(57)【要約】【課題】蛍光の断層画像を再構成するときに、ノイズとなる計測対象表層部の蛍光の寄与を低減する。【解決手段】生体をよく透過する深部用光源部と、生体をあまり透過しない浅部用光源部を用いて、励起光を照射してそれぞれの蛍光強度データを取得する。取得したデータから、補正係数を算出する。算出した補正係数を用いて浅部用光源部を用いて得られた蛍光強度データを補正する。深部用光源部から得られた蛍光強度データから、浅部用光源部から得られた蛍光強度データを減算することによって計測対象表層の蛍光強度データを除去する。表層の蛍光強度データを除去して得られた蛍光強度データから、断層画像を再構成する。【選択図】図５
2011215048.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光物質を含んだ計測対象に励起光を照射し、前記蛍光物質から発生する蛍光を検出して、前記計測対象の断層画像を生成する断層情報計測装置であって、
生体内での伝播距離が異なる第一の光または第二の光のうち、一の光を前記計測対象に照射する光源部と、
前記計測対象から発生した蛍光の強度を計測する受光部と、
該受光部で得られた蛍光の強度から、前記計測対象の断層画像を生成する画像処理部と、
を備え、
前記光源部から照射される光は、前記蛍光物質による吸光度が０ではなく、
前記画像処理部は、
前記第一の光を照射して得た第一の蛍光強度と、
前記第二の光を照射して得た第二の蛍光強度と、
から、前記第一の蛍光強度の補正を行い、
該補正を行った前記第一の蛍光強度から、前記計測対象の断層画像を生成する
光断層情報計測装置。
【請求項２】
前記第一の光および前記第二の光は、波長が異なり、
第一の光の波長および第二の光の波長は、水またはヘモグロビンの少なくとも一方による吸収率が異なるものである請求項１の光断層情報計測装置。
【請求項３】
前記第一の光の波長は、水およびヘモグロビンの光吸収率が５０％より小さい波長で、
前記第二の光の波長は、水およびヘモグロビンの光吸収率が５０％より大きい波長であることを特徴とする請求項２の光断層情報計測装置。
【請求項４】
前記第一の光の波長および前記第二の光の波長は、紫外線の波長より長い波長の光であることを特徴とする請求項２又は３の光断層情報計測装置。
【請求項５】
前記第一の光の波長および前記第二の光の波長は、自家蛍光を励起しない波長の光であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項記載の光断層情報計測装置。
【請求項６】
前記第一の光の波長は、波長が６００nm以上、１０００nm以下であり、
前記第二の光の波長は、波長が４３０nm以上、６００nm以下であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項記載の光断層情報計測装置。
【請求項７】
前記第一の光および前記第二の光は、強度が異なるものである請求項１の光断層情報計測装置。
【請求項８】
前記第二の光の強度は、前記第一の光の強度の１／１０００の強度である請求項７の光断層情報計測装置。
【請求項９】
前記光源部は、前記計測対象の計測する断層上の複数の点に励起光を照射するものであり、
前記受光部は、前記複数の点それぞれに対応した位置で、前記第一の蛍光強度及び第二の蛍光強度を計測するものである請求項１乃至８のいずれか１項記載の光断層情報計測装置。
【請求項１０】
前記補正は、
前記第二の蛍光強度が最大値を取る点での、前記第一の蛍光強度を前記第二の蛍光強度で除算を行って補正係数を求め、
前記第二の蛍光強度が最大値を取る計測点以外の少なくとも一点での前記第一の蛍光強度および前記第二の蛍光強度に対して、前記第一の蛍光強度から、前記補正係数を乗じた前記第二の蛍光強度の減算を行うものである
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載の光断層情報計測装置。
【請求項１１】
蛍光物質を含んだ計測対象に励起光を照射し、前記蛍光物質から発生する蛍光を検出して、前記計測対象の断層画像を再構成する方法であって、
生体内での伝播距離が異なる第一の光または第二の光のうち、一の光を前記計測対象に照射するステップと、
前記計測対象から発生した蛍光の強度を計測するステップと、
該受光部で得られた蛍光の強度から、前記計測対象の断層画像を生成するステップと、
前記第一の光を照射して得た第一の蛍光強度と、
前記第二の光を照射して得た第二の蛍光強度と、
から、前記第一の蛍光強度の補正を行うステップと、
該補正を行った前記第一の蛍光強度から、前記計測対象の断層画像を生成する
ステップと、
を備えたことを特徴とする断層画像の再構成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光断層情報計測装置および断層画像の再構成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、医療用画像診断装置として、ＭＲＩ・Ｘ線ＣＴ・超音波ＣＴなどが用いられている。最近では、これらの診断装置に加え近赤外光を用いた蛍光トモグラフィ（光断層撮影法）が注目されている。近赤外光は、生体に対して高い透過性を有し、またＸ線と比較して安全である等の特徴がある。
【０００３】
蛍光トモグラフィは、生体を計測対象とし、生体に腫瘍部分などの病変部位に特異的に吸着する抗体を投与する。抗体は蛍光物質で標識化されている。抗体の投与後、蛍光物質を励起する励起光を外部から生体に照射すると、励起光によって励起された生体内部の蛍光物質から蛍光が発せられる。この蛍光を計測し、その計測結果から蛍光物質の分布を示した断層画像を再構成することができる。特に生体に腫瘍がある場合は、腫瘍に抗体が特異的に吸着するため腫瘍部周辺の抗体の濃度が高くなる。その結果、腫瘍部周辺で強い蛍光が観察され、断層画像で腫瘍部の位置を特定することができる。
【０００４】
特許文献１には、光ＣＴ装置および画像の再構成方法が記載されている。特許文献２には、生体、臓器、組織を効率よく照明し、解像度よく観察する技術が記載されている。特許文献３には、蛍光標識から発せられる薬剤蛍光を励起する第一の励起光を生体に照射して薬剤蛍光情報に基づいた画像を再構成し、また、生体が通常持つ薬剤蛍光とは別の蛍光物質（自家蛍光物質）を励起する第二の励起光を照射して自家蛍光の情報に基づいた画像を再構成し、それらを重畳して表示する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７３９７６号公報
【特許文献２】特開２００５−２８７９６４号公報
【特許文献３】特開２００６−２６３０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
蛍光物質を含んだ抗体を生体内に投与すると、抗体が腫瘍等に特異的に吸着する。一方で、生体の表層部（皮膚近く）に抗体が非特異的に吸着することがある。この場合、励起光を生体へ照射すると、生体の腫瘍部周辺だけでなく生体の表層部からも蛍光を発する。生体の表層部から蛍光を発すると、計測対象とする生体の腫瘍部周辺で発生する蛍光の再構成精度が低下するという問題があった。
【０００７】
生体の表層部に存在する蛍光物質は、光源から照射された強度とあまり変わらない強度の励起光によって励起され、蛍光物質から生体の外側にある検出部までの伝播距離が短いため、計測される蛍光強度が強い。一方、生体の表層部から離れた部分（以下、生体の深部という）に存在する腫瘍部に吸着した抗体に付いている蛍光物質は、生体の深部に到達するまでの間に弱くなった励起光で励起され、蛍光の発光位置から検出部までの伝播距離が長いため計測される蛍光強度が低い。検出部は、生体の表層部の蛍光および生体の深部の蛍光が混在した蛍光分布を計測する。生体の表層部および生体の深部の蛍光が混在した場合の蛍光分布は、生体の表層部からの強い蛍光強度分布の中に生体の深部からの弱い蛍光分布が埋没してしまうことになる。従って生体の表層部からの蛍光がノイズとなり、生体の深部の蛍光強度分布の再構成の精度を低下させてしまう原因となっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明に係る光断層情報計測装置は、蛍光物質を含んだ計測対象に励起光を照射し、前記蛍光物質から発生する蛍光を検出して、前記計測対象の断層画像を生成する断層情報計測装置であって、生体内での伝播距離が異なる第一の光または第二の光のうち、一の光を前記計測対象に照射する光源部と、前記計測対象から発生した蛍光の強度を計測する受光部と、該受光部で得られた蛍光の強度から、前記計測対象の断層画像を生成する画像処理部と、を備え、前記光源部から照射される光は、前記蛍光物質による吸光度が０ではなく、前記画像処理部は、前記第一の光を照射して得た第一の蛍光強度と、前記第二の光を照射して得た第二の蛍光強度と、から、前記第一の蛍光強度の補正を行い、該補正を行った前記第一の蛍光強度から、前記計測対象の断層画像を生成する。
【０００９】
また、前記第一の光および前記第二の光は、波長が異なり、第一の光の波長および第二の光の波長は、水又はヘモグロビンの少なくとも一方による吸収率が異なるものとしてもよい。
【００１０】
また、前記第一の光の波長は、水及びヘモグロビンの光吸収率が５０％より小さい波長で、前記第二の光の波長は、水及びヘモグロビンの光吸収率が５０％より大きい波長としてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高精度な再構成画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係る光断層情報計測装置の概略構成を示したブロック図である。
【図２】実施の形態１に係る計測部の外観斜視図である。
【図３】実施の形態１に係る計測部の断面図である。
【図４】(Ａ)実施の形態１に係るジャケット部の断面図である。(Ｂ)蛍光物質を含ませた抗体を投与したヌードマウスの断面図である。
【図５】実施の形態１に係る光断層情報計測装置の機能ブロック図である。
【図６】実施の形態１に係る画像処理部の詳細な構成を示したブロック図である。
【図７】実施の形態１に係る光断層情報計測装置の蛍光強度データ取得から蛍光強度データの補正までの処理手順について説明するためのフローチャートである。
【図８】（Ａ）光の波長に対するヘモグロビンおよび水の光吸収率の関係を表すグラフである。（Ｂ）光の波長に対するヘモグロビンの吸収係数の関係を表すグラフである。
【図９】本実施の形態で用いた蛍光物質の光の波長の変化に対する吸光度の関係を示したグラフである。
【図１０】本実施の形態で用いた蛍光物質の蛍光放出スペクトルである。
【図１１】（Ａ）波長７３０ｎｍの励起光で取得した計測データの一例である。（Ｂ）波長５３２ｎｍの励起光で取得した計測データの一例である。（Ｃ）補正後の蛍光強度データの一例である。
【図１２】（Ａ）補正前の計測値から再構成した断層画像の一例である。（Ｂ）補正後の計測値から再構成した断層画像の一例である。
【図１３】実施の形態２に係る光断層情報計測装置の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１４】実施の形態２の概要を説明するための模式図である。
【図１５】異なる光源強度を用いた場合における深達長と受光ヘッド出力との関係をシミュレーションしたグラフである。
【図１６】実施の形態２に係る光断層情報計測装置の処理手順を表すフローチャートである。
【図１７】実施の形態１に係る光断層情報計測装置の詳細なブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態１に係る光断層情報計測装置１０の概略構成を示したブロック図である。光断層情報計測装置１０は、本装置の計測対象であるヌードマウス等の検体の断面を、光を用いて計測する装置である。光断層情報計測装置１０は、計測部１２、計測部１２に電気的に接続された制御部１４および制御部１４に電気的に接続された表示部１６を有する。計測部１２は、検体に励起光を照射すると共に、計測対象から発生する光を検出し、この検出した光に関するデータを制御部１４に出力する。制御部１４は、計測部１２の動作の制御、計測したデータの処理および断層画像の再構成を行う。表示部１６は、制御部１４から出力されたデータを基に計測対象の断層画像を表示する。
【００１５】
図２は、計測部１２の要部の構成を示した外観斜視図である。計測部１２は、直方体の板状の土台１８を有し、土台１８上に光学系が構成されている。土台１８上に光学系が構成されている。土台１８上の光学系が構成されている面には、土台１８の長辺より短い長さの溝２０が長辺方向に設けられ、溝２０の上には溝２０の幅より広い幅を有する直方体の板状の台２２が設置されている。台２２と溝２０とが接する面には、溝２０に収まった図示しない脚部がある。台２２は図示しないスライダによって駆動され、脚部が溝２０に沿って動くことで台２２も溝２０に沿って動く。直方体の台２２の両端部には、直方体状の支持部材２４Ａ、２４Ｂが向かい合うように立設されている。支持部材２４Ａと支持部材２４Ｂとの間に挟まれて円柱状のジャケット部２６が保持されている。円柱状のジャケット部２６の下面は支持部材２４Ａと接続され、円柱状のジャケット部２６の上面は支持部材２４Ｂと接続されている。ジャケット部２６は、支持部材２４Ａおよび支持部材２４Ｂに支えられ、その中心軸が溝２０と並行な状態で土台１８から離れて保持されている。ジャケット部２６の内部には、光断層情報計測装置１０の計測対象であるヌードマウスが収容されている。ヌードマウスには、蛍光物質で標識化された抗体を投与してある。土台１８の長辺の中点には、土台１８の幅と同じ幅で所定の厚み及び高さを有する板２８が土台１８の短手方向に立設されている。板２８のジャケット部２６および台２２に接する部分に、ジャケット部２６および台２２それぞれの断面よりやや大きい円状の開口部が設けられている。また、板２８が台２２と接する部分に、台２２の断面よりやや大きい長方形状の開口部が設けられている。ジャケット部２６および台２２は、それぞれの開口部を通って板２８と接することなく板２８を貫通している。ジャケット部２６が貫通している板２８の開口部には円状の枠３０が取り付けられている。枠３０は、図示しないロータリーアクチュエータによって駆動され、開口部内で回転可能となっている。また枠３０の中心軸とジャケット部２６の中心軸とは一致している。ジャケット部２６の周囲を囲むように光源部３２と複数の受光部３４Ａ〜３４Ｋが枠３０上に設けられている。光源部３２がジャケット部２６に対して励起光を照射する。受光部３４Ａ〜３４Ｋは、励起光によって励起されて蛍光物質から発生した蛍光を受光する。計測部１０は、受光部３４Ａ〜３４Ｋで計測した蛍光強度データを制御部１４へ出力する。光源部３２は、後述の浅部用光源部と深部用光源部とを有する（ここでは図示せず）。これら２種類の光源部のうち使用する光源部が光源部３２の位置に移動してジャケット部２６に励起光を照射するように構成されている。使用しない光源部は計測に影響を与えない待機位置にある。複数の受光部３４Ａ〜３４Ｋには、特定の光をカットするフィルタが設けられている。計測部１０は図示しない筐体に収容された状態で計測を行う。
【００１６】
図３は、図２のＡ-Ａ’における断面を支持部材２４Ａ側から見た断面図である。計測部１２における光源部３２と複数の受光部３４Ａ〜３４Ｋとの位置関係について、図３を用いて詳細に説明する。光源部３２および受光部３４Ａ〜３４Ｋは、ジャケット部２６の中心軸に対し垂直に励起光を照射する方向を向き、ジャケット部２６から所定間隔を空けて枠３０上に設けられている。光源部３２および受光部３４Ａ〜３４Ｋを通る平面上で、ジャケット部２６の断面の中心から光源部３２の方向への角度を０度とする。光源部３２がある点を、３０度の角度となる点に移動させた位置に受光部３４Ａが設けられている。同様に＋３０度の角度ごとに受光部３４Ｂ〜３４Ｋが設けられている。光源部３２および受光部３４Ａ〜３４Ｋ（以下、受光部３４等と略す）は、ジャケット部２６の中心軸から同じ距離だけ離れて設置されている。なお、図３は、光源部３２が時計の文字盤の３時の位置にある場合を表す。枠３０の中心軸とジャケット部２６の中心軸とは一致しているため、枠３０を回転させても受光部３４等とジャケット部２６の中心軸との距離は一定となる。このような構成により、枠３０を回転することで、受光部３４等とジャケット部２６の中心軸との距離を一定に保ったまま受光部３４等の相対的な位置を変えることができる。
【００１７】
図１で述べたように、光源部３２は、ジャケット部２６の外側から、ジャケット部２６を介してジャケット部２６の内部に収容されたヌードマウスに向けて励起光を照射する。励起光は、ジャケット部２６を透過してヌードマウスに入射される。ジャケット部２６に入射した後の励起光の伝播状態を説明するため、ジャケット部２６内部に収容されるヌードマウスの収容状態およびその収容状態にある場合のジャケット部２６およびヌードマウスの光学特性について説明する。  
【００１８】
ジャケット部２６に収容されるヌードマウスの収容状態について説明する。図４（Ａ）は、ジャケット部２６の鉛直方向かつ中心軸方向の断面図である。ジャケット部２６は、一対の半円柱状の２つの部材からなり、中心軸を通る面で２つに分割できる。ジャケット部２６の内部には、ヌードマウス３６の外形に沿った形状の空洞（収容部）が設けられ、この中にヌードマウス３６が収容される。ヌードマウス３６は、麻酔で眠らされた状態で、一対の半円柱状のジャケット部に挟まれるようにして収容部の内壁に密着した状態で収容される。ジャケット部２６にヌードマウス３６が密着して収容されることで、以下に示す通り、光学的にジャケット部２６とヌードマウス３６とを一つの媒質と見なすことができる。また、計測中にヌードマウス３６の姿勢や位置が変わることによる計測データへの悪影響を防ぐこともできる。
【００１９】
次に、ヌードマウス３６が収容されたジャケット部２６の光学特性について説明する。ジャケット部２６は、光に対して異方性を示す散乱媒質が用いられている。具体的には、ＰＯＭ（ポリアセタール）やポリエチレン等を用いることができる。ヌードマウス３６等の生体も光に対して異方性散乱媒質となる。異方性散乱媒質は、入射された光が数ｍｍ程度の所定の距離に達するまでは前方散乱が支配的となる。しかし所定の距離を越えて進行すると、光が多重散乱して散乱方向が完全にランダムである等方的散乱となる。ジャケット部２６およびヌードマウス３６は共に異方性散乱媒質からなる。ジャケット部２６の内壁に密着した状態でヌードマウス３６が収容されると、異方性散乱媒質同士が密着していることになる。異方性散乱媒質同士が密着している場合、一方の異方性散乱媒質で等方散乱を繰り返しながら伝播した光が他方の異方性散乱媒質に入射すると、他方の異方性散乱媒質中でも等方散乱を起こす。つまり、ジャケット部２６およびヌードマウス３６を、光学的に一つの異方性散乱媒質とみなすことができる。前方散乱をする距離に対してジャケット部２６およびヌードマウス３６の大きさは十分に大きいため、ジャケット部２６内部での励起光の散乱は等方散乱と近似することができる。ヌードマウス３６内部で等方散乱した励起光は、ヌードマウス３６に投与されている蛍光物質を励起する。ヌードマウス３６内部の蛍光物質から発生する蛍光の散乱も、ジャケット部２６及びヌードマウス３６内部では等方散乱と近似することができる。
【００２０】
従って、ジャケット部２６に密着した状態でヌードマウス３６を収容し、ジャケット部２６の素材を異方性散乱媒質のものとすることで、ジャケット部２６およびヌードマウス３６を、断面が円形の一つの等方散乱媒質と近似することができる。これによりジャケット部２６の外側から励起光を照射し、励起によって発生した光を受光することで、ジャケット部２６およびヌードマウス３６の断層画像を、光拡散方程式に従って再構成することができる。
【００２１】
ところで、光拡散方程式を用いて断層画像を再構成する場合の再構成精度は、ヌードマウス３６内部における蛍光物質の分布状態によって影響を受ける。この現象を説明するために、図４（Ｂ）に示すヌードマウス３６の断面図を用いて、ヌードマウス３６内の蛍光物質の分布状態の一般的傾向を示す。なお、図４（Ｂ）では、ヌードマウスの骨や臓器等は省略し、蛍光標識された抗体と腫瘍部のみを図示している。ヌードマウス３６には、蛍光物質で標識化した、病変部位である腫瘍部４０に特異的に吸着する抗体を投与してある。蛍光物質は例えばＡｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ７５０(ライフテクノロジーズジャパン株式会社の商品名)を用いる。抗体は、ヌードマウス３６内部の腫瘍部４０に特異的に吸着するため、腫瘍部４０の周囲に高密度で存在する。一方、抗体は、非特異的吸着によりヌードマウス３６の表層部全域に分布する。非特異的吸着によって表層部に存在する抗体に結合した蛍光物質３８ａが蛍光を発生すると、この傾向は、腫瘍部４０に吸着した抗体に付いている蛍光物質３８ｂから発生した蛍光と混ざるため、断層画像の再構成精度を悪くする原因となる。そこで、本実施の形態に係る光断層情報計測装置１０は、後述の方法により、非特異的吸着によって生体の表層部に分布する蛍光物質３８ａによって発生する蛍光（以下、雑蛍光という）の強度を減少させる演算を行ってから断層画像を再構成する。
【００２２】
図５は、本実施の形態に係る光断層情報計測装置１０のより詳細な構成を示したブロック図である。図５を用いて装置の構成と各構成要素間の信号の流れを説明する。計測部１２の主な構成は、浅部用光源部４４、深部用光源部４６、ジャケット部２６、検出部４８および計測制御部４２である。制御部１４は、画像処理部５０および計測指示部５１を有する。検出部４８は、受光部３４Ａから３４Ｋ、増幅部およびＡ／Ｄ変換部を有するものである。計測制御部４２は、浅部用光源部４４、深部用光源部４６、ジャケット部２６、検出部４８および計測指示部５１に接続されている。計測制御部４２は、浅部用光源部４４、深部用光源部４６、ジャケット部２６および検出部４８の各々の位置移動と動作開始をそれぞれ独立に制御する。具体的には、浅部用光源部４４の位置変更命令（Ｓ５０）、深部用光源部４６の位置変更命令（Ｓ５２）、ジャケット部２６の位置変更命令（Ｓ５４）、検出部４８の位置変更命令（Ｓ５６）、浅部用光源部４４への計測動作開始命令（Ｓ５０）、深部用光源部４６への計測動作開始命令（Ｓ５２）および検出部４８への計測動作開始命令（Ｓ５６）を出す。計測制御部４２からの位置変更命令（Ｓ５０〜Ｓ５６）を受けた浅部用光源部４４、深部用光源部４６、ジャケット部２６または検出部４８は、それぞれの位置の変更を行う。より具体的には、それぞれが接続されているスライダまたはアクチュエータが動いて位置を移動させる。浅部用光源部４４および深部用光源部４６は、光源部自身が動いて位置を変更する。ジャケット部２６は、台２２が動くことによって位置を変更する。検出部４８は、枠３０が回転することで検出部３４Ａ〜３４Ｋの位置を変更する。計測制御部４２からの測定動作開始命令（Ｓ５０、Ｓ５２）を受けた浅部用光源部４４および深部用光源部４６は、ジャケット部２６に対し励起光を照射する。計測制御部４２からの測定動作開始命令（Ｓ５６）を受けた検出部４８は、ジャケット部２６から出射される蛍光を検出する。検出部４８は、検出した蛍光強度データを増幅し、さらにＡ／Ｄ変換した後の蛍光強度データ（Ｓ５８）を画像処理部５０へ出力する。画像処理部５０は、検出部４８から出力された蛍光強度データ（Ｓ５８）を画像処理部５０内にあるメモリへ書き込む。蛍光強度データのメモリへの書き込みが終了すると、画像処理部５０は書き込み終了信号（Ｓ６０）を計測指示部５１へ出力する。計測指示部５１は、画像処理部５０から出力された書き込み終了信号（Ｓ６０）を受けて、計測動作の指示（Ｓ６１）を計測制御部４２へ出力する。計測動作の指示（Ｓ６２）を受けた計測制御部４２は、浅部用光源部４４へ位置変更命令（Ｓ５０）を、深部用光源部４６へ位置変更命令（Ｓ５２）を、ジャケット部２６へ位置変更命令（Ｓ５４）を、検出部４８へ位置変更命令（Ｓ５６）を出力する。画像処理部５０は、メモリに保存した蛍光強度データを用いて、蛍光強度データの補正処理を行う。補正処理が終了した後、画像処理部５０は、補正された蛍光強度データを用いて断層画像を再構成し、再構成した断層画像を表す信号（Ｓ６２）を表示部１４へ出力する。表示部１４は、画像処理部５０から出力された断層画像を表す信号（Ｓ６２）を基に、ジャケット部２６およびヌードマウス３６の断層画像を表示する。
【００２３】
図６は、画像処理部５０の詳細な構成を示した機能ブロック図である。計測された蛍光強度データの補正処理における信号の流れについて図６を用いて説明する。読取部５２は、検出部４８から出力された蛍光強度データ（Ｓ５８）を読み取り、計測データ記憶部５４へ蛍光強度データ（Ｓ６４）を出力する。計測データ記憶部５４は、読取部５２から出力されたデータ（Ｓ６４）を読み取り、計測データ記憶部５４内のメモリに記憶する。補正係数設定部５６は、計測データ記憶部５４に記憶された蛍光強度データ（Ｓ６６）を用いて、補正係数を演算して設定する。補正係数の設定は、補正係数設定ＵＩ部５８を用いてユーザーが入力することもできる。補正係数設定ＵＩ部５８は、ユーザーによって入力された補正係数を読み込み、入力された補正係数（Ｓ６８）を補正係数設定部５６へ出力する。また、補正係数設定ＵＩ部５８は、補正係数設定部５６がヌードマウスのどの断面の計測データを用いて補整係数を指定するかをユーザーが入力することもできる。具体的には、腫瘍が無い断面の蛍光強度データ（Ｓ６８）を指定する。補正係数設定部５６は、補正係数設定ＵＩ部５８での補正係数の指定または腫瘍が無い断面の計測データの指定を受け、指定された補正係数の設定または、指定された計測データを用いて補正係数を演算して補正処理部６０に出力する。補正処理部６０は、計測データ記憶部５４に記憶されている蛍光強度データ（Ｓ７０）および補正係数設定部５６で設定された補正係数（Ｓ７２）を用いて蛍光強度データの補正処理を行い、補正後の蛍光強度データ（Ｓ７４）を演算処理部６６へ出力する。演算処理部６６は、蛍光強度データの理論値を演算して、演算後のデータ（Ｓ８０）を評価部６２へ出力する。評価部６２は、予め設定された蛍光物質の濃度分布に基づく蛍光強度データの理論値（Ｓ８０）と、補正処理部６０での補正処理後の蛍光強度データ（Ｓ７４）との差分の比較評価を行う。評価部６２で蛍光強度データの理論値と補正処理後の値との差分が閾値以上と判断されると、評価部６２は更新処理開始命令（Ｓ７６）を更新処理部６４へ出力する。更新処理開始命令（Ｓ７６）を受けた更新処理部６４は、予め設定された蛍光物質の濃度分布の更新を行い、更新された蛍光物質の濃度分布（Ｓ７８）を演算処理部６６に出力する。演算処理部６６は、更新された蛍光物質の濃度分布から、生体から射出される蛍光強度データの理論値（Ｓ８０）を演算して評価部６２へ出力する。評価部６２は、演算処理部６６から出力された蛍光強度データの理論値と補正処理後の蛍光強度データとの比較評価を行う。評価部６２で、蛍光強度データの理論値と補正処理後の値との差分が閾値以内と判断されると、評価部６２は、蛍光強度分布の理論値（Ｓ８２）を断層情報生成部６８へ出力する。断層情報生成部６８は、蛍光強度分布の理論値から断層情報を生成して断層画像生成部７０へ断層情報（Ｓ８４）を出力する。断層画像生成部７０は、断層情報生成部６８から出力された断層情報（Ｓ８４）から断層画像を再構成して、再構成した断層画像を表す信号（Ｓ６２）を表示部１４へ出力する。
【００２４】
続いて図７のフローチャートを用いて本実施の形態に係る光断層情報計測装置１０の蛍光強度データ取得から蛍光強度データの補正までの処理手順について説明する。
【００２５】
このフローにおいて、ｘは計測断面の位置を表す。具体的には、ジャケット部２６内部の収容部において、先端から末尾までを所定の間隔ごとに１５個の区間に分け、最初（先端側）の位置をｘ＝１、最後（末尾側の）位置をｘ＝１５と表記する。所定の間隔Δｘは、生体内の腫瘍の位置に基づいて適宜設定する。例えば胴体部に腫瘍があることが分かっているときは、先端部から頸部までを所定の間隔として、ヌードマウスの頸部をｘ＝１とする。同様に、後端部から胴体部と尾部との境目までを所定の間隔として、胴体部と尾部の境目をｘ＝１５とする。ｘ＝２からｘ＝１４のそれぞれの位置は、ｘ＝１の位置からｘ＝１５の位置の間で、ジャケット部２６の軸方向へ等間隔で設定する。スライダは、図２で示した台２２を溝２０に沿って動かすことにより、ジャケット部２６の位置を設定されたｘの位置に合わせる。具体的には、励起光が照射される点および設定したｘの位置の断面が重なる位置に台２２を移動させる。
【００２６】
本実施の形態では、時計の文字盤の３時の位置に光源部３２が位置する場合を光源部の原位置とし、枠３０の回転に伴う光源部３２の原位置からの回転角度をθで表す。そして、光源部３２が原位置にあるときをθ＝１、枠３０を原位置から３０度回転させた位置をθ＝２、枠３０を原位置から６０度回転させた位置をθ＝３、・・枠３０を原位置から３３０度回転させた位置をθ＝１２と示す。すなわち、θは１から１２の値を示す。本実施の形態では、θ＝１からθ＝１２までの全ての位置で傾向強度データを計測する。なお、光源部が初めに位置する原位置はどの位置でも良い。ｍは、各受光部３４の識別番号であり、受光部３４Ａには１が割り当てられ、３２Ｂには２が割り当てられ、・・・、３２Ｋには１２が割り当てられており、これにより、蛍光強度データを読み出す受光部を特定できる。また、計測開始時は、ｘ＝１、θ＝１、ｍ＝１とする。
【００２７】
まずステップ７００（図ではＳＴ７００と表記する。以下同様）で台２２の位置を移動させ、計測対象をｘ＝１の位置に合わせる。ステップ７０２では、枠３０を回転させ光源部３２の位置をθ＝１の位置に合わせ、ステップ７０４で、浅部用光源部４４を待機位置へ移動し、深部用光源部４６を計測位置へ移動させ光軸をジャケット部２６の計測断面へ向け、深部用光源部４６からジャケット部２６に向かって励起光を照射する。ステップ７０６で、読み出しを行うセンサｍの指定を行い、ステップ７０８では、ステップ７０６で指定されたｍに対応する受光部からの計測データの読み込みを行う。ステップ７１０では、ステップ７０８で読み込んだ計測データのメモリへの保存を行い、ステップ７１２でｍを１インクリメントする。ステップ７１４では、現在のｍが１≦ｍ≦１１の範囲にあるか否かを判断し、ｍが１≦ｍ≦１１の場合はステップ７０６に戻る。
【００２８】
ステップ７１４でｍが１１より大きいと判断されると、全ての受光部のデータを取得完了したと判断してステップ７１６に進む。ステップ７１６では、深部用の励起光の照射を停止してステップ７１８に進む。ステップ７１８では、深部用光源部４６を待機位置に移動させた後に、浅部用光源部４４を計測位置へ移動させ、光軸をジャケット部２６の計測断面へ向ける。ステップ７２０では、読出しを行うセンサｍの指定を行う。ステップ７２２では、ステップ７２０で指定されたｍに対応する受光部からの計測データの読み込みを行う。このステップ７２０〜７２８の動作は、ステップ７０６〜７１４の動作と同様のため説明を省略する。
【００２９】
ステップ７２８でｍが１１より大きいと判断されると、ステップ７２８からステップ７３０へ進む。ステップ７３０では、浅部用の励起光の照射を停止する。ステップ７３２でθを１インクリメントした後に、ステップ７３４でθの値が１≦θ≦１２の範囲にあるか否かを判断する。１≦θ≦１２の範囲を満たすθの場合は、ステップ７０２へ戻る。ステップ７０２では、θが１インクリメントされたことに伴って、枠３０を３０度回転させる。ステップ７３４でθが１２より大きいと判断されたら、全ての光源位置でデータを取得完了したと判断してステップ７３６へ進む。
【００３０】
ステップ７３６でｘを１インクリメントした後に、ステップ７３８でｘが１≦ｘ≦１５の範囲にあるか否かを判断する。ｘが１≦ｘ≦１５であればステップ７０２に戻る。ステップ７３８でｘが１５より大きいと判断されると、全ての断面位置でデータを取得完了したと判断してステップ７４０へ進む。
【００３１】
ステップ７４０では、補正係数設定に用いられる蛍光強度データをユーザーが指定するための画面を表示部１６に表示する。ステップ７４２で蛍光強度データの指定を読み込み、ステップ７４４では、ステップ７４２でユーザーによって指定された蛍光強度データをメモリから読み出す。ステップ７４６では、ステップ７４４で読み出された計測データから補正係数αを設定する。ステップ７４８では、ステップ７４６で求めた補正係数αを用いて、ステップ７４２で指定した蛍光強度データ以外の蛍光強度データに対して補正を行い、補正蛍光強度データを求める。ここで求めた補正蛍光強度データを基に断層画像を再構成する。以上が、本実施の形態に係る光断層情報計測装置１０で実行される蛍光強度データ取得から補正蛍光強度データの算出までの処理手順である。
【００３２】
上記構成および動作によって、ヌードマウス表層にある蛍光物質から発生する蛍光の影響を減少させて断層画像を再構成することができる。
【００３３】
ここで、ＳＴ７４６で設定する補正係数αの求め方について詳細に説明する。αはヌードマウス表層の蛍光の影響を取り除くために設定されるパラメータである。深部用光源部４６から照射される励起光（以下、深部用励起光という）で得られる蛍光強度データをＤ１とし、浅部用光源部４４から照射される励起光（以下、浅部用励起光という）で得られる蛍光強度データをＤ２とする。Ｄ１およびＤ２は、同じ断面位置で、かつ腫瘍が無い断面位置で取得された蛍光強度データとする。このとき、Ｄ１は生体表層部から生体深部までの蛍光物質から発生した蛍光強度データを含み、Ｄ２は生体表層部の蛍光物質から発生した蛍光強度データのみを含む。よって、補正係数αは次式（１）で決定される。
【００３４】
【数１】
2011215048.tif 000003
【００３５】
ここで（ｘ０、θｉ、ｍｊ）は、断面ｘ０でＤ２が最大値を取る点である。最大値を取る点を用いることにより、この点はＳ／Ｎ比が最も良い点であるため、補正係数を最も正確に演算できる。Ｄ１およびＤ２は、腫瘍が無い断面位置での蛍光強度データのため生体の深部の蛍光強度データは含まれておらず、共に生体表層にある蛍光物質のみから発生した蛍光強度データである。計算されるαは、深部用励起光で求めたヌードマウス表層部の蛍光強度データと、浅部用励起光で求めたヌードマウス表層部の蛍光強度データとの比である。言いかえれば、深部用励起光によって蛍光物質を励起する場合と浅部用励起光によって蛍光物質を励起する場合との効率（励起効率）の比である。ここで求めたαを用いて補正蛍光強度データを求める。具体的には、浅部用励起光で計測した蛍光強度データ、深部用励起光で計測した蛍光強度データ、および補正係数αを用いて、全ての計測データに式（２）で示す補正を行い、補正蛍光強度データＤを求める。
【００３６】
【数２】
2011215048.tif 000004
【００３７】
このように、補正蛍光強度データＤは、ヌードマウス表層部から深部までの蛍光強度データを含む蛍光強度データＤ１から、Ｄ１の励起効率で励起したヌードマウス表層部の蛍光強度データを減算して求める。
【００３８】
続いて上記深部用励起光および浅部用励起光の波長の設定方法について説明する。深部用励起光および浅部用励起光は、照射する励起光の波長を異ならせて生体内での伝播距離（以下深達長という）を変えている。ここで、励起光の波長を異ならせるのは、励起光の波長が本実施の形態に係る光断層情報計測装置で得られる蛍光強度データに大きな影響を与えるためである。励起光は、ヌードマウス３６等の生体に入射すると、生体内の水、生体の血液中のヘモグロビン、または生体に投与された蛍光物質等に吸収されながら伝播する。よって、水、ヘモグロビンまたは投与された蛍光物質に吸収されにくい励起光ほど深達長が長く、生体への入射点から離れた位置（深部）にまで励起光が到達する。従って、励起光の深達長を支配するものは、主に水、ヘモグロビンおよび生体に投与された蛍光物質による吸収である。そして、水、ヘモグロビンおよび蛍光物質による励起光の吸収率は、光の波長によって異なる。即ち、ヌードマウス３６内に存在する光吸収媒体は、入射された後の励起光の伝播に大きな影響を与えるのである。言い換えれば、励起光は、波長によって生体内の伝播距離が異なり、生体内であまり吸収されない波長とすれば、生体の深部にまで到達し、生体内でよく吸収される波長とすれば、生体の表層部周辺にしか到達しない。
【００３９】
図８（Ａ）は、光の波長に対する水およびヘモグロビンの光吸収率の関係を表すグラフである。図８（Ｂ）は、光の波長に対するヘモグロビンの吸収係数の関係を表すグラフである。図８（Ａ）および図８（Ｂ）に示すように、光の波長が変われば水およびヘモグロビンによる光の吸収率が変わることが分かる。
【００４０】
図９は、本実施の形態で用いる蛍光物質Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ  ７５０の光の波長に対する吸光度を示したグラフである。Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ７５０は、光の波長が６００〜１０００ｎｍの波長帯に主要な吸光度のピークを有し、約７５０ｎｍで吸光度が最も高くなる。蛍光物質は、励起される光の波長によって吸光度が異なるため、励起光の波長に応じた強度の蛍光を発生する。
【００４１】
光の波長が異なれば、水またはヘモグロビンの光吸収率および蛍光物質の吸光度は異なる。生体内での励起光の深達長および蛍光物質の励起効率を決定し、その結果どのような強度分布の蛍光が計測できるかは、水またはヘモグロビンの光吸収率および蛍光物質の吸光度の組み合わせ、つまり励起光の波長に応じて変わる。具体的には、水およびヘモグロビンの光吸収率が高い波長の励起光は、生体内で吸収されやすいため生体内を伝播しにくく、水およびヘモグロビンの光吸収率が高い波長の励起光は、生体内で吸収されにくいため生体内を伝播しやすい。特に、励起光が伝播経路において完全に吸収され、計測断面の奥の方に存在する一部の蛍光物質が励起されない場合は、当該励起されない蛍光物質が存在してもしなくても同じ計測データになるため、計測データに与える影響が大きい。一方、蛍光物質の吸光度は発生する蛍光の強度に影響する。そのため、励起光としてどの波長の励起光を選択するかは、計測データに大きな影響を与える。他に蛍光の強度分布に影響を与える要因としては、励起光の強度、生体内の蛍光物質の濃度、生体の断面の位置の違いによる臓器の違い等がある。
【００４２】
上述の通り、励起光の波長が異なれば、水またはヘモグロビンの光吸収率および蛍光物質の吸光度の全ての値が異なるため、深達長が異なる。深達長が異なれば、深達長が長い分だけ生体の深部にある蛍光物質を励起できるため、計測データは全く異なったものとなる。従って、波長が異なる励起光を入射させて２種類の蛍光強度データＤ１、Ｄ２を計測すれば、補正蛍光強度データＤを求めることができる。この場合の補正蛍光強度データＤは、深達長が長い励起光のみで励起された蛍光物質の蛍光強度データが主となる。深部用励起光および浅部用励起光として、波長が異なりかつ蛍光物質の吸光度が０ではない２種類の励起光を用いて蛍光強度データを取得すれば、補正蛍光強度データを取得することができる。これにより一種類の波長の光を用いてデータを取得した場合に比べ、断層画像を再構成する精度を高めることができる。
【００４３】
ここで、上記深部用励起光および浅部用励起光の波長の選択条件について、具体的に説明する。本実施の形態の深部用励起光として望ましい条件は、水またはヘモグロビンの光吸収率が、浅部用励起光より小さいことである。本実施の形態の浅部用励起光として用いる上でさらに望ましい条件は、水またはヘモグロビンの光吸収率が、深部用励起光より大きいことである。水およびヘモグロビンの光吸収率は、図８（Ａ）に示したように光の波長に依存する。水またはヘモグロビンの光吸収率が浅部用励起光より小さい値となる波長の光を深部用励起光として用いると、浅部用励起光と比較して深達長が長くなる。一方で、水またはヘモグロビンの光吸収率が深部用励起光より大きい値となる波長の光を浅部用励起光として用いると、深部用励起光と比較して深達長が短くなる。つまり、深部用励起光は、浅部用励起光が到達できない深い位置にある蛍光物質を励起することができる。そのため深部用励起光の場合とおよび浅部用励起光の場合とで計測される蛍光強度データが明確に異なることになり、精度の高い補正蛍光強度データを求めることができる。これにより断層画像を再構成する精度をさらに高めることができる。
【００４４】
また、深部用励起光および浅部用励起光の波長を異ならせる場合、深部用励起光および浅部用励起光は、強度を略同一にするのが望ましい。励起光の強度を略同一にすることで、励起光の波長以外の要素が計測データに影響を与えることを防ぐことができる。また、浅部用励起光は、生体の計測断面の全域には到達しないことが望ましい。浅部用励起光が、生体内の計測断面の全ての領域を伝播すると、深部用励起光のみが励起できる蛍光物質が存在しないことになり、補正蛍光強度データの演算の精度が悪くなる。具体的には、断面全域の強度分布を減算することになるため、生体深部の蛍光物質から発生する蛍光強度データも通常より弱くなる可能性がある。浅部用励起光が到達する領域は、浅部用励起光の波長または強度を変更することで調整できる。例えば光源部３２の対面に位置する受光部３４Ｆにおいて、励起光が検出できるか否かによって、浅部用励起光の強度を調整することが考えられる。受光部３４Ｆにおいて浅部用励起光が検出できる場合は、浅部用励起光が、計測断面の直径より長い距離を伝播していることを表す。この場合は、浅部用励起光が計測断面の全ての領域に到達していることを意味するので励起光の強度を少し弱める。浅部用励起光の強度を変更した場合は、深部用励起光の強度も浅部用励起光の強度と同じ強度に変更する。このように深部用励起光および浅部用励起光の波長または強度を設定すると、生体内に深部用励起光のみが到達する条件が存在することになる。深部用励起光のみが到達する領域にある蛍光物質は、深部用励起光のみによって励起される。一方、浅部用励起光が到達した領域にある蛍光物質は、深部用励起光および浅部用励起光の双方に励起される。深部用励起光および浅部用励起光の双方に励起される蛍光から得られるデータは、適切な補正係数を乗じて演算すれば減少させることができる。その結果、深部用励起光のみが到達する領域に存在する蛍光物質から発生する蛍光強度データに基づく断層画像の再構成精度が上がる。
【００４５】
深部用励起光および浅部用励起光の波長の範囲を限定すると、さらに再構成精度を上げることができる。深部用光源部４６および浅部用光源部４４に用いる励起光の波長の選択条件について、より望ましい条件を説明する。本実施の形態の深部用励起光として用いる上で、より望ましい条件は、水およびヘモグロビンの光吸収率が５０％より小さい波長帯であることである。本実施の形態の浅部用励起光として用いる上で、より望ましい条件は、水又はヘモグロビンの光吸収率が５０％より大きい波長帯であることである。深部用励起光の波長が、水及びヘモグロビンの光吸収率が５０％より小さい波長帯であること、浅部用励起光の波長が、水又はヘモグロビンの光吸収率が５０％より大きい波長帯であること、の条件について説明する。光を使って生体深部の情報を得るためには、生体組織（水又はヘモグロビン）が吸収しやすい光の波長帯を避ける必要がある。励起光が伝播中に生体組織によって吸収されてしまうと、生体深部まで届かないためである。逆に生体の深部まで届かせたくない場合は、生体組織が吸収しやすい光の波長帯を使えば良い。図８（Ａ）に示すように、水およびヘモグロビンの光吸収率は、それぞれ別の値を境に大きく変化する。具体的には、水に関しては、光の波長が１０００ｎｍ〜１３００ｎｍの範囲で、光吸収率が約１０％から約９０％程度に変化する。ヘモグロビンに関しては、５００ｎｍ〜６００ｎｍの範囲で、光吸収率が、約９０％から約１０％に変化する。そのため、水またはヘモグロビンの光吸収率が５０％となる波長の前後では、少し波長が異なると光吸収率が大きく変化する。また、６００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長帯は、水およびヘモグロビンの光吸収率が、共に１０％以下となる。そのため、６００ｎｍ〜１０００ｎｍ（近赤外領域）の波長帯は、生体の分光的窓と呼ばれている。従って水およびヘモグロビンは、吸収されやすい光の波長帯と吸収されにくい光の波長帯が明確に分かれているといえる。深部用励起光として、水およびヘモグロビンの光吸収率が５０％以下の波長帯の光を用いれば、水およびヘモグロビンにあまり吸収されず、深達長が長い。一方、浅部用励起光として、水またはヘモグロビンの光吸収率が５０％以上の波長帯の光を用いれば、水またはヘモグロビンに吸収されやすく、深達長が短い。その結果、深部用励起光のみが到達する領域と、深部用励起光および浅部用励起光が到達する領域とが、より明確に分かれることとなる。そのため、深部用励起光のみが到達する領域にある蛍光物質のデータの再構成精度が高くなる。
【００４６】
深部用励起光および浅部用励起光の波長の選択条件について、さらに望ましい条件を説明する。本実施の形態の深部用励起光として用いる上で、さらに望ましい条件は、波長が６００ｎｍ〜１０００ｎｍであること、である。本実施の形態の浅部用励起光として用いる上で、さらに望ましい条件は、波長が、３００ｎｍ〜６００ｎｍであること、である。深部用光源部の波長が６００ｎｍ〜１０００ｎｍであること、浅部用光源部の波長が、３００ｎｍ〜６００ｎｍであることの条件について説明する。これらの条件で波長を設定すると、深部用励起光は、水及びヘモグロビンの光吸収率が光１０％以下であるため、生体内をよく透過する。一方、浅部用励起光は、水及びヘモグロビンの光吸収率が、約９０％以上であるため、生体の表層部周辺でほとんどが吸収されてしまい、生体の深部まで到達しない。そのため、適切な補正係数をかけて演算を行えば、生体の表層部の蛍光物質から発生する蛍光強度データのみを減少させることができる。
【００４７】
このように、深部用励起光と浅部用励起光は、波長を異ならせることで生体内の伝播距離を変え、望ましい波長の範囲を選択していくことで、到達する範囲を変えることができる。本実施の形態に係る光断層情報計測装置１０においては、深部用励起光が生体の深部に到達する励起光となり、浅部用励起光が生体の表層部にだけ到達する励起光となるように波長を選択していくことが望ましい。このように波長の範囲を選択していくと、深部用励起光のみが到達する領域と、深部用励起光および浅部用励起光が到達する領域とが、明確に分かれることとなる。そのため、深部用励起光のみが到達する領域にある蛍光物質のデータの再構成精度が高くなる
【００４８】
深部用光源部および浅部用励起光の波長について、自家蛍光を励起する波長帯を避けることがさらに望ましい。自家蛍光とは、生体内の蛍光物質以外の物質が励起光に励起されて可視光を発することをいう。自家蛍光を励起する波長帯は、一般的に４００ｎｍ〜４３０ｎｍと言われている。自家蛍光を励起してしまうと、蛍光物質から発せられる薬剤蛍光の光と自家蛍光の光とが混ざり、正確なデータが得られなくなる。そのためこの波長帯の光は避けた方が望ましい。これにより自家蛍光の影響が減少し、断層画像の再構成精度が上がる。
【００４９】
深部用励起光及び浅部用励起光は、紫外線の波長帯１０ｎｍ〜４００ｎｍの波長を避けることがより望ましい。紫外線は高エネルギーのため、計測対象や蛍光物質等に影響を与えて変質させることがある。従って紫外領域の光は励起光として使用しない方が望ましい。光は波長が長いほどエネルギーが少ないので、計測対象や蛍光物質への影響だけを考えると、紫外線の波長帯を外れていても波長は可能な限り長い方が望ましい。これにより励起光が計測対象および蛍光物質へ与える影響が小さくなる。
【００５０】
深部用励起光及び浅部用励起光は、蛍光物質の吸光度が可能な限り大きい波長帯であることがさらに望ましい。励起光は、生体を透過する距離が長いほど強度が低下する。一方、蛍光物質の吸光度が高いほど効率良く蛍光物質を励起できる。生体の内部を透過して強度が低下した励起光でも励起しやすいように蛍光物質の吸光度は可能な限り大きい方が望ましい。これにより励起光が蛍光物質を効率良く励起できる。
【００５１】
これまで列挙した選択条件を満たす深部用励起光の波長帯として、波長６００〜１０００ｎｍ程度の光が適している。そこで、本実施の形態では、深部用光源部として７３０ｎｍの波長の励起光を用いた。本実施の形態で用いた蛍光物質の吸光度のピークは７５０ｎｍ近辺にあるため、７５０ｎｍの波長の励起光が最も望ましいが、光源の入手しやすさを考慮して７３０ｎｍとした。波長６００ｎｍ〜１０００ｎｍの光を照射して得られる蛍光強度データには、生体の表層部から深部までの蛍光物質の蛍光強度データが含まれている。生体内では、ほとんどの蛍光物質は表層部と腫瘍部に分布するため、実際には表層部近辺にある蛍光物質および腫瘍部近辺にある蛍光物質から発生する蛍光強度データが大半を占めるといえる。
【００５２】
また、これまで挙げた選択条件を満たす浅部用励起光の波長帯としては、４３０ｎｍ〜６００ｎｍ程度の光が適している。本実施の形態では、５３２ｎｍの波長の励起光を用いた。５３０ｎｍ近傍の光は、ヘモグロビンに吸収されやすく、蛍光物質の吸光度も５００ｎｍ近傍より高い。また紫外線領域から離れているので、４００ｎｍ近傍の光より計測対象や蛍光物質等に与える影響が少ない。理想的には５５０ｎｍの方がヘモグロビンによる光吸収率は良いが、光源の入手しやすさを考慮して５３２ｎｍの波長の光を用いた。
【００５３】
図１０は、本実施の形態で用いた蛍光物質Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ  ７５０の蛍光のスペクトルである。上述のように、本実施の形態では深部用励起光として７５０ｎｍ近辺の波長の光が望ましい。一方で、この蛍光物質の発する蛍光スペクトルは７８０ｎｍ近傍にピークがある。本実施の形態のような装置に一般的に使われる受光素子は、使用される励起光の波長においても、発生する蛍光の波長においても、共に感度を有する。そのため、受光部では励起光も受光することが起こり得る。受光部は、励起光と蛍光とが混ざった光を受光することになるので、蛍光を計測する上で励起光がノイズ成分となってしまう。そこで、励起光が受光部によって検出されることを防ぐためには、励起光カットフィルタを用いて７５０ｎｍ以下の波長の光をカットすることが考えられる。励起光カットフィルタを用いると、励起光をカットでき、受光部で蛍光のみを受光することができる。
【００５４】
深部用励起光と浅部用励起光とで得た２種類のデータに、補正係数αを乗じ、深部用光源の光及び浅部用光源の光共に到達する領域にある蛍光物質の影響を減少させることができる。本実施の形態に係る光断層情報計測装置は、減算後のデータを用いて断層画像を再構成する。
【００５５】
図１１は、本実施の形態に係る光断層情報計測装置１０を用いて腫瘍があるヌードマウスの腫瘍がある断面を計測した場合における計測データの一例である。図１１(Ａ)は波長７３０ｎｍの励起光で取得した計測データ、図１１（Ｂ）は波長５３２ｎｍの励起光で取得した計測データ、図１１（Ｃ）は補正後の蛍光強度データの一例である。
【００５６】
断層画像の再構成の方法については、例えば次のような方法がある。まず予め設定された光学特性値に基づいて光拡散方程式を用いた順問題計算によって蛍光の強度を演算し、計測データから得られる蛍光の強度と比較する。この差分を減少させるように、光拡散方程式の逆問題計算を行い、蛍光の強度から蛍光物質の濃度分布に基づく吸収係数を設定する。こうして新たな蛍光物質の濃度分布に基づく吸収係数の設定が行われると、新たな蛍光の強度の演算を行う。このようにして蛍光の強度の更新と比較を繰り返し、演算された蛍光の強度と計測データを一致させる。これらが一致したときの蛍光物質の濃度分布に基づく吸収係数から、蛍光物質の濃度分布を生成する。この濃度分布を蛍光の断層画像として表示する。
【００５７】
断層画像の再構成の方法についてさらに詳しく説明する。前述のように計測対象の内部は等方散乱領域と近似でき、励起光は連続光とすると、光拡散方程式は次の式で示すことができる。ここで、Φ（ｒ）は計測対象内の光密度、Ｄ(ｒ)は拡散係数、μＡ(ｒ)は吸収係数、ｑ(ｒ)は光源部の光密度、ｒは計測対象内の位置を表す。
【００５８】
【数３】
2011215048.tif 000005
【００５９】
ここで、計測対象内での拡散係数と吸収係数は、光の波長によって異なるため、式（３）において励起光の波長に対する拡散係数をＤＳ(ｒ)、吸収係数をμＡＳ (ｒ)、光源の光密度をｑＳ(ｒ)、計測対象内の光密度ΦＳ(ｒ)とすると、励起光に対する拡散方程式は次の式で表される。
【００６０】
【数４】
2011215048.tif 000006
【００６１】
式（３）において、蛍光の波長に対する拡散係数をＤｍ(ｒ)、吸収係数をμＡＳ (ｒ)、蛍光の光源をｑｍ(ｒ)、蛍光の光密度Φｍ(ｒ)として、蛍光の光源ｑｍ(ｒ)を計測対象内の光密度ΦＳ(ｒ)、量子効率γ、モル吸光係数ε、蛍光物質の濃度分布Ｎ(ｒ)を用いて表すと、ｑｍ(ｒ)＝γεＮ(ｒ)ΦＳ(ｒ)となるので、光拡散方程式は次の式で表される。
【００６２】
【数５】
2011215048.tif 000007
【００６３】
ここで再構成するデータは、上述の補正処理後のデータ、つまり主に生体深部の蛍光強度データであるので、６００〜１０００ｎｍの深部用蛍光を用いて取得したものである。生体内での光の散乱係数は、波長が長くなると小さくなる。しかし、その変化は緩やかであり、６００〜１０００ｎｍの波長帯では散乱係数を略一定とすることができる。また、この波長帯では吸収係数μＡも略一定とすることができる。以上より、ＤＳ(ｒ)＝Ｄｍ(ｒ)＝Ｄ(ｒ)、μＡＳ (ｒ)＝μＡ (ｒ)+ε・Ｎ(ｒ)、μＡｍ(ｒ)＝μＡ (ｒ)とすることができる。このε・Ｎ(ｒ)は蛍光物質による吸収を表す。従って（４）式は（６）式に、（５）式は（７）式に置き換えることができる。
【００６４】
【数６】
2011215048.tif 000008
【００６５】
【数７】
2011215048.tif 000009
【００６６】
式（７）から明らかなように、蛍光の強度は励起光の強度ΦＳ(ｒ)に基づくものである。これは拡散係数や吸収係数を予め設定すれば求めることができ、光源の光強度ｑＳ(ｒ)も既知であるので、有限要素法などの数値解析手法により生体内の光強度ΦＳ(ｒ)を順問題として求めることができる。
【００６７】
したがってΦm(ｒ)を用いて、逆問題計算により生体内での蛍光物質の濃度分布Ｎ(ｒ)を求めることができる。本実施の形態では、補正処理後のデータを用いて濃度分布を計算する。
【００６８】
処理の手順としては、まず蛍光物質の濃度分布の初期値を設定する。続いて設定された濃度分布と吸収係数、拡散係数に基づいて、生体から射出される蛍光強度分布を計算する。つまり、仮想的な濃度分布から、仮想的な蛍光強度分布を算出する。この蛍光強度分布は、光拡散方程式を有限要素法などの数値解析手法を用いた公知の順問題計算として演算することができる。
【００６９】
続いて、補正処理を行った計測データを読み込み、蛍光強度分布を算出する。
【００７０】
演算結果に基づいた蛍光強度分布と、計測データに基づいた蛍光強度分布を比較し、一致しているかを判断する。ここでいう一致は、完全一致でも良いし、予め設定された範囲内にあるか否かの判断でもよい。
【００７１】
ここで比較結果が一致していないと判断されると、関数行列を用いた既知の手法で光学特性値の変化に対する光強度分布の変化を演算する。
【００７２】
続いてLevenberg-Marqurdt法などの最適化手法による逆問題計算を用いて、演算結果に基づいた蛍光強度分布と、計測データに基づいた蛍光強度分布の二乗誤差を評価する。誤差を最小とする蛍光物質の濃度分布を、光拡散方程式の逆問題計算により推定する。
【００７３】
推定した蛍光物質の濃度分布を用いて、生体から射出される蛍光強度を再び演算して、計測データと比較する。蛍光物質の濃度分布の設定から誤差の評価までの一連の流れを繰り返し行うことにより、演算結果に基づいた蛍光強度分布と、計測データに基づいた蛍光強度分布とを一致させる。一致したときの蛍光物質の濃度分布を、補正処理後の計測データから得られた蛍光物質の濃度分布とする。この濃度分布を計測結果として表示部１６に表示する。
【００７４】
図１２は、腫瘍が存在する断面における蛍光分布を再構成して断層画像を取得した一例である。腫瘍は腎臓内に横に２個並んで存在する。断面の蛍光物質の濃度分布が表示されている。図１２（Ａ）は波長７３０ｎｍの励起光を用いて計測した蛍光強度データを用いて再構成した断層画像、図１２（Ｂ）は波長７３０ｎｍの励起光と用いて計測した蛍光強度データと、波長５３２ｎｍの励起光を用いて計測した蛍光強度データとから、補正蛍光強度データを求め、補正蛍光強度データを用いて再構成した断層画像である。これらの図によりヌードマウス表層部の蛍光の影響が減少していることが分かる。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態に係る光断層情報計測装置１０によれば、波長を異ならせることで深達長を変えた２種類の励起光を用いて蛍光強度データの計測を行い、取得した２種類の蛍光強度データから、深部用の励起光によって取得した蛍光強度データの寄与を相対的に大きくする演算を行ったため、単一の波長の励起光のみを用いて計測を行った場合に比べ、高精度な再構成画像を得ることができる。特に励起光の波長について、一方の励起光の波長は生体の分光的窓となる波長帯を用いて深達長が生体深部まで到達するものとし、他方の励起光の波長は生体の分光的窓の外となる波長帯を用いて深達長がヌードマウス表層以内となるものとして、ヌードマウス表層部から深部までの蛍光強度データからヌードマウス表層部のみの蛍光強度データを減算することで、ヌードマウス表層にある蛍光物質から発生する蛍光の寄与を減少させる補正を行うことができ、ヌードマウス深部の蛍光物質から発生する蛍光強度データに基づき高精度な再構成画像を得ることができる。
【００７６】
なお、本実施の形態に係る補正演算では、浅部用励起光で得られた蛍光強度データに補正係数αを乗算することで、深部用励起光と浅部用励起光の励起効率の比を考慮した演算を行ったが、深達長の長い深部用励起光のみが励起できる蛍光物質が存在する状況であれば、深部用励起光を用いて得られた蛍光強度データから、浅部用励起光を用いて得られた蛍光強度データに補正係数を乗算せずに減算を行っても、深部用励起光のみが励起できる蛍光物質の再構成精度を上げることができる。
【００７７】
なお、本実施の形態では、深部用光源部および浅部用光源部をそれぞれ別に設けたが、波長の異なる励起光を照射できれば光源部は一つであってもよい。また、励起光は２種類には限られない。深達長の異なる３種類以上の励起光を用いて蛍光強度データを測定し、それぞれの励起光の励起効率を考慮した補正係数を設定して、表層に近い蛍光物質から発生する蛍光ほど寄与が小さくなる補正演算を行えば、単一の励起光のみを用いて測定した場合に比べ、生体深部に存在する蛍光物質の蛍光断層画像を再構成する精度を高くすることができる。
【００７８】
また、本実施の形態では、受光部の個数を１１個としたが、受光部の個数はこれに限らず、断層画像が再構成可能な範囲で本実施の形態より多くても少なくてもよい。受光部の個数が変わる場合、ｍおよびθの値も受光部の個数に伴い変更される。また、本実施の形態に係るフローチャートでは、全てのｘの位置で蛍光強度データを取得しているが、ユーザーが見たい位置を適宜設定し、その位置で蛍光強度データを取得することもできる。また、計測断面の位置ｘも、１〜１５の１５点に限らず、必要に応じてそれ以上でもそれ以下でもよい。本実施の形態では、計測断面の間隔を等間隔で設定したが、等間隔に限らず自由に設定できるようにしてもよい。本実施の形態に係るフローチャートでは、初めに深部用光源部を用いて蛍光強度データを求めたが、初めに浅部用光源部を用いて蛍光強度データを求めてもよい。
【００７９】
また、本実施の形態で行った生体表層部の蛍光物質の影響を減少させる補正は、生体表層部の蛍光物質の影響が少ない場合は行う必要がない。そこで、例えば、初めに深部用励起光を用いて断層情報の計測を行って断層画像を確認し、生体表層部の蛍光物質の濃度が高い場合にのみ本実施の形態のように深部用光源部および浅部用励起光を用いて計測し、表層の蛍光物質のから発生する蛍光強度データを減少させる補正を行ってもよい。
【００８０】
また、本実施の形態では補正係数αを求めるために計測データを用いたが、励起光の波長と、その波長に対する蛍光物質の吸光度とから、表層の蛍光物質のおおよその強度比を求めて補正係数を演算してもよい。その場合、予め使用する蛍光物質および励起光の情報を入力しておき、それに基づいて補正係数の演算を行う。しかし様々な要因によって理論値と計測値とは異なるため、おおよその補正係数の値を演算した後に、ユーザーが補正係数設定ＵＩ部を用いてさらに詳細に補正係数を決定するのが望ましい。また、本実施の形態では、全ての計測データに対して補正を行ったが、必ずしもすべての計測データに対して補正を行う必要はない。表層の蛍光物質の影響が少ないと考えられる場合は、補正を行わないようにしてもよい。
【００８１】
また、使用する蛍光物質によって、適する励起光の波長と励起光カットフィルタは異なる。さらに、使用する蛍光物質によって、ジャケット部に適した素材も異なる。Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ７５０を使用する場合は、ジャケット部の素材としてＰＯＭよりポリエチレンの方が好ましい。ポリエチレンによるラマン散乱光のピークは、ＰＯＭのラマン散乱光に比べて、Ａｌｅｘａ Ｆｌｕｏｒ ７５０の蛍光のピークと重なる領域が少ないため、フィルタでの除去がしやすいためである。
【００８２】
なお、光源としては、単一波長の光源を使うのが望ましいが、使用したい波長が中心波長となるもので代用することもできる。
【００８３】
（実施の形態２）
図１３は、本発明の実施の形態２に係る断層情報計測装置２１０の概略ブロック図である。本実施の形態は、深部用励起光および浅部用励起光の強度を変えることによって励起光の深達長を変え、計測対象から発生する蛍光の強度に差をつけて、計測対象深部の蛍光のみを算出するものである。なお、装置の外観図等は、光源部が一つであることを除けば実施の形態１と同様であるため省略する。
【００８４】
図１４は、本実施の形態に係る光断層情報計測装置２１０の構成を示すブロック図である。光断層情報計測装置２１０は、本装置の計測対象であるマウス等の生体の光断層情報を計測する。光断層情報計測装置２１０は、計測部２１２、計測部２１２に電気的に接続された制御部２１４および制御部２１４に電気的に接続された表示部２１６を有する。計測部２１２は、計測対象に励起光を照射し、計測対象から発生する光を検出し、検出した光のデータを制御部２１４に出力する。制御部２１４は、計測部２１２の動作の制御、計測したデータの処理および断層画像の再構成を行う。表示部２１６は、制御部２１４から出力されたデータをもとに計測対象の断層画像を表示する。計測制御部計測制御部２１８は、光源部２２０、ジャケット部２６、検出部４８、画像処理部５０に接続されている。計測部２１２は、光源部２２０、ジャケット部２６および検出部４８を有する。制御部２１４は計測制御部２１８および画像処理部２２６を有する。計測制御部２１８は、光源部２２０、ジャケット部２６、検出部４８および画像処理部５０に接続されている。計測制御部２１８は、光源部２２０、ジャケット部２６および検出部４８の位置の移動と動作の開始をそれぞれ独立して制御する。具体的には、ジャケット部２６の位置変更命令（Ｓ８８）、検出部４８の位置変更命令（Ｓ９０）、光源部２２０への計測動作開始命令（Ｓ８６）、検出部４８への計測動作開始命令（Ｓ９０）を行う。計測制御部２１８からの位置変更命令を受けたジャケット部２６または検出部４８は、それぞれの位置の変更を行う。より具体的には、それぞれが接続されているスライダまたはアクチュエータが動いて位置を移動させる。計測制御部２１８からの測定動作開始命令を受けた光源部２２０（Ｓ８６）は、ジャケット部２６へ励起光を照射する。計測制御部２１８からの測定動作開始命令（Ｓ９０）を受けた検出部４８は、ジャケット部２６から発生する蛍光を検出する。検出部４８は、検出した蛍光強度データを増幅し、Ａ／Ｄ変換した後に画像処理部５０へ出力する（Ｓ９２）。画像処理部５０は、検出部４８から出力された蛍光強度データを画像処理部５０内にあるメモリへ書き込む。蛍光強度データのメモリへの書き込みが終了すると、画像処理部５０は書き込み終了信号（Ｓ９４）を計測制御部２１８へ出力する。計測制御部２１８は、画像処理部５０から出力された書き込み終了信号を受けて、光源部２２０（Ｓ８６）、ジャケット部２６（Ｓ８８）または検出部４８（Ｓ９０）の位置変更命令を出力する。画像処理部５０は、メモリに保存した蛍光強度データを用いて、蛍光強度データの補正処理を行う。補正処理が終了した後、画像処理部５０は補正された蛍光強度データを用いて断層画像を再構成し、再構成した断層画像を表す信号（Ｓ９６）を表示部１６へ出力する。表示部１６は、画像処理部５０から出力された断層画像を表す信号を元に、ジャケット部２６およびヌードマウス３６の断層画像を表示する。
【００８５】
一般に励起光の強度と蛍光物質の蛍光強度は、特定範囲では比例の関係にある。従って励起光が弱くなれば蛍光強度も弱くなる。一方、受光部の計測できるダイナミックレンジは有限のため、ジャケット部から出てくる蛍光が微弱すぎると計測できない。本実施の形態ではこれを利用して、生体の表層部の蛍光のみを検出し、補正蛍光強度データに用いる。
【００８６】
励起光の強度と、検出される蛍光の強度との関係について、より詳細に説明する。ジャケット部に入射した光は、散乱したり吸収されたりしながらジャケット部または生体内を伝播するため、生体の深部に行くほど励起光の強度は弱くなる。励起光の強度が弱くなると、当該励起光に励起される蛍光物質の蛍光強度も弱くなるため、生体の深部にある蛍光物質は生体の表層部にある蛍光物質よりも弱い蛍光を発する。励起光と同様に蛍光も生体およびジャケット部を伝播して受光部に到達するため、生体深部で発せられた蛍光ほど受光部に到達するまでに弱められる。このように弱められて受光部まで到達した蛍光の強度が、受光部のダイナミックレンジ以下であれば蛍光は検出されない。よって強度の弱い励起光で励起された生体深部の蛍光物質の発する蛍光は、受光部によって検出できないことがある。従って励起光の強度を適切に設定すれば、生体表層部にある蛍光物質から発生する蛍光強度データのみを測定することができる。
【００８７】
本実施の形態で使用する光源部は、波長が７３０ｎｍで、強度の違う２種類の励起光を計測対象に向けて照射するものである。７３０ｎｍの波長を使う理由は、水およびヘモグロビンに吸収されにくいためである。本実施の形態は、励起光の強度を変えることで、蛍光物質から発生する蛍光の強度を異ならせるものであり、励起光の強度以外の要因が計測に影響を与えることは望ましくない。そのため水にもヘモグロビンにも吸収されにくい波長の励起光を用いる。
【００８８】
図１５は、本実施の形態の概要を説明するために図３を模式的に描いた図である。図１５には、ジャケット部２６の断面を表す円と、その中に蛍光物質２３４が描かれている。ジャケット部２６の周囲には、光源部２２０からの励起光の照射方向を表す矢印がジャケット部２６に向かって描かれ、受光部３４Ａ〜３４Ｋのある部分に向けてジャケット部２６から外側へ矢印が描かれている。光源部２２０と受光部３４Ａ〜３４Ｋとの位置関係は実施の形態１と同様である。図１５ではジャケット部の内部の計測対象の断面図は省略されている。光源部２２０から強度の異なる励起光をジャケット部に向けて照射し、それぞれの励起光を用いて発生した蛍光強度を受光部３４Ａで計測した場合を考える。
【００８９】
図１６は、異なる光源強度を用いた場合における励起光の入射点から蛍光物質までの直線距離と受光ヘッド出力との関係をシミュレーションしたグラフである。光源部２２０から２種類の強度の励起光を照射し、励起光の入射点から蛍光物質までの距離を変えながら、当該蛍光物質から発生した蛍光を受光部３４Ａで計測した場合のシミュレーション結果である。横軸に励起光の入射点から蛍光物質までの直線距離を、縦軸に受光部３４Ａのヘッド出力が描かれている。シミュレーションで使用した蛍光物質は実施の形態１と同一である。励起光の強度は、光源強度１：通常の励起光強度、光源強度２：通常の１／１０００の励起光強度である。光源部の出力の値は、最大値で規格化してある。
【００９０】
本実施の形態では、受光部３４Ａのダイナミックレンジは１：１０−４である。つまり蛍光ヘッド出力の相対値が、１０-４より大きければ受光部３４Ａで受光できることを表す。光源強度１の特性直線１５００は、ジャケット部２６への励起光の入射点から直線距離で約２７ｍｍ以内の距離にある蛍光物質の発する蛍光は、受光部３４Ａが検出できる強度があることを表す。光源強度２の特性直線１５０２は、励起光入射点から直線距離で約７ｍｍ以内の位置にある蛍光物質の発する蛍光は、受光部３４Ａが検出できる強度があることを表す。ジャケット部２６の外縁から７ｍｍ以内の領域は、どちらの光源を使っても蛍光を検出できる領域となる。このように、強度が強い励起光では、生体表層部から深部までの蛍光強度データが得られる。強度が弱い励起光では、生体表層部の蛍光物質のみから発生した蛍光強度データが得られることになる。
【００９１】
図１６は、本実施の形態に係る光断層情報計測装置の処理手順を表すフローチャートである。実施の形態１で示したフローチャートは、初めに深部用光源部を用いて蛍光強度データの測定を行い、続いて浅部用光源部を用いて蛍光強度データの測定を行った。本実施の形態では、深部用光源部を第1の強度の励起光（光源強度１）と、浅部用光源部を第２の強度の励起光（光源強度２）と、それぞれ置き換えている。その他の処理は実施の形態１で行った処理と略同一である。実施の形態１と同様に補正係数αを設定し、全てのデータに対して表層に存在する蛍光物質から発生する蛍光の寄与を減少させる補正処理を行う。また、断層画像の再構成の方法は実施の形態１と同一であるため省略する。
【００９２】
本実施の形態に係る光断層情報計測装置２１０によれば、励起光の強度を異ならせることで深達長を変えた２種類の励起光を用いて計測を行い、受光部のダイナミックレンジ以下の蛍光強度は計測できないことを利用して、２種類の蛍光強度データを取得し、取得した２種類の蛍光強度データから、深達長が長い励起光のみによって励起される蛍光物質から発生する蛍光強度データの寄与を相対的に大きくする演算を行ったため、単一の波長の励起光のみを用いて測定を行った場合に比べ、深達長が長い励起光のみによって励起される蛍光物質から発生する蛍光強度データに基づく蛍光断層画像を再構成する精度が高くなる。特に励起光の強度を適切に選択し、ヌードマウス深部にある蛍光物質が発生する蛍光は、一方の強度の励起光によって励起された場合のみ検出可能となるように２種類の励起光の強度を選択し、ヌードマウス表層部から深部までの蛍光強度データからヌードマウス表層部のみの蛍光強度データを減算することで、ヌードマウス表層にある蛍光物質から発生する蛍光の強度を減少させる補正を行うことができ、ヌードマウス深部の蛍光断層画像を再構成する精度が高くなる。
【００９３】
なお、本実施の形態では、励起光の強度を１：１０００としたが、励起光の強度比はこれに限られない。入射点からどの距離までの蛍光を受光させたいかによって励起光の強度比は適宜設定できる。また、励起光の強度比は、ジャケット部から生体までの直線距離や生体表層部の蛍光物質の濃度なども考慮に入れて設定すると望ましい。例えばジャケット部から生体までの直線距離が本実施の形態で用いたものよりも長い場合は、受光部から生体表層部までの距離が長くなるため、浅部用励起光の強度は本実施の形態で用いた強度よりも強くする。
【００９４】
以上述べたように本発明の光断層情報計測装置によれば、深達長の異なる２種類の励起光を用いて計測を行い、２種類の蛍光強度データを取得し、取得した２種類の蛍光強度データから、深達長が長い励起光のみによって励起される蛍光物質から発生する蛍光強度データの寄与を相対的に大きくする演算を行ったため、単一の波長の励起光のみを用いて測定を行った場合に比べ、深達長が長い励起光のみによって励起される蛍光物質から発生する蛍光強度データに基づく蛍光断層画像を再構成する精度が高くなる。
【００９５】
深達長を変えるために励起光の波長を異ならせると、励起光の強度を異ならせた場合と違い、生体の深部にまで到達する励起光と生体の表層部のみに到達する励起光を明確に分けることができる。これにより双方の励起光で生体の深部の蛍光物質を励起することがない。また、受光部のダイナミックレンジの下限に近い蛍光を検出することにはならないため、２種類の蛍光データをＳＮ比良く取得することができる。波長の範囲をさらに限定することで、自家蛍光物質の励起をすることもなく、励起光のエネルギーが生体に与える影響も減少させることができる。
【００９６】
深達長を変えるために励起光の強度を異ならせると、励起光の波長を異ならせた場合と違い、蛍光物質の励起効率に影響を与えることがない。そのため２種類の励起光の双方共に同じ効率で蛍光物質を励起することができる。また、励起光の強度によって深達長を変え、水およびヘモグロビンに吸収されにくい波長帯を用いているため水、ヘモグロビンおよび蛍光物質の濃度による深達長への影響が少ない。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は断層情報計測装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００９８】
１０  光断層情報計測装置
１２  計測部
１４  制御部
１６  表示部
２６  ジャケット部
３２  光源部
３４  受光部
４２  計測制御部
４４  浅部用光源部
４６  深部用光源部
４８  検出部
５０  画像処理部
５４  計測データ記憶部
５６  補正係数設定部
５８  補正係数設定ＵＩ部
６０  補正処理部
６２  評価部
６４  更新処理部
６６  演算処理部
６８  断層情報生成部
７０  断層画像生成部
【図１】
2011215048.tif 000010
【図２】
2011215048.tif 000011
【図３】
2011215048.tif 000012
【図４】
2011215048.tif 000013
【図５】
2011215048.tif 000014
【図６】
2011215048.tif 000015
【図７】
2011215048.tif 000016
【図８】
2011215048.tif 000017
【図９】
2011215048.tif 000018
【図１０】
2011215048.tif 000019
【図１１】
2011215048.tif 000020
【図１３】
2011215048.tif 000021
【図１４】
2011215048.tif 000022
【図１５】
2011215048.tif 000023
【図１６】
2011215048.tif 000024
【図１７】
2011215048.tif 000025
【図１２】
2011215048.tif 000026