JP2001128927A - Method and device for producing fluorescent image - Google Patents

Method and device for producing fluorescent image

Info

Publication number
JP2001128927A
JP2001128927A JP31470999A JP31470999A JP2001128927A JP 2001128927 A JP2001128927 A JP 2001128927A JP 31470999 A JP31470999 A JP 31470999A JP 31470999 A JP31470999 A JP 31470999A JP 2001128927 A JP2001128927 A JP 2001128927A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
excitation light
fluorescence
image
filter
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP31470999A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Tsujita
和宏 辻田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP31470999A priority Critical patent/JP2001128927A/en
Publication of JP2001128927A publication Critical patent/JP2001128927A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a high quality fluorescent image by detecting an image with a high S/N ratio with self fluorescence generated from a tissue by the irradiation of excitation light. SOLUTION: In this fluorescent image producing device, the self-fluorescence Kj generated from a tissue 1 by the irradiation of excitation light Le on the tissue 1 is detected by a sensitive imaging device 24 through plural excitation light cutting filters 22 and 23 to produce a fluorescence image. A filter which doesn't generate fluorescence by the irradiation of excitation light is used as the first step filter 22 of the plural excitation light cutting filters.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光画像取得方法
および装置に関し、詳しくは励起光を照射することによ
り生体組織から発生する自家蛍光を画像として取得する
蛍光画像取得方法および装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for acquiring a fluorescence image, and more particularly to a method and an apparatus for acquiring a fluorescent image as an image by irradiating excitation light with autofluorescence generated from a living tissue. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、励起光の照射により生体組織
内の内在色素から発せられる自家蛍光を検出し、この自
家蛍光を分析することにより各種疾患に伴う組織性状の
変化を識別する診断装置が研究されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been provided a diagnostic apparatus which detects auto-fluorescence emitted from an endogenous dye in a living tissue by irradiation with excitation light, and analyzes the auto-fluorescence to identify a change in tissue properties associated with various diseases. Has been studied.

【0003】例えば、この技術を適用した蛍光内視鏡装
置は、励起光の照射により生体組織から発生した自家蛍
光による像を、結像光学系によって撮像素子上に結像さ
せて撮像するものであり、生体組織から発生した自家蛍
光と共に生体組織によって反射した励起光が撮像素子に
入射しないように光学系に励起光カットフィルタを挿入
し、励起光の強度を減衰させている。また、微弱な自家
蛍光に混入する励起光の強度を低いレベルに抑えるため
に2枚以上の励起光カットフィルタを用いることがあ
り、この励起光カットフィルタとしては、イオンやコロ
イドによる着色剤でガラスを着色した色ガラスにより形
成された吸収フィルタや、多層膜によって形成される波
長選択性の膜を基板上にコーティングした波長選択性フ
ィルタ等が用いられている。
For example, a fluorescence endoscope apparatus to which this technique is applied captures an image by auto-fluorescence generated from a living tissue by irradiation of excitation light on an imaging device by an imaging optical system. In addition, an excitation light cut filter is inserted into an optical system so that excitation light reflected by the living tissue together with autofluorescence generated from the living tissue does not enter the imaging device, and the intensity of the excitation light is attenuated. In addition, two or more excitation light cut filters may be used in order to suppress the intensity of the excitation light mixed into the weak autofluorescence to a low level. There are used an absorption filter formed of colored glass colored with, a wavelength-selective filter in which a wavelength-selective film formed of a multilayer film is coated on a substrate, and the like.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に励
起光カットフィルタを挿入して励起光の光量を減衰させ
ただけでは、励起光の照射により励起光カットフィルタ
から蛍光が発生して生体組織から発生した自家蛍光に混
入して検出されてしまうことがあるので、自家蛍光によ
る像を高いS/N比で検出し品質の高い蛍光画像を取得
することが難しいという問題がある。
However, merely by inserting the excitation light cut filter to attenuate the amount of excitation light, fluorescence is generated from the excitation light cut filter by irradiation of the excitation light and generated from living tissue. There is a problem that it is difficult to obtain a high-quality fluorescence image by detecting an image due to the auto-fluorescence at a high S / N ratio because the auto-fluorescence may be mixed and detected.

【0005】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、励起光の照射により生体組織から発生する自家
蛍光による像を高いS/N比で検出し品質の高い蛍光画
像を取得することができる蛍光画像取得方法および装置
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 an object of the present invention is to obtain an image of autofluorescence generated from a living tissue by irradiation of excitation light at a high S / N ratio to obtain a high-quality fluorescent image. It is an object of the present invention to provide a fluorescence image acquiring method and apparatus capable of performing the above.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光画像取得方
法は、生体組織に励起光を照射することにより該生体組
織から発生した自家蛍光を複数の励起光カットフィルタ
を通して検出し蛍光画像を取得する蛍光画像取得方法に
おいて、前記検出を、前記複数の励起光カットフィルタ
の初段に前記励起光の照射により蛍光を発生しないフィ
ルタを用いて行なうことを特徴とする。
According to the fluorescence image acquiring method of the present invention, a fluorescent image is obtained by irradiating a living tissue with excitation light to detect auto-fluorescence generated from the living tissue through a plurality of excitation light cut filters. In the fluorescence image acquisition method described above, the detection is performed using a filter that does not generate fluorescence due to the irradiation of the excitation light at the first stage of the plurality of excitation light cut filters.

【0007】本発明の蛍光画像取得装置は、生体組織に
励起光を照射する照射手段と、該励起光の照射により該
生体組織から発生した自家蛍光を複数の励起光カットフ
ィルタを通して検出する検出手段と、前記検出手段によ
り検出した自家蛍光に基づき蛍光画像を取得する画像取
得手段とを備えた蛍光画像取得装置において、前記複数
の励起光カットフィルタのうち初段の励起光カットフィ
ルタが前記励起光の照射により蛍光を発生しないフィル
タであることを特徴とする。
[0007] A fluorescence image acquiring apparatus according to the present invention comprises: an irradiating means for irradiating a living tissue with excitation light; and a detecting means for detecting auto-fluorescence generated from the living tissue by irradiation of the excitation light through a plurality of excitation light cut filters. And a fluorescence image acquisition device comprising: an image acquisition unit that acquires a fluorescence image based on autofluorescence detected by the detection unit, wherein a first-stage excitation light cut filter of the plurality of excitation light cut filters The filter is characterized in that it does not generate fluorescence by irradiation.

【0008】前記初段の励起光カットフィルタは波長選
択性の膜とすることができる。また、前記初段の励起光
カットフィルタの後段に励起光吸収フィルタを備えるこ
とができる。
The first-stage excitation light cut filter can be a wavelength-selective film. Further, an excitation light absorption filter can be provided after the first-stage excitation light cut filter.

【0009】前記蛍光画像取得装置に、初段の励起光カ
ットフィルタによって分離された励起光を吸収する吸収
体を備えることができる。
[0009] The fluorescence image acquiring apparatus may include an absorber for absorbing the excitation light separated by the excitation light cut filter in the first stage.

【0010】前記初段の励起光カットフィルタは、前記
励起光を1/100以下に減衰するものとすることがで
きる。
[0010] The first-stage excitation light cut filter may attenuate the excitation light to 1/100 or less.

【0011】なお、「初段の励起光カットフィルタ」と
は、蛍光画像を取得する光学系に配置されている複数の
励起光カットフィルタのうち被写体から発せられた光が
最初に入射するフィルタを意味する。
The "first-stage excitation light cut filter" means a filter of a plurality of excitation light cut filters arranged in an optical system for acquiring a fluorescence image, on which light emitted from a subject enters first. I do.

【0012】また「初段の励起光カットフィルタの後段
に励起光吸収フィルタを備える」とは、被写体から発せ
られた光が初段の励起光カットフィルタを透過した後に
励起光吸収フィルタに入射するように励起光吸収フィル
タを配置することを意味し、この励起光吸収フィルタは
初段の励起光カットフィルタ以外の位置であれば複数の
励起光カットフィルタの何番目の位置に配置してもかま
わない。
[0012] The phrase "provided with an excitation light absorption filter after the first-stage excitation light cut filter" means that light emitted from a subject enters the excitation light absorption filter after passing through the first-stage excitation light cut filter. This means that an excitation light absorption filter is arranged, and this excitation light absorption filter may be arranged at any position of a plurality of excitation light cut filters as long as it is a position other than the first stage excitation light cut filter.

【0013】また、励起光カットフィルタは、励起光を
遮断または反射するフィルタの他に、励起光を透過させ
測定対象となる光を反射させる透過および反射特性を持
つフィルタも含む。
The excitation light cut filter includes a filter having transmission and reflection characteristics for transmitting the excitation light and reflecting the light to be measured, in addition to a filter for blocking or reflecting the excitation light.

【0014】[0014]

【発明の効果】本発明の蛍光画像取得方法および装置に
よれば、複数の励起光カットフィルタの初段に励起光の
照射により蛍光を発生しないフィルタを配置して自家蛍
光の検出を行なうことにより、蛍光の発生を伴わずに初
段の励起光カットフィルタにより励起光を減衰させるこ
とができ、後段に励起光の照射により蛍光を発する励起
光カットフィルタが存在しても既に励起光は減衰されて
いるので、後段の励起光カットフィルタから発生する蛍
光の強度を低く抑えることができる。従って、減衰され
る前の高い強度の励起光が照射される初段に励起光の照
射により蛍光を発生する励起光カットフィルタを配置し
た場合に比して、初段に励起光の照射により蛍光を発生
しないフィルタを配置した場合には、検出対象外のノイ
ズとなる蛍光の発生が少なく、自家蛍光を高いS/N比
で検出することができ、品質の高い蛍光画像を取得する
ことができる。
According to the fluorescence image acquiring method and apparatus of the present invention, a filter that does not generate fluorescence by irradiating excitation light is arranged at the first stage of a plurality of excitation light cut filters to detect autofluorescence. The excitation light can be attenuated by the first-stage excitation light cut filter without generating fluorescence, and the excitation light is already attenuated even if there is an excitation light cut filter that emits fluorescence by irradiation of the excitation light at the subsequent stage. Therefore, the intensity of the fluorescence generated from the excitation light cut filter at the subsequent stage can be suppressed low. Therefore, compared to the case where an excitation light cut filter that generates fluorescence by irradiation of excitation light is arranged at the first stage where excitation light of high intensity before being attenuated is irradiated, fluorescence is generated by irradiation of excitation light at the first stage. In the case where a filter that does not perform the detection is arranged, the generation of fluorescence that is a noise outside the detection target is small, the autofluorescence can be detected at a high S / N ratio, and a high-quality fluorescence image can be obtained.

【0015】すなわち、励起光の照射により蛍光を発生
するフィルタは、励起光が照射されるとその強度に応じ
た強さで蛍光を発生するので、励起光の照射強度が高い
初段に励起光の照射により蛍光を発生するフィルタを用
いた場合にはこのフィルタから発生する蛍光の強度も高
くなり、蛍光の強度は初段以後のフィルタによって減衰
されることなく検出されてしまう。しかしながら、初段
のフィルタに励起光の照射により蛍光を発生しないフィ
ルタを配置すれば励起光の強度は一旦減衰されるので、
初段以後に励起光の照射により蛍光を発生するフィルタ
が配置されていても、強度が減衰された励起光の照射に
より発生する蛍光の強度は低く抑えられ、自家蛍光を検
出するときに混入する蛍光をより低いレベルに抑えるこ
とができる。
That is, the filter that generates fluorescence by irradiating the excitation light generates fluorescence with an intensity corresponding to the intensity of the excitation light, so that the intensity of the excitation light is higher in the first stage. When a filter that generates fluorescent light by irradiation is used, the intensity of the fluorescent light generated from this filter also increases, and the intensity of the fluorescent light is detected without being attenuated by the first and subsequent filters. However, if a filter that does not generate fluorescence by irradiating the excitation light is disposed in the first-stage filter, the intensity of the excitation light is temporarily attenuated.
Even if a filter that generates fluorescence by irradiation with excitation light is provided after the first stage, the intensity of fluorescence generated by irradiation with excitation light whose intensity has been attenuated is kept low, and fluorescence mixed when detecting autofluorescence is detected. To a lower level.

【0016】また、初段の励起光カットフィルタを波長
選択性の膜とすれば、波長選択性の膜は励起光の照射に
より蛍光を発生しないので励起光の照射による蛍光の発
生をより確実に防止することができる。
If the first-stage excitation light cut filter is a wavelength-selective film, the wavelength-selective film does not generate fluorescence upon irradiation with the excitation light, so that the generation of fluorescence upon irradiation with the excitation light is more reliably prevented. can do.

【0017】また、励起光カットフィルタの中には減衰
率が入射角度に依存するものもあるが、励起光吸収フィ
ルタの減衰率は入射角度に依存しないので、初段の励起
光カットフィルタの後段に励起光吸収フィルタを備えれ
ば、励起光が励起光吸収フィルタに入射する角度の大小
によらず一定の減衰率で励起光をカットすることができ
る。また、励起光吸収フィルタの欠点である励起光が照
射されると蛍光を発生する性質に関しては、前段の励起
光カットフィルタによって励起光の強度が減衰されてお
り、この減衰された励起光の照射により励起光吸収フィ
ルタから蛍光が発生しても蛍光の強度は極微弱となるの
で、励起光カットフィルタから発生する蛍光の強度を低
く抑えかつ励起光がどのような入射角度で入射しても均
等に励起光を減衰させることができ、自家蛍光を高いS
/N比で検出することができる。
In some excitation light cut filters, the attenuation rate depends on the incident angle. However, since the attenuation rate of the excitation light absorption filter does not depend on the incident angle, the excitation light cut filter is disposed downstream of the first excitation light cut filter. If an excitation light absorption filter is provided, the excitation light can be cut at a constant attenuation rate regardless of the angle at which the excitation light enters the excitation light absorption filter. Regarding the property of the excitation light absorbing filter, which is a drawback of generating fluorescence when irradiated with the excitation light, the intensity of the excitation light is attenuated by the excitation light cut filter at the preceding stage. Even if fluorescence is generated from the excitation light absorption filter, the intensity of the fluorescence is extremely weak, so that the intensity of the fluorescence generated from the excitation light cut filter is kept low and even if the excitation light is incident at any incident angle. Excitation light can be attenuated, and the auto-fluorescence
/ N ratio.

【0018】また、初段の励起光カットフィルタによっ
て分離された励起光を吸収する吸収体を備えれば、分離
された励起光が反射および散乱されて迷光となり自家蛍
光像を撮像する光路に侵入し自家蛍光と共に検出される
ことを防止することができるので、自家蛍光を高いS/
N比で検出することができる。
If an absorber is provided for absorbing the excitation light separated by the first-stage excitation light cut filter, the separated excitation light is reflected and scattered to become stray light, and enters the optical path for capturing an autofluorescence image. Since it can be prevented from being detected together with the auto-fluorescence, the auto-
It can be detected by N ratio.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の第
1の実施の形態として蛍光画像取得方法を内視鏡装置に
適用した蛍光内視鏡の概略構成を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fluorescent endoscope in which a fluorescent image acquiring method is applied to an endoscope apparatus as a first embodiment of the present invention.

【0020】図1に示すように蛍光内視鏡800は、生
体組織1に照射する励起光の光源を備えた光源ユニット
100、光源ユニット100から導かれた励起光を生体
組織1へ照射し、この励起光Leの照射により生体組織
1に生じた自家蛍光Kjによる像(以後自家蛍光像Jz
と呼ぶ)を撮像し電気的なアナログ画像信号に変換する
内視鏡先端ユニット200、内視鏡先端ユニット200
によって撮像され変換されたアナログ画像信号をデジタ
ル信号に変換し、さらにこのデジタル信号を演算してそ
の結果をビデオ信号に変換し出力する画像演算ユニット
300および画像演算ユニット300から出力されたビ
デオ信号に基づき表示を行なう表示器400からなる主
要部によって構成されている。
As shown in FIG. 1, a fluorescent endoscope 800 irradiates a living tissue 1 with a light source unit 100 having a light source of excitation light for irradiating the living tissue 1, and excitation light guided from the light source unit 100. An image due to the autofluorescence Kj generated in the living tissue 1 by the irradiation of the excitation light Le (hereinafter, an autofluorescence image Jz)
), An endoscope head unit 200 for imaging and converting it into an electric analog image signal
An image processing unit 300 that converts an analog image signal captured and converted into a digital signal, further calculates the digital signal, converts the result into a video signal, and outputs the video signal, and a video signal output from the image processing unit 300. It is composed of a main part consisting of a display device 400 for performing display based on the display.

【0021】光源ユニット100には、405nm近傍
の波長領域の励起光Leを射出する励起光光源11、励
起光光源11から射出された励起光を集光する励起光集
光レンズ12、および励起光Leを光源ユニット100
から内視鏡先端ユニット200に伝搬する光ファイバ1
3の端面13aが配設されており、励起光光源11から
射出された励起光Leは、励起光集光レンズ12によっ
て集光され、光ファイバ13の端面13aに入射し光フ
ァイバ13によって内視鏡先端ユニット200に伝搬さ
れる。
The light source unit 100 includes an excitation light source 11 for emitting excitation light Le in a wavelength region near 405 nm, an excitation light condensing lens 12 for condensing excitation light emitted from the excitation light source 11, and excitation light. Le to the light source unit 100
Fiber 1 propagating from the endoscope to the endoscope tip unit 200
The excitation light Le emitted from the excitation light source 11 is condensed by the excitation light condensing lens 12, enters the end surface 13 a of the optical fiber 13, and is viewed by the optical fiber 13. The light is transmitted to the mirror tip unit 200.

【0022】内視鏡先端ユニット200には、光ファイ
バ13によって伝搬された励起光Leを入射し生体組織
1に向って射出する照射レンズ21および励起光Leの
照射により生体組織1に生じた自家蛍光像Jzを撮像す
る撮像部201が配設されており、撮像部201によっ
て撮像され電気的な信号に変換されたアナログ画像信号
は撮像ケーブル29を経由して出力され画像演算ユニッ
ト300に入力される。
The endoscope distal end unit 200 receives the excitation light Le propagated by the optical fiber 13 and irradiates the living tissue 1 with the excitation lens Le. An image pickup unit 201 for picking up a fluorescent image Jz is provided, and an analog image signal picked up by the image pickup unit 201 and converted into an electric signal is output via the image pickup cable 29 and input to the image operation unit 300. You.

【0023】画像演算ユニット300には、撮像部20
1によって撮像され変換されたアナログ画像信号を入力
しデジタル値に変換して画像データとして出力するA/
D変換機30、A/D変換機30から出力された画像デ
ータの画素区画を変換して出力する画素区画演算器3
1、画素区画が変換された画像データを記憶する画像メ
モリ32、画像メモリ32に記憶された画像データの値
を用いて演算を行なう規格化画像演算器33、規格化画
像演算器33によって演算された結果を閾値と比較する
ことにより正常組織であるか病変組織であるかを画像デ
ータの各画素毎に識別する識別器34および識別器34
によって識別された結果を表す画像データをアナログ信
号であるビデオ信号に変換し出力するビデオ信号処理回
路35が配設されており、撮像ケーブル29を経由して
入力されたアナログ画像信号は、デジタル値からなる画
像データに変換された後、演算および識別が行なわれさ
らにビデオ信号処理回路35によってビデオ信号に変換
されて出力される。
The image processing unit 300 includes an imaging unit 20
A / A which receives and converts an analog image signal captured and converted by 1 into a digital value and outputs it as image data
A pixel section calculator 3 that converts and outputs pixel sections of image data output from the D / D converter 30 and the A / D converter 30
1. An image memory 32 for storing image data in which pixel sections are converted, a standardized image arithmetic unit 33 for performing an arithmetic operation using the value of the image data stored in the image memory 32, and a standardized image arithmetic unit 33 A discriminator 34 for discriminating, for each pixel of the image data, whether the tissue is a normal tissue or a diseased tissue by comparing the result with a threshold.
A video signal processing circuit 35 for converting the image data representing the result identified by the image signal into a video signal as an analog signal and outputting the video signal is provided. The analog image signal input via the imaging cable 29 is a digital signal. After being converted into image data composed of the following, arithmetic and identification are performed and further converted into a video signal by the video signal processing circuit 35 and output.

【0024】ビデオ信号処理回路35によって出力され
たビデオ信号は表示器400に入力され表示される。
The video signal output by the video signal processing circuit 35 is input to the display 400 and displayed.

【0025】なお、上記「画像データ」とは、画像を表
すデジタル信号値の集合を意味し、具体的には撮像部2
01によって撮像され変換されたアナログ画像信号をA
/D変換器30によってデジタル信号に変換してからビ
デオ信号処理回路35によって再びアナログ信号である
ビデオ信号に変換するまでの間に、画素区画演算器31
および識別器34等によって演算および識別等の処理を
施す対象となる画像を表すデジタル信号値の集合を意味
する。
The "image data" means a set of digital signal values representing an image.
01 is converted into an analog image signal
Between the time when the signal is converted into a digital signal by the / D converter 30 and the time when the signal is converted again by the video signal processing circuit 35 into a video signal which is an analog signal, the pixel partitioning operation unit 31
And a set of digital signal values representing an image to be subjected to processing such as calculation and identification by the classifier 34 and the like.

【0026】ここで、撮像部201によって自家蛍光像
Jzを撮像する場合について詳細を説明する。図2は撮
像部201の詳細を示す拡大図である。
Here, the case where the autofluorescent image Jz is captured by the image capturing section 201 will be described in detail. FIG. 2 is an enlarged view showing details of the imaging unit 201.

【0027】励起光Leの照射によって生体組織1に発
生した自家蛍光像Jzを後述する高感度撮像器24上に
結像する結像レンズ21の像側の光軸上には、光軸に対
して45度に傾けられたダイクロイックミラー22が配
設されており、結像レンズ21の光軸に沿って伝搬する
光がダイクロイックミラー22を透過した後の光路には
励起光を吸収する吸収体25が配設されている。一方、
結像レンズ21の光軸に沿って伝搬する光がダイクロイ
ックミラー22によってほぼ直角に反射されることによ
って形成される光路上には励起光を遮断する吸収フィル
タ23と自家蛍光像Jzを撮像する高感度撮像器24が
この順に配設されている。
The autofluorescence image Jz generated on the living tissue 1 by the irradiation of the excitation light Le is formed on the image-side optical axis of the imaging lens 21 which forms an image on the high-sensitivity imager 24 described later. The dichroic mirror 22 is disposed at an angle of 45 degrees. The light propagating along the optical axis of the imaging lens 21 passes through the dichroic mirror 22. Are arranged. on the other hand,
On the optical path formed by the light propagating along the optical axis of the imaging lens 21 being reflected by the dichroic mirror 22 at a substantially right angle, an absorption filter 23 that cuts off the excitation light and a light source that captures the auto-fluorescence image Jz. The sensitivity imagers 24 are arranged in this order.

【0028】ダイクロイックミラー22は、石英ガラス
基板22a上に波長選択性の膜22bを成膜することに
より形成され、図3に示すように405nm近傍を越え
る波長領域の光を反射する反射特性と、波長405nm
近傍の光の光量の1%を反射し99%を透過させる反射
および透過特性とを備えており、励起光の照射により蛍
光を発生することはない。吸収フィルタ23は、色ガラ
スによって形成され、図4に示すように405nm近傍
を越える波長領域の光を透過する透過特性と、波長40
5nm近傍の光の光量の99%を遮断し1%を透過させ
る特性とを備えており、励起光の照射により蛍光を発生
する性質を持っている。また、吸収体25は、樹脂に4
05nm近傍の波長領域の光を吸収する色素を混ぜたも
ので励起光を吸収する特性を備えている。
The dichroic mirror 22 is formed by forming a wavelength-selective film 22b on a quartz glass substrate 22a. As shown in FIG. 3, the dichroic mirror 22 has a reflection characteristic of reflecting light in a wavelength region exceeding about 405 nm. Wavelength 405nm
It has reflection and transmission characteristics of reflecting 1% of the amount of light in the vicinity and transmitting 99% of the light, and does not generate fluorescence by irradiation with excitation light. The absorption filter 23 is formed of colored glass, and has a transmission characteristic of transmitting light in a wavelength region exceeding about 405 nm as shown in FIG.
It has the property of blocking 99% of the light amount of light near 5 nm and transmitting 1%, and has the property of generating fluorescence when irradiated with excitation light. In addition, the absorber 25 is formed by adding 4
It is a mixture of a dye that absorbs light in the wavelength region around 05 nm and has a characteristic of absorbing excitation light.

【0029】なお、高感度撮像器24は高感度撮像素子
24b上にオンチップモザイクフィルタ24aを密着し
て一体化したものであり、オンチップモザイクフィルタ
24aは図5に示すような全波長領域に亘る波長の光を
透過させる透過特性を有するフィルタWと450nm〜
530nmに亘る緑色の波長領域の光を透過させる透過
特性を有するフィルタGとを図6に示すように高感度撮
像素子24bの各画素に対応して交互に配置することに
より形成されたものである。
It should be noted that the high-sensitivity image pickup device 24 is formed by closely integrating an on-chip mosaic filter 24a on a high-sensitivity image pickup device 24b, and the on-chip mosaic filter 24a covers an entire wavelength region as shown in FIG. Filter W having a transmission characteristic of transmitting light having a wavelength
As shown in FIG. 6, the filter G is formed by alternately arranging a filter G having a transmission characteristic of transmitting light in a green wavelength region of 530 nm in correspondence with each pixel of the high-sensitivity image sensor 24b. .

【0030】励起光Leの照射により生体組織1に生じ
た自家蛍光像Jzは、結像レンズ21を経由してダイク
ロイックミラー22によってほぼ直角に反射され吸収フ
ィルタ23を透過した後、高感度撮像器24上に結像さ
れる。
The autofluorescence image Jz generated in the living tissue 1 by the irradiation of the excitation light Le is reflected by the dichroic mirror 22 through the imaging lens 21 at a substantially right angle, passes through the absorption filter 23, and then passes through the high-sensitivity imaging device. 24.

【0031】一方、生体組織1で反射され結像レンズ2
1を経由しダイクロイックミラー22に入射する励起光
Leは、その光量の99%がダイクロイックミラー22
を透過し、その後吸収体25に入射して吸収されるの
で、反射あるいは散乱等により迷光となって再び自家蛍
光像Jzが撮像される光路に戻ることはない。また、前
記ダイクロイックミラー22に入射する励起光の光量の
1%はダイクロイックミラー22によってほぼ直角に反
射され(光量が1/100に減衰され)吸収フィルタ2
3に入射し、さらに入射した励起光の光量の99%が吸
収フィルタ23によって吸収され残りの1%の光量が吸
収フィルタ23を透過し(光量がさらに1/100に減
衰されて)高感度撮像器24に入射する。また、励起光
が吸収フィルタ23に入射すると、この入射した励起光
の光量の1%に相当する光量の蛍光が吸収フィルタ23
から発生し高感度撮像器24に入射する。
On the other hand, the imaging lens 2 reflected by the living tissue 1
The excitation light Le that enters the dichroic mirror 22 via the light source 1 has 99% of its light intensity 99%.
And then enter the absorber 25 and be absorbed, so that it does not return to the optical path where the autofluorescent image Jz is captured again as stray light due to reflection or scattering. Also, 1% of the light amount of the excitation light incident on the dichroic mirror 22 is reflected by the dichroic mirror 22 at a substantially right angle (the light amount is attenuated to 1/100) and the absorption filter 2
3, and 99% of the amount of the exciting light that has entered further is absorbed by the absorption filter 23, and the remaining 1% of the light passes through the absorption filter 23 (the amount of light is further attenuated to 1/100) (high sensitivity imaging). Incident on the vessel 24. When the excitation light is incident on the absorption filter 23, the amount of fluorescent light corresponding to 1% of the amount of the incident excitation light is reduced by the absorption filter 23.
And enters the high-sensitivity imager 24.

【0032】ここで、病変組織から発生する自家蛍光の
光量はその組織に照射された励起光の光量のβ%程度
(蛍光収率がβ%程度)であるとすると(蛍光収率と
は、生体組織の部位に照射される励起光の強度と、この
励起光の照射により前記部位から発生する自家蛍光の強
度との比率を意味する)、最終的に高感度撮像器24で
受光される自家蛍光の光量と、ノイズとして混入する励
起光の光量および吸収フィルタ23から発生する蛍光の
光量とは以下のような比率になる。
Here, assuming that the amount of auto-fluorescence generated from a diseased tissue is about β% (the fluorescence yield is about β%) of the amount of excitation light applied to the tissue (the fluorescence yield is It means the ratio between the intensity of the excitation light irradiated to the site of the living tissue and the intensity of the auto-fluorescence generated from the site due to the irradiation of the excitation light). The ratio of the amount of fluorescent light to the amount of excitation light mixed as noise and the amount of fluorescent light generated from the absorption filter 23 is as follows.

【0033】すなわち、図7に示すように励起光Leが
生体組織1の病変組織の部位Byを照射する光量を10
0とすると、部位Byから発生する自家蛍光Kjの光量
はβであり、この部位Byから発生した自家蛍光Kj
は、撮像部201の光学系に入射後殆ど光量を損失せず
にその発生光量の0.5%が高感度撮像器24上に伝搬
され受光されるとすると(撮像部201の集光効率Ee
=0.5%とすると)、高感度撮像器24で受光される
自家蛍光Kj1の光量はβ×0.005となる。
That is, as shown in FIG. 7, the excitation light Le irradiates the diseased body portion By of the living tissue 1 with a light amount of 10.
If 0, the light quantity of the auto-fluorescence Kj generated from the site By is β, and the auto-fluorescence Kj generated from the site By is
Is assumed that 0.5% of the generated amount of light is transmitted to the high-sensitivity image pickup device 24 and is received with little loss of light amount after being incident on the optical system of the image pickup unit 201 (the light collection efficiency Ee of the image pickup unit 201).
= 0.5%), the light amount of the auto-fluorescence Kj1 received by the high-sensitivity imager 24 is β × 0.005.

【0034】一方、生体組織1による励起光の反射率は
病変組織と正常組織とで一致しその値を2%とすると
(すなわち組織反射率Rt=2%とすると)、光量10
0の励起光Leは部位Byによって反射されその反射光
の光量は2となり、この反射された励起光Le1の光量
の0.5%が結像レンズ21によって集光されると、結
像レンズ21を透過する励起光Le2の光量は0.01
となる(1/10000に減衰される)。そして、この
励起光Le2がダイクロイックミラー22によって反射
されるとその光量は1/100に減衰され1×10−4
となり(励起光Le3)、さらにこの励起光Le3が吸
収フィルタ23を透過するときにその光量は1/100
に減衰され1×10−6となる(励起光Le4)。ま
た、励起光Le3が吸収フィルタ23に入射すると蛍光
が発生し、入射した励起光の光量の1/100の光量の
蛍光Kkすなわち光量1×10−6の蛍光Kkが発生し
高感度撮像器24に入射する。
On the other hand, if the reflectance of the excitation light by the living tissue 1 is the same between the diseased tissue and the normal tissue and its value is 2% (that is, if the tissue reflectance Rt = 2%), the light amount is 10%.
The excitation light Le of 0 is reflected by the part By and the amount of the reflected light becomes 2. When 0.5% of the amount of the reflected excitation light Le1 is condensed by the imaging lens 21, the imaging lens 21 The amount of excitation light Le2 passing through
(Attenuated to 1/10000). When the excitation light Le2 is reflected by the dichroic mirror 22, the light amount is attenuated to 1/100 and 1 × 10 −4.
(Excitation light Le3), and when the excitation light Le3 passes through the absorption filter 23, the light amount is 1/100.
To 1 × 10 −6 (excitation light Le4). Further, when the excitation light Le3 enters the absorption filter 23, fluorescence is generated, and the fluorescence Kk of 1/100 of the amount of the incident excitation light, that is, the fluorescence Kk of 1 × 10 −6 is generated. Incident on.

【0035】従って、病変組織の部位Byから発生し高
感度撮像器24によって受光される自家蛍光Kj1の光
量と、ノイズとして受光される励起光Le4の光量およ
び蛍光の光量Kkとの比率はβ×0.005:(1×1
−6+1×10−6)=β:4×10−4となる。
Therefore, the ratio of the amount of the autofluorescence Kj1 generated from the site By of the diseased tissue and received by the high-sensitivity imager 24 to the amount of the excitation light Le4 and the amount of fluorescence Kk received as noise is β × 0.005: (1 × 1
0 −6 + 1 × 10 −6 ) = β: 4 × 10 −4

【0036】従って、病変組織の蛍光収率βが1%に満
たない極微小な値となっても診断に利用することができ
る品質の高い自家蛍光像Jzを撮像することができる。
また、正常組織の蛍光収率は病変組織の蛍光収率の約1
0倍であり、この自家蛍光を検出するときに混入する励
起光の光量および吸収フィルタ23から発生する蛍光の
光量の割合はさらに減少するので、より品質の高い自家
蛍光像Jzを撮像することができる。
Therefore, even if the fluorescence yield β of the diseased tissue becomes an extremely small value of less than 1%, a high-quality autofluorescence image Jz that can be used for diagnosis can be captured.
In addition, the fluorescence yield of the normal tissue is about 1% of the fluorescence yield of the diseased tissue.
Since the ratio of the amount of excitation light mixed in detecting the autofluorescence and the ratio of the amount of fluorescence generated from the absorption filter 23 is further reduced, it is possible to capture a higher quality autofluorescence image Jz. it can.

【0037】なお、上記蛍光収率、ダイクロイックミラ
ー22および吸収フィルタ23の反射特性、透過特性、
吸収特性、および励起光の照射により吸収フィルタ23
から発生する蛍光の発光光量等は、励起光を照射する生
体組織の部位、波長選択性の膜構成および吸収フィルタ
の材質等により異なり上記数値に必ずしも一致するわけ
ではない。
The fluorescence yield, the reflection characteristics and the transmission characteristics of the dichroic mirror 22 and the absorption filter 23,
The absorption characteristics and the excitation light irradiation make the absorption filter 23
The amount of emitted fluorescent light and the like vary depending on the site of the living tissue irradiated with the excitation light, the wavelength-selective film configuration, the material of the absorption filter, and the like, and do not always coincide with the above numerical values.

【0038】次に、画像演算ユニット300による演算
について詳細を説明する。上記のようにして高感度撮像
器24によって撮像された自家蛍光像Jzは電気的なア
ナログ画像信号に変換され、撮像ケーブル29を経由し
て撮像部201から画像演算ユニット300に出力され
る。画像演算ユニット300に入力されたアナログ画像
信号は、A/D変換機30によってデジタル値に変換さ
れ画像データとして画素区画変換器31に出力され、画
素区画変換器31によって画素区画が変換される。
Next, the operation performed by the image operation unit 300 will be described in detail. The autofluorescence image Jz captured by the high-sensitivity image capturing device 24 as described above is converted into an electric analog image signal, and is output from the image capturing unit 201 to the image calculation unit 300 via the image capturing cable 29. The analog image signal input to the image operation unit 300 is converted into a digital value by the A / D converter 30 and output to the pixel section converter 31 as image data, and the pixel section converter 31 converts the pixel section.

【0039】すなわち、図8(a)、(b)、(c)に
示すように、モザイクフィルタ24aの中の4画素分を
1区画の新たな画素として設定し、この新たに設定され
た画素の位置(x,y)の中のフィルタWが配置されて
いる画素から得られた値Pxy(1,1)とPxy
(2,2)との和を画像データW(x,y)の値とし、
フィルタGが配置されている画素から得られた値Pxy
(1,2)とPxy(2,1)との和を画像データG
(x,y)の値とする。従って、この変換をすべての画
素について行なうと、画素区画変換器31によって変換
された後の画素数は画素区画変換器31によって変換さ
れる前の画素数の1/4となる。
That is, as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, four pixels in the mosaic filter 24a are set as new pixels in one section, and the newly set pixels are set. Pxy (1,1) and Pxy obtained from the pixel where the filter W is located at the position (x, y)
The sum with (2, 2) is defined as the value of the image data W (x, y),
The value Pxy obtained from the pixel where the filter G is arranged
The sum of (1,2) and Pxy (2,1) is calculated as image data G
(X, y). Therefore, if this conversion is performed for all the pixels, the number of pixels after conversion by the pixel division converter 31 is 1 / of the number of pixels before conversion by the pixel division converter 31.

【0040】画素区画変換器31によって変換された画
像データWの値と画像データGの値とは、それぞれ画像
メモリ32Wと画像メモリ32Gとに出力され記憶され
る。
The value of the image data W and the value of the image data G converted by the pixel section converter 31 are output to and stored in the image memory 32W and the image memory 32G, respectively.

【0041】次に、画像メモリ32Wに記憶された画像
データWと画像メモリ32Gに記憶された画像データG
とは規格化画像演算器33に入力され同じ画素位置
(x,y)から得られた画素間において以下の演算が行
なわれる。
Next, the image data W stored in the image memory 32W and the image data G stored in the image memory 32G are stored.
Means that the following operation is performed between pixels input to the standardized image calculator 33 and obtained from the same pixel position (x, y).

【0042】 GW(x,y)=G(x,y)/W(x,y) すなわち、緑色の波長領域の自家蛍光の強度を全波長領
域の自家蛍光の強度で除算した規格化強度Gw(x,
y)が求められる。上記演算を全ての画素について行な
い規格化強度GWを求め、さらにこれらの演算によって
求められた規格化強度GWの値は、識別器34に入力さ
れ、あらかじめ正常組織から上記と同様の方式によって
求めた規格化強度の値と病変組織から上記と同様の方式
によって求めた規格化強度の値との中間値として求めら
れた閾値Qと比較される。
GW (x, y) = G (x, y) / W (x, y) That is, the normalized intensity Gw obtained by dividing the intensity of the auto-fluorescence in the green wavelength region by the intensity of the auto-fluorescence in the entire wavelength region. (X,
y) is required. The above operation is performed for all the pixels to obtain the normalized intensity GW, and the value of the normalized intensity GW obtained by these operations is input to the discriminator 34, and is previously obtained from the normal tissue by the same method as described above. The value is compared with a threshold value Q obtained as an intermediate value between the value of the normalized intensity and the value of the normalized intensity obtained from the diseased tissue in the same manner as described above.

【0043】ここで、病変組織から発生する全波長領域
に亘る自家蛍光の強度に対する緑色の波長領域の自家蛍
光の強度の割合は、正常組織から発生する全波長領域に
亘る自家蛍光の強度に対する緑色の波長領域の自家蛍光
の強度の割合より小さいので、閾値Qを越える値を持つ
規格化強度GW(x,y)が対応する画素位置(x,
y)は正常組織として識別され識別値S1が割り当てら
れ、閾値Q以下の値を持つ規格化強度GW(x,y)が
対応する画素位置(x,y)は病変組織として識別され
識別値S2が割り当てられる。そして、これらの識別値
は全画素について求められ識別器34から出力されビデ
オ信号処理回路35によってビデオ信号に変換され表示
器400によって表示される。
Here, the ratio of the intensity of the auto-fluorescence in the green wavelength region to the intensity of the auto-fluorescence over the entire wavelength region generated from the diseased tissue is the ratio of the intensity of the green fluorescence to the intensity of the auto-fluorescence over the entire wavelength region generated from the normal tissue. , The normalized intensity GW (x, y) having a value exceeding the threshold Q corresponds to the corresponding pixel position (x, y).
y) is identified as a normal tissue, and an identification value S1 is assigned. A pixel position (x, y) corresponding to the normalized intensity GW (x, y) having a value equal to or less than the threshold value Q is identified as a diseased tissue and the identification value S2. Is assigned. Then, these discrimination values are obtained for all pixels, output from the discriminator 34, converted into video signals by the video signal processing circuit 35, and displayed on the display 400.

【0044】なお、前記ダイクロイックミラー22およ
び吸収体25の代わりに図9に示すようなダイクロイッ
クキューブビームスプリッタ60を用いることもでき
る。すなわち、境界面faに波長選択性の膜が形成さ
れ、ダイクロイックミラー22と同等の透過特性および
反射特性を備え、さらに吸収体61を面fbに接着し吸
収体25と同等の励起光吸収特性を備えたダイクロイッ
クキューブビームスプリッタを用いることもできる。
It is to be noted that a dichroic cube beam splitter 60 as shown in FIG. 9 can be used in place of the dichroic mirror 22 and the absorber 25. That is, a wavelength-selective film is formed on the boundary face fa, and has transmission characteristics and reflection characteristics equivalent to those of the dichroic mirror 22. Further, the absorber 61 is adhered to the surface fb to provide excitation light absorption characteristics equivalent to the absorber 25. A dichroic cube beam splitter provided can also be used.

【0045】また、前記ダイクロイックミラー22の代
わりに図10に示すようなダイクロイックプリズム70
を用いることもできる。すなわち、境界面fcに波長選
択性の膜を形成し、ダイクロイックミラー22と同等の
透過特性および反射特性を備えたダイクロイックプリズ
ムを用いることもできる。
In place of the dichroic mirror 22, a dichroic prism 70 as shown in FIG.
Can also be used. That is, a dichroic prism having a wavelength-selective film formed on the boundary surface fc and having transmission characteristics and reflection characteristics equivalent to those of the dichroic mirror 22 can be used.

【0046】さらに、前記ダイクロイックミラー22お
よび吸収フィルタ23の代わりに図11に示すような励
起光カットフィルタ80とプリズム81との組み合わせ
を用いることもできる。すなわち、励起光を遮断する色
ガラス基板80aの入射側に波長選択性の膜fdが形成
され2種類のフィルタの機能を一体化した励起光カット
フィルタおよび全波長領域の光を反射する反射膜feが
その斜面に形成されたプリズムを用いることもできる。
Further, instead of the dichroic mirror 22 and the absorption filter 23, a combination of an excitation light cut filter 80 and a prism 81 as shown in FIG. 11 can be used. That is, a wavelength-selective film fd is formed on the incident side of the color glass substrate 80a that blocks the excitation light, and the excitation light cut filter integrates the functions of the two types of filters and the reflection film fe that reflects light in all wavelength regions. However, a prism formed on the slope can also be used.

【0047】本発明の第2の実施の形態は撮像部が図1
2に示すような構成から成るものであり、自家蛍光を撮
像する撮像部500は、励起光の照射により生体組織1
から発生した自家蛍光像Jzを後述するイメージファイ
バ53の端面53aに結像する結像レンズ51、結像レ
ンズ51によって端面53aに結像された自家蛍光像J
zを端面53bに伝搬するイメージファイバ53、結像
レンズ51とイメージファイバ53の端面53aとの間
に配設されているガラス基板に波長選択性の膜が形成さ
れた波長選択フィルタ52、イメージファイバ53の端
面53bに伝搬された自家蛍光像Jzを、オンチップモ
ザイクフィルタ56aと高感度撮像素子56bが一体化
された高感度撮像器56上にリレーするリレーレンズ5
5、およびリレーレンズ55と高感度撮像器56との間
に配設され励起光をカットする色ガラスからなる吸収フ
ィルタ54によって構成されている。
According to the second embodiment of the present invention, the
The imaging unit 500 configured to image the auto-fluorescence is configured to have the configuration shown in FIG.
Lens 51 that forms an autofluorescence image Jz generated from the image on an end face 53a of an image fiber 53, which will be described later, and an autofluorescence image J formed on the end face 53a by the imaging lens 51.
an image fiber 53 that propagates z to the end face 53b, a wavelength selection filter 52 in which a wavelength-selective film is formed on a glass substrate disposed between the imaging lens 51 and the end face 53a of the image fiber 53, an image fiber A relay lens 5 for relaying the auto-fluorescent image Jz propagated to the end face 53b of the 53 on a high-sensitivity imager 56 in which an on-chip mosaic filter 56a and a high-sensitivity image sensor 56b are integrated.
5, and an absorption filter 54 made of colored glass that is disposed between the relay lens 55 and the high-sensitivity imaging device 56 and cuts off the excitation light.

【0048】なお、波長選択フィルタ52は405nm
近傍を越える波長領域の光を透過させる透過波長特性
と、405nm近傍の波長の光の光量を99%遮断し残
りの1%の光量を透過させる透過特性とを有し励起光の
照射により蛍光を発生することはない。吸収フィルタ5
4は405nm近傍を越える波長領域の光を透過させる
波長特性と、405nm近傍の波長の光の光量を99%
遮断し残りの1%の光量を透過させる波長特性とを有し
照射された励起光の光量の1%に相当する光量の蛍光を
発生する。また、結像レンズ51は像側にテレセントリ
ックな光学系となっており主光線は光軸に対してほぼ平
行となるので、結像レンズ51に入射し高感度撮像器5
6上に結像される光は波長選択フィルタ52にほぼ垂直
に入射する。また、オンチップモザイクフィルタ56a
は緑色の波長領域の光を透過させるフィルタと全波長領
域の光を透過させるフィルタとを高感度撮像素子56b
の各画素に対応させて交互に配置して形成されたもので
あり高感度撮像素子56bと密着して一体化され高感度
撮像器56を形成している。
The wavelength selection filter 52 has a wavelength of 405 nm.
It has a transmission wavelength characteristic for transmitting light in a wavelength region exceeding the vicinity, and a transmission characteristic for blocking 99% of the light amount of light having a wavelength near 405 nm and transmitting the remaining 1% light amount, and emits fluorescence by irradiation with excitation light. It does not occur. Absorption filter 5
Reference numeral 4 denotes a wavelength characteristic for transmitting light in a wavelength region exceeding 405 nm and a light amount of light having a wavelength of 405 nm of 99%.
It has a wavelength characteristic of blocking and transmitting the remaining 1% of the light amount, and generates fluorescent light of a light amount corresponding to 1% of the light amount of the irradiated excitation light. The imaging lens 51 is an optical system that is telecentric on the image side, and the principal ray is substantially parallel to the optical axis.
The light imaged on 6 enters the wavelength selection filter 52 almost perpendicularly. Also, the on-chip mosaic filter 56a
Is a high-sensitivity image sensor 56b that includes a filter that transmits light in the green wavelength region and a filter that transmits light in the entire wavelength region.
Are formed alternately in correspondence with the respective pixels, and are integrated in close contact with the high-sensitivity image sensor 56b to form the high-sensitivity imager 56.

【0049】このように構成された撮像部500によっ
て自家蛍光像Jzを撮像する作用について説明する。4
05nmの波長の励起光の照射により生体組織1に生じ
た自家蛍光像Jzは波長選択フィルタ52を透過して結
像レンズ51によってイメージファイバ53の端面53
aに結像され、イメージファイバ53によって端面53
bに伝搬され、吸収フィルタ54を介してリレーレンズ
55によって高感度撮像器56上に結像され撮像され
る。この間自家蛍光は殆ど減衰せずに伝搬される。
The operation of picking up the autofluorescence image Jz by the image pick-up section 500 having such a configuration will be described. 4
The auto-fluorescent image Jz generated in the living tissue 1 by the irradiation of the excitation light having the wavelength of 05 nm is transmitted through the wavelength selection filter 52 and the end face 53 of the image fiber 53 by the imaging lens 51.
a is formed on the end face 53 by the image fiber 53.
b, is formed on the high-sensitivity imager 56 by the relay lens 55 via the absorption filter 54, and is imaged. During this time, the auto-fluorescence is propagated with almost no attenuation.

【0050】一方、生体組織1で反射された励起光は結
像レンズ51を透過し波長選択フィルタ52に入射する
が、結像レンズ51は像側にテレセントリックな光学系
となっており励起光は波長選択フィルタ52にほぼ垂直
に入射するので、波長選択性の膜の持つ入射角度に依存
する透過特性および反射特性の変化の影響は受けずに波
長選択フィルタ52を透過し、生体組織1によって反射
された励起光の光量を均等に1/100に減衰させるこ
とができる。波長選択フィルタ52を透過し減衰した励
起光はイメージファイバの端面53aに入射しイメージ
ファイバ53内を伝搬して端面53bから射出されリレ
ーレンズ55を経由して吸収フィルタ54に入射する。
ここで、端面53bから射出されリレーレンズ55を経
由して吸収フィルタ54に入射する励起光の主光線は吸
収フィルタ54に垂直に入射するわけではなく場所によ
って異なる角度で入射するが、吸収フィルタ54は入射
角度によって透過特性および反射特性が変化しないので
入射する励起光の光量を均等に1/100以下に減衰さ
せることができる。また、このとき照射された励起光の
光量の1%に相当する光量の蛍光が吸収フィルタ54か
ら発生する。そして、吸収フィルタ54によって減衰さ
れた励起光および吸収フィルタ54から発生した蛍光は
高感度撮像器56に入射する。
On the other hand, the excitation light reflected by the living tissue 1 passes through the imaging lens 51 and enters the wavelength selection filter 52. The imaging lens 51 has a telecentric optical system on the image side. Since the light is incident on the wavelength selection filter 52 almost perpendicularly, the light passes through the wavelength selection filter 52 without being affected by the change in the transmission characteristic and the reflection characteristic depending on the incident angle of the wavelength selective film, and is reflected by the living tissue 1. The amount of the excited excitation light can be attenuated to 1/100 uniformly. The excitation light transmitted through the wavelength selection filter 52 and attenuated enters the end face 53a of the image fiber, propagates through the image fiber 53, exits from the end face 53b, and enters the absorption filter 54 via the relay lens 55.
Here, the principal ray of the excitation light that is emitted from the end face 53b and enters the absorption filter 54 via the relay lens 55 does not perpendicularly enter the absorption filter 54 but enters the absorption filter 54 at a different angle depending on the location. Since the transmission characteristics and reflection characteristics do not change depending on the incident angle, the amount of incident excitation light can be uniformly attenuated to 1/100 or less. Further, at this time, the absorption filter 54 generates the fluorescence of the light amount corresponding to 1% of the light amount of the irradiated excitation light. Then, the excitation light attenuated by the absorption filter 54 and the fluorescence generated from the absorption filter 54 enter the high-sensitivity imager 56.

【0051】ここで、高感度撮像器56によって受光さ
れる自家蛍光の光量と、ノイズとして受光される前記励
起光および蛍光の光量の関係について説明する。生体組
織1の病変組織の部位の蛍光収率を0.01%、生体組
織1の励起光に対する組織反射率Rtを正常組織および
病変組織共に2%、そして生体組織で反射した励起光お
よび発生した自家蛍光の撮像部500による集光効率E
eを50%とする。光量100の励起光を前記病変組織
の部位に照射すると、病変組織の部位から発生し高感度
撮像器56によって受光される自家蛍光の光量は0.0
5(100×0.01%×50%=0.005)、とな
り撮像部500の光学系による光量の減衰は殆ど無い。
Here, the relationship between the amount of autofluorescence received by the high-sensitivity imager 56 and the amount of excitation light and fluorescence received as noise will be described. The fluorescence yield at the site of the diseased tissue in the living tissue 1 is 0.01%, the tissue reflectance Rt for the excitation light of the living tissue 1 is 2% for both the normal tissue and the diseased tissue, and the excitation light reflected by the living tissue is generated. Light collection efficiency E of autofluorescence by the imaging unit 500
e is assumed to be 50%. When the site of the diseased tissue is irradiated with the excitation light having a light amount of 100, the amount of autofluorescence generated from the site of the diseased tissue and received by the high-sensitivity imager 56 becomes 0.0
5 (100 × 0.01% × 50% = 0.005), and the light amount is hardly attenuated by the optical system of the imaging unit 500.

【0052】一方、高感度撮像器56によって受光され
る励起光の光量は、0.0001(100×2%×50
%×1/100×1/100=0.0001)となり、
吸収フィルタ54から発生し高感度撮像器56によって
受光される蛍光は0.0001(100×2%×50%
×1/100×1%=0.0001)となる。
On the other hand, the amount of excitation light received by the high-sensitivity imager 56 is 0.0001 (100 × 2% × 50).
% X 1/100 x 1/100 = 0.0001),
The fluorescence generated from the absorption filter 54 and received by the high-sensitivity imager 56 is 0.0001 (100 × 2% × 50%).
× 1/100 × 1% = 0.0001).

【0053】従って、高感度撮像器56によって受光さ
れる測定対象となる自家蛍光の光量とノイズとなる励起
光および蛍光の光量との比率は、0.005:(0.0
001+0.0001)=50:2=25:1となる。
一方、正常組織の蛍光収率は病変組織の蛍光収率の10
倍なので、高感度撮像器56によって受光される正常組
織から発生する測定対象となる自家蛍光の光量とノイズ
となる励起光および蛍光の光量との比率は、250:1
となる。そしてこれらの比率は、励起光が波長選択フィ
ルタにほぼ垂直に入射し均一に減衰されることにより高
感度撮像器56によって受光される位置によらず一定と
なる。
Therefore, the ratio of the amount of autofluorescence to be measured and received by the high-sensitivity imager 56 to the amount of excitation light and fluorescence as noise is 0.005: (0.0
001 + 0.0001) = 50: 2 = 25: 1.
On the other hand, the fluorescence yield of the normal tissue is 10% of the fluorescence yield of the diseased tissue.
Therefore, the ratio of the amount of autofluorescence to be measured, which is generated from normal tissue and received by the high-sensitivity imager 56, to the amount of excitation light and fluorescence that becomes noise is 250: 1.
Becomes These ratios are constant regardless of the position where the excitation light is received by the high-sensitivity imager 56 because the excitation light enters the wavelength selection filter almost perpendicularly and is uniformly attenuated.

【0054】従って、高感度撮像器56によってノイズ
として受光される励起光および蛍光の光量は、測定対象
となる自家蛍光の光量に比して十分に低い値となるので
自家蛍光像を高いS/N比で撮像することができる。そ
の他の構成および作用は第1の実施の形態と同様であ
る。
Therefore, the amount of the excitation light and the amount of fluorescence received as noise by the high-sensitivity imager 56 is sufficiently low as compared with the amount of the auto-fluorescence to be measured, so that the auto-fluorescence image has a high S / F. Images can be taken at the N ratio. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.

【0055】上記のように本発明によれば、励起光の照
射により生体組織から発生する自家蛍光による像を高い
S/N比で検出し品質の高い蛍光画像を取得することが
できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to detect an image due to autofluorescence generated from a living tissue by irradiation of excitation light at a high S / N ratio and obtain a high-quality fluorescence image.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による蛍光内視鏡の
概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fluorescence endoscope according to a first embodiment of the present invention.

【図2】撮像部の拡大図FIG. 2 is an enlarged view of an imaging unit.

【図3】ダイクロイックミラーの反射特性を示す図FIG. 3 is a diagram showing reflection characteristics of a dichroic mirror;

【図4】吸収フィルタの透過特性を示す図FIG. 4 is a diagram showing transmission characteristics of an absorption filter.

【図5】オンチップモザイクフィルタの透過特性を示す
FIG. 5 is a diagram showing transmission characteristics of an on-chip mosaic filter.

【図6】オンチップモザイクフィルタの構造を示す図FIG. 6 is a diagram showing the structure of an on-chip mosaic filter.

【図7】励起光が減衰される過程を示す図FIG. 7 is a diagram showing a process in which excitation light is attenuated.

【図8】画素区画の変換過程を示す図FIG. 8 is a diagram showing a process of converting a pixel section.

【図9】ダイクロイックキューブビームスプリッタの構
成を示す図
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a dichroic cube beam splitter.

【図10】ダイクロイックプリズムの構成を示す図FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a dichroic prism.

【図11】色ガラスと波長選択性の膜を組み合わせたフ
ィルタを用いた構成を示す図
FIG. 11 is a diagram showing a configuration using a filter in which a color glass and a wavelength-selective film are combined.

【図12】本発明の第1の実施の形態による蛍光内視鏡
の撮像部の概略構成図
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an imaging unit of the fluorescence endoscope according to the first embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 生体組織 11 励起光光源 12 励起光集光レンズ 13 光ファイバ 21 照射レンズ 29 撮像ケーブル 201 撮像部 30 A/D変換機 32 画像メモリ 33 規格化画像演算器 34 識別器 35 ビデオ信号処理回路 100 光源ユニット 200 内視鏡先端ユニット 300 画像演算ユニット 400 表示器 800 蛍光内視鏡 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Living tissue 11 Excitation light source 12 Excitation light condensing lens 13 Optical fiber 21 Irradiation lens 29 Imaging cable 201 Imaging part 30 A / D converter 32 Image memory 33 Normalized image arithmetic unit 34 Identifier 35 Video signal processing circuit 100 Light source Unit 200 Endoscope tip unit 300 Image processing unit 400 Display 800 Fluorescent endoscope

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 生体組織に励起光を照射することにより
該生体組織から発生した自家蛍光を複数の励起光カット
フィルタを通して検出し蛍光画像を取得する蛍光画像取
得方法において、 前記検出を、前記複数の励起光カットフィルタの初段に
前記励起光の照射により蛍光を発生しないフィルタを用
いて行なうことを特徴とする蛍光画像取得方法。
1. A fluorescence image acquiring method for irradiating living tissue with excitation light to detect auto-fluorescence generated from the living tissue through a plurality of excitation light cut filters to acquire a fluorescence image, A fluorescence image acquiring method, wherein a filter that does not generate fluorescence by irradiation of the excitation light is used as a first stage of the excitation light cut filter.
【請求項2】 生体組織に励起光を照射する照射手段
と、該励起光の照射により該生体組織から発生した自家
蛍光を複数の励起光カットフィルタを通して検出する検
出手段と、前記検出手段により検出した自家蛍光に基づ
き蛍光画像を取得する画像取得手段とを備えた蛍光画像
取得装置において、 前記複数の励起光カットフィルタのうち初段の励起光カ
ットフィルタが前記励起光の照射により蛍光を発生しな
いフィルタであることを特徴とする蛍光画像取得装置。
2. Irradiation means for irradiating a living tissue with excitation light, detection means for detecting auto-fluorescence generated from the living tissue by irradiation of the excitation light through a plurality of excitation light cut filters, and detection by the detection means A fluorescence image acquisition device comprising: an image acquisition unit that acquires a fluorescence image based on autofluorescence that has been obtained. A filter in which a first-stage excitation light cut filter among the plurality of excitation light cut filters does not generate fluorescence due to irradiation with the excitation light. A fluorescence image acquisition device, characterized in that:
【請求項3】 前記初段の励起光カットフィルタが波長
選択性の膜であることを特徴とする請求項2記載の蛍光
画像取得装置。
3. The fluorescence image acquiring apparatus according to claim 2, wherein the first-stage excitation light cut filter is a wavelength-selective film.
【請求項4】 前記初段の励起光カットフィルタの後段
に励起光吸収フィルタが備えられていることを特徴とす
る請求項2または3記載の蛍光画像取得装置。
4. The fluorescence image acquiring apparatus according to claim 2, wherein an excitation light absorption filter is provided after the first-stage excitation light cut filter.
【請求項5】 前記初段の励起光カットフィルタによっ
て分離された励起光を吸収する吸収体を備えたことを特
徴とする請求項2から4いずれか1項記載の蛍光画像取
得装置。
5. The fluorescence image acquiring apparatus according to claim 2, further comprising an absorber that absorbs the excitation light separated by the first-stage excitation light cut filter.
【請求項6】 前記初段の励起光カットフィルタが、前
記励起光を1/100以下に減衰するものであることを
特徴とする請求項2から5いずれか1項記載の蛍光画像
取得装置。
6. The fluorescence image acquiring apparatus according to claim 2, wherein the first-stage excitation light cut filter attenuates the excitation light to 1/100 or less.
JP31470999A 1999-11-05 1999-11-05 Method and device for producing fluorescent image Withdrawn JP2001128927A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31470999A JP2001128927A (en) 1999-11-05 1999-11-05 Method and device for producing fluorescent image

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31470999A JP2001128927A (en) 1999-11-05 1999-11-05 Method and device for producing fluorescent image

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001128927A true JP2001128927A (en) 2001-05-15

Family

ID=18056624

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31470999A Withdrawn JP2001128927A (en) 1999-11-05 1999-11-05 Method and device for producing fluorescent image

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001128927A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002345733A (en) * 2001-05-29 2002-12-03 Fuji Photo Film Co Ltd Imaging device
KR100543667B1 (en) * 2000-05-12 2006-01-20 가부시키가이샤 시세이도 Visual imaging of ion distribution in tissue
JP2006020788A (en) * 2004-07-07 2006-01-26 Pentax Corp Autofluorescently observable electronic endoscope apparatus and system
FR2882147A1 (en) * 2005-02-14 2006-08-18 Commissariat Energie Atomique FLUORESCENCE IMAGING DEVICE BY TWO WAVE LENGTH REFLECTION
EP2078976A1 (en) 2008-01-08 2009-07-15 Olympus Medical Systems Corporation Objective optical system for endoscopes and endoscope system using the same
KR101049615B1 (en) * 2007-06-20 2011-07-14 올림푸스 메디칼 시스템즈 가부시키가이샤 Image generating device
KR101385980B1 (en) 2012-06-20 2014-04-29 한국전기연구원 Device for detecting fluorescence in the skin
JP2017509018A (en) * 2014-03-04 2017-03-30 ノバダック テクノロジーズ インコーポレイテッド Spatial and spectral filtering apertures and optical imaging systems including the same
US10656316B2 (en) 2015-08-31 2020-05-19 Novadaq Technologies ULC Polarization dependent filter, system using the same, and associated kits and methods
CN117434008A (en) * 2023-12-21 2024-01-23 海南中南标质量科学研究院有限公司 Spectrum monitoring system and method based on artificial intelligence

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100543667B1 (en) * 2000-05-12 2006-01-20 가부시키가이샤 시세이도 Visual imaging of ion distribution in tissue
JP2002345733A (en) * 2001-05-29 2002-12-03 Fuji Photo Film Co Ltd Imaging device
JP2006020788A (en) * 2004-07-07 2006-01-26 Pentax Corp Autofluorescently observable electronic endoscope apparatus and system
FR2882147A1 (en) * 2005-02-14 2006-08-18 Commissariat Energie Atomique FLUORESCENCE IMAGING DEVICE BY TWO WAVE LENGTH REFLECTION
WO2006087437A3 (en) * 2005-02-14 2007-04-26 Commissariat Energie Atomique Fluorescence imaging device with two wavelength reflection
KR101049615B1 (en) * 2007-06-20 2011-07-14 올림푸스 메디칼 시스템즈 가부시키가이샤 Image generating device
US8542272B2 (en) 2007-06-20 2013-09-24 Olympus Medical Systems Corp. Image generating apparatus
JP2009160257A (en) * 2008-01-08 2009-07-23 Olympus Medical Systems Corp Objective optical system for endoscopes and endoscope system using the same
EP2078976A1 (en) 2008-01-08 2009-07-15 Olympus Medical Systems Corporation Objective optical system for endoscopes and endoscope system using the same
KR101385980B1 (en) 2012-06-20 2014-04-29 한국전기연구원 Device for detecting fluorescence in the skin
JP2017509018A (en) * 2014-03-04 2017-03-30 ノバダック テクノロジーズ インコーポレイテッド Spatial and spectral filtering apertures and optical imaging systems including the same
US10948638B2 (en) 2014-03-04 2021-03-16 Stryker European Operations Limited Spatial and spectral filtering apertures and optical imaging systems including the same
US10656316B2 (en) 2015-08-31 2020-05-19 Novadaq Technologies ULC Polarization dependent filter, system using the same, and associated kits and methods
CN117434008A (en) * 2023-12-21 2024-01-23 海南中南标质量科学研究院有限公司 Spectrum monitoring system and method based on artificial intelligence
CN117434008B (en) * 2023-12-21 2024-07-02 海南中南标质量科学研究院有限公司 Spectrum monitoring system and method based on artificial intelligence

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3694667B2 (en) Apparatus and method for projecting diseased tissue images using integrated autofluorescence
JP5114024B2 (en) Optical imaging device
US6468204B2 (en) Fluorescent endoscope apparatus
JP3435268B2 (en) Fluorescence observation endoscope device
US20020037252A1 (en) Method and apparatus for obtaining an optical tomographic image of a sentinel lymph node
JP5669416B2 (en) Fluorescence observation equipment
US7224468B2 (en) En-face functional imaging using multiple wavelengths
JP2013150830A (en) Compact fluorescence endoscopy image system
US20150148630A1 (en) Method and device for detecting fluorescence radiation
US20070285771A1 (en) Endoscope system
JP2001128927A (en) Method and device for producing fluorescent image
JP2001137173A (en) Fluorescent image measurement method and equipment
US6492646B1 (en) Method of and apparatus for obtaining fluorescence image
US20090207412A1 (en) Multi-channel Optical Imaging
JP3664541B2 (en) Fluorescence diagnostic equipment
JP2001198079A (en) Fluorescent diagnostic device
JP2001161696A (en) Method and apparatus for acquiring fluorescent image
KR101397272B1 (en) Comprehensive visualization catheter system and video processing system
JP2001137172A (en) Fluorescence detection equipment
JP2011101763A (en) Image display device
JP4109132B2 (en) Fluorescence determination device
JP3552844B2 (en) Endoscope
JP2003180614A (en) Probe and endoscope system
JPH10118004A (en) Fluorescent imaging device
US20110213204A1 (en) Endoscope system and imaging device thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070109