將通過所述光纖7引導的、從插入部2的前端部2a側的射出端面7b射出的雷射L變為大致平行光；反射鏡13，其對通過該準直透鏡12變為大致平行光的雷射L進行偏轉；以及內置角度位置檢測器的電動機14 (角度傳感器)， 其使該反射鏡13旋轉。所述反射鏡13相對於通過所述準直透鏡12變為大致平行光的雷射L的光軸C1成 45°的角度進行傾斜配置。由此，能夠將入射到反射鏡13的雷射L偏轉90°並從窗部5向半徑方向外側射出。此外，所述電動機14的旋轉軸沿著雷射L的光軸C1配置，能夠使反射鏡13繞著雷射L的光軸C1在預定的角度範圍θ內往返旋轉。由此，從插入 部2向半徑方向外側射出的雷射L隨著反射鏡13的旋轉而擺動，貫穿厚度方向呈扇形形狀掃描樣本Α。 所述觀察光學系統4具備物鏡15，其具有相對於雷射L的掃描平面P成預定角度配置的光軸C2，會聚在樣本A的內部產生的螢光；激勵光截止濾光片16，其從該物鏡15所會聚的螢光中去除雷射L ;CCD 17，其對透過該激勵光截止濾光片16的螢光進行拍攝；圖像處理部18，其與該CXD 17以及所述電動機14連接，對通過CXD 17取得的螢光圖像信息進行處理來生成二維的螢光圖像；以及監視器19，其對該圖像處理部18所生成的螢光圖像進行顯不。所述物鏡15具有角度調節部(省略圖示)，該角度調節部調節該物鏡15的光軸C2 相對於所述雷射L的掃描平面P的相對角度。以下，對這樣構成的本實施方式的活體觀察裝置1的作用進行說明。在為了使用本實施方式的活體觀察裝置1進行哺乳類等樣本A的觀察而向樣本A 投入或注射了會特異聚集在癌等腫瘤組織上的螢光藥劑的狀態下，將插入部2從切開樣本 A的體腔或腹部等而形成的開口部插入到樣本A的體內，並使照明光學系統3和觀察光學系統4動作。從雷射光源9射出的雷射L在經由準直透鏡10和耦合透鏡11會聚到光纖7的入射端面7a、並經由光纖7引導至插入部2的前端部2a後，從射出端面7b射出。從射出端面 7b射出的雷射L在通過準直透鏡12變為大致平行光後通過反射鏡13進行反射，偏轉90° 後從插入部2的窗部5朝向半徑方向外側射出。由於雷射L具有直線傳播性，因此貫穿厚度方向在樣本A內直線傳播，激勵存在於其軌跡上的螢光物質而產生螢光。由於在樣本A中投入了會特異聚集在癌等腫瘤組織上的螢光藥劑，因此在雷射L通過的軌跡上存在腫瘤組織的情況下，激勵聚集在該腫瘤組織上的螢光物質而發出螢光。所發出的螢光在樣本A內散射並且射出到樣本A的體外，由物鏡 15會聚，並透過激勵光截止濾光片16後，通過CXD 17拍攝。在1次攝影中通過CXD 17取得的螢光圖像信息是沿著直線狀的雷射L的軌跡的一維圖像信息。因此，在圖像處理部18中，與電動機14的旋轉角度對應地存儲各螢光圖像信息，每當按照預定角度間隔使電動機14旋轉時，對重複攝影而取得的多個螢光圖像信息進行合成。由此，能夠合成並取得沿著雷射L的掃描平面P的二維螢光圖像，並且能夠在監視器19上進行顯示。此時，根據插入部2的插入位置，雷射L的掃描平面P與物鏡15的光軸C2所成的角度有時會變小，因此在這種情況下，通過使角度調節部動作，將雷射L的掃描平面P與物鏡15的光軸C2的相對角度設定為預定角度以上的角度、例如45°以上，能夠容易地觀察所取得的螢光圖像。
這樣，根據本實施方式的活體觀察裝置1，通過體外的觀察光學系統4拍攝從樣本 A的內部朝向外側射出的直線傳播性高的雷射L所產生的螢光，因此與現有的內窺鏡裝置那樣在細長的插入部2內會聚螢光的情況不同，在將物鏡15設為開始的觀察光學系統4中不存在尺寸限制。由此，能夠使用數值孔徑大的較大直徑的物鏡15，並且能夠採用高靈敏度的 CCD 17。其結果，具有以下優點即使是由散射物質構成樣本A，也能夠檢測存在於遠離插入部2前端的較深位置處的腫瘤組織等。 另外，在本實施方式中，通過驅動反射鏡13旋轉，取得扇形形狀的掃描平面P中的二維螢光圖像，但是還可以具有在插入部2的長度方向上使反射鏡13移動的單元。由此， 能夠通過在長度方向上移動反射鏡13並且在各位 置處取得二維螢光圖像，來取得螢光部位的位置信息。此外，也可以替代移動反射鏡13，而在長度方向上移動整個插入部2並且取得螢光圖像。此外，在本實施方式中，通過電動機14的動作使反射鏡13在預定的角度範圍θ 內旋轉，取得沿著扇形形狀的掃描平面P的二維螢光圖像，但是也可以通過使反射鏡13在整個圓周範圍內旋轉，來取得大致圓形的螢光圖像。此外，例示說明了通過電動機14驅動的反射鏡13，但是也可以替代它而採用通過改變施加的電壓來改變擺動角度的電流計式反射鏡。此時，優選配置用於檢測電流計式反射鏡的反射面角度的角度傳感器。作為角度傳感器，能夠採用例如由雷射二極體和線傳感器構成的傳感器，該線傳感器對從該雷射二極體射出的、在電流計式反射鏡的反射面上反射的檢測用雷射進行檢測。此外，在本實施方式中，採用了柔軟的插入部2，但是也可以如硬性鏡那樣採用硬質的插入部2。此時，也可以不使用光纖7而將雷射L引導至插入部2的前端。此外，採用了 CXD 17作為攝像部，但是也可以替代它採用CMOS或PMT陣列。此外，也可以採用單一的PMT。此時，按照電動機14的每個旋轉角度位置，僅取得單一的亮度信息，因此不能進行二維的圖像化，但是能夠簡單地確定是否存在腫瘤組織等以及其方向。
權利要求
1.一種活體觀察裝置，其具有插入部，其具有插入到哺乳類等樣本體內的細徑的前端部，從該前端部向徑向射出直線狀的雷射；以及攝像部，其配置於樣本的體外，對因所述插入部所射出的雷射而從樣本產生的螢光進行拍攝，在所述插入部中，具有沿周向掃描雷射的掃描部。
2.根據權利要求1所述的活體觀察裝置，其中，所述掃描部具有進行往返擺動的反射鏡，並且具有檢測該反射鏡的角度的角度傳感器。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的活體觀察裝置，其中， 所述攝像部的光軸與所述掃描部的雷射掃描平面交叉配置。
4.根據權利要求3所述的活體觀察裝置，其中，該活體觀察裝置具有觀察角度調節單元，該觀察角度調節單元調節所述攝像部的光軸相對於所述掃描部的雷射掃描平面的相對角度。
全文摘要
觀察存在於遠離體腔內壁的活體深部的腫瘤組織等。提供一種活體觀察裝置(1)，該活體觀察裝置(1)具有插入部(2)，其具有插入到哺乳類等樣本(A)體內的細徑的前端部(2a)，並從該前端部(2a)向直徑方向射出直線狀的雷射(L)；以及攝像部(17)，其配置於樣本(A)的體外，對因插入部(2)所射出的雷射(L)而從樣本(A)產生的螢光進行拍攝，在插入部(2)中，具有沿周方向掃描雷射(L)的掃描部(8)。
文檔編號A61B1/00GK102223834SQ20088013209
公開日2011年10月19日 申請日期2008年11月28日 優先權日2008年11月28日
發明者河野芳弘 申請人:奧林巴斯株式會社