JP4098402B2 - Fluorescent imaging device - Google Patents

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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/043Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for fluorescence imaging

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、励起光を生体組織の観察対象部位へ照射して、この励起光による蛍光像を得る蛍光画像装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、生体組織の観察対象部位へ励起光を照射し、この励起光によって生体組織から直接発生する自家蛍光や、予め生体へ注入しておいた薬物の蛍光を2次元画像として検出し、その蛍光像から生体組織の変性、癌等の種類や浸潤範囲などの疾患状態を診断する技術が用いられつつあり、近年、可視光を被写体(被検体)に照射し、その反射光により被写体像を表示手段に表示する内視鏡においても、蛍光観察する機能を備えた蛍光観察装置が提案されている。
【0003】
蛍光観察においては、生体組織に青色ないし紫外光を照射した際、励起波長より長い波長帯に自家蛍光が発生する。その蛍光スペクトルは、正常組織と異常組織(前癌組織、癌組織)との間で異なる。
例えば、437nmの光を消化管組織に照射した場合、異常組織の緑色の自家蛍光が正常組織の自家蛍光に比べ減衰するのに対して、異常組織の赤色の自家蛍光は正常組織の自家蛍光に比べさほど減衰しない。この原理を利用し、前記緑色及び赤色の自家蛍光を画像化し、異常組織の存在を示す経内視鏡的蛍光観察装置が特開平9−327433号公報に示されている。
【0004】
この従来例では、経内視鏡的に励起光を体腔内に照射し、組織から発生した緑色と赤色の領域の自家蛍光を検出し、画像化するものである。そして、正常組織がある特定の色調になるよう、緑色と蛍光強度に対応したビデオ信号と、赤色の蛍光強度に対応したビデオ信号の比率を調整するための手段が示されている。この手段では、まず、医師が正常部の色調を見て、それがある特定の色調になるように比率を調整する。次に、色調を調整した後、他の部位を観察する。すると、正常部は調整したある特定の色調で表示され、病変部では緑色の信号の減衰によって正常部とは異なる色調で表示される。この病変部の色調と正常部の色調との違いによって病変部を特定することができるようになっている。なお、この従来例では正常部をシアン色調、病変部を赤色調で示すように比率が調整されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特開平9−327433号公報の従来例においては、正常部の色調の調整を医師個人の判断で行っていた。このため、医師によって設定する色調が微妙に異なるので、客観的な診断を行うことが難しいという問題があった。
【0006】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、正常組織観察中に簡単な操作を行うことによって、正常組織をある特定の色調に調整して表示することで、病変部の色調が常に特定の色調に調整された正常組織の色調に対して表示されるので、医師の違い等によって病変部の色調が変化しない蛍光画像装置を提供することを目的にしている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の蛍光画像装置は、励起光によって励起された被写体の蛍光画像を撮像する蛍光画像装置であって、
前記被写体を第1の波長帯域で撮像する第1の撮像手段と、前記被写体を第2の波長帯域で撮像する第2の撮像手段と、前記第1の撮像手段から出力された第1の出力信号における信号レベルのヒストグラムの第1の最大値と前記第2の撮像手段から出力された第2の出力信号における信号レベルのヒストグラムの第2の最大値とを算出する演算手段と、この演算手段で得られた第1の最大値及び第2の最大値に基づき、前記第1の出力信号と前記第2の出力信号の信号レベルの比率を制御する制御手段と、この制御手段で信号レベルの比率が制御された前記第1の出力信号及び前記第2の出力信号に基づき前記被写体像を表示する表示手段とを具備している。
【0008】
この構成によれば、被写体の蛍光画像が表示手段上に表示されるとき、正常組織の色調はある特定の色調に調整され、病変部の色調は、この特定の色調に調整された後の正常組織に対して表示されるので、医師の違いによって病変部の色調が変化しない。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1ないし図3は本発明の一実施形態に係り、図1は蛍光画像装置の概略構成を示す説明図、図2は緑色と赤色との画像信号レベルの頻度を示すヒストグラム、図3は正常組織を特定の色調に設定する作業を示すフローチャートである。
【0010】
図1に示すように本実施形態の蛍光画像装置1は、励起光を発生するランプ21を備えた光源装置2と、この光源装置2からの励起光を生体内に照射する一方、この励起光による蛍光像を検出して生体外に伝達する内視鏡3と、この内視鏡3で得られた緑色と赤色の異なる波長帯域の蛍光像をそれぞれ増幅する緑色に対応する第1のイメージインテンシファイアー(以下I.I.と略記する)41及び赤色に対応する第2のI.I.42と、この第1のI.I.41で増幅された蛍光像を撮像する第1の撮像手段であるCCD43及び第2のI.I.42で増幅された蛍光像を撮像する第2の撮像手段であるCCD44とを備えたカメラ4と、このカメラ4の第1のCCD43から出力される第1の出力信号及び第2のCCD44から出力される第2の出力信号をそれぞれ画像信号に処理して、それぞれの画像信号より疑似カラー画像信号を生成するとともに、正常部をある特定の色調に調整するため、それぞれの画像信号輝度レベルの最大値を算出する演算手段である演算部51及び前記I.I.41,42の増幅の割合を調整、制御する制御手段である制御部52を備えた画像処理装置5と、この画像処理装置5で生成された被写体像である疑似カラー画像信号を表示する表示手段であるモニタ6とで主に構成されている。
【0011】
前記光源装置2は、特定の波長の励起光を生成するため、メタルハライドランプ、キセノンランプ、水銀ランプ、水銀キセノンランプ等のランプ21と、特定の波長として、例えば、350〜450nmの光を透過する干渉フィルタ22とにより構成されている。
【0012】
前記内視鏡3は、生体内に挿入される細長な挿入部31を有し、この挿入部31内には前記光源装置2からの励起光を挿入部先端まで伝達するライトガイド32及びこのライトガイド32を介して伝達された励起光を観察部位に照明する照明窓33を有する照明光学系と、観察部位の蛍光像を挿入部手元側の接眼部34に配置されている接眼レンズ35まで伝達する観察部位の蛍光像をとらえる観察窓36及びこの観察窓36を介してとらえた蛍光像を伝送するイメージガイド37を有する観察光学系とを備えて構成されている。
【0013】
前記カメラ4は、前記内視鏡3の接眼部34に着脱自在に接続される。
このカメラ4には前記接眼レンズ35を通してカメラ4に入射する蛍光像を、ある波長、例えば580nm、を境に長波長側と短波長側との光に分割するダイクロイックミラー45と、このダイクロイックミラー45を直進した短波長側の光のうち、緑色の蛍光を検出する波長帯域である例えば480〜520nmを透過する第1のバンドパスフィルタ46と、前記ダイクロイックミラー45及びミラー47で反射した長波長側の光のうち、赤色の蛍光を検出する波長帯域である例えば630nm以上を透過する第2のバンドパスフィルタ48と、前記第1のバンドパスフィルタ46を透過した蛍光像を増幅する第1のI.I.41と、前記第2のバンドパスフィルタ48を透過した蛍光像を増幅する第2のI.I.42と、前記第1のI.I.41からの出力像を撮像する第1のCCD43と、前記第2のI.I.42からの出力像を撮像する第2のCCD44とを備えて構成されている。
【0014】
前記画像処理装置5は、前記第1のCCD43を制御するとともにこのCCD43から伝送される電気信号を画像信号に生成する第1のカメラコントロールユニット(以下CCUと略記する)53と、この第1のCCU53で生成された画像信号をデジタル信号に変換する第1のアナログデジタル変換器(A/D変換器と略記する)54と、前記デジタルデータを第1のI.I.41及び第1のCCD43の感度特性に合わせて補正する第1のルックアップテーブル(以下LUTと略記)55と、前記第2のCCD44を制御するとともにこのCCD44から伝送される電気信号を画像信号に生成する第2のCCU56と、この第2のCCU56で生成された画像信号をデジタル信号に変換する第2のA/D変換器57と、前記デジタルデータを第2のI.I.42及び第2のCCD44の感度特性に合わせて補正する第2のLUT58と、前記LUT55,58で補正されたデータを疑似カラー画像信号に生成するビデオプロセッサ59と、前記LUT55,58の画像信号の輝度レベルの頻度(ヒストグラム)を演算する演算部51と、この演算部51により得られた緑色と赤色の信号のヒストグラム分布のピークの比率を求め、その比率が正常部の色調に対応した値になるように、前記I.I.41,42の増幅の割合を調整、制御する制御部52を備えて構成され、さらに、この画像処理装置5には前記制御部52に対して前述した増幅割合の調整を開始させる指示信号を出力する色調調整スイッチ10が接続されて構成されている。
【0015】
上述のように構成した蛍光画像装置1の作用を説明する。
まず、光源装置2のランプ21より発生する広帯域の光のうち、紫外ないし青色の励起光が干渉フィルタ22を通過して、内視鏡3のライトガイド32基端面に集光される。このライトガイド32の基端面に集光された励起光は、内視鏡3の内部を挿通しているライトガイド32を介して照明窓33まで伝達され、この照明窓33から生体内の観察部位に向かって照射される。その照射された励起光により観察部位から蛍光が発生し、その蛍光像は内視鏡3の観察窓36及びライトガイド37を介して手元側の接眼部34まで伝達され、接眼レンズ35を通してカメラ4に入射する。
【0016】
次に、カメラ4に入射した蛍光像は、ダイクロイックミラー45によって580nmを境に短波長側と長波長側とに分割される。そして、短波長側の蛍光像は、前記ダイクロイックミラー45を直進し、第1のバンドパスフィルタ46により緑色の蛍光像のみ透過し、第1のI.I.41で増幅された後、第1のCCD43によって撮像される。一方、長波長側の蛍光像は、前記ダイクロイックミラー45及びミラー47で反射し、第2のバンドパスフィルタ48により赤色の蛍光像のみ透過し、第2のI.I.42で増幅された後、第2のCCD44によって撮像される。
【0017】
次いで、前記第1のCCD43で撮像された緑色の蛍光像は、第1のCCU53によって画像信号に変化され、第1のA/D変換器54によりデジタル信号に変換され、このデジタルデータは第1のI.I.41及び第1のCCD43の感度特性に合わせた補正データが記録されている第1のLUT55によって正しい感度特性に補正される。また、前記第2のCCD44で撮像された赤色の蛍光像は、第2のCCU56によって画像信号に変化され、第2のA/D変換器57によりデジタル信号に変換され、このデジタルデータは第2のI.I.42及び第2のCCD44の感度特性に合わせた補正データが記録されている第2のLUT58によって正しい感度特性に補正される。
【0018】
そして、前記LUT55,58で補正されたデジタル信号は、ビデオプロセッサ59で疑似カラー画像信号に生成されてモニタ6の画面上に観察部位の蛍光画像として表示される。このモニタ6に表示される蛍光画像の色調は、前記LUT55,58より出力される緑色及び赤色の蛍光画像に対するデジタルデータの比率に対応している。つまり、従来例で示したように、正常組織の赤色に比べて緑色のデジタルデータが大きい場合にはシアン色調で表示され、癌組織のような異常組織の緑色に比べて赤色のデジタルデータが大きい場合には赤色調で表示されている。なお、このとき、緑色の蛍光を増幅する第1のI.I.41に対して、相対的に赤色の蛍光を増幅する第2のI.I.42の比率が高いと、正常組織はシアン色が白っぽくなって異常組織がより赤色で表示される。反対に、前記第2のI.I.42の比率を低いときには正常組織はよりシアン色調になって異常組織は黒っぽい色で表示される。
【0019】
このモニタ6の画面上に表示されている蛍光画像を観察している術者は、ここで、正常部と病変部とを客観的に判断して病変部を特定するために、正常組織を観察しているときに色調調整スイッチ10を押す。すると、この色調調整スイッチ10が押されたことによって正常部の組織をシアン色調で表示するように色調調整が自動的に開始される。
【0020】
この色調の自動調整を以下に説明する。
赤色の蛍光を増幅する第2のI.I.42の利得は、式(1)の緑色の蛍光を増幅するI.I.41に関連している。
【0021】
R(G)=aG2 +bG+c … (1)◎
ここで、Rは第2のI.I.42の利得であり、Gは第1のI.I.41の利得である。a,b,cは定数であり、前記定数aは、I.I.41,42の利得特性の個体差を補正する項であり、前記定数bはI.I.41,42の相対利得を補正する項である。つまり、この項bの値を調整することで色調の調整を行うことができる。前記定数cはオフセット値である。
【0022】
ここで、以下に示す色調調整の手順の説明では簡単にするため、前記項aの値及び項cの値を0とし、前記項bを調整して色調を調整する方法を図2及び図3を参照して説明する。
まず、正常組織を観察しているとき、上述したように色調調整スイッチ10を押す。すると、ステップS1に示すように前記(1)式の項bの値が1に設定される。そして、このb=1の相対利得の状態で、緑色及び赤色の蛍光画像を撮影し、そのときの緑色及び赤色の蛍光画像のデジタルデータをLUT55,58より取り出してステップS2に移行する。
【0023】
次に、ステップS2では図2に示すようにそれぞれのデジタルデータのヒストグラムを計測してステップS3に移行し、緑色と赤色、それぞれの色におけるヒストグラムから緑色の最大値HG と赤色の最大値HR とを算出してステップS4に移行する。そして、このステップS4で緑色の最大値HG と赤色の最大値HR との比率R(HG /HR )を求める。
【0024】
次いで、ステップS5に移行して前記ステップS4で得られた比率Rの値が第1の値R1 より小さいか否かを比較する。このとき、比率Rの値が第1の値R1 より小さい値である場合にはステップS6に移行して項bの値を例えば0.1増大させて、b=1.1 の相対利得の状態でステップS2からの処理を再び行う。したがって、比率Rの値がステップS5に示されているように第1の値R1 より大きくなるまでステップS2からステップS5までの処理が繰り返し行われる。そして、比率Rの値が第1の値R1 より大きくなったとき、ステップS7に移行する。
【0025】
このステップS7では前記ステップS5で得られた第1の値R1 より大きい比率Rの値が第2の値R2 より大きいか否かが比較される。このとき、前記比率Rの値が第2の値R2 より大きい場合にはステップS8に移行して項bの値を例えば0.1減少させてステップS2からステップS5及びステップS7までの処理を再び行う。そして、ステップS5に示されているように比率Rの値が第1の値R1 より大きく、かつ、ステップS7に示されているように比率Rの値が第2の値R2 より小さくなるまで、すなわち、比率Rの値が第1の値R1 と第2の値R2 との間になるまでbの値の増減が繰り返し行われる。そして、比率Rの値が第1の値R1と第2の値R2 との間になった時点で処理を完了する。なお、前記第1の値R1 と前記第2の値R2 との間隔は、ステップS6,ステップS8のステップ0.1による変化に比べて適度に広い値に設定されている。
【0026】
このとき、モニタ6の画面上に表示されている蛍光画像では、正常部の組織は、正常組織であると最も認識されやすいシアン色調に表示される。そして、異常部の組織は、前記シアン色調に対して最も異常であると認識されやすい暗赤色調で表示される。このことにより、術者は正常部の組織であるか病変部の組織であるかを客観的に判断して病変部の特定を行える。
【0027】
このように、画像処理装置の制御部に接続されている色調調整スイッチを操作することによって、制御部及び演算部を介して増幅割合の調整を行って、正常部の色調を、最も正常組織であると認識し易いシアン色調に自動的に調整し、異常部の組織を最も異常であると認識されやすい暗赤色調にすることにより、術者はモニタの画面上に表示されている蛍光画像から正常組織と異常組織とを客観的に判断して、病変の存在や病変部の範囲など疾患状態の診断を速やかに、かつ、的確に行うことができる。このことによって、術者が異なることによって色調が変化することがなくなるとともに、誰でも簡単に正常部と病変部との色調の違いの判断を行える。
【0028】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【0029】
[付記]
以上詳述したような本発明の上記実施形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【0030】
(1)励起光によって励起された被写体の蛍光画像を撮像する蛍光画像装置において、
励起光によって励起された被写体の蛍光画像を撮像する蛍光画像装置において、
前記被写体を第1の波長帯域で撮像する第1の撮像手段と、
前記被写体を第2の波長帯域で撮像する第2の撮像手段と、
前記第1の撮像手段から出力された第1の出力信号における信号レベルのヒストグラムの第1の最大値と前記第2の撮像手段から出力された第2の出力信号における信号レベルのヒストグラムの第2の最大値とを算出する演算手段と、
この演算手段で得られた第1の最大値及び第2の最大値に基づき、前記第1の出力信号と前記第2の出力信号の信号レベルの比率を制御する制御手段と、
この制御手段で信号レベルの比率が制御された前記第1の出力信号及び前記第2の出力信号に基づき前記被写体像を表示する表示手段と、
を具備した蛍光画像装置。
【0031】
(2)前記第1の最大値と第2の最大値との比率が特定の値の範囲に入るように相対利得を調整する付記1記載の蛍光画像装置。
【0032】
(3)前記モニタに表示される被写体像の正常組織の色調をシアン色調に調整する付記1記載の蛍光画像装置。
【0033】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、正常組織をある特定の色調に調整して表示することで、病変部の色調が常に特定の色調に調整された正常組織の色調に対して表示されるので、医師の違い等によって病変部の色調が変化しない蛍光画像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1ないし図3は本発明の一実施形態に係り、図1は蛍光画像装置の概略構成を示す説明図
【図2】緑色と赤色との画像信号レベルの頻度を示すヒストグラム
【図3】正常組織を特定の色調に設定する作業を示すフローチャート
【符号の説明】
1…蛍光画像装置
2…光源装置
3…内視鏡
4…カメラ
5…画像処理装置
6…モニタ
41…第1のI.I.
42…第2のI.I.
43…第1のCCD
44…第2のCCD
51…演算部
52…制御部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorescence imaging apparatus that irradiates an observation target site of a living tissue with an excitation light and obtains a fluorescence image by the excitation light.
[0002]
[Prior art]
In recent years, excitation light is irradiated to a site to be observed in a living tissue, and autofluorescence directly generated from the living tissue by this excitation light or fluorescence of a drug that has been injected into the living body is detected as a two-dimensional image. Techniques for diagnosing disease states such as the degeneration of biological tissue, the type of cancer, and the infiltration range from images are being used. In recent years, the subject (subject) is irradiated with visible light, and the subject image is displayed by the reflected light. Also for an endoscope displayed on the means, a fluorescence observation apparatus having a function of fluorescence observation has been proposed.
[0003]
In fluorescence observation, autofluorescence is generated in a wavelength band longer than the excitation wavelength when a living tissue is irradiated with blue or ultraviolet light. The fluorescence spectrum is different between normal tissue and abnormal tissue (precancerous tissue, cancerous tissue).
For example, when light of 437 nm is irradiated to the digestive tract tissue, the green autofluorescence of the abnormal tissue is attenuated compared to the autofluorescence of the normal tissue, whereas the red autofluorescence of the abnormal tissue is changed to the autofluorescence of the normal tissue. It doesn't attenuate much. Japanese Patent Laid-Open No. 9-327433 discloses a transendoscopic fluorescence observation apparatus that utilizes this principle to image the green and red autofluorescence and show the presence of abnormal tissue.
[0004]
In this conventional example, the excitation light is irradiated into the body cavity endoscopically, and the autofluorescence of the green and red regions generated from the tissue is detected and imaged. Then, means for adjusting the ratio of the video signal corresponding to the green and fluorescence intensity and the video signal corresponding to the red fluorescence intensity is shown so that the normal tissue has a specific color tone. In this means, the doctor first looks at the color tone of the normal part and adjusts the ratio so that it becomes a specific color tone. Next, after adjusting the color tone, other parts are observed. Then, the normal part is displayed with a specific color tone adjusted, and the lesion part is displayed with a color tone different from that of the normal part due to the attenuation of the green signal. The lesioned part can be specified by the difference between the color tone of the lesioned part and the color tone of the normal part. In this conventional example, the ratio is adjusted so that the normal portion is shown in cyan and the lesion is shown in red.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example of Japanese Patent Laid-Open No. 9-327433, the color tone of the normal part is adjusted based on the judgment of the individual doctor. For this reason, since the color tone set by the doctor is slightly different, there is a problem that it is difficult to make an objective diagnosis.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and by performing a simple operation during normal tissue observation, the normal tissue is adjusted to a specific color tone and displayed, so that the color tone of the lesion is always specified. It is an object of the present invention to provide a fluorescence imaging apparatus in which the color tone of a lesion is not changed due to a doctor's difference or the like.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The fluorescent imaging device of the present invention is a fluorescent imaging device that captures a fluorescent image of a subject excited by excitation light,
A first imaging unit that images the subject in a first wavelength band, a second imaging unit that images the subject in a second wavelength band, and a first output output from the first imaging unit A computing means for calculating a first maximum value of a signal level histogram in the signal and a second maximum value of a signal level histogram in the second output signal output from the second imaging means, and the computing means Control means for controlling the ratio of the signal level of the first output signal and the second output signal based on the first maximum value and the second maximum value obtained in step (b), and the control means Display means for displaying the subject image based on the first output signal and the second output signal whose ratios are controlled.
[0008]
According to this configuration, when the fluorescent image of the subject is displayed on the display means, the color tone of the normal tissue is adjusted to a specific color tone, and the color tone of the lesioned part is normal after being adjusted to this specific color tone. Since it is displayed for the tissue, the color tone of the lesion does not change depending on the doctor.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 3 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fluorescence imaging apparatus, FIG. 2 is a histogram showing the frequency of green and red image signal levels, and FIG. 3 is normal It is a flowchart which shows the operation | work which sets a structure | tissue to a specific color tone.
[0010]
As shown in FIG. 1, the fluorescence imaging apparatus 1 according to the present embodiment irradiates a living body with a light source device 2 including a lamp 21 that generates excitation light, and the excitation light from the light source device 2, while the excitation light. The first image in corresponding to the green color which amplifies the fluorescent images of the different wavelength bands of green and red obtained by the endoscope 3 and detects the fluorescent image by the endoscope 3 and transmits it to the outside of the living body. Tensifier (hereinafter abbreviated as II) 41 and second I.I corresponding to red. I. 42 and this first I.D. I. CCD 43, which is a first image pickup means for picking up the fluorescent image amplified at 41, and a second I.D. I. The camera 4 provided with the CCD 44 as the second image pickup means for picking up the fluorescent image amplified at 42, the first output signal output from the first CCD 43 of the camera 4 and the output from the second CCD 44. The second output signal is processed into an image signal, a pseudo color image signal is generated from each image signal, and the normal part is adjusted to a specific color tone. A calculation unit 51 which is a calculation means for calculating a value and the I.S. I. The image processing device 5 including a control unit 52 that is a control unit that adjusts and controls the amplification ratios 41 and 42, and a display unit that displays a pseudo color image signal that is a subject image generated by the image processing device 5. It is mainly comprised with the monitor 6 which is.
[0011]
In order to generate excitation light having a specific wavelength, the light source device 2 transmits light having a specific wavelength of 350 to 450 nm, for example, with a lamp 21 such as a metal halide lamp, a xenon lamp, a mercury lamp, or a mercury xenon lamp. And an interference filter 22.
[0012]
The endoscope 3 has an elongated insertion portion 31 that is inserted into a living body, and a light guide 32 that transmits excitation light from the light source device 2 to the distal end of the insertion portion and the light in the insertion portion 31. An illumination optical system having an illumination window 33 that illuminates the observation site with excitation light transmitted through the guide 32, and an eyepiece lens 35 that is arranged on the eyepiece 34 on the proximal side of the insertion portion for the fluorescence image of the observation site An observation optical system having an observation window 36 that captures a fluorescence image of an observation site to be transmitted and an image guide 37 that transmits the fluorescence image captured through the observation window 36 is configured.
[0013]
The camera 4 is detachably connected to the eyepiece 34 of the endoscope 3.
The camera 4 includes a dichroic mirror 45 that divides a fluorescent image incident on the camera 4 through the eyepiece 35 into light of a long wavelength side and a short wavelength side at a certain wavelength, for example, 580 nm, and the dichroic mirror 45. Of the short wavelength light that has traveled straight through the light, for example, a first band pass filter 46 that transmits a wavelength band of 480 to 520 nm, which is a wavelength band for detecting green fluorescence, and the long wavelength side reflected by the dichroic mirror 45 and the mirror 47 The second band-pass filter 48 that transmits, for example, 630 nm or more, which is a wavelength band for detecting red fluorescence, and the first I that amplifies the fluorescence image that has passed through the first band-pass filter 46. . I. 41 and a second I.D. amplifying fluorescent image transmitted through the second band-pass filter 48. I. 42 and the first I.S. I. The first CCD 43 that picks up the output image from the first I. 41 and the second I.D. I. And a second CCD 44 that captures an output image from 42.
[0014]
The image processing device 5 controls the first CCD 43 and generates a first camera control unit (hereinafter abbreviated as CCU) 53 for generating an electric signal transmitted from the CCD 43 as an image signal. A first analog-to-digital converter (abbreviated as A / D converter) 54 for converting an image signal generated by the CCU 53 into a digital signal, and the digital data into a first I.D. I. 41 and a first lookup table 55 (hereinafter abbreviated as LUT) 55 that is corrected in accordance with the sensitivity characteristics of the first CCD 43 and the second CCD 44, and an electrical signal transmitted from the CCD 44 is used as an image signal. A second CCU 56 to be generated, a second A / D converter 57 for converting an image signal generated by the second CCU 56 into a digital signal, and the digital data to a second I.D. I. 42 and a second LUT 58 that is corrected in accordance with the sensitivity characteristics of the second CCD 44, a video processor 59 that generates data corrected by the LUTs 55 and 58 into a pseudo color image signal, and image signals of the LUTs 55 and 58. The calculation unit 51 for calculating the frequency (histogram) of the luminance level, the ratio of the peak of the histogram distribution of the green and red signals obtained by the calculation unit 51 is obtained, and the ratio is a value corresponding to the color tone of the normal part. As described above, the I.S. I. The control unit 52 is configured to adjust and control the amplification ratios 41 and 42. Further, the image processing apparatus 5 outputs an instruction signal for starting the adjustment of the amplification ratio described above to the control unit 52. The color tone adjustment switch 10 to be connected is connected.
[0015]
The operation of the fluorescence imaging apparatus 1 configured as described above will be described.
First, of the broadband light generated from the lamp 21 of the light source device 2, ultraviolet or blue excitation light passes through the interference filter 22 and is condensed on the base end surface of the light guide 32 of the endoscope 3. The excitation light condensed on the base end face of the light guide 32 is transmitted to the illumination window 33 through the light guide 32 inserted through the endoscope 3 and is observed from the illumination window 33 in the living body. Irradiated towards. Fluorescence is generated from the observation site by the irradiated excitation light, and the fluorescence image is transmitted to the eyepiece 34 on the hand side through the observation window 36 and the light guide 37 of the endoscope 3, and the camera is passed through the eyepiece 35. 4 is incident.
[0016]
Next, the fluorescent image incident on the camera 4 is divided by the dichroic mirror 45 into a short wavelength side and a long wavelength side with 580 nm as a boundary. The short-wavelength fluorescent image travels straight through the dichroic mirror 45, and only the green fluorescent image is transmitted by the first band-pass filter 46. I. After being amplified at 41, the image is picked up by the first CCD 43. On the other hand, the long-wavelength fluorescent image is reflected by the dichroic mirror 45 and the mirror 47, and only the red fluorescent image is transmitted by the second bandpass filter 48. I. After being amplified at 42, the image is picked up by the second CCD 44.
[0017]
Next, the green fluorescent image picked up by the first CCD 43 is converted into an image signal by the first CCU 53, converted into a digital signal by the first A / D converter 54, and this digital data is converted into the first signal. I. I. 41 and the first CCD 43 are corrected to correct sensitivity characteristics by the first LUT 55 in which correction data matching the sensitivity characteristics of the first CCD 43 is recorded. The red fluorescent image picked up by the second CCD 44 is converted into an image signal by the second CCU 56, converted into a digital signal by the second A / D converter 57, and this digital data is converted into the second signal. I. I. Corrected sensitivity characteristics are corrected by the second LUT 58 in which correction data matching the sensitivity characteristics of the 42 and the second CCD 44 is recorded.
[0018]
The digital signal corrected by the LUTs 55 and 58 is generated as a pseudo color image signal by the video processor 59 and displayed on the screen of the monitor 6 as a fluorescent image of the observation site. The color tone of the fluorescent image displayed on the monitor 6 corresponds to the ratio of digital data to the green and red fluorescent images output from the LUTs 55 and 58. That is, as shown in the conventional example, when the green digital data is larger than the red color of the normal tissue, it is displayed in cyan, and the red digital data is larger than the green color of the abnormal tissue such as the cancer tissue. In some cases, it is displayed in red. At this time, the first I.D. I. 41, a second I.A. I. If the ratio of 42 is high, the normal tissue becomes whitish in cyan and the abnormal tissue is displayed in red. On the other hand, the second I.D. I. When the ratio of 42 is low, the normal tissue is more cyan and the abnormal tissue is displayed in a blackish color.
[0019]
The surgeon observing the fluorescent image displayed on the screen of the monitor 6 now observes the normal tissue in order to objectively determine the normal part and the lesion part and identify the lesion part. When the color tone adjustment switch 10 is pressed. Then, when the color tone adjustment switch 10 is pressed, the color tone adjustment is automatically started so that the normal part of the tissue is displayed in the cyan color tone.
[0020]
This automatic color tone adjustment will be described below.
A second I. amplifying red fluorescence. I. The gain of 42 is the I.D. I. 41.
[0021]
R (G) = aG 2 + bG + c (1)
Here, R is the second I.D. I. 42, and G is the first I.D. I. A gain of 41. a, b, and c are constants. I. The constant b is a term for correcting individual differences in the gain characteristics of 41 and 42. I. This is a term for correcting the relative gain of 41 and 42. That is, the color tone can be adjusted by adjusting the value of the term b. The constant c is an offset value.
[0022]
Here, for the sake of simplicity in the following description of the color tone adjustment procedure, the method of adjusting the color tone by adjusting the value of the term b with the value of the term a and the value of the term c being 0 is shown in FIGS. Will be described with reference to FIG.
First, when the normal tissue is being observed, the color tone adjustment switch 10 is pressed as described above. Then, the value of the term b in the equation (1) is set to 1 as shown in step S1. Then, in this relative gain state of b = 1, green and red fluorescent images are taken, the digital data of the green and red fluorescent images at that time are taken out from the LUTs 55 and 58, and the process proceeds to step S2.
[0023]
Next, in step S2, as shown in FIG. 2, the histogram of each digital data is measured and the process proceeds to step S3, where the green maximum value HG and the red maximum value HR are calculated from the histograms for green and red. And the process proceeds to step S4. In step S4, a ratio R (HG / HR) between the maximum green value HG and the maximum red value HR is obtained.
[0024]
Next, the process proceeds to step S5, and it is compared whether or not the value of the ratio R obtained in step S4 is smaller than the first value R1. At this time, if the value of the ratio R is smaller than the first value R1, the process proceeds to step S6, the value of the term b is increased by, for example, 0.1, and the relative gain state of b = 1.1. The process from step S2 is performed again. Accordingly, the processing from step S2 to step S5 is repeated until the value of the ratio R becomes larger than the first value R1 as shown in step S5. When the value of the ratio R becomes larger than the first value R1, the process proceeds to step S7.
[0025]
In this step S7, it is compared whether or not the value of the ratio R larger than the first value R1 obtained in step S5 is larger than the second value R2. At this time, if the value of the ratio R is larger than the second value R2, the process proceeds to step S8, the value of the term b is decreased by, for example, 0.1, and the processing from step S2 to step S5 and step S7 is performed again. Do. Then, until the value of the ratio R is larger than the first value R1 as shown in step S5 and the value of the ratio R is smaller than the second value R2 as shown in step S7, That is, the value b is repeatedly increased or decreased until the ratio R is between the first value R1 and the second value R2. Then, the processing is completed when the value of the ratio R is between the first value R1 and the second value R2. The interval between the first value R1 and the second value R2 is set to a reasonably wide value as compared with the change in step S6 in step S6 and step S8.
[0026]
At this time, in the fluorescent image displayed on the screen of the monitor 6, the normal tissue is displayed in a cyan color tone that is most easily recognized as being a normal tissue. Then, the structure of the abnormal portion is displayed in a dark red tone that is easily recognized as the most abnormal with respect to the cyan color tone. Thus, the surgeon can objectively determine whether the tissue is a normal part tissue or a lesion part tissue, and can specify the lesion part.
[0027]
In this way, by operating the color tone adjustment switch connected to the control unit of the image processing apparatus, the amplification ratio is adjusted via the control unit and the calculation unit, so that the color tone of the normal part is the most normal tissue. By automatically adjusting to the cyan color tone that is easily recognized as being present, and making the tissue of the abnormal part a dark red color tone that is most likely to be recognized as being abnormal, the surgeon can detect from the fluorescent image displayed on the monitor screen. It is possible to objectively judge normal tissue and abnormal tissue, and to quickly and accurately diagnose a disease state such as the presence of a lesion and the range of a lesion. As a result, the color tone does not change due to different operators, and anyone can easily determine the difference in color tone between the normal part and the lesioned part.
[0028]
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.
[0029]
[Appendix]
According to the embodiment of the present invention as described above in detail, the following configuration can be obtained.
[0030]
(1) In a fluorescence imaging apparatus that captures a fluorescence image of a subject excited by excitation light,
In a fluorescence imaging device that captures a fluorescence image of a subject excited by excitation light,
First imaging means for imaging the subject in a first wavelength band;
Second imaging means for imaging the subject in a second wavelength band;
The first maximum value of the histogram of the signal level in the first output signal output from the first imaging means and the second value of the histogram of the signal level in the second output signal output from the second imaging means. Computing means for calculating the maximum value of
Control means for controlling a signal level ratio between the first output signal and the second output signal based on the first maximum value and the second maximum value obtained by the calculating means;
Display means for displaying the subject image based on the first output signal and the second output signal whose signal level ratio is controlled by the control means;
A fluorescence imaging apparatus comprising:
[0031]
(2) The fluorescence imaging apparatus according to appendix 1, wherein the relative gain is adjusted so that a ratio between the first maximum value and the second maximum value falls within a specific value range.
[0032]
(3) The fluorescent image device according to appendix 1, wherein the color tone of a normal tissue of a subject image displayed on the monitor is adjusted to a cyan color tone.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the normal tissue is adjusted to a specific color tone and displayed, so that the color tone of the lesion is always displayed with respect to the normal tissue color tone adjusted to the specific color tone. Therefore, it is possible to provide a fluorescence imaging apparatus in which the color tone of a lesioned part does not change due to a difference in doctors.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 to FIG. 3 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fluorescence imaging apparatus, and FIG. 2 is a histogram showing frequency of green and red image signal levels. FIG. 3 is a flowchart showing an operation for setting a normal tissue to a specific color tone.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fluorescence image apparatus 2 ... Light source device 3 ... Endoscope 4 ... Camera 5 ... Image processing apparatus 6 ... Monitor 41 ... 1st I.D. I.
42 ... The second I.D. I.
43 ... 1st CCD
44 ... Second CCD
51 ... Calculation unit 52 ... Control unit

Claims (1)

励起光によって励起された被写体の蛍光画像を撮像する蛍光画像装置において、
前記被写体を第1の波長帯域で撮像する第1の撮像手段と、
前記被写体を第2の波長帯域で撮像する第2の撮像手段と、
前記第1の撮像手段から出力された第1の出力信号における信号レベルのヒストグラムの第1の最大値と前記第2の撮像手段から出力された第2の出力信号における信号レベルのヒストグラムの第2の最大値とを算出する演算手段と、
この演算手段で得られた第1の最大値及び第2の最大値に基づき、前記第1の出力信号と前記第2の出力信号の信号レベルの比率を制御する制御手段と、
この制御手段で信号レベルの比率が制御された前記第1の出力信号及び前記第2の出力信号に基づき前記被写体像を表示する表示手段と、
を具備したことを特徴とする蛍光画像装置。
In a fluorescence imaging device that captures a fluorescence image of a subject excited by excitation light,
First imaging means for imaging the subject in a first wavelength band;
Second imaging means for imaging the subject in a second wavelength band;
The first maximum value of the histogram of the signal level in the first output signal output from the first imaging means and the second value of the histogram of the signal level in the second output signal output from the second imaging means. Computing means for calculating the maximum value of
Control means for controlling a signal level ratio between the first output signal and the second output signal based on the first maximum value and the second maximum value obtained by the calculating means;
Display means for displaying the subject image based on the first output signal and the second output signal whose signal level ratio is controlled by the control means;
A fluorescence imaging apparatus comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002007587A2 (en) 2000-07-14 2002-01-31 Xillix Technologies Corporation Compact fluorescent endoscopy video system
JP4538141B2 (en) * 2000-08-31 2010-09-08 Hoya株式会社 Electronic endoscope system
JP2002102145A (en) * 2000-09-28 2002-04-09 Asahi Optical Co Ltd Electronic endoscope system
JP4520016B2 (en) * 2000-11-16 2010-08-04 Hoya株式会社 Electronic endoscope device
JP4648593B2 (en) * 2001-08-29 2011-03-09 Hoya株式会社 Processor for electronic endoscope system
US20060241496A1 (en) 2002-01-15 2006-10-26 Xillix Technologies Corp. Filter for use with imaging endoscopes
JP4394402B2 (en) * 2003-09-11 2010-01-06 Hoya株式会社 Endoscope system
US8690765B2 (en) 2005-06-08 2014-04-08 Olympus Medical Systems Corp. Endoscope apparatus and image processing apparatus
JP4766935B2 (en) * 2005-07-05 2011-09-07 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Endoscope device
JP4744279B2 (en) * 2005-11-24 2011-08-10 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Electronic endoscope device
EP2051603B1 (en) 2006-07-28 2019-09-11 Novadaq Technologies ULC System and method for deposition and removal of an optical element on an endoscope objective
US8498695B2 (en) 2006-12-22 2013-07-30 Novadaq Technologies Inc. Imaging system with a single color image sensor for simultaneous fluorescence and color video endoscopy
MX2010010292A (en) 2008-03-18 2011-01-25 Novadaq Technologies Inc Imaging system for combined full-color reflectance and near-infrared imaging.
JP5320233B2 (en) * 2009-09-18 2013-10-23 富士フイルム株式会社 Fluorescence imaging device
BR112013022997A2 (en) 2011-03-08 2018-07-03 Novadaq Technologies Inc. full spectrum led illuminator.
JP5480432B2 (en) * 2013-07-17 2014-04-23 富士フイルム株式会社 Fluorescence imaging device
WO2017079844A1 (en) 2015-11-13 2017-05-18 Novadaq Technologies Inc. Systems and methods for illumination and imaging of a target
EP4155716A1 (en) 2016-01-26 2023-03-29 Stryker European Operations Limited Image sensor assembly
US10293122B2 (en) 2016-03-17 2019-05-21 Novadaq Technologies ULC Endoluminal introducer with contamination avoidance
USD916294S1 (en) 2016-04-28 2021-04-13 Stryker European Operations Limited Illumination and imaging device
CA3027592A1 (en) 2016-06-14 2017-12-21 John Josef Paul FENGLER Methods and systems for adaptive imaging for low light signal enhancement in medical visualization
EP4242743A3 (en) 2017-02-10 2023-10-18 Stryker European Operations Limited Open-field handheld fluorescence imaging systems and methods

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