(57)【要約】      （修正有）【課題】被検査体の標本部から放射された生体光を捉えた生体光画像を取得可能な生体光画像取得システムを提供する。【解決手段】被検査体２の標本部２ａから放射される生体光の状態を示す生体光画像を取得するシステムは、被検査体２を収容すると共に遮光空間を形成する暗箱と、複数の光ファイバ８が径方向に束ねられ、光ファイバ８の先端部に入射した生体光を光ファイバ８の他端部に導波する光導波部９と、光導波部９の側面９ａを覆うように設けられた遮光層１１と、を有し、暗箱内に配置された生体光取得プローブ４と、他端部から出射された生体光が入射されて、生体光を利用して生体光画像を取得する画像取得装置と、を備える。遮光層１１は、複数の光ファイバ８の先端部を含む光入射面９ｂに対して突出すると共に光入射面９ｂを取り囲むように形成された遮光壁部１１ａを有する。【選択図】図２
2015081859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体の標本部から放射される生体光の状態を示す生体光画像を取得するシステムにおいて、
前記被検査体を収容すると共に遮光空間を形成する暗箱と、
複数の光ファイバが径方向に束ねられ、前記光ファイバの先端部に入射した前記生体光を前記光ファイバの他端部に導波する光導波部と、前記光導波部の側面を覆うように設けられた遮光層と、を有し、前記暗箱内に配置された生体光取得プローブと、
前記他端部から出射された前記生体光が入射されて、前記生体光を利用して前記生体光画像を取得する画像取得装置と、
を備え、
前記遮光層は、複数の前記光ファイバの前記先端部を含む光入射面に対して突出すると共に前記光入射面を取り囲むように形成された遮光壁部を有する、
ことを特徴とする生体光画像取得システム。
【請求項２】
前記暗箱は、前記遮光空間内に配置された光吸収部を有し、
前記被検査体は、前記光吸収部内に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の生体光画像取得システム。
【請求項３】
前記画像取得装置は前記生体光が入射される光入力部を有し、
前記光入力部は、前記暗箱内に配置されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の生体光画像取得システム。
【請求項４】
前記光導波部の前記光入射面と前記光ファイバの光軸方向との間の角度は、０度以上９０度未満であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の生体光画像取得システム。
【請求項５】
被検査体の標本部から放射される生体光を取得する生体光取得プローブにおいて、
複数の光ファイバが径方向に束ねられ、前記光ファイバの先端部に入射した前記生体光を前記光ファイバの他端部に導波する光導波部と、
前記光導波部の側面を覆うように設けられた遮光層と、を備え、
前記光導波部は、複数の前記光ファイバの前記先端部を含む光入射面を有し、
前記遮光層は、前記光入射面に対して突出すると共に前記光入射面を取り囲むように形成された遮光壁部を有することを特徴とする生体光取得プローブ。
【請求項６】
被検査体の標本部から放射される生体光の状態を示す生体光画像を取得する生体光画像の取得方法において、
前記被検査体を、遮光空間を形成するための暗箱内に収容する工程と、
生体光取得プローブの遮光層における遮光壁部の先端を前記標本部に接触させる工程と、
前記生体光取得プローブから出射された前記生体光が入射される画像取得装置を用いて前記生体光画像を取得する工程と、
を有し、
前記生体光取得プローブは、複数の光ファイバが径方向に束ねられ、前記光ファイバの先端部に入射した前記生体光を前記光ファイバの他端部に導波する光導波部と、前記光導波部の側面を覆うように設けられた遮光層と、を備え、
前記遮光壁部は、複数の前記光ファイバの前記先端部を含む光入射面に対して突出すると共に前記光入射面を取り囲むように形成されている、
ことを特徴とする生体光画像の取得方法。
【請求項７】
前記光導波部は前記遮光層に取り付けられて一体化され、
前記標本部に接触させる工程では、前記光導波部と前記遮光層とが同時に前記被検査体に挿入される、
ことを特徴とする請求項６に記載の生体光画像の取得方法。
【請求項８】
前記光導波部は、前記遮光層と別体であり、
前記標本部に接触させる工程では、前記遮光層が前記被検査体に挿入され、
前記標本部に接触させる工程の後であって前記生体光画像を取得する工程の前に、前記遮光壁部が前記光入射面に対して突出するように、前記光導波部を前記遮光層内に挿入する工程を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の生体光画像の取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検査体の標本部から放射される生体光の状態を示す生体光画像を取得するシステム、当該システムに利用される生体光取得プローブ及び当該システムを利用した生体光画像の取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、生化学分析などでは、検出対象である細胞等と結合するように処理された発光物質を生体に投与し、発光物質から放射される光を生体外部から観察する方法が用いられることがある。このような発光現象には、例えば、ホタルなどの自然発光やルシフェラーゼなどによる化学発光がある。化学発光は、基質との酵素反応により生じるものであり、ＡＴＰ（アデノシン三リン酸）測定や、遺伝子の生化学分析、血痕の検査などに広く利用されている。そして、発光の状態は、レンズやカメラを備える撮像装置によって２次元画像として取得される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、生体の微小領域を観察する方法として、光ファイバを利用したマイクロイメージング法がある。この方法では、複数の光ファイバを束ねたイメージングファイバを生体内に挿入し、生体の状態を観察する（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５９８１号公報
【特許文献２】特開２０００−８１５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載された方法では、生体から放射された光を一般的なビデオカメラにより捉えているため、生体の微小領域から放射される生体光を捕捉し難い。又、生体深部の生体光を観察するため従来の対物レンズを用いる方法は侵襲性が大きく生体の正常状態からの乖離が大きい。そこで、特許文献２の装置を利用して生体内の微小領域から放射される生体光を捕捉しようとした場合には、光強度の強い背景光に光強度の微弱な生体光が埋もれてしまうため、生体光を捉えた画像を取得することが困難である。
【０００６】
そこで、本発明は、被検査体の標本部から放射された生体光を捉えた生体光画像を取得可能な生体光画像取得システム、生体光取得プローブ及び生体光画像の取得方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態は、被検査体の標本部から放射される生体光の状態を示す生体光画像を取得するシステムにおいて、被検査体を収容すると共に遮光空間を形成する暗箱と、複数の光ファイバが径方向に束ねられ、光ファイバの先端部に入射した生体光を光ファイバの他端部に導波する光導波部と、光導波部の側面を覆うように設けられた遮光層と、を有し、暗箱内に配置された生体光取得プローブと、他端部から出射された生体光が入射されて、生体光を利用して生体光画像を取得する画像取得装置と、を備え、遮光層は、複数の光ファイバの先端部を含む光入射面に対して突出すると共に光入射面を取り囲むように形成された遮光壁部を有する。
【０００８】
この生体光画像取得システムによれば、生体光取得プローブの光入射面から入射された生体光が画像取得装置に入射されて、生体光の状態を示す生体光画像が取得される。
ここで、生体光画像において背景光となり得る光には、被検査体が配置された環境における環境光があるが、この生体光画像取得システムでは、被検査体が遮光空間を形成する暗箱内に収容されているため、環境光の影響が排除される。
また、被検査体では検査対象となる標本部以外の場所においても光が生じることがあり、この発光が光導波部を通じて画像取得装置まで導光されると生体光画像における背景光となり得る。この生体光画像取得システムによれば、光導波部の側面を覆うように遮光層が設けられているため、光導波部の側面からの発光の入射が抑制される。さらに、生体光取得プローブの先端側における遮光層には、遮光壁部が形成されている。この遮光壁部は、複数の光ファイバの先端部を含む光入射面に対して突出すると共に光入射面を取り囲むように形成されているため、光入射面と対面する標本部以外の場所において発生した光の光入射面への入射が抑制される。
【０００９】
従って、背景光となり得る光が画像取得装置へ入射されることが抑制されるため、光強度の強い背景光に光強度の微弱な生体光が埋もれることなく、良好なＳ／Ｎ比を有する生体光画像を取得することができる。
【００１０】
また、暗箱は、遮光空間内に配置された光吸収部を有し、被検査体は、光吸収部内に配置される。このような構造によれば、背景光がより低減されるので、より良好なＳ／Ｎ比有する生体光画像を取得することができる。
【００１１】
また、画像取得装置は生体光が入射される光入力部を有し、光入力部は、暗箱内に配置されている。生体光取得プローブの他端部から画像取得装置の光入力部までの間が暗箱における遮光空間内に配置されて背景光がより低減されるので、より良好なＳ／Ｎ比有する生体光画像を取得することができる。
【００１２】
また、光導波部の光入射面と光ファイバの光軸方向との間の角度は、０度以上９０度未満である。このような構造によれば、生体光取得プローブを生体内に容易に侵入させることができる。
【００１３】
また、本発明の別の形態は、被検査体の標本部から放射される生体光を取得する生体光取得プローブにおいて、複数の光ファイバが径方向に束ねられ、光ファイバの先端部に入射した生体光を光ファイバの他端部に導波する光導波部と、光導波部の側面を覆うように設けられた遮光層と、を備え、光導波部は、複数の光ファイバの先端部を含む光入射面を有し、遮光層は、光入射面に対して突出すると共に光入射面を取り囲むように形成された遮光壁部を有する。
【００１４】
この生体光取得プローブによれば、光導波部の側面を覆うように遮光層が設けられているため、光導波部の側面からの発光の入射が抑制される。さらに、生体光取得プローブの先端側における遮光層には、遮光壁部が形成されている。この遮光壁部は、複数の光ファイバの先端部を含む光入射面に対して突出すると共に光入射面を取り囲むように形成されているため、光入射面と対面する標本部以外の場所において発生した光の光入射面への入射が抑制される。従って、背景光となり得る光が光導波部へ入射されることが抑制されるため、光強度の強い背景光に光強度の微弱な生体光が埋もれることなく、良好なＳ／Ｎ比を有する生体光画像を取得することができる。
【００１５】
また、本発明の別の形態は、被検査体の標本部から放射される生体光の状態を示す生体光画像を取得する生体光画像の取得方法において、被検査体を、遮光空間を形成するための暗箱内に収容する工程と、生体光取得プローブの遮光層における遮光壁部の先端を標本部に接触させる工程と、生体光取得プローブから出射された生体光が入射される画像取得装置を用いて生体光画像を取得する工程と、を有し、生体光取得プローブは、複数の光ファイバが径方向に束ねられ、光ファイバの先端部に入射した生体光を光ファイバの他端部に導波する光導波部と、光導波部の側面を覆うように設けられた遮光層と、を備え、遮光壁部は、複数の光ファイバの先端部を含む光入射面に対して突出すると共に光入射面を取り囲むように形成されている。
【００１６】
この生体光画像の取得方法によれば、生体光取得プローブの光入射面から入射された生体光が画像取得装置に入射されて、生体光の状態を示す生体光画像が取得される。この生体光画像取得システムでは、被検査体が遮光空間を形成する暗箱内に収容されているため、環境光の影響が排除される。また、光導波部の側面を覆うように遮光層が設けられているため、光導波部の側面からの発光の入射が抑制される。さらに、生体光取得プローブの先端側における遮光層には、遮光壁部が形成されている。この遮光壁部は、複数の光ファイバの先端部を含む光入射面に対して突出すると共に光入射面を取り囲むように形成され、且つ、遮光壁部を標本部に接触させているため、光入射面と対面する標本部以外の場所において発生した光の光入射面への入射が抑制される。従って、背景光となり得る光が画像取得装置へ入射されることが抑制されるため、光強度の強い背景光に光強度の微弱な生体光が埋もれることなく、良好なＳ／Ｎ比を有する生体光画像を取得することができる。
【００１７】
また、光導波部は遮光層に取り付けられて一体化され、標本部に接触させる工程では、光導波部と遮光層とが同時に被検査体に挿入されてもよい。また、光導波部は、遮光層と別体であり、標本部に接触させる工程では、遮光層が被検査体に挿入され、標本部に接触させる工程の後であって生体光画像を取得する工程の前に、遮光壁部が光入射面に対して突出するように、光導波部を遮光層内に挿入してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、被検査体の標本部から放射された生体光を捉えた生体光画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る生体光画像取得システムの構成を示す概略図である。
【図２】図１に示された生体光取得プローブの先端構造を示す断面図である。
【図３】本発明に係る生体光取得プローブの変形例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る生体光取得プローブの変形例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る生体光取得プローブの変形例を示す断面図である。
【図６】比較例に係る生体光画像取得システムで取得した背景光画像と、本発明に係る生体光画像取得システムで取得した背景光画像である。
【図７】本発明に係る生体光画像取得システムで取得した生体光画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１に示されるように、生体光画像取得システム１は、被検査体２における標本部２ａから出射された生体光の状態を示す生体光画像を取得するシステムである。被検査体２には、検出対象である細胞に結合すると共に化学反応により光を放射する薬剤が投与されている。生体光画像取得システム１は、薬剤が結合した標本部２ａから放射された光の強度及び光の２次元分布を検出して、画像に記録する。
【００２２】
生体光画像取得システム１は、遮光空間３ａを形成する暗箱３と、標本部２ａから生体光を取得する生体光取得プローブ４と、生体光取得プローブ４により取得された生体光を利用して生体光画像を形成する画像取得装置６とを備えている。
【００２３】
暗箱３は、被検査体２を収容可能な大きさの遮光空間３ａを形成するものである。暗箱３の内部には、多孔質材料や発泡スチロールからなる光吸収箱（光吸収部）７が配置され、光吸収箱７内に被検査体２が配置されている。暗箱３は、生体光取得プローブ４の先端から画像取得装置６の光入力部（レンズ）６ａまでを覆うサイズが好適である。
【００２４】
図２に示されるように、生体光取得プローブ４は、被検査体２の表面又は内部における標本部２ａに接触されて、標本部２ａから出射される生体光を取得するものである。生体光取得プローブ４は、光ファイバ８の先端部８ａ（図１参照）に入射した生体光を光ファイバ８の他端部８ｂ（図１参照）に導波する光導波部９と、光導波部９の側面９ａを覆うように設けられた遮光層１１と、を有している。
【００２５】
光導波部９は、数マイクロメートルのファイバ径を有する複数の光ファイバ８が径方向に束ねられた、いわゆるイメージングファイバであり、注射針の如く直径５ｍｍ以下の低侵襲性を有している。本実施形態における、検出する生体光の波長帯域は、紫外線、可視光線、赤外線を含む３００ｎｍ〜２０００ｎｍである。このような波長帯域の生体光を効率よく導光するために、光導波部９は、純化石英、合成石英もしくは高機能プラスチック等の材料を用いて構成されている。また、光導波部９の先端側には、光ファイバ８の先端部８ａを含み、標本部２ａに密着される光入射面９ｂが形成されている。この光入射面９ｂは、光ファイバ８の光軸方向に対して傾き、被検査体２に対して遮光壁部１１ａとの組み合わせによる鋭利な構造を有している。光入射面９ｂと光ファイバ８の光軸方向と間の角度は、被検査体２に応じて好適な０度以上９０度未満の角度に設定してよく（例えば１０度程度）、このような適度に設定された角度によれば、生体光取得プローブ４を臓器、生体組織といった被検査体２へ容易に挿入することができる。
【００２６】
光導波部９に設けられた遮光層１１は、光導波部９の側面９ａ及び光入射面９ｂの周辺から背景光となり得る光の侵入を抑制するものである。この遮光層１１は、検出対象となる３００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長帯域の光を遮光する。遮光層１１は、光導波部９に対して密着し、光導波部９と遮光層１１とが一体とされている。なお、遮光層１１は、光導波部９に対して密着せずに別体とされ、検査時において遮光層１１が被検査体２に挿入された後に、遮光層１１内に光導波部９が挿入される構成であってもよい。密着構造の場合には、例えばビニール、樹脂、プラスチックまたは光吸収材を含む材料によって光導波部９や光入射面９ｂの周囲を覆う。また、非密着構造の場合には、硬性のステンレス、プラスチックまたは軟性のビニルチューブ等からなる遮光管に光導波部９を挿入する。また、遮光管の先端は、光ファイバ８の光軸に対して直交又は、斜めになるように形成され、光導波部９の先端形状に合せてもよい。
【００２７】
遮光層１１の先端側には、ガイド壁となる遮光壁部１１ａが形成されている。遮光壁部１１ａは、光入射面９ｂを囲って、光入射面９ｂと密着する標本部２ａの周囲から外乱となる光の侵入を遮蔽するものである。遮光壁部１１ａは、複数の光ファイバ８の先端部８ａを含む光入射面９ｂに対して突出すると共に光入射面９ｂを周方向において取り囲むように形成されている。
【００２８】
上述した生体光取得プローブ４は、例えば、予め先端部が斜めに成形された硬質のステンレス製遮光管に光導波部９をなすバンドルファイバを挿入する。そして、遮光管の先端形状に沿うようにバンドルファイバを研磨し、研磨が終了した後に、バンドルファイバと遮光管の間に樹脂を充填してバンドルファイバの位置を固定する。遮光層１１をなす遮光管と光導波部９をなすバンドルファイバを接続せずに別個順に生体（被検査体２）へ適用する場合もある。また、遮光管を軟質のビニール製遮光管とする場合には、ステンレス製の管に挿入して先端が斜めに研磨されたバンドルファイバを、軟質のビニール製遮光管に移し替えて、バンドルファイバとビニール製遮光管の間に樹脂を充填してバンドルファイバの位置を固定する。
【００２９】
このような光導波部９と遮光層１１とを有する生体光取得プローブ４によれば、光入射面９ｂを生体の表面又は内部における標本部２ａに密着させることができ、さらに、生体の内部へ容易に挿入することができる。その上、標本部２ａの周辺からの光漏れによる背景光を除去して、Ｓ／Ｎ比の高い生体光を画像取得装置６へ出射することができる。そして、光導波部９を構成する光ファイバ８自体のサイズを大きく変更することなく、遮光性を高めることができる。従って、被検査体２及び生体光取得プローブ４等を覆うための暗箱３も従来品を利用することができ、且つ、容易な位置制御が期待できる。
【００３０】
図１に示されるように、画像取得装置６は、蛍光に対して光強度が桁違いに低い（例えば１／１００〜１／１００００程度）化学発光による生体光を検出可能な高い感度を有し、生体光を利用して二次元画像を形成するものである。また、画像取得装置６は、化学発光による生体光の他に、化学発光による生体光よりも大きい光強度を有する蛍光をも検出可能な広いダイナミックレンジを有していてもよい。また、画像取得装置６には、熱ノイズに起因するＳ／Ｎ比の低下を抑制するための冷却装置１２が接続されていてもよい。
【００３１】
また、生体光画像取得システム１は、上述した暗箱３、生体光取得プローブ４、画像取得装置６に加え、さらに、生体光取得プローブ４を移動させるためのマニピュレータ１３と、生体光取得プローブ４の先端位置を確認するためのＸ線カメラ１４と、生体光取得プローブ４と画像取得装置６との間の光路上に配置された光学系１６と、画像取得装置６やマニピュレータ１３を制御すると共に生体光画像を処理するための処理制御部１７と、を備えている。
【００３２】
マニピュレータ１３は、暗箱３中に配置された生体光取得プローブ４を所定の位置に移動させる機構であり、暗箱３の外部から手動又は自動で生体光取得プローブ４の先端位置を操作することができる。なお、マニピュレータ１３には、被検査体２と生体光取得プローブ４の相対位置を確認するための照明付カメラシステム１３ａが取り付けられていてもよい。
【００３３】
生体光取得プローブ４の先端を被検査体２に侵入させる前は、マニピュレータ１３に設けられた照明付カメラシステム１３ａにより先端位置や画像を確認することができる。照明光により明視野像が撮影でき、長波長光を使えば、深部の対象へも到達できる。照明はカメラシステムから延伸する場合、例えば生体光取得プローブの外周に照明体を付帯させて先端部から照明する様式もある。または、生体光取得プローブ４の先端を被検査体２に侵入させた後は照明付カメラシステム１３ａにより先端の位置を正確に確認し難い。そこで、生体光画像取得システム１は、暗箱３の外部に配置されたＸ線カメラ１４を備えていてもよい。そして、暗箱３をＸ線が透過可能な材料で形成し、生体光取得プローブ４の遮光層１１をＸ線を遮蔽する金属材料により形成することにより、被検査体２内における生体光取得プローブ４の先端位置を精度良く確認することができる。
【００３４】
また、生体光取得プローブ４の他端部８ｂと画像取得装置６の光入力部６ａとの間の光路上には、光学系１６が配置されている。光学系１６は、生体光取得プローブ４側に配置され、生体光取得プローブ４の他端部８ｂとの集光性が近いレンズ１６ａと、画像取得装置６側に配置され、画像取得装置６への結像に用いられるレンズ１６ｂを有している。また、光学系１６は、必要に応じて、標本部２ａを照射するための光源、光路の方向を変更するためのミラーやビームスプリッタ、特定波長の光を選択するための波長選択フィルタを備えていてもよい。これらの構成を有することにより、化学発光を捉えた生体光画像と、蛍光を捉えた画像とを取得することができる。
【００３５】
処理制御部１７は、画像取得装置６に接続されて、画像取得装置６の動作を制御すると共に画像取得装置６から入力された生体光画像を処理し、表示する。処理制御部１７は、パーソナルコンピュータ１７ａや入出力装置１７ｂを用いることができる。
【００３６】
次に、上述した生体光画像取得システム１を利用した生体光画像の取得方法について説明する。
【００３７】
まず、被検査体２を準備し、この被検査体２に、発光性を有し検出対象となる細胞組織に結合させる作用を有する薬剤を投与する。例えば、基質ルシフェリンを投与するとＡＴＰのエネルギーでルシフェラーゼ酵素がルシフェリンを酸化し、オキシルシフェリンが発光する現象を利用することができる。また、検出対象となる細胞組織には、例えば脳、膵臓、脊髄、精巣、顎下腺など脆弱組織等があり、このような細胞組織で発光シグナルを発するためには、例えばルシフェラーゼ酵素をコードする遺伝子をマウスの受精卵にインジェクトし、トランスジェニックマウスを作成し、被検査体２とする。ルシフェラーゼ酵素を発現している組織に、基質ルシフェリンを投与すると、発光シグナルを発することができる。そして、暗箱３を開き、被検査体２を暗箱３の光吸収箱７に配置する。
【００３８】
続いて、被検査体２における標本部２ａの位置を決定し、マニピュレータ１３の照明付カメラシステム１３ａの画像を確認しつつ、生体光取得プローブ４の先端を被検査体２の近傍に手動又は自動で移動させる。そして、図２に示されるように、被検査体２の内部に設定されている標本部２ａに生体光取得プローブ４の先端が密着するように、生体光取得プローブ４を被検査体２に挿入する。より詳細には、本実施形態に係る生体光画像の取得方法では、生体光取得プローブ４の遮光壁部１１ａの先端及び光入射面９ｂのそれぞれを標本部２ａに密着させる。なお、光導波部９と遮光層１１とが一体化されている場合には、被検査体２に対して光導波部９と遮光層１１は同時に挿入される。また、光導波部９と遮光層１１とが別体である場合には、先に遮光層１１を被検査体２に挿入し、その後、光導波部９を遮光層１１内に挿入する。このとき、Ｘ線カメラ１４の画像を確認することにより、標本部２ａに対して精度良く生体光取得プローブ４の先端の位置を合せることができる。以上の工程により、生体光画像を取得する準備が完了する。そして、暗箱３を閉鎖して、遮光空間３ａを形成する。
【００３９】
続いて、処理制御部１７により画像取得装置６を制御して、生体光画像を取得する。生体光は、光強度が微弱であるため、その光強度に応じて、数秒から数十秒、数分から１時間、場合によっては数日程度の長時間露光により画像を取得する。このように、生体光画像の取得には、長時間露光が適しているため、生体光取得プローブ４の光入射面９ｂの周辺から光入射面９ｂへの外乱光の侵入を、遮光壁部１１ａにより低減する効果がより発揮されることになる。
【００４０】
この生体光画像取得システム１、生体光取得プローブ４及び生体光画像取得方法によれば、生体光取得プローブ４の光入射面９ｂから入射された生体光が画像取得装置６に入射されて、生体光の状態を示す生体光画像が取得される。ここで、化学発光により標本部２ａから放射される生体光は、光強度が小さい。従って、生体光を捉えるためには、ノイズとなる背景光を低減することが重要である。
【００４１】
生体光画像における背景光となり得る光には、被検査体２が配置された環境における環境光があるが、この生体光画像取得システム１では、被検査体２が遮光空間３ａを形成する暗箱３内に収容されているため、環境光の影響が排除される。また、被検査体２では検査対象となる標本部２ａ以外の場所においても光が生じることがあり、この発光が画像取得装置６まで導光されると生体光画像における背景光となり得る。この生体光画像取得システム１によれば、光導波部９の側面９ａを覆うように遮光層１１が設けられているため、光導波部９の側面９ａからの発光の入射が抑制される。さらに、生体光取得プローブ４の先端側における遮光層１１には、遮光壁部１１ａが形成されている。この遮光壁部１１ａは、複数の光ファイバ８の先端部８ａを含む光入射面９ｂに対して突出すると共に光入射面９ｂを取り囲むように形成され、且つ、遮光壁部１１ａを標本部２ａに接触させているため、光入射面９ｂと対面する標本部２ａ以外の場所において発生した光の光入射面９ｂへの入射が抑制される。
【００４２】
従って、背景光となり得る光が画像取得装置６へ入射されることが抑制されるため、光強度の強い背景光に光強度の微弱な生体光が埋もれることなく、良好なＳ／Ｎ比を有する生体光画像を取得することができる。ひいては、バイオイメージングにおける主要な方法として普及している発光イメージング法に生体光画像取得システム１を利用することにより、検査精度及び検査効率が高まるため、遺伝子発現や病態解明技術の進歩が期待できる。
［変形例］
【００４３】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、下記のような種々の変形が可能である。
【００４４】
図３（ａ）に示されるように、生体光取得プローブ４Ａは、光導波部９の先端が斜めに形成されておらず、光ファイバ８の光軸に対して光入射面９ｂが直交するように形成されていてもよい。このような生体光取得プローブ４によれば、生体光を取得する標本部２ａを生体光取得プローブ４の差し込み方向に対して直交する面とすることができる。また、図３（ｂ）に示されるように、生体光取得プローブ４は、光入射面９ｂの一部が標本部２ａに密着するように被検査体２に配置されてもよい。遮光層１１をなす遮光用外管と、光導波部９をなすバンドルファイバを接続しないまま、遮光用外管を先に挿入してからバンドルファイバを配置する場合もある。この場合、遮光用外管とバンドルファイバとを互いに接着させないで用いることもある。
【００４５】
また、図４（ａ）に示されるように、生体光取得プローブ４Ｂは、光入射面９ｂと標本部２ａとの間に位置するように配置されたレンズ１８を備え、遮光壁部１１ａはレンズ１８の厚さよりも大きくなるように光入射面９ｂから突出していてもよい。このような構成によれば、遮光壁部１１ａの先端が標本部２ａに接触し、レンズ１８と標本部２ａとの間に隙間Ｓが形成される。そして、この隙間Ｓには所望の薬液等を注入することができる。
【００４６】
また、図４（ｂ）に示されるように、レンズ１８が被検査体２に密着するように生体光取得プローブ４Ｃが被検査体２に配置されてもよい。このような構成によれば、レンズ１８が密着した面よりもレンズ１８の焦点距離だけ深い位置における生体光の画像を取得することができる。
【００４７】
また、図５（ａ）に示されるように、生体光取得プローブ４Ｄは、光導波部９の他に、蛍光観察用の照射光を導波するための照射光導波部１９ａや、蛍光を捉えた画像を取得するための蛍光導波部１９ｂといった光導波部１９を備えていてもよい。このような多機能の生体光取得プローブ４Ｄは、遮光層１１の中心軸線近傍に光導波部９が配置され、光導波部９と遮光層１１との間に６本の別の光導波部１９が配置されている。これら別の光導波部１９は、照射光導波部１９ａや蛍光導波部１９ｂとして機能する。また、光導波部９と別の光導波部１９との間には、中空のチューブ２１や電極２２が配置されている。このチューブ２１を通じて生体光取得プローブ４の先端に水や薬液を送り込むことができ、細胞組織に電気刺激を与えることが可能となるため、多様な検査に対応することができる。これら光導波部９，１９、チューブ２１及び電極２２の間には遮光性を有する樹脂２３が充填されている。また、この撮像法は、生体光取得プローブ４Ｄやそれぞれの光導波部９を単一もしくは複数画面にて画像として取得し、発光と蛍光の検出を同時または切り替えて、複数の光学情報取得を実施する。
【００４８】
また、図５（ｂ）に示されるように、生体光取得プローブ４Ｅの遮光層１１Ｅは、断面螺旋状の形状を有していてもよい。遮光層１１Ｅの間には、光導波部９，１９が配置され、隙間には遮光性を有する樹脂２３が充填されている。
【００４９】
また、生体光画像取得システム１は遮光空間３ａを形成する暗箱３に画光学系を含む画像取得装置６が一体的に納められた構造であっても又、被検査体２を収容すると共に遮光空間３ａを形成する暗箱３とは別個に置かれた光学系を含む画像取得装置６を暗箱３より伸ばされた光導波部９と接続される構造を有する。
【００５０】
［比較例］
遮光壁部が形成されていない生体光取得プローブを作成し、発光物質を含む薬剤を投与しない被検査体２に生体光取得プローブを挿入し、画像Ｇ１を取得した（図６（ａ）参照）。すなわち、この画像には、細胞組織から出射される生体光が撮像されておらず、背景光のみが捉えられていることになる。
【００５１】
［実験例１］
遮光壁部１１ａを有する生体光取得プローブ４を作成し、生体光画像取得システム１を利用して画像Ｇ２を取得した。上述した比較例と同様に、被検査体２には、発光物質を含む薬剤を投与していないため、取得された画像には背景光のみが捉えられることになる。図６（ｂ）に示されるように、遮光壁部１１ａを有する生体光取得プローブ４を利用した場合には、比較例の画像Ｇ１と比較して、輝度値で示される背景光の強度が１／１００程度に低減されていることがわかった。
【００５２】
［実験例２］
実験例１で利用した生体光画像取得システム１を利用して、発光物質を含む薬剤を投与した被検査体における生体光画像を取得した。図７に示されるように、低背景型ファイアにより、細胞組織からの発光Ｌの局在性を確かめることが可能な生体光画像Ｇ３を得ることができた。この結果によれば、細胞レベル（ときには光ファイバ素線径レベルでの）での発光部位の判別が可能となることがわかった。
【符号の説明】
【００５３】
１…生体光画像取得システム、２…被検査体、２ａ…標本部、３…暗箱、３ａ…遮光空間、４，４Ａ〜４Ｅ…生体光取得プローブ、６…画像取得装置、６ａ…光入力部、７…光吸収箱、８…光ファイバ、８ａ…先端部、８ｂ…他端部、９，１９…光導波部、９ａ…側面、９ｂ…光入射面、１１，１１Ｅ…遮光層、１１ａ…遮光壁部、１２…冷却装置、１３…マニピュレータ、１３ａ…照明付カメラシステム、１４…Ｘ線カメラ、１６…光学系、１６ａ，１６ｂ，１８…レンズ、１７…処理制御部、２１…チューブ、２２…電極、２３…樹脂。
【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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