JP4424279B2 - Photochemical medical equipment - Google Patents
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Description
本発明は、光化学医療用装置に関する。 The present invention relates to a photochemical medical device.
光化学医療用装置として、光化学診断(Photodynamic Diagnosis、以下PDDと略す)用装置、光化学治療(Photodynamic Therapy、以下PDTと略す)用装置、及び光診断・治療用装置が知られている。例えば特許文献1、2には、腫瘍親和性のある光感受性物質を予め癌病巣部に集積させて、レーザ光を照射し光感受性物質から蛍光を発生させて、癌病巣部を診断する光化学診断装置が開示されている。
しかしながら、上記の光化学診断装置では、いずれも癌病巣部が存在する深さ位置についての情報を得ることができない。また、特許文献1記載の光化学診断装置の場合、生体組織深部に癌病巣部が存在する場合には診断が困難であり、特許文献2記載の光化学診断装置の場合、生体組織表層部に癌病巣部が存在する場合、特許文献1に比べ癌病巣部の観察鮮明度が劣るという問題があり、高信頼性の診断結果を得ることは困難であった。
However, none of the above photochemical diagnostic apparatuses can obtain information about the depth position where the cancer lesion exists. In addition, in the case of the photochemical diagnostic apparatus described in
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、高信頼性の診断結果等を得ることができる光化学医療用装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a photochemical medical device capable of obtaining a highly reliable diagnosis result and the like.
本発明に係る光化学医療用装置は、第1特定波長λp1の励起光を発する第1発光素子と、第2特定波長λp2の励起光を発する第2発光素子と、第1発光素子から出力される励起光を集光する第1集光レンズと、第2発光素子から出力される励起光を集光する第2集光レンズと、第1発光素子から出力される励起光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する第1ファイバと、第2発光素子から出力される励起光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する第2ファイバと、第1発光素子と第2発光素子とから出力される励起光の照射による発生光Sを導光する第3ファイバと、第3ファイバの一端に設置され、第3ファイバから導光される発生光Sを検出する検出手段と、第1発光素子と第2発光素子とから出力される励起光のパワーを制御する制御部と、治療用の特定波長λ t の治療光を発する第3発光素子と、第3発光素子から出力される治療光を導光するための第4ファイバと、を備え、第1ファイバと第2ファイバと第3ファイバと第4ファイバとは出射端で束ねられており、制御部は、発生光Sと特定波長の励起光の散乱光Nとの強度比率S/Nが最大となるように、各々の特定波長の励起光のパワーを制御することを特徴とする。 Photochemical medical device according to the present invention includes a first light emitting element emitting excitation light of a first specified wavelength lambda p1, and a second light-emitting element emitting excitation light of a second predetermined wavelength lambda p2, the output from the first light emitting element A first condensing lens that condenses the excitation light to be emitted, a second condensing lens that condenses the excitation light output from the second light emitting element, and the excitation light output from the first light emitting element at the incident end. A first fiber that is input and guided, and is output from the emission end; a second fiber that is input by guiding excitation light output from the second light emitting element to the incident end and is output; and a first fiber ; A third fiber that guides the generated light S generated by the excitation light output from the light emitting element and the second light emitting element, and the generated light S that is installed at one end of the third fiber and guided from the third fiber. Detection means for detecting, excitation light output from the first light emitting element and the second light emitting element. And a control unit for controlling the word, and a third light emitting element emitting therapeutic light of a specific wavelength lambda t for treatment, and a fourth fiber for guiding a therapeutic light output from the third light emitting element, The first fiber, the second fiber, the third fiber, and the fourth fiber are bundled at the emission end, and the control unit determines that the intensity ratio S / N between the generated light S and the scattered light N of the excitation light having a specific wavelength is The power of pumping light of each specific wavelength is controlled so as to be maximum .
本発明に係る光化学医療用装置では、第1発光素子と第2発光素子とを備えることにより、少なくとも2種類の特定波長の励起光を得ることができる。このため、必要に応じてこれらの特定波長の励起光を同時に、または診断に最適となる励起光を選択し使用することができ、装置の性能及び応用性を高めることができると共に、高信頼性の診断結果を得ることができる。また、第1発光素子と第2発光素子とに対してそれぞれ対応する第1集光レンズ、第1光ファイバと第2集光レンズ、第2光ファイバとが設けられているので、各々の発光素子から光ファイバの入射端への光結合の効率を高くすることができる。さらに、各々の発光素子から出力された励起光は、対応する集光レンズにより集光され、対応する光ファイバの入射端に入射し、光ファイバにより導光され、光ファイバの出射端から外部へ効率良く出射される。また、第1ファイバと第2ファイバとは出射端で束ねられているため、第1発光素子と第2発光素子とから出力された励起光がまとめられ、高パワーの励起光を得ることができる。 In the photochemical medical device according to the present invention, it is possible to obtain at least two types of excitation light having specific wavelengths by including the first light emitting element and the second light emitting element. For this reason, excitation light of these specific wavelengths can be selected and used at the same time or optimal for diagnosis as necessary, and the performance and applicability of the apparatus can be improved and high reliability can be achieved. The diagnostic result can be obtained. Moreover, since the 1st condensing lens, the 1st optical fiber, the 2nd condensing lens, and the 2nd optical fiber which respond | correspond respectively with respect to a 1st light emitting element and a 2nd light emitting element are provided, each light emission The efficiency of optical coupling from the element to the incident end of the optical fiber can be increased. Furthermore, the excitation light output from each light emitting element is condensed by a corresponding condenser lens, is incident on the incident end of the corresponding optical fiber, is guided by the optical fiber, and is emitted from the output end of the optical fiber to the outside. Ejected efficiently. In addition, since the first fiber and the second fiber are bundled at the emission end, the pumping lights output from the first light emitting element and the second light emitting element are combined, and high power pumping light can be obtained. .
本発明に係る光化学医療用装置では、第1特定波長λp1は379nm〜419nmの範囲にあり、第2特定波長λp2は634nm〜674nmの範囲にあること、あるいは、第1特定波長λp1は379nm〜419nmの範囲にあり、第2特定波長λp2は610nm〜650nmの範囲にあること、あるいは、第1特定波長λp1は660nm〜720nmの範囲にあり、第2特定波長λp2は770nm〜810nmの範囲にあること、が好適である。この場合には、必要に応じて第1特定波長λp1の励起光と第2特定波長λp2の励起光とを同時に、または診断に最適となる特定波長の励起光を選択することができ、装置の性能及び応用性を高めることができると共に、高信頼性の診断結果を得ることができる。 In the photochemical medical device according to the present invention, the first specific wavelength λ p1 is in the range of 379 nm to 419 nm, the second specific wavelength λ p2 is in the range of 634 nm to 674 nm, or the first specific wavelength λ p1 is 379 nm to 419 nm, and the second specific wavelength λ p2 is in the range of 610 nm to 650 nm, or the first specific wavelength λ p1 is in the range of 660 nm to 720 nm, and the second specific wavelength λ p2 is 770 nm to 770 nm It is preferable that it is in the range of 810 nm. In this case, if necessary, the excitation light of the first specific wavelength λ p1 and the excitation light of the second specific wavelength λ p2 can be selected simultaneously or the excitation light of the specific wavelength that is optimal for diagnosis can be selected. The performance and applicability of the apparatus can be improved, and highly reliable diagnostic results can be obtained.
本発明に係る光化学医療用装置では、第1発光素子と第2発光素子とから出力される励起光の照射により発生される発生光Sを導光する第3ファイバと、第3ファイバの一端に設置され、第3ファイバから導光される発生光Sを検出する検出手段とを備えることが好適である。この場合には、発生光Sを検出し、検出結果を分析することができる。 In the photochemical medical device according to the present invention, a third fiber that guides generated light S generated by irradiation of excitation light output from the first light emitting element and the second light emitting element, and one end of the third fiber It is preferable to include a detecting unit that is installed and detects the generated light S guided from the third fiber. In this case, the generated light S can be detected and the detection result can be analyzed.
本発明に係る光化学医療用装置では、第1発光素子と第2発光素子とから出力される励起光のパワーを制御する制御部を備えることが好適である。この場合には、第1発光素子と第2発光素子とから出力される励起光のパワーが制御部により制御されるため、必要に応じて光のパワーを調整することができ、装置の性能及び応用性を向上することができる。 The photochemical medical device according to the present invention preferably includes a control unit that controls the power of the excitation light output from the first light emitting element and the second light emitting element. In this case, since the power of the excitation light output from the first light emitting element and the second light emitting element is controlled by the control unit, the light power can be adjusted as necessary, and the performance of the apparatus and Applicability can be improved.
本発明に係る光化学医療用装置では、制御部は、発生光Sと特定波長の励起光の散乱光Nとの比率S/Nが最大となるように、各々の特定波長の励起光のパワーを制御することが好適である。この場合には、励起光の散乱光による影響を低減することができるので、装置の性能を高め、診断結果の信頼性を向上することができる。 In the photochemical medical device according to the present invention, the control unit controls the power of the excitation light of each specific wavelength so that the ratio S / N between the generated light S and the scattered light N of the excitation light of the specific wavelength is maximized. It is preferable to control. In this case, since the influence of the scattered light of the excitation light can be reduced, the performance of the apparatus can be improved and the reliability of the diagnosis result can be improved.
本発明に係る光化学医療用装置では、治療用の特定波長λtの治療光を発する第3発光素子と、第3発光素子から出力される治療光を導光する第4ファイバとを備えることが好適である。この場合には、診断と同時に治療をすることができ、装置の応用性を一層高めることができる。 The photochemical medical device according to the present invention includes a third light emitting element that emits therapeutic light having a specific wavelength λ t for treatment, and a fourth fiber that guides the therapeutic light output from the third light emitting element. Is preferred. In this case, treatment can be performed simultaneously with diagnosis, and the applicability of the apparatus can be further enhanced.
本発明に係る光化学医療用装置は、病巣部に集積された光感受性物質に対して2以上の異なる波長の照射光を照射する照射手段と、照射光における各波長成分の強度比率を制御する制御手段と、光感受性物質からの発生光の強度変化またはスペクトル変化の少なくとも一方を検出する検出手段とを備えることを特徴とする。 The photochemical medical device according to the present invention includes an irradiation unit that irradiates two or more different wavelengths of irradiation light on a photosensitive substance integrated in a lesion, and a control that controls the intensity ratio of each wavelength component in the irradiation light. And means for detecting at least one of an intensity change or a spectrum change of the light generated from the photosensitive substance.
本発明に係る光化学医療用装置では、2以上の異なる波長の照射光を照射する照射手段を備えることにより、例えば、病巣部に集積された光感受性物質の特性に応じてこの2以上の異なる波長の照射光を同時に、または光感受性物質の特性に最適となる波長の照射光を選択し照射することができるため、装置の性能及び応用性を高めることができると共に、高信頼性の診断結果が得られる。 In the photochemical medical device according to the present invention, by providing an irradiation means for irradiating irradiation light having two or more different wavelengths, for example, the two or more different wavelengths depending on the characteristics of the photosensitive substance accumulated in the lesion. Can be selected at the same time or with the wavelength of light that is optimal for the characteristics of the photosensitive material, so that the performance and applicability of the device can be improved, and highly reliable diagnostic results can be obtained. can get.
そして、本発明に係る光化学医療用装置では、照射光における各波長成分の強度比率を制御する制御手段を備えることにより、診断状況に対応する最適となる各波長成分の強度比率で診断することが可能となるため、さらなる高信頼性の診断結果が得られ、装置の性能及び応用性を一層高めることができる。 In the photochemical medical device according to the present invention, it is possible to perform diagnosis with the optimum intensity ratio of each wavelength component corresponding to the diagnosis situation by including a control unit that controls the intensity ratio of each wavelength component in the irradiation light. Therefore, the diagnosis result with higher reliability can be obtained, and the performance and applicability of the apparatus can be further enhanced.
さらに、本発明に係る光化学医療用装置では、光感受性物質から発生する蛍光の強度変化またはスペクトル変化の少なくとも一方を検出する検出手段を備えるので、これらの変化を検出し、その検出結果に基づき病巣部の深さ位置を把握することができる。 Furthermore, the photochemical medical device according to the present invention includes detection means for detecting at least one of the intensity change or the spectrum change of the fluorescence generated from the photosensitive substance. Therefore, these changes are detected, and the lesion is detected based on the detection result. The depth position of the part can be grasped.
本発明に係る光化学医療用装置では、制御手段は、照射光の波長を時間的に変化させるように、または2以上の異なる波長を同時に照射しかつそれら照射光の強度比率を変化させるように、照射光における各波長成分の強度比率を制御することが好適である。これらの場合には、診断状況に対応する最適となる各波長成分の強度比率で診断することが可能となるため、高信頼性の診断結果が得られると共に、装置の性能及び応用性を高めることができる。 In the photochemical medical device according to the present invention, the control means changes the wavelength of the irradiation light with time, or simultaneously irradiates two or more different wavelengths and changes the intensity ratio of the irradiation light, It is preferable to control the intensity ratio of each wavelength component in the irradiation light. In these cases, it becomes possible to diagnose with the intensity ratio of each wavelength component that is optimal for the diagnosis situation, so that a highly reliable diagnosis result can be obtained and the performance and applicability of the device can be improved. Can do.
本発明に係る光化学医療用装置では、発生光を分光するための分光手段を備えることが好適である。この場合には、発生光を透過させ、照射光の散乱光とその他のノイズを遮断することにより、診断結果の信頼性を一層高めることができる。 In the photochemical medical device according to the present invention, it is preferable to include a spectroscopic means for splitting generated light. In this case, the reliability of the diagnosis result can be further improved by transmitting the generated light and blocking the scattered light of the irradiation light and other noises.
本発明に係る光化学医療用装置では、各々の照射光の波長がそれぞれ光感受性物質の吸収ピークに対応するものであることが好適である。この場合には、光感受性物質の吸収ピークに対応し、各々の照射光を同時に、または使い分けることにより、診断作業が容易化されることができると共に、高信頼性の診断結果を得ることができる。 In the photochemical medical device according to the present invention, it is preferable that the wavelength of each irradiation light corresponds to the absorption peak of the photosensitive substance. In this case, corresponding to the absorption peak of the photosensitive substance, by using each irradiation light simultaneously or properly, the diagnostic work can be facilitated and a highly reliable diagnostic result can be obtained. .
本発明によれば、病巣部の深さ位置を診断可能であり、また、病巣部を鮮明に観察可能な光化学医療用装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the depth position of a lesion part can be diagnosed and the photochemical medical device which can observe a lesion part clearly can be provided.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.
図1は本実施形態に係る光化学医療用装置1の構成図である。同図に示すように、光化学医療用装置1は、診断照射部2と検出部4と治療照射部6とを備えている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a photochemical
診断照射部2は、(1)5個の第1特定波長λp1の励起光(すなわち、照射光)を発する第1発光素子10と、(2)5個の第2特定波長λp2の励起光を発する第2発光素子20と、(3)第1発光素子10から出力される励起光を集光する5個の第1集光レンズ12と、(4)第2発光素子20から出力される励起光を集光する第2集光レンズ22と、(5)第1発光素子10から出力される励起光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する5本の第1ファイバ14と、(6)第2発光素子20から出力される励起光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する5本の第2ファイバ24とがそれぞれ1対1の組み合わせにより構成されている。また、診断照射部2には、第1発光素子10と第2発光素子20とのそれぞれ出力される光のパワーを制御する制御部30が設けられている。この制御部30は、光感受性物質から発する発生光Sと特定波長の励起光の散乱光Nとの比率S/Nが最大となるように、第1特定波長λp1及び第2特定波長λp2の励起光のパワーを制御し、またはこれらの励起光の波長を時間的に変化させるように、若しくはこれらの励起光の強度比率を変化させるように、第1特定波長λp1及び第2特定波長λp2の波長成分の強度比率を制御する機能を備えている。
The
第1発光素子10と第2発光素子20とは、光を出力する素子であって、好適には、レーザ光を出力する半導体レーザ素子を含む。第1発光素子10から発する第1特定波長λp1は379nm〜419nmの範囲にあり、第2発光素子20から発する第2特定波長λp2は634nm〜674nmの範囲にあることが好適である。また、第1集光レンズ12と第2集光レンズ22とは、両方のレンズ面が凸面であり、それぞれ第1発光素子10から発する第1特定波長λp1の励起光と、第2発光素子20から発する第2特定波長λp2の励起光とを集光するものである。第1ファイバ14と第2ファイバ24とは、その一端(出射端)が束ねられ、フェルール32により保持されており、その他端はそれぞれ第1集光レンズ12と第2集光レンズ22とを介し、第1発光素子10と第2発光素子20と光学的に接続されている。
The first
図1に示すように、検出部4は、1本の第3ファイバ40と、この第3ファイバ40と順番に接続される第3集光レンズ42と光フィルタ44とスペクトル解析器46とモニタ48とから構成されている。この第3ファイバ40は、第1発光素子10と第2発光素子20とから出力された励起光の照射により発生される発生光である蛍光Sを導光するものであり、第3ファイバ40の一端は第1ファイバ14及び第2ファイバ24と共に束ねられ、フェルール32により保持されており、その他端は第3集光レンズ42を介して光フィルタ44と接続されている。また、第3集光レンズ42は第1集光レンズ12と第2集光レンズ22と同様に両方のレンズ面が凸面である。
As shown in FIG. 1, the
光フィルタ44は、第1発光素子10と第2発光素子20とから出力された励起光の照射により発生される蛍光Sを分光する分光手段として用いられている。すなわち、光フィルタ44は、第3集光レンズ42から集光された特定波長λfの蛍光Sを透過させると共に、励起光の散乱光やその他の波長の光を遮断するものである。このように光フィルタ44の設置により、スペクトル解析器46内に漏れ込む励起光等を蛍光Sと誤認することを確実に防止することができ、診断結果の信頼性を高めることができる。なお、光フィルタ44に代えて、分光器を用いてもよい。
The
スペクトル解析器46は、光フィルタ44と接続され、光フィルタ44を透過した蛍光Sの強度変化またはスペクトル変化の少なくとも一方を検出し解析するものである。解析結果はスペクトル解析器46に接続されるモニタ48により表示される。
The
治療照射部6は、図1に示すように、治療用の特定波長λtの治療光を発する第3発光素子50と、第3発光素子50から出力される治療光を集光するための第4集光レンズ52と、第3発光素子50から出力される治療光を導光するための第4ファイバ54とを備えている。第3発光素子50は、例えば特定波長400nm〜800nmの光を出力することができるものが好適である。第4ファイバ54の一端は第1ファイバ14、第2ファイバ24及び第3ファイバ40と共に束ねられ、フェルール32により保持されており、他端は第4集光レンズ52を介して第3発光素子50と光学的に接続されている。
次に、上記の光化学医療用装置1を用いたPDD及びPDTについて説明する。
Next, PDD and PDT using the photochemical
まず、2つ以上の吸収ピークを持つ光感受性物質を癌病巣部8に集積させる。本実施形態では、2つの吸収ピークを持つ光感受性物質として、クロリン系のmono−L−aspartyl−chlorin e6(以下NPe6という)を用いる。図2に示すように、NPe6の吸収スペクトルは、波長405nm付近で第1ピーク(最も高いピーク)を持ち、波長664nm付近で第2ピーク(2番目に高いピーク)を持っている。また、NPe6は、ヘマトボルフィリン誘導体(HpD)などの光感受性物質と比べて、正常組織からの排泄が早く、日焼けを抑えるための暗室への待機時間が短くてすむ点などにおいて優れている。
First, a photosensitive substance having two or more absorption peaks is accumulated in the
次に、光化学医療用装置1の診断照射部2を用いて、励起光を発生させ癌病巣部8に照射する。癌病巣部8に集積された光感受性物質NPe6が励起光の照射により励起され、特定波長λfの蛍光Sを発生させる。このとき、診断照射部2は、光感受性物質NPe6の第1ピークに対応する第1特定波長λp1(すなわち、379nm〜419nm)の励起光を発する第1発光素子10と、NPe6の第2ピークに対応する第2特定波長λp2(すなわち、634nm〜674nm)の励起光を発する第2発光素子20とを備えているため、癌病巣部8が生体組織での位置や深さ等に応じて、第1発光素子10と第2発光素子20とを使い分ける。例えば、癌病巣部8が生体組織の表面付近にある場合は、第1特定波長λp1である379nm〜419nmの範囲の励起光を用い、癌病巣部8が生体組織の表面から深い位置にある場合は、634nm〜674nmの範囲の励起光を用いる。このように必要に応じて診断に最適な特定波長を選択し使用することにより、診断作業が容易になると共に、癌病巣部8の位置や範囲等をモニタ48により把握することができ、診断結果の信頼性を高めることができる。
Next, the
また、第1発光素子10と第2発光素子20とを同時に使用することが可能である。すなわち、光感受性物質NPe6の第1ピークに対応する第1特定波長λp1の励起光及びNPe6の第2ピークに対応する第2特定波長λp2の励起光を同時に用いることである。このようにすれば、制御部30により、これらの励起光の強度比率を変化させるように制御することにより、高信頼性の診断結果が得られる。例えば、第1特定波長λp1を光感受性物質NPe6の第1ピークである405nmとし、第2特定波長λp2を光感受性物質NPe6の第2ピークである664nmとし、これらの特定波長の光強度比率を時間的に制御しながら、癌病巣部8に集積された光感受性物質NPe6から発生した蛍光Sの強度変化をモニタ48することにより、生体組織での癌病巣部8の深さを把握することができる。
Moreover, it is possible to use the 1st
図3は第1特定波長λp1を光感受性物質NPe6の第1ピークである405nmとし、第2特定波長λp2を光感受性物質NPe6の第2ピークである664nmとして、これらの特定波長の光強度比率を変化させた際、特定波長の光強度比率と癌病巣部8の観察鮮明度との関係を示す図である。同図において、Pvは波長405nm(第1特定波長λp1)の光パワーを、Prは波長664nm(第2特定波長λp2)の光パワーを、Pfは蛍光Sのパワーを示しており、横軸を第1特定波長λp1と第2特定波長λp2との光強度比率の対数とし、縦軸を蛍光Sと第1特定波長λp1及び第2特定波長λp2の和との光強度比率の対数としている。同図に示すように、(1)癌病巣部の深度が体表から0mm(d=0mm)の場合、波長405nmの光強度比率が大きくなるように制御されるに伴い、モニタ48により確認された癌病巣部の観察鮮明度がアップされた。(2)癌病巣部深度が体表から5mm(d=5mm)の場合、波長405nmと波長664nmとの光強度比率を時間的に変化させたにもかかわらず、癌病巣部の観察鮮明度がほぼ一定に保たれていた。(3)癌病巣部深度が体表から10mm(d=10mm)の場合、波長664nmの光強度比率が大きくなるように制御されるに伴い、モニタ48により確認された癌病巣部の観察鮮明度がアップされた。このように、特定波長の光強度比率の時間的変化と癌病巣部の観察鮮明度との関係を用いて、体内の癌病巣部の深さを推測することが可能である。
FIG. 3 shows that the first specific wavelength λ p1 is 405 nm, which is the first peak of the photosensitive material NPe6, and the second specific wavelength λ p2 is 664 nm, which is the second peak of the photosensitive material NPe6. It is a figure which shows the relationship between the light intensity ratio of a specific wavelength, and the observation clearness of the
なお、光感受性物質NPe6から発生した蛍光Sは、光化学医療用装置1の検出部4に設けられている第3ファイバ40により導光され、第3集光レンズ42を介して光フィルタ44に集光される。光フィルタ44では特定波長λfの蛍光Sのみが透過され、励起光の散乱光やその他の波長の光が遮断される。そして、光フィルタ44を透過した蛍光Sは、スペクトル解析器46によりスペクトル変化が検出され、解析される。その解析結果はモニタ48により表示される。光フィルタ44により励起光の散乱光等の影響が低減された結果、癌病巣部8の位置や範囲等がモニタ48により鮮明に確認され、癌病巣部8の生体組織での位置や範囲等を特定することができる。
The fluorescence S generated from the
このとき、例えば、光化学医療用装置1の制御部30により、光感受性物質NPe6から発生した蛍光Sと励起光の散乱光Nとの比率S/Nが最大となるように、第1特定波長λp1と第2特定波長λp2との励起光のパワーを制御することが好適である。このようにすれば、励起光の散乱光による影響を低減し、診断結果の信頼性をさらに高めることができる。
At this time, for example, the
癌病巣部8の診断結果に基づいてPDTを行う場合には、診断照射部2を止めて、治療照射部6に切り換える。具体的には、診断照射部2の発光素子をオフさせ、治療照射部6の第3発光素子50をオンさせる。これにより、第3発光素子50から特定波長λt(例えば、400nm〜800nm)の治療光が発生される。特定波長λtの治療光は、第4集光レンズ52により集光され、第4ファイバ54により導光されて癌病巣部8に照射される。このとき、癌病巣部8に集積された光感受性物質NPe6が治療光の照射により一重項酸素などの活性酸素を生成し、殺細胞効果による癌病巣部8を治療する。
When performing PDT based on the diagnosis result of the
次に、PDDとPDTとを繰り返す。すなわち、治療照射部6を止めて診断照射部2及び検出部4に切り換えることにより癌病巣部8の治療結果を確認し、診断照射部2を止めて治療照射部6に切り換えることにより癌病巣部8を治療する。このため、癌病巣部8の診断及び治療を行うことができる。なお、上記のように、特定波長の光強度比率の時間的に変化と癌病巣部8の観察鮮明度との関係を用いて、生体組織での癌病巣部8の深さを把握することが可能となるため、癌病巣部8の深さに応じて特定波長λtの治療光のパワーを調整する等により、高信頼性の治療効果を得ることができる。
Next, PDD and PDT are repeated. That is, the
本発明によれば、光化学医療用装置1は第1発光素子10と第2発光素子20とを備えることにより、2種類の特定波長の励起光を得ることができる。このため、必要に応じてこの2種類の励起光を同時に、またはこの2種類の励起光を使い分け、診断に最適となる励起光を選択し使用することができ、診断作業が容易化されることができると共に、高信頼性の診断結果を得ることができる。そして、制御部30により診断に用いられる光感受性物質NPe6から発する蛍光Sと特定波長の励起光の散乱光Nとの比率S/Nが最大となるように、各特定波長の励起光のパワーを制御し、または各励起光の波長を時間的に変化させるように、若しくは各励起光の強度比率を変化させるように、各波長成分の強度比率を制御することにより、励起光の散乱等のノイズによる影響を低減し、診断結果の信頼性を一層向上することができ、装置の性能及び応用性を向上することができる。さらに、診断と同時に治療するための治療照射部6が設けられているので、一層装置の応用性を高めることができる。
According to the present invention, the photochemical
また、光化学医療用装置1には、第1発光素子10と第2発光素子20とに対してそれぞれ対応する第1集光レンズ12、第1光ファイバ14と第2集光レンズ22、第2光ファイバ24とが設けられているので、各々の発光素子から光ファイバの入射端への光結合の効率を高くすることができる。そのため、各々の発光素子から出力された励起光は、対応する集光レンズにより集光され、対応する光ファイバの入射端に入射し、光ファイバにより導光されて、光ファイバの出射端から外部へ効率良く出射される。
Further, the photochemical
また、第1ファイバ14と第2ファイバ24とは出射端で束ねられているため、第1発光素子10と第2発光素子20とから出力された励起光がまとめられ、高パワーの励起光を得ることができ、光化学医療用装置1の性能及び信頼性を高める効果が期待できる。さらに、第1ファイバ14、第2ファイバ24、第3ファイバ40及び第4ファイバ54は第1ファイバ14と第2ファイバ24との出射端で束ねられていることにより、光化学医療用装置1を製造する際に、作業性を向上することができる。また、半導体発光素子の使用により、エキシマレーザ等を使用する場合に比べて、装置の小型化や低コスト化を図ることができる。ここで、第1ファイバ14と第2ファイバ24、さらには第3ファイバ40及び第4ファイバ54を束ねる方法としては、各光ファイバ出射端をフェルール32内に挿入し固定する、複数の光ファイバを互いに接着材で固定する、光ファイバ同士を溶融して束ねる、などが挙げられる。
In addition, since the
光感受性物質としては、上記説明に記載したmono−L−aspartyl−chlorin e6(NPe6)以外にも、PhotofinやIndocyanine green等を用いることができる。Photofinの場合には、λp1=379nm〜419nm、λp2=610nm〜650nmとし、Indocyanine greenの場合には、λp1=660nm〜720nm、λp2=770nm〜810nmとし、上記NPe6の場合の例と同様の構成、方法とすれば、同様の効果を得ることができる。もちろんその他の2つ以上の吸収ピークを有する光感受性物質を用いてもよい。またこれらの物質は良性、悪性を問わず腫瘍全般に対して集積させることができ、本発明は癌病巣部以外にも適用可能である。 As the photosensitizer, Photofin, Indocyanine green, etc. can be used in addition to mono-L-aspartyl-chlorine e6 (NPe6) described in the above description. In the case of Photofin is, λ p1 = 379nm~419nm, and λ p2 = 610nm~650nm, in the case of Indocyanine green is, λ p1 = 660nm~720nm, and λ p2 = 770nm~810nm, and examples of the above case NPe6 Similar effects can be obtained with the same configuration and method. Of course, other photosensitive substances having two or more absorption peaks may be used. In addition, these substances can be accumulated in all tumors regardless of benign or malignant, and the present invention can be applied to other than the cancer lesion.
使用する波長λp1、λp2については、生体組織深達長(組織に光を照射したとき、光強度が1/e倍に減衰する深さ)がある程度以上異なる方が病巣部の深さ位置を診断する上で望ましい。例えば、λp1の光の生体組織深達長は1mm以下、λp2の光の生体組織深達長は3mm以上であるのが好ましい。一般に早期癌では比較的表層付近に癌病巣部は発生し易く、一方進行癌では比較的組織深部まで癌病巣部は増殖する。2つの励起光波長で生体組織深達長が異なるλp1、λp2、をそれぞれ照射することで、深さ方向に対してより広い範囲にわたり対応可能であるとともに、さらにはλp1、λp2、をそれぞれ照射したときの蛍光分布の面積を比較することで、癌の進行状況も把握することができる。例えば、両者の蛍光分布の面積が大きく変わらない場合は、表層だけに存在する早期癌であると予想でき、一方、λp2を照射したときの蛍光分布の面積がλp1を照射したときに比べ広い場合は組織深部まで増殖していると予想できる。
For the wavelengths λ p1 and λ p2 to be used, the depth position of the lesion should be different from the living tissue depth depth (depth at which the light intensity attenuates 1 / e times when the tissue is irradiated with light). This is desirable for diagnosis. For example, biological tissue invasion length of the
上記の光化学医療用装置1は光化学診断及び光化学治療することができる装置としたが、医療の目的等によって、光化学診断のみ、または光化学治療のみすることができる装置としてもよい。
The photochemical
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態では、診断照射部2の発光素子と集光レンズとファイバとの数を各5個ずつとし、検出部4のファイバと集光レンズとの数を1個ずつとし、治療照射部6の発光素子と集光レンズとファイバとの数を各1個ずつとしたが、これに限らず、必要に応じて数を変更してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment. In the above embodiment, the number of the light emitting elements, the condensing lenses, and the fibers of the
1…光化学医療用装置、8…癌病巣部、10…第1発光素子、12…第1集光レンズ、14…第1ファイバ、20…第2発光素子、22…第2集光レンズ、24…第2ファイバ、30…制御部、40…第3ファイバ、44…光フィルタ、46…スペクトル解析器、50…第3発光素子、54…第4ファイバ。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第2特定波長λp2の励起光を発する第2発光素子と、
前記第1発光素子から出力される励起光を集光する第1集光レンズと、
前記第2発光素子から出力される励起光を集光する第2集光レンズと、
前記第1発光素子から出力される励起光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する第1ファイバと、
前記第2発光素子から出力される励起光を入射端に入力して導光し、出射端から出力する第2ファイバと、
前記第1発光素子と前記第2発光素子とから出力される励起光の照射による発生光Sを導光する第3ファイバと、
前記第3ファイバの一端に設置され、前記第3ファイバから導光される前記発生光Sを検出する検出手段と、
前記第1発光素子と前記第2発光素子とから出力される励起光のパワーを制御する制御部と、
治療用の特定波長λ t の治療光を発する第3発光素子と、
前記第3発光素子から出力される治療光を導光するための第4ファイバと、
を備え、
前記第1ファイバと前記第2ファイバと前記第3ファイバと前記第4ファイバとは出射端で束ねられており、
前記制御部は、前記発生光Sと前記特定波長の励起光の散乱光Nとの強度比率S/Nが最大となるように、前記各々の特定波長の励起光のパワーを制御することを特徴とする光化学医療用装置。 A first light emitting element that emits excitation light having a first specific wavelength λ p1 ;
A second light emitting element that emits excitation light having a second specific wavelength λ p2 ;
A first condenser lens for condensing excitation light output from the first light emitting element;
A second condenser lens that condenses the excitation light output from the second light emitting element;
A first fiber that inputs and guides excitation light output from the first light emitting element to an incident end, and outputs from the output end;
A second fiber that inputs and guides the excitation light output from the second light emitting element to the incident end and outputs from the output end ;
A third fiber for guiding the generated light S generated by the excitation light output from the first light emitting element and the second light emitting element;
Detecting means for detecting the generated light S installed at one end of the third fiber and guided from the third fiber;
A control unit for controlling the power of excitation light output from the first light emitting element and the second light emitting element;
A third light emitting element that emits treatment light having a specific wavelength λ t for treatment;
A fourth fiber for guiding treatment light output from the third light emitting element;
With
The first fiber, the second fiber, the third fiber, and the fourth fiber are bundled at the exit end ;
The control unit controls the power of the excitation light of each specific wavelength so that the intensity ratio S / N between the generated light S and the scattered light N of the excitation light of the specific wavelength is maximized. Photochemical medical device.
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