(57)【要約】      （修正有）【課題】蛍光および白色光を同時に使用して皮膚状態を評価する。【解決手段】蛍光および白色光を同時に使用して皮膚状態を精密に評価することで、皮膚診断の効果が向上され、皮膚の同一部位で蛍光診断および光線力学治療を同時に行うことのできる皮膚疾患の光学診断および治療のための装置、光源システムおよび方法に関する。本発明の光学診断および治療装置は、カメラヘッドと、カメラヘッドのケースと光転送が可能な光ガイドで連結されて皮膚部位に照射される蛍光励起光を前記カメラヘッドに提供する光源システムと、カメラヘッドから映像シグナルの転送を受けて処理および分析、保存し、モニターを通してデジタルカラーＴＶカメラにより獲得された白色光によるカラー映像および励起光による蛍光映像をディスプレーしたりこれらの合成映像をディスプレイし、カメラヘッドと光源システムの作動全般を制御する映像処理および分析システムにて構成される。【選択図】図２
2008149107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面に皮膚部位に密着される視野ホールが形成されたケースと、前記ケース内部において視野ホールを通して白色光を照射するように設置された白色光源と、前記ケース後方に設置されたデジタルカラーＴＶカメラとから構成され、前記ケース内部において視野ホールに密着された皮膚部位に白色光、蛍光励起光および光線力学治療（photodynamic therapy）のための治療光を全て照射することができるように構成され、前記デジタルカラーＴＶカメラが皮膚部位から光を収集して生成した映像シグナルを出力するように構成されたカメラヘッドと、
前記カメラヘッドのケースと光転送が可能な光ガイドで連結されて皮膚部位に照射される蛍光励起光、光線力学治療のための治療光および白色光を前記カメラヘッドに提供する光源システムと、
前記カメラヘッドから映像シグナルの転送を受けて処理および分析、保存し、モニターを通して前記デジタルカラーＴＶカメラにより獲得された白色光によるカラー映像および励起光と光線力学治療のための治療光による蛍光映像をディスプレーし、またはこれらの合成映像をディスプレイし、前記カメラヘッドと光源システムの作動全般を制御する映像処理および分析システムと
を含む皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項２】
前記カメラヘッドは、上側にケースとデジタルカラーＴＶカメラが固定設置される部分であり、手で掴むことができるように具備された取っ手を更に含むことを特徴とする、請求項１記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項３】
前記取っ手が内部通路を有し、光ガイドが前記内部通路を通してケースに挿入連結されることを特徴とする、請求項２記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項４】
前記光ガイドは光学繊維光ガイド（optical fiber light guide）を含むことを特徴とする、請求項１記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項５】
前記光ガイドは液相光ガイドを含むことを特徴とする、請求項１記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項６】
前記ケース内に挿入連結された光ガイドの終端部は、光の照射方向が視野ホールを向くようにケース内に挿入され、様々な角度で皮膚部位の照明が可能な複数の光ガイドからなる束（bundle）形態で構成されることを特徴とする、請求項１記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項７】
前記ケース内部のデジタルカラーＴＶカメラ前方には、定められたスペクトル領域で皮膚部位の映像をデジタルカラーＴＶカメラのＴＶセンサーに形成させるための光学計が設置され、前記光学計は複数の光学フィルターが搭載され、皮膚部位から到達された光の波長透過を選択するためのフィルター交換ユニットと、皮膚部位から反射される光を受けるための対物レンズとで構成されることを特徴とする、請求項１記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項８】
前記フィルター交換ユニットには、蛍光測定条件で励起光を遮断するための励起光遮蔽フィルターが搭載されることを特徴とする、請求項７記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項９】
前記フィルター交換ユニットには、白色光観察条件で赤外線を遮断するための赤外線遮断フィルターが搭載されることを特徴とする、請求項７または８記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項１０】
前記フィルター交換ユニットには、白色光観察条件で皮膚自体の色の再現および色の改善のためのカラー矯正フィルターが搭載されることを特徴とする、請求項７乃至８のうちいずれか一項に記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項１１】
前記光学計は前記対物レンズの焦点を調節するための焦点調節ユニットを更に含むことを特徴とする、請求項７記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項１２】
前記光学計は前記対物レンズのズーム駆動が可能となるようにするための移動焦点システム（ズームシステム）を更に含むことを特徴とする、請求項７記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項１３】
前記デジタルカラーＴＶカメラは高速デジタルインターフェースにより前記映像処理および分析システムのコンピューターと連結されることを特徴とする、請求項１記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項１４】
前記デジタルインターフェースが前記コンピューターとＩＥＥＥ−１３９４プロトコルにより作動することを特徴とする、請求項１３記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項１５】
前記光源システムから照射される光の主スペクトルの範囲が４００〜７５０ｎｍであることを特徴とする、請求項１記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項１６】
前記光源システムは、
一側に光が最終出力される部分であり、前記光ガイドの終端部が連結される光出力部を具備するケースと、
前記ケース内部において、電源装置部から電源の供給を受けて作動する複数の光源と、
前記ケース内部において、前記複数の光源から放射される光の選択透過のためのスイッチング経路−カップリングユニットと、
前記ケース内部において、前記スイッチング経路−カップリングユニットと光出力部の間に設置され、複数の光学フィルターが搭載されて光の波長透過を選択するためのフィルター交換ユニットと、
遠距離制御インターフェースを通して前記映像処理および分析システムと通信が可能となるように連結され、そこから転送されたシグナルにより前記電源装置部と各ユニットの作動を制御して光源システムの作動全般を制御する制御部と
を含むことを特徴とする、請求項１または１５記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項１７】
前記光源として、ケース内でスイッチング経路−カップリングユニットを間に置き、その両側に第１ランプと第２ランプが互いに９０°方向に光を照射することができるように設置されることを特徴とする、請求項１６記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項１８】
前記スイッチング経路−カップリングユニットは、
前記第１ランプと第２ランプの間に傾斜方向に配置され、制御部の制御下で駆動される位置調節器により傾斜方向への位置移動が可能となるように具備され、
フレーム内の３つのホルダーのうち２つのホルダーにはダイクロイックミラーと不透明ミラーが各々搭載されると同時に、残りの１つのホルダーは空のホルダー状態に維持され、移動された位置により２つのランプの光、または２つのランプのうち選択された１つのランプの光を透過させるようにされたことを特徴とする、請求項１７記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項１９】
前記ダイクロイックミラーは、短波長である５００ｎｍ以下の光スペクトル範囲で高い光透過率を有することを特徴とする、請求項１８記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項２０】
前記第１ランプが水銀ショートアークランプであり、前記第２ランプがハロゲン白熱ランプであることを特徴とする、請求項１７または１８記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項２１】
前記フィルター交換ユニットには蛍光励起、光治療、白色光観察時に、各々選択される短波長フィルター、長波長フィルター、狭帯域通過フィルター、広帯域通過フィルター、マルチ帯域通過フィルターが搭載されることを特徴とする、請求項１６記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための装置。
【請求項２２】
カメラヘッドのケース前面に形成された視野ホールに皮膚部位を密着させる段階と、
前記ケース内の白色光源を利用して視野ホールを通して密着された皮膚部位を白色光にて照明する段階と、
ケース後方に設置されたデジタルカラーＴＶカメラを利用して前記白色光の照明により反射された反射光を基にカラー映像シグナルを獲得し、映像処理および分析システムでデジタルカラーＴＶカメラから転送されたカラー映像シグナルを処理および保存する段階と、
視野ホールを通して密着された皮膚部位を、光源システムで光ガイドにより前記ケース内に提供された励起光で照明する段階と、
前記デジタルカラーＴＶカメラを利用して前記励起光の照明による蛍光を基に蛍光映像シグナルを獲得し、映像処理および分析システムでデジタルカラーＴＶカメラから転送された蛍光映像シグナルを処理および保存する段階と、
前記映像処理および分析システムで獲得されたカラー映像および蛍光映像をディスプレイし、またこれらの合成映像をディスプレイして分析する段階と
を含む皮膚疾患の光学診断および治療のための方法。
【請求項２３】
前記光源システムにおいて、光ガイドにより前記ケース内に提供された光を前記視野ホールを通して密着された皮膚治療部位に照射し、光線力学治療を行う段階を更に含むことを特徴とする、請求項２２記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための方法。
【請求項２４】
前記光線力学治療のための光照射過程において、定められた光スペクトルの範囲内で最初の蛍光の明るさの測定値を記録し、最初の蛍光の明るさの値から指定された範囲まで明るさを減少させた後、光の照射を止めることを特徴とする、請求項２３記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための方法。
【請求項２５】
前記光源システムから光ガイドを通して４００〜７５０ｎｍの範囲で光を照射し、照射される治療光の出力密度を１００ｍＷ／cm2以上とすることを特徴とする、請求項２２乃至２４のうちいずれか一項に記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための方法。
【請求項２６】
前記蛍光映像は皮膚組織の疾病有無による組織内の固有蛍光結果から獲得することを特徴とする、請求項２２記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための方法。
【請求項２７】
前記蛍光映像は身体内に造影剤を投入した後、それによる２次蛍光結果から獲得することを特徴とする、請求項２２記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための方法。
【請求項２８】
前記映像処理および分析システムから獲得されたカラー映像および蛍光映像の分析は、皮膚部位の明るさ、カラーおよび形態学的の媒介変数の評価を行うことを特徴とする、請求項２２記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための方法。
【請求項２９】
検査対象の皮膚部位から獲得されたカラー映像および蛍光映像に対し、検査対象と同一／類似した光学的特性を有する標準対象から予め獲得、保存された標準映像データを利用して明るさの矯正を含む映像矯正を行う段階と更に含むことを特徴とする、請求項２２記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための方法。
【請求項３０】
皮膚疾患の光学診断および治療のための光源システムにおいて、
一側に、光が最終出力される部分として光ガイドの終端部が連結される光出力部を具備したケースと、
前記ケース内部において、電源装置部から電源の供給を受けて作動する複数の光源と、
前記ケース内部において、前記複数の光源から放射される光を選択して透過させるためのスイッチング経路−カップリングユニットと、
前記ケース内部において、前記スイッチング経路−カップリングユニットと光出力部の間に設置され、複数の光学フィルターが搭載され、光の波長透過を選択するためのフィルター交換ユニットと、
遠距離制御インターフェースを通して映像処理および分析システムと通信が可能となるように連結され、そこから転送されたシグナルにより前記電源装置部と各ユニットの作動を制御して光源システムの作動全般を制御する制御部と
を含むことを特徴とする皮膚疾患の光学診断および治療のための光源システム。
【請求項３１】
前記光源として、ケース内において、スイッチング経路−カップリングユニットを間に置き、その両側に第１ランプと第２ランプが互いに９０°方向に光を照射することができるように設置されることを特徴とする、請求項３０記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための光源システム。
【請求項３２】
前記スイッチング経路−カップリングユニットは、
前記第１ランプと第２ランプの間に傾斜方向に配置され、制御部の制御下で駆動される位置調節器により傾斜方向への位置移動が可能となるように具備され、
フレーム内の３つのホルダーのうち２つのホルダーにはダイクロイックミラーと不透明ミラーが各々搭載されると同時に、残りの１つのホルダーは空のホルダー状態に維持され、移動された位置により２つのランプの光、または２つのランプのうち選択された１つのランプの光を透過させるようにされたことを特徴とする、請求項３１記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための光源システム。
【請求項３３】
前記ダイクロイックミラーは短波長である５００ｎｍ以下の光スペクトル範囲で高い光透過率を有することを特徴とする、請求項３２記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための光源システム。
【請求項３４】
前記第１ランプが水銀ショートアークランプであり、前記第２ランプがハロゲン白熱ランプであることを特徴とする、請求項３１または３２記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための光源システム。
【請求項３５】
前記フィルター交換ユニットには蛍光励起、光治療、白色光観察時に、各々選択される短波長フィルター、長波長フィルター、狭帯域通過フィルター、広帯域通過フィルター、マルチ帯域通過フィルターが搭載されることを特徴とする、請求項３０記載の皮膚疾患の光学診断および治療のための光源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は皮膚疾患の光学診断および治療のための装置、光源システムおよび方法に関し、更に詳しくは、蛍光および白色光を同時に使用して皮膚の状態を精密に評価することで皮膚診断の効果を向上させることができ、皮膚の同一部位で蛍光診断および光線力学治療を同時に行うことのできる皮膚疾患の光学診断および治療のための装置、光源システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、化粧品店やエステ、病院の皮膚科などでは自身の皮膚状態を測定および診断して自身の皮膚状態に合った化粧品を選択することができるようにしたり、自身の皮膚状態においての問題点を発見してその解決策を探すのに利用する多様な皮膚診断装置が見かけられる。
【０００３】
この中でも特に、皮膚に特定波長の光線を照射し、前記光線に照射された皮膚が示す特有の蛍光色を分析することで皮膚状態を診断する診断用ランプを利用した皮膚診断装置が広く使用されている。
【０００４】
従来の皮膚診断装置について参照文献を参考にして見ると下記の通りである。
【０００５】
人体の毛根には皮脂を作る皮脂腺がある。
【０００６】
健康な人体においては、皮脂腺が適当量の皮脂を毛根から皮膚表面に放出して皮脂膜を形成させ、皮脂膜は皮膚の天然保護膜として作用する。
【０００７】
しかしながら、健康ではない人体は過度の皮脂を分泌させ、過度に分泌された皮脂は空気に接して酸化する。
【０００８】
そして、酸化された皮脂は硬くなり、毛根を詰まらせてしまう。
【０００９】
このように毛根が詰まった部分の皮脂には細菌が繁殖し、この細菌の内部にポルフィリンという物質が生成される。
【００１０】
このように生成されたポルフィリンは紫外線に反応して発光する。
【００１１】
これにより、紫外線に反応するポルフィンの性質を利用した皮膚診断装置が開発されたところがある。
【００１２】
従来の皮膚診断装置は暗箱の中で患者の顔全体を紫外線ランプで照射し、発光された蛍光強度（intensity of fluorescene）の変化を検出器を通して肉眼で観察する方法を使用する。
【００１３】
一方、光を使用した疾病診断および治療のために、一般的にによく知られたハロゲン、キセノン、金属ハロゲン化物、水銀などの多様な形態のランプ使用を基盤とした光繊維の光源が使用された。
【００１４】
このようなランプの選択は特殊な医療目的の手段および技術的、経済的な面を考慮した装備の製作要求などにより選択された。
【００１５】
広範囲であったり、選択的な波長帯の多様な光が要求される複合作業が必要な場合、単一ランプの使用は一般的に最適の方法を提供することはできなかった。
【００１６】
この場合、装備開発者は特殊な機能のランプに依存したり、同時に複数のランプを使用して短所を補完した。
【００１７】
特に、蛍光を使用する疾病診断において、励起光の照射による診断対象で発生する蛍光の観察以外に、白色光による診断部位の全体形状、位置および色などの観察が必須的であることで知られている。
【００１８】
皮膚疾患に５−ＡＬＡを含有する光線感作物質（photosensitizer）を使用する蛍光診断（Fluorescence Diagnoses；ＦＤ）および光線力学治療（PhotoDynamic Therapy；ＰＤＴ）活用の長所および可能性、最新傾向などは参照文献［C.Fritch and T. Ruzichka,"Fluorescence Diagnosis and Photodynamic Therapy of Skin Diseases",Atlas and Handbook, 2003, Springer-Verlag. Wien］に記載されている。
【００１９】
前記参照文献によると、皮膚層の蛍光像は写真形態で記録され、撮影のために暗室で診断対象にウッドランプの紫外線を０．２５で１．５秒露出し、１６００ＡＳＡのような高感度のフィルムを使用して現像する。
【００２０】
一方、米国特許第５，３６３，８５４号では、蛍光映像および可視光の偏光から対照映像を検出するために、単一ケーシングに光源と共に固定された一般的なビデオカメラが使用された。
【００２１】
皮膚の異形（anomalies）、特に黒色腫（melanoma）の検出方法および検出を行うための装備は、皮膚照射部位を２次元的に拡張して連続的に照射する紫外線範囲および可視光を有する光源を含む。
【００２２】
前記カメラは紫外線の光を照射して得られる照射部位の映像座標ｘ、ｙにて信号値Ｆ（ｘ、ｙ）を有する蛍光映像と、可視光の光を照射して得られる照射部位の映像座標ｘ、ｙにて信号値Ｒ（ｘ、ｙ）を有する対照映像を記録する。
【００２３】
メモリーは蛍光映像および対照映像の少なくとも一方の信号値を保存し、メモリーに対応するプロセッサーは同一映像座標にて蛍光映像および対照映像の信号値各自の比率Ｆ（ｘ、ｙ）／Ｒ（ｘ、ｙ）から形成された映像座標で各自の信号値Ａ（ｘ、ｙ）を有する出力映像を作り出す。
【００２４】
装備の接眼レンズを通して観察される映像はダイクロイックミラーを通して２つのカラー映像に再構成されたものである。
【００２５】
光源は連続条件またはインパルス条件で作動し、インパルス条件ではエネルギー節約および雑光の影響を減少させる。
【００２６】
皮膚疾患検出システムは照射部位から蛍光を生成するための励起光源を含む。
【００２７】
対照光と共に生成された蛍光は光分割器（beam splitter）で分けられて各自の光学経路に送られ、各光学経路は照射される照射部位の映像を生成し、光結合器（opticalcoupler）は各異なる光学経路により生成された映像を使用者の肉眼を通して見ることができるように提供する。
【００２８】
米国特許第５，７６０，４０７号にはヒトの皮膚にあるにきび、微小面皰、バクテリアの確認用装備が提案されている。
【００２９】
一方、正常および損傷された皮膚の皮膚疾患の診断のための方法として、分光学的手段と形態学的手段による一連の光学診断方法がある。
【００３０】
皮膚治療の場合も電子波の光照射の作用による光治療方法があり、このような一連の光学手段中、蛍光診断および光線力学治療（ＰＤＴ）は重要な位置を占めている。
【００３１】
蛍光診断の場合、与えられた条件において組織の病的状態部位と正常組織部位は蛍光特性が異なって観察され、このような差は放射される波長および蛍光の明るさの強度により表れる。
【００３２】
分光学的な波長分析手段の短所は、試験部位の空間分解能が低く、調査される点の数が少ないという点である。
【００３３】
観察部位から蛍光映像を獲得する手段は前記短所を除去し、多くの場合、観察される蛍光映像は単色光で与えられる。
【００３４】
従って、単色蛍光映像と共に形態学的な精密な分析のために、同一部位に対して白色光で同時に獲得したカラー映像が補充される［simultaneous acquisition and display of morphological (color image)and physiological (fluorescence image) information) (DYADERM professional,Biocam GmbH; http://www.biocam.de)］。
【００３５】
しかし、単色光の蛍光映像は皮膚の個別部位において、波長の差異を表す情報を喪失することより本質的に画像が貧弱となるしかなく、特に皮膚自体から発生する固有の蛍光の特性研究において蛍光の原因究明を難しくする。
【００３６】
多波長映像システム手段を通して、蛍光分光学的手段と蛍光映像手段の長所を結合させることが可能である［Hewett et al., 2000, "Fluorescence detection of superficialskin cancer,” J. Mod. Opt. 47, 2021-2027］。
【００３７】
そして、皮膚から発生する蛍光の基本的な分光学的情報は可視光線領域から獲得されるため、多波長映像システムとして高感度カラーカメラを適用することができ、これを通して装置を単純化させ、更に空間分解能を増加させることができる。
【００３８】
顔のカラー蛍光写真はMoritex USA Inc.社により生産されたClarity Pro装置により行われるが［http://www.moritexusa.com］、この装置は紫外線の光照明により蛍光写真を獲得することができるようになり、顔の皮膚の照射に集中されている。
【００３９】
しかし、Moritex USA Inc.社のUV−Scope装備は顔だけでなく身体部分へも照射可能であり、このような装備の構成は米国特許公開第２００４／０２５７４３９号に開示されており、開示された装備の構成を図１に添付した。
【００４０】
ここで、皮膚組織を観察することのできる皮膚観察装置は、皮下の色素から引き起こされたしみ、および角質摩耗により引き起こされた肌のかさつきなどを偏光を使用せずとも映像ピックアップ装置の単一モジュールにより観察することができる。
【００４１】
映像ピックアップヘッド３を含む装置は映像ピックアップヘッド３の中に、提供された皮膚と接触して観察することができる視野ホール２を通して入ってくる皮膚映像をピックアップするための映像ピックアップ装置４および３個のシステム５Ａ，５Ｂ，５Ｃを含む照明システムで構成される。
【００４２】
即ち、照明システムは白色光をイメージピックアップ光軸（Ｘ）に沿って視野ホールに照明するための組織観察用照明システム５Ａと、白色光をその側面方向から視野ホール２に照明するための角質摩耗観察用照明システム５Ｂと、紫外線を視野ホール２まで照明するための皮下色素観察用照明システム５Ｃにて構成される。
【００４３】
しかし、前記のような装置は紫外線励起手段により蛍光（ＵＶ imaging mode）を観察するため、皮膚に有害となり得り、皮膚診断の深さが低いため蛍光診断の可能性を縮小させるという短所を有している。
【００４４】
また、５−ＡＬＡなどの光線感作物質（光促進剤または造影剤）、ニキビ菌に含まれたポルフィンなどは光の主吸収帯が約４００ｎｍであり、ニキビ疾患および皮膚癌の蛍光診断などのためには紫外線より４００ｎｍで主ピークを有する青い光を使用することが効率的である。
【００４５】
更に、前述した装置は光線力学治療（ＰＤＴ）を行うことができないという短所を有する。
【００４６】
また、紫外線ＬＥＤ光をイメージピックアップの光軸に対して円形に配列し、照明光軸（Ｘｃ）が視野ホールの中心を向くようにする場合、視野ホール内で均一で強度の紫外線照明光を得るためにはＬＥＤで照らす照明部位を互いに光軸（Ｘ）の中心に重なるようにしなければならないため、ＬＥＤ光による照明面積の範囲は非常に狭い範囲で限界となるという短所がある。
【００４７】
光線力学治療の目的のためには、特殊な光源が使用されるが、皮膚分野において光線力学治療用光源はコヒーレントまたは非コヒーレントであり、一般的に非コヒーレントな光源がより安価であるだけでなく、広い波長範囲で照明を許容し、多様な光線感作物質と共に使用することができる。
【００４８】
光線力学治療を行うために広範囲に使用される、非コヒーレントな形態の光源装置のうち一つはLumaCare社により生産されるModel LC-122 Medicalである［http://www.lumacare.com/genprod.htm;Non-Coherent Light Sources for PDT］。
【００４９】
このような光源装置の光源は主にハロゲンランプ（波長範囲：４００ｎｍ〜８００ｎｍ、出力：２０ｍＷ／ｃｍ〜１０００ｍＷ／ｃｍ）を使用し、患者の皮膚の必要部位に交換可能な光ガイドを通して光が伝達される。
【００５０】
そして、必要な波長範囲の光分離は光ガイドに挿入された干渉フィルターを通して行われ、照明装置の波長を変化させるためには光ガイドを交換させる。
【００５１】
しかし、前記のような装置はＰＤＴを行うための光繊維を装着した別の非コヒーレント光源のように、蛍光映像を撮影するために製作されなかった。
【００５２】
先で説明した通り、蛍光を映像形態で提供する装置と光伝達のための光ガイドを装着した非コヒーレントな光源による光線力学治療用装置は各々の用途に合わせて個別装置として製作されている。
【００５３】
即ち、蛍光診断のための装置や光線力学治療用でなかったり、または光線力学治療用や蛍光診断用ではない装置形態で製作されている。
【特許文献１】米国特許第５，３６３，８５４号
【特許文献２】米国特許第５，７６０，４０７号
【特許文献３】米国特許公開第２００４／０２５７４３９号
【非特許文献１】C.Fritch and T. Ruzichka, "Fluorescence Diagnosis andPhotodynamic Therapy of Skin Diseases", Atlas and Handbook, 2003,Springer-Verlag. Wien
【非特許文献２】simultaneous acquisition and displayof morphological (color image) and physiological (fluorescence image)information) (DYADERM professional, Biocam GmbH; http://www.biocam.de)
【非特許文献３】Hewett et al., 2000,"Fluorescence detection of superficial skin cancer,” J. Mod. Opt. 47,2021-2027
【非特許文献４】http://www.moritexusa.com
【非特許文献５】http://www.lumacare.com/genprod.htm; Non-Coherent Light Sources forPDT
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５４】
従って、本発明は前記のような問題点を解決するために発明したものであり、蛍光および白色光を同時に使用して皮膚状態を精密に評価することで、皮膚診断の効果が向上される皮膚疾患の光学診断および治療のための装置、光源システムおよび方法を提供することにその目的がある。
【００５５】
また、本発明は皮膚の同一部位にて蛍光診断および光線力学治療を同時に行うことのできる皮膚疾患の光学診断および治療のために、装置、光源システムおよび方法を提供することに別の目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００５６】
前記目的を達成するために、本発明は前面に皮膚部位に密着される視野ホールが形成されたケースと、前記ケース内部において視野ホールを通して白色光を照射するように設置された白色光源と、前記ケース後方に設置されたデジタルカラーＴＶカメラとから構成され、前記ケース内部において視野ホールに密着された皮膚部位に白色光、蛍光励起光および光線力学治療のための治療光を全て照射することができるように構成され、前記デジタルカラーＴＶカメラが皮膚部位から光を収集して生成した映像シグナルを出力するように構成されたカメラヘッドと、前記カメラヘッドのケースと光転送が可能な光ガイドで連結されて皮膚部位に照射される蛍光励起光、光線力学治療のための治療光および白色光を前記カメラヘッドに提供する光源システムと、前記カメラヘッドから映像シグナルの転送を受けて処理および分析、保存し、モニターを通して前記デジタルカラーＴＶカメラにより獲得された白色光によるカラー映像および励起光と光線力学治療のための治療光による蛍光映像をディスプレーしたりこれらの合成映像をディスプレイし、前記カメラヘッドと光源システムの作動全般を制御する映像処理および分析システムとを含む皮膚疾患の光学診断および治療のための装置を提供する。
【００５７】
また、本発明は、カメラヘッドのケース前面に形成された視野ホールに皮膚部位を密着させる段階と、
前記ケース内の白色光源を利用して視野ホールを通して密着された皮膚部位を白色光にて照明する段階と、
ケース後方に設置されたデジタルカラーＴＶカメラを利用して前記白色光の照明により反射された反射光を基にカラー映像シグナルを獲得し、映像処理および分析システムでデジタルカラーＴＶカメラから転送されたカラー映像シグナルを処理および保存する段階と、
視野ホールを通して密着された皮膚部位を、光源システムで光ガイドにより前記ケース内に提供された励起光で照明する段階と、
前記デジタルカラーＴＶカメラを利用して前記励起光の照明による蛍光を基に蛍光映像シグナルを獲得し、映像処理および分析システムでデジタルカラーＴＶカメラから転送された蛍光映像シグナルを処理および保存する段階と、
前記映像処理および分析システムで獲得されたカラー映像および蛍光映像をディスプレイしたり、これらの合成映像をディスプレイして分析する段階と
を含む皮膚疾患の光学診断および治療のための方法を提供する。
【００５８】
また、本発明は、皮膚疾患の光学診断および治療のための光源システムにおいて、
一側に、光が最終出力される部分として光ガイドの終端部が連結される光出力部を具備したケースと、
前記ケース内部で電源装置部から電源の供給を受けて作動する複数の光源と、
前記ケース内部で前記複数の光源から放射される光を選択して透過させるためのスイッチング経路−カップリングユニットと、
前記ケース内部で前記スイッチング経路−カップリングユニットと光出力部の間に設置され、複数の光学フィルターが搭載され、光の波長透過を選択するためのフィルター交換ユニットと、
遠距離制御インターフェースを通して映像処理および分析システムと通信が可能となるように連結され、そこから転送されたシグナルに沿って前記電源装置部と各ユニットの作動を制御して光源システムの作動全般を制御する制御部と
を含むことを特徴とする皮膚疾患の光学診断および治療のための光源システムを提供する。
【発明の効果】
【００５９】
本発明による皮膚疾患の光力学診断および治療のための装置、光源システムおよび方法によると、白色光によるカラー映像および励起光による蛍光形状を同時に使用しえ皮膚状態を精密に評価することで、皮膚診断の効果を向上させることができ、皮膚の同一部位で蛍光診断および光線力学治療を同時に行うことができるという長所がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を参照にして詳しく説明する。
【００６１】
本発明は皮膚疾患の光学診断および治療のための装置、光源システムおよび方法に関し、白色光によるカラー映像および励起光による蛍光形状を同時に使用して皮膚状態を精密に評価することで、皮膚診断の効果が向上され、皮膚の同一部位で蛍光診断および光線力学治療を同時に行うことのできる皮膚疾患の光学診断および治療のための装置、光源システムおよび方法に関する。
【００６２】
添付した図２は本発明による光学診断および治療装置を図示した構成図であり、図３は本発明による光学診断および治療装置にて皮膚診断および治療用カメラヘッドの具体的な実施例を図示した断面図である。
【００６３】
本発明の光学診断および治療装置は皮膚診断および治療部位に光を照射し、また、皮膚診断および治療部位から光を収集して映像を撮影すると同時に、撮影した映像を外部の映像処理および分析システム３００へ提供するカメラヘッド１００を含む。
【００６４】
図３に図示した好ましい実施例において、カメラヘッド１００は手でつかみ、皮膚診断および治療部位に直接当てて使用することができるように具備されており、このために取っ手１０１、ケース１１０およびケース内部の構成部品、デジタルカラーＴＶカメラ（ＣＣＤチップが内装されたもので実施可能）１２０とから構成される。
【００６５】
このような構成において、ケース１１０とデジタルカラーＴＶカメラ１２０は取っ手１０１の上側に一体に固定装着され、前記デジタルカラーＴＶカメラ１２０は後方に、前記ケース１１０およびその内部の構成部品はデジタルＴＶカメラ１２０の前方に装着される。
【００６６】
まず、前記カメラヘッド１００のケース１１０は光非透過性の材料を使用して製作され、皮膚部位１に密着させるようにされた前面部には皮膚部位に接触させて皮膚部位を観察することができるようにするための視野ホール１１１が形成されており、この視野ホール１１１を通して皮膚部位１に光を照射し、または映像撮影のために光を収集する。
【００６７】
前記カメラヘッド１００は前面に焦点面を定め、皮膚表面を平坦にするためにケース１１０の視野ホール１１１部位を皮膚部位１に密着させて使用し、この時、ケース１１０はカメラヘッド１００内部に外部の光ノイズが入ってくることを遮断する。
【００６８】
そして、カメラヘッド１００のケース１１０には外部の光源システム２００から連結された光ガイド２０１が連結設置されるが、前記光ガイド２０１は光転送が可能な光繊維光ガイド（optical fiber light guide）または液相光ガイド（liquid light guide）を含み、光源システム２００から光ガイド２０１を通して提供された光ケース１１０前面の視野ホール１１１を通して皮膚部位１に照射されるように前記光ガイド２０１の終端部はその光の照射方向が視野ホール１１１を向くようにし、ケース１１０の内部に挿入される。
【００６９】
前記光ガイド２０１から提供される光の出射角はＬＲＤとは異なり、７０°以上と非常に大きく、光の出力もまたＬＥＤより大きいため、視野ホール１１１で光照明の均一性および光線力学治療などのための光の出力を確保することが容易である。
【００７０】
添付した図８は光ガイドを通した照明の明るさ分布を見せている。
【００７１】
より均一な照明を獲得するためには、光ガイド２０１の終端部と視野ホール１１１の間に光学システムを配置することができる。
【００７２】
例えば、光学システムとしては光ガイドの終端部に光の出力を均一に提供することができるレンズを組み合わせた光アダプターを装着することができ、または視野ホールに入射される光を均一に拡散させる拡散板を配置することができる。
【００７３】
そして、前記ケース１１０内に挿入される光ガイド２０１の終端部、即ち、前記光ガイドから光が出てくる部分は様々な角度で皮膚部位の照明が可能な複数の光ガイドからなる束（bundle）形態で構成される。
【００７４】
これにより、光源システム２００が提供する光が光ガイド２０１を通してカメラヘッド１００に提供され、カメラヘッド１００のケース１１０内部で光ガイド２０１の終端部から放射された光はケース１１０前面の視野ホール１１１を通して選択された皮膚部位１を照らすようになる。
【００７５】
図２に図示されたように、前記光ガイド２０１は取っ手１０１の内部通路１０２に挿入され、前記内部通路１０２を通してカメラヘッド１００のケース１１０内部に連結される。
【００７６】
前記光源システム２００は蛍光励起および光線力学治療のために使用される光を提供するものとして、光ガイド２０１を通して皮膚部位１に照射される蛍光励起光を提供し、以降詳しく説明する通り、光を放射する複数のランプと光学フィルターを主要構成として構成される。
【００７７】
前記光源システム２００は照射される光の主なスペクトルの範囲が４００〜７５０ｎｍとなるように構成させることができる。
【００７８】
一方、前記カメラヘッド１００のケース１１０内部でデジタルカラーＴＶカメラ１２０前方に装着された光学計１４０は定められたスペクトルの領域で皮膚部位１の映像をデジタルカラーＴＶカメラ１２０のＴＶセンサー表面に形成させる構成部として、光学計１４０内に到達された光の波長透過は光学計１４０の内部に挿入されたフィルターにより決定される。
【００７９】
そして、前記カメラヘッド１００のケース１１０内部一側には、一般的なＴＶ映像記録のために製作された小さい白色光源１３０が配置され、前記白色光源１３０が白色光を放射するようになると、放射された白色光はケース１１０前面の視野ホール１１１を通して皮膚部位１に照射されるようになっている。
【００８０】
このように、カメラヘッド１００のケース１１０内部に設置された白色光源１３０はデジタルカラーＴＶカメラ１２０により撮影されるように皮膚部位１を照明するのに使用し、皮膚部位の表面を見るために利用する光源となる。
【００８１】
そして、本発明でカメラヘッド１００の取っ手１０１の上側後方に装着されるＴＶカメラ１２０はＲＧＢマトリクスを含み、白色光の反射光を基に皮膚部位のカラー映像を獲得することと合わせて、後述する光源システム２００が提供する励起光の蛍光を基に皮膚部位１の蛍光映像を獲得するようになる。
【００８２】
前記デジタルカラーＴＶカメラ１２０の後端部にはコネクター１２２が設置され、コネクター１２２の高速デジタルインターフェース２３１がシグナル転送用ケーブル１２３を通して映像処理および分析システム３００に連結され、撮影した映像シグナルの転送が可能となるようにカメラヘッド２００のデジタルカラーＴＶカメラ１２０がケーブル１２３を通して映像処理および分析システム３００に連結され、これによりデジタルカラーＴＶカメラ１２０が出力する映像シグナルがケーブル１２３を通して映像処理および分析システム３００に転送されるようになる。
【００８３】
前記映像処理および分析システム３００はデジタルカラーＴＶカメラ１２０がケーブル１２３を通して連結された制御手段、即ちコンピューター３１０とこれに付属された表示手段（ディスプレイ手段）であるモニター３１１にて実施可能である。
【００８４】
前記映像処理および分析システム３００ではコンピューター３１０がデジタルカラーＴＶカメラ１２０が転送した映像シグナルを処理および分析、保存し、モニター３１１を通してデジタルカラーＴＶカメラ１２０により獲得された白色光によるカラー映像および蛍光励起光と光線力学治療のための治療光による蛍光映像をディスプレイし、また、これらの合成映像をディスプレイするようになる。
【００８５】
また、前記映像処理および分析システム３００は作業条件によりカメラヘッド１００と光源システム２００の作動全般を制御するようになる。
【００８６】
以下、前記光学計について更に詳しく説明する。
【００８７】
図３に図示された通り、光学計１４０は大きく皮膚部位の表面から反射される光を受けるための対物レンズ１４１と、複数のフィルターが搭載されたフィルター交換ユニット１４２を含み、対物レンズ１４１の焦点を調節するための通常の焦点調節ユニット１４８と、対物レンズ１４１のズーム駆動が可能となるようにするための通常の移動焦点システム（ズームシステム）（図示なし）を含む。
【００８８】
添付した図４は光学計１４０において、対物レンズ１４１とフィルター交換ユニット１４２の配置状態を図示した例示図として、２種類の構成例を表している。
【００８９】
対物レンズ１４１とフィルター交換ユニット１４２の位置は図４の左側図面と右側図面に各々表した通り、２つの方式への設計が可能であり、図４の左側図面に表した通り、ＴＶセンサー１２１前方に対物レンズ１４１が位置し、前記対物レンズ１４１前方にフィルター交換ユニット１４２が位置する方式と、図４の右側図面に表した通り、ＴＶセンサー１２１前方にフィルター交換ユニット１４２が位置し、前記フィルター交換ユニット１４２前方に対物レンズ１４１が位置する方式にて実施が可能である。
【００９０】
即ち、皮膚部位の表面と対物レンズ１４１の間にフィルター交換ユニット１４２が位置されるようにしたり、対物レンズ１４１とデジタルカラーＴＶカメラのＴＶセンサー１２１の間にフィルター交換ユニット１４２が位置されるようにすることが可能である。
【００９１】
これにより、対物レンズ１４１が皮膚部位１で反射された光を受けてＴＶセンサーに伝達するとデジタルカラーＴＶカメラ１２０が収集された反射光を映像シグナル（映像を表す電子シグナル）に変換してケーブル１２３を通して映像処理および分析システム３００のコンピューター３１０に転送するようになる。
【００９２】
前記フィルター交換ユニット１４２は複数の光学フィルターが設置されたものとして、蛍光−励起光の条件にて励起光または治療光を遮断する励起光遮蔽フィルター（long pass barrier emission filter）１４４と、白色光観察条件にて元々の皮膚の色の再現および色の改善のためのカラー矯正フィルター（color-conversion filter）１４５または不必要な赤外線を遮断する赤外線遮断フィルター（IR cut-off filter）１４６が設置される。
【００９３】
ここで、励起光遮蔽フィルター１４４は励起光または治療光がカメラに入ってくるのを防止するために搭載され、前記赤外線遮断フィルター１４６は不必要な赤外線を遮断することで白色光のスペクトルの特性を矯正して画質を良くするために搭載される。
【００９４】
要約すると、励起光遮蔽フィルター１４４はＴＶカメラ１２０が励起光の蛍光を基に皮膚部位１の蛍光映像を獲得する間、ケース１１０内で照射された励起光がＴＶセンサー１２１に入ってくるのを遮断するようになり、前記赤外線遮断フィルター１４６はＴＶカメラ１２０が白色光の反射光を基に皮膚部位１のカラー映像を獲得する間、赤外線がＴＶセンサー１２１に入ってくるのを遮断するようになる。
【００９５】
このようなフィルター交換ユニット１４２において光学フィルターはフィルター搭載用フレーム１４３の各位置に具備されたホルダーに交換が可能となるように設置され、前記フィルター搭載用フレーム１４３は対物レンズ１４１前方または対物レンズ１４１後方（カメラ前方）に位置され、通常のフィルター交換用手動または自動位置調節器（例、線形アクチュエータ）１４７により横方向への位置移動が可能となるように設置される。
【００９６】
これにより、フィルター搭載用フレーム１４３を移動させて使用しようとする光学フィルターをカメラ１２０前方に位置させることでフィルターの選択が可能となる。
【００９７】
次に、添付した図５は本発明の光学診断および治療装置に使用され得る光源システムの好ましい実施例を図示した構成図であり、図６と図７は光選択の別の状態を図示した状態図として、これを参照にして使用可能な光源システムの好ましい実施例について説明すると下記の通りである。
【００９８】
皮膚組織の疾病可否による組織内の自己蛍光（autofluorescence light）の強度の差異または造影剤投入時、疾病部位と正常部位での２次蛍光強度の差異を観察するための励起光源または光線力学治療のための治療光源が必要であり、前記光源システム２００は励起光および治療光を提供するための構成部となる。
【００９９】
この他に、前記光源システムは白色光を提供することもできる。
【０１００】
図示された通り、本発明においての光源システム２００は複合光源装置の形態で構成されるが、ケース２１０、光源、電源装置部２２３，２２４、制御部２３０および遠距離制御インターフェース２３１、光選択のためのスイッチング経路−カップリングユニット２４０、複数のフィルターが搭載されたフィルター交換ユニット２５０とから構成される。
【０１０１】
まず、ケース２１０の光出力部２１１に光ガイド２０１の終端部が連結され、前記光出力部２１１は蛍光診断および光線力学治療のために作られた光が最終出力される部分であり、カメラヘッド１００にて光を提供するための光ガイド２０１が連結される。
【０１０２】
そこで、光出力部２１１を通して出力された光は光ガイド２０１に沿ってカメラヘッド１００へ提供された後、最終的にはカメラヘッド１００のケース１１０前面に接触させた皮膚部位１に照射されるようになる。
【０１０３】
そして、前記ケース２１０内には該当電源装置部２２３，２２４から電源の供給を受けて作動する２種類の光源、即ち２個の異なるランプ２２１，２２２が設置され、また、前記電源装置部２２３，２２４と各ユニット２４０，２５０の作動を制御して光源システム２００の作動全般を制御する制御部２３０が設置される。
【０１０４】
前記制御部２３０は遠距離制御インターフェース２３１を通して前記映像処理および分析システム３００のコンピューターと通信が可能となるように連結され、前記映像処理および分析システム３００から転送されたシグナルにより電源装置部２２３，２２４と各ユニット２４０，２５０の作動を制御して光源システム２００の作動全般を制御するための制御シグナルを出力する。
【０１０５】
また、光源として設置される２個のランプ２２１，２２２は各電源装置部２２３，２２４から電源が供給されると点灯されて光を放射するようになり、ケース２１０内でスイッチング経路−カップリングユニット２４０を間に置き、その両側に２個のランプが９０°方向に光を照射することができるように配置される。
【０１０６】
そして、好ましい実施例において、前記２つのランプのうち片方のランプ（以下、第１ランプとする）２２１は水銀ショートアークランプ（mercury short arc lamp）が使用されることができ、もう一方のランプ（以下、第２ランプとする）２２２はハロゲン白熱ランプ（tungsten halogen lamp）が使用されることができる。
【０１０７】
次に、光源システム２００において、前記二つのランプ２２１，２２２から放射された光はスイッチング経路−カップリングユニット２４０とフィルター交換ユニット２５０を順に通過した後、光出力部２１１に入るが、この中でスイッチング経路−カップリングユニット２４０のフレーム２４１内の３つのホルダーのうち二つのホルダーには図５に図示された通り、ダイクロイックミラー２４２、不透明ミラー２４３が各々搭載され、残りのホルダーは空のホルダー状態となるようにミラーを搭載しない。
【０１０８】
ここで、前記ダイクロイックミラーは短波長の範囲である５００ｎｍ以下の光スペクトルの範囲で高い光透過率を有するものを使用する。
【０１０９】
前記スイッチング経路−カップリングユニット２４０のフレーム２４１は前記二つのランプ２２１，２２２の間に傾斜方向（例えば、４５°）で配置され、前記制御部２３０により駆動が制御される位置調節器２４４により傾斜方向への位置移動が可能となるように具備される。
【０１１０】
これにより、スイッチング経路−カップリングユニット２４０のフレーム２４１を移動させて、その位置により二つのランプ２２１，２２２の光全て、また二つのランプのうち選択されたランプ一つの光が照射される光の選択が可能となる。
【０１１１】
そして、前記フィルター交換ユニット２５０はスイッチング経路−カップリングユニット２４０と光出力部２１１の間に配置され、フィルター交換ユニット２５０のフィルター搭載用フレーム２５１には複数の光学フィルター２５２が搭載される。
【０１１２】
前記フィルター交換ユニット２５０には蛍光励起時のためのフィルター、光治療時のためのフィルター、白色光観察時のフィルターが搭載されるが、具体的には、短波長フィルター、長波長フィルター、、狭いバンド通過フィルター、広帯域通過フィルター、マルチバンド通過フィルターなどが搭載される。
【０１１３】
このようなフィルター交換ユニット２５０において、光学フィルター２５２はフレーム２５１の各位置に具備されたホルダーに交換可能なように設置され、前記フレーム２５１はスイッチング経路−カップリングユニット２４０前方に位置されて通常のフィルター交換用位置調節器（例、線形アクチュエーター）２５３により横方向の位置移動が可能となるように具備される。
【０１１４】
これにより、フィルター搭載用フレーム２５１を移動させて使用しようとする光学フィルター２５２を光経路であるスイッチング経路−カップリングユニット２４０前方に位置させることでフィルター選択が可能となる。
【０１１５】
そして、前述した通り、前記スイッチング経路−カップリングユニット２４０とフィルター交換ユニット２５０の作動は制御部２３０により制御され、制御部２３０が出力する制御シグナルにより各ユニット２４０，２５０の位置調節器２４４，２５３が駆動制御されることで光の選択およびフィルターの選択が行われる。
【０１１６】
以下、図５〜図７を参照にして光源システムの各作動状態を説明すると下記の通りである。
【０１１７】
図５はダイクロイックミラー２４２が選択されたスイッチング経路−カップリングユニット２４０の状態を示しており、この状態ではダイクロイックミラー２４２が各ランプ２２１，２２２から放射された光の経路上に位置される。
【０１１８】
前記スイッチング経路−カップリングユニット２４０において、ダイクロイックミラー２４２の光スペクトルの特性は下記のような方法により選択される。
【０１１９】
高い光透過性のスペクトルの領域では第１ランプ２２１のスペクトルの明るさが第２ランプ２２２のスペクトルの明るさより大きく、高い反射率を有するスペクトルの領域では第２ランプ２２２のスペクトルの明るさが第１ランプ２２１のスペクトルの明るさより大きい。
【０１２０】
この場合、選択されたダイクロイックスペクトルの領域でランプ各自の波長によるスペクトルの強度の差異のため、スペクトルの広い範囲で高い明るさに到達する。
【０１２１】
即ち、第１ランプ２２１は短波長で、第２ランプ２２２は長波長でスペクトルの明るさが強く、ダイクロイックミラー２４２のスペクトルの特性が短波長の範囲で光透過性が高く、長波長の範囲で光反射率が高いと、図５に表される通り、第１ランプ２２１と第２ランプ２２２が放射した光がダイクロイックミラー２４２を通過し、光出力部２１１に進行する場合、広い波長範囲で高い明るさの強度を有するようになる。
【０１２２】
そして、図６は不透明ミラー２４３が選択されたスイッチング経路−カップリングユニット２４０の状態を表しており、この状態では不透明ミラー２４３が各ランプ２１，２２２から放射された光の経路上に位置される。
【０１２３】
図示された通り、第２ランプ２２２のみ使用する条件では第１ランプ２２１の光は不透明ミラー２４３により遮断され、第２ランプ２２２の光のみが不透明ミラー２４３により反射（図面上、下方に反射）され、光学フィルター２５２を通った後、光出力部２１１を通して光ガイド２０１に出力される。
【０１２４】
また、図７は空のホルダーが選択されたスイッチング経路−カップリングユニット２４０の状態を表しており、この状態では空のホルダーが各ランプ２２１，２２２から反射された光の経路上に位置される。
【０１２５】
図示された通り、第１ランプ２２１のみ使用する条件では、第１ランプ２２１の光が空のホルダーを通り、この時、エネルギーの損失なしに光学フィルター２５２を通った後、光出力部２２１を通して光ガイド２０１に出力される。
【０１２６】
以下、本発明による実施例の構成について、添付した図面を参照にして具体的に例示および記述するが、本発明が記述する下記実施例に限定されるわけではない。
【０１２７】
まず、カメラヘッド１００を皮膚に接触させるが、ケース１１０前面の視野ホール１１１を診断および治療しようとする皮膚部位１の組織の表面に密着させ、光源システム２００から光ガイド２０１を通して提供される光を視野ホール１１１内側の皮膚部位１に照射する。
【０１２８】
前記光ガイド２０１としては、直径８ｍｍの液相光ガイド（Series 380, Lumatec GmbH, Deisenhofen,Germany）を使用することができる。
【０１２９】
そして、対物レンズ（焦点Ｆ＝１６ｍｍ、絞り数値ｆ／２）１４１は１２×１６ｍｍの視野を有する皮膚部位をデジタルカラーＴＶカメラ１２０のセンサー表面に投射させる。
【０１３０】
前記対物レンズ１４１は焦点調節ユニット１４８により皮膚部位の様々な色の表面に精密な焦点を提供するようになる。
【０１３１】
そして、対物レンズ１４１前方に光学フィルターが搭載されたフィルター交換ユニット１４２が位置し、励起光遮蔽フィルター（GG-475, Schott AG）は蛍光測定条件で励起光がＴＶカメラ１２０に入ってくるのを防止するために使用され、赤外線遮断フィルター（BG-39, Schott AG）は白色光観察条件で不必要な赤外線を遮断することで、白色光のスペクトルの特性を矯正してＴＶカメラ１２０により撮影される映像の画質を良くするために使用される。
【０１３２】
前記二つの光学フィルターは使用条件により選択して使用される。
【０１３３】
前記ＴＶカメラ１２０は解像度５７６×７６８ピクセルの順次走査RGB CCD-array CXD3611AR chip（SONY）により製作されたものを使用することができ、カメラのフレーム速度は２５Ｈｚである。
【０１３４】
前記ＴＶカメラ１２０はコネクター１２２から高速デジタルインターフェースIEEE-1394を通して映像処理および分析システム３００のコンピューター３１０に連結され、インターフェースIEEE-1394を通してデータ、制御命令および供給電圧の伝達が行われる（デジタルインターフェースがコンピューターとIEEE-1394プロトコルにより作動する）。
【０１３５】
一方、複合光源装置の形態で構成された光源システム２００は光ガイド２０１を通して皮膚部位１に照射される光を供給するが、本発明の実施例において、第１ランプ２２１としては水銀ショートアークランプが設置され、第２ランプ２２２としてはハロゲン白熱ランプが設置された。
【０１３６】
水銀ショートアークランプは短波長スペクトル領域（約５００ｎｍまで）で最も明るく、ハロゲン白熱ランプは長波長領域（５００ｎｍ以上）で最も明るい。
【０１３７】
従って、光源システム２００において二つのランプを同時に点灯させ、約５００ｎｍで高い透過特性と反射特性を表すダイクロイックミラー２４２を光経路に位置させる時、前記ダイクロイックミラー２４２によりスペクトルの広範囲の波長範囲で高い明るさを提供することができるようになる。
【０１３８】
ここで、光学部品（光ガイド含む）などの光透過性を考慮した時に適用される波長範囲は４００ｎｍから７５０ｎｍまで考慮することができる。
【０１３９】
前述した光源システム２００を使用して皮膚部位の表面で蛍光診断および光線力学治療が同時に可能であり、光線力学治療を使用する時、関心のあるスペクトル領域で出力密度を１００ｍＷ／cm2以上にして光を供給する。
【０１４０】
前記光源システム２００は蛍光モード（Ｆ）、白色光モード（Ｗ）、光線力学治療（ＰＤＴ）モード（Ｐ）の３種類の条件で作動するようにし、このために各モードに従って組み合わされる光学フィルター２５２をフィルター交換ユニット２５０に設置し、光学フィルター２５２のうち数個は同時にＦモードとＰモードで使用することのできるものを具備する。
【０１４１】
例えば、青色−紫色の領域（４００〜４５０ｎｍ）で透過する蛍光励起のためのフィルターの場合、多くの光線感作物質の吸収波長帯が配置された領域とスペクトルで一致する。
【０１４２】
従って、蛍光診断および光線力学治療のために前記のような光学フィルターを同時に使用することができる。
【０１４３】
このようにして、本発明ではカメラヘッド１００の取っ手１０１に搭載されたデジタルカラーＴＶカメラ１２０がカメラヘッド１００内の白色光源１３０または光源システム２００から皮膚部位１に入射される白色光の反射光を基にカラー映像を獲得すると共に、光源システム２００から光ガイド２０１を通してカメラヘッド１００から皮膚部位１に入射される励起光の蛍光または光線力学治療のための治療光を基に蛍光映像を獲得し、デジタルカラーＴＶカメラ１２０により獲得された白色光によるカラー映像と励起光による蛍光形状を制御手段、即ち映像処理および分析システム３００のコンピューター３１０が転送を受け、これを処理、分析、保存および合成する一方、表示手段であるモニター３１１を通して獲得された白色光によるカラー映像、蛍光映像またはこれらの合成映像を表示する。
【０１４４】
前記のように構成された本発明の皮膚診断および治療装置では、白色光による皮膚疾患部位の照明と一般映像の獲得および記録が可能であり、励起光および治療光による皮膚疾患部位の照明および蛍光映像の獲得および記録が可能である。
【０１４５】
また、カメラ１２０で獲得された映像をコンピューター３１０を通して分析が可能であり、光線力学治療のための皮膚疾患部位の光照射が可能である。
【０１４６】
また、前記一般映像および蛍光映像はカラー（ＲＧＢ）フレームで獲得され、特に、蛍光映像は皮膚組織の疾病有無による組織内の固有蛍光または身体内の光線感作物質（光促進剤または造影剤）の投入後、それによる２次蛍光の結果で獲得された映像である。
【０１４７】
本発明の装置において、ＴＶカメラ１２０により獲得された一般および蛍光映像は各画像の明るさを変化させることのできる、与えられたフレームで、互いに重なり合う（映像合成）ことにより１つのフレームの形態で映像処理および分析システム３００の表示手段、即ちコンピューター３１０に連結されたモニター３１１を通してディスプレイされ、各画像の明るさは手動またはコンピューター３１０を通して調整することができる。
【０１４８】
また、白色光の反射光および励起光の蛍光測定において予め保存された標準映像を利用して矯正を行うことができ、前記一般映像および蛍光映像の分析で獲得された白色光によるカラー映像および励起光による蛍光映像は分析対象、即ち、皮膚の明るさ、カラーおよび形態学的な媒介変数の評価のために使用される。
【０１４９】
例えば、オレンジ−赤色の蛍光は皮膚部位の疾患部位で観察され、ここでプロピオン酸菌属ニキビ（Propionibacterium acnes）が増殖するが、ニキビ菌の光治療のための評価のために利用される。
【０１５０】
また、光源システムにおいては、光線感作物質の吸収範囲である４００〜７５０ｎｍの範囲で光を照射し、ここで照射される光の出力密度は１００ｍW／cm2以上とし、前記光線感作物質は内部で生成または外部から投入することができる。
【０１５１】
また、紫色−青色スペクトル領域（４００〜４５０ｎｍ）の励起光は蛍光映像を得るために皮膚疾患の部位に照明するだけでなく皮膚疾患治療のための光線力学治療のためにも使用される。
【０１５２】
そして、光線力学治療のための光の照射過程では、定められた光スペクトルの範囲で最初の蛍光の明るさの測定値を記録し、最初の蛍光の明るさ値から指定された範囲まで蛍光の明るさの減少（photo bleaching）後には治療のための光の照射を止める。
【０１５３】
以上説明した通り、本発明による皮膚疾患の光力学診断および治療のための装置、光源システムおよび方法によると、白色光によるカラー映像および励起光による蛍光形状を同時に使用しえ皮膚状態を精密に評価することで、皮膚診断の効果を向上させることができ、皮膚の同一部位で蛍光診断および光線力学治療を同時に行うことができるという長所がある。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】従来技術による皮膚観察装置の構成図である。
【図２】本発明による光学診断および治療装置を図示した構成図である。
【図３】本発明による光学診断および治療装置において、皮膚診断および治療用カメラヘッドの具体的な実施例を図示した断面図である。
【図４】本発明による光学計の対物レンズとフィルター交換ユニットの配置状態を図示した例示図である。
【図５】本発明の光学診断および治療装置に使用することができる光源システムの好ましい実施例を図示した構成図である。
【図６】本発明による光源システムにおいて、光の選択による一状態を図示した状態図である。
【図７】本発明による光源システムにおいて、光の選択による図６とは異なる状態を図示した状態図である。
【図８】光ガイドを通した照明の明るさ分布を表す図面である。
【符合の説明】
【０１５５】
１  皮膚部位                          １００  カメラヘッド
１０１  取っ手                        １０２  内部通路
１１０  ケース                        １１１  視野ホール
１２０  デジタルカラーＴＶカメラ      １２１  ＴＶセンサー
１２２  カメラ                        １２３  ケーブル
１３０  白色光源                      １４０  光学計
１４１  対物レンズ                    １４２  フィルター交換ユニット
１４４  励起光遮蔽フィルター          １４５  カラー矯正フィルター
１４６  赤外線遮断フィルター          ２００  光源システム
２０１  光ガイド                      ２１０  ケース
２１１  光出力部                      ２２１  第１ランプ
２２２  第２ランプ                    ２２３，２２４  電源装置部
２３０  制御部                        ２３１  遠距離制御インターフェース  
２４０  スイッチング経路−カップリングユニット
２４２  ダイクロイックミラー          ２４３  不透明ミラー  
２５０  フィルター交換ユニット        ２５２  光学フィルター
３００  映像処理および分析システム    ３１０  コンピューター
３１１  モニター
【図１】
2008149107.tif 000003
【図２】
2008149107.tif 000004
【図３】
2008149107.tif 000005
【図４】
2008149107.tif 000006
【図５】
2008149107.tif 000007
【図６】
2008149107.tif 000008
【図７】
2008149107.tif 000009
【図８】
2008149107.tif 000010