(57)【要約】【課題】赤外領域を用いた撮像装置の校正を可能にする。【解決手段】水、脂質、界面活性剤、寒天および油凝固剤を含むファントム、このファントムにさらに脂肪酸グリセリンエステルまたはシリカゲルを含むファントム、水、粉末状脂質およびシリカゲルを含む、粉末ファントム、ならびに、これらのファントムを使用して、赤外領域を用いた撮像装置を校正する方法およびサンプルにおける水と脂質との成分比を測定する方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水、脂質、界面活性剤、寒天および油凝固剤を含む、ファントム。
【請求項２】
ゲル状である、請求項１に記載のファントム。
【請求項３】
前記水と前記脂質との重量比が約３０：約７０から約９０：約１０の範囲である、請求項１または２に記載のファントム。
【請求項４】
前記油凝固剤が１２−ヒドロキシステアリン酸を主成分として含む、請求項１から３のいずれか１項に記載のファントム。
【請求項５】
可塑剤、光散乱体、光吸収体、無機塩、防腐剤、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載のファントム。
【請求項６】
脂肪酸グリセリンエステルをさらに含む、かつ固体状である、請求項１、３、４または５に記載のファントム。
【請求項７】
シリカゲルをさらに含む、かつ固体状である、請求項１、３、４または５に記載のファントム。
【請求項８】
水、粉末状脂質およびシリカゲルを含む、および粉末状である、ファントム。
【請求項９】
前記脂質が脂肪酸グリセリンエステルである、請求項８に記載のファントム。
【請求項１０】
赤外領域に光吸収を有する、請求項１から９のいずれか１項に記載のファントム。
【請求項１１】
前記水に対するスペクトルおよび前記脂質に対するスペクトルに基づいて設定される波長の光を吸収する、請求項１から１０のいずれか１項に記載のファントム。
【請求項１２】
生物の軟部組織を模擬した、請求項１から１１のいずれか１項に記載のファントム。
【請求項１３】
ゲルファントムの製造方法であって、
（１）水に寒天を加えて溶解した第１の溶解液と脂質に油凝固剤を加えて溶解した第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程、ならびに
（２）工程（１）の混合液を固化する工程、
を含む方法。
【請求項１４】
粉末ファントムの製造方法であって、
（１）シリカゲルに水を吸着させて混合する工程、ならびに
（２）工程（１）の混合物に粉末状脂質を加えて混合する工程
を含む方法。
【請求項１５】
固体ファントムの製造方法であって、
（１）水に寒天を加えて溶解した第１の溶解液と脂質に油凝固剤を加えて溶解した第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程、
（２）工程（１）の混合物に所定量の脂肪酸グリセリンエステルを加えて混合する工程、ならびに
（３）工程（２）の混合液を固化する工程、
を含む方法。
【請求項１６】
固体ファントムの製造方法であって、
（１）水に寒天を加えて溶解した第１の溶解液と脂質に油凝固剤を加えて溶解した第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程、
（２）工程（１）の混合液に所定量の水吸着シリカゲルを加えて混合する工程、ならびに
（３）工程（２）の混合物を固化する工程、
を含む方法。
【請求項１７】
前記油凝固剤が１２−ヒドロキシステアリン酸を主成分として含む、請求項１３、１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
水に寒天を加えて加熱により溶解して前記第１の溶解液を準備する工程と、脂質に油凝固剤を加えて溶解して前記第２の溶解液を準備する工程とを含む、請求項１３、１５または１６に記載の方法。
【請求項１９】
赤外領域を用いた撮像装置の校正のための、請求項１から１２のいずれか１項に記載のファントムの使用。
【請求項２０】
前記赤外領域が７５０ｎｍから３，０００ｎｍの範囲内である、請求項１９に記載の使用。
【請求項２１】
前記赤外領域が１，０００ｎｍから１，８００ｎｍの範囲内である、請求項１９に記載の使用。
【請求項２２】
水と脂質との配合比が異なる請求項１から１２のいずれか１項に記載の複数のファントムを含むキット。
【請求項２３】
前記ファントムがゲルファントム、粉末ファントムまたは固体ファントムのいずれかを含む、請求項２２に記載のキット。
【請求項２４】
赤外領域を用いた撮像装置の校正用である、請求項２２または２３に記載のキット。
【請求項２５】
サンプル中の水と脂質との成分比を測定するための、請求項２２または２３に記載のキット。
【請求項２６】
サンプル中の水と脂質との成分比を測定するための、請求項１から１２のいずれか１項に記載のファントムの使用。
【請求項２７】
請求項２２から２５のいずれか１項に記載のキットを用いて、水と脂質との成分比（重量）３０：７０から９０：１０について赤外光に対する反射率を測定する第１工程、第１工程で得られた測定値を解析により定量化する第２工程、前記キットのファントムについて第１工程と同じ操作を行う第３工程、ならびに第２工程で得られた定量値を用いてサンプル中の水と脂質との成分比を決定する第４工程を含む、サンプルにおける水と脂質との成分比を測定する方法。
【請求項２８】
撮像装置の標本支持部に成分比既知のファントムを載置し、前記装置から該ファントムに赤外光を照射して前記ファントムを撮影し、そのときの反射率のスペクトルを測定し、測定結果としての成分比が前記ファントムの成分比と一致するように前記装置を校正することを含む、ただし前記ファントムが請求項１から１２のいずれか１項に記載のファントムであり、前記成分比が前記ファントムにおける水と脂質との比である、赤外光を用いた撮像装置の校正方法。
【請求項２９】
前記ファントムの厚さが２ｎｍから２０ｍｍである、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記ファントムが石英ガラス容器内にある、請求項２７から２９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
前記容器の上面が密閉されており、かつその側面が遮光されている、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
光散乱による影響を補正することをさらに含む、請求項２７から３１のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ゲル状、固体状もしくは粉末状のファントムおよびその製造法、ならびに、赤外領域を用いた撮像装置等の生体光計測装置の校正等のための上記ファントムの使用に関する。
本開示はまた、成分比が異なる複数の上記ファントムを含むキットに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織などを模擬したファントムは、音響波（例えば超音波）装置、磁気共鳴画像化診断装置（ＭＲＩ）、コンピュータ断層撮影装置（ＣＴ）、Ｘ線診断装置、近赤外光イメージング装置（ＮＩＲＩ）などの医療診断用装置の校正のために開発され使用されている。これらの装置では、超音波、Ｘ線、光などの電磁波を利用し、その散乱、屈折、反射、吸収、回折、干渉などの物理現象をモニタリングして、患者の診断が行なわれている。ファントムは、そのような診断装置を校正して正確な診断を行うために有用である。
【０００３】
ファントムは、校正される装置の種類や、模擬される生体組織の内部構造や特性などによって、材質や構造の面で異なり多様である（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１４０５５９号公報
【発明の概要】
【０００５】
本実施形態によれば、以下の特徴を包含する。
【０００６】
第１の実施形態によれば、水、脂質、界面活性剤、寒天および油凝固剤を含む、ゲル状もしくは固体状のファントムが提供される。
【０００７】
第２の実施形態によれば、水、脂質、界面活性剤、寒天、油凝固剤および脂肪酸グリセリンエステルを含む固体ファントムが提供される。
【０００８】
第３の実施形態によれば、水、脂質、界面活性剤、寒天、油凝固剤およびシリカゲルを含む固体ファントムが提供される。
【０００９】
第４の実施形態によれば、水、粉末状脂質およびシリカゲルを含む、粉末ファントムが提供される。
【００１０】
第５の実施形態によれば、ゲルファントムの製造方法であって、
（i）水に寒天を加えて溶解した第１の溶解液と脂質に油凝固剤を加えて溶解した第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程、ならびに
（ii）工程（i）の混合液を固化する工程、
を含む方法が提供される。
【００１１】
第６の実施形態によれば、粉末ファントムの製造方法であって、
（i）シリカゲルに水を吸着させて混合する工程、ならびに
（ii）工程（i）の混合物に粉末状脂質を加えて混合する工程
を含む方法が提供される。
【００１２】
第７の実施形態によれば、固体ファントムの製造方法であって、
（i）水に寒天を加えて溶解した第１の溶解液と脂質に油凝固剤を加えて溶解した第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程、
（ii）工程（i）の混合物に所定量の脂肪酸グリセリンエステルを加えて混合する工程、ならびに
（iii）工程（ii）の混合液を固化する工程、
を含む方法が提供される。
【００１３】
第８の実施形態によれば、固体ファントムの製造方法であって、
（i）水に寒天を加えて溶解した第１の溶解液と脂質に油凝固剤を加えて溶解した第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程、
（ii）工程（i）の混合液に所定量の水吸着シリカゲルを加えて混合する工程、ならびに
（iii）工程（ii）の混合物を固化する工程、
を含む方法が提供される。
【００１４】
第９の実施形態によれば、水と脂質との配合比が異なる上記の複数のファントムを含むキットが提供される。
【００１５】
第１０の実施形態によれば、サンプル中の水と脂質との成分比（例、重量比）を測定するための、上記のファントムの使用が提供される。
【００１６】
第１１の実施形態によれば、上記の第９実施形態として記載のキットを用いて、水と脂質との成分比（重量）３０：７０から９０：１０について赤外光に対する反射率を測定する第１工程、第１工程で得られた測定値を解析により定量化する第２工程、上記キットのファントムについて第１工程と同じ操作を行う第３工程、ならびに第２工程で得られた定量値を用いてサンプル中の水と脂質との成分比を決定する第４工程を含む、サンプルにおける水と脂質との成分比を測定する方法が提供される。
【００１７】
第１２の実施形態によれば、撮像装置の標本支持部に成分比既知のファントムを載置し、上記装置から上記ファントムに赤外光を照射して上記ファントムを撮影し、そのときの反射率のスペクトルを測定し、測定結果としての成分比が上記ファントムの成分比と一致するように上記装置を校正することを含む、ただし上記ファントムが上記の第１実施形態から第４実施形態として記載のいずれかのファントムであり、上記成分比が上記ファントムにおける水と脂質の比である、赤外光を用いた撮像装置の校正方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態における、ハイパースペクトルカメラ付き紫外可視近赤外分光光度計を用いて表示の成分比のゲルファントムを測定したときの、ゲルファントムの水（ｗ）／脂質（ｏ）成分比別の相対拡散反射率Ｒ（縦軸）ｖｓ波長帯域（１，０００〜１，８００ｎｍ）（横軸）のスペクトルを示す図である。
【図２】図１のゲルファントムのスペクトルデータから古典的最小二乗法（ＣＬＳ）および主成分回帰（ＰＣＲ）による多変量解析法で定量化したときの水／脂質成分の水配合比の推定値（縦軸）と真値（横軸）との相関性を示す図である。ＣＬＳでは特定の波長（１，０００〜１，８００ｎｍ）において分析した。また、ＰＣＲでは主成分１個で特定の波長（１，０００〜１，８００ｎｍ）において分析した。ここで「主成分」とは、因数分析における最適な主成分数のことである。
【図３】本実施形態における、ハイパースペクトルカメラ付き紫外可視近赤外分光光度計を用いて表示の成分比の粉末ファントムを測定したときの、ゲルファントムの水（ｗ）／脂質（ｏ）成分比別の相対拡散反射率Ｒ（縦軸）ｖｓ波長帯域（１，０００〜１，８００ｎｍ）（横軸）のスペクトルを示す図である。
【図４】図３の粉末ファントムのスペクトルデータから古典的最小二乗法（ＣＬＳ）および主成分回帰（ＰＣＲ）による多変量解析法で定量化した水／脂質成分の水配合比の推定値（縦軸）と真値（横軸）との相関性を示す。交差検証（ＬＯＯＣＶ）による誤差は５％以内であることから、信頼できる粉末ファントムであることを示す図である。ＣＬＳでは特定の波長（１，１００〜１，３００ｎｍ及び１，６５０〜１，８００ｎｍ）において分析した。また、ＰＣＲでは主成分２個で特定の波長（１，０００〜１，８００ｎｍ）において分析した。ここで「主成分」とは、因数分析における最適な主成分数のことである。
【図５】本実施形態における、多重散乱補正（ＭＳＣ）により波長選択域を決定するための、表示の水（ｗ）／脂質（ｏ）成分比を有する粉末ファントムの図３のスペクトルデータをｌｏｇ１／Ｒに変換したときの図である。図から、好ましい波長選択域は１，０００ｎｍ〜１，８００ｎｍの範囲である。
【図６】本実施形態におけるゲルファントムの製造工程を示す図である。
【図７】本実施形態における粉末ファントムの製造工程を示す図である。
【図８】本実施形態における固体ファントム（Ｉ）の製造工程を示す図である。
【図９】本実施形態における固体ファントム（ＩＩ）の製造工程を示す図である。
【図１０】実施形態に係る撮像システム１の構成例を説明するための図である。
【図１１】実施形態に係る撮像システム１に含まれる撮像装置１０の校正処理を説明するためのフローチャート（例）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本実施形態について以下に説明する。
診断装置等の医療支援装置（医用装置）の校正等に使用されるファントム（例、実際のターゲットである生物の組織とは異なる模擬体）は、所定の測定手法に応じた結果が得られるように設計された特定比率の成分で構成されている。本実施形態によれば、赤外領域（赤外光の波長帯域）等を用いた撮像装置の校正等を可能にする、あるいは、サンプル中の水／脂質比を推定可能とする、種々の水／脂質比を有するファントムおよびキットを製造することを可能にする。このファントムは、種々の水／脂質配合比の真値と推定値の相関性が非常に高いことを特徴のひとつとしている。
【００２０】
１．ファントム
ファントムは、生体計測装置の校正、検査、設計などに用いる、生体（例、生物の組織、複数の該組織で構成される臓器）の応答を模擬した物質である。本実施形態におけるファントムは、生体光計測装置（例えば、赤外領域を用いた生体計測装置、近赤外撮像装置）の校正などに使用できる。また、例えば、本実施形態によるファントムは、生体の光学的特性又は化学的特性を等価的に模擬したものである。
【００２１】
実施形態によれば、水、脂質、界面活性剤、寒天および油凝固剤を含むファントムが提供される。
【００２２】
水は、精製水であり、代替的に生理食塩水であってもよい。また、寒天とともに、例えばゼラチン、カラギーナン、ペクチン、ポリアクリルアミドなどのハイドロゲルもファントムに添加可能である。
【００２３】
脂質、界面活性剤または油凝固剤はそれぞれ１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２４】
水と脂質の重量比は、通常約３０：約７０から約９０：約１０（（約３０：約７０）以上（約９０：約１０）以下）、例えば約３０：約７０から約７０：約３０である。
【００２５】
寒天の量は、水の重量に対して、１．０〜２．０％（乾燥重量）、例えば約１．３％〜約１．８％（乾燥重量）であるが、この範囲に限定されない。
【００２６】
油凝固剤の量は、脂質の重量に対して、４．５〜９．０％（重量）、例えば約６．５％〜約７．０％（重量）であるが、この範囲に限定されない。
【００２７】
界面活性剤の量は、総重量に対して、１．０〜３．０％（重量）、例えば約１．５％〜約２．５％（重量）であるが、この範囲に限定されない。
【００２８】
さらに、例えば、（水＋寒天）の合計量と（脂質＋油凝固剤）の合計量の重量比は、約３０：約７０〜約９０：約１０、例えば約３０：約７０〜約７０：約３０である。
【００２９】
本明細書で使用される「脂質」は、室温で液体の油、室温で固体の油（脂肪）、またはそれらの混合油のいずれであってもよく、例えば植物系油脂、動物系油脂などの天然もしくは合成油脂、モノ−もしくはポリ−グリセリド（脂肪酸とグリセリンとのエステル）、鉱物油などが挙げられる。
【００３０】
植物系油脂としては、例えばダイズ油、パーム油、ヤシ油、落花生油、菜種油、キャノーラ油、ゴマ油、コーン油、オリーブ油、ひまし油、亜麻仁油、綿実油、ひまわり油、米糠油、紅花油、それらの加工油脂などが挙げられる。
【００３１】
動物系油脂としては、例えば魚油、獣脂（例、牛脂、豚脂、等）、それらの加工油脂などが挙げられる。
【００３２】
鉱物油としては、例えばナフテン系プロセス油、パラフィン系プロセス油などが挙げられる。
【００３３】
本明細書で使用される「油凝固剤」は、油を吸収して固化する物質を含み、例えば１２−ヒドロキシステアリン酸（別名：リシノール酸）（固めるテンプル（Ｒ）（ジョンソン製）の主成分）、ロジン系ゲル化剤（ＲＧ−１００（Ｒ）（荒川化学製））、高分子ポリマー系油吸着凝固剤（フューゲルＴ０７（Ｒ）（エコフィールド製））などが挙げられる。例えば、油凝固剤は、１２−ヒドロキシステアリン酸を主成分とする物質である。
【００３４】
本明細書で使用される「界面活性剤」は、油脂分を包み込んでミセルを形成することができる物質を含む。界面活性剤は、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤またはそれらの組み合わせであり、イオン性界面活性剤には、カチオン性、アニオン性および両性界面活性剤が含まれる。このような界面活性剤の例として、例えばアルキルベンゼンスルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、α−スルホ脂肪酸エステル、α−オレフィンスルホン酸塩、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルアミノ脂肪酸塩、アルキルベタイン、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステルなどが挙げられる。後述の実施例では、非イオン性界面活性剤であるポリソルベート系界面活性剤（例えばポリソルベート（Ｒ）２０）が使用されている。
【００３５】
ファントムには、１種または２種以上の可塑剤を含有させることができる。可塑剤は、ファントムに柔軟性（軟性）を付与することができる。
【００３６】
可塑剤としては、例えばフタル酸エステル（例えばフタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジプロピル、フタル酸ジ−ｎ−ヘキシル、フタル酸ジ−ｎ−オクチルなど）、トリメリット酸エステル（例えばトリメリット酸トリブチル、トリメリット酸トリヘキシル、トリメリット酸トリ−ｎ−オクチルなど）、ピロメリット酸エステル（例えばピロメリット酸テトラブチル、ピロメリット酸テトラヘキシル、ピロメリット酸テトラ−ｎ−オクチルなど）、脂肪族一塩基酸エステル（例えばオレイン酸メチル、オクタン酸メチル、ドデカン酸メチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸メチルなど）、脂肪族二塩基酸エステル（例えばアジピン酸ジエチル、アジピン酸ジイソプロピル、アゼライン酸ジメチル、コハク酸ジエチル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチルなど）、リン酸エステル（例えばリン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチルなど）、多価アルコールのエステル（例えばグリセロールモノオレイエート、グリセロールトリブチレートなど）などが挙げられる。
【００３７】
ファントムには、生体組織の特性（例、光学特性）に合わせた光散乱特性および光吸収特性にするために、光散乱体、光吸収体またはその両方を含有させることができる。光散乱体の例として、酸化チタン、酸化亜鉛、カオリナイト、テフロンなどの無機もしくは有機粒子が挙げられる。また、光吸収体の例として、鉛丹、酸化鉄赤、黄鉛、亜鉛黄、ウルトラマリン青、プロシア青、カーボンブラックなどの無機粒子、ナフタレン、アントラセンなどの骨格を有する化合物などが挙げられる。光散乱体や光吸収体は、目的に適った性能を発揮するためにファントム内で均一に混合される必要がある。
【００３８】
ファントムにはさらに無機塩を添加することができる。無機塩は、例えば塩化ナトリウム、リン酸塩などの生体に存在する塩である。ファントムの成分である水として例えば生理食塩水を使用する場合には、ファントムに塩化ナトリウムが含まれることになる。
【００３９】
ファントムにはさらに防腐剤を添加することができる。防腐剤の例として、亜硫酸ナトリウム、次亜硫酸ナトリウム、ソルビン酸塩、オルトフェニルフェノール、チアベンダゾール、パラオキシ安息香酸エステル、プロピオン酸塩、クエン酸塩などが挙げられる。
【００４０】
ファントムは、ゲル状のファントム（以下「ゲルファントム」と称する）、粉末状のファントム（以下「粉末ファントム」と称する）、および固体状のファントム（（以下「固体ファントム」と称する）のいずれかの形態を備える。
【００４１】
本実施形態におけるこれらのファントムはいずれも光の波長が赤外領域（赤外光の波長帯域）に光吸収（又は光反射、光透過）を有するという特徴を備える。赤外領域は、撮影波長として、例えば７５０ｎｍ〜３，０００ｎｍ（７５０ｎｍ以上３，０００ｎｍ以下）の波長帯域の範囲内を含む。本実施形態におけるファントムでは、例えば、撮影波長として、近赤外領域のうち１，０００ｎｍ〜１，８００ｎｍの範囲内の領域を使用しうる。
【００４２】
また、本実施形態におけるファントムは、水に対するスペクトルおよび／または脂質に対するスペクトルに基づいて設定される波長の光（例、赤外光）を吸収するという特徴を有する。
【００４３】
実施形態によれば、ファントムは、生物の軟部組織を模擬したものを含む。ここで、軟部組織とは、血管、皮膚、乳腺、脂肪、筋肉、臓器などの容易に変形可能な生体組織を指す。例えば、ファントムは、水と脂質とが検出対象であり、水と脂質とに基づき模擬したものである。
以下に、本実施形態における各ファントムについて説明する。
【００４４】
１．１  ゲルファントム
ゲルファントムは、水、脂質、界面活性剤、寒天および油凝固剤を上記の配合量（例、重量比、モル比、体積比、等）で含む。
【００４５】
ファントムにはさらに、必要に応じて、上記の添加剤（可塑剤、光散乱体、光吸収体、無機塩、防腐剤、またはその組み合わせなど）、タンパク質等の生体成分を添加することができる。本明細書で使用される「タンパク質」は、生体組織を構成する主要なタンパク質などを含む。
【００４６】
ゲルファントムの製法については後述するが、水と脂質との乳化の時間経過による分離を改善するため、予め水には寒天を、脂質には油凝固剤をそれぞれ溶かしておき、その後でそれらの混合液を形成し、次いで界面活性剤を添加して乳化した後、冷却により固化させて得られたゲル状（もしくは半固体状）のファントムである。
【００４７】
このように、ゲルファントムは、水には寒天を、脂質には油凝固剤をそれぞれ添加することによってファントムの固体化を可能にしたことが特徴の一つである。例えば、水に溶かす物質としては、類似の凝固作用をもつゼラチンなどの上記ハイドロゲル、凝固力が最も強い寒天などが挙げられる。また、寒天の凝固作用は脂質に疎外されるため、水に寒天を溶いただけでは、ファントム内の物質の割合において脂質が支配的になると、うまく凝固されない場合がある。そのため、脂質にも凝固作用のある油凝固剤を使用する。油凝固剤は、脂質をかご状もしくは網目状の三次元構造内に封じ込んだ状態のまま室温で固体状もしくは半固体状となる物質がよく、そのような物質として、例えば１２−ヒドロキシステアリン酸（例えば純度９９％のときの融点７４〜７６℃）を主成分として含む油凝固剤、例えば固めるテンプル（Ｒ）などが挙げられる。
【００４８】
ゲルファントムは、固化するまでは液状のため、容器などの型を用いて任意の形状（例、板状、扁平形状、多角形、球形、楕円を含む円形など）に固化することができる。このため、たとえば、ゲルファントムは、人の臓器（組織）の水分／脂質割合を模擬したものを臓器の形状で作成することができる。
【００４９】
また、ゲルファントムは、図１に示すように、水と脂質との各成分比のゲルファントムの相対拡散反射率（相対反射率や反射率とも言う）で表したスペクトルから、２４０分間の計測のときの反射率の経時変化は小さく、長時間において安定性に優れたものである。乳化は水と脂質とが混ざり合った時点からどんどん分離が始まるが、水、脂質にそれぞれ凝固力のある寒天、及び油凝固剤を用いることによって、経時変化の影響を少なくすることができる。
【００５０】
さらに、ゲルファントムは、水に対して脂質の比率が比較的多い場合であっても、良好な乳化状態を実現することができる。
【００５１】
ゲルファントムは、図２に示すように、ＣＬＳとＰＣＲの多変量解析法により決定された水と脂質との配合比について真値（理論値）と推定値（実測値）との高い相関性を示し、誤差がＬＯＯＣＶで約２％以内であることから高い信頼性を有するファントムである。このような特性のため、本実施形態におけるファントムは、生体光計測装置（例、撮像装置）、例えば赤外領域を用いた生体光計測装置の校正等に使用可能である。
【００５２】
１．２  固体ファントム（Ｉ）
別の実施形態によれば、上記１．１のゲルファントム（例えば、水、脂質、界面活性剤、寒天および油凝固剤を上記の配合量で含むファントム）に脂肪酸グリセリンエステル（固体もしくは粉末）をさらに含む、かつ固体状であるファントムが提供される。このようなファントムの例は、後述の実施例３の「混合ファントム１」である。
【００５３】
ファントムにはさらに、必要に応じて、上記の添加剤（可塑剤、光散乱体、光吸収体、無機塩、防腐剤、またはそれらの組み合わせなど）、タンパク質等の生体成分を添加することができる。
【００５４】
脂肪酸グリセリンエステルは、（水＋寒天）の合計量と（脂質＋油凝固剤＋脂肪酸グリセリンエステル）の合計量との重量比が、約３０：約７０〜約９０：約１０、例えば約３０：約７０〜約７０：約３０となるように配合される。また、その他の成分の配合量は上記のとおりである。
【００５５】
脂肪酸グリセリンエステルは、植物系油脂、動物系油脂などの天然もしくは合成油脂、モノ−もしくはポリ−グリセリドから選択可能であり、例えば、ポリグリセリンエステルＧＰ−４５０（Ｒ）（阪本薬品工業株式会社製）が挙げられる。
【００５６】
固体ファントム（Ｉ）は、例えば次のような特徴を有している。
第１に、乳化の時間経過による分離を改善するため、予め水には寒天を、脂質には上記の油凝固剤を溶かしておき、それらの混合液に界面活性剤を加えて乳化したものと、脂肪酸グリセリンエステルとを混ぜ、そして固めて得られたファントムである。
第２に、ファントムは、水には寒天を、油には上記の油凝固剤を使用することによって固体化を可能にする。また、ファントムは、ゲルファントムと同様に、反射率の経時変化が小さく、長時間において安定性に優れたものである。
第３に、ファントムは、固化するまでは液状のため、任意の形状に固定化（coagulate）または固化もしくは成形できる。
第４に、ファントムは、脂質成分として、上記の油凝固剤を溶かした油と、脂肪酸グリセリンエステル（固体もしくは粉末）とを用いることにより、脂質の割合が多い時の乳化の不安定さを回避することができる。
第５に、水と脂質との割合を人体に合わせて（７０：３０〜３０：７０）ふる（変化させる）と、支配的な成分が水と脂質との両者にわたることになるため、界面活性剤を使用し、単純にホモジナイザーで撹拌する乳化手法では、ミセルの形状がｗ／ｏとｏ／ｗとの両方にわたってしまう場合がある。これが起きると、近赤外領域での測定では変化層が連続でなくなるので、水と脂質との割合は、水が支配的な割合までとし、足りない脂肪分を脂肪酸グリセリンエステル（固体もしくは粉末）で補うことができる。
【００５７】
１．３  固体ファントム（ＩＩ）
さらに別の実施形態によれば、上記１．１のゲルファントム（例えば、水、脂質、界面活性剤、寒天および油凝固剤を上記の配合量で含むファントム）に、水を吸着させたシリカゲルをさらに加えて含む、かつ固体状であるファントムが提供される。このようなファントムの例は、後述の実施例４の「混合ファントム２」である。
【００５８】
例えば、水と脂質とは、（水＋寒天＋（シリカゲルに吸着させた水））の合計量と（脂質＋油凝固剤）の合計量との重量比が、約３０：約７０〜約９０：約１０、例えば約３０：約７０〜約７０：約３０となるように配合される。また、シリカゲルは乾燥したシリカゲルが好ましく、シリカゲルと、それに吸着させる水との配合量は、実質的に同量（重量）であることが好ましい。
【００５９】
ファントムにはさらに、必要に応じて、上記の添加剤（可塑剤、光散乱体、光吸収体、無機塩、防腐剤、またはそれらの組み合わせなど）、タンパク質等の生体成分を添加することができる。
【００６０】
固体ファントム（ＩＩ）は、例えば次のような特徴を有している。
第１に、固体ファントム（ＩＩ）は、乳化の時間経過による分離を改善するため、予め水には寒天を、脂質には油凝固剤を溶かしておき、それらの混合液に界面活性剤を加えて乳化したものと、水を吸着させたシリカゲルとを混ぜて、固めて得られたファントムである。
第２に、水には寒天を、油には油凝固剤を添加することによって固体化を可能にする。
第３に、固化するまでは液状のため、任意の形状に固定化できる。
第４に、水成分を、寒天を溶かした水と、水を吸着させたシリカゲルを用いることにより、水の割合が多い時の乳化の不安定さを回避することができる。
第５に、水分と脂質との割合を人体に合わせて（７０：３０〜３０：７０）ふると、支配的な成分が水分と脂質との両者にわたることになるため、界面活性剤を使用し、単純にホモジナイザーで撹拌する乳化手法では、ミセルの形状が油中水型（ｗ／ｏ）と水中油型（ｏ／ｗ）の両方にわたってしまう場合がある。これが起きると、近赤外領域での測定では変化層が連続でなくなるので、水と油の割合は、水が支配的な割合までとし、足りない水分を、水を吸着させたシリカゲル（粉末）で補うことができる。
第６に、基本的な特徴は混合ファントム１と同じである。
【００６１】
１．４  粉末ファントム
さらに別の実施形態によれば、水、粉末状脂質およびシリカゲルを含む、および粉末状である、ファントムが提供される。また、本実施形態における粉末ファントムは、界面活性剤を含んでもよいし、界面活性剤を含まなくてもよい。例えば、粉末ファントムは、粉末状の界面活性剤が水と脂質との重量比（配合量）に大きく影響を与えない範囲（例、界面活性剤のスペクトルが検出されない程度、例えば界面活性剤の重量が全体の数％以下程度、例えば２％以下程度など）において、該界面活性剤を含んでもよい。
【００６２】
水と脂質との重量比は約３０：約７０〜約９０：約１０、例えば約３０：約７０〜約７０：約３０である。また、シリカゲルは乾燥したシリカゲルが好ましく、その含有量は、水を吸着させたときに粉末形態を維持可能な量であり、例えば（水の量）±１０％（重量）、好ましくは水の量と実質的に同量（重量）である。
【００６３】
水、粉末状脂質およびシリカゲルを均一になるまで十分に混合し、容器に入れて押し固めるだけで、容易にファントムを作製することができる。ファントムにはさらに、必要に応じて、上記の添加剤（可塑剤、光散乱体、光吸収体、無機塩、防腐剤、またはそれらの組み合わせなど）、タンパク質等の生体成分を添加することができる。粉末ファントムに、例えば酸化チタン、テフロン粒子などの近赤外領域で吸収のない光散乱体を添加するときには、光散乱の状態を一定に保つことができる。
【００６４】
粉末状脂質は、室温で固体の脂質であればいずれであってもよく、好ましくは上記の脂肪酸グリセリンエステル、例えば、ポリグリセリンエステルＧＰ−４５０（Ｒ）（阪本薬品工業株式会社製）である。
【００６５】
図３に示すように、水と脂質との複数の成分比からなる粉末ファントムの相対拡散反射率で表したスペクトルから、粉末ファントムは、７５分間の計測で反射率の経時変化がほとんどなく、安定性に優れている。
【００６６】
また図４に示すように、粉末ファントムは、ＣＬＳとＰＣＲの多変量解析法により決定された水と脂質との配合比について真値（理論値）と推定値（実測値）との高い相関性を示し、誤差がＬＯＯＣＶで５％以内であることから、高い信頼性を有するファントムである。
【００６７】
粉末ファントムは、例えば次のような特徴を有している。
第１に、ファントムは、組成物（水、粉末状脂質およびシリカゲルを含む）を粉末状にして混ぜ合わせるため、任意の割合で各成分の濃度調整が可能である。
第２に、近赤外領域で光吸収の無いシリカゲル又は既知の光吸収率であるシリカゲルを用いることにより水を固定化（もしくは吸着）し、さらに粉末状脂質と混ぜ合わせるため、ファントムの作製が容易である。水を吸着したシリカゲルは、積極的に水分を蒸発させない限り内部の水分量の減少量は小さい。
第３に、ファントムは、上記のように粉末同士を混ぜ合わせるため、経時変化が小さく安定性に優れている。
第４に、得られた混合物は粉体であるため、任意の形状（例、板状、扁平形状、多角形、球形、楕円を含む円形など）の容器、例えば臓器（例えば心臓、肺、肝臓、腎臓、脳、乳房、等）、血管、皮膚などを模擬した容器、に入れることが可能である。この場合、容器は、直接測定に使用できるように、測定に影響のない材質、例えば近赤外領域で光吸収のない材質又は光吸収の少ない材質のものであれば特に制限はない。
第５に、水と脂質との配合比について真値（理論値）と推定値（実測値）との相関性が高い。
第６に、ファントムが粉末状であるため、例えばタンパク質等の生体成分を追加することが可能であり、より人体の組成もしくは物性に近づけることができる。
【００６８】
１．５  積層構造のファントム
さらに別の実施形態によれば、上記１．１から上記１．４に記載のファントムは、生体組織を再現し模擬したモデルとするために、ファントムからなる積層構造の全部または一部として使用することができる。そのために、上記ファントムにおいて、例えば、生体組織と同等の光散乱特性、光吸収特性を有するように光散乱体および光吸収体を配合した複数のファントムを作製して、組織構造を模擬するようにそれらのファントムを積層することによって上記モデルを作製することができる。
【００６９】
２．ファントムの製造
上記１．１から上記１．４に記載のファントム（例えば、上記のゲルファントム、粉末ファントムおよび固体ファントム）は、例えば、図６、７、８および９に示したような手順に基づいて製造可能である。
以下に各ファントムの製法について説明する。
【００７０】
２．１  ゲルファントムの製法
実施形態によれば、ゲル状ファントムの製造方法であって、
（１）水に寒天を加えて溶解した第１の溶解液と脂質に油凝固剤を加えて溶解した第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程、ならびに
（２）工程（１）の混合液を固化する工程、
を含む方法が提供される。
【００７１】
製法の実施形態は以下のとおりである。
図６は、水（Ａ）に寒天（Ｂ）を加えて加熱により溶解して第１の溶解液を作製する工程（準備工程）（Ｓ１０１）、脂質（Ｃ）に油凝固剤（Ｄ）を加えて第２の溶解液を作製する工程（準備工程）（Ｓ１０２）、第１の溶解液と第２の溶解液を混ぜ合わせた混合液に界面活性剤（Ｅ）を加えて混合する工程（Ｓ１０３）、混合液を冷却して固化する工程（Ｓ１０４）、ならびに固化したゲルファントムを回収する工程（Ｓ１０５）を示す。なお、上記（１）工程は、少なくともＳ１０３の工程を含み、Ｓ１０１からＳ１０３までの全工程又は一部の工程を含む。
【００７２】
各成分の配合量（もしくは配合割合）については、上記１に記載した配合量（もしくは配合割合）、例えば後述の実施例１に記載した配合量（もしくは配合割合）を使用することができる。例えば、水と脂質の配合量もしくは比率（重量）は次のとおりである。
水：脂質＝Ｘ：Ｙ＝（Ａ＋Ｂ）：（Ｃ＋Ｄ）、Ｘ＋Ｙ＝１００（％）
ここで、Ｘ＝約３０〜約９０（％）、例えば約３０〜約７０（％）であり、また、寒天、脂質および界面活性剤の配合量は上記１に記載したとおりである。
【００７３】
以下の工程は、通常、適当な容器内で行う。
工程Ｓ１０１では、水を沸騰させ、このなかに粉末状の寒天を加えて中火（寒天が溶解する温度）で数分間加熱溶解し、とろ火で保温する。
【００７４】
工程Ｓ１０２では、脂質を、油凝固剤の融点付近の温度（固めるテンプル（Ｒ）の場合、約７０℃）まで加熱して油凝固剤を加え、油凝固剤の融点を超える温度（固めるテンプル（Ｒ）の場合、約８０〜９０℃）で保温する。
【００７５】
工程Ｓ１０３では、第１の溶解液と第２の溶解液とを混ぜ合わせた混合液に界面活性剤（Ｅ）を加えて混合する。このとき、代替法として、第１の溶解液または第２の溶解液のいずれか一方に界面活性剤を加えたあとで、他方の溶解液と混合してもよい。この工程での成分の混合は、ホモジナイザーなどの装置を使用して乳白色状態になるまで十分に混合することが好ましい。また、攪拌を自動化するなどして十分に混合するときには、ファントム作製の再現性がよい。
【００７６】
工程Ｓ１０４では、工程Ｓ１０３で得られた乳白色の混合液を冷却し固化させる。冷却は、混合液をしっかり固化させるために冷蔵庫などの低温室に保管して行うのがよい。
工程Ｓ１０５では、固化したゲルファントムを容器から取り出し回収する。
【００７７】
上記ファントムの作製の際には、必要に応じて、上記１の添加剤（可塑剤、光散乱体、光吸収体、無機塩、防腐剤、またはそれらの組み合わせなど）、タンパク質等の生体成分をさらに添加してもよい。
【００７８】
２．２  粉末ファントムの製法
次に本実施形態における粉末ファントムの製法について説明する。別の実施形態によれば、粉末状ファントムの製造方法であって、
（１）シリカゲルに水を吸着させて混合する工程、ならびに
（２）工程（１）の混合物に脂質を加えて混合する工程
を含む方法が提供される。
【００７９】
製法の一例は以下のとおりである。
予め基材となる、乾燥したシリカゲル、粉末状脂質および水を準備する。また、製法は、いずれの工程も室温で行うことができる。
【００８０】
図７は、シリカゲルに水を吸着させてよく混ぜる工程（Ｓ２０１）、所定量の粉末状脂質を加えてよく混ぜる工程（Ｓ２０２）、および粉末ファントムを回収する工程（Ｓ２０３）を示す。
【００８１】
あるいは、上に例示した製法の他に、シリカゲル、粉末状脂質および水を一緒にして均一になるまで十分に混合する方法であっても粉末ファントムを作製できる。
【００８２】
上記１．４に記載のとおり、水と脂質との重量比は約３０：約７０〜約９０：約１０、例えば約３０：約７０〜約７０：約３０である。また、シリカゲルの含有量は、水を吸着させたときに粉末形態を維持可能な量であり、例えば（水の量）±１０％（重量）、好ましくは水の量と実質的に同等の量（重量）である。
【００８３】
粉末状脂質は、室温で固体の脂質であればいずれであってもよく、好ましくは上記の脂肪酸グリセリンエステル、例えばポリグリセリンエステルＧＰ−４５０（Ｒ）（阪本薬品工業株式会社製）である。
【００８４】
粉末ファントムは、水とシリカゲルとを、水がシリカゲルに吸着されて粉末形態になるまでよく混合し、さらに粉末状脂質を加えて均一になるまでよく混合し、その混合液を容器に入れて押し固めることで、容易に作製することができる。このときファントムには、必要に応じて、上記１に記載される添加剤（可塑剤、光散乱体、光吸収体、無機塩、防腐剤、またはそれらの組み合わせなど）、タンパク質等の生体成分をさらに添加してもよい。
【００８５】
２．３  固体ファントム（Ｉ）の製造
さらに別の実施形態によれば、固体ファントムの製造方法であって、
（１）水に寒天を加えて溶解した第１の溶解液と脂質に油凝固剤を加えて溶解した第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程、
（２）工程（１）の混合物に所定量の脂肪酸グリセリンエステルを加えて混合する工程、ならびに
（３）工程（２）の混合液を固化する工程、
を含む方法が提供される。
【００８６】
製法の実施形態は以下のとおりである。
この製法によって製造されるファントムは、上記１．２に記載される固体ファントム（Ｉ）であり、例えば実施例３に記載された混合ファントム１である。
【００８７】
図８は、混合ファントム（１）の作製工程、すなわち、水に寒天を加えて加熱により溶解して第１の溶解液を作製する工程（準備工程）（Ｓ３０１）、脂質に油凝固剤を加えて第２の溶解液を作製する工程（準備工程）（Ｓ３０２）、第１の溶解液と第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程（Ｓ３０３）、混合液に脂肪酸グリセリンエステルを加えて混合する工程（Ｓ３０４）、混合液を冷却して固化する工程（Ｓ３０５）、ならびに固化した混合ファントム（１）を回収する工程（Ｓ３０６）を示す。
【００８８】
固体ファントム（Ｉ）の製法は、工程Ｓ３０１〜工程Ｓ３０３が、上記２．１のゲルファントム製造の工程Ｓ１０１〜Ｓ１０３と実質的に同じであること、その後、工程Ｓ３０４において工程Ｓ３０３で得られた混合液に脂肪酸グリセリンエステルを加えて混合することを特徴としている。
【００８９】
水、脂質、寒天および油凝固剤の各成分およびその配合量については、上記１および上記２．１と同じである。また脂肪酸グリセリンエステルは、（水＋寒天）の合計量と（脂質＋油凝固剤＋脂肪酸グリセリンエステル）の合計量との重量比が、約３０：約７０〜約９０：約１０、例えば約３０：約７０〜約７０：約３０となるように配合されることが好ましい。
【００９０】
工程Ｓ３０５では、工程Ｓ３０４で得られた均一に混合された液を冷却し固化させる。冷却は、混合液をしっかり固化させるために冷蔵庫などの低温室に保管して行うのがよい。
工程Ｓ３０６では、固化した混合ファントム（１）を容器から取り出し回収する。
【００９１】
上記ファントムの作製の際には、必要に応じて、上記１に記載される添加剤（可塑剤、光散乱体、光吸収体、無機塩、防腐剤、またはそれらの組み合わせなど）、タンパク質等の生体成分をさらに添加してもよい。
【００９２】
２．４  固体ファントム（ＩＩ）の製造
さらに別の実施形態によれば、固体ファントムの製造方法であって、
（１）水に寒天を加えて溶解した第１の溶解液と脂質に油凝固剤を加えて溶解した第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程、
（２）工程（１）の混合液に所定量の水吸着シリカゲルを加えて混合する工程、ならびに
（３）工程（２）の混合物を固化する工程、
を含む方法が提供される。
【００９３】
製法の実施形態は以下のとおりである。
この製法によって製造されるファントムは、上記１．３に記載される固体ファントム（ＩＩ）であり、実施例４に記載された混合ファントム２である。
【００９４】
図９は、混合ファントム（２）の作製工程であり、水に寒天を加えて加熱により溶解して第１の溶解液を作製する工程（準備工程）（Ｓ４０１）、脂質に油凝固剤を加えて第２の溶解液を作製する工程（準備工程）（Ｓ４０２）、第１の溶解液と第２の溶解液とを所定の配合比で混ぜ合わせた混合液に界面活性剤を加えて混合する工程（Ｓ４０３）、界面活性剤を加えた混合液に、水を吸着したシリカゲルを加えて混合する工程（Ｓ４０４）、混合液を冷却して固化する工程（Ｓ４０５）、ならびに固化した混合ファントム（２）を回収する工程（Ｓ４０６）を示す。
【００９５】
固体ファントム（ＩＩ）の製法は、工程Ｓ４０１〜工程Ｓ４０３が、上記２．１のゲルファントム製造の工程Ｓ１０１〜Ｓ１０３と実質的に同じであること、その後、工程Ｓ４０４において工程Ｓ４０３で得られた混合液に、水を吸着したシリカゲルをさらに加えて混合することを特徴としている。
【００９６】
水、脂質、寒天および油凝固剤の各成分およびその配合量については、上記１および上記２．１と同じである。また、シリカゲルは乾燥したシリカゲルが好ましく、その含有量は、水を吸着させたときに粉末形態を維持可能な量であり、例えば（水の量）±１０％（重量）、好ましくは水の量と実質的に同等の量（重量）である。
【００９７】
水と脂質の配合比率（重量）は、次のとおりである。
水：脂質＝Ｘ：Ｙ＝（水＋寒天＋（シリカゲルに吸着される水））：（脂質＋油凝固剤）
ここでＸ＋Ｙ＝１００（％）であり、Ｘ＝３０〜９０（％）、例えば３０〜７０（％）である。
【００９８】
工程Ｓ４０５では、工程Ｓ４０４で得られた混合液を冷却し固化させる。冷却は、混合液をしっかり固化させるために冷蔵庫などの低温室に保管して行うのがよい。
工程Ｓ４０６では、固化後の混合ファントム（２）を容器から取り出し回収する。
【００９９】
上記ファントムの作製の際には、必要に応じて、上記１の添加剤（可塑剤、光散乱体、光吸収体、無機塩、防腐剤、またはそれらの組み合わせなど）、タンパク質等の生体成分をさらに添加してもよい。
【０１００】
３．ファントムの用途
次に本実施形態におけるファントムの用途について説明する。
【０１０１】
＜ファントムを含むキット＞
さらに別の実施形態によれば、上記１．１から上記１．４に記載のいずれかのファントムについて、水と脂質との配合比が異なる複数のファントムを含むキットが提供される。
【０１０２】
キットに含まれるファントムは、上記のゲルファントム、上記の粉末ファントムまたは上記の固体ファントム（Ｉ）もしくは（ＩＩ）、あるいはそれらの組み合わせのいずれであってもよい。
【０１０３】
キットは、例えば、光の波長が赤外領域（例、近赤外領域）を用いた撮像装置の校正のために使用できる。
【０１０４】
あるいは、キットは、水／脂質成分比が不明であるファントムにおける水と脂質との成分比（例、重量比）を測定するために使用できる。
【０１０５】
キットには、上記ファントムによる撮像装置の校正のための使用説明書、あるいはサンプル中の水と脂質の成分比（例、重量比）を測定するための使用説明書を備えてもよい。
【０１０６】
＜ファントムによる撮像装置の校正＞
さらに別の実施形態によれば、赤外領域を用いた撮像装置の校正のための上記ファントムの使用が提供される。
【０１０７】
ファントムはいずれも赤外領域に光吸収を有するという特徴を有することから、上記の撮像装置の校正等に使用することができる。
【０１０８】
本明細書で使用する「赤外領域」は、例えば７５０ｎｍ〜３，０００ｎｍ（７５０ｎｍ以上３，０００ｎｍ以下）又は８００ｎｍ〜３，５００ｎｍ（８００ｎｍ以上３，５００ｎｍ以下）の範囲内である。上記１．１から上記１．４に記載のファントムは、赤外領域のうち、例えば１，０００ｎｍ±５０ｎｍ〜１，８００ｎｍ±５０ｎｍの範囲内の領域、例えば１，１５０ｎｍ〜１，２５０ｎｍ、１，７００ｎｍ〜１，８００ｎｍなどの領域での測定に使用しうるので、例えば近赤外撮像装置等の光計測装置の校正のために有用である。
【０１０９】
撮像装置を含む撮像システム、およびファントムによる撮像装置の校正手順については、後述の実施例５、図１０および図１１で説明されているので参照されたい。
【０１１０】
撮像装置では、生体やその組織を計測したときに観測される散乱光やボケの誘発のために、正確な測定が妨げられることがよくある。校正用のファントムは、このような撮像装置の実測データを補正して標準化されたデータを得るために必要である。上で説明したファントムはいずれも、上記のとおり経時的安定性と信頼性の面で優れたものであるため、撮像装置等の光計測装置の校正のために使用できる。また、これらのファントムは、水と脂質との配合比（重量）が約３０：約７０〜約９０：約１０、例えば約３０：約７０〜約７０：約３０の範囲であれば、配合比の真値と推定値との相関性が極めて高いため、水と脂質との配合比（もしくは成分比）が不明であるサンプルにおける水と脂質との比を測定するために使用できる（図２、図４）。
【０１１１】
したがって、実施形態によれば、撮像装置１０の標本支持部（例、図１０の標本支持部２）に、水／脂質成分比が既知のファントムを収容した容器（例、図１０のファントム６および容器５）を載置し、この装置からファントムに赤外光（例、近赤外光）を照射してファントムを撮影し、そのときの反射率（拡散反射率）のスペクトルを測定し、測定結果としての成分比（例、測定された反射率データに基づいてＣＬＳやＰＣＲ等の多変量解析手法によって定量化して得られた水／脂質成分比）が上記の既知ファントムの成分比と一致するように上記装置を校正すること（装置性能の評価を含む校正処理）を含む、赤外光（例、近赤外光）を用いた撮像装置の校正方法が提供される。また、本実施形態による校正処理は、水及び脂質を含むファントムであって赤外領域のスペクトルが既知のスペクトル（校正スペクトル）を有するファントムを用いて、該既知のスペクトルと、測定結果であり水及び脂質を含むサンプルの赤外領域におけるスペクトルとを比較して、それらのスペクトル（例、スペクトルの形状）が一致するように上記撮像装置を校正することを含む。例えば、校正処理は、対象となる波長帯域（特定の赤外光の波長範囲）におけるスペクトル同士（成分比の算出の元になるデータのスペクトル）の形状を比較することによって互いにスペクトルの形状が一致するかを判定することを含む。スペクトルの形状比較は、それらのスペクトルを減算又は除算して、減算値又は除算値と所定の閾値とに基づいて形状が相似的に一致するかどうかを判定する。また、該スペクトルの形状比較は、上記２つのスペクトルのうち一方のスペクトルに対してオフセット（例、吸光度に対する輝度値の違い等に基づき設定される補足データ）を設けてもよい。例えば、スペクトルの吸光度が異なる場合がありうるため、既知のスペクトルにオフセットを設定して比較するようにしてもよい。
【０１１２】
ここで、ＣＬＳやＰＣＲ等の多変量解析手法による水／脂質成分比の定量化は、例えば次のようにして行うことができる。
【０１１３】
ハイパースペクトルカメラ付き紫外可視近赤外分光光度計を使用してファントムを測定して反射率に対するスペクトルデータを取得する。次いでファントムの成分比を算出するために、拡散反射率（Ｒ）について多変量解析アルゴリズムを用いて２とおりの多変量解析法（例、古典的最小二乗法（ＣＬＳ）および主成分回帰（ＰＣＲ））の少なくともいずれかを用いて定量化する。このときＲをｌｏｇ１／Ｒに変換したのち多重散乱補正（ＭＳＣ）で前処理する。その後、ＣＬＳの場合、ＬＢ則（ランベルト・ベールの法則）前提でモデル化（検量）し、線形重回帰（ＭＬＲ）で定量し、ＬＯＯＣＶ（１個抜き交差検証）で評価する。一方、ＰＣＲの場合、主成分分析（ＰＣＡ）で第１および第２主成分を算出（検量）し、同様にＭＬＲで定量し、ＬＯＯＣＶで評価する。
【０１１４】
上記の方法により、図２（ゲルファントム）および図４（粉末ファントム）に、ＣＬＳとＰＣＲの多変量解析法により決定された水と油の配合比について真値（理論値）と推定値（実測値）が高い相関性をもつことを示した。具体的には、真値との誤差がＬＯＯＣＶで２％以内（ゲルファントム）、５％以内（粉末ファントム）であることが確認されたことから、上記のファントムが信頼性のあるファントムであることが分かる。
【０１１５】
さらに別の実施形態によれば、上記キットまたは上記ファントムを用いて、水と脂質の比（重量）３０：７０〜９０：１０について赤外光に対する相対拡散反射率Ｒを測定する第１工程、第１工程で得られた測定値をｌｏｇ１／Ｒに変換して多変量解析により定量化する第２工程、水と脂質を含有するサンプルから上記２に記載の方法によりファントムを作製する第３工程、第３工程で作製されたファントム又は上記キットのファントムについて第１工程と同じ操作を行う第４工程、ならびに第２工程で得られた定量値を用いてサンプル中の水と脂質の比（重量）を決定する第５工程を含む、水／脂質成分比が不明であるサンプルにおける水と脂質との比を測定する方法が提供される。
【０１１６】
上記の第５工程では、例えば、水と脂質との比（重量）が既知のファントムによって得られた第２工程での定量値から作成された検量線を使用して、成分未知のサンプルの定量値からそのサンプルの成分比を外挿して算出することができる。
【０１１７】
上記サンプルは、例えば、水／脂質成分比が不明である水と脂質とを含む生体サンプルまたは生体模擬サンプルを挙げることができる。
【０１１８】
上記の各方法において、ファントムの厚さは約２ｍｍ〜約２０ｍｍであることが好ましいが、２０ｍｍを超えることも可能である。ここで「厚さ」は、ファントムが載置される標本支持部（例、図１０の標本支持部２）の載置面と直交する方向の厚さをいう。また、ファントムは、通常、標本支持部の面上に載置される容器（例、図１０の容器５）内に収納される。
【０１１９】
また上記の各方法において、好ましくは上記ファントムが、可視近赤外分光測定に影響しない、かつ、遮光可能な容器、例えば石英ガラスもしくはその等価物からなる容器内にあるのがよい。
【０１２０】
また、例えば、上記容器（例、図１０の容器５）の上面が密閉されており、かつその側面が遮光されている。
【０１２１】
さらにまた、例えば、上記の各方法は、光散乱による影響を補正することをさらに含むことができる。この補正には、例えば多重散乱補正法（ＭＳＣ）を使用することができる。そのための波長域を選択するために、相対拡散反射率Ｒをｌｏｇ１／Ｒに変換したときのスペクトルデータからノイズが多い領域を除外することによってＭＳＣ処理に適した波長域を選択することができる。図５に示した結果から、ＭＳＣの波長域として１，０００ｎｍ〜１，８００ｎｍの波長帯域、例えば１，１５０ｎｍ±５０ｎｍ〜１，２５０ｎｍ±５０ｎｍ、１，７００ｎｍ±５０ｎｍ〜１，８００ｎｍ±５０ｎｍなどの波長帯域が適することがわかる。
【０１２２】
さらにまた、本実施形態によれば、本実施形態のファントムを含むキットは、例えば１，１５０ｎｍ±５０ｎｍ〜１，２５０ｎｍ±５０ｎｍ波長帯と１，７００ｎｍ±５０ｎｍ〜１，８００ｎｍ±５０ｎｍの波長帯とのうち少なくとも一方において、水と脂質とにおける赤外光の吸収又は反射によって得られる光のスペクトル（波長成分もしくは分光特性）に光学的な特徴量（例、形状、波形、吸収率、反射率など）を有するスペクトルが得られる、重量比の異なる複数のファントムを備えることができる。例えば、本実施形態におけるファントムを含むキットは、水と脂質との重量比（例、約３０：約７０〜約９０：約１０、約３０：約７０〜約７０：約３０、等）が異なる複数のファントムから得られる複数のスペクトル間の特徴量の比較（例、形状比較など）において、１，１５０ｎｍ±５０ｎｍ〜１，２５０ｎｍ±５０ｎｍ波長帯および／または１，７００ｎｍ±５０ｎｍ〜１，８００ｎｍ±５０ｎｍの波長帯の波長範囲（特定の波長範囲）のスペクトルが他の少なくとも一部の波長範囲（１，１５０ｎｍ±５０ｎｍ〜１，２５０ｎｍ±５０ｎｍ波長帯及び１，７００ｎｍ±５０ｎｍ〜１，８００ｎｍ±５０ｎｍの波長帯の波長範囲以外）のスペクトルよりも互いに差異がある特徴的なスペクトルの形状（一様でない形状）を含む、複数のファントムを備える。
【実施例】
【０１２３】
以下の実施例により実施形態をさらに具体的に説明するが、その技術的範囲は、それらの実施例に限定されないものとする。
【０１２４】
［使用した材料］
下記の実施例で使用した材料は次のとおりである。
（１）精製水
（２）寒天（マルハニチロ株式会社ＩＮＡ）
原材料：海藻（紅藻類）
主成分：食物繊維
（３）キャノーラ油
または、なたね油
（４）固めるテンプル(R)（ジョンソン株式会社）
原材料：唐ゴマ（ヒマ）から抽出したヒマシ油から作製される
主成分：天然油脂系脂肪酸（すなわち、リシノール酸）１００％
（５）ポリソルベート２０
界面活性剤
別名：モノラウリン酸ポリオキシエチレンソルビタン
（６）シリカゲル（粒径２０μｍ〜４０μｍ）
（７）脂肪酸グリセリンエステル
【０１２５】
［実施例１］
＜ゲルファントムの製造＞
以下の工程でゲルファントムを製造した。
水と油を表１に示す量（ｇ）および比率（重量％）で配合したサンプルを作製した。表中のＸとＹ、ならびにＡ、Ｂ、ＣおよびＤの関係については、次のとおりである。
水：油＝Ｘ：Ｙ＝（Ａ＋Ｂ）：（Ｃ＋Ｄ）、Ｘ＋Ｙ＝１００（％）
ここで、Ｘ＝３０、４０、５０、６０、７０（％）である。
【０１２６】
ゲルファントムを以下の工程に示す手順で製造した。
１．精製水Ａｇを鍋で沸騰させ、沸いたら粉寒天Ｂｇを入れ中火で２分間煮たたせ、とろ火で保温する。
２．キャノーラ油Ｃｇを火にかけ、温度が７０℃を超えたら固めるテンプルＤｇを加え、その後、１００℃を超えたらとろ火で保温する。
３．上記２．にポリソルベート２０をＥｇ加え、全体を混ぜ、上記１．に加えて１〜２分間ホモジナイズする。
このとき、３０：７０、４０：６０の場合は加える量を３回に分け、ホモジナイズする前に手で乳白色になるまで混ぜる。また、ホモジナイザー設定を次のように行った。
Ｘ：Ｙ＝７０：３０、６０：４０、５０：５０のとき、出力強度：６０％、攪拌時間：１分とする。
Ｘ：Ｙ＝４０：６０、３０：７０のとき、出力強度３０％、攪拌時間２０秒を３回に分けて行う。
４．容器に入れて冷蔵庫で固めた。その後容器からゲルファントムを取り出し、その安定性および信頼性について測定する。
【０１２７】
【表１】
2018196643.tif 000003
【０１２８】
＜ゲルファントムの性能評価＞
１．安定性の評価
紫外可視近赤外分光光度計Ｖ−７７０型（日本分光）を使用して各成分比のゲルファントムの拡散反射光のスペクトルを約１，０００ｎｍ〜１，８００ｎｍの波長帯域で２４０分にわたり測定し拡散反射率を決定した。
【０１２９】
図１に、表１に記載した各成分比のゲルファントムの相対拡散反射率で表したスペクトルグラムを示す。その結果、２４０分の計測で反射率の経時変化は小さく、安定性に優れたファントムであることが判明した。
【０１３０】
２．信頼性の評価
ゲルファントムの成分比を算出するために、拡散反射率（反射率）（Ｒ）について多変量解析アルゴリズムを用いて２通りの多変量解析法（古典的最小二乗法（ＣＬＳ）および主成分回帰（ＰＣＲ））で定量化した。このときＲをｌｏｇ１／Ｒに変換したのち多重散乱補正（ＭＳＣ）で前処理した。その後、ＣＬＳの場合、ＬＢ則（ランベルト・ベールの法則）前提でモデル化（検量）し、線形重回帰（ＭＬＲ）で定量し、ＬＯＯＣＶ（１個抜き交差検証）で評価した。一方、ＰＣＲの場合、主成分分析（ＰＣＡ）で第１および第２主成分を算出（検量）し、同様にＭＬＲで定量し、ＬＯＯＣＶで評価した。
【０１３１】
図２に、ＣＬＳとＰＣＲの多変量解析法により決定された水と油との配合比について真値（理論値）と推定値（実測値）の相関性を示した。誤差がＬＯＯＣＶで２％以内であることを確認し、信頼性のあるファントムであることが判明した。
【０１３２】
３．ゲルファントムの特徴
上記の方法で作製されたゲルファントムは次の特徴を一例として有している。
（１）油の配合比が多い場合であってもｏ／ｗを実現できる。
（２）水の配合比が多い場合には寒天により、一方脂質の配合比が多い場合には油凝固剤（固めるテンプル(R)）により固体化が容易になる。
（３）固化するまでは液状のため、任意の形状に固定化できる。
（４）反射率等の光学特性などにおける経時変化が小さく安定性に優れている。
（５）水と油の配合比について真値（理論値）と推定値（実測値）の相関性が高い。
【０１３３】
［実施例２］
＜粉末ファントムの製造＞
以下の工程で粉末ファントムを製造した。
水と油を表２に示す量（ｇ）および比率（重量％）で配合したサンプルを作製した。表中のＸとＹの関係については、次のとおりである。
水：油＝Ｘ：Ｙ、Ｘ＋Ｙ＝１００（％）
ここで、Ｘ＝３０、４０、５０、６０、７０（％）である。
【０１３４】
粉末ファントムを以下の工程に示す手順で製造した。
１．精製水をＸｇ用意（Ａ）し、精製水と同量の乾燥したシリカゲルをＺｇ用意（Ｂ）する。
このとき、乾燥したシリカゲルは事前に加熱し、水分を飛ばす。
２．ＡとＢをよく混ぜ合わせる（Ｃ）。
３．Ｃに脂肪酸グリセリンエステルＹｇを加え、ダマができないように丁寧によく混ぜ合わせる。
４．測定容器に押し固めながら入れ、粉末ファントムの安定性および信頼性について測定する。
【０１３５】
【表２】
2018196643.tif 000004
【０１３６】
＜粉末ファントムの性能評価＞
１．安定性の評価
測定時間を７５分とした以外は実施例１と同様の方法で粉末ファントムの安定性を評価した。
図３に、表２に記載した各成分比の粉末ファントムの相対拡散反射率で表したスペクトルグラムを示す。その結果、７５分の計測で反射率の経時変化はほとんどなく、安定性に優れたファントムであることが判明した。
【０１３７】
２．信頼性の評価
実施例１と同様の方法で粉末ファントムの信頼性を評価した。
図４に、ＣＬＳとＰＣＲの多変量解析法により決定された水と油の配合比について真値（理論値）と推定値（実測値）の相関性を示した。誤差がＬＯＯＣＶで５％以内であることを確認し、信頼性のあるファントムであることが判明した。
【０１３８】
３．粉末ファントムの特徴
上記の方法で作製された粉末ファントムは次の特徴を一例として有している。
（１）組成物（水および粉末状油を含む）を粉末状にして混ぜ合わせることにより、任意の割合で濃度調整可能である。
（２）近赤外領域で吸収の無いシリカゲルを用いることにより水を固定化し、水と油との粉末同士を混ぜ合わせるため、作製が容易である。また、シリカゲルを用いることによって液相の水を粉末状の固相にできるため、ファントムの作製が容易である。
（３）粉末（固体）同士で混ぜ合わせるため、反射率等の光学特性などにおける経時変化が小さく安定性に優れている。
（４）粉体であるため、任意の容器に入れることが可能である。
（５）水と油の配合比について真値（理論値）と推定値（実測値）の相関性が高い。
【０１３９】
［実施例３］
＜混合ファントム１の製造＞
以下の工程で混合ファントム１を製造した。
水と油を表３に示す量（ｇ）および比率（％）で配合したサンプルを作製した。表中のＸとＹの関係については、次のとおりである。
水：油＝Ｘ：Ｙ＝（Ａ＋Ｂ）：（Ｃ＋Ｄ＋Ｆ）、Ｘ＋Ｙ＝１００（％）
ここで、Ｘ＝３０、４０、５０、６０、７０（％）である。
【０１４０】
混合ファントム１を以下の工程に示す手順で製造した。
１．精製水Ａｇを鍋で沸騰させ、沸いたら粉寒天Ｂｇを加え、中火で２分間煮たたせ、とろ火で保温する。
２．キャノーラ油Ｃｇを火にかけ、温度が７０℃を超えたら固めるテンプル(R)Ｄｇを加え、１００℃を超えたらとろ火で保温する。
３．上記２．にポリソルベート２０をＥｇ加え、全体をよく混ぜたのち、上記１を加えて１〜２分間ホモジナイズする。
このときホモジナイザー設定は、出力強度６０％、攪拌時間１分とした。
４．上記３に、脂肪酸グリセリンエステルＦｇを加えて混ぜ合わせる。
５．容器に入れて冷蔵庫で固めたのち、容器から取り出し、混合ファントム１の性能について測定する。
【０１４１】
【表３】
2018196643.tif 000005
【０１４２】
＜混合ファントム１の特徴＞
混合ファントム１の特徴の一例は、以下のとおりである。
（１）乳化の時間経過による分離を改善するため、予め水には寒天を、油には固めるテンプル(R)を溶かしておき、それらの混合液に界面活性剤を加えて乳化したものと、脂肪酸グリセリンエステルとを混ぜ、そして固めて得られたファントムである。
（２）水には寒天を、油には固めるテンプル(R)を使用することによって固体化を可能にする。
（３）固化するまでは液状のため、任意の形状に固定化できる。
（４）脂質成分として、テンプルを溶かした油と、脂肪酸グリセリンエステルを用いることにより、脂質の割合が多い時の乳化の不安定さを回避することができる。
（５）水分と脂質の割合を人体に合わせて（７０：３０〜３０：７０まで）ふると、支配的な成分が水分と脂質両者にわたることになるため、界面活性剤を使用し、単純にホモジナイザーで撹拌する乳化手法では、ミセルの形状がｗ／ｏとｏ／ｗの両方にわたってしまう。これが起きると、近赤外領域での測定では変化層が連続でなくなるので、水と油の割合は、水が支配的な割合までとし、足りない脂肪分を粉末で補うことができる。
（６）反射率等の光学特性などにおける経時変化が小さく安定性に優れている。
【０１４３】
［実施例４］
＜混合ファントム２の製造＞
以下の工程で混合ファントム２を製造した。
水と油を表４に示す量（ｇ）および比率（％）で配合したサンプルを作製した。表中のＸとＹ、Ａ〜Ｆの関係については、次のとおりである。
水：油＝Ｘ：Ｙ＝（Ａ＋Ｂ＋Ｆ）：（Ｃ＋Ｄ）、Ｘ＋Ｙ＝１００（％）
ここで、Ｘ＝３０、４０、５０、６０、７０（％）である。
【０１４４】
混合ファントム２を以下の工程に示す手順で製造した。
１．精製水（１）Ａｇを鍋で沸騰させ、沸いたら粉寒天Ｂｇを加え、中火で２分間煮たたせたのち、とろ火で保温する。
２．キャノーラ油Ｃｇを火にかけ、温度が７０℃を超えたら固めるテンプル(R)Ｄｇを加え、１００℃を超えたらとろ火で保温する。
３．上記２．にポリソルベート２０をＥｇ加え、全体をよく混ぜたのち、上記１.を加えて１〜２分間ホモジナイズする。
このとき、ホモジナイザーの設定を、出力強度６０％、攪拌時間１分とした。
４．精製水（２）ＦｇにシリカゲルＧｇを加え、全体をよくかき混ぜる。
５．上記３．に、上記４．を加えて混ぜ合わせる。
６．容器に入れて冷蔵庫で固めたのち、容器から取り出し、混合ファントム２の性能について測定する。
【０１４５】
【表４】
2018196643.tif 000006
【０１４６】
＜混合ファントム２の特徴＞
混合ファントム２の特徴の一例は、以下のとおりである。
（１）乳化の時間経過による分離を改善するため、予め水には寒天を、油には固めるテンプル(R)を溶かしておき、それらの混合液に界面活性剤を加えて乳化したものと、水を吸着させたシリカゲルとを混ぜ、そして固めて得られたファントムである。
（２）水には寒天を、油には固めるテンプル(R)を使用することによって固体化を可能にする。
（３）固化するまでは液状のため、任意の形状に固定化できる。
（４）水成分を、寒天を溶かした精製水と、水を吸着させたシリカゲルを用いることにより、水の割合が多い時の乳化の不安定さを回避することができる。
（５）水分と脂質の割合を人体に合わせて（例、重量比で７０：３０〜３０：７０まで）ふると、支配的な成分が水分と脂質両者にわたることになるため、界面活性剤を使用し、単純にホモジナイザーで撹拌する乳化手法では、ミセルの形状がｗ／ｏとｏ／ｗの両方にわたってしまう。これが起きると、近赤外領域での測定では変化層が連続でなくなるので、水と油の割合は、水が支配的な割合までとし、足りない水分を粉末で補うことができる。
（６）基本的な特徴は混合ファントム１と同じである。
【０１４７】
［実施例５］
＜ファントムによる撮像装置の校正＞
＜撮像システム１の外観及び構成＞
図１０は、実施形態に係る撮像システム１の構成例を説明するための図である。図１０Ａは、第１の実施形態に係る撮像システム１の構成例を示す図である。図１０Ｂは、撮像システム１における撮像装置１０の構成例を示す図である。図中のＸＹＺ直交座標系において、Ｘ方向およびＹ方向は、例えば水平方向であり、Ｚ方向は例えば鉛直方向である。Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の各方向において、適宜、矢印の向きを＋側（例、＋Ｘ側）と称し、その反対側を−側（例、−Ｘ側）と称す。
【０１４８】
撮像システム１は、例えば、病理診断支援、臨床診断支援、観察支援、手術支援などの医療支援に利用される。図１０Ａに示すように、撮像システム１は、撮像装置１０と、撮像システム１の全体を制御する制御装置１０１と、ユーザ（オペレータ）がデータや指示コマンドなどを入力する際に用いる入力装置１０２と、例えば後述のＧＵＩや撮像装置１０によって撮像された画像などを表示する表示装置１０３と、を備えている。図１０Ｂに示すように、撮像装置１０は、標本支持部２と、照明ユニット（照明部〉３と、検出ユニット（撮像ユニット）４と、容器５に収容されたファントム６と、制御部７と、収容部８と、を備えている。制御部７は、例えば、制御装置１０１からの指示コマンドによって動作する。つまり、ユーザ（オペレータ）によって入力装置１０２から入力された指示コマンドは制御装置１０１で処理され、制御部７に送信される。また、例えば、制御装置１０１は、撮像動作に係る各種プログラムや撮像装置１０の校正処理を実行するプログラム（図１１のフローチャートに相当するプログラム）を制御装置１０１内のメモリから読み込み、当該プログラムに従って制御部７に各動作対象（例えば、照明ユニット３の赤外光源部１１や可視光源部１３、第１撮像部２１や第２撮像部２２など）を動作させるように指示する。さらに、制御装置１０１は、上述の各ファントム６（校正用ファントム）に含まれる各成分の配合比のデータを記憶部（例、内蔵メモリ）に予め格納している。この校正用ファントム６の各成分の配合比のデータ（校正用データ）は、例えば、撮像装置１０とは異なるハイパースペクトルカメラで測定することにより得られるデータである。撮像装置１０を校正する際には、例えば、オペレータが、入力装置１０２を用いて、ファントム６を指定する。そして、制御装置１０１は、後述の校正処理（図１１参照）で用いる、指定されたファントム６の成分データを記憶部（例、内蔵メモリ）から取得し、制御部７に受け渡す。
【０１４９】
標本支持部２は、生物の組織ＢＴ（以下、「サンプル」ともいう）を含む標本を支持する。標本支持部２は、例えば、矩形板状の部材である。標本支持部２は、例えば、その上面（載置面）が水平方向とほぼ平行に配置され、この上面（載置面）に組織ＢＴを載置可能である。また、例えば、撮像装置１０の校正を行う場合には、ファントム６を収容した容器５を標本支持部２の載置面上に載置することができる。なお、組織ＢＴは、例えば人間の組織であるが、人間以外の生物（例、動物、植物）の組織でもよい。組織ＢＴは、生物から切り取った状態の組織でもよいし、生物に付随した状態の組織でもよい。また、組織ＢＴは、生存している生物（生体）の組織（生体組織）でもよいし、死亡後の生物（死体）の組織でもよい。組織ＢＴは、生物から摘出した物体でもよい。組織ＢＴは、生物のいずれの器官（臓器）を含んでもよく、血管や皮膚を含んでいてもよいし、皮膚よりも内側の内臓などを含んでもよい。また、組織ＢＴは、光を受けて励起により光を発する物質（例えば、蛍光物質、りん光物質）を生物の組織に付与したものであってもよい。組織ＢＴは、ホルマリン等の組織固定液を用いて固定されていてもよい。
【０１５０】
照明ユニット３は、例えば、標本支持部２の上方に配置され、赤外光（以下、「近赤外光」をも含む概念である）を組織ＢＴやファントム６に照射する。照明ユニット３は、例えば撮像ユニット４に取り付けられる。照明ユニット３は、赤外光源部１１と、保持部材１２と、可視光源部１３と、光源移動部１４とを備える。赤外光源部１１は、少なくとも赤外光（例、第１波長の赤外光、第２波長の赤外光など）を射出（放射）する。保持部材１２は、赤外光源部１１を保持する。保持部材１２は、例えば板状の部材であり、その下面側に赤外光源部１１を保持する。光源移動部１４は、例えば、組織ＢＴやファントム６に対する赤外光の照射角度を変化させる。赤外光源部１１から射出された赤外光は、例えば均一な光とされ（例えば、図示しない拡散部材によって拡散光とされて均一化される）組織ＢＴやファントム６に照射される。例えば、照明ユニット３は、組織ＢＴやファントム６に近赤外光を照射可能である。また、例えば、照明ユニット３は、組織ＢＴやファントム６に単一の狭波長帯の赤外光又は所定の波長帯域の赤外光を照射可能である。また、例えば、照明ユニット３は、無影灯のような無影照明を含むようにしてもよい。
【０１５１】
本実施形態において、照明ユニット３は、例えば、可視光を射出し、組織ＢＴに当該可視光を照射することもできるように構成してもよい。可視光源部１３は、保持部材１２に保持される。保持部材１２は、例えば、その下面側に可視光源部１３を保持する。光源移動部１４は、組織ＢＴに対する可視光の照射角度（例、照射方向）を変化させることもできる。可視光源部１３からの可視光は、例えば、均一な光とされ（図示しない拡散部材によって拡散光とされて均一化される）組織ＢＴやファントム６に照射される。
【０１５２】
検出ユニットとしての撮像ユニット４は、検出部（受光センサ）としての第１撮像部２１と、第２撮像部２２とを備える。第１撮像部２１は、例えば赤外カメラであり、赤外光の照射により組織ＢＴやファントム６を撮像する。第１撮像部２１は、赤外光の照射により組織ＢＴやファントム６から放射される光（放射される光としては、例えば、反射光、散乱光、透過光、反射散乱光などが挙げられる）を検出する。第１撮像部２１は、撮像光学系（検出光学系）２３および撮像素子（受光素子）２４を備える。撮像光学系２３は、例えばＡＦ機構（オートフォーカス機構）を有し、組織ＢＴの像を形成する。第１撮像部２１の光軸２１ａは、撮像光学系２３の光軸と同軸である。
【０１５３】
撮像素子２４は、撮像光学系２３が形成した像を撮像する。撮像素子２４は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなどの二次元イメージセンサを含む。撮像素子２４として、例えば、二次元的に配列された複数の画素を有し、各画素にフォトダイオードなどの光検出器が配置された構造を採用することが可能である。撮像素子２４は、例えば、光検出器の材料にＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウムヒ素）を用いたものであり、赤外光源部１１から射出される赤外光の波長帯に感度を有する。第１撮像部２１の検出範囲Ａ１は、例えば、標本支持部２上で第１撮像部２１が撮像可能な撮像領域、標本支持部２上の第１撮像部２１の視野領域である。第１撮像部２１の撮像領域は、例えば、撮像素子２４の受光領域（光検出器の配置領域）と光学的に共役な領域である。第１撮像部２１の視野領域は、例えば、撮像光学系２３の視野絞りの内側と光学的に共役な領域である。第１撮像部２１は、例えば、撮像結果（検出結果）として撮像画像のデータを生成し、撮像画像のデータを制御部７に供給する。
【０１５４】
第２撮像部２２は、例えば可視カメラであり、可視光の照射により組織ＢＴやファントム６を撮像する。第２撮像部２２は、例えば、可視光源部１３からの可視光のうち組織ＢＴやファントム６の表面で反射散乱した光を検出する。第２撮像部２２は、撮像光学系（図示せず）および撮像素子（図示せず）を備える。撮像光学系は、例えばＡＦ機構（オートフォーカス機構）を有し、組織ＢＴやファントム６の像を形成するも撮像素子は、撮像光学系が形成した像を撮像する。撮像素子は、例えばＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなどの二次元イメージセンサを含む。撮像素子２４は、例えば、二次元的に配列された複数の画素を有し、各画素にフォトダイオードなどの光検出器が配置された構造である。撮像素子は、例えば光検出器の材料にＳｉを用いたものであり、可視光源部１３から射出される可視光の波長帯に感度を有する。第２撮像部２２は、例えば撮像結果（検出結果）として撮像画像のデータを生成する。第２撮像部２２は、例えば、撮像画像のデータを制御部７に供給する。なお、撮像装置１０は、第２撮像部２２を備えなくてもよい。第２撮像部２２は、撮像装置１０の外部の装置に含まれていてもよい。また、撮像装置１０は、サイズ変更部３１を備えなくてもよい。撮像装置１０は、例えば撮像光学系２３としてズーム機構（例えば、ズームレンズ）を備えてもよい。
【０１５５】
＜撮像装置１０の校正処理＞
図１１は、実施形態に係る撮像装置１０の校正処理を説明するためのフローチャートである。
撮像システム１においては、例えば、可視光又は赤外光を用いた組織ＢＴの撮像に先立ち、上述のファントム６を用いて撮像装置１０の校正処理（例、画素ごとに画素値の基準を校正）が実行される。なお、制御部７は、制御装置１０１からの指示コマンドや情報によって各工程の処理を実行するため、動作主体を制御装置１０１と読み替えてもよい。
【０１５６】
（ｉ）工程Ｓ５０１
例えば、オペレータが、撮像装置１０の構成に用いるファントム６（校正用ファントム）を収容した容器５を撮像装置１０の標本支持部２の検出範囲Ａ１に入るように載置し、入力装置１０２を用いて、校正で用いるファントム６の種類と撮像装置１０の校正処理開始とを指示すると、制御装置１０１は、記憶部（例、内蔵メモリ）（図示せず）から指定された校正用ファントム６の成分比のデータ（例、本実施形態の撮像装置１０とは異なる校正用撮像装置を用いて校正用ファントム６を予め検出して記憶部に記憶された、スペクトル（校正用スペクトル）に基づく成分比のデータ（校正用データ））を読み込み、制御部７に送信する。制御部７は、受信した校正用ファントム６の成分比のデータを制御部７の記憶部（例、内蔵メモリ）（図示せず）に格納する。
【０１５７】
（ｉｉ）工程Ｓ５０２
制御部７は、例えば、校正処理のための初期パラメータを制御装置１０１から取得し、当該初期パラメータに基づいて、標本支持部２に載置されたファントム６に対して赤外光（例えば、初期パラメータで決められている波長の赤外光）を照射するように、照明ユニット３の赤外光源部１１に指令を送信する。照明ユニット３は、ファントム６に対する赤外光照射の指令を受信すると、赤外光源部１１を用いて所望の波長の赤外光をファントムに照射する。ファントム６に照射された赤外光は、ファントム６で反射・散乱する。そして、第１撮像部２１は、標本支持部２に載置されたファントムを撮像してファントムからの散乱光および／または反射光を検出し、スペクトルデータを取得し、制御部７に当該スペクトルデータを送信する。
制御部７は、受信したファントム６のスペクトルデータを用いて多変量解析を実行し、撮像したファントム６の成分比データを計測する。
【０１５８】
（ｉｉｉ）工程Ｓ５０３
制御部７は、工程Ｓ５０１で取得した校正用ファントム６の成分比データと、工程Ｓ５０２で測定した当該校正用ファントム６の成分比データと、を比較する。比較の方法としては、例えば、各成分の配合比の差分を取る方法や上述の検量線（例、図２や図４参照）とのずれ量を計測する方法などがある。
【０１５９】
撮像装置１０に故障がなく、そのパラメータ設定や測定環境に問題がなければ、工程Ｓ５０１で取得した校正用ファントム６の成分比データと、工程Ｓ５０２で測定した当該校正用ファントム６の成分比データとはほぼ一致する。しかし、実際には撮像装置１０には設定誤差や故障などがある可能性があるため、両者が完全一致しない可能性もある。
【０１６０】
また、制御部７は、工程Ｓ５０２で測定した当該校正用ファントム６の成分比データ（又はスペクトルデータ）と該データを測定した日付情報（例、日付、時間を含む）とを制御装置１０１へ送信し、制御装置１０１は、制御部７から受信した当該校正用ファントム６の成分比データ（またはスペクトルデータ）と当該日付情報とを関連付けて制御装置１０１の記憶部に記憶する。なお、制御部７は、工程Ｓ５０２で測定した当該校正用ファントム６の成分比データ（またはスペクトルデータ）と該データを測定した日付情報（例、日付、時間を含む）とを関連付けて制御部７の記憶部に記憶してもよい。
【０１６１】
（ｉｖ）工程Ｓ５０４
制御部７は、工程Ｓ５０３で算出した比較結果が所定の閾値以下であるか否か判断する。当該所定の閾値は、撮像装置１０による撮像（測定）動作に適切に行われる値として適宜設定される。例えば、工程Ｓ５０１で取得した校正用ファントム６の成分比データと、工程Ｓ５０２で測定した当該校正用ファントム６の成分比データとの差異が３％以内にあれば撮像装置１０が設計した仕様（性能）内で適切に動作すると判断するようにしてもよい。
【０１６２】
比較結果が所定の閾値以下であると判断された場合（工程Ｓ５０４でＹＥＳの場合）、校正処理は終了する。一方、比較結果が所定の閾値より大きいと判断された場合（工程Ｓ５０４でＮＯの場合）、処理は工程Ｓ５０５に移行する。
【０１６３】
（ｖ）工程Ｓ５０５
制御部７は、工程Ｓ５０３の比較が１回目の比較処理であったか判断する。工程Ｓ５０３の比較が１回目の比較処理であったと判断された場合（工程Ｓ５０５でＹＥＳの場合）、処理は工程Ｓ５０６に移行する。一方、工程Ｓ５０３の比較が１回目の比較処理でなかった（例えば、２回目の比較処理であった）と判断された場合（工程Ｓ５０５でＮＯの場合）、処理は工程Ｓ５０７に移行する。
【０１６４】
（ｖｉ）工程Ｓ５０６
制御部７は、例えば、照明ユニット３、および／または測定環境の調整を促すためのメッセージを制御部７内のメモリ（図示せず）、から取得し、当該メッセージを、制御装置１０１を介して表示装置１０３に送信し、表示装置１０３の表示画面上に表示させる。当該メッセージを見たオペレータは、校正処理の結果に基づき、照明ユニット３に搭載されている赤外光源部１１の照射角度や一様性を調整する（装置の調整処理）。例えば、オペレータは、校正処理の結果に基づき、撮像装置１０の光源部（例、赤外光光源部１１、可視光源部１３）の設置位置や照射する角度、撮像装置１０の制御部７（又は制御装置１０１）のアルゴリズムの係数（例、上述したＰＣＲの主成分数などの多変量解析法に用いる係数、など）などを調整する。ファントム６の表面には垂直で一様な赤外光が照射されることが望ましいためである。なお、このような調整処理は、オペレータが手動で処理を行ってもよいし、記憶部等に予め記憶された情報（例、標準としての成分比）と算出された成分比とを比較することによって上記光源部の設置位置や照射角度を計算し、その計算結果をもとに光源部の位置や照射角度を駆動部によって自動的に調整してもよい。また、オペレータは、必要に応じて（例えば、撮像装置１０の周辺に照明があり、迷光の影響が考えられるような場合）、測定環境、つまり撮像装置１０を、遮光性があり、内部が反射防止材で覆われているボックスで囲むなどして、測定環境を調整する。また、オペレータは、分光器等の光学部材や照明等が故障しているときには修理・交換する。
【０１６５】
オペレータが様々な調整（修理・交換を含む）を完了させ、入力装置１０２を介して、校正処理の再開を指示すると、制御部７は、制御装置１０１から当該指示を受け取り、処理を工程Ｓ５０２に移行させる。そして、再度、工程Ｓ５０２乃至Ｓ５０５の処理が実行される。
【０１６６】
（ｖｉｉ）工程Ｓ５０７
制御部７は、例えば校正処理におけるパラメータ変数ｋを初期化（ｋ＝１）する。当該パラメータ変数ｋは１からｎまでの整数値である。
【０１６７】
（ｖｉｉｉ）工程Ｓ５０８
制御部７は、例えば、工程５０２で用いた校正処理におけるパラメータをパラメータＰｋ（初回の場合はＰ１）に変更する。例えば、工程Ｓ５０２で用いた赤外光の波長値が１，０００ｎｍであった場合、Ｐ１（波長値λ１）が１，２００ｎｍに設定される。
【０１６８】
パラメータＰ１からＰｎ（例えば、赤外光の波長値λ１からλｎ）は、例えば、制御部７あるいは制御装置１０１の内蔵メモリ（図示せず）に予め格納されている。パラメータ変数ｋの変更に応じて、制御部７は、当該内蔵メモリからパラメータＰｋを読み込むことによりこれを取得する。
【０１６９】
（ｉｘ）工程Ｓ５０９
制御部７は、工程Ｓ５０８で変更されたパラメータＰｋを用いて、標本支持部２に載置された容器５に収容されたファントム６の成分比データを計測する。つまり、制御部７は、例えば、パラメータＰｋ（赤外光の波長値λｋ）に基づいて、照明ユニット３にファントム６に照射する赤外光の波長値を変更してファントム６に照射するように指示する。制御部７からの指示を受信した照明ユニット３は、例えば、波長値λｋの赤外光を射出する赤外光源部１１に切り替え、ファントム６に波長値λｋの赤外光を照射する。ファントム６に照射された赤外光は、ファントム６で反射・散乱する。そして、第１撮像部２１は、標本支持部２に載置されたファントム６を撮像してファントム６からの散乱光および／または反射光を検出し、スペクトルデータを取得し、制御部７に当該スペクトルデータを送信する。
制御部７は、受信したファントム６のスペクトルデータを用いて多変量解析を実行し、撮像したファントム６の成分比データを計測する。
【０１７０】
（ｘ）工程Ｓ５１０
制御部７は、工程Ｓ５０１で取得した校正用ファントム６の成分比データと、工程Ｓ５０９で測定した当該校正用ファントム６の成分比データと、を比較する。
【０１７１】
（ｘｉ）工程Ｓ５１１
制御部７は、工程Ｓ５１０で算出した比較結果が所定の閾値以下であるか否か判断する。当該所定の閾値は、撮像装置１０による撮像（測定）動作に適切に行われる値として適宜設定される。例えば、工程Ｓ５０１で取得した校正用ファントム６の成分比データと、工程Ｓ５０２で測定した当該校正用ファントム６の成分比データとの差異が３％以内にあれば適切に動作すると判断するようにしてもよい。
比較結果が所定の閾値以下であると判断された場合（工程Ｓ５１１でＹＥＳの場合）、校正処理は終了する。一方、比較結果が所定の閾値より大きいと判断された場合（工程Ｓ５１１でＮＯの場合）、処理は工程Ｓ５１２に移行する。
【０１７２】
（ｘｉｉ）工程Ｓ５１２
制御部は、直近のパラメータ変数ｋがｎであったか判断する。ｋ＝ｎの場合（工程Ｓ５１２でＹＥＳの場合）、処理は工程Ｓ５１３に移行する。ｋ≠ｎ（ｋ＜ｎ）の場合（工程Ｓ５１２でＮＯの場合）、処理は工程Ｓ５１４に移行する。
【０１７３】
（ｘｉｉｉ）工程Ｓ５１３
全てのパラメータＰ１からＰｎで校正処理を実行しても適切な測定データが得られなかった（例えば、撮像装置１０で測定したファントム６の成分比データが適切でなかった）ため、制御部７は、第１撮像部２１の分光器や受光素子に故障の可能性があることを示す警告メッセージを生成し、制御装置１０１を介して当該警告メッセージを表示画面上に表示するように表示装置１０３を制御する。表示装置１０３は、警告メッセージを受信し、これを表示画面上に表示する。
【０１７４】
（ｘｉｖ）工程Ｓ５１４
制御部７は、パラメータ変数ｋを１つインクリメントする。そして、処理は工程Ｓ５０８に移行し、新しいパラメータ（例、赤外光の波長値）で校正処理が再度実行される。
【０１７５】
上記した各実施形態における各工程は、必要に応じて、各工程のうち一部の工程を省略してもよい。
【０１７６】
各実施形態において説明したファントムは、赤外領域を用いた撮像装置等の生体光計測装置の校正等のために利用可能である。
【符号の説明】
【０１７７】
１  撮像システム
２  標本支持部
３  照明ユニット
４  撮像ユニット（検出ユニット）
５  容器
６  ファントム
７  制御部
８  収容部
１０  撮像装置
１１  赤外光源部
１２  保持部材
１３  可視光源部
１４  光源移動部
１６  複数の光源
２１  第１撮像部
２２  第２撮像部
２３  撮像光学系（検出光学系）
２４  撮像素子（受光素子）
Ａ１  検出範囲
ＢＴ  組織
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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