JP7385828B2 - Malignant melanoma diagnostic device - Google Patents
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Description
特許法第30条第2項適用 平成31年1月8日、第24回高専シンポジウムin Oyama 講演要旨F-22、発表者:荒木桃子,藤井海雄,経田僚昭,秋口俊輔Application of
特許法第30条第2項適用 令和元年5月11日、2019年度日本伝熱学北陸信越支部総会・春季セミナー、発表者:荒木桃子,秋口俊輔,経田僚昭,百生登,田尻智紀,八賀正司,安藤嗣修Application of
特許法第30条第2項適用 令和元年8月31日、2019年電気・情報関係学会北陸支部連合大会、発表者:荒木桃子,秋口俊輔,経田僚昭,田尻智紀,安藤嗣修,八賀正司Application of
この発明は、生体の血流状態をレーザドップラー方式によって測定し、深層学習による人工知能を用いて悪性黒色腫を峻別する診断装置に関する。 The present invention relates to a diagnostic device that measures the state of blood flow in a living body using a laser Doppler method and uses artificial intelligence based on deep learning to clearly distinguish malignant melanoma.
従来の悪性黒色腫の診断には、特許文献1,2,3に開示されているように、腫瘍マーカーを利用して診断するもので、患者の血液を採取する必要があった。従って、検査や診断を非侵襲で行うものではなく、定期的な検査や経過観察には患者の負担が大きかった。
Conventional malignant melanoma diagnosis uses tumor markers, as disclosed in
一方、ヒトの皮膚の血流に関するデータは、皮膚組織の代謝活性の状態、新陳代謝の状態、老化度、皮膚癌、その他種々の皮膚の状態に関係するものであり、皮膚の血流の測定は、皮膚の状態を判断する上で参考となるものである。ヒトの皮膚の血流を測定する装置として、特許文献4,5に開示されているように、レーザドップラー方式(Laser Doppler Velocimetry(LDV))によって非侵襲で測定する装置が提案されている。レーザドップラー方式による測定方法は、血流測定方法として皮膚に侵襲を与えず、血流速及び血流量の瞬間値を連続的に測定することができる。レーザドップラー方式による血流測定方法は、レーザ光の単色性、可干渉性を利用したもので、レーザ光が皮膚組織内の血管に照射されると、血管内で動いている血球で散乱した光がドップラー効果により周波数シフトを生じるので、この周波数シフト量を基にして血流速を求めるものである。さらに、レーザドップラー方式を基盤技術として、計測点を多点化したMultipoint LDVの開発も行われている。 On the other hand, data regarding human skin blood flow is related to the metabolic activity state of skin tissue, metabolic state, degree of aging, skin cancer, and various other skin conditions. , which serves as a reference in determining the condition of the skin. As a device for measuring blood flow in human skin, a device that non-invasively measures blood flow using a laser Doppler method (Laser Doppler Velocimetry (LDV)) has been proposed, as disclosed in Patent Documents 4 and 5. The laser Doppler measurement method is a blood flow measurement method that does not invade the skin and can continuously measure instantaneous values of blood flow velocity and blood flow volume. The laser Doppler method for measuring blood flow utilizes the monochromaticity and coherence of laser light.When a laser beam is irradiated onto a blood vessel in the skin tissue, light scattered by blood cells moving within the blood vessel is detected. Since a frequency shift occurs due to the Doppler effect, the blood flow velocity is determined based on this frequency shift amount. Furthermore, Multipoint LDV, which uses the laser Doppler method as a basic technology and has multiple measurement points, is also being developed.
従来の悪性黒色腫診断方法では、患者の血液を採取するもので、検査や診断を非侵襲で行うものではなく、頻繁な検査や経過観察には患者の負担が大きかった。また、特許文献4,5に開示されたレーザドップラー方式による血流測定方法は、血流状態を観察することに留まり、悪性黒色腫診断を可能にしたものではない。非侵襲的方法による悪性黒色腫診断は、ダーモスコピーによる医師の目視による判断に委ねる方法が一般的であり、完全非侵襲で皮膚癌を診断する技術はない。 Conventional methods for diagnosing malignant melanoma involve collecting blood from the patient, rather than performing non-invasive testing and diagnosis, which places a heavy burden on patients with frequent tests and follow-up observations. Furthermore, the laser Doppler blood flow measurement methods disclosed in Patent Documents 4 and 5 are limited to observing the state of blood flow, and do not enable diagnosis of malignant melanoma. Diagnosis of malignant melanoma by a non-invasive method generally relies on a doctor's visual judgment using dermoscopy, and there is no technology for diagnosing skin cancer completely non-invasively.
この発明は、上記従来の背景技術に鑑みて成されたもので、簡単な光学系を用いたレーザドップラー血流測定方法により、患者の負担を軽減し、非侵襲で高精度に悪性黒色腫の診断を正確に行うことができる悪性黒色腫診断装置を提供することを目的とする。 This invention was made in view of the above-mentioned conventional background technology, and uses a laser Doppler blood flow measurement method using a simple optical system to reduce the burden on patients and to detect malignant melanoma non-invasively and with high precision. An object of the present invention is to provide a malignant melanoma diagnostic device that can accurately diagnose malignant melanoma.
この発明は、深層学習を用いた画像判断技術を基に皮膚癌の発現の有無を診断するものである。診断において先ず、悪性黒色腫である皮膚癌及び悪性ではない黒子の画像をそれぞれ数千枚程度用意し、皮膚癌か黒子かをラベリングしたデータを蓄積する。次に、深層学習を用いた画像診断プログラムによりそれぞれの画像から特徴量の抽出を行う。通常、皮膚癌の診断は皮膚表面の画像を用いて行われるが、本発明では血流計測結果を併用する。皮膚癌は内部の血流異常を誘発するが、黒子は血流異常を誘発しない。皮膚表面の外部情報と血流状態の内部情報とを併用することにより、高精度な悪性黒色腫(メラノーマ)診断の根拠を得ることができる。 This invention diagnoses the presence or absence of skin cancer based on image judgment technology using deep learning. In diagnosis, first, several thousand images of skin cancer, which is malignant melanoma, and lentigines, which are not malignant, are prepared, and data labeled as skin cancer or lentigo is accumulated. Next, features are extracted from each image using an image diagnosis program using deep learning. Normally, skin cancer diagnosis is performed using images of the skin surface, but in the present invention, blood flow measurement results are also used. Skin cancer induces internal blood flow abnormalities, but lentigines do not. The basis for highly accurate malignant melanoma diagnosis can be obtained by using both external information on the skin surface and internal information on the blood flow state.
この発明の悪性黒色腫診断装置は、生体組織の画像を撮影する撮影装置と、レーザ光源と、前記レーザ光源からのレーザ光を周波数の若干異なる2本のレーザ光に分岐する音響光学素子と、前記音響光学素子で分岐した前記レーザ光を各々所定の方向に反射する反射鏡と、前記反射鏡により反射された前記レーザ光を面状の薄いシート光にする拡張光学系と、分岐した前記各シート光を生体内の所定位置で互いに交差させる集光光学系と、前記シート光が交差した部位での散乱光を結像させる結像光学系と、前記結像光学系の結像位置に配置された受光部材と、前記受光部材に入射した前記散乱光を電気信号に変換する光電変換素子と、前記生体組織内の前記所定位置の血管の血流により前記レーザ光がドップラー周波数シフトした血流速を、前記光電変換素子毎の前記電気信号を基にして演算する血流演算手段とを備えるレーザドップラー血流測定装置を有する。さらに、既知の悪性黒色腫の撮影画像と、その撮影画像の領域を前記レーザドップラー血流測定装置により測定した血流画像と、腫瘍ではない黒子の撮影画像と、その黒子の撮影画像の領域を前記レーザドップラー血流測定装置により測定した血流画像とを、予め深層学習して峻別可能にした深層学習手段とを備え、悪性黒色腫の疑いのある皮膚を前記撮影装置により撮影した撮影画像と、その撮影画像の領域を前記レーザドップラー血流測定装置により測定した血流画像とを取得して、前記深層学習手段により、悪性黒色腫であるか否かを判断する悪性黒色腫診断装置である。 The malignant melanoma diagnostic device of the present invention includes: an imaging device that takes an image of a living tissue; a laser light source; and an acousto-optic element that branches the laser light from the laser light source into two laser lights with slightly different frequencies. a reflecting mirror that reflects each of the laser beams branched by the acousto-optic element in a predetermined direction; an extended optical system that converts the laser beam reflected by the reflecting mirror into planar thin sheet light; and each of the branched laser beams. a condensing optical system that causes the sheet lights to intersect with each other at a predetermined position within the living body; an imaging optical system that forms an image of the scattered light at the site where the sheet lights intersect; and an imaging optical system that is arranged at the imaging position of the imaging optical system. a photoelectric conversion element that converts the scattered light incident on the light receiving member into an electrical signal; and a blood flow in which the laser beam is shifted in Doppler frequency by the blood flow of the blood vessel at the predetermined position in the living tissue. The laser Doppler blood flow measurement device includes a blood flow calculation means for calculating the speed based on the electrical signal of each photoelectric conversion element. Furthermore, a photographed image of a known malignant melanoma, a blood flow image obtained by measuring the region of the photographed image with the laser Doppler blood flow measuring device, a photographic image of a lentigine that is not a tumor, and a photographed image region of the lentigine are A deep learning means is capable of performing deep learning in advance to distinguish between a blood flow image measured by the laser Doppler blood flow measuring device, and a captured image of skin suspected of having malignant melanoma captured by the imaging device. , a malignant melanoma diagnostic device that acquires a blood flow image obtained by measuring a region of the photographed image with the laser Doppler blood flow measuring device, and uses the deep learning means to determine whether or not it is malignant melanoma. .
さらに、前記音響光学素子により前記2本のレーザ光は各々変調され、前記レーザドップラー血流測定装置は、前記2本のレーザ光の入射波面の位相差による干渉縞の移動方向により血液の流れの方向を検知し、前記悪性黒色腫への血液の供給状態を判断可能に設けられている。 Further, the two laser beams are each modulated by the acousto-optic element, and the laser Doppler blood flow measuring device measures the blood flow based on the moving direction of interference fringes due to the phase difference between the incident wavefronts of the two laser beams. It is provided to be able to detect the direction and determine the state of blood supply to the malignant melanoma.
前記集光光学系は、同一平面内に含まれる2本の前記各シート光の面同士を、当該面内で互いに交差させるものでも良い。 The condensing optical system may make the surfaces of the two sheets of light included in the same plane intersect with each other within the plane .
この発明の悪性黒色腫診断装置によれば、ヒトの体内での血流速を完全な非侵襲で直接測定し、高精度に悪性黒色腫の診断を行うことができる。これにより、患者の負担が軽減され、より頻繁な検査や経過観察が可能となり、治療精度も向上させることができる。 According to the malignant melanoma diagnostic device of the present invention, the blood flow velocity within the human body can be directly measured in a completely non-invasive manner, and malignant melanoma can be diagnosed with high accuracy. This reduces the burden on patients, enables more frequent examinations and follow-up observations, and improves treatment accuracy.
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図1、図2は、この発明の第一実施形態の悪性黒色腫診断装置に用いるレーザドップラー血流測定装置10を示すもので、この実施形態のレーザドップラー血流測定装置10は、図1に示すように、レーザダイオード等のレーザ光源12と、このレーザ光源12からの連続発振レーザ光Lを周波数の若干異なる2本のレーザ光L1,L2に分岐させる音響光学素子14を備えている。レーザ光Lの波長は、波長750~1500nm程度が好ましく、例えば近赤外の波長785nmのレーザを用いる。これは、近赤外光は血管等の生体組織内への透過率が高いからである。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings. 1 and 2 show a laser Doppler blood flow measuring device 10 used in a malignant melanoma diagnostic device according to a first embodiment of the present invention. As shown, it includes a
音響光学素子14は音響工学媒体に圧電素子が接着された構造で、媒体中に超音波が発生すると、光弾性効果により周期的な屈折率変化が生じることを利用している。音響光学素子14にレーザ光Lが入射されると、ブラッグ回析が生じ、回析を受けない0次光から1次、2次、3次等の回析光を得る。音響光学素子14では、内部の圧電素子を例えば周波数fa=80MHzで駆動し、光強度の高い0次光(L1)と1次光(L2)を用いる。1次光(L2)は、0次光(L1)の周波数に、超音波周波数faが加わった周波数を持ち、0次光(L1)と1次光(L2)の周波数差が、音響光学素子14を駆動させる超音波周波数となる。
The acousto-
さらに、音響光学素子15の光出射側には、分岐されたレーザ光L1,L2を2方向に反射する反射プリズム16と、反射プリズム16により反射されたレーザ光L1,L2を互いに平行に反射する反射鏡18,19を備えている。さらに、反射鏡18,19により反射した2本のレーザ光L1,L2が入射する集光光学系である2枚のアクロマテッィクレンズ20と、レーザ光L1,L2をシート状に広げる拡張光学系であるロッドレンズ22,23が配置されている。各ロッドレンズ22,23に入射したレーザ光L1,L2のシート光は、アクロマテッィクレンズ20の焦点位置で交差する。シート光であるレーザ光L1,L2は、互いに交差し、その交差部は1本の線状に光強度の高い線状照射部位Lxとして形成され、後述する生体組織の血管と交差して照射される。
Further, on the light output side of the acousto-optic element 15, there is a
線状照射部位Lxでの散乱光は、図1に示すように、散乱光の結像光学系を兼ねるアクロマテッィクレンズ20により集光され結像される。アクロマテッィクレンズ20による線状照射部位Lxの散乱光の結像位置には、受光部材26の光ファイバアレイ24の端面部24aが位置し、線状照射部位Lxに沿って線状に、線状照射部位Lxの画像が結像可能に配置されている。
As shown in FIG. 1, the scattered light at the linear irradiation site Lx is focused and imaged by an
光ファイバレイ24は、各光ファイバ28が束ねられた光ファイバ束28aを経て、各光ファイバ28の他方の端部に導かれ、光ファイバ28毎に光プラグ30に繋がっている。光プラグ30は、光電変換素子である各々光レセプタクル32に接続可能に設けられている。各光レセプタクル32には、アバランシェフォトダイオードが光ファイバ28の数だけ設けられている。アバランシェフォトダイオードは、光ファイバ28により導かれた光を高感度で各々電気信号に変換する。
The optical fiber array 24 is guided to the other end of each optical fiber 28 through an
各光レセプタクル32のアバランシェフォトダイオードの各出力は、図2に示すように、光ファイバ28の本数だけ設けられた各アンプ34を介して、各々周波数フィルタ36に入力し、所定の周波数の信号がA/D変換されて、光ファイバ28の数だけ設けられたデータレコーダ38に各々記録される。各データレコーダ38に記録されたデジタル信号は、血流演算手段であるコンピュータ40に入力される。コンピュータ40は、線状照射部位Lxの血流速と血流の方向、血流量等を演算するとともに、後述する深層学習を行う深層学習手段を備えている。
As shown in FIG. 2, each output of the avalanche photodiode of each
次に、この実施形態のレーザドップラー血流測定装置10によるレーザドップラー血流測定方法について、以下に説明する。このレーザドップラー血流測定方法は、レーザ光源12から出射されたレーザ光Lを、音響光学素子14により変調し、反射プリズム16で分岐したレーザ光L1,L2を、アクロマテッィクレンズ20を経てシリンドリカルレンズ22,23によりシート状のレーザ光L1,L2にする。さらに、シート光のレーザ光L1,L2は、シリンドリカルレンズ22,23により、アクロマテッィク20の焦点位置で互いに交差させ、血管のある生体内の所定位置に線状照射部位Lxを形成する。この状態で、血管内の血流速及びその血流方向を、光ファイバ28を単位として、コンピュータ40により、結像光学系の倍率により決まる空間分解能で求めることができる。
Next, a laser Doppler blood flow measurement method using the laser Doppler blood flow measurement device 10 of this embodiment will be described below. This laser Doppler blood flow measurement method modulates a laser beam L emitted from a
シート状のレーザ光L1,L2の交差部である線状照射部位Lxは、1本の線状に光強度の高い部分であり、レーザ光L1,L2の入射波面の位相差によって干渉縞ができ、この線状照射部位Lxの領域を赤血球がある速度で通過すると、散乱光のドップラー周波数が変化する。この線状照射部位Lxでは、シート光Lsが照射された血流中の血球により散乱したレーザ光が、血流の流速によるドップラー効果により、散乱光のドップラー周波数が変化する。なお、静止した組織では散乱光のドップラー周波数の変化はない。線状照射部位Lxでの各散乱光は、アクロマテッィクレンズ20により光ファイバレイ24の端面部24aの対応する点に結像される。この散乱光を、光ファイバ28を介して光レセプタクル32のアバランシェフォトダイオードに入力し、電気的なビート信号として検出し、検出した周波数変化と強度が、血球の速度及び個数に対応した値である。
The linear irradiation area Lx, which is the intersection of the sheet-like laser beams L1 and L2, is a single linear portion with high light intensity, and interference fringes are formed due to the phase difference between the incident wavefronts of the laser beams L1 and L2. When red blood cells pass through the linear irradiation site Lx at a certain speed, the Doppler frequency of the scattered light changes. In this linear irradiation site Lx, the Doppler frequency of the laser light scattered by blood cells in the bloodstream irradiated with the sheet light Ls changes due to the Doppler effect due to the flow velocity of the bloodstream. Note that in a stationary tissue, there is no change in the Doppler frequency of the scattered light. Each of the scattered lights at the linear irradiation site Lx is imaged by the
ここでの血流演算処理は、アバランシェフォトダイオードにより得られた入力信号をA/D変換してコンピュータ40に入力し、そのデジタル信号を高速フーリエ変換し、さらにノイズ除去処理等を施して、ドップラー周波数を算出する。ドップラー周波数は、検出した信号の周波数スペクトルにおいて、ドップラー周波数でのピークが表れることにより求まる。ドップラー周波数が求まると、その周波数から血球の速度が算出され、血球の速度は血流の流速であることから血流速が算出される。これを各受光部材である光ファイバ28毎に求めて、コンピュータ40により、対応する部位の血流の速度を算出し、さらに、線状照射部位Lxを光学的に走査し、対象部位の血管断面での血流速を求める。この実施形態では、音響光学素子14によりレーザ光L1,L2に変調をかけているので、干渉縞の移動方向により、血液の流れの方向も識別することができる。
The blood flow calculation processing here is performed by A/D converting the input signal obtained by the avalanche photodiode, inputting it to the
次に、この実施形態の悪性黒色腫診断装置による悪性黒色腫診断について以下に説明する。この実施形態の悪性黒色腫診断は、レーザドップラー血流測定装置10によるレーザドップラー血流測定と、生体組織の血管画像を一般的な撮影装置により取得した撮影画像とを基に、コンピュータ40を用いた深層学習を利用したものである。深層学習手段であるコンピュータ40による悪性黒色腫診断プログラム42は、図3に示すように、先ず既知の悪性黒色腫の撮影画像a1と、その撮影画像a1の領域をレーザドップラー血流測定装置10により測定した血流画像b1を多数取り込んで深層学習を行う。さらに、腫瘍ではない黒子の撮影画像aと、その領域をレーザドップラー血流測定装置10により測定した血流画像bも、多数取り込み深層学習する。この実施形態では、皮膚癌である悪性黒色腫と、悪性ではない黒子の画像をそれぞれ数千枚程度用意し、皮膚癌か黒子かをラベリングしたデータを用意する。次に、コンピュータ40を用いて、深層学習を用いた画像診断プログラムによりそれぞれの画像から特徴量の抽出を行う。
Next, malignant melanoma diagnosis using the malignant melanoma diagnostic apparatus of this embodiment will be described below. Malignant melanoma diagnosis in this embodiment is performed using a
ここで、悪性黒色腫であるメラノーマについて、図4から図9に、例えばマウスの耳に腫瘍細胞を移植した例を示す。撮影画像aは、マウスの耳に腫瘍細胞を移植した部分の写真である。血流画像bは、撮影画像aの領域をレーザドップラー血流測定装置10により測定した画像である。血流は色とその濃さで速度を示すが、この図では色彩が表されないので、癌細胞の増殖により血流速が変化していることのみを表す。図4から図8に示すように、移植前の耳の画像及び血流速に対して、12日目には、癌細胞の増殖が確認され、血流速も大きく変化していることが分かる。さらに、図9に示すように、移植後16日目には、癌細胞が黒く大きくなっていることが分かる。 Here, regarding melanoma, which is malignant melanoma, FIGS. 4 to 9 show examples in which tumor cells are transplanted into the ears of mice, for example. Photographed image a is a photograph of a portion of a mouse ear where tumor cells were transplanted. The blood flow image b is an image obtained by measuring the region of the photographed image a using the laser Doppler blood flow measuring device 10. The speed of blood flow is shown by color and density, but this diagram does not show color, so it only shows that the speed of blood flow is changing due to the proliferation of cancer cells. As shown in Figures 4 to 8, on the 12th day, cancer cell proliferation was confirmed and the blood flow rate changed significantly based on the images of the ear before transplantation and the blood flow rate. . Furthermore, as shown in FIG. 9, on the 16th day after transplantation, it can be seen that the cancer cells have become black and enlarged.
取り込んだ各撮影画像aと各血流画像bは、深層学習手段であるコンピュータ40の悪性黒色腫診断プログラム42の入力層44から中間層46を経て深層学習が行われ、出力層48により判断が行われて、腫瘍ではない黒子と、悪性黒色腫である皮膚癌との峻別について学習される。深層学習の手法については、公知の手法を用いるので、詳細な説明は省略するが、入力層44に入力する撮影画像aと血流画像bは多い方がより高精度に特徴抽出が行われ、より的確な診断が可能になるので、事前に多くの画像を入力し、深層学習を行うことが必要である。
Each of the captured photographic images a and each blood flow image b undergoes deep learning from the input layer 44 of the malignant melanoma diagnosis program 42 of the
この実施形態の悪性黒色腫診断装置によれば、悪性黒色腫(メラノーマ)と悪性ではない黒子の画像をそれぞれ数千枚程度用意することで、レーザドップラー血流測定方法と深層学習を用いた人工知能(AI)であるコンピュータによる悪性黒色腫診断装置を提供することができる。深層学習による皮膚表面の黒色部位がメラノーマであるか黒子であるかを、血流計測画像と組み合わせて判断することで、極めて高精度な診断を可能にしたものである。特に、癌の成長の仕方は、供給される血流量からわかり、血流の方向から癌細胞に対する血液の排出と供給の区別ができるので、癌細胞の成長や進行状況を、深層学習によりより高精度に予測可能になる。さらに、深層学習における入力に必要な画像数を減らすことができ、学習効率を向上させる。 According to the malignant melanoma diagnostic device of this embodiment, by preparing several thousand images each of malignant melanoma (melanoma) and non-malignant lentigines, artificial A malignant melanoma diagnostic device using a computer that is intelligent (AI) can be provided. By using deep learning to determine whether a black area on the skin surface is a melanoma or a lentigo in combination with blood flow measurement images, extremely accurate diagnosis is possible. In particular, the growth of cancer can be determined by the amount of blood supplied, and the direction of blood flow can be used to distinguish between the discharge and supply of blood to cancer cells, so deep learning can be used to better understand the growth and progress of cancer cells. Become more predictable with precision. Furthermore, the number of images required for input in deep learning can be reduced, improving learning efficiency.
次に、この発明のレーザドップラー血流測定方法及び装置の第二実施形態について、図10を基にして説明する。ここで、上述の実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態のレーザドップラー血流測定方装置50は、反射鏡18,19により反射した2本のレーザ光L1,L2が、先ず拡張光学系のロッドレンズ22,23によりシート状のレーザ光L1,L2に形成され、さらに、シリンドリカルレンズ52,53により平行光のシート光に変換されて、集光光学系であるアクロマテッィクレンズ20に入射するように設けられている。シート光であるレーザ光L1,L2は、互いに同一平面状に位置するように、光学系が配置されている。シート状のレーザ光L1,L2は、互いに同一面上に位置して、所定角度で交差する。公差角度は、アクロマテッィクレンズ20の光軸対する各レーザ光L1,L2が屈折して出射する角度である。
Next, a second embodiment of the laser Doppler blood flow measuring method and apparatus of the present invention will be described based on FIG. 10. Here, the same configurations as those in the above-described embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the laser Doppler blood
シート光のレーザ光L1,L2の交差領域Dは、図10に示すように、平行光であるレーザ光L1,L2の面同士が互いに一致して重なり、交差領域Dが菱形に形成され、この交差領域Dが血管Tと交差する流速測定領域となる。 As shown in FIG. 10, the intersection area D of the laser beams L1 and L2, which are sheet lights, is such that the planes of the laser beams L1 and L2, which are parallel lights, coincide with each other and overlap each other, and the intersection area D is formed in a diamond shape. The intersecting region D becomes a flow velocity measurement region that intersects with the blood vessel T.
シート状のレーザ光L1,L2の交差領域Dと直交する方向で所定距離離れた位置には、一対のアクロマティックレンズ等による結像光学系である結像レンズ54が配置されている。結像レンズ54の出射光側に対面して、結像レンズ54の結像位置には、光ファイバアレイが2次元的に配列された受光部材60が位置している。受光部材60は、光ファイバアレイが2次元的に配列されたもので、上記実施形態と同様の光ファイバと光プラグ、光レセプタクル等により構成されている。その他の構成は、上記実施形態のレーザドップラー血流測定装置10と同様に構成されている。また、光ファイバアレイが2次元的に配列された受光部材60は、イメージセンサを用いても良い。
An
この実施形態の場合、上述の実施形態と同様の効果に加えて、シート状のレーザ光L1,Lが2次元的に交差領域Dを形成して、より多くの領域の血流情報を同時に得ることができ、効率的な計測が可能となる。 In the case of this embodiment, in addition to the same effect as the above-described embodiment, the sheet-shaped laser beams L1 and L form a two-dimensional intersection area D, thereby obtaining blood flow information of more areas at the same time. This enables efficient measurement.
尚、この発明の悪性黒色腫診断装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、光学系の配置や種類、数は適宜設定可能なものである。受光部材や光電変換素子は、半導体素子のラインセンサや、CCDやC-MOS等のイメージセンサの固体撮像素子でも良い。光ファイバも、ガラスファイバやプラスチックファイバ等、適宜選択可能である。 Note that the malignant melanoma diagnostic apparatus of the present invention is not limited to the above embodiment, and the arrangement, type, and number of optical systems can be set as appropriate. The light receiving member and the photoelectric conversion element may be a line sensor of a semiconductor element, or a solid-state imaging element of an image sensor such as a CCD or C-MOS. The optical fiber can also be selected as appropriate, such as glass fiber or plastic fiber.
10 レーザドップラー血流測定装置
12 レーザ光源
14 音響光学素子
16 反射プリズム
18,19 反射鏡
20 アクロマティックレンズ
22,23 ロッドレンズ
24 ファイバアレイ
26,60 受光部材
28 光ファイバ
30 光プラグ
32 光レセプタクル
40 コンピュータ
10 Laser Doppler blood
Claims (3)
既知の悪性黒色腫の撮影画像と、その撮影画像の領域を前記レーザドップラー血流測定装置により測定した血流画像と、腫瘍ではない黒子の撮影画像と、その黒子の撮影画像の領域を前記レーザドップラー血流測定装置により測定した血流画像とを、予め深層学習して峻別可能にした深層学習手段とを備え、
悪性黒色腫の疑いのある皮膚を前記撮影装置により撮影した撮影画像と、その撮影画像の領域を前記レーザドップラー血流測定装置により測定した血流画像とを取得して、前記深層学習手段により、悪性黒色腫であるか否かを判断することを特徴とする悪性黒色腫診断装置。 an imaging device that takes an image of a living tissue, a laser light source, an acousto-optic element that splits the laser light from the laser light source into two laser lights with slightly different frequencies, and the laser light that is split by the acousto-optic element. a reflecting mirror that reflects each of the laser beams in a predetermined direction, an expansion optical system that converts the laser beam reflected by the reflecting mirror into a planar thin sheet light, and a mirror that converts each of the branched sheet lights to each other at a predetermined position in the living body. a light-condensing optical system that intersects, an imaging optical system that forms an image of scattered light at a portion where the sheet light intersects, a light-receiving member disposed at an image-forming position of the imaging optical system, and a light-receiving member that A photoelectric conversion element that converts the incident scattered light into an electrical signal, and a blood flow velocity whose Doppler frequency is shifted by the laser beam due to blood flow in the blood vessel at the predetermined position in the living tissue, is determined for each photoelectric conversion element. Equipped with a laser Doppler blood flow measurement device having a blood flow calculation means that calculates based on electrical signals,
A photographed image of a known malignant melanoma, a blood flow image in which the region of the photographed image was measured by the laser Doppler blood flow measurement device, a photographic image of a lentigine that is not a tumor, and a region of the photographed image of the lentigine were measured using the laser Doppler blood flow measuring device. Equipped with deep learning means that can distinguish blood flow images measured by a Doppler blood flow measuring device through deep learning in advance,
Obtaining a photographed image of skin suspected of having malignant melanoma taken by the photographing device and a blood flow image obtained by measuring the area of the photographed image with the laser Doppler blood flow measurement device, and using the deep learning means, A malignant melanoma diagnostic device characterized by determining whether or not it is malignant melanoma.
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