(57)【要約】      （修正有）【課題】光学フィルタシステム、蛍光観察システムおよび蛍光観察を実行する方法を提供する。【解決手段】観察光フィルタは、照明光フィルタが透過領域を有する波長に遮断領域を有する。波長に依存した観察光フィルタ（Ｏ）の透過率と、波長に依存した照明光フィルタ（Ｉ）の透過率により３８０ｎｍから７２５ｎｍまでの波長範囲内からの波長を有する光が、両方のフィルタを実質的に横断できないものとする。照明光フィルタは、４４０ｎｍと５６０ｎｍとの間で、４５ｎｍよりも大きな幅の波長範囲を有し、当該波長範囲において、照明光フィルタの透過率は０．８０よりも小さい。【選択図】図２
2015225344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
【数１−１】
2015225344.tif 000009
【数１−２】
2015225344.tif 000010
【請求項２】
前記第１の値（Ｗ１）は、０．７よりも大きく、特に０．８よりも大きく、特に０．９よりも大きい、請求項１に記載の光学フィルタシステム。
【請求項３】
前記第２の値（Ｗ２）は、０．３よりも小さく、特に０．２よりも小さく、特に０．１よりも小さい、請求項１または２に記載の光学フィルタシステム。
【請求項４】
前記第３の値（Ｗ３）は、０．３よりも小さく、特に０．２よりも小さく、特に０．１よりも小さい、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学フィルタシステム。
【請求項５】
前記第２の値（Ｗ２）は、前記第３の値（Ｗ３）よりも小さく、特に、前記第２の値は、前記第３の値よりも２倍小さく、前記第２の値は、特に前記第３の値よりも５倍小さい、請求項１から４のいずれか１項に記載の光学フィルタシステム。
【請求項６】
前記第４の値（Ｗ４）および／または前記第５の値（Ｗ５）は、０．７よりも大きく、特に０．８よりも大きく、特に０．９よりも大きい、請求項１から５のいずれか１項に記載の光学フィルタシステム。
【請求項７】
前記第６の値（Ｗ６）は、０．３よりも小さく、特に０．２よりも小さく、特に０．１よりも小さい、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学フィルタシステム。
【請求項８】
以下の式が満たされ、
【数２】
2015225344.tif 000011
式中、ＴＯ（λ）は、波長に依存した前記観察光フィルタ（Ｏ）の透過率であり、
ＴＩ（λ）は、波長に依存した前記照明光フィルタ（Ｉ）の透過率である、請求項１から７のいずれか１項に記載の光学フィルタシステム。
【請求項９】
【数３】
2015225344.tif 000012
【請求項１０】
【数４】
2015225344.tif 000013
【請求項１１】
前記観察光フィルタの前記透過領域の数は、２に等しい、請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学フィルタシステム。
【請求項１２】
【数５】
2015225344.tif 000014
【請求項１３】
【数６】
2015225344.tif 000015
【請求項１４】
【数７】
2015225344.tif 000016
【請求項１５】
【数８】
2015225344.tif 000017
【請求項１６】
【数９】
2015225344.tif 000018
【請求項１７】
前記照明光フィルタは、４４０ｎｍと５６０ｎｍとの間、特に４６５ｎｍと５４０ｎｍとの間の波長範囲内に、４５ｎｍよりも大きな幅を有する透過領域（ＲＩ）を有し、前記照明光フィルタは、この波長範囲内で、０．８未満、特に０．７未満、特に０．６５未満の透過率を有する、請求項１から１６のいずれか１項に記載の光学フィルタシステム。
【請求項１８】
前記波長範囲の前記幅は、６０ｎｍよりも大きい、請求項１から１７のいずれか１項に記載の光学フィルタシステム。
【請求項１９】
蛍光観察システムであって、
蛍光剤を含むオブジェクト領域を照明するために光ビームを発生させるように構成された光源と、
前記オブジェクト領域の蛍光光画像を検出するように構成された第１のカメラと、
観察光フィルタおよび照明光フィルタを備える光学フィルタシステムとを備え、前記照明光フィルタは、前記光源と前記オブジェクト領域との間のビーム経路に配設され、前記観察光フィルタは、前記オブジェクト領域と前記第１のカメラとの間のビーム経路に配設され、前記光学フィルタシステムは、請求項１から１６のいずれか１項に記載の前記光学フィルタシステムである、蛍光観察システム。
【請求項２０】
前記オブジェクト領域の通常光画像を検出するための第２のカメラをさらに備える、請求項１９に記載の蛍光観察システム。
【請求項２１】
前記蛍光光画像および前記通常光画像が互いに重ね合わせられるように、前記第１のカメラによって検出された前記蛍光光画像および前記第２のカメラによって検出された前記通常光画像を表示するように構成された第１のディスプレイをさらに備える、請求項２０に記載の蛍光観察システム。
【請求項２２】
前記オブジェクト領域を撮像するように構成された撮像光学装置をさらに備え、前記撮像光学装置は、特に接眼レンズを備える、請求項１９から２１のいずれか１項に記載の蛍光観察システム。
【請求項２３】
前記第１のカメラによって検出された前記蛍光光画像を前記撮像光学装置のビーム経路に投影するように構成された第２のディスプレイをさらに備える、請求項２２に記載の蛍光観察システム。
【請求項２４】
蛍光観察を実行する方法であって、
光学フィルタシステムの照明光フィルタを横断する照明光によってオブジェクトを照明するステップを備え、前記オブジェクトは、蛍光剤を含み、前記方法はさらに、
前記光学フィルタシステムの観察光フィルタを横断した蛍光光を検出するステップを備え、
前記光学フィルタシステムは、請求項１から１８のいずれか１項に記載の前記光学フィルタシステムである、方法。
【請求項２５】
前記蛍光剤は、プロトポルフィリンＩＸを含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本願は、ドイツにおいて２０１４年５月２７日に出願された特許出願番号第１０  ２０１４  ００８  ２４３．１号の優先権を主張し、特許出願番号第１０  ２０１４  ００８  ２４３．１号の内容全体は引用によって本明細書に援用される。
【０００２】
分野
本発明は、蛍光観察のための光学フィルタシステム、蛍光観察システム、および当該光学フィルタシステムを用いた蛍光観察方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
蛍光観察は、オブジェクト内のさまざまなタイプの構造を互いに区別することができるようにさまざまなオブジェクトを視覚化する目的で、多くの技術的用途、生物学的用途または医学的用途で使用されている。この目的のために、光源と観察対象のオブジェクトとの間のビーム経路に照明光フィルタが配設され、オブジェクトと眼またはオブジェクトの画像を検出するカメラとの間のビーム経路に観察光フィルタが配設される。照明光フィルタは、光がフィルタを横断することを可能にし、オブジェクト内の蛍光を励起する。観察光フィルタは、オブジェクトからの蛍光光がフィルタを横断することを可能にする。観察光フィルタは、さらに、観察光フィルタを横断することを許可される蛍光光の波長と一致する波長を有する光がフィルタを横断することを許可しないように構成されている。したがって、観察光フィルタを横断することを許可される光は、実質的に、オブジェクトから反射されるかまたはオブジェクトにおいて散乱された、照明光以外の蛍光光のみである。この目的のために、照明光フィルタは、スペクトルの相当な部分を遮断し、そのため、光源が白色光源である場合に、オブジェクトに入射して照明光フィルタを横断した光が、オブジェクト、特にオブジェクト内の白色領域の自然な偏りのない色の印象を可能にすることはない。
【０００４】
いくつかの状況では、オブジェクトは、蛍光領域と非蛍光領域とを含み、蛍光領域を視覚化することも、実質的に自然な偏りまたは変更のない色の印象で非蛍光領域を知覚できるようにすることも望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
概要
したがって、本発明の目的は、実質的に変更のない色の印象でオブジェクトの非蛍光領域を知覚できるようにする蛍光観察のための光学フィルタシステムおよび蛍光観察システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のいくつかの実施例によれば、蛍光観察のための光学フィルタシステムは、共同で機能を実行するように構成された照明光フィルタと観察光フィルタとを備える。観察光フィルタは、蛍光によって生成された光が観察または検出可能であるように観察光フィルタを横断することを可能にするように設けられた複数の透過領域を有する。これは、波長に依存した観察光フィルタの透過率がある波長範囲を有し、当該波長範囲内に透過領域が設けられることを意味する。透過領域は重なり合っておらず、これは、隣接する透過領域の間に設けられた遮断領域によって透過領域が分離されていることを意味する。遮断領域は、この波長範囲内からの波長を有する光を遮断して、このような光が観察光フィルタを横断することを許可しないようにするために、波長範囲に設けられる。透過領域および遮断領域は、所与の波長におけるフィルタの透過率が異なっている。所与の波長において、所与の透過領域では、当該所与の透過領域に隣接する遮断領域よりも透過率が実質的に高い。しかし、それぞれ同一の遮断領域または透過領域内では、透過率は波長に依存して一定であることは求められない。所与の透過または遮断領域内の透過率のばらつきは、それぞれ所与の透過または遮断領域とその隣接する遮断領域および透過領域との間の透過の変化よりも大幅に小さい。所与の波長におけるフィルタの透過率は、当該技術分野において従来から行われている通りに、すなわちフィルタに入射する光のビームの強度とフィルタを横断するこの光の強度との比率の逆数として、定義されることができる。遮断領域の透過率および透過領域の透過率を当該領域内の平均透過率を参照することによって特徴付けることが可能である。所与の波長範囲内のフィルタの平均透過率を求めるために、波長に依存して透過率を求め、当該波長範囲にわたって測定された透過率の平均化を行うことが可能である。
【０００７】
照明光フィルタは、観察光フィルタが透過領域を有する波長範囲に遮断領域を有し、そのため、照明光フィルタを介して照明されたオブジェクトは、透過領域のうちの１つにおいて観察光フィルタを横断し得る光を反射または散乱させない。そのため、観察光フィルタを横断することを許可される光は、実質的に、オブジェクトの蛍光によって生成される蛍光光のみである。このような蛍光を励起するために、照明光フィルタは、蛍光を励起するのに好適な波長を有する光が照明光フィルタを横断することを可能にするように設けられた透過領域を有する。
【０００８】
いくつかの実施例によれば、観察光フィルタは、照明光フィルタが透過領域を有する波長に遮断領域を有する。
【０００９】
例示的な実施例によれば、３８０ｎｍから７２５ｎｍまでの波長範囲内からの光に以下の式が当てはまり、
【００１０】
【数１】
2015225344.tif 000003
【００１１】
式中、ＴＯ（λ）は、波長に依存した観察光フィルタ（Ｏ）の透過率であり、ＴＩ（λ）は、波長に依存した照明光フィルタ（Ｉ）の透過率である。
【００１２】
これは、３８０ｎｍから７２５ｎｍまでの波長範囲内からの波長を有する光が、両方のフィルタを実質的に横断できないことを意味する。
【００１３】
オブジェクトの蛍光観察の際に、オブジェクトは、照明光フィルタを介して照明され得て、観察光フィルタを横断した光によってオブジェクトの蛍光が観察または検出され得る。さらに、オブジェクトを直接観察することも可能であり、観察光フィルタを横断しなかった、オブジェクトから発せられる光を検出することも可能である。このような観察は、例えばさらなる光学装置なしに眼を用いて行われることができ、または当該観察は、さらなる光学装置を用いて行われることができる。このような光学装置は、例えばオブジェクトとユーザの眼との間のビーム経路に設けられた接眼レンズを備え得る。さらに、光学装置は、カメラにオブジェクトを撮像し得て、次いでオブジェクトの画像を取得し得る。観察光フィルタを横断しなかった光のこのような観察または検出では、オブジェクトにおける蛍光プロセスは、実質的に関連性がない。眼で観察されるかまたはカメラによって検出される光は、照明光フィルタを横断して、オブジェクトから反射されるかまたはオブジェクトにおいて散乱される光である。照明光フィルタを横断しなかった光によってオブジェクトが照明されると、オブジェクトは、オブジェクトが眼で観察される場合または画像がカメラによって検出される場合の自然色で現れる。照明光フィルタを横断した光によってオブジェクトが照明されると、照明光フィルタが遮断領域を有する波長を有する光ではオブジェクトは照明されない。したがって、オブジェクトは、白色光では照明されず、可視光の多数の異なる波長を含むが実質的な波長範囲が欠落している光によって照明され、そのため、オブジェクトの自然色の印象は実現できない。
【００１４】
この理由で、観察光フィルタは、蛍光を検出するために単一の透過領域を１つだけ有しているのではない。しかし、観察光フィルタは、照明光フィルタの遮断領域によって分離された複数の重なり合っていない透過領域を有する。照明光フィルタは、オブジェクトが蛍光光を発する波長を有する光によってオブジェクトを照明するために、観察光フィルタが遮断領域を有する波長に透過領域を有し得る。観察光フィルタの遮断領域により、このような光は、検出された蛍光に寄与せず、オブジェクトの照明に役立つのみであり、その結果、観察光フィルタなしでオブジェクトが観察される場合の自然色の印象を向上させる。
【００１５】
観察光フィルタの隣接する透過領域の間に配置された観察光フィルタの遮断領域は、照明光における「間隙」が少なくとも部分的に「埋められる」ように、この目的で有利に選択され得る。これは、観察光フィルタなしでオブジェクトが観察される場合にオブジェクトによって生成される色の印象を自然色の印象に近付くように向上させるという利点を有する。本明細書では、観察光フィルタの遮断領域内からの波長を有する生成された蛍光光は検出されず、そのため、蛍光画像のコントラストを減少させることができる。なぜなら、利用可能な蛍光光が蛍光の検出に使用されないからである。観察光フィルタの透過領域の間に配置された観察光フィルタの遮断領域が注意深く設計されると、検出される蛍光光が無いことは重要なことではなく、照明光フィルタを横断した光によってオブジェクトが照明される場合の自然色の印象でオブジェクトを知覚できるという利点によって補償される。
【００１６】
例示的な実施例によれば、照明光フィルタは、４４０ｎｍと５６０ｎｍとの間で、４５ｎｍよりも大きな幅の波長範囲を有し、当該波長範囲において、照明光フィルタの透過率は０．８０よりも小さい。これにより、オブジェクトに到達する緑色の光の量が減少するが、観察光フィルタを横断しなかった光による通常光観察でのオブジェクトの自然色の印象が向上する。
【００１７】
本明細書における例示的な実施例によれば、透過率が０．８０よりも小さい波長範囲は、４６５ｎｍと５４０ｎｍとの間に位置する。さらなる例示的な実施例によれば、４５ｎｍよりも大きな幅を有する波長範囲は、０．７０よりも小さな透過率、特に０．６５よりも小さな透過率を有する。
【００１８】
例示的な実施例によれば、蛍光観察のための光学フィルタシステムは、照明光フィルタと観察光フィルタとを備える。
【００１９】
観察光フィルタは、３８０ｎｍから７２５ｎｍまでの波長範囲に以下の透過構造を有し得る。
【００２０】
観察光フィルタは、３８０ｎｍから７２５ｎｍまでの波長範囲に少なくとも２つの重なり合っていない透過領域を有し、観察光フィルタの少なくとも２つの透過領域の各々は、第１の波長と第２の波長との間の第１の値よりも大きな平均透過率を有する。
【００２１】
観察光フィルタは、３８０ｎｍから７２５ｎｍまでの波長範囲に複数の遮断領域を有し得る。
【００２２】
観察光フィルタの複数の遮断領域は、３８０ｎｍと観察光フィルタの少なくとも２つの透過領域の第１の波長のうちの最も小さな波長との間の波長範囲内の第２の値よりも小さな平均透過率を有する観察光フィルタの第１の遮断領域を含み得る。
【００２３】
観察光フィルタの複数の遮断領域は、観察光フィルタの少なくとも１つの第２の遮断領域を含み得て、観察光フィルタの少なくとも１つの第２の遮断領域の各々は、観察光フィルタの少なくとも２つの透過領域の１つの透過領域の第２の波長と観察光フィルタの少なくとも２つの透過領域のさらなる透過領域の第１の波長との間の波長範囲内の第３の値よりも小さな平均透過率を有し得る。
【００２４】
照明光フィルタは、３８０ｎｍから７２５ｎｍまでの波長範囲に以下の透過構造を有し得る。
【００２５】
照明光フィルタは、３８０ｎｍから７２５ｎｍまでの波長範囲に複数の透過領域を有する。
【００２６】
照明光フィルタの複数の透過領域は、３８０ｎｍと観察光フィルタの少なくとも２つの透過領域の最も小さな第１の波長よりも小さな波長との間の波長範囲内の第４の値よりも大きな平均透過率を有する照明光フィルタの第１の透過領域を含み得る。
【００２７】
照明光フィルタの複数の透過領域は、照明光フィルタの少なくとも１つの第２の透過領域を含み得て、少なくとも１つの第２の透過領域の各々は、観察光フィルタの少なくとも２つの透過領域のうちの１つの第２の波長よりも大きな波長と観察光フィルタの少なくとも２つの透過領域のうちの１つの第１の波長よりも小さな波長との間の波長範囲内の第５の値よりも大きな平均透過率を有し得る。
【００２８】
照明光フィルタは、３８０ｎｍから７２５ｎｍまでの波長範囲に照明光フィルタの複数の遮断領域を有し得て、照明光フィルタの複数の遮断領域の数は、観察光フィルタの透過領域の数に等しくてもよい。照明光フィルタの遮断領域の各々は、観察光フィルタの透過領域のうちの１つの第１の波長よりも小さな波長と観察光フィルタの１つの透過領域の第２の波長よりも大きな波長との間の波長範囲内の第６の値よりも小さな平均透過率を有し得る。
【００２９】
例示的な実施例によれば、観察光フィルタの複数の遮断領域の数は、観察光フィルタの透過領域の数に等しい。
【００３０】
さらなる例示的な実施例によれば、照明光フィルタの複数の透過領域の数は、観察光フィルタの遮断領域の数に等しい。
【００３１】
遮断領域によって分離された複数の透過領域を有する観察光フィルタを用いた蛍光の検出は、蛍光光の強度が広い波長範囲内で相当な強度を有するように広い発光スペクトルを有する蛍光の検出に特に適している。このような蛍光は、例えば、５０ｎｍを超える幅または１００ｎｍを超える幅を有する波長範囲内の全ての波長において蛍光光の強度が最大強度の１０％よりも大きいように蛍光スペクトルを有し得る。このような広い蛍光スペクトルは、観察光フィルタを用いて複数の透過領域に分割され得て、観察光フィルタの隣接する透過領域の間に設けられた観察光フィルタの１つ以上の遮断領域は、観察光フィルタを横断しなかった光による直接観察の際の自然色の印象を向上させるために、遮断領域内の波長での照明を可能にする。本明細書では、それぞれの遮断領域によって分離される３つ以上の異なる透過領域を観察光フィルタに設けることが可能である。観察光フィルタの遮断領域に含まれるそれらの波長において、照明光フィルタは、対応する透過領域を有し得て、自然色の印象を向上させる。
【００３２】
実施例によれば、蛍光観察システムは、蛍光剤を含むオブジェクト領域を照明するための光ビームを発生させるように構成された光源と、オブジェクト領域の蛍光光画像を検出するように構成された第１のカメラと、観察光フィルタおよび照明光フィルタを備える光学フィルタシステムとを備え、照明光フィルタは、光源とオブジェクト領域との間のビーム経路に配設され、観察光フィルタは、オブジェクト領域と第１のカメラとの間のビーム経路に配設され、光学フィルタシステムは、上記の実施例に係る光学フィルタシステムである。
【００３３】
いくつかの実施例によれば、蛍光観察システムは、オブジェクト領域の通常光画像を検出するための第２のカメラを備える。
【００３４】
例示的な実施例によれば、蛍光観察システムは、蛍光光画像および通常光画像が互いに重ね合わせられるように、第１のカメラによって検出された蛍光光画像および第２のカメラによって検出された通常光画像を表示するように構成された第１のディスプレイをさらに備える。
【００３５】
さらなる例示的な実施例によれば、蛍光観察システムは、オブジェクト領域を撮像するように構成された撮像光学装置をさらに備え、撮像光学装置は、特に接眼レンズを備え、特に、第１のカメラによって検出された蛍光光画像を撮像光学装置のビーム経路に投影するように第２のディスプレイが設けられ、構成され得る。
【００３６】
実施例によれば、蛍光観察を実行する方法であって、当該方法は、光学フィルタシステムの照明光フィルタを横断する照明光によってオブジェクトを照明するステップを備え、オブジェクトは、蛍光剤を含み、当該方法はさらに、光学フィルタシステムの観察光フィルタを横断した蛍光光を検出するステップを備え、光学フィルタシステムは、上記の実施例に係る光学フィルタシステムである。
【００３７】
上記の光学フィルタシステムと組み合わせて有利に使用可能な蛍光の一例は、プロトポルフィリンＩＸの蛍光である。この蛍光は、特定のタイプの腫瘍を視覚化するために使用される。示されている光学フィルタシステムの使用は、低悪性度のグリオーマおよび高悪性度のグリオーマの視覚化に特に有利であるように思われ、低悪性度のグリオーマを上手く視覚化するための他の方法は、現在のところ知られていない。
【００３８】
本開示の上記のおよび他の有利な特徴は、添付の図面を参照して以下の例示的な実施例の詳細な説明からより明らかになるであろう。なお、全ての可能な実施例が、本明細書で特定されている利点のうちのいずれもまたはいずれかを必ずしも示しているわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例に係る蛍光観察システムの概略図である。
【図２】図１の蛍光観察システムにおいて使用され得る、実施例に係る光学フィルタシステムの観察光フィルタおよび照明光フィルタの透過構造の概略図である。
【図３】プロトポルフィリンＩＸの励起スペクトルおよび蛍光スペクトルを示すグラフである。
【図４】プロトポルフィリンＩＸの蛍光に適合された光学フィルタシステムの透過構造を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
例示的な実施例の詳細な説明
以下に記載される例示的な実施例では、機能および構造の点で似ている構成要素は、できる限り同様の参照番号によって示されている。したがって、特定の実施例の個々の構成要素の特徴を理解するためには、他の実施例および本開示の概要の記載を参照すべきである。
【００４１】
以下の外科用顕微鏡を参照して、蛍光観察システムの実施例について説明する。しかし、蛍光観察システムの実施例は、このような外科用顕微鏡に限定されるものではなく、オブジェクトに向けられる照明光が、照明光フィルタを用いてフィルタリングされ、オブジェクトから発せられる光が、オブジェクトの蛍光を検出するために観察光フィルタによってフィルタリングされるいかなるタイプの蛍光観察システムも含む。
【００４２】
図１に示される蛍光観察システムおよび顕微鏡１は、光軸７を有する対物レンズを含む顕微鏡光学装置３を備えている。検査対象のオブジェクト９は、対物レンズ５のオブジェクト面に配置される。オブジェクト９から発せられる光は、画像側ビーム束１１に形成され、画像側ビーム束１１には、光軸７から距離を取ったところに２つのズームシステム１２，１３が配置されている。ズームシステム１２，１３は、図１には図示されていない偏向プリズムを介して、画像側ビーム束１１の部分ビーム束１４および１５をそれぞれ接眼レンズ１６および１７に供給する。ユーザは、オブジェクト９の拡大表示を画像として観察するために、左眼１８および右眼１９を用いて接眼レンズ１６および１７をそれぞれのぞき込むことができる。
【００４３】
ビーム束１５の光の一部をビーム２３としてカメラシステム２４に供給するために、部分ビーム束１５には半透鏡２１が配置されている。カメラシステム２４は、１つ以上のカメラを備え得る。示されている例では、カメラシステム２４は、カメラ３２とカメラ５５とを備えている。半透鏡２５を横断したビーム２３の光は、カメラアダプタ光学装置３１を介してカメラ３２に供給される。半透鏡２５から反射されたビーム２３の光は、観察光フィルタ５７およびカメラアダプタ光学装置５３を介してカメラ５５に供給される。観察光フィルタ５７は、オブジェクトにおける蛍光物質から放出された蛍光光のみが観察光フィルタ５７を横断してカメラ５５に到達することを可能にする蛍光光フィルタである。このような観察光フィルタは、オブジェクト９とカメラ３２との間のビーム経路には含まれておらず、そのため、カメラ３２はオブジェクト９の通常光画像を検出し得るが、カメラ５５はオブジェクト９の蛍光光画像を検出する。カメラ３２および５５によって検出された画像は、それぞれデータ送信線３３および６５を介してコントローラ３５に送信され、コントローラ３５は、当該画像を処理して当該画像をメモリ９５に格納し得る。
【００４４】
同様に、半透鏡３７が他の部分ビーム束１４に配置され、カメラアダプタ光学装置４１を介してビーム３９をカメラ４３に供給し得る。次いで、カメラ４３は、オブジェクト９の通常光画像を検出し得て、当該通常光画像は、データ線４５を介してコントローラ３５に送信される。しかし、立体的な蛍光光画像を検出することが望まれる場合にはカメラ４３も蛍光光画像を検出できるように、オブジェクト９とカメラ４３との間のビーム経路に観察光フィルタが配置されることも可能である。さらに、立体的な通常光画像も立体的な蛍光光画像も検出できるように、半透鏡２５と同様のさらなるビームスプリッタを用いてビーム３９の光が２つのカメラに供給されることが可能である。
【００４５】
データ線６７を介してディスプレイ６９がコントローラ３５に接続されている。ディスプレイ６９に表示された画像もオブジェクト９の直接画像もユーザが眼１９で見ることができるように、コントローラによって生成されてディスプレイ６９に表示された画像は、投影光学装置７０および半透鏡６８によってオブジェクト９から接眼レンズ１７までのビーム経路に投影される。両方の画像は、眼１９によって重ね合わせられた状態で見られる。コントローラ３５は、例えばデータおよび情報を接眼レンズに表示してもよく、またはコントローラ３５は、カメラ３２，５５もしくは４３によって検出された画像またはカメラ３２，５５もしくは４３によって検出された画像を処理および分析することによって得られた画像をディスプレイ６９に表示してもよい。
【００４６】
コントローラ３５は、データ線４７を介して、頭に装着されたディスプレイ４９にもこのような画像を供給し得て、当該頭に装着されたディスプレイは、ユーザの右眼および左眼のそれぞれのためのディスプレイ５１および５２を含んでいる。
【００４７】
顕微鏡１は、オブジェクト９に向けられる照明光ビーム８１を発生させるように構成された照明システム６３をさらに備えている。照明システム６３は、ハロゲンランプまたはキセノンランプなどの広帯域光源７１と、反射器７２と、ランプ７１から放出された光をファイバ束７７に結合するために複数のレンズ７５によってファイバ束７７の入口端７６に向けられるコリメートされた光ビーム７４を発生させるためのコリメータ７３とを備えている。ファイバ束７７は、当該光を、オブジェクト９の近くに位置するファイバ束７７の出口端７８に導く。出口端７８から放出された光は、コリメート光学装置７９によって、オブジェクト９に向けられる照明光ビーム８１にコリメートされる。
【００４８】
照明システム６３は、蛍光観察のための照明光フィルタ８４と通常光観察のための照明光フィルタ８５とを含むフィルタプレート８３をさらに備えている。図１中の矢印８８によって示されるように蛍光光観察のための照明光フィルタ８４または通常光観察のための照明光フィルタ８５をビーム７４に選択的に配置するために、コントローラ３５によって制御されるアクチュエータ８７が設けられている。オブジェクト９において励起された蛍光を観察することを目的とする場合には、蛍光光観察のための照明光フィルタ８４がビーム７４に配置され、白色光などの通常光を用いてオブジェクト９を観察することを目的とする場合には、通常光観察のための照明光フィルタ８５がビーム７４に配置される。例えば、オブジェクト９が不必要に暖まることを回避するために、ランプ７１によって生成された赤外光または赤外光に近い長波長を有する光は照明光フィルタ８５を横断しないが、通常光観察が可能になるようにより短い波長の可視光はオブジェクト９の照明のために照明光フィルタ８５を横断できるように、通常光観察のための照明光フィルタ８５は構成され得る。
【００４９】
照明光フィルタ８４および８５のうちの１つをビーム７４に選択的に配置することは、コントローラ３５に接続されたボタン９７などの入力装置を動作させながらユーザによって制御されることができる。
【００５０】
以下の図２を参照して、蛍光光観察のための照明光フィルタ８４および蛍光光観察のための観察光フィルタ５７の透過構造についてより詳細に説明する。
【００５１】
図２は、観察光フィルタ５７の透過構造ＴＯをその上部に概略的に示し、照明光フィルタ８４の透過構造ＴＩをその下部に概略的に示す。図２では、観察光フィルタの要素は、上付きの添え字「Ｏ」で示され、照明光フィルタの要素は、上付きの添え字「Ｉ」で示されている。透過構造は、３８０ｎｍ≦λ≦７２５ｎｍの波長範囲内に示されている。この波長範囲内に、両方のフィルタは複数の透過領域と遮断領域とを有している。透過領域は文字「Ｄ」で示され、遮断領域は文字「Ｓ」で示されている。透過領域および遮断領域はそれぞれ、図１では０から始まって左から右に番号が付けられており、文字「Ｄ」および「Ｓ」に付加された下付きの添え字はそれぞれ、領域の番号を示している。
【００５２】
透過率Ｔは遮断領域では低く、透過率Ｔは透過領域では高い。図２の図は、透過領域と遮断領域との間の透過率の急な変化を示している。このような急な変化は、例示の目的で示されているが、遮断領域と透過領域との間の境界における透過率の変化は、実際には安定した連続的な変化である。図２では、遮断領域と透過領域との間の境界を示す波長λには下付きの添え字が補われており、下付きの添え字「ｌ」は、領域の左側の境界を示し、下付きの添え字「ｈ」は、領域の右側の境界を示している。
【００５３】
【数２】
2015225344.tif 000004
【００５４】
【数３】
2015225344.tif 000005
【００５５】
【数４】
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【００５６】
【数５】
2015225344.tif 000007
【００５７】
プロトポルフィリンＩＸの蛍光を観察するように設計された照明光フィルタおよび観察光フィルタを有する光学フィルタシステムについて以下で説明する。プロトポルフィリンＩＸの蛍光は、グリオーマを視覚化するために使用可能である。この目的のために、５−ＡＬＡが手術に先立って患者に投与される。５−ＡＬＡは、５−ＡＬＡの投与後にプロトポルフィリンＩＸの所望の蛍光を生じさせる前駆物質である。
【００５８】
図３は、４００ｎｍから７７５ｎｍまでの波長についてのプロトポルフィリンＩＸの蛍光を示す。波長λに依存したプロトポルフィリンＩＸの励起スペクトルの強度Ｉ（λ）は、破線９１によって表わされ、波長λに依存したプロトポルフィリンＩＸの発光スペクトルの強度Ｉ（λ）は、実線９３によって表わされている。スペクトルは両方とも、それらの最大値が１．０であるように正規化されている。
【００５９】
図４は、プロトポルフィリンＩＸの蛍光を観察するように設計されたフィルタシステムの透過構造のグラフを示す。観察光フィルタの透過は図２の上部に示され、照明光フィルタの透過は図２の下部に示されているが、図４は、フィルタシステムの照明光フィルタの透過構造ＴＩおよび観察光フィルタの透過構造ＴＯを両方とも１つの単一のグラフに示している。図４において使用されるそれぞれの透過構造の透過領域および遮断領域の名称は、図２で使用されたものと一致する。
【００６０】
【数６】
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【００６１】
本開示はその特定の例示的な実施例に関して記載されてきたが、多くの代替例、変形例および変更例が当業者に明らかであろうということは明白である。したがって、本明細書に記載されている本開示の例示的な実施例は、例示的であるよう意図されており、限定的であるよう意図されるものでは決してない。以下の特許請求の範囲に規定されている本開示の精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな変更がなされ得る。
【符号の説明】
【００６２】
１  蛍光観察システム、５７  観察光フィルタ、８４，８５  照明光フィルタ、ＴＩ，ＴＯ  透過構造。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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