肿瘤部位的判定装置、肿瘤部位的判定方法以及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术的肿瘤部位的判定装置具备光源部(3)、分光部(5)、受光部(6)和信号处理部(7)。如果如下三个条件均成立，则信号处理部判定为检体中包含肿瘤部位：(1)中心波长为第一峰值波长的第一光的强度、或中心波长为第一峰值波长附近的第五光、第六光的强度为规定的第一峰值阈值以上，(2)表示卟啉类在激发后发出的光的强度与波长的关系的光谱具有在第一峰值波长附近和第二峰值波长附近具有峰、在第一谷值波长附近和/或第二谷值波长附近具有谷的形状，(3)在将第五光与第六光的强度中的大的一方设为I

【技术实现步骤摘要】
肿瘤部位的判定装置、肿瘤部位的判定方法以及存储介质


[0001]本专利技术涉及通过对从患者采取的检体照射激发光并对检体中的卟啉类在激发后发出的荧光进行检测、从而判定检体中是否包含肿瘤部位的判定装置、判定方法以及存储介质。

技术介绍

[0002]在现有的癌症诊断中，有使用5
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氨基乙酰丙酸(5
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ALA)进行荧光观察的方法。5
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ALA是也存在于生物体内的氨基酸的一种，其为水溶性，能够经口、局部地给药。从体外给用5
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ALA时，在正常细胞中，快速代谢为血红素，但在癌细胞中，由于代谢酶的活性的差异而选择性地蓄积有相对较多的、作为代谢产物的卟啉类(例如原卟啉IX)。在此，血红素不是荧光物质，而卟啉类是荧光物质，因此，通过对成为观察对象的物质照射规定的激发光并对从物质发出的荧光进行受光分析，能够进行肿瘤部位和非肿瘤部位的识别。例如，在脑部手术中，有时照射蓝色的激发光，如果存在癌细胞，则癌细胞中的卟啉类将会在蓝色的激发光下发出红色荧光，由此能够在视觉上掌握癌细胞的蔓延程度。
[0003]在人的生物体内，除了卟啉类之外，还有某些其他的健康组织(例如FAD(Flavin Adenine Dinucleotide，黄素腺嘌呤二核苷酸)、脂肪、胶原蛋白(collagen)、弹性蛋白(Elastin)、NADH(nicotinamide adenine dinucleotide，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)等也会在蓝色的激发光下发出荧光。
[0004]所以，例如在对来自人体的试样照射蓝色的激发光时，需要区别试样被激发而产生的荧光是来自于卟啉类还是其他具有自体荧光性的健康组织。
[0005]对此，在现有技术中，已知有利用卟啉类和其他具有自体荧光性的健康组织的光谱特性来确定卟啉类的方法，这里，如图1所示，卟啉类(在图中示出了作为其一个例子的原卟啉IX)通常具有在波长620nm～635nm、680～700nm附近各具有一个峰值的特征，FAD通常具有在600nm以上的区域中、随着波长变长而荧光强度平滑地下降的特征。利用卟啉类的上述特征，例如可通过对来自患者试样发出的光进行分光并获取表示光强度和波长的映射的光谱，根据光谱的形状特征来判定是否包含肿瘤部位。
[0006]例如，在非专利文献1中，提出了在观察到作为卟啉类的原卟啉IX(以下，有时也称作PpIX)的红色荧光的光谱后，如果确认到其在620nm附近存在较大的峰值，则判定为阳性的技术。
[0007]非专利文献1：5
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Aminolevulinic Acid
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derived Tumor Fluorescence:The Diagnostic Accuracy of Visible Fluorescence Qualities as Corroborated by Spectrometry and Histology and Postoperative Imaging

技术实现思路

[0008]然而，本专利技术人对于很多检体进行了调查，结果发现，在来自喂予了5
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ALA的检体的荧光光谱中，有时即使在620nm～635nm附近确认到较大的峰值，也并非一定是阳性(包含
癌细胞)。例如，图2的(a)、(b)示出了在两个用于膀胱癌的检查的尿(检体)中的PpIX的荧光光谱。虽然都分别在620nm附近确认到较大的峰值，但实际上这两个检体都在病理诊断中被判断为阴性(不包含癌细胞)。
[0009]于是，本专利技术人对于病理阳性的检体与病理阴性的检体各自的卟啉类的荧光光谱进行了比较研究，结果独特地发现，在通常产生于620nm～635nm附近的峰值形状产生了某种变形的情况下，在病理诊断中被判断为阴性的可能性较高。
[0010]更详细地说，本专利技术人独特地发现，以上述非专利文献1为例，即使在原卟啉IX的荧光光谱中的620nm附近存在较大的峰值的情况下，如果作为620nm附近的规定的两个波长的616nm和635nm处的荧光强度差小于22％(较低一方的峰值高度大于较高一方的峰值高度的78％)，则阴性的可能性较高。
[0011]而且，本专利技术人还发现，以上述非专利文献1为例，即使在原卟啉IX的荧光光谱中的620nm附近存在较大的峰值的情况下，有时尽管作为620nm附近的规定的两个波长的616nm和635nm处的荧光强度差小于22％，但如果位于620nm附近的作为规定的两个波长的616nm和635nm之间的某个波长处的荧光强度相比于这两个波长更大，则阳性的可能性较高。
[0012]因此，本专利技术人鉴于上述发现，欲提供一种利用了卟啉类的光谱特性来判定检体中是否包含肿瘤部位的肿瘤部位的、能够提高与病理诊断的一致率(诊断准确率)的判定装置、肿瘤部位的判定方法以及存储介质。
[0013]本专利技术提供一种肿瘤部位的判定装置，其特征在于，具备：光源部，通过向检体照射激发光而激发所述检体中的卟啉类；分光部，将所述卟啉类在激发后发出的光分为第一光、第二光、第三光、第四光、第五光以及第六光中的至少第二光至第六光，所述第一光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的光强度为第一峰值附近的第一峰值波长，所述第二光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠短波长侧的、光强度为第一谷值附近的第一谷值波长，所述第三光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠长波长侧的、光强度为第二峰值附近的第二峰值波长，所述第四光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠长波长侧且比第二峰值波长更靠短波长侧的、光强度为第二谷值附近的第二谷值波长，所述第五光及所述第六光的中心波长分别为所述第一峰值波长附近的规定的两个波长；受光部，分别接收所述卟啉类在激发后发出的光中的通过了所述分光部的光，并分别转换成电信号；以及信号处理部，基于从所述受光部获得的所述电信号，获取表示所述第一光的强度的第一分光强度、表示所述第二光的强度的第二分光强度、表示所述第三光的强度的第三分光强度、表示所述第四光的强度的第四分光强度、表示所述第五光的强度的第五分光强度、以及表示所述第六光的强度的第六分光强度中的至少第二分光强度至第六分光强度，如果如下三个条件均成立，则所述信号处理部判定为所述检体中包含肿瘤部位，所述三个条件为：
[0014](1)所述第一分光强度或所述第五分光强度或所述第六分光强度为规定的第一峰值阈值以上，
[0015](2)表示所述卟啉类在激发后发出的光的强度与波长的关系的光谱具有在所述第一峰值波长附近和所述第二峰值波长附近具有峰、在所述第一谷值波长附近和/或所述第二谷值波长附近具有谷的形状，
[0016](3)在将所述第五分光强度与所述第六分光强度中的大的一方设为I
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，将小的一方设为I
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，将I
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与I
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤部位的判定装置，其特征在于，具备：光源部，通过向检体照射激发光而激发所述检体中的卟啉类；分光部，将所述卟啉类在激发后发出的光分为第一光、第二光、第三光、第四光、第五光以及第六光中的至少第二光至第六光，所述第一光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的光强度为第一峰值附近的第一峰值波长，所述第二光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠短波长侧的、光强度为第一谷值附近的第一谷值波长，所述第三光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠长波长侧的、光强度为第二峰值附近的第二峰值波长，所述第四光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠长波长侧且比第二峰值波长更靠短波长侧的、光强度为第二谷值附近的第二谷值波长，所述第五光及所述第六光的中心波长分别为所述第一峰值波长附近的规定的两个波长；受光部，分别接收所述卟啉类在激发后发出的光中的通过了所述分光部的光，并分别转换成电信号；以及信号处理部，基于从所述受光部获得的所述电信号，获取表示所述第一光的强度的第一分光强度、表示所述第二光的强度的第二分光强度、表示所述第三光的强度的第三分光强度、表示所述第四光的强度的第四分光强度、表示所述第五光的强度的第五分光强度、以及表示所述第六光的强度的第六分光强度中的至少第二分光强度至第六分光强度，如果如下三个条件均成立，则所述信号处理部判定为所述检体中包含肿瘤部位，所述三个条件为：(1)所述第一分光强度或所述第五分光强度或所述第六分光强度为规定的第一峰值阈值以上，(2)表示所述卟啉类在激发后发出的光的强度与波长的关系的光谱具有在所述第一峰值波长附近和所述第二峰值波长附近具有峰、在所述第一谷值波长附近和/或所述第二谷值波长附近具有谷的形状，(3)在将所述第五分光强度与所述第六分光强度中的大的一方设为I
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的强度差的百分比率设为R
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时，R
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为一定值以上，其中，R
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100。2.一种肿瘤部位的判定装置，其特征在于，具备：光源部，通过向检体照射激发光而激发所述检体中的卟啉类；分光部，将所述卟啉类在激发后发出的光分为第一光、第二光、第三光、第四光、第五光以及第六光中的至少第二光至第六光，所述第一光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的光强度为第一峰值附近的第一峰值波长，所述第二光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠短波长侧的、光强度为第一谷值附近的第一谷值波长，所述第三光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠长波长侧的、光强度为第二峰值附近的第二峰值波长，所述第四光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠长波长侧且比第二峰值波长更靠短波长侧的、光强度为第二谷值附近的第二谷值波长，所述第五光及所述第六光的中心波长分别为所述第一峰值波长附近的规定的两个波长；受光部，分别接收所述卟啉类在激发后发出的光中的通过了所述分光部的光，并分别转换成电信号；以及
信号处理部，基于从所述受光部获得的所述电信号，获取表示所述第一光的强度的第一分光强度、表示所述第二光的强度的第二分光强度、表示所述第三光的强度的第三分光强度、表示所述第四光的强度的第四分光强度、表示所述第五光的强度的第五分光强度、以及表示所述第六光的强度的第六分光强度中的至少第二分光强度至第六分光强度，如果如下三个条件均成立，则所述信号处理部判定为所述检体中疑似包含肿瘤部位，所述三个条件为：(1)所述第一分光强度或所述第五分光强度或所述第六分光强度为规定的第一峰值阈值以上，(2)表示所述卟啉类在激发后发出的光的强度与波长的关系的光谱具有在所述第一峰值波长附近和所述第二峰值波长附近具有峰、在所述第一谷值波长附近和/或所述第二谷值波长附近具有谷的形状，(3)在将所述第五分光强度与所述第六分光强度中的大的一方设为I
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，将小的一方设为I
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处于包含一定值的范围内，其中，R
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100。3.一种肿瘤部位的判定装置，其特征在于，具备：光源部，通过向检体照射激发光而激发所述检体中的卟啉类；分光部，将所述卟啉类在激发后发出的光分为第一光、第二光、第三光、第四光、第五光、第六光以及第七光中的至少第二光至第七光，所述第一光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的光强度为第一峰值附近的第一峰值波长，所述第二光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠短波长侧的、光强度为第一谷值附近的第一谷值波长，所述第三光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠长波长侧的、光强度为第二峰值附近的第二峰值波长，所述第四光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠长波长侧且比第二峰值波长更靠短波长侧的、光强度为第二谷值附近的第二谷值波长，所述第五光及所述第六光的中心波长分别为所述第一峰值波长附近的规定的两个波长，所述第七光的中心波长位于所述第五光的中心波长与所述第六光的中心波长之间；受光部，分别接收所述卟啉类在激发后发出的光中的通过了所述分光部的光，并分别转换成电信号；以及信号处理部，基于从所述受光部获得的所述电信号，获取表示所述第一光的强度的第一分光强度、表示所述第二光的强度的第二分光强度、表示所述第三光的强度的第三分光强度、表示所述第四光的强度的第四分光强度、表示所述第五光的强度的第五分光强度、表示所述第六光的强度的第六分光强度、以及表示所述第七光的强度的第七分光强度中的至少第二分光强度至第七分光强度，如果如下三个条件均成立，则所述信号处理部判定为所述检体中包含肿瘤部位，所述三个条件为：(1)所述第一分光强度或所述第五分光强度或所述第六分光强度为规定的第一峰值阈值以上，(2)表示所述卟啉类在激发后发出的光的强度与波长的关系的光谱具有在所述第一峰值波长附近和所述第二峰值波长附近具有峰、在所述第一谷值波长附近和/或所述第二谷值波长附近具有谷的形状，
(4)所述第七分光强度大于所述第五分光强度与所述第六分光强度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述分光部具有多个滤光片。5.根据权利要求4所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述多个滤光片的半峰全宽为10nm以下。6.根据权利要求4所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，在所述检体与所述受光部之间的光路上，具备用于切换所述多个滤光片而使任意一个滤光片配置于光路中且其他滤光片退出光路的滤光片切换部。7.根据权利要求1至3中任一项所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述卟啉类为原卟啉类。8.根据权利要求7所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述原卟啉类为原卟啉IX。9.根据权利要求1至3中任一项所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述检体未被进行对卟啉类的浓度带来影响的操作。10.根据权利要求9所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述对卟啉类的浓度带来影响的操作是激素治疗、类固醇治疗、放射线治疗、宫颈锥形切除术、服用抗癌药、服用铁剂、及服用卡络磺钠水合物中的任一种。11.根据权利要求1至3中任一项所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述受光部是光电二极管、光电倍增管、光敏电阻器、光电管、相机中的任意一个以上。12.根据权利要求11所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述受光部在使用光电二极管、光电倍增管、光敏电阻器、光电管、相机中的两个或两个以上的情况下进行一维或二维地排列，从而形成阵列。13.根据权利要求4所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述信号处理部对从所述受光部获得的电信号进行处理而转换成表示光强度和波长的映射的光谱。14.根据权利要求1至3中任一项所所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述信号处理部通过曲线拟合来去除所述光谱中的拉曼散射。15.根据权利要求1至3中任一项所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述肿瘤部位的判定装置还具有装填部，该装填部用于装填所述检体或者放入了所述检体的容器。16.根据权利要求1至3中任一项所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述肿瘤部位的判定装置还具有显示器，该显示器用于显示所述信号处理部的判定结果。17.根据权利要求1至3中任一项所述的肿瘤部位的判定装置，其特征在于，所述分光部是分光器。18.一种肿瘤部位的判定方法，其特征在于，具有如下步骤：激发步骤，通过向检体照射激发光而激发所述检体中的卟啉类；获取步骤，获取第一分光强度、第二分光强度、第三分光强度、第四分光强度、第五分光强度以及第六分光强度中的至少第二分光强度至第六分光强度，所述第一分光强度表示所
述卟啉类在激发后发出的光中的第一光的强度，该第一光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的光强度为第一峰值附近的第一峰值波长，所述第二分光强度表示所述卟啉类在激发后发出的光中的第二光的强度，该第二光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠短波长侧的、光强度为第一谷值附近的第一谷值波长，所述第三分光强度表示所述卟啉类在激发后发出的光中的第三光的强度，该第三光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠长波长侧的、光强度为第二峰值附近的第二峰值波长，所述第四分光强度表示所述卟啉类在激发后发出的光中的第四光的强度，该第四光的中心波长为所述卟啉类所发出的荧光中的、比所述第一峰值波长更靠长波长侧且比第二峰值波长更靠短波长侧的、光强度为第二谷值附近的第二谷值波长，所述第五分光强度及第六分光强度分别表示所述卟啉类在激发后发出的光中的第五光及第六光的强度，该第五光及第六光的中心波长分别为所述第一峰值波长附近的规定的两个波长；以及判定步骤，如果如下三个条件均成立，则判定为所述检体中包含肿瘤部位，所述三个条件为：(1)所述第一分光强度或所述第五分光强度或所述第六分光强度为规定的第一峰值阈值以上，(2)表示所述卟啉类在激发后发出的光的强度与波长的关系的光谱具有在所述第一峰值波长附近和所述第二峰值波长附近具有峰、在所述第一谷值波长附近和/或所述第二谷值波长附近具有谷的形状，(3)在将所述第五分光强度与所述第六分光强度中的大的一方设为I
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，将小的一方设为I
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【专利技术属性】
技术研发人员：越石直孝，大河内健吾，
申请(专利权)人：牛尾电机苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：