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JP5682124B2 - Biological substance measuring device, biological substance measuring method and in vivo circulating tumor cell measuring method - Google Patents
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Biological substance measuring device, biological substance measuring method and in vivo circulating tumor cell measuring method Download PDF

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Description

本発明は、例えばイメージ素子などで取得する生体物質測定装置、生体物質測定方法および生体内循環腫瘍細胞測定方法に関する。   The present invention relates to a biological material measuring apparatus, a biological material measuring method, and an in vivo circulating tumor cell measuring method, for example, acquired by an image element.

医療分野において、中でも患者に抗がん剤治療を施した際、薬剤による副作用を最小限に抑え、かつ十分な治療効果を得るために、患者の体内における治療効果に関する情報を得ることが求められている。従来、最も一般的な手法として、患者の静脈から採血を行って腫瘍マーカーの血中濃度を測定し、そのデータを解析することで経過観察をする方法が採られている。ところが、例外も数多くあり、がんが存在しないにもかかわらず腫瘍マーカー値が上昇している場合や、がんが存在するにもかかわらず腫瘍マーカー値が上昇しない場合など正確にはがんの動きを反映していない。従って、抗がん剤治療などの効果を的確に把握できる方法が求められている。また、生体内の循環腫瘍細胞を知ることは、治療分野のみならず、がんの早期発見などの分野でも重要な役割を果たす。   In the medical field, in particular, when patients are treated with anticancer drugs, it is required to obtain information on the therapeutic effects in the patient's body in order to minimize the side effects caused by the drugs and to obtain sufficient therapeutic effects. ing. Conventionally, as a most general method, blood is collected from a patient's vein, the blood concentration of a tumor marker is measured, and the follow-up method is analyzed by analyzing the data. However, there are many exceptions, such as when the tumor marker value is rising despite the absence of cancer, or when the tumor marker value does not increase despite the presence of cancer. Does not reflect movement. Therefore, there is a need for a method that can accurately grasp the effects of anticancer drug treatment and the like. In addition, knowing circulating tumor cells in the body plays an important role not only in the therapeutic field but also in fields such as early detection of cancer.

特表2002−503814号公報JP-T-2002-503814 特表2009−525468号公報Special table 2009-525468 gazette

ADAMS Andre A.他,「組み込み伝導度センサーのあるポリマーに基づくマイクロ流体工学を用いた全血からの非常に効率的な循環腫瘍細胞分離および標識無しでの計数」,(米国),J Am Chem Soc.2008 July 9;130(27):8633−8641.doi:10.1021/ja8015022ADAMS Andre A. Et al., “Highly efficient circulating tumor cell separation and whole label counting from whole blood using microfluidics based on polymers with built-in conductivity sensors”, (USA), J Am Chem Soc. 2008 July 9; 130 (27): 8633-8641. doi: 10.1021 / ja801502 HE Wei.他,「多光子生体フローサイトメトリーによる稀な循環腫瘍細胞のin vivo定量」,(米国),PNAS July 10,2007 vol.104 no.28 11760−11765HE Wei. Et al., “In vivo quantification of rare circulating tumor cells by multiphoton biological flow cytometry,” (USA), PNAS July 10, 2007 vol. 104 no. 28 11760-11765

しかしながら、上記の特許文献1、2及び非特許文献1,2の技術は、いずれも上記の要求を満足できるものではなかった。
特許文献1の方法では、測定する際に、人体に穿刺器を穿刺し、サンプルとなる血液を採取する必要がある。すなわち、特許文献1の方法は非侵襲で循環腫瘍細胞を測定できるものではない。また、同様に特許文献2の方法も、サンプルとなる血液を採取する必要がある。また、特許文献3の装置でも、サンプルとなる血液を採取する必要があり、成人で5リットルといわれる血液量からのミリリットルオーダーでの採血による、サンプリング誤差や、体外に取り出しての処理による生体物質の変性などによる誤差によって低い精度となっていた。それらのサンプリングによる精度低下を解決する手段として、非特許文献2が提案されているが、二光子顕微鏡という大掛かりな装置により実用性に問題があった。
However, none of the techniques disclosed in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Documents 1 and 2 satisfy the above requirements.
In the method of Patent Document 1, it is necessary to puncture a human body with a puncture device and collect blood as a sample when measuring. That is, the method of Patent Document 1 cannot measure circulating tumor cells non-invasively. Similarly, in the method of Patent Document 2, it is necessary to collect blood as a sample. In the device of Patent Document 3, it is necessary to collect blood as a sample. Sampling errors due to blood sampling in the order of 5 liters from a blood volume of 5 liters in adults, and biological materials resulting from processing taken out of the body The accuracy was low due to errors caused by denaturation. Non-Patent Document 2 has been proposed as a means for solving the precision degradation due to such sampling, but there is a problem in practicality due to a large-scale apparatus called a two-photon microscope.

なお、人体から採取した血液サンプル等について、体外でその測定などを行う場合はインビトロ(in vitro)計測と呼ばれ、生体内の血液等を体外に取り出さずにその測定を行う場合はインビボ(in vivo)計測と呼ばれる。   In addition, when a blood sample collected from the human body is measured outside the body, it is called in vitro measurement, and when the measurement is performed without taking the blood in the living body outside the body, it is called in vivo (in vivo) called measurement.

本発明は、上記の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、非侵襲で生体内の循環腫瘍細胞等の生体物質を正確かつ迅速に測定できる生体物質測定装置、生体物質測定方法および生体内循環腫瘍細胞測定方法を提供するため、以下の形態または適用例として実現することが可能である。   The present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and is a non-invasive biological material measuring apparatus and biological material measuring device that can accurately and quickly measure biological materials such as circulating tumor cells in a living body. In order to provide a method and a method for measuring circulating tumor cells in vivo, it can be realized as the following forms or application examples.

[適用例1]本適用例に係る生体物質測定装置は、被対象物と結合する蛍光標識剤によって被対象物を検出する装置であって、
測定対象に対して前記蛍光標識剤を励起する光を照射する光源と、
前記蛍光標識剤に前記光が照射された際に前記蛍光標識剤から放出される光が入射され、入射光の全波長域のうちの所定の波長域の光を透過するとともに、前記波長域を変更可能な波長可変フィルターと、
前記波長可変フィルターを通して入射された光の強度を検出して前記測定対象の複数の位置から放出される光の強度分布を取得する光検出手段と、
前記光検出手段が取得した前記測定対象の複数の位置における光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤が存在している濃度を算出する濃度算出手段と、
前記光検出手段が取得した前記測定対象の複数の位置における光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤が結合している結合度を算出する結合度算出手段と、
を備えたことを特徴とする。
本適用例に記載の生体物質測定装置によれば、蛍光標識剤の濃度ならびに蛍光標識剤とその結合対象となる生体物質との結合度の算出ができ、循環腫瘍細胞等の生体物質の検出を高精度に行うことができる。
[Application Example 1] A biological material measuring apparatus according to this application example is an apparatus for detecting an object by a fluorescent labeling agent that binds to the object,
A light source for irradiating the measurement target with light for exciting the fluorescent labeling agent;
Light emitted from the fluorescent labeling agent when the fluorescent labeling agent is irradiated with the light is incident, and transmits light in a predetermined wavelength range of the entire wavelength range of incident light. A tunable filter that can be changed,
A light detection means for detecting the intensity of light incident through the wavelength tunable filter and obtaining intensity distribution of light emitted from a plurality of positions of the measurement target;
Concentration calculating means for calculating the concentration at which the fluorescent labeling agent is present based on the intensity distribution of light at the plurality of positions of the measurement object acquired by the light detecting means;
A binding degree calculating means for calculating a binding degree to which the fluorescent labeling agent is bound, based on light intensity distribution at a plurality of positions of the measurement target acquired by the light detecting means;
It is provided with.
According to the biological material measuring apparatus described in this application example, the concentration of the fluorescent labeling agent and the degree of binding between the fluorescent labeling agent and the biological material that is the binding target can be calculated, and the biological material such as circulating tumor cells can be detected. It can be performed with high accuracy.

[適用例2]また、上記適用例に記載の生体物質測定装置は、前記光検出手段の光を照射する光源の波長域、及び波長可変フィルターの波長域に、波長が600nm〜1200nmの光を使用することを特徴とする。
本適用例によれば、生体を効率よく透過するので、生体内に侵襲することなく生体外から精度よく測定することができる。
[Application Example 2] In the biological material measurement apparatus according to the application example described above, light having a wavelength of 600 nm to 1200 nm is applied to a wavelength range of a light source that irradiates light of the light detection unit and a wavelength range of a wavelength tunable filter. It is characterized by using.
According to this application example, since it penetrates the living body efficiently, it can be accurately measured from outside the living body without invading the living body.

[適用例3]また、上記適用例に記載の生体物質測定装置は、前記結合度算出手段が前記濃度算出手段による算出結果をマスクデータとして結合度を演算することを特徴とする。
本適用例によれば、結合している部分のみ抽出しノイズを除去でき、高精度に測定できる。
Application Example 3 In the biological material measurement apparatus according to the application example, the binding degree calculation unit calculates a binding degree using a calculation result obtained by the concentration calculation unit as mask data.
According to this application example, only the coupled portion can be extracted to remove noise, and measurement can be performed with high accuracy.

[適用例4]また、上記適用例に記載の生体物質測定装置は、前記濃度算出手段による算出結果と前記結合度算出手段による結合度をベクトル演算することを特徴とする。
本適用例によれば、加法混色と同様なベクトル的な加算によりノイズを除去でき、高精度に測定できる。
Application Example 4 In addition, the biological material measuring apparatus according to the application example described above is characterized in that a vector calculation is performed on the calculation result obtained by the concentration calculation unit and the coupling degree obtained by the coupling degree calculation unit.
According to this application example, noise can be removed by vector addition similar to additive color mixing, and measurement can be performed with high accuracy.

[適用例5]また、本適用例に係る生体物質測定方法は、被対象物と結合する蛍光標識剤によって被対象物を検出する生体物質測定方法であって、
測定対象に対して前記蛍光標識剤を励起する光を照射する光照射工程と、
前記蛍光標識剤に前記光が照射された際に前記蛍光標識剤から放出される光のうち、前記測定対象の複数の位置から放出される特定の波長域の光の強度を検出し、前記波長域を変えて前記強度の検出を複数回繰り返すことにより、前記測定対象の複数の位置から放出される光の強度分布を取得する強度分布取得工程と、
前記測定対象の複数の位置における光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤の濃度を算出する濃度算出工程と、
前記測定対象の複数の位置における光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤が結合している結合度を算出する結合度算出工程と、
を備えたことを特徴とする。
本適用例に記載の生体物質測定方法によれば、蛍光標識剤の濃度と結合度の算出ができ、蛍光標識剤とその結合対象となる生体物質との生体物質の検出を高精度に行うことができる。
Application Example 5 A biological material measurement method according to this application example is a biological material measurement method for detecting an object with a fluorescent labeling agent that binds to the object,
A light irradiation step of irradiating the measurement target with light for exciting the fluorescent labeling agent;
Detecting the intensity of light in a specific wavelength range emitted from a plurality of positions of the measurement target among the light emitted from the fluorescent labeling agent when the fluorescent labeling agent is irradiated with the light, and the wavelength An intensity distribution acquisition step of acquiring an intensity distribution of light emitted from a plurality of positions of the measurement target by repeating the detection of the intensity a plurality of times while changing the area;
A concentration calculating step for calculating the concentration of the fluorescent labeling agent based on the intensity distribution of light at a plurality of positions of the measurement object;
A degree-of-binding calculation step of calculating the degree of binding of the fluorescent labeling agent based on the intensity distribution of light at a plurality of positions of the measurement object;
It is provided with.
According to the biological material measurement method described in this application example, the concentration and binding degree of the fluorescent labeling agent can be calculated, and the biological material between the fluorescent labeling agent and the biological substance to be bound can be detected with high accuracy. Can do.

[適用例5]また、本適用例に係る生体内循環腫瘍細胞測定方法は、被対象物と結合する蛍光標識剤によって生体内の被対象物を検出する生体内循環腫瘍細胞測定方法であって、
前記蛍光標識剤を生体に投与する投与工程と、
測定対象である生体に対して前記蛍光標識剤を励起する光を照射する光照射工程と、
前記蛍光標識剤に生体外から前記光が照射された際に前記蛍光標識剤から生体外に放出される光のうち、前記測定対象の複数の位置から放出される特定の波長域の光の強度を検出し、前記波長域を変えて前記強度の検出を複数回繰り返すことにより、前記測定対象の複数の位置から放出される光の強度分布を取得する強度分布取得工程と、
前記測定対象の複数の位置における光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤の濃度を算出する濃度算出工程と、
前記測定対象の複数の位置における光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤が結合している結合度を算出する結合度算出工程と、
を備えたことを特徴とする。
本適用例に記載の生体内循環腫瘍細胞測定方法によれば、濃度と結合度の算出ができ、生体内での循環腫瘍細胞の検出を高精度に行うことができる。
Application Example 5 In addition, the in-vivo circulating tumor cell measurement method according to this application example is an in-vivo circulating tumor cell measurement method that detects an in-vivo target with a fluorescent labeling agent that binds to the target. ,
An administration step of administering the fluorescent labeling agent to a living body;
A light irradiation step of irradiating the living body to be measured with light that excites the fluorescent labeling agent;
Among the light emitted from the fluorescent labeling agent to the outside of the body when the fluorescent labeling agent is irradiated with the light from outside the living body, the intensity of light in a specific wavelength range emitted from a plurality of positions of the measurement target Intensity distribution acquisition step of acquiring intensity distribution of light emitted from a plurality of positions of the measurement object by repeating the detection of the intensity a plurality of times while changing the wavelength range, and
A concentration calculating step for calculating the concentration of the fluorescent labeling agent based on the intensity distribution of light at a plurality of positions of the measurement object;
A degree-of-binding calculation step of calculating the degree of binding of the fluorescent labeling agent based on the intensity distribution of light at a plurality of positions of the measurement object;
It is provided with.
According to the in vivo circulating tumor cell measurement method described in this application example, the concentration and the degree of binding can be calculated, and the circulating tumor cells can be detected in vivo with high accuracy.

本発明の実施形態の蛍光分布測定装置のブロック図である。It is a block diagram of the fluorescence distribution measuring apparatus of the embodiment of the present invention. インビボでの蛍光分布測定装置の使用状態のイメージを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the image of the use condition of the fluorescence distribution measuring apparatus in vivo. 第1構成例の波長可変フィルター(液晶フィルター)を分解した状態で示す斜視図である。It is a perspective view shown in the state which decomposed | disassembled the wavelength variable filter (liquid crystal filter) of the 1st structural example. 液晶フィルターを構成する一つの液晶セルの断面図である。It is sectional drawing of one liquid crystal cell which comprises a liquid crystal filter. 各液晶セルへの印加電圧と透過ピーク波長との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the voltage applied to each liquid crystal cell, and a transmission peak wavelength. 液晶フィルターの分光特性を示す図である。It is a figure which shows the spectral characteristic of a liquid crystal filter. 標識剤の蛍光強度と濃度を求める検出波長との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the fluorescence intensity and the detection wavelength which calculates | requires a density | concentration of a labeling agent. 標識剤の蛍光強度と濃度と結合度を求める検出波長との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the fluorescence intensity of a labeling agent, the density | concentration, and the detection wavelength which calculates | requires a bond degree. イメージデータを操作する画像レイヤーを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the image layer which operates image data. 標識剤の蛍光強度分布から結合度分布を算出する手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure which calculates binding degree distribution from the fluorescence intensity distribution of a labeling agent. 標識剤の蛍光強度分布から結合度分布を算出する別の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows another procedure which calculates binding degree distribution from the fluorescence intensity distribution of a labeling agent. インビトロでの検出を説明する図である。It is a figure explaining the detection in vitro. インビトロでの検出を説明する図である。It is a figure explaining the detection in vitro. 小型の実施形態の斜視図である。It is a perspective view of a small-sized embodiment.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
本実施形態の生体物質測定装置は、循環腫瘍細胞測定装置(以下、単に「CTC測定装置」という)であって、生体物質として循環腫瘍細胞と結合する標識剤が投与された生体内のCTC(循環腫瘍細胞:Circulating Tumor Cell)を測定する装置の一例である。測定対象は、人間でも良いし、薬理実験等に良く用いられるラット、マウス等の動物でも良いが、本実施形態では人間(患者)を想定して説明する。
図1は、本実施形態の循環腫瘍細胞測定装置の概略構成を示すブロック図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The biological material measuring apparatus of the present embodiment is a circulating tumor cell measuring apparatus (hereinafter simply referred to as “CTC measuring apparatus”), which is a CTC (in vivo) in which a labeling agent that binds to circulating tumor cells is administered as a biological substance. It is an example of the apparatus which measures a circulating tumor cell: Circulating Tumor Cell). The subject to be measured may be a human or an animal such as a rat or a mouse that is often used in pharmacological experiments, but in the present embodiment, description will be made assuming a human (patient).
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a circulating tumor cell measuring apparatus according to the present embodiment.

[装置構成]
図1に示すように、本実施形態のCTC測定装置1は、光源3と、波長可変フィルター4と、エリアセンサー5(光検出手段)と、信号処理プロセッサー(Digital Signal Processor,DSP)6(濃度算出手段)と、画像メモリー7と、バンドパスフィルター8と、を備えている。光源3は、測定対象である生体100に対して光(励起光)を照射するものである。波長可変フィルター4は、生体100内の標識剤に光が照射された際に標識剤から放出される光を受け、入射光の全波長域のうちの特定波長域の光を透過させるものである。エリアセンサー5は、波長可変フィルター4を通して入射された放射光の強度を検出するものである。DSP6は、エリアセンサー5が取得した測定対象の複数の位置における光の強度分布に基づいて標識剤の濃度と結合度を算出するものである。画像メモリー7は、DSP6が得た画像データを記憶し、画像処理後のデータ等を記憶するものである。
[Device configuration]
As shown in FIG. 1, a CTC measuring apparatus 1 of this embodiment includes a light source 3, a wavelength tunable filter 4, an area sensor 5 (light detection means), and a signal processor (Digital Signal Processor, DSP) 6 (concentration). A calculation means), an image memory 7, and a band-pass filter 8. The light source 3 irradiates light (excitation light) to the living body 100 that is a measurement target. The wavelength tunable filter 4 receives light emitted from the labeling agent when the labeling agent in the living body 100 is irradiated with light, and transmits light in a specific wavelength region in the entire wavelength region of incident light. . The area sensor 5 detects the intensity of the radiated light incident through the wavelength tunable filter 4. The DSP 6 calculates the concentration and the degree of binding of the labeling agent based on the light intensity distribution at the plurality of positions of the measurement target acquired by the area sensor 5. The image memory 7 stores image data obtained by the DSP 6 and stores data after image processing.

CTCの測定に先立って、標識剤を薬剤投与装置2により人体に投与する(投与工程)。標識剤は、リガンドや抗体などの対象物と特異的に結合する機能と蛍光機能を有している。つまり標識剤は、蛍光剤と結合剤により構成されている。もちろん蛍光剤と結合剤が同一であってもよい。対象物(CTC)を捕捉して、そこで蛍光を発することにより対象物(CTC)を検出する。光を用いて生体100内の情報を得るためには、生体100の構成成分に吸収される波長以外の波長の光を用いる必要がある。波長が約600nm以下の光はヘモグロビンで吸収され、波長が約1500nm以上の光は水で吸収されるため、これらの波長域の光は利用できず、波長が約600〜1500nmの光は生体組織を比較的良く透過する。この観点から、約600〜1500nmの波長域の光を受けてこの波長域の光を放出する特性を有する標識剤を本測定に用いることができる。さらに、受光素子としてSiフォトダイオードなどのシリコン受光素子を用いる場合、受光素子の感度の波長範囲の上限が1200nm程度であるため、約600nm〜1200nmの波長域の光を受けてこの波長域の光を放出する標識剤を用い、本測定を行うことが望ましい。   Prior to the measurement of CTC, the labeling agent is administered to the human body by the drug administration device 2 (administration step). The labeling agent has a function of specifically binding to an object such as a ligand or an antibody and a fluorescence function. That is, the labeling agent is composed of a fluorescent agent and a binder. Of course, the fluorescent agent and the binder may be the same. The object (CTC) is detected by capturing the object (CTC) and emitting fluorescence there. In order to obtain information in the living body 100 using light, it is necessary to use light having a wavelength other than the wavelength absorbed by the components of the living body 100. Light having a wavelength of about 600 nm or less is absorbed by hemoglobin, and light having a wavelength of about 1500 nm or more is absorbed by water. Therefore, light in these wavelength ranges cannot be used, and light having a wavelength of about 600 to 1500 nm is a living tissue. It penetrates relatively well. From this viewpoint, a labeling agent having a characteristic of receiving light in a wavelength region of about 600 to 1500 nm and emitting light in this wavelength region can be used for this measurement. Furthermore, when a silicon light receiving element such as a Si photodiode is used as the light receiving element, since the upper limit of the wavelength range of sensitivity of the light receiving element is about 1200 nm, light in this wavelength range is received by receiving light in a wavelength range of about 600 nm to 1200 nm. It is desirable to perform this measurement using a labeling agent that releases.

具体的には、蛍光剤として、インドシアニングリーン、蛍光造影剤SF64(商品名、富士フィルム社製)等を用いることができる。インドシアニングリーンは、波長750〜780nmの光の照射によって励起され、波長800〜1200nm程度の近赤外光を放射する物質である。インドシアニングリーンに代わる物質として、パテントブルー、インジゴカルミン等が挙げられる。蛍光造影剤SF64は、近赤外域で強い蛍光を生じる特性を有している。特異的に結合する抗体やリガンドは対象となるがん細胞等により適宜選ぶことになる。   Specifically, indocyanine green, fluorescent contrast agent SF64 (trade name, manufactured by Fuji Film) or the like can be used as the fluorescent agent. Indocyanine green is a substance that is excited by irradiation with light having a wavelength of 750 to 780 nm and emits near infrared light having a wavelength of about 800 to 1200 nm. Examples of substances that can replace indocyanine green include patent blue and indigo carmine. The fluorescent contrast agent SF64 has a characteristic of generating strong fluorescence in the near infrared region. The antibody or ligand that specifically binds is appropriately selected according to the target cancer cell.

標識剤の投与方法としては、皮内注射、皮下注射、筋肉内注射、(末梢点滴)静脈内注射、中心静脈内注射、直腸投与、経皮投与、経肺投与、経鼻投与、口腔内投与等、侵襲、非侵襲のいずれの方法を用いても良い。より具体的には、例えば点滴法を用いた静脈内注射であれば、薬剤の投与量や投与速度を調整可能な薬剤投与用マイクロポンプ等を用いることができる。   The labeling agent can be administered by intradermal injection, subcutaneous injection, intramuscular injection, (peripheral infusion) intravenous injection, central intravenous injection, rectal administration, transdermal administration, pulmonary administration, nasal administration, buccal administration. Any of invasive and non-invasive methods may be used. More specifically, for example, in the case of intravenous injection using the drip method, a drug administration micropump capable of adjusting the dose and the rate of administration of the drug can be used.

光源3には、レーザー等の単一波長光源でもよいが、ここでは広い範囲から波長を選ぶような例えばキセノンランプが用いる例で説明する。キセノンランプの光源3から、可視域(青色域)から赤外域までの連続した分光スペクトルを持つ光が射出され、測定対象である人体に照射される(光照射工程)。このとき、バンドパスフィルター8を通過しているため、光源3からの光のうちの一部の波長の光が人体を透過して標識剤に照射されると、標識剤から蛍光が放出される。例えば蛍光剤にインドシアニングリーンを用いた場合には、光源3から射出された光のうち、波長750〜780nmの光によって蛍光剤が励起され、蛍光剤の濃度に応じて波長800〜1200nm程度の近赤外光が放射される。インドシアニングリーンの場合は近赤外光によって自身が励起され、近赤外光を放射する特性を有している。   The light source 3 may be a single-wavelength light source such as a laser. Here, an example in which a xenon lamp, for example, that selects a wavelength from a wide range is used will be described. Light having a continuous spectral spectrum from the visible region (blue region) to the infrared region is emitted from the light source 3 of the xenon lamp, and irradiated to the human body that is the measurement target (light irradiation step). At this time, since the light passes through the bandpass filter 8, when light having a part of the light from the light source 3 passes through the human body and is irradiated onto the labeling agent, fluorescence is emitted from the labeling agent. . For example, when indocyanine green is used as the fluorescent agent, the fluorescent agent is excited by light having a wavelength of 750 to 780 nm out of the light emitted from the light source 3, and has a wavelength of about 800 to 1200 nm depending on the concentration of the fluorescent agent. Near infrared light is emitted. Indocyanine green has the property of being excited by near infrared light and emitting near infrared light.

波長可変フィルター4は、グレーティング、エタロン等の一部の波長を通すデバイスであればよいが、ここでは液晶セルを用いた例で説明する。詳細な構成は後述するが、液晶層に電圧を印加する一対の電極と、を備えた複数組の液晶セルから構成されている。本発明の場合、後述のエリアセンサー5において、ある1点の波長における光量を検出するのではなく、複数の波長における光量を検出し、放射光のスペクトルを取得する必要があるため、エリアセンサー5の入射側で透過波長域を可変できる波長可変フィルターが必要である。波長可変フィルター4はこのような波長可変フィルターとして機能する。波長可変フィルター4のいくつかの構成例については後述する。   The wavelength tunable filter 4 may be a device that allows a part of wavelengths such as a grating and an etalon to pass through, but here, an example using a liquid crystal cell will be described. Although the detailed configuration will be described later, it is composed of a plurality of sets of liquid crystal cells including a pair of electrodes for applying a voltage to the liquid crystal layer. In the case of the present invention, in the area sensor 5 described later, it is necessary to detect the light amounts at a plurality of wavelengths and not to detect the light amount at a certain wavelength, and to acquire the spectrum of the emitted light. A wavelength tunable filter that can vary the transmission wavelength region on the incident side is required. The wavelength variable filter 4 functions as such a wavelength variable filter. Some configuration examples of the wavelength tunable filter 4 will be described later.

エリアセンサー5には、CCD、CMOSセンサー等からなる2次元のイメージングセンサーが用いられる。一般にCCD、CMOSセンサー等のイメージングセンサーは、波長800〜1200nm程度の近赤外光を含む感度領域を有している。エリアセンサー5には波長可変フィルター4を通して光が入射されるため、ある時刻においては所定の波長帯域の光のみを受光するが、波長可変フィルター4の透過波長域の可変に応じて異なる波長帯域の光を受光し、各選択された波長毎の光の強度分布(スペクトル)を取得することができる。エリアセンサー5は、受光した近赤外光の強度を電気信号として後述のDSP6に伝達する。なお、本例では2次元のイメージングセンサーを用いたが、1次元のイメージングセンサー、いわゆるリニアセンサーを用いても良い。その場合には、例えば測定領域上でリニアセンサーを走査し、2次元の測定領域における光の強度を検出すれば良い。   As the area sensor 5, a two-dimensional imaging sensor composed of a CCD, a CMOS sensor or the like is used. In general, an imaging sensor such as a CCD or CMOS sensor has a sensitivity region including near-infrared light having a wavelength of about 800 to 1200 nm. Since light is incident on the area sensor 5 through the wavelength tunable filter 4, only light in a predetermined wavelength band is received at a certain time, but the wavelength sensor has a different wavelength band according to the change in the transmission wavelength range of the wavelength tunable filter 4. Light is received, and the light intensity distribution (spectrum) for each selected wavelength can be obtained. The area sensor 5 transmits the intensity of the received near-infrared light as an electrical signal to the DSP 6 described later. In this example, a two-dimensional imaging sensor is used, but a one-dimensional imaging sensor, a so-called linear sensor may be used. In that case, for example, a linear sensor may be scanned over the measurement region to detect the light intensity in the two-dimensional measurement region.

さらに、図1には図示していないが、エリアセンサー5の感度領域内で本濃度分布測定に不要な光、例えば波長が700nm以下の光を遮断する光学フィルターをエリアセンサー5の入射側に配置しても良い。この種の光学フィルターとしては、紫外・可視光カットフィルターR−72(商品名:Edmund社製)等を用いることができる。
DSP6では、エリアセンサー5からの電気信号を受け、測定対象上の各点における光の強度分布に基づいて標識剤の濃度および結合度を算出する。このように、測定対象上の各点における標識剤の濃度と結合度を算出することによって全体として生体100内の薬剤濃度分布を知ることができる。得られた薬剤濃度分布の測定データは、図2に示すように、DSP6から液晶モニター等の任意の出力装置9に送られ、対象物濃度の大小を色やその濃淡で表現するなどして、医師や看護師等の使用者が視覚的に確認することができる。
Further, although not shown in FIG. 1, an optical filter that blocks light unnecessary for the main concentration distribution measurement within the sensitivity region of the area sensor 5, for example, light having a wavelength of 700 nm or less, is arranged on the incident side of the area sensor 5. You may do it. As this type of optical filter, an ultraviolet / visible light cut filter R-72 (trade name: manufactured by Edmund) can be used.
The DSP 6 receives the electrical signal from the area sensor 5 and calculates the concentration and binding degree of the labeling agent based on the light intensity distribution at each point on the measurement target. Thus, by calculating the concentration of the labeling agent and the degree of binding at each point on the measurement target, the drug concentration distribution in the living body 100 can be known as a whole. As shown in FIG. 2, the measurement data of the obtained drug concentration distribution is sent from the DSP 6 to an arbitrary output device 9 such as a liquid crystal monitor, and the magnitude of the object concentration is expressed by the color or its density. Users such as doctors and nurses can visually confirm.

[波長可変フィルター]
ここで、波長可変フィルター4の第1構成例について図3〜図6を用いて説明する。
図3は、本構成例の波長可変フィルター4を分解した状態で示す斜視図である。図4は、波長可変フィルター4を構成する一つの液晶セルの断面図である。図5は、各液晶セルへの印加電圧と透過ピーク波長との関係を示すグラフである。図6は、波長可変フィルター4の分光特性を示す図である。
なお、以下に示す液晶セルへの印加電圧、透過波長等の具体的な数値は、本発明者らが行ったシミュレーション結果に基づいている。
[Wavelength tunable filter]
Here, a first configuration example of the wavelength tunable filter 4 will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a perspective view showing the wavelength tunable filter 4 of this configuration example in an exploded state. FIG. 4 is a cross-sectional view of one liquid crystal cell constituting the wavelength tunable filter 4. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the voltage applied to each liquid crystal cell and the transmission peak wavelength. FIG. 6 is a diagram showing the spectral characteristics of the wavelength tunable filter 4.
The specific numerical values such as the voltage applied to the liquid crystal cell and the transmission wavelength shown below are based on the simulation results performed by the present inventors.

本構成例の波長可変フィルター4は、図3、図4に示すように、シール剤11を介して貼り合わされた一対のガラス基板12,13と、一対のガラス基板12,13の外面に配置された一対の偏光板14,15と、一対のガラス基板12,13の間に挟持された液晶層16と、一対のガラス基板12,13の内面に配置され、液晶層16に電圧を印加する一対の電極17,18と、各電極17,18上の配向膜19,20と、を備えた液晶セル21a,21b,21cが3組積層されたものである。ただし、隣接する組の液晶セルの間に位置する偏光板については、これら2つの液晶セルで1枚の偏光板を共用している。なお、以下の説明では便宜上、図3において、図面の上側から下側に向けて「第1液晶セル21a」、「第2液晶セル21b」、「第3液晶セル21c」、と呼ぶことにする。   As shown in FIGS. 3 and 4, the wavelength tunable filter 4 of this configuration example is disposed on a pair of glass substrates 12 and 13 bonded together with a sealant 11 and on the outer surfaces of the pair of glass substrates 12 and 13. A pair of polarizing plates 14 and 15, a liquid crystal layer 16 sandwiched between the pair of glass substrates 12 and 13, and a pair of electrodes that are disposed on the inner surfaces of the pair of glass substrates 12 and 13 and apply a voltage to the liquid crystal layer 16. The liquid crystal cells 21a, 21b, and 21c each having the electrodes 17 and 18 and the alignment films 19 and 20 on the electrodes 17 and 18 are laminated. However, for the polarizing plate located between adjacent pairs of liquid crystal cells, one polarizing plate is shared by these two liquid crystal cells. In the following description, for the sake of convenience, in FIG. 3, they are referred to as “first liquid crystal cell 21a”, “second liquid crystal cell 21b”, and “third liquid crystal cell 21c” from the upper side to the lower side of the drawing. .

第1〜第3液晶セル21a,21b,21cは、一対のガラス基板12,13が互いに平行でかつ逆向きの配向方向をとっており、いわゆるアンチパラレル配向を呈している。これにより、各液晶セル21a,21b,21cの液晶層16を構成する液晶分子はホモジニアス配向の状態となる。また、一対のガラス基板12,13を挟んで配置された一対の偏光板14,15は、その透過軸同士が互いに平行であり、透過軸の方向が一方の基板の配向方向に対して45°±5°の角度をなすように配置されている。偏光板14,15としては、ヨウ素系偏光フィルムは近赤外域における偏光性を有していないために好ましくなく、位相差層と等方層を交互に積層した積層型反射偏光子、もしくはワイヤーグリッド型反射偏光子を用いるのが好適である。また、各液晶セル21a,21b,21cの一対の電極17,18間にはこれら電極に電圧を印加するための駆動回路22が接続されている。   In the first to third liquid crystal cells 21a, 21b, and 21c, the pair of glass substrates 12 and 13 are parallel to each other and have opposite orientation directions, and exhibit so-called antiparallel orientation. As a result, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 16 of each liquid crystal cell 21a, 21b, 21c are in a homogeneous alignment state. In addition, the pair of polarizing plates 14 and 15 disposed with the pair of glass substrates 12 and 13 interposed therebetween have their transmission axes parallel to each other, and the direction of the transmission axis is 45 ° with respect to the orientation direction of one substrate. They are arranged at an angle of ± 5 °. As the polarizing plates 14 and 15, an iodine-based polarizing film is not preferable because it does not have a polarizing property in the near infrared region, and a laminated reflective polarizer or a wire grid in which retardation layers and isotropic layers are alternately stacked. It is preferable to use a type reflective polarizer. Further, a drive circuit 22 for applying a voltage to these electrodes 17 and 18 is connected between the pair of electrodes 17 and 18 of each liquid crystal cell 21a, 21b and 21c.

第1〜第3液晶セル21a,21b,21cの全てにわたって、各液晶セルの液晶層16の波長590nmの光に対する光学異方性Δnの値は0.201に設定されている。一方、液晶層16の層厚(一対のガラス基板12,13のセルギャップ)は第1〜第3液晶セル21a,21b,21cのそれぞれで異なり、第1液晶セル21aの液晶層厚が6.5μm、第2液晶セル21bの液晶層厚が12.9μm、第3液晶セル21cの液晶層厚が25.8μm、である。本構成例の波長可変フィルター4では、830〜1098nmの波長域で15段階の分光スペクトルを選択している。したがって、DSP6は、波長可変フィルター4の各液晶セル21a,21b,21cに対して15段階の印加電圧のうちのいずれかを供給するように駆動回路22を制御する。DSP6は、第1〜第3液晶セル21a,21b,21cに対して略同一の電圧を印加するが、予めメモリーに記憶されている補正データを参照して微小な電圧の補正を行う。   Over all of the first to third liquid crystal cells 21a, 21b, and 21c, the value of the optical anisotropy Δn with respect to light having a wavelength of 590 nm of the liquid crystal layer 16 of each liquid crystal cell is set to 0.201. On the other hand, the layer thickness of the liquid crystal layer 16 (cell gap between the pair of glass substrates 12 and 13) is different in each of the first to third liquid crystal cells 21a, 21b, and 21c, and the liquid crystal layer thickness of the first liquid crystal cell 21a is 6. The liquid crystal layer thickness of the second liquid crystal cell 21b is 12.9 μm, and the liquid crystal layer thickness of the third liquid crystal cell 21c is 25.8 μm. In the wavelength tunable filter 4 of this configuration example, 15 levels of spectral spectra are selected in the wavelength range of 830 to 1098 nm. Therefore, the DSP 6 controls the drive circuit 22 so as to supply any one of the 15 levels of applied voltages to the liquid crystal cells 21 a, 21 b, and 21 c of the wavelength tunable filter 4. The DSP 6 applies substantially the same voltage to the first to third liquid crystal cells 21a, 21b, and 21c, but corrects a minute voltage with reference to correction data stored in advance in the memory.

測定対象から放射される光の強度を画像データとして取り込む際には、まず第1〜第3液晶セル21a,21b,21cへの印加電圧を1.3Vとする。すると、波長可変フィルター4は910nmにピークを有する透過特性を示し、910nmの波長の光を透過させ、この光がエリアセンサー5のアレイ状の画素面に入射する。ここで、エリアセンサー5は入射光の強度を画素毎に順次検出していき、1画面分の画像全体を30msecで読み出し、電気信号に変換した後、DSP6に向けて出力する。そして、DSP6は、波長910nmでの1画面分の画像データを画像メモリー7に蓄える。以上で第1サイクルの選択画像データ取り込み処理が終了する。   When capturing the intensity of light emitted from the measurement object as image data, first, the applied voltage to the first to third liquid crystal cells 21a, 21b, and 21c is set to 1.3V. Then, the wavelength tunable filter 4 exhibits a transmission characteristic having a peak at 910 nm, transmits light with a wavelength of 910 nm, and this light enters the arrayed pixel surface of the area sensor 5. Here, the area sensor 5 sequentially detects the intensity of incident light for each pixel, reads the entire image for one screen in 30 msec, converts it into an electrical signal, and outputs it to the DSP 6. The DSP 6 stores image data for one screen at a wavelength of 910 nm in the image memory 7. Thus, the selected image data capturing process in the first cycle is completed.

次いで、第1〜第3液晶セル21a,21b,21cへの印加電圧を1.21Vとする。すると、波長可変フィルター4は980nmにピークを有する透過特性を示し、980nmの波長の光がエリアセンサー5に入射する。エリアセンサー5は、1画面分の画像を30msecで読み出し、電気信号に変換した後、DSP6に向けて出力する。そして、DSP6は、波長980nmでの1画面分の画像データを画像メモリー7に蓄える。以上で第2サイクルの選択画像データ取り込み処理が終了する。   Next, the applied voltage to the first to third liquid crystal cells 21a, 21b, and 21c is set to 1.21V. Then, the wavelength tunable filter 4 exhibits a transmission characteristic having a peak at 980 nm, and light having a wavelength of 980 nm enters the area sensor 5. The area sensor 5 reads an image for one screen in 30 msec, converts it into an electrical signal, and then outputs it to the DSP 6. The DSP 6 stores image data for one screen at a wavelength of 980 nm in the image memory 7. Thus, the selected image data capturing process in the second cycle is completed.

次いで、第1〜第3液晶セル21a,21b,21cへの印加電圧を1.10Vとする。すると、波長可変フィルター4は1057nmにピークを有する透過特性を示し、1057nmの波長の光がエリアセンサー5に入射する。エリアセンサー5は、1画面分の画像を30msecで読み出し、電気信号に変換した後、DSP6に向けて出力する。そして、DSP6は、波長1057nmでの1画面分の画像データを画像メモリー7に蓄える。以上で第3サイクルの選択画像データ取り込み処理が終了する。   Next, the applied voltage to the first to third liquid crystal cells 21a, 21b, and 21c is set to 1.10V. Then, the wavelength tunable filter 4 exhibits a transmission characteristic having a peak at 1057 nm, and light having a wavelength of 1057 nm enters the area sensor 5. The area sensor 5 reads an image for one screen in 30 msec, converts it into an electrical signal, and then outputs it to the DSP 6. The DSP 6 stores image data for one screen at a wavelength of 1057 nm in the image memory 7. Thus, the selected image data capturing process in the third cycle is completed.

この実施形態では、910nmと1980nmと1057nmとの3波長の取り込みであったが、以下、表1に示すように、第1〜第3液晶セル21a,21b,21cへの印加電圧を1.10V、1.15V、1.18V、1.21V、1.23V、1.26V、1.28V、1.30V、1.32V、1.34V、1.35V、1.37V、1.39V(最後のサイクルでは第1液晶セル21aのみ1.42Vに補正する)と変化させる。すると、この電圧変化に応じて透過ピーク波長は1057nm、1018nm、999nm、980nm、962nm、944nm、927nm、910nm、893nm、877nm、861nm、845nm、830nmと変化する。これらの第1波長〜第3波長の選び方は、標識剤の蛍光波長の波長−強度特性と結合部の吸収波長により適宜選ばれる。ここでは、第1波長と第2波長で1波長励起2波長蛍光検出(レシオ法とも呼ばれる)を行い、第3波長によりCTCとの結合状態を示す波長吸収を検出する。後述するCTC検出方法において詳しく説明する(強度分布取得工程)。   In this embodiment, the three wavelengths of 910 nm, 1980 nm, and 1057 nm are taken in. However, as shown in Table 1, the applied voltage to the first to third liquid crystal cells 21a, 21b, and 21c is 1.10V. 1.15V, 1.18V, 1.21V, 1.23V, 1.26V, 1.28V, 1.30V, 1.32V, 1.34V, 1.35V, 1.37V, 1.39V (last In this cycle, only the first liquid crystal cell 21a is corrected to 1.42 V). Then, the transmission peak wavelength changes to 1057 nm, 1018 nm, 999 nm, 980 nm, 962 nm, 944 nm, 927 nm, 910 nm, 893 nm, 877 nm, 861 nm, 845 nm, and 830 nm according to this voltage change. The method of selecting these first to third wavelengths is appropriately selected according to the wavelength-intensity characteristic of the fluorescence wavelength of the labeling agent and the absorption wavelength of the binding portion. Here, one-wavelength excitation and two-wavelength fluorescence detection (also referred to as a ratio method) is performed at the first wavelength and the second wavelength, and wavelength absorption indicating a binding state with the CTC is detected at the third wavelength. This will be described in detail in a CTC detection method described later (intensity distribution acquisition step).

表1のデータをグラフに表したものが図5である。すなわち、図5は各液晶セル21a,21b,21cへの印加電圧と透過ピーク波長との関係を示すグラフであって、縦軸が印加電圧(V)、横軸が透過ピーク波長(nm)を示している。また、これら透過ピーク波長の値に基づき、波長可変フィルター4の分光特性として示したものが図6である。つまり、本構成例によれば、図6に示す分光特性を有する波長800〜1100nmの透過波長範囲の波長可変フィルターを実現できる。なお、図6のスペクトルのうち、700nm以下の波長成分は本濃度分布測定にとって不要なノイズ成分となるので、上述の光学フィルターを用いて除去することが望ましい。   FIG. 5 is a graph showing the data in Table 1. That is, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the voltage applied to each of the liquid crystal cells 21a, 21b, and 21c and the transmission peak wavelength. The vertical axis represents the applied voltage (V), and the horizontal axis represents the transmission peak wavelength (nm). Show. FIG. 6 shows the spectral characteristics of the wavelength tunable filter 4 based on these transmission peak wavelength values. That is, according to this configuration example, it is possible to realize a wavelength tunable filter having a spectral wavelength characteristic shown in FIG. 6 and having a wavelength range of 800 to 1100 nm. In the spectrum of FIG. 6, the wavelength component of 700 nm or less becomes a noise component that is unnecessary for this concentration distribution measurement. Therefore, it is desirable to remove it using the above-described optical filter.

[CTC検出方法]
次に、DSP6によるCTC検出方法について詳しく説明する。
2波長の光で蛍光強度の比(ratio)の演算による解析法(1波長励起2波長蛍光検出)が知られており、必須ではないが、本実施形態でもこのレシオ法と組み合わせることが望ましい。レシオ法との組み合わせの実施形態では、第1の波長と第2の波長による画像データの比を演算する。図7に蛍光強度と検出波長λ1、λ2の関係を示す。(レシオ法と呼ばれるこの技術の詳細は、「RB.Silver,Methods Cell Biol,2003,72,369.」に示されているので省略する。)この演算により測定条件の差がキャンセルできる。つまり励起光パワー、蛍光色素濃度などがキャンセルされる。第1波長と第2波長は、結合による吸収波長シフトを検出する第3の波長と重ならない必要がある。
[CTC detection method]
Next, the CTC detection method by the DSP 6 will be described in detail.
An analysis method (one-wavelength excitation and two-wavelength fluorescence detection) based on calculation of the ratio of fluorescence intensity with two wavelengths of light is known and is not essential, but it is desirable to combine with this ratio method also in this embodiment. In the embodiment in combination with the ratio method, the ratio of the image data by the first wavelength and the second wavelength is calculated. FIG. 7 shows the relationship between the fluorescence intensity and the detection wavelengths λ1 and λ2. (Details of this technique called the ratio method are omitted because they are described in “RB. Silver, Methods Cell Biol, 2003, 72, 369”.) This calculation can cancel the difference in measurement conditions. That is, excitation light power, fluorescent dye concentration, etc. are cancelled. The first wavelength and the second wavelength need not overlap with the third wavelength for detecting the absorption wavelength shift due to the coupling.

DSP6は、画像メモリー7に蓄えた第1波長と第2波長で検出した同じ位置の画像データを読み出し、割り算を行った後に演算結果を、画像メモリー7に保存する。さらには、あらかじめ第1の波長と第2の波長での蛍光の強度比を元に、その所定の強度比であるものを最大濃度となるように演算することでもよい。この演算は画像データを構成する各画素の光強度分布を、あらかじめ測定しておいた光強度−標識剤濃度の相関関係と照合し、標識剤の濃度を求めるものである。この演算結果は、標識剤の濃度を検出している情報である。(この演算結果を濃度レイヤーとして以下呼ぶこととする。)この濃度レイヤーは、位置情報(X,Y)とそこでの標識剤の濃度の配列データである。データのワード長(濃度の分解能)は、8bitでも10bit、あるいは64bitでもよい。光強度−波長の相関関係は予備実験により求めておき、参照用データテーブルを作成しておく。例えば、第一の波長の光強度を1とすると、第二の波長の光強度は0.9、第3の波長の未結合状態の光強度は0.8で、第3の波長の結合状態の光強度は0.5といった相関の参照用データテーブル(表2)を作成しておく。   The DSP 6 reads out the image data at the same position detected by the first wavelength and the second wavelength stored in the image memory 7, performs division, and stores the calculation result in the image memory 7. Furthermore, based on the intensity ratio of the fluorescence at the first wavelength and the second wavelength, it may be calculated so that the predetermined intensity ratio is the maximum concentration. In this calculation, the concentration of the labeling agent is obtained by comparing the light intensity distribution of each pixel constituting the image data with the correlation between the light intensity and the labeling agent concentration measured in advance. This calculation result is information for detecting the concentration of the labeling agent. (This calculation result is hereinafter referred to as a density layer.) This density layer is position data (X, Y) and array data of the concentration of the labeling agent there. The data word length (concentration resolution) may be 8 bits, 10 bits, or 64 bits. The correlation between the light intensity and the wavelength is obtained by a preliminary experiment, and a reference data table is created. For example, if the light intensity of the first wavelength is 1, the light intensity of the second wavelength is 0.9, the light intensity of the uncoupled state of the third wavelength is 0.8, and the coupled state of the third wavelength A correlation reference data table (Table 2) having a light intensity of 0.5 is prepared in advance.

このような処理のアルゴリズムは、色々考えられるが最も簡単な演算としては次のような演算を説明のための一例として挙げる。図9に、強度のピクセルデータ及び強度のピクセルデータを元に演算されたデータによる画像レイヤー(D0(i,j)〜D5(i,j))を示し説明する。つまり配列で表現されたデータは、それぞれの画像レイヤーに相当する。   Various algorithms for such processing can be considered, but the following calculation is given as an example for explanation as the simplest calculation. FIG. 9 illustrates and describes the intensity pixel data and the image layers (D0 (i, j) to D5 (i, j)) based on the data calculated based on the intensity pixel data. That is, the data represented by the array corresponds to each image layer.

第1波長により測定されるイメージセンサーの検出強度を示すピクセルデータをD1(i,j)とする。この配列は、第1波長に割り当てられた配列データであることを示す。この配列は、画像メモリー7に保持されていて、第1波長により検出された画像データを意味する。iは水平方向(X軸)の位置を示し、jは垂直方向(Y軸)の位置を示すものとする。次に第2波長により測定されるイメージセンサーのピクセルデータをD2(i,j)とする。あらかじめ分かっている第1波長と第2波長の蛍光強度の比(ratio)をrとし、参照用データテーブルの一部に記憶されている。このrから濃度データD0(i,j)は次式(1)で求める。実施形態では、表2からrは0.9である。もっとも合致するものは0となり、一致しない部分のピクセルデータほど値はマイナス値となる。   Let D1 (i, j) be pixel data indicating the detection intensity of the image sensor measured by the first wavelength. This array indicates that the array data is assigned to the first wavelength. This arrangement means image data stored in the image memory 7 and detected by the first wavelength. i indicates the position in the horizontal direction (X-axis), and j indicates the position in the vertical direction (Y-axis). Next, let D2 (i, j) be pixel data of the image sensor measured by the second wavelength. The ratio (ratio) of the fluorescence intensity of the first wavelength and the second wavelength, which is known in advance, is r and stored in a part of the reference data table. From this r, the density data D0 (i, j) is obtained by the following equation (1). In an embodiment, r from Table 2 is 0.9. The closest match is 0, and the pixel data of the non-matching portion has a negative value.

次に、第3の波長データを読み出し、第1の波長または第2の波長のデータから第3の波長の比を演算する。演算能力が高ければ第1の波長と第2の波長のデータ双方と演算して、精度を高めても良い。この演算は画像データを構成する各画素の光強度分布を、データテーブル内の光強度−結合状態の相関関係と照合し、標識剤の結合状態を求めるものである。一般的に、がん細胞などに取り込まれると通常の標識剤の蛍光は弱まるため、第3の波長でこの弱まり具合が参照用データテーブルに記憶されている。図8の点線の凹カーブと実線のカーブがλ3の2点鎖線と交わる部分の比になる。(あるいは、がん細胞と結合して、標識剤の蛍光が強まる場合は、その強まり具合が参照用データテーブルに記憶されることになる。λ3で凸カーブの破線となるが、図示せず。)この演算結果は、標識剤の結合状態を検出している情報である。この演算結果を結合度レイヤーD5(i,j)として以下呼ぶこととする。   Next, the third wavelength data is read, and the ratio of the third wavelength is calculated from the data of the first wavelength or the second wavelength. If the calculation capability is high, the accuracy may be increased by calculating both the first wavelength data and the second wavelength data. In this calculation, the light intensity distribution of each pixel constituting the image data is collated with the correlation between the light intensity and the binding state in the data table to obtain the binding state of the labeling agent. Generally, since fluorescence of a normal labeling agent is weakened when it is taken up by a cancer cell or the like, this weakness is stored in the reference data table at the third wavelength. The ratio of the portion where the dotted concave curve and the solid curve in FIG. 8 intersect with the two-dot chain line of λ3. (Alternatively, when the fluorescence of the labeling agent increases as it binds to the cancer cells, the intensity of the labeling agent is stored in the reference data table. Although it becomes a dashed line of a convex curve at λ3, it is not shown. The calculation result is information for detecting the binding state of the labeling agent. This calculation result is hereinafter referred to as a connectivity layer D5 (i, j).

濃度の処理のアルゴリズムと同様に、ここでも色々考えられるが最も簡単な演算としては次のような演算になる。
第3波長により測定されるイメージセンサーのピクセルデータをD3(i,j)とする。D3(i,j)は、第3波長に割り当てられた配列データであることを示す。
濃度データD0(i,j)の濃度の閾値Dthを決めて、配列データD4(i,j)に閾値Dthを上回れば1、下回れば0のマッピングデータを作る。一般的なプログラム言語の条件文で示すと次式(2)のような処理となる。
Similar to the density processing algorithm, various calculations can be considered here, but the simplest calculation is as follows.
Let D3 (i, j) be pixel data of the image sensor measured by the third wavelength. D3 (i, j) indicates that the array data is assigned to the third wavelength.
A density threshold value Dth of the density data D0 (i, j) is determined, and mapping data of 1 is created if the array data D4 (i, j) exceeds the threshold value Dth, and 0 if it falls below. When expressed by a conditional statement in a general programming language, the processing is as shown in the following equation (2).

こうしてD4(i,j)という、そこに標識剤が存在するか、しないかの2値化マッピングデータができあがる。この2値化マッピングデータをマスク条件にして、各ピクセルでの結合状態をこの後演算する。 In this way, binary mapping data of D4 (i, j) indicating whether or not the labeling agent is present there is completed. Using this binarized mapping data as a mask condition, the combined state at each pixel is then calculated.

結合状態の演算方法は、次式(3)のようになる。結合状態を見分ける蛍光強度比率(r_bind)を予め測定しておく。蛍光強度比率(r_bind)とは、標識剤が結合状態の蛍光強度Iλ3_onと標識剤が非結合状態の蛍光強度Iλ3_offの平均Iλ3_midを第1波長の蛍光強度Iλ1で割った値で定義しておく。   The calculation method of the combined state is as shown in the following equation (3). The fluorescence intensity ratio (r_bind) that distinguishes the binding state is measured in advance. The fluorescence intensity ratio (r_bind) is defined as a value obtained by dividing the average Iλ3_mid of the fluorescence intensity Iλ3_on when the labeling agent is bound and the fluorescence intensity Iλ3_off when the labeling agent is not bound by the fluorescence intensity Iλ1 of the first wavelength.

本実施形態でこの比率(r_bind)を参照用データテーブルの強度比から計算すると次式(4)といった値になる。 In the present embodiment, when this ratio (r_bind) is calculated from the intensity ratio of the reference data table, the following equation (4) is obtained.

この比率(r_bind)を使って次式(5)の演算を行う。 Using this ratio (r_bind), the following equation (5) is calculated.

対象は、2値化マッピングデータD4(i,j)で標識剤の存在する座標(i,j)だけでもよい。ここまでの手順を図10にフローチャートとして示す。 The target may be only the coordinates (i, j) where the labeling agent exists in the binarized mapping data D4 (i, j). The procedure so far is shown as a flowchart in FIG.

こうして得られた濃度レイヤーD0(i,j)と結合度レイヤーD5(i,j)は、それぞれ標識剤の存在と結合状態を示しているので、CTCと結合している標識剤は、二つのレイヤーを重ねることで高い精度で抽出できる。二つのレイヤーの重ね方は、論理和、論理積、ベクトル和など適宜選択する。ここでは、2値化マッピングデータによる論理積の重ね方で結合度レイヤーも求める方法で説明した。別の重ね方として視覚的なイメージの重ね方は、加法混色でありベクトル和であるといえる。次にディスプレイ上での加法混色での重ね方を詳しく説明する。   Since the density layer D0 (i, j) and the binding degree layer D5 (i, j) thus obtained indicate the presence and binding state of the labeling agent, the labeling agent bound to the CTC has two It can be extracted with high accuracy by layering. The method of overlapping the two layers is selected as appropriate, such as logical sum, logical product, and vector sum. Here, the method has been described in which the connectivity layer is also obtained by the logical product overlap based on the binarized mapping data. Another way of superimposing visual images is additive color mixing and vector summation. Next, the method of overlaying with additive color mixing on the display will be described in detail.

この表3では、結合度レイヤーに濃度レイヤーのマスク条件による手順は含まれず、それぞれが独立して並列である条件として構成する。図11に示すフローチャートで求まる。すなわち先の実施形態でのこれらのレイヤーは、例えば表示ディスプレイ上で、濃度レイヤーを緑色(Green)、結合度レイヤーを赤色(Red)で表現してやれば、二つの高レベルな場所は黄色(Yellow)で表現され、そこがCTCであることが容易に判読できる。これは、人間が認知し易い処理の例であるが、コンピューターで処理を行う場合は、二つのレイヤーのピクセルのベクトル和の演算を行い、ある閾値を超えたデータを抽出していくことで、CTCの存在がコンピューターでも自動認識できる。   In Table 3, the coupling degree layer does not include a procedure based on the mask condition of the density layer, and is configured as a condition in which each is independently parallel. It is obtained from the flowchart shown in FIG. That is, these layers in the previous embodiment, for example, on the display, if the density layer is expressed in green and the coupling layer is expressed in red, the two high-level places are yellow. It can be easily read that it is a CTC. This is an example of processing that is easy for humans to recognize, but when processing with a computer, by calculating the vector sum of the pixels of two layers and extracting data that exceeds a certain threshold, The presence of CTC can be automatically recognized by a computer.

図12にその説明図を示す。Greenの濃度レイヤーは、標識剤すべてが見えるため検出すべき細胞がノイズの中に埋もれてしまっている。Redの結合度レイヤーは、結合度を検出するため所定の強度変化(λ3/λ1)を生じている部分が抽出されている。この結合度レイヤーの情報だけでは、強度変化が偶然その値になる標識剤のない部分も混在している。そしてYellowのレイヤーは、標識剤が存在し、かつ、所定の強度変化を生じている部分が抽出されることになり、所望の細胞などの対象物を精度よく検出できる。Greenの濃度レイヤーやRedの結合度レイヤーのノイズとなる部分は、重ね合わせによって排除できる。   FIG. 12 shows an explanatory diagram thereof. In the green density layer, all of the labeling agent is visible, so the cells to be detected are buried in the noise. In the Red coupling degree layer, a portion causing a predetermined intensity change (λ3 / λ1) is extracted in order to detect the coupling degree. Only the information of the connectivity layer includes a portion without a labeling agent in which the intensity change happens to be the value. In the Yellow layer, a portion where a labeling agent is present and a predetermined intensity change is extracted, and an object such as a desired cell can be accurately detected. Parts that cause noise in the green density layer and red connectivity layer can be eliminated by superposition.

図12は細胞計数用の顕微鏡下でのプレパラートのイメージで説明したが、インビボでの検出は、図13のような微小循環とよばれている毛細血管等で検出することとなる。円柱状の血管内を対象となる細胞が流れている。また結合していない標識剤も血液の中に流れている。つまりλ1とλ2による濃度データで、Greenの濃度レイヤーを演算して、標識剤の存在部分を検出する。(ここまでも述べたようにレシオ法を意味する)次にRedの結合度レイヤーは、結合度を検出するため所定の強度変化(λ3/λ1)を生じている部分が抽出されている。強度変化が偶然その値になる標識剤のない部分も混在している。ここでは、結合度レイヤーでたまたま標識剤と同じ強度変化をするノイズ成分を十字マークで示している。インビボでも、これまで説明した手法と同様に、濃度レイヤーと結合度レイヤーの重ね合わせにより、結合した標識剤の部分のみを抽出でき、CTCのようなまれな細胞も高精度な検出を可能とする。   Although FIG. 12 has been described with an image of a preparation under a microscope for cell counting, in vivo detection is performed using a capillary or the like called microcirculation as shown in FIG. Target cells are flowing in a cylindrical blood vessel. Unlabeled labeling agent also flows into the blood. In other words, the density layer of Green is calculated from the density data of λ1 and λ2, and the presence portion of the labeling agent is detected. (This means the ratio method as described above.) Next, in the Red coupling degree layer, a portion causing a predetermined intensity change (λ3 / λ1) is extracted in order to detect the coupling degree. The part without the labeling agent whose intensity change coincides with that value is also mixed. Here, a noise component that happens to have the same intensity change as the labeling agent in the coupling degree layer is indicated by a cross mark. In vivo, similar to the method described so far, only the portion of the bound labeling agent can be extracted by superimposing the concentration layer and the binding degree layer, and even rare cells such as CTC can be detected with high accuracy. .

こうして画像処理を行えば、CTCの数を精度よく計数することもでき、患者の体内における治療効果に関する情報を得ることができる。
本実施形態のCTC測定装置1においては、特定波長の光の強度値だけでCTCを算出するのではなく、例えば910、980、1057nmといった所定の波長帯域の光の強度分布から、標識の結合しているCTCを算出しているので、CTCの算出を精度良く行うことができる。このようにして、本実施形態のCTC測定装置1によれば、採血等を行うことなく非侵襲の方法で、生体100からの放出光を検出することでCTCを正確かつ迅速に測定できる。
By performing image processing in this way, the number of CTCs can be counted with high accuracy, and information on the therapeutic effect in the patient's body can be obtained.
In the CTC measuring apparatus 1 of the present embodiment, the CTC is not calculated only by the intensity value of light of a specific wavelength, but the label is coupled from the intensity distribution of light in a predetermined wavelength band such as 910, 980, 1057 nm. Therefore, the CTC can be calculated with high accuracy. Thus, according to the CTC measuring apparatus 1 of this embodiment, CTC can be measured accurately and rapidly by detecting the emitted light from the living body 100 by a non-invasive method without collecting blood or the like.

この例ではλ1〜λ3の3波長を使う例を示したが、さらに高精度にするために4波長、5波長、といった多波長を使ってもよい。また、特定の部分(血管の位置など)の標識剤濃度が予め推定できる場合は、レシオ法による2波長は必要でないので、1波長(λ1=λ2)で標識濃度を算出して、λ3の結合度の検出と2波長で済む実施形態の変形例も可能である。   In this example, an example in which three wavelengths of λ1 to λ3 are used is shown, but multiple wavelengths such as four wavelengths and five wavelengths may be used for higher accuracy. In addition, if the labeling agent concentration of a specific part (such as the position of a blood vessel) can be estimated in advance, two wavelengths by the ratio method are not required, so the labeling concentration is calculated at one wavelength (λ1 = λ2) and the binding of λ3 Variations of the embodiment that only require degree detection and two wavelengths are also possible.

個々の患者の血中薬剤濃度を測定することで、望ましい有効治療濃度に収まるように用法、用量を設計する薬物治療モニタリング(Therapeutic Drag Monitoring:TDM)という医療技術が知られている。本実施形態のCTC測定装置1は、CTCをリアルタイムで測定できるので、抗がん剤の投与治療時においても有用であると考えられる。通常のTDMは、薬剤の血中濃度を把握することで、薬物濃度を管理するので、オープンループの処理である。つまり抗がん剤の濃度だけをコントロールするので、効く、効かないは個人差があった。効いていないのに、患者に苦痛だけを与えるような抗がん剤治療もされていた。しかし、本発明により、薬が効いているかどうかをCTCの挙動を把握するクローズドループのTDMに進化させることができる。つまり、がん組織を攻撃してCTCの放出量をモニターするので、効果を常時モニターすることも可能とする。また、特許文献1、2などに挙げた従来の採血による方法では静脈内の1点の濃度データでしか取れなかったものが、時間軸の1次元と場所の2次元の濃度分布データとして取れることになり、得られる情報の幅が点から3次元に広がることで測定精度が大幅に向上し、応用範囲が格段に広がる。   A medical technique called therapeutic drag monitoring (TDM) is known in which dosage and dosage are designed so as to be within a desired effective therapeutic concentration by measuring the blood drug concentration of an individual patient. Since the CTC measuring apparatus 1 of this embodiment can measure CTC in real time, it is thought that it is useful also at the time of the administration treatment of an anticancer agent. Normal TDM is an open-loop process because the drug concentration is managed by grasping the blood concentration of the drug. In other words, since only the concentration of the anticancer drug is controlled, there are individual differences in whether or not it works. Although it was not effective, it was also treated with anticancer drugs that only caused pain to the patient. However, according to the present invention, whether or not a drug is effective can be evolved into a closed-loop TDM that grasps the behavior of CTC. That is, since the amount of CTC released is monitored by attacking the cancer tissue, the effect can be constantly monitored. In addition, the conventional blood sampling methods listed in Patent Documents 1 and 2 can obtain only one point of concentration data in the vein as two-dimensional concentration distribution data of the time axis and the location. As a result, the range of information that can be obtained spreads three-dimensionally from the point, so that the measurement accuracy is greatly improved and the range of application is greatly expanded.

さらに、遺伝子診断のデータベース(人種、性別、個人差などの)が揃っていないものも、効果のフィードバックがすぐできるので、かなりの抗がん剤について、試しに使ってみることもできる。このようにして、副作用を最小にして、種々の薬剤の効果を大きく引き出すことができる。したがって、薬理効果は大きい反面、副作用が大きい、有効濃度域が狭い等の理由で使い難かった抗がん剤も選択肢の一つになり、QOLを保ったまま効果的な治療を行うことができる。   In addition, even if there is no genetic diagnosis database (race, gender, individual difference, etc.), it is possible to immediately feedback the effect, so you can try out a lot of anticancer drugs. In this way, the side effects can be minimized and the effects of various drugs can be greatly extracted. Therefore, an anticancer agent that is difficult to use because of its large pharmacological effect but large side effects and narrow effective concentration range is also an option, and effective treatment can be performed while maintaining QOL. .

効果として、がん治療の再発防止(予後)を中心に考えているが、もちろん検査・予防の目的で行うことも可能である。このようにして、本実施形態によれば、医療の質を向上させるとともに医療コストを低減させることができ、社会に大きく貢献できる。
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では標識剤を生体100に投与する例を説明したが、サプリメントの機能をもつ標識剤(ビタミン類)を生体100に投与することができれば、あえて検査のための標識剤を用いる必要がなくなる。この場合、日々意識せず飲んでいることで、年一回の健康診断、人間ドックでがん検診ができることになる。
As an effect, the focus is on preventing the recurrence of cancer treatment (prognosis), but it can of course also be used for testing and prevention purposes. Thus, according to this embodiment, the quality of medical treatment can be improved and the medical cost can be reduced, which can greatly contribute to society.
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, an example in which a labeling agent is administered to the living body 100 has been described. However, if a labeling agent (vitamins) having a supplement function can be administered to the living body 100, a labeling agent for testing is used. There is no need. In this case, if you drink without being conscious of it every day, you will be able to perform a medical checkup once a year and a cancer screening at a medical checkup.

また、上記実施形態の図2は、抗がん剤を点滴治療する、比較的大型のCTC測定装置を配置するイメージで描いているが、身体の末端のみを測定する小型の装置であっても良いし、例えば図14に示すように腕時計のような形態で光源や波長フィルター、CCD等を搭載した装置を肌に直接装着するものであっても良い。CTCの計数値を表示したり、メモリーに蓄えたデータをワイヤレスでホストコンピューターに転送したりするなどの機能を持つこともよい。   Moreover, although FIG. 2 of the said embodiment is drawn with the image which arrange | positions the comparatively large CTC measuring apparatus which drip-treats an anticancer agent, even if it is a small apparatus which measures only the terminal of a body For example, as shown in FIG. 14, a device equipped with a light source, a wavelength filter, a CCD, etc. in a form like a wristwatch may be directly attached to the skin. It is also possible to have functions such as displaying the CTC count value and wirelessly transferring the data stored in the memory to the host computer.

1…循環腫瘍細胞測定装置、3…光源、4…波長可変フィルター、5…エリアセンサー(光検出手段)、6…信号処理プロセッサー(演算手段)、7…画像メモリー、21a,21b,21c…液晶セル、D0(i,j)…濃度データ、D1(i,j)…λ1による検出データ、D2(i,j)…λ2による検出データ、D3(i,j)…λ3による検出データ、D4(i,j)…2値化マッピングデータ(マスクデータ)、D5(i,j)…結合度データ、100…生体。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Circulating tumor cell measuring device, 3 ... Light source, 4 ... Wavelength variable filter, 5 ... Area sensor (light detection means), 6 ... Signal processor (calculation means), 7 ... Image memory, 21a, 21b, 21c ... Liquid crystal Cell, D0 (i, j) ... concentration data, D1 (i, j) ... detected data by λ1, D2 (i, j) ... detected data by λ2, D3 (i, j) ... detected data by λ3, D4 ( i, j)... binarized mapping data (mask data), D5 (i, j)... connectivity data, 100.

Claims (6)

生体物質と結合する蛍光標識剤によって前記生体物質を検出する生体物質測定装置であって、
前記蛍光標識剤を励起する光を照射する光源と、
前記蛍光標識剤に前記光が照射された際に前記蛍光標識剤から放出される光が入射され、入射光の全波長域のうちの所定の波長域の光を透過するとともに、前記波長域を変更可能な波長可変フィルターと、
前記波長可変フィルターを通して入射された光の強度を検出して前記生体物質から放出される光の強度分布を取得する光検出手段と、
前記光検出手段が取得した前記生体物質から放出される光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤が存在している濃度を算出する濃度算出手段と、
前記光検出手段が取得した前記測定対象の複数の位置における光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤が結合している結合度を算出する結合度算出手段と、
を備えたことを特徴とする生体物質測定装置。
A biological substance measuring apparatus for detecting the biological material by fluorescence labeling agent that binds to the biological material,
A light source that emits light that excites the fluorescent labeling agent;
Light emitted from the fluorescent labeling agent when the fluorescent labeling agent is irradiated with the light is incident, and transmits light in a predetermined wavelength range of the entire wavelength range of incident light. A tunable filter that can be changed,
A light detection means for detecting the intensity of light incident through the wavelength tunable filter and obtaining an intensity distribution of light emitted from the biological material ;
A concentration calculating means for calculating a concentration at which the fluorescent labeling agent is present based on an intensity distribution of light emitted from the biological material acquired by the light detecting means;
A binding degree calculating means for calculating a binding degree to which the fluorescent labeling agent is bound, based on light intensity distribution at a plurality of positions of the measurement target acquired by the light detecting means;
A biological material measuring apparatus comprising:
前記光検出手段の光を照射する光源の波長域、及び波長可変フィルターの波長域に、波長が600nm〜1200nmの光を使用することを特徴とする請求項1に記載の生体物質測定装置。   2. The biological material measuring apparatus according to claim 1, wherein light having a wavelength of 600 nm to 1200 nm is used in a wavelength range of a light source that irradiates light of the light detection means and a wavelength range of a wavelength tunable filter. 前記結合度算出手段は、前記濃度算出手段による算出結果をマスクデータとして結合度を演算することを特徴とする請求項1または2に記載の生体物質測定装置。   The biological substance measuring apparatus according to claim 1, wherein the binding degree calculating unit calculates a binding degree using a calculation result obtained by the concentration calculating unit as mask data. 前記濃度算出手段による算出結果と前記結合度算出手段による結合度と演算することを特徴とする請求項1または2に記載の生体物質測定装置。 The biological material measuring apparatus according to claim 1 or 2, wherein a calculation result by the concentration calculating means and a binding degree by the binding degree calculating means are calculated. 生体物質と結合する蛍光標識剤によって前記生体物質を検出する生体物質測定方法であって、
前記蛍光標識剤を励起する光を照射する光照射工程と、
前記蛍光標識剤に前記光が照射された際に前記蛍光標識剤から放出される光のうち、前記生体物質から放出される特定の波長域の光の強度を検出し、前記波長域を変えて前記強度の検出することにより、前記生体物質から放出される光の強度分布を取得する強度分布取得工程と、
前記生体物質から放出される光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤の濃度を算出する濃度算出工程と、
前記生体物質から放出される光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤が結合している結合度を算出する結合度算出工程と、
を備えたことを特徴とする生体物質測定方法。
A fluorescent labeling agent that binds to the biological material a biological substance measurement method for detecting the biological material,
A light irradiation step of irradiating light for exciting the fluorescent labeling agent;
Detecting the intensity of light in a specific wavelength range emitted from the biological material among the light emitted from the fluorescent labeling agent when the fluorescent labeling agent is irradiated with the light, and changing the wavelength range by detecting the intensity, the intensity distribution acquisition step of acquiring an intensity distribution of light emitted from the biological material,
A concentration calculating step for calculating a concentration of the fluorescent labeling agent based on an intensity distribution of light emitted from the biological material ;
A degree-of-binding calculation step for calculating the degree of binding of the fluorescent labeling agent based on the intensity distribution of light emitted from the biological material ;
A biological material measuring method comprising:
生体物質と結合する蛍光標識剤によって生体内の前記生体物質を検出する生体内循環腫瘍細胞測定方法であって、
前記蛍光標識剤を励起する光を前記生体に対して照射する光照射工程と、
前記蛍光標識剤に生体外から前記光が照射された際に前記蛍光標識剤から生体外に放出される光のうち、前記生体物質から放出される特定の波長域の光の強度を検出し、前記波長域を変えて前記強度の検出をすることにより、前記生体物質から放出される光の強度分布を取得する強度分布取得工程と、
前記生体物質から放出される光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤の濃度を算出する濃度算出工程と、
前記生体物質から放出される光の強度分布に基づいて、前記蛍光標識剤が結合している結合度を算出する結合度算出工程と、
を備えたことを特徴とする生体内循環腫瘍細胞測定方法。
In vivo circulating tumor cell measurement method for detecting the biological material in the living body by a fluorescent labeling agent that binds to the biological material ,
A light irradiation step of irradiating the living body with light that excites the fluorescent labeling agent;
Wherein among the ex vivo fluorescent labeling agent of the light which the light is emitted in vitro from the fluorescent labeling agent upon irradiation, detecting the intensity of light of a specific wavelength range emitted from the biological material, by the detection of the intensity by changing the wavelength range, and intensity distribution acquisition step of acquiring an intensity distribution of light emitted from the biological material,
A concentration calculating step for calculating a concentration of the fluorescent labeling agent based on an intensity distribution of light emitted from the biological material ;
A degree-of-binding calculation step for calculating the degree of binding of the fluorescent labeling agent based on the intensity distribution of light emitted from the biological material ;
A method for measuring circulating tumor cells in vivo, comprising:
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