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組織の粘弾性を断層可視化する装置および方法

国内特許コード P200017145
整理番号 (S2017-0748-N0)
掲載日 2020年8月11日
出願番号 特願2019-518761
出願日 平成30年5月14日(2018.5.14)
国際出願番号 JP2018018455
国際公開番号 WO2018212115
国際出願日 平成30年5月14日(2018.5.14)
国際公開日 平成30年11月22日(2018.11.22)
優先権データ
  • 特願2017-096134 (2017.5.15) JP
発明者
  • 佐伯 壮一
出願人
  • 公立大学法人大阪
発明の名称 組織の粘弾性を断層可視化する装置および方法
発明の概要 ある態様の装置1は、OCTを用いる光学系を含み、対象Sにおける組織の粘弾性を断層可視化する。この装置は、光源2からの光を対象Sの組織に導いて走査させるための光学機構8と、組織に対して変形エネルギーを付与するための負荷装置13と、負荷装置13および光学機構8の駆動を制御し、それらの駆動に基づいて上記光学系による光干渉信号を処理することにより、組織の粘弾性の断層分布を演算する制御演算部14と、組織の粘弾性を断層可視化する態様で表示する表示装置16と、を備える。負荷装置13は、対象Sの内部に設定された焦点に向けて超音波を出力することにより、組織に対して音響放射圧を負荷する非接触負荷装置である。
従来技術、競合技術の概要

近年、医療診断技術の更なる発展に向けて光干渉断層画像法(Optical Coherence Tomography:以下「OCT」という)の臨床応用が進められている。OCTは、低コヒーレンス光干渉を利用した断層画像法であり、マイクロスケールの高空間分解能にて生体組織の形態分布を可視化できる。また、2次元OCTの取得レートはビデオレート以上であり、高時間分解能も有している。

そこで、発明者らは、OCTを用いて生体組織の力学特性を断層可視化する手法を提案している(特許文献1)。軟骨や皮膚等の生体組織では基質量の変化よりも組織の力学特性の変化が有意に現れるため、組織内部のマイクロバイオメカニクスの定量評価が診断技術の向上に寄与すると考えたものである。本手法は、生体組織の特性(粘弾性)を評価可能なOCTシステムの開発を目指したものである。

産業上の利用分野

本発明は、測定対象の組織の粘弾性をマイクロスケールにて断層表示可能な装置および方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
光コヒーレンストモグラフィーを用いる光学系を含み、測定対象における組織の粘弾性を断層可視化する粘弾性可視化装置であって、
前記組織に対して変形エネルギーを付与するための負荷装置と、
前記測定対象を経由するオブジェクトアームに設けられ、光源からの光を前記測定対象に導いて走査させる第1光学機構と、
前記測定対象を経由しないリファレンスアームに設けられ、前記光源からの光を参照鏡に導いて反射させる第2光学機構と、
前記測定対象にて反射した物体光と前記参照鏡にて反射した参照光とが重畳された干渉光を検出する光検出装置と、
前記負荷装置および各光学機構の駆動を制御し、それらの駆動に基づいて前記光検出装置から入力された光干渉信号を処理することにより、前記組織の粘弾性の断層分布を演算する制御演算部と、
前記組織の粘弾性を断層可視化する態様で表示する表示装置と、
を備え、
前記負荷装置が、前記測定対象の内部に設定された焦点に向けて超音波を出力することにより、前記組織に対して音響放射圧を負荷する非接触負荷装置であり、
前記制御演算部は、前記光検出装置から入力された光干渉信号に対して周波数解析を実行し、ドップラー周波数を用いて前記組織の変形速度を算出し、その変形速度に基づいて得られるひずみ情報と、前記負荷装置による音響放射圧情報とに基づいて前記組織の粘弾性を演算することを特徴とする粘弾性可視化装置。

【請求項2】
前記測定対象に向けて照射される光の軸が、前記測定対象における前記音響放射圧の焦点を通るように設定されることを特徴とする請求項1に記載の粘弾性可視化装置。

【請求項3】
前記制御演算部は、前記組織の変形によって生じる所定の力学特徴量、又は前記組織の変形に伴う所定の力学特徴量の変化を、測定対象の断層位置に対応づけて演算し、その演算結果に基づいて前記組織の粘弾性の断層分布を演算することを特徴とする請求項1または2に記載の粘弾性可視化装置。

【請求項4】
前記光学機構は、前記測定対象の表面側から光を照射し、
前記負荷装置は、前記測定対象の裏面側から超音波を出力することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の粘弾性可視化装置。

【請求項5】
前記測定対象として再生組織を収容するための透光性および音波透過性を有する容器を支持する支持台を備え、
前記支持台は、前記容器の裏面側を露出させるための孔を有することを特徴とする請求項4に記載の粘弾性可視化装置。

【請求項6】
前記制御演算部は、前記音響放射圧による加振力の位相と、前記ひずみの位相との位相差に基づき、前記組織の粘弾性を演算することを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の粘弾性可視化装置。

【請求項7】
測定対象の組織の粘弾性を断層可視化する粘弾性可視化方法であって、
前記組織に対して超音波の音響放射圧にて荷重を負荷する負荷工程と、
光コヒーレンストモグラフィーを用いることにより、前記荷重の負荷により変形する前記組織からの後方散乱光に基づく光干渉信号を取得する干渉信号取得工程と、
前記光干渉信号を処理し、前記組織の変形に伴う所定の力学特徴量の変化に基づいて前記組織の粘弾性の断層分布を演算する演算工程と、
前記組織の粘弾性を断層可視化する表示工程と、
を備え、
前記演算工程は、前記光干渉信号に対して周波数解析を実行し、ドップラー周波数を用いて前記組織の変形速度を算出し、その変形速度に基づいて得られるひずみ情報と、前記音響放射圧の情報とに基づいて前記組織の粘弾性を演算することを特徴とする粘弾性可視化方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019518761thum.jpg
出願権利状態 公開


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