(57)【要約】【課題】蛍光剤の生体組織への集積濃度のピークタイミングを適切に算出する。【解決手段】蛍光剤集積濃度測定装置１は、内部に装填した試験瓶２に励起光を照射する単波長LED２１と、試験瓶２からの蛍光のみを透過するバリアフィルタ２２と、バリアフィルタ２２を介した蛍光を受光して電気信号を出力する受光素子２３と、受光素子２３からの電気信号を信号処理し蛍光強度を検出する検出処理回路２４と、検出処理回路２４からの検出結果とパターン格納部２５に収納されている解析パターンとを比較し試験瓶２内のサンプルの組織集積濃度ピーク時間を算出する演算回路２６とを備えて構成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光色素を含む薬剤が注入された生体から採取した体液を含むサンプル溶液に、前記蛍光色素に対して蛍光を励起させる励起光を照射する励起光光源と、
前記蛍光を検出する蛍光検出手段と、
前記蛍光検出手段からの検出信号に基づき、前記生体での前記蛍光色素の濃度を算出する蛍光色素濃度算出手段と
を備えたことを特徴とする蛍光剤集積濃度測定装置。
【請求項２】
前記励起光をカットすると共に、前記蛍光を透過する光学フィルタを備え、
前記蛍光検出手段は前記光学フィルタを介した前記蛍光を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光剤集積濃度測定装置。
【請求項３】
前記体液は唾液、尿液あるいは血液である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光剤集積濃度測定装置。
【請求項４】
前記励起光光源は単波長レーザ光源である
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の蛍光剤集積濃度測定装置。
【請求項５】
前記励起光光源は、白色光を発光する白色光源と、前記白色光のうち前記励起光の波長帯域のみを透過する透過フィルタとからなる
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の蛍光剤集積濃度測定装置。
【請求項６】
前記サンプル溶液を収納した容器を着脱自在に前記励起光の光路上に配置させる容器装填手段を有する
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の蛍光剤集積濃度測定装置。
【請求項７】
前記容器装填手段に装填された前記容器に対して外部光を遮光する遮光手段を備えた
ことを特徴とする請求項６に記載の蛍光剤集積濃度測定装置。
【請求項８】
前記蛍光色素濃度算出手段は、前記蛍光色素を含む薬剤の前記生体への注入経過時間と、算出した前記蛍光色素濃度とに基づき、前記蛍光色素を含む薬剤の前記生体内の組織中における濃度のピーク時間を推定するピーク時間推定手段を有する
ことを特徴とする請求項１、２または３に記載の蛍光剤集積濃度測定装置。
【請求項９】
前記ピーク時間推定手段は、異なる複数の時刻と、該複数の時刻で算出した前記蛍光色素濃度に基づき、前記ピーク時間を推定する
ことを特徴とする請求項８に記載の蛍光剤集積濃度測定装置。
【請求項１０】
前記複数の時刻で算出した前記蛍光色素濃度と照合する濃度ー時間曲線データを格納した曲線データ格納手段を有する
ことを特徴とする請求項９に記載の蛍光剤集積濃度測定装置。
【請求項１１】
ネット接続された外部サーバとデータの送受を行う通信手段を有し、
少なくとも前記曲線データ格納手段を前記外部サーバに設けた
ことを特徴とする請求項１０に記載の蛍光剤集積濃度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内組織に集積した蛍光剤の集積濃度を測定する蛍光剤集積濃度測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体からの自家蛍光や生体へ注入した薬物の蛍光を２次元画像として検出し、その蛍光象から生体組織の変性や癌等の疾患状態（例えば、疾患の種類や浸潤範囲）を診断する技術が米国特許４５５６０５７号や米国特許５０４２４９４号に示されている。
【０００３】
生体組織に光を照射するとその励起光より長い波長の蛍光が発生する。生体内の蛍光物質としては、例えばＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンヌクレオチド）やＦＭＮ（フラビンモノヌクレオチド）、ピリジンヌクレオチド等があり、最近では、これらの生体内因物質と疾患との相互関係が明確になりつつある。
【０００４】
また、ＨｐＤ（ヘマトポルフィリン），Ｐｈｏｔｏｆｒｉｎ，ＡＬＡ（δーａｍｉｎｏ ｌｅｖｕｌｉｎｉｃ  ａｃｉｄ）等の蛍光剤は、癌への集積性があり、これら蛍光剤を生体内に注入することによって、蛍光観察を行うことによって疾患部位を診断することができる。
【０００５】
上記の様な蛍光から経内視鏡的に病変部を診断する技術として、例えば特開平８ー２２４２０８号公報等の蛍光観察内視鏡装置がある。
【特許文献１】米国特許４５５６０５７号
【特許文献２】米国特許５０４２４９４号
【特許文献３】特開平８ー２２４２０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、蛍光観察により適切に癌等の異常組織を検出するためには、蛍光剤の生体組織への集積濃度がピークに達した時点が重要となるが、
生体内に注入する蛍光剤の生体組織への集積濃度は個体差により異なるため、従来は蛍光剤を生体内に注入された患者は、集積濃度がピークになるまで院内にとどまる必要があった。
【０００７】
集積濃度がピークに達する時間は、例えば数時間、あるいは数十時間になる場合もあるために、患者は数日間の入院を求められることもある。また、集積濃度がピークになる時点を適切に判断できない場合には、蛍光観察内視鏡による蛍光観察を効果的に行うことが難しいといった問題がある。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、蛍光剤の生体組織への集積濃度のピークタイミングを適切に算出することのできる蛍光剤集積濃度測定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の蛍光剤集積濃度測定装置は、
蛍光色素を含む薬剤が注入された生体から採取した体液を含むサンプル溶液に、前記蛍光色素に対して蛍光を励起させる励起光を照射する励起光光源と、
前記蛍光を検出する蛍光検出手段と、
前記蛍光検出手段からの検出信号に基づき、前記生体での前記蛍光色素の濃度を算出する蛍光色素濃度算出手段と
を備えて構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、蛍光剤の生体組織への集積濃度のピークタイミングを適切に算出することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。
【実施例１】
【００１２】
図１ないし図１１は本発明の実施例１に係わり、図１は蛍光剤集積濃度測定装置の外観を示す外観図、図２は図１の表示部の第１の表示例を示す図、図３は図１の蛍光剤集積濃度測定装置の構成を示すブロック図、図４は図２の試験瓶内のサンプルの光の吸収及び発光特性を示す図、図５は図２のバリアフィルタの透過特性を示す図、図６は図１の蛍光剤集積濃度測定装置の変形例の構成を示すブロック図、図７は図６の励起光フィルタの透過特性を示す図、図８は図２の蛍光剤集積濃度測定装置の作用を説明するフローチャート、図９は図２のパターン格納部に格納されている蛍光剤毎に個体差を反映した複数の解析パターンからなる解析パターン群の一例を示す図、図１０は図８の解析パターン群の各解析パターンとの照合処理を説明する図、図１１は図１の表示部の第２の表示例を示す図である。
【００１３】
図１に示すように、本実施例の蛍光剤集積濃度測定装置１は、持ち運びができ、患者に貸し出しが可能であって、患者が自宅等で注入された蛍光剤の生体組織への集積濃度を患者自らが測定する装置である。
【００１４】
蛍光剤集積濃度測定装置１は、患者の唾液、尿液あるいは血液等を含むサンプルを収納した試験瓶２を内部に着脱自在に装填する装填部３を有し、この装填部３の上面には試験瓶２を内部に装填した際に外部光を遮光するための遮光蓋４が設けられている。
【００１５】
蛍光剤集積濃度測定装置１の前面には、各種データを表示する例えばLCD等からなる表示部１１と、各種データを入力する入力スイッチ部１２とが設けられている。入力スイッチ部１２は、例えば日付を指定するために日付設定スイッチ１３、患者のIDを指定するための患者ID設定スイッチ１４、患者に注入された蛍光剤を指定する蛍光剤設定スイッチ１５、測定開始を指示する開始スイッチ１６及び数字あるいはアルファベット等の文字列が入力可能なキーボード部１８等から構成されている。
【００１６】
表示部１１には、図２に示すように、入力スイッチ部１２を用いて入力した日付データ、患者ID、蛍光剤名等の他に、この条件で患者自らが検査した回数及び検査結果が表示されるようになっている。
【００１７】
蛍光剤集積濃度測定装置１は、詳細には、図３に示すように、内部に装填した試験瓶２に励起光を照射する単波長LED（単波長レーザ光源）２１と、試験瓶２からの蛍光のみを透過するバリアフィルタ（光学フィルタ）２２と、バリアフィルタ２２を介した蛍光を受光して電気信号を出力する受光素子２３と、受光素子２３からの電気信号を信号処理し蛍光強度を検出する検出処理回路２４と、検出処理回路２４からの検出結果とパターン格納部２５に収納されている解析パターン（後述）とを比較し試験瓶２内のサンプルの組織集積濃度ピーク時間を算出する演算回路２６と、これら各回路及び表示部１１、入力スイッチ部１２を制御する制御回路２７とを備えて構成される。
【００１８】
試験瓶２内のサンプルは、図４に示すように所定の波長λを境に、波長λより短い波長の励起光を吸収し、励起光により励起された波長λより長い波長の蛍光を発生する。
【００１９】
そこで、波長λより短い単波長の励起光を単波長LED２１から試験瓶２内のサンプルに照射し、図５に示すような透過特性を有するバリアフィルタ２２を介して受光素子２３で受光することで、試験瓶２内のサンプルからの蛍光のみが受光素子２３で検出される。
【００２０】
なお、図６に示すように、単波長LED２１の代わりに白色光源としての白色ランプ（例えばキセノンランプ）３１を用いることが可能であるが、この場合白色ランプ３１と試験瓶２との間には、図７に示すような透過特性を有する励起光フィルタ（透過フィルタ）３２を設けることで、波長λより短い波長の光のみを試験瓶２を照射し、バリアフィルタ２２を介して受光素子２３で蛍光を受光するように構成してもよい。
【００２１】
このように構成された本実施例の作用について説明する。
【００２２】
患者は通院している病院等において蛍光剤が生体内に投与されると、病院等から本実施例の蛍光剤集積濃度測定装置１を貸与され、自宅等にこの蛍光剤集積濃度測定装置１を設置する。この際、蛍光剤集積濃度測定装置１と共に試験瓶２と、唾液、尿液あるいは血液等のサンプルに混合するための所定の試薬が患者に対して病院等より支給される。
【００２３】
このようにして自宅等に設置された蛍光剤集積濃度測定装置１を用いて、予め病院等より指示された検査時刻になると、患者は図８に示すように、ステップS1にて唾液、尿液あるいは血液等のサンプルを採取し、ステップS2にてサンプルと支給された所定の試薬とを混合して試験瓶２に収納する。サンプル内の蛍光剤がＰｅＴ(Photo-induced Electron Transfer)機構の蛍光剤である場合、この所定の試薬は、サンプル内の蛍光剤を活性化する薬剤である。
【００２４】
そして、ステップS3にて、サンプルを収納した試験瓶２を蛍光剤集積濃度測定装置１の装填部３に装填し遮光蓋４を閉じることで、試験瓶２は外部光から遮光した状態で蛍光剤集積濃度測定装置１内部に設置される。
【００２５】
次に、ステップS4にて入力スイッチ部１２（日付設定スイッチ１３、患者ID設定スイッチ１４、蛍光剤設定スイッチ１５及びキーボード部１８）を用いて日付データ、患者ID、蛍光剤名等の各種データを入力する。
【００２６】
なお、図示はしないが、例えば試験瓶２に患者ID、蛍光剤名等が記録されているRF-IDタグ等を設けると共に、蛍光剤集積濃度測定装置１内にRF-ID通信手段を設けることで、RF-IDタグに記録されている患者ID、蛍光剤名を無線にて蛍光剤集積濃度測定装置１に取り込むようにしてもよい。
【００２７】
そして、ステップS5にて入力スイッチ部１２の開始スイッチ１６を押下することで、試験瓶２内のサンプルの蛍光剤集積濃度の検査を開始する。
【００２８】
検査が開始されると、まず試験瓶２に対して単波長LED２１より励起光が照射される。そして、励起された試験瓶２内のサンプルから発生した蛍光は、バリアフィルタ２２を介して受光素子２３で受光される。そして、受光素子２３からの電気信号が検出処理回路２４に出力される。
【００２９】
そして、ステップS6にて演算回路２６において、励起された試験瓶２内のサンプルからの蛍光の強度及び検査時刻と、パターン格納部２５に収納されている解析パターンとが照合される。
【００３０】
蛍光剤の生体内濃度は、図９に示すように、蛍光剤の種類毎に異なるだけでなく、同一の蛍光剤においても個体差により変化するため、パターン格納部２５には蛍光剤毎に個体差を反映した複数の解析パターンからなる解析パターン群が格納されており、これらの解析パターン群を用いてサンプルとの照合が行われる。一例として、図９は蛍光剤A（実線）と蛍光剤B（破線）における個体差のそれぞれ３つの解析パターンからなる２組の解析パターン群を示している。
【００３１】
このように患者に投与した蛍光剤の種類だけでなく、患者の個体差により蛍光剤の生体内濃度が異なるために、蛍光剤の生体内濃度がピークとなる時刻が異なる。図９では蛍光剤A（実線）のピーク点を●で示し、蛍光剤B（破線）のピーク点を▲で示している。
【００３２】
そこで、ステップS6における解析パターンとの照合では、蛍光剤の種類（蛍光剤名）に基づき照合する解析パターン群を選定し、図１０に示すように、検査時刻におけるサンプルからの蛍光の強度（検査結果）と解析パターン群の各解析パターンとを照合する。
【００３３】
このような照合を複数回、例えば３回行うことで、蛍光剤の集積濃度のピーク時刻を推定する。そこで、ステップS7にて検査回数が所定回数に達したかどうか判定し、達していない場合には、ステップS8にて図１１に示すように、表示部１１に検査結果として次回検査時刻を表示し処理を終了する。また検査回数が所定回数に達し、蛍光剤の集積濃度のピーク時刻が推定されると、ステップS9にて図２に示したように検査結果として来院する日時を表示して処理を終了する。
【００３４】
ここで、蛍光剤の集積濃度のピーク時刻の推定を詳細に説明する。検査時刻は蛍光剤の種類により異なるが、蛍光剤の投与から最初の検査時刻が病院等より指示されている。また、次回の検査時刻は最初の検査時刻から所定時間間隔をおいた時刻となる。
【００３５】
ある蛍光剤が投与された際に蛍光剤の投与時刻から所定時間間隔で複数回例えば６時間間隔で３回検査を実施することで、照合により複数の検査時刻におけるサンプルからの蛍光の強度（検査結果）がどの解析パターン上にあるかがわかる。そして、この該当する解析パターンのピークがこの蛍光剤の集積濃度のピーク時刻として推定される。
【００３６】
図１０は、蛍光剤の投与時刻から例えば６時間間隔で３回蛍光剤の集積濃度のピーク時刻が最終時刻から１５時間経過した時刻となると推定された例である。
【００３７】
このように本実施例では、蛍光剤集積濃度測定装置１が持ち運びでき、患者に貸し出しが可能であるので、患者は蛍光剤の生体組織での集積濃度がピークに達するまで病院内にいる必要がなくなる。この結果、自宅等で所定時間間隔で蛍光剤集積濃度測定装置１により唾液あるいは血液等のサンプル内の蛍光剤濃度を測定するだけで、蛍光剤の生体組織での集積濃度のピーク時刻が推定でき、患者にこのピーク時刻を告知することで来院を促すことが可能となる。
【実施例２】
【００３８】
図１２は本発明の実施例２に係る蛍光剤集積濃度測定装置の構成を示すブロック図である。
【００３９】
実施例２は、実施例１とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００４０】
図１２に示すように、本実施例では蛍光剤集積濃度測定装置１内に、広域ネットワークである例えばインターネット１００と通信可能な通信I/F１０１を設け、パターン格納部２５をインターネット１００に接続された病院内の院内サーバ１０２に設けて構成する。その他の構成及び作用は実施例１と同じである。
【００４１】
本実施例の場合、蛍光剤集積濃度測定装置１内にパターン格納部２５を設ける必要がなくなるので、より可搬性に優れた構成となる。また、院内サーバ１０２に患者のサンプルからの蛍光の強度（検査結果）情報を蓄積することができるので、蛍光の強度（検査結果）情報に基づいた、より多様な解析パターンを生成しパターン格納部２５に格納することが可能となる。なお、演算回路２６の演算機能を院内サーバ１０２に持たせることで演算回路２６を省略することも可能である。
【００４２】
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例１に係る蛍光剤集積濃度測定装置の外観を示す外観図
【図２】図１の表示部の第１の表示例を示す図
【図３】図１の蛍光剤集積濃度測定装置の構成を示すブロック図
【図４】図２の試験瓶内のサンプルの光の吸収及び発光特性を示す図
【図５】図２のバリアフィルタの透過特性を示す図
【図６】図１の蛍光剤集積濃度測定装置の変形例の構成を示すブロック図
【図７】図６の励起光フィルタの透過特性を示す図
【図８】図２の蛍光剤集積濃度測定装置の作用を説明するフローチャート
【図９】図２のパターン格納部に格納されている蛍光剤毎に個体差を反映した複数の解析パターンからなる解析パターン群の一例を示す図
【図１０】図８の解析パターン群の各解析パターンとの照合処理を説明する図
【図１１】図１の表示部の第２の表示例を示す図
【図１２】本発明の実施例２に係る蛍光剤集積濃度測定装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００４４】
１…蛍光剤集積濃度測定装置
２…試験瓶
３…装填部
４…遮光蓋
１１…表示部
１２…入力スイッチ部
２１…単波長LED（単波長レーザ光源）
２２…バリアフィルタ（光学フィルタ）
２３…受光素子
２４…検出処理回路
２５…パターン格納部
２６…演算回路
２７…制御回路
３１…白色ランプ（白色光源）
３２…励起光フィルタ（透過フィルタ）
代理人    弁理士    伊藤  進
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006194646.tif 000009
【図８】
2006194646.tif 000010
【図９】
2006194646.tif 000011
【図１０】
2006194646.tif 000012
【図１１】
2006194646.tif 000013
【図１２】
2006194646.tif 000014