JP2006175052A - Fluorescent image capturing apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To output a fluorescent correction image which accurately reflects tissue properties of a measurement site by reducing the influence of the distortion of a fluorescence spectrum due to the dispersion or the like. <P>SOLUTION: The excitation light L22 is applied to the measurement site 50 of a subject wherein a fluorescent diagnostic medicine is injected beforehand and the fluorescence L32 emitted from the fluorescent diagnostic medicine is captured by a CCD image pickup device 107 to acquire a fluorescent image. Also, an image having a same band of the fluorescence L32 is captured as a same-band reflection image of a fluorescence wavelength out of the reflection light L7 from the measurement site 50 irradiated with the illumination light Lw and the fluorescent correction image is generated from a divisional value of the fluorescent image and the same-band reflection image of the fluorescence wavelength. The image of the tissue properties is generated by allocating a hue H on the basis of a pixel value (the divisional value) of the fluorescent correction image and a composite image based on the above image is displayed on a monitor 162. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、励起光の照射により生体組織等の被測定部から発生した蛍光を測定し、被測定部に関する情報を表す画像を出力する蛍光画像撮像装置に関するものである。   The present invention relates to a fluorescence image capturing apparatus that measures fluorescence generated from a measurement target such as a living tissue by irradiation of excitation light and outputs an image representing information on the measurement target.

従来より、所定の波長帯域の励起光を生体被測定部に照射した場合に被測定部から発せられる蛍光(自家蛍光)が、正常組織と病変組織では強度・スペクトル形状が異なることを利用して、生体被測定部に所定波長の励起光を照射し、生体被測定部が発する自家蛍光を受光することにより病変組織の局在・浸潤範囲を蛍光演算画像として表示する技術が提案されている。   Conventionally, the fluorescence (autofluorescence) emitted from the measured part when the living body measured part is irradiated with the excitation light of the predetermined wavelength band is utilized using the fact that the intensity and spectrum shape are different between the normal tissue and the diseased tissue. There has been proposed a technique for displaying the localization / infiltration range of a diseased tissue as a fluorescence calculation image by irradiating a living body measurement portion with excitation light of a predetermined wavelength and receiving autofluorescence emitted from the living body measurement portion.

通常、生体に励起光を照射すると、図8に示すように、正常組織からは強い蛍光が発せられ、病変組織からは微弱な蛍光が発せられるため、蛍光強度を測定することにより、組織状態を判定できる。また、生体内に注入すると腫瘍中に蓄積される蛍光造影剤を用いて、所定波長の励起光を照射し蛍光造影剤から発せられる蛍光を測定することで、腫瘍部の位置や大きさ等を表示する薬剤蛍光によるイメージングを行なう蛍光画像撮像装置も知られている。   Normally, when the living body is irradiated with excitation light, as shown in FIG. 8, strong fluorescence is emitted from normal tissue and weak fluorescence is emitted from lesion tissue. Can be judged. In addition, using a fluorescent contrast agent that accumulates in the tumor when injected into a living body, the fluorescence emitted from the fluorescent contrast agent is measured by irradiating excitation light of a predetermined wavelength, so that the position and size of the tumor part can be determined. There is also known a fluorescence image capturing apparatus that performs imaging using fluorescence of a drug to be displayed.

この種の蛍光画像撮像装置は基本的に、励起光を生体被測定部に対して照射する励起光照射手段と、生体組織や蛍光造影剤が発する蛍光から蛍光画像を取得する蛍光像取得手段と、この蛍光像取得手段の出力を受けて蛍光演算画像を生成する蛍光演算画像生成手段と、この蛍光演算画像を表示する表示手段とからなるものであり、多くの場合、体腔内部に挿入される内視鏡や、コルポスコープあるいは手術用顕微鏡等に組み込まれた形に構成される。   This type of fluorescence imaging apparatus basically includes an excitation light irradiating means for irradiating a living body measurement portion with excitation light, and a fluorescence image acquiring means for acquiring a fluorescence image from fluorescence emitted from a living tissue or a fluorescent contrast agent. The fluorescence calculation image generation means for generating a fluorescence calculation image in response to the output of the fluorescence image acquisition means and the display means for displaying the fluorescence calculation image are often inserted into the body cavity. It is configured to be incorporated into an endoscope, a colposcope, a surgical microscope, or the like.

従来よりこれらの蛍光画像撮像装置については、観察者が生体被測定部からの蛍光に基づいて組織性状についての情報をより正確に取得する為に、様々な蛍光演算画像の生成方法が提案されている。   Conventionally, with respect to these fluorescence image capturing devices, various methods for generating fluorescence calculation images have been proposed in order for an observer to acquire information on tissue properties more accurately based on fluorescence from a living body measurement unit. Yes.

通常、励起光による蛍光の強度を画像として表示する場合、生体組織に凹凸があるため、生体組織に照射される励起光の強度は均一ではなく、また正常な生体組織から発せられる蛍光強度は、励起光照度にほぼ比例するが、励起光照度は距離の2乗に反比例して低下する。そのため特に自家蛍光を測定する際には、光源から遠くにある正常組織からよりも近くにある病変組織からの方が、強い蛍光を受光する場合があり、励起光による蛍光の強度の情報だけでは生体組織の組織性状を正確に識別することができない。   Usually, when displaying the intensity of fluorescence by excitation light as an image, because the living tissue has irregularities, the intensity of excitation light irradiated to the living tissue is not uniform, and the fluorescence intensity emitted from normal living tissue is Although substantially proportional to the excitation light illuminance, the excitation light illuminance decreases in inverse proportion to the square of the distance. For this reason, especially when measuring autofluorescence, there is a case where strong fluorescence is received from a lesion tissue that is closer than a normal tissue far from the light source. The tissue properties of living tissue cannot be accurately identified.

発明者らは、このような不具合を低減するために、異なる波長帯域(480nm付近の狭帯域と430nm近傍から730nm近傍の広帯域)から取得した2種類の蛍光強度の比率を除算により求め、その除算値に基づく蛍光演算画像を表示する方法、すなわち、生体の組織性状を反映した蛍光スペクトルの形状の違いに基づいた蛍光演算画像生成方法や、種々の生体組織に対して一様な吸収を受ける近赤外光を含む照明光を参照光として生体組織に照射し、この参照光の照射を受けた生体組織によって反射された反射光の強度を検出して、蛍光強度との比率を除算により求め、その除算値に基づく蛍光演算画像を生成する方法、すなわち、蛍光収率を反映した値を求めて蛍光演算画像を生成する方法などを提案している。   In order to reduce such inconveniences, the inventors obtain a ratio of two types of fluorescence intensities obtained from different wavelength bands (a narrow band near 480 nm and a wide band near 430 nm to 730 nm) by division, and the division A method for displaying a fluorescence calculation image based on a value, that is, a method for generating a fluorescence calculation image based on a difference in the shape of a fluorescence spectrum reflecting the tissue properties of a living body, or a method for receiving uniform absorption for various living tissues. Illuminating the living tissue as a reference light with illumination light including infrared light, detecting the intensity of the reflected light reflected by the biological tissue that has been irradiated with this reference light, and determining the ratio with the fluorescence intensity by dividing, A method for generating a fluorescence calculation image based on the division value, that is, a method for generating a fluorescence calculation image by obtaining a value reflecting the fluorescence yield has been proposed.

また、異なる波長帯域の蛍光強度の除算値または蛍光強度と参照光の照射による反射光の強度の除算値に色の情報を割り当て、その色の違いにより生体組織の病変状態を画像として示す方法や、さらに、その色の違いにより生体組織の病変状態を示す色画像と参照光の照射による反射光の強度に輝度の情報を割り当てることにより得られた輝度画像とを合成することにより、生体組織の形状も画像に反映させた凹凸感のある蛍光演算画像を生成する方法なども提案している(特許文献1参照)。   In addition, color information is assigned to a division value of fluorescence intensity in different wavelength bands or a division value of reflected light intensity by irradiation of fluorescence intensity and reference light, and a lesion state of a living tissue is displayed as an image by the difference in color. Furthermore, by synthesizing the color image indicating the lesion state of the biological tissue due to the difference in color and the luminance image obtained by assigning luminance information to the intensity of the reflected light by irradiation of the reference light, A method of generating a fluorescence calculation image with a sense of unevenness in which the shape is reflected in the image has also been proposed (see Patent Document 1).

また蛍光収率を反映した値に基いて蛍光演算画像を生成する場合に、励起光の照射強度分布と参照光の照射強度分布を求め、参照光の照射強度分布が励起光の照射強度分布であった場合に得られたであろう励起光対応参照光反射画像を取得し、反射画像の測定精度を高め、より正確な蛍光演算画像を取得することも提案している(特許文献2参照)。   In addition, when generating a fluorescence calculation image based on a value reflecting the fluorescence yield, the excitation light irradiation intensity distribution and the reference light irradiation intensity distribution are obtained, and the reference light irradiation intensity distribution is the excitation light irradiation intensity distribution. It has also been proposed to acquire an excitation light-corresponding reference light reflection image that would have been obtained if there was, improve the measurement accuracy of the reflection image, and acquire a more accurate fluorescence calculation image (see Patent Document 2). .

一方他の蛍光演算画像生成手法として、特許文献3では、赤色光または赤外光と、励起光として青色光を生体組織に照射し、赤色光または赤外光の反射像、青色光の反射像、励起光が照射された生体組織の蛍光像を撮像し、表示装置に対し赤色光の反射画像信号を表示装置の赤色信号チャンネルへ、青色光の反射画像信号を青色信号チャンネルへ、蛍光画像信号を緑色信号チャンネルへ入力し擬似カラー画像を表示する内視鏡装置が記載されている。この構成により、生体表面での吸収率が少なく生体表面での照度分布を正確に反映した赤色光反射画像を赤色で、蛍光画像を緑色として画像合成することで、生体面で励起光に照度分布があった場合においても生体の組織性状に応じた蛍光画像を取得することができる。   On the other hand, as another fluorescence calculation image generation method, in Patent Document 3, red light or infrared light and blue light as excitation light are irradiated to a living tissue, and a reflected image of red light or infrared light, or a reflected image of blue light. The fluorescent image of the living tissue irradiated with the excitation light is captured, and the reflected image signal of red light is sent to the red signal channel of the display device, the reflected image signal of blue light is sent to the blue signal channel, and the fluorescent image signal Is input to the green signal channel to display a pseudo color image. With this configuration, the red light reflection image that reflects the illuminance distribution on the living body surface with a low absorptance on the living body surface is displayed in red, and the fluorescence image is displayed in green. Even when there is a fluorescence image, it is possible to obtain a fluorescent image corresponding to the tissue properties of the living body.

また生体表面に炎症部や血液の集中した部分が存在すると、緑色帯域の蛍光や青色帯域の励起光が吸収されてしまうが、励起光である青色光の反射画像を蛍光画像、及び赤色光反射画像と合成して表示する為、蛍光が吸収される炎症部や血液の領域があっても、青色の濃度として表示画像に反映される為、病変部と明確に区別して表示することが記載されている。   In addition, if there is an inflamed part or a blood-concentrated part on the surface of the living body, the fluorescence in the green band and the excitation light in the blue band are absorbed, but the reflected image of the blue light that is the excitation light is reflected in the fluorescence image and the red light. Since it is displayed in combination with the image, even if there is an inflamed part or blood region where the fluorescence is absorbed, it is reflected in the display image as a blue density, so it is clearly displayed separately from the lesioned part. ing.

同じく特許文献4では、RGBチャンネルのBチャンネルに反射光の長波長側(ヘモグロビンの光の非吸収帯を含む波長帯域)の画像信号、Gチャンネルに蛍光画像の画像信号、Rチャンネルに反射光の短波長側(ヘモグロビンの光の吸収帯を含む波長帯域)の画像信号を割り当て、1つの画像として合成して合成画像を生成すると共に、前記合成画像上に表示される正常組織と病変組織との色相の境界が、CIE 1976 UCS色度図に対して所定の範囲に含まれるように、入力される3つの画像信号のゲインを調整することが記載されている。   Similarly, in Patent Document 4, an image signal on the long wavelength side of reflected light (wavelength band including a non-absorption band of hemoglobin light) is applied to the B channel of the RGB channel, an image signal of a fluorescent image is transmitted to the G channel, and reflected light is transmitted to the R channel. An image signal on the short wavelength side (wavelength band including the absorption band of hemoglobin light) is assigned to generate a composite image by synthesizing as one image, and between the normal tissue and the diseased tissue displayed on the composite image It is described that the gains of three input image signals are adjusted so that a hue boundary is included in a predetermined range with respect to the CIE 1976 UCS chromaticity diagram.

また特許文献5では、生体表面の凹凸による励起光照度分布、及び血液による蛍光の吸収による蛍光強度の低下を補正する為、赤色光の反射画像と青色光の反射画像を取得し、各画素毎に両者の強度比をとり、蛍光収率を反映した蛍光収率画像に対し前記強度比に基づいて補正することが記載されている。   In Patent Document 5, in order to correct the excitation light illuminance distribution due to the unevenness on the surface of the living body and the decrease in fluorescence intensity due to the absorption of fluorescence by blood, a reflected image of red light and a reflected image of blue light are acquired for each pixel. It is described that the intensity ratio between the two is taken and the fluorescence yield image reflecting the fluorescence yield is corrected based on the intensity ratio.

さらに、非特許文献1には、生体から発せられる蛍光のスペクトルを1点毎に取得して検証した結果、測定生体から発せられる蛍光は波長帯域によって生体内で吸収、散乱の程度が異なることが報告されている。また、被検体表面の凹凸のため、生体表面への励起光の入射角度に分布が生じ吸収や散乱の程度が変わったり、さらに、測定系と被検体の距離によって得られる蛍光強度が変わるため、検出器で取得する蛍光スペクトルは、これらの影響で、本来生体が発している蛍光スペクトルからは歪んだものとなってしまう。   Furthermore, in Non-Patent Document 1, as a result of obtaining and verifying the spectrum of fluorescence emitted from a living body for each point, the degree of absorption and scattering of fluorescence emitted from a measured living body varies depending on the wavelength band. It has been reported. In addition, due to the unevenness of the surface of the subject, the distribution of the incident angle of the excitation light on the surface of the living body changes the degree of absorption and scattering, and furthermore, the fluorescence intensity obtained changes depending on the distance between the measurement system and the subject, Due to these effects, the fluorescence spectrum acquired by the detector is distorted from the fluorescence spectrum originally emitted from the living body.

このため、非特許文献1では、生体表面での反射スペクトルを測定し、該反射スペクトルを用いて蛍光スペクトルの歪みを補正している。
特開2002-172082号公報 特開2003-528号公報 特開2002-301009号公報 特開2004-24611号公報 特表2002-535025号公報 O plus E Vol.20,No.7 p836〜840 (1998/7)
For this reason, in Non-Patent Document 1, a reflection spectrum on the surface of a living body is measured, and distortion of the fluorescence spectrum is corrected using the reflection spectrum.
JP 2002-172082 A JP2003-528 JP 2002-301009 A JP 2004-24611 A Special Table 2002-535025 Publication O plus E Vol.20, No.7 p836-840 (1998/7)

しかしながら、上記特許文献1〜5を含め従来の蛍光画像撮像装置では、上記のような生体内での蛍光の吸収、散乱の波長依存性による蛍光スペクトルの歪みについては考慮されておらず、特定波長の蛍光の強度に基づいて組織性状を反映した蛍光演算画像を生成する際に、本来の組織性状を正確に反映した画像とならない可能性が生じる。   However, conventional fluorescent imaging devices including the above-mentioned Patent Documents 1 to 5 do not take into account the fluorescence spectrum distortion due to the wavelength dependency of fluorescence absorption and scattering in the living body as described above, and the specific wavelength. When generating a fluorescence calculation image that reflects the tissue properties based on the intensity of the fluorescence, there is a possibility that the image does not accurately reflect the original tissue properties.

また、非特許文献1では、生体表面での反射スペクトルを測定し蛍光スペクトルを補正することが記載されているが、生体からの蛍光の測定はポイントスペクトルで取得しており、蛍光演算画像を生成する為の具体的な構造については記載されていない。   Non-Patent Document 1 describes that the reflection spectrum on the surface of the living body is measured and the fluorescence spectrum is corrected. However, the fluorescence measurement from the living body is acquired using the point spectrum, and a fluorescence calculation image is generated. No specific structure for doing this is described.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で、上述した蛍光画像を取得する際に生じる、被測定部内での蛍光の散乱等による蛍光スペクトルの歪みの影響を低減し、被測定部の組織性状をより正確に反映した蛍光補正画像を出力することができる蛍光画像撮像装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and reduces the influence of the distortion of the fluorescence spectrum caused by the scattering of the fluorescence in the measured portion, which occurs when acquiring the above-described fluorescence image with a simple configuration, It is an object of the present invention to provide a fluorescence image capturing apparatus that can output a fluorescence correction image that more accurately reflects the tissue properties of a measured part.

本発明の第1の蛍光画像撮像装置は、励起光を被測定部に照射することにより前記被測定部から発生する蛍光のうち、所定の波長帯域の蛍光の強度に基づく蛍光画像を撮像する蛍光像撮像手段と、前記所定の波長帯域を含む参照光を照射することにより前記被測定部から反射される反射光のうち、前記所定の波長帯域の反射光の強度に基づく反射画像を撮像する反射画像撮像手段と、前記蛍光画像及び前記反射画像に基づいて演算を行い、波長に依存する前記所定の波長帯域の蛍光の強度を補正した蛍光補正画像を出力する蛍光補正画像生成手段とを備えたことを特徴とするものである。   The first fluorescence image capturing apparatus of the present invention captures a fluorescence image based on the intensity of fluorescence in a predetermined wavelength band among the fluorescence generated from the measured portion by irradiating the measured portion with excitation light. Reflection that captures a reflected image based on the intensity of the reflected light in the predetermined wavelength band out of the reflected light reflected from the measured part by irradiating the image pickup means and the reference light including the predetermined wavelength band Image capturing means, and fluorescence correction image generation means for performing calculation based on the fluorescence image and the reflection image and outputting a fluorescence correction image in which the intensity of fluorescence in the predetermined wavelength band depending on the wavelength is corrected are provided. It is characterized by this.

なお、ここで「所定の波長帯域を含む参照光」とは、所定の波長帯域と同じ波長帯域の参照光であってもよいし、また所定の波長帯域よりも広い波長帯域の参照光であってもよく、すなわち所定の波長帯域を全て含む波長帯域の参照光であればよい。なお、所定の波長帯域を全て含む波長帯域とは、完全に全ての所定の波長帯域を含む必要はなく、実質的に全ての所定の波長帯域を含む波長帯域であればよい。   Here, “reference light including a predetermined wavelength band” may be reference light having the same wavelength band as the predetermined wavelength band, or may be reference light having a wavelength band wider than the predetermined wavelength band. That is, any reference light having a wavelength band including all the predetermined wavelength bands may be used. Note that the wavelength band including all the predetermined wavelength bands does not necessarily include all the predetermined wavelength bands, and may be any wavelength band including substantially all the predetermined wavelength bands.

また、上記第1の蛍光画像撮像装置においては、前記蛍光補正画像に色情報を割り当て、前記被測定部の組織性状を表す組織性状画像を生成する組織性状画像生成手段をさらに備えたものとすることができる。   The first fluorescence imaging apparatus may further include a tissue property image generating unit that assigns color information to the fluorescence correction image and generates a tissue property image representing the tissue property of the measured part. be able to.

また、上記第1の蛍光画像撮像装置においては、前記反射画像に輝度情報を割り当て、前記被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段をさらに備えたものとすることができる。   The first fluorescence imaging apparatus may further include tissue shape image generation means for assigning luminance information to the reflected image and generating a tissue shape image representing the tissue shape of the measurement target. Can do.

また、上記第1の蛍光画像撮像装置においては、前記反射画像に輝度情報を割り当て、前記被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段と、前記組織性状画像と前記組織形状画像とを合成して合成画像を生成する合成画像生成手段とをさらに備えたものとすることができる。   Further, in the first fluorescence image capturing device, a tissue shape image generating unit that assigns luminance information to the reflected image and generates a tissue shape image representing a tissue shape of the measurement target portion, the tissue property image, and the The image processing apparatus may further include a composite image generation unit that generates a composite image by combining the tissue shape image.

また、前記蛍光補正画像生成手段による前記蛍光画像と前記反射画像に基づく演算を、前記蛍光画像と前記反射画像の除算とすることができる。   Further, the calculation based on the fluorescence image and the reflection image by the fluorescence correction image generation means can be a division of the fluorescence image and the reflection image.

本発明の第2の蛍光画像撮像装置は、励起光を被測定部に照射することにより前記被測定部から発生する蛍光のうち、第1の波長帯域の蛍光の強度に基づく第1の蛍光画像を撮像する第1蛍光像撮像手段と、前記第1の波長帯域を含む第1の参照光を照射することにより前記被測定部から反射される反射光のうち、前記第1の波長帯域の反射光の強度に基づく第1の反射画像を撮像する第1反射画像撮像手段と、前記被測定部から発生する前記蛍光のうち前記第1の波長帯域と異なる第2の波長帯域の蛍光の強度に基づく第2の蛍光画像を撮像する第2蛍光像撮像手段と、前記第2の波長帯域を含む第2の参照光を照射することにより前記被測定部から反射される反射光のうち、前記第2の波長帯域の反射光の強度に基づく第2の反射画像を撮像する第2反射画像撮像手段と、前記第1の蛍光画像及び前記第1の反射画像に基づいて演算を行い、波長に依存する第1の波長帯域の蛍光の強度を補正した第1の蛍光補正画像を出力する第1蛍光補正画像生成手段と、前記第2の蛍光画像及び前記第2の反射画像に基づいて演算を行い、波長に依存する第2の波長帯域の蛍光の強度を補正した第2の蛍光補正画像を出力する第2蛍光補正画像生成手段と、前記第1の蛍光補正画像と前記第2の蛍光補正画像とに基づいて演算を行い蛍光演算画像を生成する蛍光演算画像生成手段とを備えたことを特徴とするものである。   The second fluorescence image capturing apparatus of the present invention is a first fluorescence image based on the intensity of fluorescence in the first wavelength band among the fluorescence generated from the measured portion by irradiating the measured portion with excitation light. Of the first wavelength band out of the reflected light reflected from the measured portion by irradiating the first reference light including the first wavelength band and the first reference light including the first wavelength band. A first reflected image capturing means for capturing a first reflected image based on the light intensity; and a fluorescence intensity in a second wavelength band different from the first wavelength band among the fluorescence generated from the measured part. A second fluorescent image capturing means for capturing a second fluorescent image based on the reflected light reflected from the measured part by irradiating the second reference light including the second wavelength band; The second reflection image is captured based on the intensity of the reflected light in the second wavelength band. A first reflection correction image obtained by performing calculation based on the two reflection image capturing means, the first fluorescence image and the first reflection image, and correcting the intensity of the fluorescence in the first wavelength band depending on the wavelength; The second fluorescence correction image generating means for outputting, the second fluorescence image and the second reflection image are calculated based on the second fluorescence image, and the second fluorescence band is corrected in intensity in the second wavelength band depending on the wavelength. Second fluorescence correction image generation means for outputting a fluorescence correction image; and fluorescence calculation image generation means for generating a fluorescence calculation image by performing calculation based on the first fluorescence correction image and the second fluorescence correction image. It is characterized by having.

ここで「第1の波長帯域と異なる第2の波長帯域」とは、第2の波長帯域が第1の波長帯域と完全に一致しない波長であれば良く、第2の波長帯域が第1の波長帯域と重複する帯域が無い場合に加え、第2波長帯域が第1の波長帯域と一部重複する帯域があっても良く、また、第2の波長帯域が第1の波長帯域を含む広帯域なものであっても良い。   Here, the “second wavelength band different from the first wavelength band” may be any wavelength that does not completely match the first wavelength band, and the second wavelength band is the first wavelength band. In addition to the case where there is no band overlapping with the wavelength band, there may be a band where the second wavelength band partially overlaps with the first wavelength band, and the second wavelength band is a wide band including the first wavelength band. It may be anything.

上記第2の蛍光画像撮像装置においては、前記蛍光演算画像に色情報を割り当て、前記被測定部の組織性状を表す組織性状画像を生成する組織性状画像生成手段をさらに備えるものとすることができる。 The second fluorescence image capturing apparatus may further include a tissue property image generating unit that assigns color information to the fluorescence calculation image and generates a tissue property image representing the tissue property of the measured part. .

上記第2の蛍光画像撮像装置においては、前記第1または第2の蛍光補正画像に輝度情報を割り当て、前記被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段をさらに備えるものとすることができる。   The second fluorescence image capturing apparatus further includes tissue shape image generation means for assigning luminance information to the first or second fluorescence correction image and generating a tissue shape image representing the tissue shape of the measured part. Can be.

上記第2の蛍光画像撮像装置においては、前記第1または第2の反射画像に輝度情報を割り当て、前記被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段と、前記組織性状画像と前記組織形状画像とを合成して合成画像を生成する合成画像生成手段とをさらに備えたものとすることができる。   In the second fluorescence image capturing apparatus, a tissue shape image generating unit that assigns luminance information to the first or second reflected image and generates a tissue shape image representing a tissue shape of the measurement target part, and the tissue The image processing apparatus may further include a composite image generating unit that generates a composite image by combining the property image and the tissue shape image.

また、前記第1蛍光補正画像生成手段による、前記第1の蛍光画像と前記第1の反射画像に基づく演算を、前記第1の蛍光画像と前記第1の反射画像の除算とし、前記第2蛍光補正画像生成手段による前記第2の蛍光画像と前記第2の反射画像に基づく演算を、前記第2の蛍光画像と前記第2の反射画像の除算とすることができる。   Further, the calculation based on the first fluorescence image and the first reflection image by the first fluorescence correction image generation means is a division of the first fluorescence image and the first reflection image, and the second The calculation based on the second fluorescence image and the second reflection image by the fluorescence correction image generation means can be a division of the second fluorescence image and the second reflection image.

前記蛍光演算画像生成手段を、前記第1の蛍光補正画像を前記第2の蛍光補正画像で除算して規格化された蛍光演算画像を生成するものとすることができる。   The fluorescence calculation image generation unit may generate a normalized fluorescence calculation image by dividing the first fluorescence correction image by the second fluorescence correction image.

また、前記蛍光画像撮像装置を、生体の空孔を通して生体内部に挿入される内視鏡の形態とすることができる。   In addition, the fluorescence imaging apparatus can be in the form of an endoscope that is inserted into the living body through a hole in the living body.

本発明の第1の蛍光画像撮像装置によれば、励起光を生体組織などの被測定部に照射することで被測定部より発せられる蛍光のうち所定の波長帯域の蛍光の強度に基づく蛍光画像を撮像し、該所定の波長帯域と同帯域の波長帯域を含む参照光を生体に照射し得られる被測定部からの反射光のうち前記蛍光画像と同帯域の波長帯域の反射光画像を撮像する。   According to the first fluorescence image capturing apparatus of the present invention, a fluorescence image based on the intensity of fluorescence in a predetermined wavelength band among the fluorescence emitted from the measurement target unit by irradiating the measurement target unit such as biological tissue with excitation light. The reflected light image in the wavelength band in the same band as the fluorescent image is reflected out of the reflected light from the measured part obtained by irradiating the living body with the reference light including the same wavelength band as the predetermined wavelength band. To do.

撮像した蛍光画像は、生体内での蛍光の吸収や散乱あるいは被測定部と測定系との距離差等に起因する蛍光スペクトルの歪みの影響を受けている可能性がある。一方、反射光画像の波長帯域が、蛍光画像の波長帯域と同帯域であるため、蛍光スペクトルに歪みが生じている場合には、反射光スペクトルにも同様の傾向の歪が生じていることとなる。すなわち、蛍光画像がスペクトルの歪みの影響を受けている場合には、蛍光画像と同波長帯域の反射光画像も同様の蛍光のスペクトルの歪の影響を受けていると言える。   The captured fluorescent image may be affected by fluorescence spectrum distortion caused by absorption or scattering of fluorescence in a living body or a difference in distance between a measured part and a measurement system. On the other hand, since the wavelength band of the reflected light image is the same band as the wavelength band of the fluorescent image, when the fluorescence spectrum is distorted, the reflected light spectrum is also distorted in the same tendency. Become. That is, when the fluorescent image is affected by spectral distortion, it can be said that the reflected light image in the same wavelength band as the fluorescent image is also affected by the same fluorescent spectral distortion.

従って、蛍光画像と、該蛍光画像と同波長帯域の反射光画像に基づき補正演算を行い蛍光補正画像を生成すれば、この帯域の波長の光の吸収や散乱等を反映した反射率を加味した蛍光補正画像、すなわち蛍光スペクトルの歪みの影響を低減した蛍光補正画像を得ることができ、生体の組織性状をより正確に反映した蛍光補正画像を得ることができる。   Therefore, if a correction calculation is performed based on a fluorescent image and a reflected light image in the same wavelength band as that of the fluorescent image to generate a fluorescent corrected image, the reflectance reflecting the absorption or scattering of light in the wavelength of this band is added. A fluorescence correction image, that is, a fluorescence correction image in which the influence of distortion of the fluorescence spectrum is reduced can be obtained, and a fluorescence correction image that more accurately reflects the tissue properties of a living body can be obtained.

また、蛍光補正画像に色情報を割り当て、被測定部の組織性状を表す組織性状画像を生成することにより、生体内での蛍光の散乱等によるスペクトルの歪みを補正した生体の組織性状画像を生成することができる。これにより生体の組織性状をより正確に反映した組織性状画像に基いた画像を表示可能となり、観察者がより正確に診断することが可能となる。   In addition, by assigning color information to the fluorescence correction image and generating a tissue property image that represents the tissue property of the part to be measured, a tissue property image of the living body corrected for spectrum distortion due to fluorescence scattering in the living body is generated. can do. As a result, an image based on the tissue property image that more accurately reflects the tissue property of the living body can be displayed, and the observer can diagnose more accurately.

また、反射画像に輝度情報を割り当て、被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成し、蛍光補正画像と合成するようにしたことで、1枚の合成画像上に被測定部から取得した蛍光画像を補正した蛍光補正画像と被測定部の組織形状に関する情報とを表示することができ、生体内部での吸収、散乱等によるスペクトルの歪みが補正された画像を観察者に違和感を与えることなく表示することができる。   Also, brightness information is assigned to the reflected image, and a tissue shape image representing the tissue shape of the measured part is generated and synthesized with the fluorescence correction image, so that the acquired image is obtained from the measured part on one composite image. The fluorescence corrected image obtained by correcting the fluorescence image and information related to the tissue shape of the measured part can be displayed, and the image in which the distortion of the spectrum due to absorption and scattering inside the living body is corrected is given to the observer. Can be displayed.

また、蛍光補正画像に色情報を割り当て、被測定部の組織性状を表す組織性状画像を生成し、反射画像に輝度情報を割り当て、被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成し、組織性状画像と組織形状画像とを合成した合成画像を生成するようにしたので、この合成画像を表示することにより、観察者は、生体内部での吸収、散乱等によるスペクトルの歪みが補正された蛍光補正画像から生成された組織性状画像に基づいてより正確な組織性状に関する情報を取得できる。また、1枚の合成画像上に被測定部から発せられた蛍光に関する情報(組織性状に関する情報)と被測定部の組織形状に関する情報とを表示することができ、観察者に違和感を与えることがない。   In addition, color information is assigned to the fluorescence correction image, a tissue property image representing the tissue property of the measured part is generated, luminance information is assigned to the reflected image, and a tissue shape image representing the tissue shape of the measured part is generated. Since a composite image is generated by synthesizing the property image and the tissue shape image, by displaying this composite image, the observer can detect the fluorescence whose spectral distortion due to absorption and scattering inside the living body is corrected. Based on the tissue property image generated from the corrected image, more accurate information on the tissue property can be acquired. In addition, information on fluorescence (information on tissue properties) emitted from the measurement target and information on the tissue shape of the measurement target can be displayed on a single composite image, which can give the viewer a sense of discomfort. Absent.

なお、反射画像の波長帯域と蛍光画像の波長帯域が同じであるため、蛍光画像を撮像する際に用いる波長帯域設定手段、例えば帯域フィルタ等を用いて、反射画像を撮像することができ、装置構成を簡易化することができる。   In addition, since the wavelength band of the reflected image and the wavelength band of the fluorescent image are the same, the reflected image can be captured using a wavelength band setting unit used when capturing the fluorescent image, for example, a band filter, etc. The configuration can be simplified.

さらに、上記演算として、蛍光画像と反射画像の光強度の除算を行なうことで、簡素な演算処理で、スペクトルの歪みの影響を相殺することができ、比較的正確な補正を行なうことができる。   Further, by dividing the light intensity of the fluorescent image and the reflected image as the above calculation, the influence of the spectrum distortion can be canceled out by a simple calculation process, and a relatively accurate correction can be performed.

本発明の第2の蛍光画像撮像装置によれば、励起光を被測定部に照射することにより前記被測定部から発生する蛍光のうち第1の波長帯域の蛍光の強度に基づく第1の蛍光画像を撮像し、前記第1の波長帯域を含む第1の参照光を照射することにより前記被測定部から反射される反射光のうち、前記第1の波長帯域の反射光の強度に基づく第1の反射画像を撮像し、前記被測定部から発生する蛍光のうち第1の波長帯域と異なる第2の波長帯域の蛍光の強度に基づく第2の蛍光画像を撮像し、前記第2の波長帯域を含む第2の参照光を照射することにより前記被測定部から反射される反射光のうち、前記第2の波長帯域の反射光の強度に基づく第2の反射画像を撮像し、前記第1の蛍光画像及び前記第1の反射画像に基づいて演算を行い、波長に依存する第1の波長帯域の蛍光の強度を補正した第1の蛍光補正画像を出力し、前記第2の蛍光画像及び前記第2の反射画像に基づいて演算を行い、波長に依存する第2の波長帯域の蛍光の強度を補正した第2の蛍光補正画像を出力する。   According to the second fluorescence imaging apparatus of the present invention, the first fluorescence based on the intensity of the fluorescence in the first wavelength band among the fluorescence generated from the measurement target unit by irradiating the measurement target unit with excitation light. An image based on the intensity of the reflected light in the first wavelength band among the reflected light reflected from the measured part by irradiating the first reference light including the first wavelength band by capturing an image. 1 is captured, and a second fluorescence image based on the intensity of fluorescence in a second wavelength band different from the first wavelength band among the fluorescence generated from the measurement target is captured, and the second wavelength is captured. Taking a second reflected image based on the intensity of the reflected light in the second wavelength band out of the reflected light reflected from the measured part by irradiating the second reference light including the band, the first Calculating based on 1 fluorescence image and 1st reflection image, depending on wavelength Output a first fluorescence corrected image in which the intensity of fluorescence in the first wavelength band is corrected, perform a calculation based on the second fluorescence image and the second reflected image, and perform a second depending on the wavelength. A second fluorescence correction image in which the intensity of fluorescence in the wavelength band is corrected is output.

第1の蛍光補正画像も第2の蛍光補正画像も、蛍光スペクトルの歪みの影響が低減されている。このため、これら第1の蛍光補正画像と第2の蛍光補正画像に基づいて、生体の組織性状を反映した蛍光スペクトルの形状の違いに基づいた蛍光演算画像を生成する場合に、生体内での吸収や散乱等による蛍光スペクトルの歪みの影響が低減された蛍光演算画像、すなわちより正確に生体の組織性状を反映した蛍光演算画像を生成することができる。また、この蛍光演算画像に基づいた画像を表示することで、診断の信頼性を向上させることができる。   In both the first fluorescence correction image and the second fluorescence correction image, the influence of the distortion of the fluorescence spectrum is reduced. Therefore, when generating a fluorescence calculation image based on the difference in the shape of the fluorescence spectrum reflecting the tissue properties of the living body based on the first fluorescence correction image and the second fluorescence correction image, It is possible to generate a fluorescence calculation image in which the influence of distortion of the fluorescence spectrum due to absorption or scattering is reduced, that is, a fluorescence calculation image that more accurately reflects the tissue properties of a living body. Moreover, the reliability of diagnosis can be improved by displaying an image based on this fluorescence calculation image.

また、こうして得られた蛍光演算画像に色情報を割り当て、被測定部の組織性状を表す組織性状画像を生成することにより、生体内での蛍光の吸収や散乱等によるスペクトル形状の歪みの影響を低減した生体の組織性状を表す画像、すなわち、より正確に生体の組織性状を反映した組織性状画像を生成することができる。またこの組織性状画像を表示することにより、観察者は正確に診断することが可能となる。   In addition, by assigning color information to the fluorescence calculation image obtained in this way and generating a tissue property image representing the tissue property of the measured part, the influence of the distortion of the spectrum shape due to the absorption and scattering of fluorescence in the living body can be reduced. It is possible to generate an image representing the reduced tissue properties of the living body, that is, a tissue property image that more accurately reflects the tissue properties of the living body. Further, by displaying this tissue property image, the observer can accurately diagnose.

また、反射画像に輝度情報を割り当て、被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成し、蛍光演算画像と合成するようにしたので、1枚の合成画像上に、生体の組織性状を反映した蛍光スペクトルの形状の違いに基づいた蛍光演算画像と被測定部の組織形状に関する情報とを表示することができ、生体内部での吸収、散乱等によるスペクトルの歪みの影響が低減された蛍光演算画像を観察者に違和感を与えることなく表示することができる。   In addition, brightness information is assigned to the reflection image, and a tissue shape image representing the tissue shape of the measured part is generated and combined with the fluorescence calculation image, so that the tissue properties of the living body are reflected on one composite image. The fluorescence calculation image based on the difference in the shape of the fluorescence spectrum and the information on the tissue shape of the measured part can be displayed, and the fluorescence calculation with reduced influence of spectrum distortion due to absorption and scattering inside the living body An image can be displayed without giving an uncomfortable feeling to the observer.

また、蛍光演算画像に色情報を割り当て、被測定部の組織性状を表す組織性状画像を生成し、反射画像に輝度情報を割り当て、被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成し、組織性状画像と組織形状画像とを合成した合成画像を生成するようにしたので、本来生体から発せられる蛍光に、より忠実な蛍光像に基づいてより正確な組織性状に関する情報を取得できるとともに、1枚の合成画像上に被測定部から発せられた蛍光に関する情報(組織性状に関する情報)と被測定部の組織形状に関する情報とを表示することができ、観察者に違和感を与えることがない。   Further, color information is assigned to the fluorescence calculation image, a tissue property image representing the tissue property of the measured part is generated, luminance information is assigned to the reflected image, and a tissue shape image representing the tissue shape of the measured part is generated, Since a composite image obtained by synthesizing the property image and the tissue shape image is generated, more accurate information on the tissue property can be obtained based on the fluorescence image more faithful to the fluorescence emitted from the living body. The information related to the fluorescence emitted from the part to be measured (information related to the tissue property) and the information related to the tissue shape of the part to be measured can be displayed on the combined image, and the observer does not feel uncomfortable.

なお、第1の反射画像の波長帯域と第1の蛍光画像の波長帯域が同じであり、第2の反射画像の波長帯域と第2の蛍光画像の波長帯域が同じであるため、蛍光画像を撮像する際に用いる波長帯域設定手段、例えば帯域フィルタ等を用いて、反射画像を撮像することができ、装置構成を簡易化することができる。   Note that the wavelength band of the first reflected image and the wavelength band of the first fluorescent image are the same, and the wavelength band of the second reflected image and the wavelength band of the second fluorescent image are the same. A reflected image can be picked up using a wavelength band setting means, for example, a bandpass filter, used when taking an image, and the apparatus configuration can be simplified.

さらに、上記演算として、第1の蛍光画像と第1の反射画像の光強度の除算およびを第2の蛍光画像と第2の反射画像の光強度の除算行なうことで、簡素な演算で、スペクトルの歪みを相殺することができ、比較的正確な補正を行なうことができる。   Further, as the above calculation, by dividing the light intensity of the first fluorescent image and the first reflected image and by dividing the light intensity of the second fluorescent image and the second reflected image, the spectrum can be calculated by a simple calculation. Distortion can be canceled out, and relatively accurate correction can be performed.

さらに、蛍光画像撮像装置が生体の空孔を通して生体内に挿入される内視鏡の形態とすることで、生体内の臓器における組織性状についてより正確な情報が得ることができる。   Furthermore, when the fluorescence imaging apparatus is in the form of an endoscope that is inserted into the living body through a hole in the living body, more accurate information can be obtained regarding the tissue properties of the organ in the living body.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図1は本発明による蛍光画像撮像装置を適用した第1の実施形態の蛍光内視鏡装置の概略構成図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fluorescence endoscope apparatus according to a first embodiment to which a fluorescence imaging apparatus according to the present invention is applied.

本実施の形態による蛍光内視鏡装置は、予め被検体に病変部に選択的に集積する蛍光診断薬剤を注入し、この蛍光診断薬剤の励起波長を含む励起光を被検体に照射し、被検体内の蛍光診断薬剤から発せられる蛍光(薬剤蛍光)を撮像するものである。第1の実施形態の蛍光内視鏡装置は、青色光領域から近赤外光領域に渡る照明光Lw(Lr、Lg、Lb、Lir)の照射により被測定部から反射された反射光をCCD撮像素子107により通常画像として撮像してモニタ161に表示し、一方、励起光の照射により被測定部から発せられた蛍光に基づいた蛍光画像をCCD撮像素子107により撮像し、また、蛍光と同帯域の波長を有する参照光として上記照明光Lwに含まれる近赤外光であるIR光Lirを利用し、そのIR光Lirの照射により被測定部50から反射された反射光L7を蛍光波長同帯域反射画像として撮像し、蛍光画像と蛍光波長同帯域反射画像の除算値に基づいて蛍光補正画像を算出し、その蛍光補正画像の画素値に基づいて色相Hを割り当てて組織性状画像を生成し、また、蛍光波長同帯域反射画像の画素値に基づいて彩度Sおよび明度Vを割り当てて組織形状画像を生成し、上記組織性状画像および上記組織形状画像に基づいた合成画像をモニタ162に表示するものである。   The fluorescence endoscope apparatus according to the present embodiment injects a fluorescent diagnostic agent that is selectively accumulated in a lesion in advance in a subject, irradiates the subject with excitation light including the excitation wavelength of the fluorescent diagnostic agent, and The fluorescence (drug fluorescence) emitted from the fluorescent diagnostic drug in the sample is imaged. The fluorescence endoscope apparatus according to the first embodiment CCDs the reflected light reflected from the measurement target by irradiation of illumination light Lw (Lr, Lg, Lb, Lir) from the blue light region to the near infrared light region. A normal image is picked up by the image pickup device 107 and displayed on the monitor 161. On the other hand, a fluorescence image based on the fluorescence emitted from the measurement target due to the excitation light irradiation is picked up by the CCD image pickup device 107, and the same as the fluorescence. IR light Lir, which is near-infrared light included in the illumination light Lw, is used as reference light having a wavelength in the band, and reflected light L7 reflected from the measurement target 50 by irradiation of the IR light Lir is the same as the fluorescence wavelength. Captured as a band reflection image, calculated a fluorescence correction image based on the division value of the fluorescence image and the fluorescence wavelength same band reflection image, and assigned a hue H based on the pixel value of the fluorescence correction image to generate a tissue property image And also fluorescent A tissue shape image is generated by assigning saturation S and lightness V based on the pixel value of the long-band reflection image, and the tissue property image and the composite image based on the tissue shape image are displayed on the monitor 162. .

本発明の第1の実施の形態にかかる蛍光内視鏡装置は、先端部にCCD撮像素子107が設けられ、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡挿入部100、通常画像撮像用のRGB光(Lr、Lg、Lb)および蛍光と同帯域の波長帯の参照光(Lir)を含む照明光Lwと蛍光画像撮像用の励起光L22を射出する照明ユニット110、上記蛍光画像と蛍光波長と同帯域の反射画像の除算値を算出してその除算値に基づいた蛍光補正画像に色相Hを割り当てて組織性状画像を生成し、蛍光波長と同帯域の反射画像の画素値に彩度および明度を割り当てて組織形状画像を生成し、上記組織性状画像と上記組織形状画像を合成し合成画像を生成する合成画像生成ユニット180、通常画像および合成画像を可視画像として表示するための画像処理を行う画像処理ユニット140、各ユニットに接続され、動作のタイミングの制御を行う制御用コンピュータ160、画像処理ユニット140で処理された通常画像を可視画像として表示するモニタ161、および画像処理ユニット140で処理された合成画像を可視画像として表示するモニタ162から構成されている。   The fluorescence endoscope apparatus according to the first embodiment of the present invention is provided with a CCD imaging device 107 at the tip, and an endoscope insertion unit 100 to be inserted into a site suspected of being a patient's lesion, normal image imaging Illumination unit 110 that emits illumination light Lw including RGB light (Lr, Lg, Lb) for light and reference light (Lir) in the same wavelength band as fluorescence, and excitation light L22 for imaging fluorescent images, and the fluorescence image A division value of the reflection image in the same band as the fluorescence wavelength is calculated, a hue H is assigned to the fluorescence correction image based on the division value to generate a tissue property image, and the pixel value of the reflection image in the same band as the fluorescence wavelength is colored. An image for displaying a normal image and a composite image as a visible image, generating a tissue shape image by assigning degrees and brightness, and synthesizing the tissue property image and the tissue shape image to generate a composite image place An image processing unit 140 that performs the control, a control computer 160 that is connected to each unit and controls the operation timing, a monitor 161 that displays a normal image processed by the image processing unit 140 as a visible image, and an image processing unit 140 The monitor 162 is configured to display the processed composite image as a visible image.

内視鏡挿入部100は、内部に先端まで延びるライトガイド101、CCDケーブル102を備えている。ライトガイド101およびCCDケーブル102の先端部、即ち内視鏡挿入部100の先端部には、照明レンズ104および対物レンズ105を備えている。また、CCDケーブル102の先端部にはCCD撮像素子107が接続され、該CCD撮像素子107には、図2に示すようなモザイクフィルタ106がオンチップで形成され、さらにプリズム108が取り付けられている。対物レンズ105とプリズム108の間には励起光カットフィルタ109が配置されている。ライトガイド101は、多成分ガラスファイバである白色光ライトガイド101aおよび石英ガラスファイバである励起光ライトガイド101bがバンドルされ、ケーブル状に一体化されており、白色光ライトガイド101aおよび励起光ライトガイド101bは照明ユニット110へ接続されている。   The endoscope insertion unit 100 includes a light guide 101 and a CCD cable 102 that extend to the tip. An illumination lens 104 and an objective lens 105 are provided at the distal end portions of the light guide 101 and the CCD cable 102, that is, at the distal end portion of the endoscope insertion portion 100. Further, a CCD image sensor 107 is connected to the tip of the CCD cable 102, and a mosaic filter 106 as shown in FIG. 2 is formed on the CCD image sensor 107, and a prism 108 is further attached. . An excitation light cut filter 109 is disposed between the objective lens 105 and the prism 108. In the light guide 101, a white light light guide 101a that is a multi-component glass fiber and an excitation light light guide 101b that is a quartz glass fiber are bundled and integrated into a cable shape, and the white light light guide 101a and the excitation light light guide are integrated. 101 b is connected to the lighting unit 110.

CCDケーブル102は、CCD撮像素子107の駆動信号が送信される駆動ライン102aとCCD撮像素子107からの信号を読み出す出力ライン102bとが組み合わされ、駆動ライン102aの一端は制御コンピュータ160に接続され、出力ライン102bの一端は合成画像ユニット180及び画像処理ユニット140へ接続される。   In the CCD cable 102, a drive line 102a to which a drive signal for the CCD image sensor 107 is transmitted and an output line 102b for reading a signal from the CCD image sensor 107 are combined, and one end of the drive line 102a is connected to the control computer 160. One end of the output line 102 b is connected to the composite image unit 180 and the image processing unit 140.

モザイクフィルタ106は、図2に示すように、R光を透過するRフィルタ106a、G光を透過するGフィルタ106b、B光を透過するBフィルタ106c、780−900nmの赤外光を透過する近赤外フィルタ106dがモザイク状に、各フィルタがCCD撮像素子の1画素に対応するよう配置されている。   As shown in FIG. 2, the mosaic filter 106 includes an R filter 106a that transmits R light, a G filter 106b that transmits G light, a B filter 106c that transmits B light, and a 780-900 nm infrared light. The infrared filters 106d are arranged in a mosaic pattern, and each filter is arranged so as to correspond to one pixel of the CCD image sensor.

照明ユニット110は、RGB光および蛍光と同帯域の近赤外帯域光を含む照明光Lwを射出する白色光源111、その白色光源111に電気的に接続される白色光源用電源112、白色光源111からの照明光Lwをガイドファイバ101a内に集光する集光レンズ113、蛍光画像撮像用の励起光L22を発するAlGaAs系半導体レーザ114、そのAlGaAs系半導体レーザ114に電気的に接続される半導体レーザ用電源115、半導体レーザ115からのレーザ光をガイドファイバ101bに集光する集光レンズ116を備えている。   The illumination unit 110 includes a white light source 111 that emits illumination light Lw that includes near-infrared light in the same band as RGB light and fluorescence, a white light source power source 112 that is electrically connected to the white light source 111, and a white light source 111. Condensing lens 113 for condensing the illumination light Lw from the guide fiber 101a, an AlGaAs semiconductor laser 114 for emitting excitation light L22 for fluorescent image capturing, and a semiconductor laser electrically connected to the AlGaAs semiconductor laser 114 And a condensing lens 116 that condenses the laser light from the semiconductor laser 115 onto the guide fiber 101b.

合成画像生成ユニット180は、励起光L22または照明光Lwが照射され蛍光及び蛍光と同帯域の近赤外光を受光した時に、CCD撮像素子107で撮像された蛍光像及び蛍光と同帯域の近赤外光像の画像信号をデジタル化するA/D変換回路181、蛍光画像と蛍光波長同帯域反射画像とを異なる記憶領域に保存する画像メモリ182と、画像メモリ182に記憶された蛍光画像と蛍光波長同帯域反射画像の対応する画素毎の除算値を算出し蛍光補正画像を生成し、予め該除算値の範囲とマンセルの色相環における色相H(0rad 〜2/3rad ,Red〜Yellow〜Green領域)とが対応したルックアップテーブルが記憶され、上記蛍光補正画像の各画素の値(除算値)に色情報としての色相Hを割り当てて組織性状画像を生成する蛍光補正画像・組織性状画像生成手段183、画像メモリ182に記憶された蛍光波長同帯域反射画像の各画素値に、予め該反射画像の画素値の範囲とマンセル表色系における明度V(Value)とが対応したルックアップテーブルが記憶され、上記反射画像に輝度情報としての明度Vを割り当て、さらに色相H,明度Vから彩度S(Saturation)を設定し、組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段185、蛍光補正画像・組織性状画像生成手段183から出力された組織性状画像と組織形状画像生成手段185から出力された組織形状画像を合成して合成画像として出力する合成画像生成手段184を備えている。   The composite image generation unit 180 is irradiated with the excitation light L22 or the illumination light Lw and receives near-infrared light in the same band as the fluorescence and fluorescence. An A / D conversion circuit 181 that digitizes the image signal of the infrared light image, an image memory 182 that stores the fluorescence image and the fluorescence wavelength same-band reflection image in different storage areas, and a fluorescence image stored in the image memory 182 A division value for each corresponding pixel of the fluorescence wavelength same-band reflection image is calculated to generate a fluorescence corrected image, and the range of the division value and the hue H (0 rad to 2/3 rad, Red to Yellow to Green in the Munsell hue ring) are previously generated. A look-up table corresponding to each region) is stored, and a fluorescence correction image / texture property is generated by assigning a hue H as color information to the value (divided value) of each pixel of the fluorescence correction image to generate a tissue property image. Lookup in which the pixel value range of the reflected image and the brightness V (Value) in the Munsell color system correspond to each pixel value of the fluorescence wavelength same-band reflected image stored in the image generation unit 183 and the image memory 182 in advance. A table is stored, a brightness V as luminance information is assigned to the reflected image, a saturation S (Saturation) is set from the hue H and the brightness V, and a tissue shape image generating means 185 for generating a tissue shape image, fluorescence correction A composite image generation unit 184 is provided that combines the tissue property image output from the image / tissue property image generation unit 183 and the tissue shape image output from the tissue shape image generation unit 185 and outputs the combined image.

画像処理ユニット140は、照明光Lwが照射され、CCD撮像素子107によりR光Lr、G光LgまたはB光Lbの像が撮像された画像信号をデジタル化するA/D変換回路142、デジタル化された通常画像を各色毎に保存する通常画像用メモリ143、通常画像を表示する際には、該通常画像用メモリ143から同期をとって出力された3色の画像信号をビデオ信号に変換して出力し、また蛍光画像を表示する際には、上記の合成画像生成ユニット180から出力された合成画像をビデオ信号に変換して出力するビデオ信号処理回路144を備えている。   The image processing unit 140 is irradiated with the illumination light Lw, and an A / D conversion circuit 142 that digitizes an image signal in which an image of the R light Lr, the G light Lg, or the B light Lb is captured by the CCD image sensor 107. The normal image memory 143 for storing the normal image for each color, and when displaying the normal image, the three color image signals output in synchronization from the normal image memory 143 are converted into video signals. When a fluorescent image is displayed, a video signal processing circuit 144 that converts the synthesized image output from the synthesized image generation unit 180 into a video signal and outputs the video signal is provided.

また本発明の実施形態では、予め生体に注入される蛍光診断薬剤としては、特開2003-160558及び特開200-261464に記載されているシアニン色素化合物に3個以上のスルホン酸基を導入したナトリウム塩を含む赤外蛍光造影剤を用いる。この蛍光造影剤は、700-850nmの波長を有する励起光を照射することにより、生体での吸収が少なく透過性に優れる750-900nmの波長領域の蛍光を発する。その場合、薬剤を励起する励起光としては750nmの波長帯域の励起光を蛍光診断薬剤に照射することで効率良く励起し蛍光を発光させる。本実施形態においても750nmの波長を出射するAlGaAs系半導体レーザを励起光源として用いているが、同波長帯域のレーザを出力するAlGaInP系を励起光源としても良い。   In the embodiment of the present invention, as a fluorescent diagnostic agent to be injected into a living body in advance, three or more sulfonic acid groups are introduced into the cyanine dye compound described in JP-A-2003-160558 and JP-A-200-261464. An infrared fluorescent contrast agent containing a sodium salt is used. This fluorescent contrast agent emits fluorescence in a wavelength region of 750 to 900 nm that is less absorbed by a living body and excellent in transparency when irradiated with excitation light having a wavelength of 700 to 850 nm. In that case, as the excitation light for exciting the drug, the fluorescent diagnostic drug is irradiated efficiently with excitation light having a wavelength band of 750 nm to emit fluorescence. In this embodiment, an AlGaAs semiconductor laser that emits a wavelength of 750 nm is used as an excitation light source, but an AlGaInP system that outputs a laser having the same wavelength band may be used as an excitation light source.

次に、上記実施の形態における蛍光内視鏡装置の作用について説明する。本蛍光内視鏡装置においては、通常画像の撮像と蛍光画像の撮像とが時分割で行われ、蛍光波長同帯域反射画像は通常画像の撮像時に同時に撮像される。通常像に基づいた通常画像はモニタ161に表示され、蛍光像および蛍光波長同帯域反射光像に基づいた合成画像はモニタ162に表示される。各像を時分割で撮像するために、照明ユニット110からは、照明光Lwおよび励起光L22が順次射出される。   Next, the operation of the fluorescence endoscope apparatus in the above embodiment will be described. In this fluorescence endoscope apparatus, normal image capturing and fluorescent image capturing are performed in a time-sharing manner, and the fluorescence wavelength in-band reflected image is simultaneously captured when the normal image is captured. A normal image based on the normal image is displayed on the monitor 161, and a composite image based on the fluorescence image and the fluorescence wavelength same-band reflected light image is displayed on the monitor 162. In order to capture each image in a time-sharing manner, illumination light Lw and excitation light L22 are sequentially emitted from the illumination unit 110.

まず、通常画像を表示する際の動作を説明する。照明光Lwが被測定部へ照射され、被測定部50で反射された照明光Lwの反射光L7は、CCD撮像素子107上に反射像として結像される。ここでCCD撮像素子107には図2に示すような配置がされたモザイクフィルタ106がオンチップで形成されている。モザイクフィルタには照明光Lwの反射光L7のうち、R光、G光、B光そしてIR光をそれぞれ透過させるフィルタ106a、106b、106c、106dが図のようなパターンで配置されており、モザイクフィルタ上に結像された反射光L7はCCD撮像素子のうちフィルタ106aの直下にある受光素子によりR光、フィルタ106bの直下にある受光素子によりG光、フィルタ106cの直下にある受光素子によりB光、そしてフィルタ106dの直下にある受光素子により蛍光と同帯域の波長であるIR光が受光され光電変換される。CCD撮像素子107より光電変換されたR,G,B,画像信号は、A/D変換回路142でデジタル信号に変換され、通常画像用メモリ143のR画像信号の記憶領域、G画像信号の記憶領域およびB画像信号の記憶領域へ記憶される。また、上記IR画像信号は、A/D変換器181でデジタル信号に変換され画像メモリ182の蛍光波長同帯域反射画像信号の記憶領域に蛍光波長同帯域反射画像として記憶される。   First, the operation when displaying a normal image will be described. The reflected light L7 of the illumination light Lw that is irradiated with the illumination light Lw and reflected by the measurement target 50 is formed on the CCD image sensor 107 as a reflected image. Here, a mosaic filter 106 having an arrangement as shown in FIG. 2 is formed on the CCD image sensor 107 on-chip. In the mosaic filter, filters 106a, 106b, 106c, and 106d that respectively transmit R light, G light, B light, and IR light out of the reflected light L7 of the illumination light Lw are arranged in a pattern as shown in FIG. The reflected light L7 imaged on the filter is R light by the light receiving element immediately below the filter 106a of the CCD image pickup device, G light by the light receiving element immediately below the filter 106b, and B by the light receiving element immediately below the filter 106c. IR light having a wavelength in the same band as fluorescence is received and photoelectrically converted by the light and the light receiving element immediately below the filter 106d. The R, G, B, and image signals photoelectrically converted by the CCD image sensor 107 are converted into digital signals by the A / D conversion circuit 142, and the R image signal storage area and the G image signal storage in the normal image memory 143 are stored. It is stored in the storage area of the area and the B image signal. The IR image signal is converted into a digital signal by the A / D converter 181 and stored as a fluorescence wavelength in-band reflected image in the storage area of the fluorescence wavelength in-band reflected image signal of the image memory 182.

3色の画像信号が通常画像用メモリ143に記憶されると、表示タイミングに合わせて同期をとって出力され、ビデオ信号処理回路144で、ビデオ信号に変換されて、モニタ161に出力され、カラー画像として表示される。   When the three-color image signals are stored in the normal image memory 143, they are output in synchronization with the display timing, converted into video signals by the video signal processing circuit 144, output to the monitor 161, and color signals. Displayed as an image.

次に、蛍光画像および蛍光波長同帯域反射画像に基づいて合成画像を生成し表示する作用について説明をする。蛍光画像撮像時は、制御用コンピュータ160からの信号に基づき、半導体レーザ用電源115が駆動され、AlGaAs系半導体レーザ114から波長750nmの励起光L22が射出される。励起光L22は、レンズ116を透過し、励起光用ライトガイド101bに入射され、内視鏡挿入部先端まで導光された後、照明レンズ104から被測定部50へ照射される。   Next, the operation of generating and displaying a composite image based on the fluorescence image and the fluorescence wavelength same-band reflection image will be described. At the time of fluorescent image capturing, the semiconductor laser power source 115 is driven based on a signal from the control computer 160, and excitation light L22 having a wavelength of 750 nm is emitted from the AlGaAs semiconductor laser 114. The excitation light L22 passes through the lens 116, is incident on the excitation light light guide 101b, is guided to the distal end of the endoscope insertion portion, and is then irradiated from the illumination lens 104 to the measured portion 50.

励起光L22を照射されることにより生じる被測定部50からの蛍光L32は、集光レンズ105により集光され、プリズム108に反射して、CCD撮像素子107上に蛍光像として結像される。この際励起光L22の反射光は、励起光カットフィルタ109によりカットされるため、CCD撮像素子107に入射することはない。励起光カットフィルタは励起光L22の波長750nmの帯域が含まれる720nm〜780nmの波長の光を遮断する。なお、薬剤蛍光L32の帯域の上限が照明光の帯域上限と略一致する場合は、モザイクフィルタ上のIRフィルタ106dの透過帯域が770nm 以上であれば励起光カットフィルタは設けなくても良い。   The fluorescence L32 from the measurement target 50 generated by the irradiation with the excitation light L22 is collected by the condenser lens 105, reflected by the prism 108, and formed on the CCD image sensor 107 as a fluorescent image. At this time, the reflected light of the excitation light L22 is cut by the excitation light cut filter 109 and therefore does not enter the CCD image sensor 107. The excitation light cut filter blocks light having a wavelength of 720 nm to 780 nm including the band of the excitation light L22 having a wavelength of 750 nm. When the upper limit of the band of the drug fluorescence L32 substantially matches the upper limit of the band of illumination light, the excitation light cut filter may not be provided as long as the transmission band of the IR filter 106d on the mosaic filter is 770 nm or more.

CCD撮像素子107のフィルタ106dの直下にある受光素子により受光され、光電変換された画像信号は、合成画像生成ユニット180のA/D変換回路181でデジタル信号に変換されて、画像メモリ182の蛍光画像の記憶領域へ記憶される。一方、画像メモリ182には上記通常画像撮像時に撮像された蛍光波長と同帯域の蛍光波長同帯域反射画像がすでに記憶されている。   The image signal received and photoelectrically converted by the light receiving element immediately below the filter 106d of the CCD image sensor 107 is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 181 of the composite image generation unit 180, and the fluorescence of the image memory 182 is converted. It is stored in the image storage area. On the other hand, the image memory 182 has already stored a fluorescence wavelength same-band reflected image having the same band as the fluorescence wavelength captured at the time of the normal image capturing.

蛍光補正画像・組織性状画像生成手段183において、まず各画素毎に蛍光画像の画素値が蛍光波長同帯域反射画像の画素値で除算され蛍光補正画像が生成される。次いで、予め記憶されているルックアップテーブルを用いて、蛍光補正画像の画素の値、即ち除算値にマンセル表色系における色相Hを割り当てて組織性状画像を生成し、合成画像生成手段184に出力する。   In the fluorescence correction image / tissue property image generation means 183, first, the pixel value of the fluorescence image is divided by the pixel value of the fluorescence wavelength same-band reflection image for each pixel to generate a fluorescence correction image. Next, using a lookup table stored in advance, a hue characteristic in the Munsell color system is assigned to the pixel value of the fluorescence correction image, that is, the division value, and a tissue property image is generated, and output to the composite image generation means 184 To do.

また、組織形状画像生成手段185では、画像メモリ182の蛍光波長同帯域反射画像記憶領域に保存された蛍光波長同帯域反射画像の各画素毎に、その画素値とルックアップテーブルを用いて、マンセル表色系における明度Vを割り当てて組織形状画像を生成し、合成画像生成手段184に出力する。なお、画像をカラー表示する場合に、色の3属性である、色相、明度と彩度が必要であるため、画像合成の際には、マンセル表色系における彩度S(Saturation)として、各色相、明度毎の最大値を設定する。   Further, the tissue shape image generation means 185 uses the pixel value and the lookup table for each pixel of the fluorescence wavelength same-band reflection image stored in the fluorescence wavelength same-band reflection image storage area of the image memory 182, and uses the Munsell. A tissue shape image is generated by assigning brightness V in the color system, and is output to the composite image generation means 184. When an image is displayed in color, the three attributes of color, hue, lightness, and saturation, are necessary. Therefore, in the image composition, each saturation S (Saturation) in the Munsell color system is Set the maximum value for each hue and brightness.

合成画像生成手段184は、その組織性状画像と明度Vおよび彩度Sに基づいた組織形状画像を合成して合成画像を生成する。なお、画像をカラー表示する場合には、RGB変換を行い、合成画像を生成しビデオ信号処理回路144へ出力する。   The composite image generation means 184 combines the tissue characteristic image with the tissue shape image based on the lightness V and the saturation S to generate a composite image. Note that, when an image is displayed in color, RGB conversion is performed to generate a composite image and output it to the video signal processing circuit 144.

ビデオ信号処理回路144によってビデオ信号に変換された合成画像は、モニタ161に入力され、該モニタ161に可視画像として表示される。上記一連の動作は、制御用コンピュータ160によって制御される。   The composite image converted into the video signal by the video signal processing circuit 144 is input to the monitor 161 and displayed on the monitor 161 as a visible image. The above series of operations is controlled by the control computer 160.

本実施の形態により生成された合成画像は、例えば、内視鏡挿入部の先端から被測定部までの距離が近い正常組織については、鮮やかな明るい緑、上記距離が遠い正常組織については、色味のない暗い緑、上記距離が近い病変組織については鮮やかな明るい赤、上記距離が遠い病変組織については色味のない暗い赤で表示されることになる。   The composite image generated according to the present embodiment is, for example, bright bright green for a normal tissue whose distance from the distal end of the endoscope insertion portion to the measurement target is short, and for a normal tissue whose distance is far, A dark green with no taste, a vivid bright red is displayed for a lesion tissue with a close distance, and a dark red with no color is displayed for a lesion tissue with a long distance.

なお、本実施の形態においては、組織形状画像生成手段185では、蛍光波長同帯域反射画像の各画素毎に、マンセル表色系における明度Vを割り当てて組織形状画像を生成したが、反射画像を別個に取得して、この反射画像に基いて組織形状画像を生成してもよい。   In the present embodiment, the tissue shape image generation unit 185 generates the tissue shape image by assigning the lightness V in the Munsell color system to each pixel of the fluorescence wavelength same-band reflected image. It may be obtained separately and a tissue shape image may be generated based on this reflection image.

次に本発明の蛍光画像撮像装置を適用した第2の実施形態である蛍光内視鏡装置について図3を用いて説明する。本発明の第2の実施の形態にかかる蛍光内視鏡装置は、生体に所定の励起光を照射することで被検体から発せられる自家蛍光を撮像するもので、生体からの自家蛍光が正常組織と病変組織において強度、スペクトルが異なることを応用して蛍光演算画像を生成して表示するものである。   Next, a fluorescence endoscope apparatus according to a second embodiment to which the fluorescence imaging apparatus of the present invention is applied will be described with reference to FIG. The fluorescence endoscope apparatus according to the second embodiment of the present invention images autofluorescence emitted from a subject by irradiating a living body with predetermined excitation light, and the autofluorescence from the living body is normal tissue. The fluorescence calculation image is generated and displayed by applying the fact that the intensity and spectrum are different in the lesion tissue.

本実施形態の蛍光内視鏡装置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡挿入部200、通常画像および反射画像撮像用の白色光および蛍光画像撮像用の励起光を発する光源を備える照明ユニット210、狭帯域蛍光画像、広帯域蛍光画像、狭帯域反射画像および広帯域反射画像を撮像する撮像ユニット220、狭帯域蛍光画像の狭帯域反射画像による除算値を算出してその除算値に基づいた狭帯域蛍光補正画像と、広帯域蛍光画像の広帯域反射画像による除算値を算出してその除算値に基づいた広帯域蛍光補正画像とを生成する蛍光補正画像生成ユニット250、さらに狭帯域蛍光補正画像の広帯域蛍光補正画像による除算値を算出してその除算値に基づいた演算画像に色相を割り当てて組織性状画像を生成し、広帯域反射画像の画素値に明度Vを割り当てて組織形状画像を生成し、上記組織性状画像と上記組織形状画像を合成し合成画像を生成する合成画像生成ユニット230、通常画像および合成画像を可視画像として表示するための画像処理を行う画像処理ユニット240、各ユニットに接続され、動作タイミングの制御を行う制御用コンピュータ260、画像処理ユニット240で処理された通常画像を可視画像として表示するモニタ261、および画像処理ユニット240で処理された合成画像を可視画像として表示するモニタ262から構成されている。   The fluorescence endoscope apparatus according to the present embodiment includes an endoscope insertion unit 200 that is inserted into a site suspected of being a patient's lesion, a light source that emits white light for capturing normal images and reflected images, and excitation light for capturing fluorescent images. A lighting unit 210 comprising: a narrow-band fluorescent image, a broadband fluorescent image, an imaging unit 220 that captures a narrow-band reflected image and a broadband reflected image, a division value of the narrow-band fluorescent image by the narrow-band reflected image is calculated and the divided value is Fluorescence corrected image generation unit 250 for generating a divided-band fluorescence correction image based thereon and a divided value of the broadband fluorescent image by the broadband reflected image and generating a broadband fluorescent correction image based on the divided value, and further, the narrow-band fluorescence corrected image Then, a division value based on the broadband fluorescence corrected image is calculated, a hue is assigned to the calculation image based on the division value, and a tissue property image is generated. A composite image generation unit 230 that generates a tissue shape image by assigning brightness V to a value, combines the tissue property image and the tissue shape image to generate a composite image, and displays the normal image and the composite image as a visible image An image processing unit 240 that performs image processing, a control computer 260 that is connected to each unit and controls operation timing, a monitor 261 that displays a normal image processed by the image processing unit 240 as a visible image, and an image processing unit 240 It is comprised from the monitor 262 which displays the synthesized image processed by (4) as a visible image.

内視鏡挿入部200は、内部に先端まで延びるライトガイド201、CCDケーブル202およびイメージファイバ203を備えている。ライトガイド201およびCCDケーブル202の先端部、即ち内視鏡挿入部200の先端部には、照明レンズ204および対物レンズ205を備えている。また、イメージファイバ203は石英ガラスファイバであり、その先端部には集光レンズ206を備えている。CCDケーブル202の先端部にはCCD撮像素子207接続され、該CCD撮像素子207には、プリズム208が取り付けられている。ライトガイド201は、多成分ガラスファイバである白色光ライトガイド201aおよび石英ガラスファイバである励起光ライトガイド201bバンドルされ、ケーブル状に一体化されており、白色光ライトガイド201aおよび励起光ライトガイド201bは照明ユニット210へ接続されている。CCDケーブル202の一端は、画像処理ユニット240に接続され、イメージファイバ203の一端は、撮像ユニット220へ接続されている。   The endoscope insertion unit 200 includes a light guide 201 extending to the tip, a CCD cable 202, and an image fiber 203 inside. An illumination lens 204 and an objective lens 205 are provided at the distal end portions of the light guide 201 and the CCD cable 202, that is, at the distal end portion of the endoscope insertion portion 200. The image fiber 203 is a quartz glass fiber, and a condensing lens 206 is provided at the tip thereof. A CCD image sensor 207 is connected to the tip of the CCD cable 202, and a prism 208 is attached to the CCD image sensor 207. The light guide 201 is bundled with a white light light guide 201a that is a multi-component glass fiber and an excitation light light guide 201b that is a quartz glass fiber, and is integrated into a cable shape, and the white light light guide 201a and the excitation light light guide 201b are integrated. Are connected to the lighting unit 210. One end of the CCD cable 202 is connected to the image processing unit 240, and one end of the image fiber 203 is connected to the imaging unit 220.

照明ユニット210は、通常画像、狭帯域反射画像および広帯域反射画像の撮像用の白色光L1を発する白色光源211、該白色光源211に電気的に接続された白色光源用電源212、白色光源211からの白色光をライトガイド201aに集光し入射させる集光レンズ213、蛍光画像撮像用の励起光L21を発するGaN系半導体レーザ214および該GaN系半導体レーザ214に電気的に接続されている半導体レーザ用電源215、半導体レーザ214からのレーザ光をライトガイド201bに集光し入射させる集光レンズ216備えている。   The illumination unit 210 includes a white light source 211 that emits white light L1 for capturing a normal image, a narrow-band reflected image, and a broadband reflected image, a white light source 212 that is electrically connected to the white light source 211, and a white light source 211. Lens 213 for condensing and entering the white light into the light guide 201a, a GaN-based semiconductor laser 214 that emits excitation light L21 for fluorescent image capturing, and a semiconductor laser that is electrically connected to the GaN-based semiconductor laser 214 And a condensing lens 216 for condensing and entering laser light from the semiconductor laser 214 to the light guide 201b.

励起光L21の波長としては、自家蛍光の強度を得るために、350nm〜450nmとすると望ましく、更に400nm〜420nmとすることが好ましい。本実施形態ではGaN系半導体レーザによって405nm〜410nmの励起光L21を発光させる。   The wavelength of the excitation light L21 is preferably 350 nm to 450 nm, and more preferably 400 nm to 420 nm, in order to obtain the intensity of autofluorescence. In this embodiment, excitation light L21 of 405 nm to 410 nm is emitted by a GaN semiconductor laser.

撮像ユニット220は、イメージファイバ203を経た蛍光L31から励起光近傍の波長である420nm以下の波長帯域をカットする励起光カットフィルタ221、2種類の光学フィルタが組み合わされた切換フィルタ222、該切換フィルタ222を回転させるフィルタ回転装置224、切換フィルタ222を透過した蛍光像または反射像を撮像するCCD撮像素子225、該CCD撮像素子225で撮像された蛍光画像および反射画像をデジタル化するA/D変換回路226およびA/D変換回路226でデジタル化された画像信号を記憶する画像メモリ227とを備えている。   The imaging unit 220 includes an excitation light cut filter 221 that cuts a wavelength band of 420 nm or less, which is a wavelength near the excitation light, from the fluorescence L31 that has passed through the image fiber 203, a switching filter 222 that is a combination of two types of optical filters, and the switching filter A filter rotating device 224 that rotates 222, a CCD image sensor 225 that captures a fluorescent image or a reflected image that has passed through the switching filter 222, and A / D conversion that digitizes the fluorescent image and the reflected image captured by the CCD image sensor 225. And an image memory 227 for storing an image signal digitized by the circuit 226 and the A / D conversion circuit 226.

上記切換フィルタ222は図5に示すような、480nm±50nmの光を透過させるバンドパスフィルタである光学フィルタ223aと、430nm〜730nmの光を透過させるバンドパスフィルタである光学フィルタ223bとから構成されている。光学フィルタ223aは、狭帯域画像撮像用の光学フィルタであり、光学フィルタ223bは、広帯域画像撮像用の光学フィルタである。この切換フィルタ222は、白色光L1が照射されている場合及び、励起光L21が照射されている場合に、光学フィルタ223aまたは光学フィルタ223bが交互に配置されるように、フィルタ回転装置224を介して制御用コンピュータ260に制御されている。   The switching filter 222 includes an optical filter 223a that is a bandpass filter that transmits light of 480 nm ± 50 nm and an optical filter 223b that is a bandpass filter that transmits light of 430 nm to 730 nm as shown in FIG. ing. The optical filter 223a is an optical filter for narrow-band imaging, and the optical filter 223b is an optical filter for broadband imaging. The switching filter 222 is connected via the filter rotation device 224 so that the optical filter 223a or the optical filter 223b is alternately arranged when the white light L1 is irradiated and when the excitation light L21 is irradiated. Are controlled by the control computer 260.

CCD撮像素子225は、500×500画素の撮像素子であり、制御用コンピュータ260の制御により反射画像を撮像する際には、通常の読み出しを行うが、蛍光画像を撮像する際には、蛍光画像の信号強度を上げるために、5×5個分の画素の出力を加算した上で読み出すビニング読み出しを行う。このため、蛍光画像を撮像する際には、見かけ上は100×100画素の撮像素子として動作する。   The CCD image pickup device 225 is a 500 × 500 pixel image pickup device, and performs normal readout when taking a reflected image under the control of the control computer 260, but takes a fluorescent image when taking a fluorescent image. In order to increase the signal intensity, binning reading is performed after adding the outputs of 5 × 5 pixels. For this reason, when a fluorescent image is captured, it apparently operates as a 100 × 100 pixel image sensor.

画像メモリ227は、図示省略した狭帯域蛍光画像記憶領域、広帯域蛍光画像記憶領域、狭帯域反射画像記憶領域および広帯域反射画像記憶領域から構成され、励起光L21が照射され、狭帯域画像撮像用の光学フィルタ223aが光路上に配置された状態で撮像された蛍光画像は狭帯域蛍光画像記憶領域に保存され、励起光L21が照射され、広帯域画像撮像用の光学フィルタ223bが光路上に配置された状態で撮像された蛍光画像は広帯域蛍光画像記憶領域に保存される。また白色光L1が照射され、狭帯域画像撮像用の光学フィルタ223aが光路上に配置された状態で撮像された反射画像は狭帯域反射画像記憶領域に保存され、白色光L1が照射され、広帯域画像撮像用の光学フィルタ223bが光路上に配置された状態で撮像された反射画像は広帯域反射画像記憶領域に保存される。   The image memory 227 includes a narrowband fluorescent image storage area, a broadband fluorescent image storage area, a narrowband reflection image storage area, and a broadband reflection image storage area (not shown). The image memory 227 is irradiated with excitation light L21 and is used for narrowband image capturing. The fluorescence image captured in a state where the optical filter 223a is disposed on the optical path is stored in the narrow-band fluorescence image storage area, irradiated with the excitation light L21, and the optical filter 223b for broadband image capturing is disposed on the optical path. The fluorescent image captured in the state is stored in the broadband fluorescent image storage area. Further, the reflected image captured with the white light L1 and the optical filter 223a for narrow-band image capturing disposed on the optical path is stored in the narrow-band reflected image storage area, and the white light L1 is irradiated and the broadband The reflected image captured in a state where the optical filter 223b for image capturing is arranged on the optical path is stored in the broadband reflected image storage area.

前述したように、読み出し方法が異なるため、狭帯域反射画像および広帯域反射画像の画素数は500×500画素であり、狭帯域蛍光画像および広帯域蛍光画像の画素数は100×100画素となる。   As described above, since the readout methods are different, the number of pixels of the narrowband reflected image and the broadband reflected image is 500 × 500 pixels, and the number of pixels of the narrowband fluorescent image and the broadband fluorescent image is 100 × 100 pixels.

蛍光補正画像生成ユニット250は、画像メモリ227内のそれぞれの領域に記録された狭帯域蛍光画像と狭帯域反射画像を読み出し、狭帯域蛍光画像を狭帯域反射画像により各画素毎に除算し、狭帯域蛍光補正画像を生成する狭帯域蛍光補正画像手段生成手段251と、広帯域蛍光画像と広帯域反射画像を読み出し、広帯域蛍光画像を広帯域反射画像により各画素毎に除算し、広帯域蛍光補正画像を生成する広帯域蛍光補正画像生成手段252からなる。   The fluorescence correction image generation unit 250 reads the narrowband fluorescence image and the narrowband reflection image recorded in the respective areas in the image memory 227, divides the narrowband fluorescence image for each pixel by the narrowband reflection image, and A narrow-band fluorescence corrected image means generating unit 251 that generates a band-fluorescence corrected image, reads out the broadband fluorescence image and the broadband reflection image, and divides the broadband fluorescence image for each pixel by the broadband reflection image to generate a broadband fluorescence correction image. It consists of a broadband fluorescence corrected image generation means 252.

合成画像生成ユニット230は、まず、蛍光画像間の除算値からなる蛍光演算画像を生成し、予め該除算値の範囲とマンセルの色相環における色相H(0rad 〜2/3rad ,Red〜Yellow〜Green領域)とが対応したルックアップテーブルが記憶され、上記蛍光演算画像の画素毎の値(除算値)に色相Hを割り当てて組織性状画像を生成する蛍光演算画像・組織性状画像生成手段231、予め広帯域反射画像の画素値の範囲と、マンセル表色系における明度V(Value)とが対応したルックアップテーブルが記憶され、上記広帯域反射画像に明度Vを割り当てて組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段232、上記両画像に基づいて合成画像を生成する合成画像生成手段233から構成されている。   The composite image generation unit 230 first generates a fluorescence calculation image composed of a division value between the fluorescence images, and previously calculates a hue H (0 rad to 2/3 rad, Red to Yellow to Green in the range of the division value and the hue ring of Munsell. A fluorescence calculation image / tissue property image generation unit 231 that generates a tissue property image by assigning a hue H to a value (divided value) for each pixel of the fluorescence calculation image. A look-up table corresponding to the range of pixel values of the broadband reflection image and the brightness V (Value) in the Munsell color system is stored, and the tissue shape image is generated by assigning the brightness V to the broadband reflection image. The generating unit 232 includes a composite image generating unit 233 that generates a composite image based on the two images.

画像処理ユニット240は、内視鏡先端部に配置されたCCD撮像素子207で撮像された通常画像をデジタル化するA/D変換回路241、デジタル化された通常画像を保存する通常画像用メモリ243、該通常画像用メモリ243から出力された通常画像および合成画像生成手段233で合成された合成画像をビデオ信号に変換するビデオ信号処理回路244を備えている。   The image processing unit 240 includes an A / D conversion circuit 241 that digitizes a normal image captured by the CCD image sensor 207 disposed at the distal end of the endoscope, and a normal image memory 243 that stores the digitized normal image. A video signal processing circuit 244 for converting the normal image output from the normal image memory 243 and the synthesized image synthesized by the synthesized image generating means 233 into a video signal is provided.

以下、本発明による蛍光表示装置を適用した上記構成の蛍光内視鏡装置の作用について説明する。本実施形態の蛍光内視鏡装置では、通常画像および反射画像の撮像と、蛍光画像の撮像が時分割で交互に行われるが、まず、通常画像および反射画像の撮像時の作用について説明する。   The operation of the fluorescence endoscope apparatus having the above configuration to which the fluorescence display apparatus according to the present invention is applied will be described below. In the fluorescence endoscope apparatus according to the present embodiment, the normal image and the reflected image are captured and the fluorescent image is alternately captured in a time division manner. First, an operation when capturing the normal image and the reflected image will be described.

本蛍光内視鏡装置は、通常撮像時には、制御用コンピュータ260からの信号に基づき白色光源電源212が駆動され、白色光源211から白色光L1が射出される。白色光L1は、白色光用集光レンズ213を経て白色光ライトガイド201aに入射され、内視鏡挿入部先端まで導光された後、照明レンズ204から被測定部50へ照射される。白色光L1の反射光L7は、集光レンズ205により集光されプリズム208で反射されCCD撮像素子207上に決像し、CCD撮像素子207にて受光される。CCD207で光電変換された映像信号は画像処理ユニット240内のA/D変換回路241でデジタル信号に変換され、通常画像用メモリ243に保存される。その通常画像用メモリ243により保存された通常画像信号は、ビデオ信号処理回路244によってビデオ信号に変換された後にモニタ261に入力され、該モニタ261に可視画像として表示される。上記一連の動作は、制御用コンピュータ260によって制御される。このようにして通常画像が表示される。   In the present fluorescence endoscope apparatus, during normal imaging, the white light source power supply 212 is driven based on a signal from the control computer 260, and the white light L1 is emitted from the white light source 211. The white light L1 enters the white light guide 201a through the white light condensing lens 213, is guided to the distal end of the endoscope insertion portion, and is irradiated from the illumination lens 204 to the measurement target 50. The reflected light L7 of the white light L1 is collected by the condenser lens 205, reflected by the prism 208, imaged on the CCD image pickup device 207, and received by the CCD image pickup device 207. The video signal photoelectrically converted by the CCD 207 is converted into a digital signal by the A / D conversion circuit 241 in the image processing unit 240 and stored in the normal image memory 243. The normal image signal stored in the normal image memory 243 is converted into a video signal by the video signal processing circuit 244 and then input to the monitor 261 and displayed on the monitor 261 as a visible image. The above series of operations is controlled by the control computer 260. In this way, a normal image is displayed.

また被測定部50へ照射された際の白色光L1の反射光L4は、集光レンズ206によっても集光され、イメージファイバ203の先端に入射され、イメージファイバ203を経て、レンズ228により集光され、励起光カットフィルタ221および切換フィルタ222の狭帯域用の光学フィルタ223aまたは広帯域用の光学フィルタ223bを透過する。   The reflected light L4 of the white light L1 when irradiated to the part to be measured 50 is also collected by the condenser lens 206, is incident on the tip of the image fiber 203, and is condensed by the lens 228 through the image fiber 203. Then, it passes through the narrowband optical filter 223 a or the broadband optical filter 223 b of the excitation light cut filter 221 and the switching filter 222.

光学フィルタ223aを透過した狭帯域反射像または光学フィルタ223bを透過した広帯域反射像は、レンズ229で結像され、CCD撮像素子225で受光される。CCD撮像素子225で光電変換された狭帯域反射画像および広帯域反射画像は、A/D変換回路226でデジタル信号に変換された後、画像メモリ227の狭帯域反射画像記憶領域および広帯域反射画像記憶領域にそれぞれ保存される。   The narrow band reflected image transmitted through the optical filter 223 a or the broadband reflected image transmitted through the optical filter 223 b is formed by the lens 229 and received by the CCD image sensor 225. The narrowband reflection image and the broadband reflection image photoelectrically converted by the CCD image pickup device 225 are converted into digital signals by the A / D conversion circuit 226, and then the narrowband reflection image storage region and the broadband reflection image storage region of the image memory 227. Are stored respectively.

次に、蛍光画像の撮像時の作用について説明する。制御用コンピュータ260からの信号に基づき、半導体レーザ用電源215が駆動され、GaN系半導体レーザ214から波長405nm〜410nmの励起光L21が射出される。励起光L21は、励起光用集光レンズ216を透過し、励起光ライトガイド201bに入射され、内視鏡挿入部先端まで導光された後、照明レンズ204から被測定部50へ照射される。   Next, the operation at the time of capturing a fluorescent image will be described. Based on the signal from the control computer 260, the semiconductor laser power source 215 is driven, and the GaN-based semiconductor laser 214 emits excitation light L21 having a wavelength of 405 nm to 410 nm. The excitation light L21 passes through the excitation light condensing lens 216, enters the excitation light light guide 201b, is guided to the distal end of the endoscope insertion portion, and is irradiated from the illumination lens 204 to the measured portion 50. .

励起光L21を照射されることにより生じる被測定部50からの蛍光L31は、集光レンズ206により集光され、イメージファイバ203の先端に入射され、イメージファイバ203を経て、レンズ228により集光され、励起光カットフィルタ221および切換フィルタ222の狭帯域用の光学フィルタ223aまたは広帯域用の光学フィルタ223bを透過する。   Fluorescence L31 from the measurement target 50 generated by irradiating the excitation light L21 is condensed by the condenser lens 206, is incident on the tip of the image fiber 203, is condensed by the lens 228 through the image fiber 203. The excitation light cut filter 221 and the switching filter 222 are transmitted through the narrow band optical filter 223a or the broadband optical filter 223b.

光学フィルタ223aは、波長帯域480±50nmの光を透過させるバンドパスフィルタであり、光学フィルタ223aを透過した蛍光は、狭帯域蛍光画像となる。光学フィルタ223bは、波長帯域430nm〜730nmの光を透過させるバンドパスフィルタであり、光学フィルタ223bを透過した蛍光は、広帯域蛍光画像となる。   The optical filter 223a is a bandpass filter that transmits light having a wavelength band of 480 ± 50 nm, and the fluorescence transmitted through the optical filter 223a becomes a narrowband fluorescent image. The optical filter 223b is a bandpass filter that transmits light having a wavelength band of 430 nm to 730 nm, and the fluorescence transmitted through the optical filter 223b becomes a broadband fluorescent image.

広帯域蛍光画像および狭帯域蛍光画像は、CCD撮像素子225で受光され、光電変換された後、ビニング読み出しにより5×5画素分の信号が加算されて読み出され、A/D変換回路226でデジタル信号に変換され、画像メモリ227の広帯域蛍光画像記憶領域および狭帯域蛍光画像記憶領域に保存される。上記のようにビニング読み出しを行なうことにより光強度の弱い蛍光像を精度良く撮像することができるが、蛍光画像の画素数は、通常読み出しを行った場合の1/25である100×100画素となる。   The broadband fluorescent image and the narrow-band fluorescent image are received by the CCD image pickup device 225, subjected to photoelectric conversion, and then read by adding signals of 5 × 5 pixels by binning readout, and digitally output by the A / D conversion circuit 226. It is converted into a signal and stored in the broadband fluorescent image storage area and the narrowband fluorescent image storage area of the image memory 227. By performing binning readout as described above, it is possible to accurately capture a fluorescent image with low light intensity. However, the number of pixels of the fluorescence image is 100 × 100 pixels, which is 1/25 that of normal readout. Become.

次に、蛍光補正画像の生成の作用について説明する。まず、蛍光補正画像生成ユニット250の狭帯域蛍光補正画像生成手段251において、画像メモリ227の狭帯域蛍光画像記憶領域に保存された狭帯域蛍光画像に対し、同じく画像メモリ227の狭帯域反射画像記憶領域に保存された狭帯域反射画像により、各画素毎に狭帯域蛍光画像における画素値を狭帯域反射画像における画素値で除算を行い、狭帯域蛍光画像についての狭帯域蛍光補正画像を生成する。また、広帯域蛍光補正画像生成手段252において、画像メモリ227の広帯域蛍光画像記憶領域に保存された広帯域蛍光画像に対し、同じく画像メモリ227の広帯域反射画像記憶領域に保存された広帯域反射画像により、各画素毎に広帯域蛍光画像における画素値を広帯域反射画像における画素値で除算を行い、広帯域蛍光画像についての広帯域蛍光補正画像を生成する。   Next, the operation of generating a fluorescence correction image will be described. First, in the narrow band fluorescence correction image generation unit 251 of the fluorescence correction image generation unit 250, the narrow band reflection image storage of the image memory 227 is also stored for the narrow band fluorescence image stored in the narrow band fluorescence image storage area of the image memory 227. The pixel value in the narrow-band fluorescence image is divided by the pixel value in the narrow-band reflection image for each pixel by the narrow-band reflection image stored in the region to generate a narrow-band fluorescence correction image for the narrow-band fluorescence image. Further, in the broadband fluorescence corrected image generation means 252, each of the broadband fluorescence images stored in the broadband fluorescence image storage area of the image memory 227 is subjected to each of the broadband reflection images similarly stored in the broadband reflection image storage area of the image memory 227. For each pixel, the pixel value in the broadband fluorescence image is divided by the pixel value in the broadband reflection image to generate a broadband fluorescence correction image for the broadband fluorescence image.

続けて、合成画像の生成の作用について説明する。合成画像生成ユニット230の蛍光演算画像・組織性状画像生成手段231では、蛍光補正画像生成手段で生成された、狭帯域蛍光補正画像および広帯域蛍光補正画像の各画素毎に、狭帯域蛍光補正画像における画素値を広帯域蛍光補正画像における画素値で除算して蛍光演算画像を生成し、該蛍光演算画像の画素毎の値、即ち除算値と予め記憶されているルックアップテーブルを用いて、マンセル表色系における色相H(Hue)を割り当てて組織性状画像を生成し、合成画像生成手段233に出力する。   Next, the operation of generating a composite image will be described. In the fluorescence calculation image / tissue property image generation means 231 of the composite image generation unit 230, for each pixel of the narrowband fluorescence correction image and the broadband fluorescence correction image generated by the fluorescence correction image generation means, in the narrowband fluorescence correction image. The pixel value is divided by the pixel value in the broadband fluorescence correction image to generate a fluorescence calculation image, and the value for each pixel of the fluorescence calculation image, that is, the division value and a pre-stored lookup table are used to display the Munsell color A tissue property image is generated by assigning a hue H (Hue) in the system, and is output to the composite image generation means 233.

また、組織形状画像生成手段232では、画像メモリ227の広帯域反射画像記憶領域に保存された広帯域反射画像の各画素毎に、その画素値とルックアップテーブルを用いて、マンセル表色系における明度Vを割り当てて組織形状画像を生成し、合成画像生成手段233に出力する。   Further, the tissue shape image generation means 232 uses the pixel value and the lookup table for each pixel of the broadband reflected image stored in the broadband reflected image storage area of the image memory 227, and the brightness V in the Munsell color system. To generate a tissue shape image and output it to the composite image generation means 233.

合成画像生成手段233は、組織性状画像の1画素のデータを、5×5個の画素のデータに変換し、組織性状画像の画素数を100×100画素から500×500画素に拡大し、その後に、その組織性状画像と明度Vに基づいた組織形状画像を合成して合成画像を生成する。なお、画像をカラー表示する場合に、色の3属性である、色相、明度と彩度が必要であるため、画像合成の際には、マンセル表色系における彩度S(Saturation)として、各色相、明度毎の最大値を設定する。その後、RGB変換を行い、合成画像を生成しビデオ信号処理回路244へ出力する。   The composite image generation unit 233 converts the data of one pixel of the tissue characteristic image into data of 5 × 5 pixels, expands the number of pixels of the tissue characteristic image from 100 × 100 pixels to 500 × 500 pixels, and then Then, the tissue shape image and the tissue shape image based on the brightness V are combined to generate a combined image. When an image is displayed in color, the three attributes of color, hue, lightness, and saturation, are necessary. Therefore, in the image composition, each saturation S (Saturation) in the Munsell color system is Set the maximum value for each hue and brightness. Thereafter, RGB conversion is performed to generate a composite image and output it to the video signal processing circuit 244.

ビデオ信号処理回路244によってビデオ信号に変換された合成画像は、モニタ262に入力され、該モニタ262に可視画像として表示される。上記一連の動作は、制御用コンピュータ260によって制御される。   The composite image converted into the video signal by the video signal processing circuit 244 is input to the monitor 262 and displayed on the monitor 262 as a visible image. The above series of operations is controlled by the control computer 260.

上記のような作用により、表示された合成画像の色相は、2種類の蛍光補正画像間の画素値の除算値、すなわち被測定部50から発せられた蛍光の蛍光スペクトルの形状の違いを反映させたものとなり、明度は、広帯域反射画像の画素値、すなわち被測定部50の形状を反映させたものとなるので、1枚の画像に、被測定部50から発せられた蛍光に関する情報とともに、被測定部の形状に関する情報を表示することができ、観察者に違和感を与えることがない。このため、観察者は、容易に被測定部の組織性状を判定することができる。   Due to the above-described operation, the hue of the displayed composite image reflects the division value of the pixel value between the two types of fluorescence correction images, that is, the difference in the shape of the fluorescence spectrum of the fluorescence emitted from the measurement target 50. Therefore, the brightness reflects the pixel value of the broadband reflected image, that is, the shape of the measured part 50, so that information on the fluorescence emitted from the measured part 50 is included in one image. Information about the shape of the measurement unit can be displayed, and the viewer does not feel uncomfortable. Therefore, the observer can easily determine the tissue properties of the measured part.

また、蛍光画像間の画素値の除算値に基づいて、マンセルの色相環における色相Hを定めたことにより、画素値の除算値を、容易に色相のみに対応させることができ、正確に蛍光の蛍光スペクトルの形状の違いを、合成画像に反映させることができる。   Further, by setting the hue H in the Munsell hue ring based on the division value of the pixel values between the fluorescent images, the division value of the pixel values can be easily made to correspond only to the hue, and the fluorescence of the fluorescence can be accurately detected. Differences in the shape of the fluorescence spectrum can be reflected in the composite image.

さらに、蛍光画像は、撮像する際にビニング読み出しにより読み出されるため、蛍光画像の画素数は100×100画素であるが、合成画像を生成する際に、組織性状画像の1画素のデータを、5×5個の画素のデータに変換し、組織性状画像の画素数を100×100画素から500×500画素に拡大し、その後に、その組織性状画像と明度Vに基づいた組織形状画像を合成して合成画像を生成したので、表示画像の画素数は、500×500画素に対応したものとなり、被測定部の形状を明瞭に表示することができる。   Furthermore, since the fluorescent image is read out by binning readout at the time of imaging, the number of pixels of the fluorescent image is 100 × 100 pixels. However, when generating the composite image, the data of one pixel of the tissue property image is converted to 5 pixels. The data is converted into data of × 5 pixels, the number of pixels of the tissue characteristic image is expanded from 100 × 100 pixels to 500 × 500 pixels, and then the tissue shape image and the tissue shape image based on the lightness V are synthesized. Since the composite image is generated, the number of pixels of the display image corresponds to 500 × 500 pixels, and the shape of the measured part can be clearly displayed.

また、励起光L21の光源として、GaN系半導体レーザ114を用いたため、安価で小型な光源により励起光を照射することができる。また、励起光の波長を、405nm〜410nmとしたため、被測定部50から効率良く蛍光が発せられる。   Further, since the GaN-based semiconductor laser 114 is used as the light source of the excitation light L21, the excitation light can be irradiated with an inexpensive and small light source. In addition, since the wavelength of the excitation light is set to 405 nm to 410 nm, fluorescence is efficiently emitted from the measured part 50.

また、上記第2の実施形態では、狭帯域蛍光画像として480±50nmの帯域の蛍光を取得したが、その他の帯域で取得しても良い。さらに580nm以下の低波長帯域では蛍光の散乱、吸収の程度が大きく蛍光スペクトルの歪みが大きいため、580nm以下の低波長を取得する際はより顕著な効果を得ることができる。   In the second embodiment, fluorescence in the band of 480 ± 50 nm is acquired as the narrow-band fluorescence image, but may be acquired in other bands. Further, in the low wavelength band of 580 nm or less, the degree of fluorescence scattering and absorption is large and the distortion of the fluorescence spectrum is large, so that a more remarkable effect can be obtained when acquiring a low wavelength of 580 nm or less.

なお、上記第2の実施形態の変型例として、合成画像を生成する際に、蛍光画像間の除算値と、予め蛍光画像間の除算値と対応して色相が記憶されているルックアップテーブルを用いて色相を定める代わりに、表1に示すような符号なし16bitに変換された2種類の蛍光画像の画素値と色相Hが記憶されているルックアップテーブルを用いて色相Hを割り当てるものが考えられる。この場合には、蛍光画像間の除算が不用になるため、蛍光画像の画素値が小さい場合等でも、安定した数学的処理が可能となる。   As a modified example of the second embodiment, when a composite image is generated, a lookup table in which hue values are stored in advance corresponding to a division value between fluorescent images and a division value between fluorescent images is prepared. Instead of determining the hue by using, it is possible to assign the hue H using a look-up table in which the pixel values and the hue H of two types of fluorescent images converted into unsigned 16 bits as shown in Table 1 are stored. It is done. In this case, since division between fluorescent images is not necessary, stable mathematical processing is possible even when the pixel value of the fluorescent image is small.

また上記第2の実施形態の第2の変形例として、蛍光演算画像を生成する際、狭帯域蛍光画像、または広帯域蛍光画像のいずれかについてのみ蛍光補正画像を生成する構成としても良く、この形態においても生体の組織性状を反映した蛍光演算画像を取得できる。このような構成とすることで狭帯域蛍光、広帯域蛍光いずれかと同帯域の反射画像だけを取得し補正演算すれば良いので、装置をシンプルな構成とすることができ、また蛍光演算画像生成の処理を高速化できる。その場合、蛍光強度が蛍光スペクトルの変形により敏感な狭帯域蛍光画像についてのみ蛍光補正画像を生成することで、より正確な蛍光演算画像を取得することができる。   As a second modification of the second embodiment, when generating a fluorescence calculation image, a configuration may be adopted in which a fluorescence correction image is generated only for either a narrow-band fluorescence image or a broadband fluorescence image. The fluorescence calculation image reflecting the tissue characteristics of the living body can be acquired. By adopting such a configuration, it is only necessary to acquire and calculate a reflection image in the same band as either the narrow-band fluorescence or the wide-band fluorescence, so that the apparatus can be configured in a simple manner, and the process of generating the fluorescence calculation image Can be speeded up. In that case, a more accurate fluorescence calculation image can be obtained by generating a fluorescence correction image only for a narrow-band fluorescence image whose fluorescence intensity is more sensitive to the deformation of the fluorescence spectrum.

なお、組織形状画像生成手段232では、広帯域反射画像の各画素毎に、マンセル表色系における明度Vを割り当てて組織形状画像を生成したが、狭帯域反射画像の各画素毎に、マンセル表色系における明度Vを割り当てて組織形状画像を生成してもよい。あるいは反射画像を別個に取得して、この反射画像に基いて組織形状画像を生成してもよい。   In the tissue shape image generation unit 232, the tissue shape image is generated by assigning the brightness V in the Munsell color system to each pixel of the wideband reflection image. However, the Munsell color specification is generated for each pixel of the narrowband reflection image. A tissue shape image may be generated by assigning brightness V in the system. Alternatively, a reflection image may be acquired separately, and a tissue shape image may be generated based on the reflection image.

次に本発明の蛍光撮像装置を適用した第3の実施形態について図5を用いて説明する。第3の実施形態を適用した蛍光内視鏡装置は、第1の実施形態で取得した蛍光診断薬剤からの蛍光と、第2の実施形態で取得した励起光を照射することで生体から発せられる自家蛍光とを、撮像モードを切り替えることで同一の蛍光内視鏡装置にて撮像可能な蛍光内視鏡装置である。   Next, a third embodiment to which the fluorescence imaging apparatus of the present invention is applied will be described with reference to FIG. The fluorescence endoscope apparatus to which the third embodiment is applied is emitted from a living body by irradiating the fluorescence from the fluorescent diagnostic agent acquired in the first embodiment and the excitation light acquired in the second embodiment. It is a fluorescence endoscope apparatus that can image self-fluorescence with the same fluorescence endoscope apparatus by switching the imaging mode.

本実施形態の蛍光内視鏡装置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡挿入部300、通常画像および反射画像撮像用の白色光、生体からの自家蛍光画像撮像用の励起光、及び蛍光診断薬剤からの蛍光画像撮像用の励起光を発する光源を備える照明ユニット310、自家蛍光画像の撮像および薬剤蛍光画像の撮像する為に、撮像モードを自家蛍光撮像モードと薬剤蛍光撮像モードを切り替える撮像モード切替ユニット390、自家蛍光画像、薬剤蛍光画像およびそれらの波長帯域と同帯域の反射画像を撮像する撮像ユニット320、自家蛍光画像、薬剤蛍光画像の蛍光画像それぞれについて、同帯域の反射画像による除算値を算出してその除算値に基づいた蛍光補正画像を生成する蛍光補正画像生成手段351、それぞれの蛍光補正画像に色相を割り当てて組織性状画像を生成し、それぞれの蛍光波長と同帯域の反射画像の画素値に明度Vを割り当てて組織形状画像を生成し、上記組織性状画像と上記組織形状画像を合成し合成画像を生成する合成画像生成ユニット330、通常画像および合成画像を可視画像として表示するための画像処理を行う画像処理ユニット340、各ユニットに接続され、動作タイミングの制御を行う制御用コンピュータ360、画像処理ユニット340で処理された通常画像を可視画像として表示するモニタ361、および画像処理ユニット340で処理された合成画像を可視画像として表示するモニタ362から構成されている。   The fluorescence endoscope apparatus according to the present embodiment includes an endoscope insertion unit 300 inserted into a site suspected of being a patient's lesion, white light for capturing a normal image and a reflected image, and excitation for capturing an autofluorescent image from a living body. Illumination unit 310 having a light source that emits excitation light for imaging fluorescent light from fluorescent light and fluorescent diagnostic agents, auto-fluorescence imaging mode and drug fluorescence imaging for imaging auto-fluorescence images and drug fluorescence images An imaging mode switching unit 390 that switches modes, an autofluorescence image, a drug fluorescence image, and an imaging unit 320 that captures a reflection image in the same band as those wavelength bands, an autofluorescence image, and a fluorescence image of the drug fluorescence image, respectively. Fluorescence correction image generation means 351 that calculates a division value based on the reflection image and generates a fluorescence correction image based on the division value, and each fluorescence correction Assign a hue to the image to generate a tissue property image, assign a brightness V to the pixel value of the reflected image in the same band as each fluorescence wavelength, generate a tissue shape image, and synthesize the tissue property image and the tissue shape image A composite image generation unit 330 that generates a composite image, an image processing unit 340 that performs image processing for displaying a normal image and a composite image as a visible image, and a control computer 360 that is connected to each unit and controls operation timing. The monitor 361 displays a normal image processed by the image processing unit 340 as a visible image, and the monitor 362 displays the composite image processed by the image processing unit 340 as a visible image.

内視鏡挿入部300は、内部に先端まで延びるライトガイド301、CCDケーブル302およびイメージファイバ303を備えている。ライトガイド201およびCCDケーブル302の先端部、即ち内視鏡挿入部300の先端部には、照明レンズ304および対物レンズ305を備えている。また、イメージファイバ303の先端部には集光レンズ306を備えている。CCDケーブル302の先端部にはCCD撮像素子307接続され、該CCD撮像素子307には、図7に示すモザイクフィルタ309がCCD撮像素子307にオンチップで形成される。   The endoscope insertion unit 300 includes a light guide 301 extending to the tip, a CCD cable 302, and an image fiber 303 inside. An illumination lens 304 and an objective lens 305 are provided at the distal ends of the light guide 201 and the CCD cable 302, that is, at the distal end of the endoscope insertion unit 300. A condensing lens 306 is provided at the tip of the image fiber 303. A CCD image pickup device 307 is connected to the tip of the CCD cable 302, and a mosaic filter 309 shown in FIG. 7 is formed on the CCD image pickup device 307 on-chip on the CCD image pickup device 307.

さらに該モザイクフィルタ上にはプリズム308が取り付けられ、モザイクフィルタ上に像を結ぶ。ライトガイド301は、白色光ライトガイド301a、薬剤蛍光用励起光ライトガイド301bおよび自家蛍光用励起光ライトガイド301cがバンドルされ、ケーブル状に一体化されており、白色光ライトガイド301aおよび励起光ライトガイド301b、301cは照明ユニット310へ接続されている。CCDケーブル302の一端は、画像処理ユニット340に接続され、イメージファイバ303の一端は、撮像ユニット320へ接続されている。   Further, a prism 308 is attached on the mosaic filter, and an image is formed on the mosaic filter. The light guide 301 includes a white light light guide 301a, a drug fluorescence excitation light light guide 301b, and an autofluorescence excitation light light guide 301c that are bundled and integrated in a cable shape. The white light light guide 301a and the excitation light light The guides 301b and 301c are connected to the illumination unit 310. One end of the CCD cable 302 is connected to the image processing unit 340, and one end of the image fiber 303 is connected to the imaging unit 320.

照明ユニット310は、通常画像、自家蛍光のうち波長帯域の異なる2種類の蛍光と同帯域の反射画像、および薬剤蛍光と同帯域の近赤外帯域の反射画像撮像用の照明光Lwを発する白色光源311、該白色光源311に電気的に接続された白色光源用電源312、白色光源311からの白色光をライトガイド301cに集光し入射させる集光レンズ313、自家蛍光画像撮像用の励起光L21を発するGaN系半導体レーザ314および該GaN系半導体レーザ314に電気的に接続されている半導体レーザ用電源315、半導体レーザ314からのレーザ光をライトガイド301aに集光し入射させる集光レンズ316備えている。さらに、蛍光診断薬剤の励起光L22を発するAlGaAs系半導体レーザ317、該AlGaAs系半導体レーザ317に電気的に接続された半導体レーザ用電源318、半導体レーザ317からのレーザ光をライトガイド301bに集光し入射させる集光レンズ319を備えている。   The illumination unit 310 emits a normal image, a reflected image in the same band as two types of fluorescence having different wavelength bands among autofluorescence, and a white light that emits illumination light Lw for capturing a reflected image in the near infrared band in the same band as the drug fluorescence. A light source 311, a white light source 312 electrically connected to the white light source 311, a condensing lens 313 for condensing and entering white light from the white light source 311 into the light guide 301c, and excitation light for autofluorescence image capturing A GaN-based semiconductor laser 314 that emits L21, a semiconductor laser power source 315 that is electrically connected to the GaN-based semiconductor laser 314, and a condensing lens 316 that condenses and enters laser light from the semiconductor laser 314 into the light guide 301a. I have. Further, the laser light from the AlGaAs semiconductor laser 3 17 emitting the excitation light L22 of the fluorescent diagnostic agent, the semiconductor laser power source 318 electrically connected to the AlGaAs semiconductor laser 3 17 and the semiconductor laser 317 is condensed on the light guide 301b. And a condensing lens 319 for incidence.

蛍光造影剤としては、第1実施形態と同様に、700-850nmの波長を有する励起光を照射することにより、生体での吸収が少なく透過性に優れる750-900nmの波長領域の蛍光を発するシアニン色素化合物に3個以上のスルホン酸基を導入したナトリウム塩を含む赤外蛍光造影剤を用いる。   As in the case of the first embodiment, the fluorescent contrast agent is cyanine that emits fluorescence in the wavelength region of 750 to 900 nm, which is less absorbed by a living body and excellent in transparency when irradiated with excitation light having a wavelength of 700 to 850 nm. An infrared fluorescent contrast agent containing a sodium salt in which three or more sulfonic acid groups are introduced into the dye compound is used.

励起光波長としては、第1、第2実施形態と同様に、自家蛍光用GaN系半導体レーザによる405nm〜410nmの励起光L21、薬剤蛍光用AlGaAs系半導体レーザによる750nmnの励起光L22を用いる。   As the excitation light wavelength, similarly to the first and second embodiments, 405 nm to 410 nm excitation light L21 by the self-fluorescence GaN semiconductor laser and 750 nmn excitation light L22 by the drug fluorescence AlGaAs semiconductor laser are used.

撮像モード切り替えユニット390は、観察者の入力により撮像モードを自家蛍光撮像モードと薬剤蛍光撮像モードを切り替える切り替えスイッチ391、切り替えスイッチ391からの信号を制御用コンピュータへ伝送するケーブル392とからなる。   The imaging mode switching unit 390 includes a switching switch 391 that switches the imaging mode between the auto-fluorescence imaging mode and the drug fluorescence imaging mode according to an input from the observer, and a cable 392 that transmits a signal from the switching switch 391 to the control computer.

撮像ユニット320は、イメージファイバ303を経た蛍光から自家蛍光用の励起光近傍の波長である420nm以下の波長帯域、及び薬剤蛍光用の励起光近傍の波長である720〜780nmの波長帯域をカットする励起光カットフィルタ321、2種類の光学フィルタが組み合わされた切換フィルタ322、該切換フィルタ322を回転させるフィルタ回転装置324、切換フィルタ322を透過した蛍光像または同帯域反射像を撮像するCCD撮像素子326に結像する結像レンズ325、該CCD撮像素子326で撮像された蛍光画像および同帯域反射画像をデジタル化するA/D変換回路327およびA/D変換回路327でデジタル化された画像信号を記憶する画像メモリ328とを備えている。   The imaging unit 320 cuts the wavelength band of 420 nm or less that is the wavelength near the excitation light for autofluorescence and the wavelength band of 720 to 780 nm that is the wavelength near the excitation light for drug fluorescence from the fluorescence that has passed through the image fiber 303. Excitation light cut filter 321, a switch filter 322 in which two types of optical filters are combined, a filter rotating device 324 for rotating the switch filter 322, and a CCD image pickup device that captures a fluorescent image or the same-band reflected image transmitted through the switch filter 322 An imaging lens 325 that forms an image on 326, an A / D conversion circuit 327 that digitizes the fluorescence image and the same-band reflected image captured by the CCD image sensor 326, and an image signal that is digitized by the A / D conversion circuit 327 And an image memory 328 for storing.

画像処理ユニット340は、CCD307で撮像された通常画像についての通常画像信号をA/D変換するA/D変換器341、デジタル化された通常画像を各色毎に記憶する通常画像用メモリ342、通常画像を表示する際には、該通常画像用メモリ342から同期をとって出力された3色の画像信号をビデオ信号に変換して出力し、また蛍光画像を表示する際には、上記の合成画像生成ユニット320から出力された合成画像をビデオ信号に変換して出力するビデオ信号処理回路343を備えている。   The image processing unit 340 includes an A / D converter 341 that performs A / D conversion on a normal image signal of a normal image captured by the CCD 307, a normal image memory 342 that stores a digitized normal image for each color, When displaying an image, the three-color image signal output in synchronization from the normal image memory 342 is converted into a video signal and output. When displaying a fluorescent image, the above-described synthesis is performed. A video signal processing circuit 343 that converts the composite image output from the image generation unit 320 into a video signal and outputs the video signal is provided.

合成画像生成ユニット330は、蛍光補正画像生成手段351で生成された蛍光補正画像に基づいて組織性状画像を生成する組織性状画像生成手段331、蛍光画像メモリ328に記憶された蛍光と同帯域の反射画像に基づいて組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段332、組織性状画像および組織形状画像を合成する合成画像生成手段333を備えている。   The composite image generation unit 330 includes a tissue property image generation unit 331 that generates a tissue property image based on the fluorescence correction image generated by the fluorescence correction image generation unit 351, and a reflection in the same band as the fluorescence stored in the fluorescence image memory 328. A tissue shape image generation unit 332 that generates a tissue shape image based on the image, and a composite image generation unit 333 that combines the tissue property image and the tissue shape image are provided.

上記切換フィルタ322は図6に示すような、430nm〜730nmの光を透過させる自家蛍光用バンドパスフィルタ323aと、780〜900nmの光を透過させる薬剤蛍光用バンドパスフィルタ323bから構成されている。この切換フィルタ322は、自家蛍光撮像モードに設定されている場合においては、照明光Lwの照射時、及び励起光L21の照射時に、光学フィルタ323aが光路上に配置され、薬剤蛍光撮像モードに設定されている場合においては、照明光Lw及び励起光L22の照射時に、光学フィルタ323bが光路上に配置されるように、フィルタ回転装置324を介して制御用コンピュータ360に制御されている。他の構成は、第1、第2の実施形態と同じ構成である。   As shown in FIG. 6, the switching filter 322 includes an autofluorescence bandpass filter 323a that transmits light of 430 nm to 730 nm and a drug fluorescence bandpass filter 323b that transmits light of 780 to 900 nm. When the switching filter 322 is set to the autofluorescence imaging mode, the optical filter 323a is arranged on the optical path at the time of irradiation with the illumination light Lw and at the time of irradiation with the excitation light L21, and is set to the drug fluorescence imaging mode. In this case, the control computer 360 controls the optical filter 323b via the filter rotating device 324 so that the optical filter 323b is arranged on the optical path when the illumination light Lw and the excitation light L22 are irradiated. Other configurations are the same as those in the first and second embodiments.

次に本実施形態の作用について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

本実施形態の蛍光内視鏡装置では、観察者から撮像モード切り替えスイッチ391への入力により、自家蛍光画像撮像モードおよび薬剤蛍光撮像モードに切り替えられる。観察者が自家蛍光撮像モードを選択すると、撮像モード切り替えスイッチ391から制御用コンピュータ360へ自家蛍光撮像モード信号が伝送される。制御用コンピュータ360は、白色光源電源312を駆動させ、白色光源311から照明光Lwが射出される。照明光Lwは、白色光用集光レンズ313を経て白色光ライトガイド301cに入射され、内視鏡挿入部先端まで導光された後、照明レンズ304から被測定部50へ照射される。照明光Lwの反射光L7は、集光レンズ305により集光されプリズム308で反射されCCD撮像素子307上に結像し、CCD撮像素子307にて受光される。 In the fluorescence endoscope apparatus of the present embodiment, switching to the autofluorescence image capturing mode and the drug fluorescence image capturing mode is performed by an input from the observer to the image capturing mode switching switch 391. When the observer selects the auto fluorescence imaging mode, an auto fluorescence imaging mode signal is transmitted from the imaging mode changeover switch 391 to the control computer 360. The control computer 360 drives the white light source power supply 312 and the illumination light Lw is emitted from the white light source 311. The illumination light Lw is incident on the white light guide 301c via the white light condensing lens 313, guided to the distal end of the endoscope insertion portion, and then irradiated from the illumination lens 304 to the measurement target 50. The reflected light L 7 of the illumination light Lw is collected by the condenser lens 305, reflected by the prism 308, imaged on the CCD image sensor 307, and received by the CCD image sensor 307.

ここでCCD撮像素子307には図7に示すような配置がされたモザイクフィルタがオンチップで形成されており、照明光Lwの反射光L7のうち、R光、G光、B光をそれぞれ透過させるフィルタ309a、309b、306c、が図のようなパターンで配置されている。モザイクフィルタ上に結像された反射光L7はCCD撮像素子によりR光画像、G光画像、及びB光画像として光電変換される。CCD撮像素子307により光電変換されたR,G,B,画像信号は、A/D変換回路341でデジタル信号に変換され、通常画像用メモリ342のR画像信号の記憶領域、G画像信号の記憶領域およびB画像信号の記憶領域へ記憶される。3色の画像信号が通常画像用メモリ342に記憶されると、表示タイミングに合わせて同期をとって出力され、ビデオ信号処理回路343で、ビデオ信号に変換されて、モニタ361に出力され、カラー画像として表示される。上記一連の動作は、制御用コンピュータ360によって制御される。このようにして通常画像が表示される。   Here, in the CCD image pickup element 307, a mosaic filter having an arrangement as shown in FIG. 7 is formed on-chip, and each of the reflected light L7 of the illumination light Lw transmits R light, G light, and B light. Filters 309a, 309b, and 306c to be arranged are arranged in a pattern as shown in the figure. The reflected light L7 formed on the mosaic filter is photoelectrically converted as an R light image, a G light image, and a B light image by the CCD image pickup device. The R, G, B, and image signals photoelectrically converted by the CCD image pickup device 307 are converted into digital signals by the A / D conversion circuit 3341, and the R image signal storage area and the G image signal storage in the normal image memory 342 are stored. It is stored in the storage area of the area and the B image signal. When the three-color image signals are stored in the normal image memory 342, they are output in synchronization with the display timing, converted into video signals by the video signal processing circuit 343, output to the monitor 361, and color. Displayed as an image. The above series of operations is controlled by the control computer 360. In this way, a normal image is displayed.

また、撮像モード切り替えスイッチ391が操作され自家蛍光モードが選択されると制御用コンピュータ360は、切り替えフィルタ制御手段324を駆動して切り替えフィルタ322を自家蛍光用フィルタ323aが光路上に配置されるよう制御する。被測定部50へ照射された際の照明光Lwの反射光L7は、集光レンズ306によっても集光され、イメージファイバ303の先端に入射され、イメージファイバ303を経て、レンズ329により集光され、切換フィルタ322の光学フィルタ323aを透過し、自家蛍光と同波長帯域の成分のみ透過する。   When the imaging mode changeover switch 391 is operated and the autofluorescence mode is selected, the control computer 360 drives the changeover filter control means 324 so that the autofilter 323a is arranged on the optical path. Control. The reflected light L7 of the illumination light Lw when irradiated to the part to be measured 50 is also collected by the condenser lens 306, is incident on the tip of the image fiber 303, is collected by the lens 329 through the image fiber 303. The optical filter 323a of the switching filter 322 is transmitted, and only the component in the same wavelength band as the autofluorescence is transmitted.

この自家蛍光と同波長帯域の反射像は、CCD撮像素子326で受光され、1画素毎に画像信号を取得することにより、500×500画素の画像を得る。CCD撮像素子326で光電変換された自家蛍光と同帯域の反射画像は、デジタル信号に変換された後、画像メモリ328の自家蛍光波長同帯域反射画像記憶領域にそれぞれ保存される。   The reflected image having the same wavelength band as that of the autofluorescence is received by the CCD image pickup device 326, and an image signal of 500 × 500 pixels is obtained by acquiring an image signal for each pixel. The reflected image in the same band as the autofluorescence photoelectrically converted by the CCD image pickup device 326 is converted into a digital signal and then stored in the autofluorescence wavelength in-band reflected image storage area of the image memory 328.

次に、自家蛍光画像の撮像モード設定時の自家蛍光画像を撮像する場合の作用について説明する。制御用コンピュータ360からの信号に基づき、自家蛍光用半導体レーザ用電源315が駆動され、GaN系半導体レーザ314から波長405nm〜410nmの励起光L21が射出される。励起光L21は、励起光用集光レンズ316を透過し、励起光ライトガイド301aに入射され、内視鏡挿入部先端まで導光された後、照明レンズ304から被測定部50へ照射される。   Next, an operation when an autofluorescence image is captured when the autofluorescence image capturing mode is set will be described. Based on the signal from the control computer 360, the self-fluorescent semiconductor laser power source 315 is driven, and the GaN-based semiconductor laser 314 emits excitation light L21 having a wavelength of 405 nm to 410 nm. The excitation light L21 passes through the excitation light condensing lens 316, enters the excitation light light guide 301a, is guided to the distal end of the endoscope insertion portion, and is irradiated from the illumination lens 304 to the measurement target 50. .

励起光L21を照射されることにより生じる被測定部50からの自家蛍光L31は、集光レンズ306により集光され、イメージファイバ303の先端に入射され、イメージファイバ303を経て、レンズ329により集光され、撮像モード設定スイッチにより自家蛍光撮像モードを選択することで設定される切換フィルタ322の光学フィルタ323aを透過する。   The autofluorescence L31 from the measurement target 50 generated by irradiating the excitation light L21 is condensed by the condenser lens 306, is incident on the tip of the image fiber 303, is condensed by the lens 329 through the image fiber 303. Then, the light passes through the optical filter 323a of the switching filter 322 set by selecting the auto-fluorescence imaging mode with the imaging mode setting switch.

光学フィルタ323aは、波長帯域430nm〜730nmの光を透過させるバンドパスフィルタであり、光学フィルタ323aを透過した蛍光は自家蛍光画像となる。   The optical filter 323a is a band-pass filter that transmits light having a wavelength band of 430 nm to 730 nm, and the fluorescence transmitted through the optical filter 323a becomes an autofluorescence image.

自家蛍光画像は、CCD撮像素子325で受光され、光電変換された後、ビニング読み出しにより5×5画素分の信号が加算されて読み出され、A/D変換回路326でデジタル信号に変換され、画像メモリ327の自家蛍光画像記憶領域に保存される。上記のようにビニング読み出しを行なうことにより光強度の弱い蛍光像を精度良く撮像することができるが、蛍光画像の画素数は、通常読み出しを行った場合の1/25である100×100画素となる。   The autofluorescence image is received by the CCD image pickup device 325, subjected to photoelectric conversion, read by adding 5 × 5 pixel signals by binning readout, converted to a digital signal by the A / D conversion circuit 326, It is stored in the autofluorescence image storage area of the image memory 327. By performing binning readout as described above, it is possible to accurately capture a fluorescent image with low light intensity. However, the number of pixels of the fluorescence image is 100 × 100 pixels, which is 1/25 that of normal readout. Become.

次に蛍光補正画像の生成の作用について説明する。蛍光補正画像生成手段351において、画像メモリ328の自家蛍光画像記憶領域に保存された自家蛍光画像に対し、同じく画像メモリ328の自家蛍光波長同帯域反射画像記憶領域に保存された自家蛍光と同帯域の反射画像により、各画素毎に自家蛍光画像における画素値を同帯域の反射画像における画素値で除算を行い、自家蛍光画像についての蛍光補正画像を生成する。   Next, the operation of generating a fluorescence correction image will be described. In the fluorescence correction image generation means 351, the autofluorescence image stored in the autofluorescence image storage area of the image memory 328 is the same as the autofluorescence stored in the autofluorescence wavelength same band reflection image storage area of the image memory 328. For each pixel, the pixel value in the autofluorescence image is divided by the pixel value in the reflection image in the same band for each pixel to generate a fluorescence correction image for the autofluorescence image.

続けて、合成画像生成ユニット330の組織性状画像生成手段331にて、蛍光補正画像生成手段で生成された自家蛍光補正画像の各画素値と予め記憶されているルックアップテーブルを用いて、マンセル表色系における色相H(Hue)を割り当てて組織性状画像を生成し、合成画像生成手段333に出力する。   Subsequently, the tissue property image generation unit 331 of the composite image generation unit 330 uses the pixel values of the autofluorescence corrected image generated by the fluorescence correction image generation unit and the previously stored lookup table to use the Munsell table. A hue property H (Hue) in the color system is assigned to generate a tissue property image, which is output to the composite image generation means 333.

また、組織形状画像生成手段332では、画像メモリ328の反射画像記憶領域に保存された反射画像の各画素毎に、その画素値とルックアップテーブルを用いて、マンセル表色系における明度Vを割り当てて組織形状画像を生成し、合成画像生成手段333に出力する。   Further, the tissue shape image generation unit 332 assigns the lightness V in the Munsell color system using the pixel value and the lookup table for each pixel of the reflection image stored in the reflection image storage area of the image memory 328. Then, a tissue shape image is generated and output to the composite image generation means 333.

合成画像生成手段333は、組織性状画像の1画素のデータを、5×5個の画素のデータに変換し、組織性状画像の画素数を100×100画素から500×500画素に拡大し、その後に、その組織性状画像と明度Vに基づいた組織形状画像を合成して合成画像を生成する。なお、画像をカラー表示する場合に、色の3属性である、色相、明度と彩度が必要であるため、画像合成の際には、マンセル表色系における彩度S(Saturation)として、各色相、明度毎の最大値を設定する。   The composite image generation unit 333 converts the data of one pixel of the tissue characteristic image into data of 5 × 5 pixels, expands the number of pixels of the tissue characteristic image from 100 × 100 pixels to 500 × 500 pixels, and then Then, the tissue shape image and the tissue shape image based on the brightness V are combined to generate a combined image. When an image is displayed in color, the three attributes of color, hue, lightness, and saturation, are necessary. Therefore, in the image composition, each saturation S (Saturation) in the Munsell color system is Set the maximum value for each hue and brightness.

その後、RGB変換を行い、合成画像を生成しビデオ信号処理回路343へ出力する。   Thereafter, RGB conversion is performed to generate a composite image, which is output to the video signal processing circuit 343.

ビデオ信号処理回路343によってビデオ信号に変換された合成画像は、モニタ362に入力され、該モニタ362に可視画像として表示される。上記一連の動作は、制御用コンピュータ360によって制御される。   The composite image converted into the video signal by the video signal processing circuit 343 is input to the monitor 362 and displayed on the monitor 362 as a visible image. The above series of operations is controlled by the control computer 360.

上記のような作用により、表示された合成画像の色相は、被測定部50から発せられた自家蛍光強度を反映させたものとなり、明度は、同帯域反射画像の画素値、すなわち被測定部50の形状を反映させたものとなるので、1枚の画像に、被測定部50から発せられた蛍光に関する情報とともに、被測定部の形状に関する情報を表示することができ、観察者に違和感を与えることがない。このため、観察者は、容易に被測定部の組織性状を判定することができる。   Due to the above-described operation, the hue of the displayed composite image reflects the autofluorescence intensity emitted from the measured unit 50, and the brightness is the pixel value of the same-band reflected image, that is, the measured unit 50. Therefore, information related to the shape of the measured part can be displayed on one image together with information related to the fluorescence emitted from the measured part 50, giving the viewer a sense of incongruity. There is nothing. Therefore, the observer can easily determine the tissue properties of the measured part.

次に、薬剤蛍光撮像モードが選択された場合の作用について説明する。   Next, an operation when the drug fluorescence imaging mode is selected will be described.

観察者が薬剤蛍光撮像モードを選択すると、撮像モード切り替えスイッチ391から制御用コンピュータ360へ薬剤蛍光撮像モード信号が伝送される。制御用コンピュータ360は、白色光源電源312を駆動させ、白色光源311から照明光Lwが射出される。照明光Lwによる通常像の撮像および表示は自家蛍光画像撮像モード時と同じである。   When the observer selects the drug fluorescence imaging mode, a drug fluorescence imaging mode signal is transmitted from the imaging mode changeover switch 391 to the control computer 360. The control computer 360 drives the white light source power supply 312 and the illumination light Lw is emitted from the white light source 311. The normal image capturing and display using the illumination light Lw is the same as in the auto-fluorescent image capturing mode.

また、制御用コンピュータ360は、切り替えフィルタ制御手段324を駆動して切り替えフィルタ322を薬剤蛍光用フィルタ323bが光路上に配置されるよう制御する。被測定部50へ照射された際の照明光Lwの反射光L7は、集光レンズ306によっても集光され、イメージファイバ303の先端に入射され、イメージファイバ303を経て、レンズ329により集光され、切換フィルタ322の光学フィルタ323bを透過し、薬剤蛍光と同波長帯域の成分のみ透過する。   Further, the control computer 360 drives the switching filter control means 324 to control the switching filter 322 so that the drug fluorescence filter 323b is arranged on the optical path. The reflected light L7 of the illumination light Lw when irradiated to the part to be measured 50 is also collected by the condenser lens 306, is incident on the tip of the image fiber 303, is collected by the lens 329 through the image fiber 303. The optical filter 323b of the switching filter 322 is transmitted, and only the component in the same wavelength band as the drug fluorescence is transmitted.

この薬剤蛍光と同波長帯域の反射像は、CCD撮像素子326で受光される。CCD撮像素子326で光電変換された薬剤蛍光と同帯域の反射画像は、デジタル信号に変換された後、画像メモリ328の薬剤蛍光波長同帯域反射画像記憶領域にそれぞれ保存される。   The reflected image in the same wavelength band as the drug fluorescence is received by the CCD image sensor 326. The reflected image of the same band as the drug fluorescence photoelectrically converted by the CCD image pickup device 326 is converted into a digital signal and then stored in the drug fluorescence wavelength same band reflected image storage area of the image memory 328.

次に、薬剤蛍光画像の撮像時の作用について説明する。制御用コンピュータ360からの信号に基づき、薬剤蛍光用半導体レーザ用電源318が駆動され、AlGaAs系半導体レーザ317から波長750nmの励起光L22が射出される。励起光L22は、励起光用集光レンズ319を透過し、励起光ライトガイド301bに入射され、内視鏡挿入部先端まで導光された後、照明レンズ304から被測定部50へ照射される。   Next, the action at the time of capturing a drug fluorescence image will be described. Based on the signal from the control computer 360, the drug fluorescence semiconductor laser power source 318 is driven, and the AlGaAs semiconductor laser 317 emits the excitation light L22 having a wavelength of 750 nm. The excitation light L22 passes through the excitation light condensing lens 319, enters the excitation light light guide 301b, is guided to the distal end of the endoscope insertion portion, and is irradiated from the illumination lens 304 to the measured portion 50. .

励起光L22を照射されることにより生じる被測定部50内部の蛍光診断薬剤から発せられる薬剤蛍光L32は、集光レンズ306により集光され、イメージファイバ303の先端に入射され、イメージファイバ303を経て、レンズ329により集光され、切換フィルタ322の光学フィルタ323bを透過する。   The drug fluorescence L32 emitted from the fluorescence diagnostic drug inside the measurement target 50 generated by the irradiation with the excitation light L22 is collected by the condenser lens 306, is incident on the tip of the image fiber 303, and passes through the image fiber 303. The light is condensed by the lens 329 and passes through the optical filter 323 b of the switching filter 322.

光学フィルタ323bは、波長帯域780〜900nmの光を透過させるバンドパスフィルタであり、光学フィルタ323bを透過した蛍光は薬剤蛍光画像となる。   The optical filter 323b is a band-pass filter that transmits light having a wavelength band of 780 to 900 nm, and the fluorescence transmitted through the optical filter 323b becomes a drug fluorescence image.

薬剤蛍光画像は、CCD撮像素子326で受光され、光電変換された後、ビニング読み出しにより5×5画素分の信号が加算されて読み出され、A/D変換回路327でデジタル信号に変換され、画像メモリ328の自家蛍光画像記憶領域に保存される。上記のようにビニング読み出しを行なうことにより光強度の弱い蛍光像を精度良く撮像することができるが、蛍光画像の画素数は、通常読み出しを行った場合の1/25である100×100画素となる。   The drug fluorescence image is received by the CCD image sensor 326, subjected to photoelectric conversion, read by adding 5 × 5 pixel signals by binning readout, converted to a digital signal by the A / D conversion circuit 327, It is stored in the autofluorescence image storage area of the image memory 328. By performing binning readout as described above, it is possible to accurately capture a fluorescent image with low light intensity. However, the number of pixels of the fluorescence image is 100 × 100 pixels, which is 1/25 that of normal readout. Become.

次に蛍光補正画像の生成の作用について説明する。蛍光補正画像生成手段351において、画像メモリ328の薬剤蛍光画像記憶領域に保存された薬剤蛍光画像データに対し、同じく画像メモリ328の薬剤蛍光波長同帯域反射画像記憶領域に保存された薬剤蛍光と同帯域の反射画像により、各画素毎に薬剤蛍光画像における画素値を同帯域の反射画像における画素値で除算を行い、薬剤蛍光画像についての蛍光補正画像を生成する。   Next, the operation of generating a fluorescence correction image will be described. In the fluorescence correction image generation means 351, the drug fluorescence image data stored in the drug fluorescence image storage area of the image memory 328 is the same as the drug fluorescence stored in the drug fluorescence wavelength same-band reflection image storage area of the image memory 328. For each pixel, the pixel value in the drug fluorescence image is divided by the pixel value in the reflection image in the same band to generate a fluorescence correction image for the drug fluorescence image.

合成画像生成ユニット330の組織性状画像生成手段331において、蛍光補正画像生成手段で生成された薬剤蛍光補正画像の各画素値と予め記憶されているルックアップテーブルを用いて、マンセル表色系における色相H(Hue)を割り当てて組織性状画像を生成し、合成画像生成手段333に出力する。また、組織形状画像生成手段332において薬剤蛍光画像と同帯域の反射画像の各画素値とルックアップテーブルに基づいて、マンセル表色系における明度Vを割り当てて組織形状画像を生成し、合成画像生成手段333に出力する。なお、画像をカラー表示する場合に、色の3属性である、色相、明度と彩度が必要であるため、画像合成の際には、マンセル表色系における彩度S(Saturation)として、各色相、明度毎の最大値を設定する。   The tissue property image generation unit 331 of the composite image generation unit 330 uses the pixel values of the drug fluorescence correction image generated by the fluorescence correction image generation unit and a pre-stored look-up table to use the hue in the Munsell color system. H (Hue) is assigned to generate a tissue property image and output to the composite image generation means 333. Further, the tissue shape image generation means 332 generates a tissue shape image by assigning the lightness V in the Munsell color system based on each pixel value of the reflection image in the same band as the drug fluorescence image and the lookup table, and generates a composite image. Output to the means 333. When an image is displayed in color, the three attributes of color, hue, lightness, and saturation, are necessary. Therefore, in the image composition, each saturation S (Saturation) in the Munsell color system is Set the maximum value for each hue and brightness.

合成画像生成手段333は、組織性状画像と組織形状画像を合成して合成画像を生成する。その後、RGB変換を行い、合成画像を生成しビデオ信号処理回路343へ出力する。ビデオ信号処理回路343によってビデオ信号に変換された合成画像は、モニタ362に入力され、該モニタ362に可視画像として表示される。上記一連の動作は、制御用コンピュータ360によって制御される。   The composite image generation unit 333 generates a composite image by combining the tissue property image and the tissue shape image. Thereafter, RGB conversion is performed to generate a composite image, which is output to the video signal processing circuit 343. The composite image converted into the video signal by the video signal processing circuit 343 is input to the monitor 362 and displayed on the monitor 362 as a visible image. The above series of operations is controlled by the control computer 360.

上記のような作用により、表示された合成画像の色相は、被測定部50から発せられた薬剤蛍光強度を反映させたものとなり、明度は、同帯域反射画像の画素値、すなわち被測定部50の形状を反映させたものとなるので、1枚の画像に、被測定部50から発せられた蛍光に関する情報とともに、被測定部の形状に関する情報を表示することができ、観察者に違和感を与えることがない。   Due to the above-described operation, the hue of the displayed composite image reflects the drug fluorescence intensity emitted from the measured unit 50, and the brightness is the pixel value of the same-band reflected image, that is, the measured unit 50. Therefore, information related to the shape of the measured part can be displayed on one image together with information related to the fluorescence emitted from the measured part 50, giving the viewer a sense of incongruity. There is nothing.

なお、本実施の形態においては、組織形状画像生成手段332では、蛍光波長同帯域反射画像の各画素毎に、マンセル表色系における明度Vを割り当てて組織形状画像を生成したが、反射画像を別個に取得して、この反射画像に基いて組織形状画像を生成してもよい。   In the present embodiment, the tissue shape image generating unit 332 generates a tissue shape image by assigning the brightness V in the Munsell color system to each pixel of the fluorescence wavelength same-band reflected image. It may be obtained separately and a tissue shape image may be generated based on this reflection image.

また、本実施形態の蛍光内視鏡装置の構成とすることで、1台の装置にて患者の病状に応じて自家蛍光撮像と薬剤蛍光撮像を選択して撮像することができる。   In addition, with the configuration of the fluorescence endoscope apparatus of the present embodiment, it is possible to select and image autofluorescence imaging and drug fluorescence imaging in accordance with a patient's medical condition with a single apparatus.

また、本実施形態では自家蛍光撮像モードと薬剤蛍光撮像モードとをモード切り替えスイッチにより撮像モードを切り替える形態としたが、通常光画像、自家蛍光画像、薬剤蛍光画像を順次撮像し同時に表示する形態としても良い。この場合、最初の1/90秒で照明光を照射しその反射光像をCCD撮像素子307で撮像し、次の1/90秒で自家蛍光用の励起光を照射し発生する自家蛍光を回転フィルタ322の323aを透過させCCD撮像素子326で撮像し、次の1/90秒で薬剤蛍光用の励起光を照射し発生する薬剤蛍光を回転フィルタ322の323bを透過させCCD撮像素子326で撮像し、各々別の画像を撮像する間に画像データに変換させビデオ信号処理回路343へ入力することで、表示手段に上記3画像をビデオレートで同時に表示させることもできる。この場合、制御用コンピュータにより自家蛍光撮像時には光路上に323aが、薬剤蛍光撮像時には光路上に323bが配置されるよう回転フィルタ322を制御させる。なお、照明光を照射している1/90秒間の内、最初の1/180秒間には、光路上に323aが、次の1/180秒間には光路上に323bが配置されるよう回転フィルタ322を制御し、CCD撮像素子で撮像し、各々自家蛍光波長同帯域反射画像および薬剤蛍光波長同帯域反射画像を取得する。   In the present embodiment, the auto fluorescence imaging mode and the drug fluorescence imaging mode are switched between the imaging modes by the mode changeover switch. However, the normal light image, the auto fluorescence image, and the drug fluorescence image are sequentially captured and simultaneously displayed. Also good. In this case, the illumination light is emitted in the first 1/90 seconds, the reflected light image is picked up by the CCD image sensor 307, and the autofluorescence generated by irradiating the excitation light for autofluorescence in the next 1/90 seconds is rotated. The filter 322 passes through 323a and is imaged by the CCD image sensor 326. In the next 1/90 seconds, the drug fluorescence generated by irradiating the excitation light for drug fluorescence is transmitted through the rotary filter 322 323b and imaged by the CCD image sensor 326. In addition, by converting the image data into image data and inputting the image data to the video signal processing circuit 343 while taking different images, the three images can be simultaneously displayed at the video rate on the display means. In this case, the rotation filter 322 is controlled by the control computer so that 323a is arranged on the optical path during autofluorescence imaging and 323b is arranged on the optical path during drug fluorescence imaging. It should be noted that the rotation filter is arranged such that 323a is arranged on the optical path for the first 1/180 second and 323b is arranged on the optical path for the next 1/180 second among the 1/90 seconds irradiated with the illumination light. 322 is controlled and imaged by a CCD imaging device, and an autofluorescence wavelength in-band reflection image and a drug fluorescence wavelength in-band reflection image are acquired respectively.

なお、上記実施形態2および3において、蛍光画像は、撮像する際にビニング読み出しにより読み出されるため、蛍光画像の画素数は100×100画素であるが、合成画像を生成する際に、組織性状画像の1画素のデータを、5×5個の画素のデータに変換し、組織性状画像の画素数を100×100画素から500×500画素に拡大し、その後に、その組織性状画像と明度Vに基づいた組織形状画像を合成して合成画像を生成したので、表示画像の画素数は、500×500画素に対応したものとなり、被測定部の形状を明瞭に表示することができる。   In Embodiments 2 and 3, since the fluorescent image is read by binning readout when imaged, the number of pixels of the fluorescent image is 100 × 100 pixels. However, when the composite image is generated, the tissue property image Is converted into data of 5 × 5 pixels, and the number of pixels of the tissue characteristic image is expanded from 100 × 100 pixels to 500 × 500 pixels. Since the composite image is generated by synthesizing the tissue shape images based on the display image, the number of pixels of the display image corresponds to 500 × 500 pixels, and the shape of the measurement target can be clearly displayed.

また、上記実施形態1および3においては、通常像の撮像の際に照明光を被検体に照射し反射光をモザイクフィルタを通して撮像する方式としたが、R光、G光、B光、及びIR光を順次光として撮像しても良い。その場合、白色光源からライトガイドへ入射させる前にR光,G光,B光,IR光を透過するフィルタを有する回転フィルタを配置し被検体への照射光を順次光としても良く、または、白色光を被検体に照射し反射光を撮像素子で受光する前に同様の回転フィルタを配置し順次撮像する形態としても良い。   In the first and third embodiments, the illumination light is irradiated onto the subject and the reflected light is imaged through the mosaic filter when capturing the normal image. However, the R light, G light, B light, and IR are used. You may image light as light sequentially. In that case, a rotating filter having a filter that transmits R light, G light, B light, and IR light may be arranged before entering the light guide from the white light source, and irradiation light to the subject may be sequentially used as light, or A similar rotary filter may be arranged and sequentially imaged before the subject is irradiated with white light and the reflected light is received by the imaging device.

また、自家蛍光用の励起光の光源として、GaN系半導体レーザを用いたため、安価で小型な光源により励起光を照射することができる。また、励起光の波長を、405nm〜410nmとしたため、被測定部50から効率良く蛍光が発せられる。   Moreover, since the GaN-based semiconductor laser is used as the excitation light source for autofluorescence, the excitation light can be emitted from an inexpensive and small light source. In addition, since the wavelength of the excitation light is set to 405 nm to 410 nm, fluorescence is efficiently emitted from the measured part 50.

さらに、実施形態1、3では蛍光診断薬剤として750nm〜900nmの波長領域の蛍光を発するシアニン色素化合物に3個以上のスルホン酸基を導入したナトリウム塩を含む赤外蛍光造影剤を用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、他の薬剤を用いてもよい。この場合蛍光診断薬剤に応じて励起光、蛍光画像を取得する波長及び同帯域の反射像を得る波長を適宜選択することができる。   Further, in Embodiments 1 and 3, an infrared fluorescent contrast agent containing a sodium salt in which three or more sulfonic acid groups are introduced into a cyanine dye compound emitting fluorescence in the wavelength region of 750 nm to 900 nm was used as a fluorescent diagnostic agent. The present invention is not limited to this, and other drugs may be used. In this case, the wavelength for obtaining the excitation light, the fluorescence image and the wavelength for obtaining the reflection image in the same band can be appropriately selected according to the fluorescent diagnostic agent.

また、各実施形態においては、CCD撮像素子として電化増倍型CCD(CMD(Charge Multiplying Detector)−CCD)を用いてもよく、この場合には強度の弱い蛍光に対しても十分な蛍光像を取得することができる。   In each embodiment, a charge-multiplier type CCD (CMD (Charge Multiplying Detector) -CCD) may be used as the CCD image pickup device. In this case, a sufficient fluorescence image is obtained even for low intensity fluorescence. Can be acquired.

本発明の第1の実施形態に係る蛍光内視鏡装置の構成を示すブロック図1 is a block diagram showing a configuration of a fluorescence endoscope apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る蛍光内視鏡で用いられるモザイクフィルタを示す図The figure which shows the mosaic filter used with the fluorescence endoscope which concerns on the 1st Embodiment of this invention 本発明の第2の実施形態に係る蛍光内視鏡装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the fluorescence endoscope apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る蛍光内視鏡で用いられる切り替えフィルタを示す図The figure which shows the switching filter used with the fluorescence endoscope which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る蛍光内視鏡装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the fluorescence endoscope apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る蛍光内視鏡で用いられる切り替えフィルタを示す図The figure which shows the switching filter used with the fluorescence endoscope which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る蛍光内視鏡で用いられるモザイクフィルタを示す図The figure which shows the mosaic filter used with the fluorescence endoscope which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 正常組織および病変組織から発せられる自家蛍光のスペクトル特性の説明図Illustration of the spectral characteristics of autofluorescence emitted from normal and diseased tissues

符号の説明Explanation of symbols

50 被測定部
100,200,300 内視鏡挿入部
106,309 モザイクフィルタ
107,207,307,226,326 CCD撮像素子
183 蛍光補正画像・組織性状画像生成手段
184,233,333 合成画像生成手段
185,232,332 組織形状画像生成手段
222,322 切換フィルタ
231 蛍光演算画像・組織性状画像生成手段
250 蛍光補正画像生成ユニット
251 狭帯域蛍光補正画像生成手段
252 広帯域蛍光補正画像生成手段
331 組織性状画像生成手段
351 蛍光補正画像生成手段
L1 白色光
L4,L7 反射光
L21,L22 励起光
L31 自家蛍光
L32 薬剤蛍光
Lw 照明光
50 Measurement unit 100, 200, 300 Endoscope insertion unit 106, 309 Mosaic filter 107, 207, 307, 226, 326 CCD image sensor 183 Fluorescence corrected image / tissue property image generation means 184, 233, 333 Composite image generation means 185, 232, 332 Tissue shape image generation means 222, 322 Switching filter 231 Fluorescence calculation image / tissue property image generation means 250 Fluorescence correction image generation unit 251 Narrow band fluorescence correction image generation means 252 Broadband fluorescence correction image generation means 331 Tissue property image Generation means 351 Fluorescence correction image generation means L1 White light L4, L7 Reflected light L21, L22 Excitation light L31 Autofluorescence L32 Drug fluorescence Lw Illumination light

Claims (12)

励起光を被測定部に照射することにより前記被測定部から発生する蛍光のうち、所定の波長帯域の蛍光の強度に基づく蛍光画像を撮像する蛍光像撮像手段と、
前記所定の波長帯域を含む参照光を照射することにより前記被測定部から反射される反射光のうち、前記所定の波長帯域の反射光の強度に基づく反射画像を撮像する反射画像撮像手段と、
前記蛍光画像及び前記反射画像に基づいて演算を行い、波長に依存する前記所定の波長帯域の蛍光の強度を補正した蛍光補正画像を出力する蛍光補正画像生成手段とを備えたことを特徴とする蛍光画像撮像装置。
Fluorescence image capturing means for capturing a fluorescence image based on the intensity of fluorescence in a predetermined wavelength band among the fluorescence generated from the measured portion by irradiating the measured portion with excitation light;
Reflected image imaging means for imaging a reflected image based on the intensity of the reflected light in the predetermined wavelength band among the reflected light reflected from the measurement target portion by irradiating the reference light including the predetermined wavelength band;
Fluorescence correction image generation means for performing a calculation based on the fluorescence image and the reflection image and outputting a fluorescence correction image in which the intensity of fluorescence in the predetermined wavelength band depending on the wavelength is corrected is provided. Fluorescence imaging device.
前記蛍光補正画像に色情報を割り当て、前記被測定部の組織性状を表す組織性状画像を生成する組織性状画像生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の蛍光画像撮像装置。   The fluorescence image capturing apparatus according to claim 1, further comprising a tissue property image generating unit that assigns color information to the fluorescence correction image and generates a tissue property image representing the tissue property of the measurement target. 前記反射画像に輝度情報を割り当て、前記被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の蛍光画像撮像装置。   The fluorescence image capturing apparatus according to claim 1, further comprising a tissue shape image generating unit that assigns luminance information to the reflected image and generates a tissue shape image representing a tissue shape of the measurement target. 前記反射画像に輝度情報を割り当て、前記被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段と、
前記組織性状画像と前記組織形状画像とを合成して合成画像を生成する合成画像生成手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項2記載の蛍光画像撮像装置。
Tissue shape image generating means for assigning luminance information to the reflected image and generating a tissue shape image representing a tissue shape of the measurement target part;
The fluorescence image capturing apparatus according to claim 2, further comprising a composite image generation unit configured to combine the tissue property image and the tissue shape image to generate a composite image.
前記蛍光補正画像生成手段による前記蛍光画像と前記反射画像に基づく演算が、前記蛍光画像と前記反射画像の除算であることを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の蛍光画像撮像装置。   5. The fluorescence image capturing apparatus according to claim 1, wherein the calculation based on the fluorescence image and the reflection image by the fluorescence correction image generation unit is a division of the fluorescence image and the reflection image. 6. . 励起光を被測定部に照射することにより前記被測定部から発生する蛍光のうち、第1の波長帯域の蛍光の強度に基づく第1の蛍光画像を撮像する第1蛍光像撮像手段と、
前記第1の波長帯域を含む第1の参照光を照射することにより前記被測定部から反射される反射光のうち、前記第1の波長帯域の反射光の強度に基づく第1の反射画像を撮像する第1反射画像撮像手段と、
前記被測定部から発生する前記蛍光のうち前記第1の波長帯域と異なる第2の波長帯域の蛍光の強度に基づく第2の蛍光画像を撮像する第2蛍光像撮像手段と、
前記第2の波長帯域を含む第2の参照光を照射することにより前記被測定部から反射される反射光のうち、前記第2の波長帯域の反射光の強度に基づく第2の反射画像を撮像する第2反射画像撮像手段と
前記第1の蛍光画像及び前記第1の反射画像に基づいて演算を行い、波長に依存する前記第1の波長帯域の蛍光の強度を補正した第1の蛍光補正画像を出力する第1蛍光補正画像生成手段と、
前記第2の蛍光画像及び前記第2の反射画像に基づいて演算を行い、波長に依存する前記第2の波長帯域の蛍光の強度を補正した第2の蛍光補正画像を出力する第2蛍光補正画像生成手段と、
前記第1の蛍光補正画像と前記第2の蛍光補正画像とに基づいて演算を行い蛍光演算画像を生成する蛍光演算画像生成手段とを備えたことを特徴とする蛍光画像撮像装置。
A first fluorescence image capturing means for capturing a first fluorescence image based on the intensity of fluorescence in a first wavelength band among the fluorescence generated from the measured portion by irradiating the measured portion with excitation light;
The first reflected image based on the intensity of the reflected light in the first wavelength band among the reflected light reflected from the measurement target portion by irradiating the first reference light including the first wavelength band. First reflected image imaging means for imaging;
A second fluorescence image capturing means for capturing a second fluorescence image based on the intensity of fluorescence in a second wavelength band different from the first wavelength band among the fluorescence generated from the measurement target;
A second reflected image based on the intensity of the reflected light in the second wavelength band among the reflected light reflected from the measurement target portion by irradiating the second reference light including the second wavelength band. First fluorescence obtained by performing calculation based on the second reflected image imaging means for imaging, the first fluorescence image and the first reflected image, and correcting the fluorescence intensity in the first wavelength band depending on the wavelength First fluorescence corrected image generation means for outputting a corrected image;
Second fluorescence correction that performs a calculation based on the second fluorescence image and the second reflection image, and outputs a second fluorescence correction image in which the intensity of fluorescence in the second wavelength band depending on the wavelength is corrected. Image generating means;
A fluorescence image capturing apparatus, comprising: a fluorescence calculation image generation unit that performs a calculation based on the first fluorescence correction image and the second fluorescence correction image to generate a fluorescence calculation image.
前記蛍光演算画像に色情報を割り当て、前記被測定部の組織性状を表す組織性状画像を生成する組織性状画像生成手段をさらに備えたことを特長とする請求項6記載の蛍光画像撮像装置。   The fluorescence image capturing apparatus according to claim 6, further comprising a tissue property image generating unit that assigns color information to the fluorescence calculation image and generates a tissue property image representing the tissue property of the measurement target. 前記第1または第2の反射画像に輝度情報を割り当て、前記被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項6記載の蛍光画像撮像装置。   The fluorescence according to claim 6, further comprising tissue shape image generation means for assigning luminance information to the first or second reflected image and generating a tissue shape image representing the tissue shape of the measurement target. Imaging device. 前記第1または第2の反射画像に輝度情報を割り当て、前記被測定部の組織形状を表す組織形状画像を生成する組織形状画像生成手段と、
前記組織性状画像と前記組織形状画像とを合成して合成画像を生成する合成画像生成手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項7記載の蛍光画像撮像装置。
Tissue shape image generation means for assigning luminance information to the first or second reflected image and generating a tissue shape image representing the tissue shape of the measurement target;
The fluorescence image capturing apparatus according to claim 7, further comprising a composite image generation unit configured to combine the tissue property image and the tissue shape image to generate a composite image.
前記第1蛍光補正画像生成手段による前記第1の蛍光画像と前記第1の反射画像に基づく演算が、前記第1の蛍光画像と前記第1の反射画像の除算であり、
前記第2蛍光補正画像生成手段による前記第2の蛍光画像と前記第2の反射画像に基づく演算が、前記第2の蛍光画像と前記第2の反射画像の除算であることを特徴とする請求項6から9いずれか1項記載の蛍光画像撮像装置。
The calculation based on the first fluorescence image and the first reflection image by the first fluorescence correction image generation means is a division of the first fluorescence image and the first reflection image,
The calculation based on the second fluorescence image and the second reflection image by the second fluorescence correction image generation means is a division of the second fluorescence image and the second reflection image. Item 10. The fluorescent image capturing device according to any one of Items 6 to 9.
前記蛍光演算画像生成手段が、前記第1の蛍光補正画像を前記第2の蛍光補正画像で除算して規格化された蛍光演算画像を生成するものであることを特徴とする請求項6から10いずれか1項記載の蛍光画像撮像装置。   11. The fluorescence calculation image generation unit generates the normalized fluorescence calculation image by dividing the first fluorescence correction image by the second fluorescence correction image. The fluorescence image imaging device according to any one of the preceding claims. 前記蛍光画像撮像装置が生体の空孔を通して生体内部に挿入される内視鏡の形態であることを特徴とする請求項1から11いずれか1項記載の蛍光画像撮像装置。   The fluorescent image capturing apparatus according to claim 1, wherein the fluorescent image capturing apparatus is in the form of an endoscope that is inserted into a living body through a hole in the living body.
JP2004371860A 2004-12-22 2004-12-22 Fluorescent image capturing apparatus Withdrawn JP2006175052A (en)

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