JP2001198079A - 蛍光診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 励起光の照射により生体組織から発生する自
家蛍光を検出して診断を行なう蛍光診断装置において、
診断性能を向上させる。 【解決手段】 生体組織１に自家蛍光を発生させる第１
の励起光Ｌ１とこの励起光の照射により生体組織１から
発生する自家蛍光の波長領域の中間波長帯の波長を持つ
第２の励起光Ｌ２とを同時に内視鏡ユニット２００から
射出して生体組織１に照射する。これら２つの励起光の
照射により生体組織１から発生した自家蛍光を内視鏡ユ
ニット２００を経由して撮像ユニット３００によって検
出し、この検出された自家蛍光の強度に基づいて演算ユ
ニット４００により演算を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光診断装置に関
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検出して生体組織の組織性状を診断
する蛍光診断装置に関するものである。

【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。

【０００３】当初、生体組織から発生する自家蛍光の強
度変化に注目して診断を行なう研究が行なわれたが、生
体組織に照射される励起光の照射角度および距離の違い
等により、検出される自家蛍光の強度が大きく変化し、
強度情報だけでは十分な診断能が得られないことがわか
り、現在の診断方式の多くは、生体組織から発生する自
家蛍光のスペクトル強度分布のプロファイルが生体の組
織性状の相違により変化することに基づき識別を行なう
方式が採用されている。例えば、４４０ｎｍ近傍の波長
領域の励起光が病変組織と正常組織とに照射された場
合、それらの組織から発せられる自家蛍光の緑色の波長
領域の強度と赤色の波長領域の強度との比が大きく異な
ることに注目し、診断対象となる生体組織から発せられ
た自家蛍光の緑色の波長領域の強度を赤色の波長領域の
強度で除算して求めた値と、予め別の方式により正常組
織と判定された生体組織から上記と同様な手法により求
められた値とを比較することにより、前記生体組織が病
変組織であるか正常組織であるかを識別しカラー画像と
して表示する方式が提案されている。

【０００４】また、本出願人も、特開平１０−２２５４
３６号において、４００ｎｍ近傍の波長領域の励起光の
照射により生体組織から発生した自家蛍光の４８０ｎｍ
近傍の波長領域の蛍光の強度を、全波長領域に亘る自家
蛍光の強度で除算して規格化した値と、予め別の方式に
より正常組織と判定された生体組織から上記と同様の手
法によって求められた値とを比較することにより病変組
織であるか正常組織であるかを識別し画像として表示す
る方式を提案している。

【０００５】さらに、生体の診断部位に照射される４０
０ｎｍ近傍の励起光の照射強度と、この励起光の照射に
より生体の診断部位から発生する全波長領域に亘る自家
蛍光の強度との比率、すなわち蛍光収率を求め、診断部
位が病変組織であるか正常組織であるかを識別する方式
も考えられている。

【０００６】このように、生体組織から発生する自家蛍
光を用いて病変組織と正常組織とを識別する方式が各種
知られているが、励起光の照射により病変組織および正
常組織から発生する自家蛍光の強度分布に差が生じる原
因は、粘膜上皮層と粘膜下層との間に増殖した病変組織
による励起光の吸収特性の変化、あるいはこの病変組織
の増殖に起因した血流の増加に伴いＨｂＯ２（酸化ヘモ
グロビン）の吸収量が増加することが影響していると言
われている。さらに、病変組織から発生する蛍光のスペ
クトル強度分布の長波長側の波長領域に見られる極大値
は、病変組織から発生する代謝産物（ポルフィリン）が
励起光によって励起されることにより発生する蛍光によ
るものであると考えられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、励起光の
照射により病変組織と正常組織とから発生する自家蛍光
の長波長側の波長領域における強度分布に差が現れる原
因が、病変組織から発生する代謝産物（ポルフィリン）
に起因するということがある程度明確になっているの
で、自家蛍光の長波長側の波長領域の強度に注目して病
変組織であるか正常組織であるかを識別することが考え
られる。

【０００８】しかしながら、生体組織から発生する自家
蛍光は微弱であり、さらにその最大強度は４８０ｎｍ近
傍の短波長側の波長領域に存在し長波長側の波長領域の
自家蛍光の強度は極微弱であるので多くのノイズ成分が
混入し、生体の組織性状を診断する演算を行なうときに
誤差を生じることがあるので、この長波長側の波長領域
の自家蛍光の強度を用いて生体の組織性状の違いを正確
に診断することは難しいという問題がある。

【０００９】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
蛍光の長波長側の波長領域の発光強度を高めることによ
り、生体の組織性状の違いをより正確に診断することが
できる蛍光診断装置を提供することを目的とするもので
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光診断装置
は、生体組織に自家蛍光を発生させる第１の励起光と、
この励起光の照射により生体組織から発生した自家蛍光
の波長領域の中間波長帯の波長を持つ第２の励起光とを
同時に生体組織に照射する照射手段と、自家蛍光の強度
を検出する検出手段と、この検出手段によって検出され
た蛍光の強度に基づいて診断のための特徴量を求める演
算を行なう演算手段とを備えたことを特徴とする。

【００１１】前記第１の励起光は波長領域が４５０ｎｍ
以下の励起光とし、前記第２の励起光は波長領域が５０
０ｎｍ以上かつ６００ｎｍ以下の励起光とすることがで
きる。

【００１２】前記照射手段は、２つの励起光を同一の射
出点から照射するものとするのが好ましい。

【００１３】なお、前記「特徴量」は、励起光の照射に
より生体組織から自家蛍光が発生した際の蛍光の強度そ
のものでも良く、自家蛍光のある波長の蛍光強度を全波
長領域の蛍光強度で規格化した規格化蛍光強度でも良
く、または自家蛍光を励起光強度で規格化した蛍光収率
であっても良い。

【００１４】また、「生体組織に自家蛍光を発生させる
第１の励起光」とは、生体の組織性状を表す可視波長領
域の自家蛍光を発生させることができる４００ｎｍ近傍
の波長領域の励起光を意味する。

【００１５】また、「自家蛍光の波長領域の中間波長帯
の波長を持つ第２の励起光」とは、生体組織から発生す
る自家蛍光の強度が最大となる自家蛍光の短波長側の波
長領域と、生体組織の病変化が進むに従ってこの生体組
織から発生する自家蛍光の強度が高くなる長波長側の波
長領域との間の波長領域の励起光を意味する。

【００１６】

【発明の効果】本発明の蛍光診断装置によれば、生体組
織に自家蛍光を発生させる第１の励起光と、この励起光
の照射により生体組織から発生する自家蛍光の波長領域
の中間波長帯の波長を持つ第２の励起光とを同時に生体
組織に照射し、長波長側の波長領域の自家蛍光の発光強
度を高めることにより、この長波長側の波長領域の自家
蛍光に混入するノイズ成分の割合を相対的に減少させる
ようにしたので、より正確に長波長側の自家蛍光の強度
を検出することができ、この検出された値に基づいて診
断用の特徴量を求める演算を行うことにより生体の組織
性状をより正確に診断することができる。

【００１７】すなわち、励起光の照射により生体組織か
ら発生する自家蛍光の波長領域の長波長側には、生体の
組織性状の違いによって大きく異なる強度を示す波長領
域が存在するが、その強度は他の波長領域の自家蛍光の
強度に比して微弱であり、この微弱な自家蛍光の強度を
検出して得られた値には大きな割合でノイズ（検出誤
差）が含まれることがある。そしてこの自家蛍光の強度
を検出して得られた値を用いて除算等の演算を行なった
結果は、その演算は検出された値に含まれるノイズの割
合によって大きく変化し不安定な値となるので、生体の
組織性状を正確に表すものとはならない場合がある。し
かし、自家蛍光の波長領域の中間波長帯に第２の励起光
を照射することにより自家蛍光の長波長側の発光強度を
高めれば、この自家蛍光を検出して得られる強度値に含
まれるノイズの割合は相対的に減少し、このノイズの占
める割合が少なくなった自家蛍光の強度値を用いて特徴
量を求める演算を行なうことにより生体の組織性状をよ
り正確に表す演算結果が得られる。

【００１８】また、第１の励起光の波長領域を４５０ｎ
ｍ以下とし、第２の励起光の波長領域を５００ｎｍ以上
かつ６００ｎｍ以下とすれば、生体の組織性状を診断す
るために必要な波長領域の自家蛍光を確実に発生させる
ことができ、この自家蛍光を検出して得られた強度値に
基づいて特徴量を求める演算を行うことにより生体の組
織性状をより正確に診断することができる。

【００１９】また前記照射手段を、２つの励起光を同一
の射出点から生体組織に照射するものとすれば、生体組
織に照射される２つの励起光の照射角度および距離が一
致するので、どのような位置から励起光を照射しても生
体組織の同一部位に照射される２つの励起光の強度の比
率は常に一定となり、これら２つの励起光の照射により
発生するそれぞれの自家蛍光の強度の比率も一定となる
ので、これらの自家蛍光の検出により得られた強度値に
基づいて診断用の特徴量を求める演算を行うことにより
生体の組織性状をより正確に診断することができる。

【００２０】

【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、本発明を内
視鏡に適用した蛍光内視鏡の概略構成を示す図である。
本実施の形態による蛍光内視鏡は、２種類の互いに異な
る波長領域のレーザ光を射出する光源ユニット１００、
光源ユニット１００から射出された励起光を光ファイバ
を介して生体組織１に照射し、この励起光の照射により
生体組織１から発生した自家蛍光による像（以後自家蛍
光像Ｉｊと呼ぶ）をイメージファイバを介して伝搬する
内視鏡ユニット２００、内視鏡ユニット２００によって
伝搬された自家蛍光像Ｉｊを撮像してデジタル信号で構
成された画像データに変換し出力する撮像ユニット３０
０、および撮像ユニット３００から出力された画像デー
タを演算することにより生体組織の組織性状を診断する
演算ユニット４００からなる主要部から構成されてい
る。

【００２１】光源ユニット１００には、４０５ｎｍの波
長の励起光Ｌ１を射出する第１のレーザ光源１１および
５３２ｎｍの波長の励起光Ｌ２を射出する第２のレーザ
光源１２が配設されている。第１のレーザ光源から射出
された励起光Ｌ１は、４０５ｎｍの波長の光を透過し５
３２ｎｍの波長の光を反射する光源ダイクロイックミラ
−１３を透過して集光レンズ１４によって集光され、後
述する内視鏡ユニット２００の照射光ファイバ２１の端
面２１ａに入射し、第２のレーザ光源１２から射出され
た励起光Ｌ２は、光源ダイクロイックミラ−１３によっ
てほぼ直角に反射され励起光Ｌ１と同じ光路に導かれて
照射光ファイバ２１の端面２１ａに入射する。

【００２２】内視鏡ユニット２００は、屈曲自在な先端
部２０１と光源ユニット１００および撮像ユニット３０
０が接続された操作部２０２とから構成され、先端部２
０１から操作部２０２まで励起光を伝搬する照射光ファ
イバ２１と、自家蛍光像Ｉｊを伝搬するイメージファイ
バ２２とがその内部に敷設されている。

【００２３】光源ユニット１００から射出され照射光フ
ァイバ２１の端面２１ａに入射した励起光Ｌ１および励
起光Ｌ２（以後両者を総称して励起光Ｌと呼ぶ）は、照
射光ファイバ２１の内部を伝搬して端面２１ｂから射出
され照射レンズ２３を通して生体組織１に照射される。

【００２４】励起光Ｌが照射された生体組織１から発生
した自家蛍光像Ｉｊは、対物レンズ２４によってイメー
ジファイバ２２の端面２２ｃに結像され、イメージファ
イバ２２を介して端面２２ｄに伝搬される。このとき生
体組織１に照射された励起光によって形成された励起光
の像（以後、励起光像Ｉｒと呼ぶ）も対物レンズ２４に
よってイメージファイバ２２の端面２２ｃに結像されイ
メージファイバ２２を介して端面２２ｄに伝搬される。

【００２５】撮像ユニット３００には、イメージファイ
バ２２の端面２２ｄに伝搬された自家蛍光像Ｉｊを撮像
する光学系と、励起光像Ｉｒを撮像する光学系とが光学
系の一部分を共有して配設されている。

【００２６】自家蛍光像Ｉｊを撮像する光学系は、イメ
ージファイバ２２の端面２２ｄに伝搬された像を高感度
撮像器３６上に結像する結像レンズ３２、イメージファ
イバ２２の端面２２ｄと結像レンズ３２との間に配設さ
れ４０５ｎｍの波長の光を遮断する励起光カットフィル
タ３１、および結像レンズ３２と高感度撮像器３６との
間に配設され５３２ｎｍ近傍の波長領域の光を反射し５
３２ｎｍ近傍の波長領域以外の光を透過させる撮像ダイ
クロイックミラ−３３により構成されており、自家蛍光
像Ｉｊは上記光学系を介して高感度撮像器３６上に結像
される。

【００２７】なお、高感度撮像器３６は、異なる波長領
域の光を透過させる２種類の微小なフィルタの集合体で
あるオンチップモザイクフィルタ３６ａを高感度撮像素
子３６ｂ上に密着し一体化したものである。

【００２８】一方、励起光像Ｉｒを撮像する光学系は、
励起光カットフィルタ３１、結像レンズ３２および撮像
ダイクロイックミラ−３３までの光路が自家蛍光像Ｉｊ
を撮像する光学系の光路と共通であり、撮像ダイクロイ
ックミラ−３３に入射しほぼ垂直に反射された光は透過
する光の強度を減衰させるＮＤフィルタ３５を通して励
起光撮像素子３７上に結像される。

【００２９】そして、高感度撮像器３６上に結像された
自家蛍光像Ｉｊは、高感度撮像器３６によって撮像さ
れ、電気的な信号に変換されて、さらに蛍光Ａ／Ｄ変換
器３８によってデジタル信号に変換され蛍光画像データ
Ｄｋとして演算ユニット４００に出力される。一方、励
起光撮像素子３７上に結像された励起光像Ｉｒは、励起
光撮像素子３７によって撮像され、電気的な信号に変換
されて、さらに励起光Ａ／Ｄ変換器３９によってデジタ
ル信号に変換され励起光画像データＤｒとして演算ユニ
ット４００に出力される。

【００３０】ここで、撮像ユニット３００が自家蛍光像
Ｉｊと励起光像Ｉｒとを撮像する場合について詳細を説
明する。イメージファイバ２２の端面２２ｄに伝搬され
た光は、図２に示すように励起光Ｌ１が生体組織によっ
て反射された波長４０５ｎｍの反射励起光ＨＬ１、励起
光Ｌ２が生体組織によって反射された波長５３２ｎｍの
反射励起光ＨＬ２、励起光Ｌ１の照射により生体組織１
から発生した自家蛍光Ｋ１、および励起光Ｌ２の照射に
より生体組織１から発生した自家蛍光Ｋ２の波長領域の
異なる４種類の光が重ね合わされたものである。

【００３１】一方、図３に示すように、励起光カットフ
ィルタ３１は４０５ｎｍ以下の短波長側の波長領域の光
を遮断し４０５ｎｍを越える長波長側の波長領域ｆ４の
光を透過させ、撮像ダイクロイックミラ−３３は５３２
ｎｍ近傍の波長領域ｆ３の光を反射し、５３２ｎｍ近傍
より短波長側の波長領域ｆ１および５３２ｎｍ近傍より
長波長側の波長領域ｆ２の光を透過させる。

【００３２】そして、イメージファイバ２２の端面２２
ｄに伝搬された上記４種類の光は、まずｆ４の波長領域
の光のみを透過させる励起光カットフィルタ３１を通過
するときに、図４に示すように反射励起光ＨＬ１の光が
除かれ、残りの３種類の光はそのまま直進して、撮像ダ
イクロイックミラ−３３に入射し、図５に示すように反
射励起光ＨＬ２を含む波長領域ｆ３の光が反射され高感
度撮像器３６に向う光路から除かれる。そして、撮像ダ
イクロイックミラ−３３を透過した波長領域ｆ１および
ｆ２の光は、オンチップモザイクフィルタ３６ａを通し
て高感度撮像器３６上に結像され撮像される。

【００３３】なお、オンチップモザイクフィルタ３６ａ
は、図６に示すような２種類の光透過特性ｆｍ１（５３
２ｎｍ近傍より短波長側の光を透過する透過特性）およ
びｆｍ２（５３２ｎｍ近傍より長波長側の光を透過する
透過特性）を持った微小な画素フィルタＦｍ１および画
素フィルタＦｍ２を高感度撮像器３６の各画素に対応さ
せて交互に備えた図７に示すようなモザイク状のフィル
タである。そして、このオンチップモザイクフィルタ３
６ａの画素フィルタＦｍ１を透過する光は、図８に示す
ように５３２ｎｍより短波長側の自家蛍光Ｋ１ａのみと
なり、画素フィルタＦｍ２を透過する光は５３２ｎｍよ
り長波長側の自家蛍光Ｋ１ｂおよび自家蛍光Ｋ２とな
る。

【００３４】一方、撮像ダイクロイックミラ−３３によ
って反射され高感度撮像器３６に向う光路から除かれた
５３２ｎｍ近傍の図９に示す波長領域ｆｍ３の反射励起
光ＨＬ２、自家蛍光Ｋ１およびＫ２の光は、ＮＤフィル
タ３５によってその強度が減衰され、微弱な自家蛍光Ｋ
１およびＫ２は励起光撮像素子３７の検出感度以下の強
度となり、反射励起光ＨＬ２は強度が減衰されて反射励
起光ＨＬ３として励起光撮像素子３７上に結像され撮像
される。従って、励起光撮像素子３７によって検出され
るのは実質的に反射励起光ＨＬ３の強度のみとなる。

【００３５】上記のようにして高感度撮像器３６および
励起光撮像素子３７によって撮像されＡ／Ｄ変換された
蛍光画像データＤｋおよび励起光画像データＤｒは、演
算ユニット４００に出力され、それぞれの画像データは
蛍光画素区画変換器４０ａあるいは励起光画素区画変換
器４０ｂによって画像データとして扱うときの画素の構
成が変換される。

【００３６】すなわち、蛍光画像データＤｋに関して
は、図１０（ａ１）、（ａ２）および（ａ３）に示すよ
うに、蛍光画像データＤｋの４画素分を１つの区画
（ｘ，ｙ）とし、この４画素からなる区画（ｘ，ｙ）の
中の画素フィルタＦｍ１が配置されている画素ａと画素
ｂとの２画素分の検出値の和を画素位置（Ｘ，Ｙ）にお
ける蛍光Ｖ画像データＤＫ１（Ｘ，Ｙ）の値として変換
し、画素フィルタＦｍ２が配置されている画素ｃと画素
ｄとの２画素分の検出値の和を画素位置（Ｘ，Ｙ）にお
ける蛍光Ｗ画像データＤＫ２（Ｘ，Ｙ）の値として変換
する。一方、励起光画像データＤｒに関しては、励起光
画像データＤｒの４画素分を１つの区画（ｘ，ｙ）と
し、この４画素からなる区画（ｘ，ｙ）の４画素分の検
出値の和の値を画素位置（Ｘ，Ｙ）における励起光Ｕ画
像データＤＲ（Ｘ，Ｙ）の値として変換する。従って、
これらの変換を全ての画素について行うと蛍光Ｖ画像デ
ータＤＫ１、蛍光Ｗ画像データＤＫ２および励起光Ｕ画
像データＤＲの各画像データを構成する画素数は、変換
前の画像データの画素数の１／４に減少する。そして、
これらの画像データはそれぞれ蛍光Ｖ画像メモリ４１
ｖ、蛍光Ｗ画像メモリ４１ｗおよび励起光Ｕ画像メモリ
４１ｕに記憶される。

【００３７】次に、蛍光Ｖ画像データＤＫ１および蛍光
Ｗ画像データＤＫ２は、第１の識別器４２ａに入力さ
れ、蛍光Ｖ画像データＤＫ１の各画素の値をこれらの画
素に対応する蛍光Ｗ画像データＤＫ２の各画素の値で除
算する演算が行なわれる。これらの演算によって求めら
れた各画素に対応する値は予め第１の識別器４２ａに記
憶されている正常組織と病変組織とを識別する第１の識
別値Ｑ１と比較され正常組織と識別された画素の値には
１、病変組織と判定された画素の値には０が割り当てら
れ２値化されて第１の識別画像データＤＨ１の値が求め
られる。

【００３８】他方、第２の識別器４２ｂには蛍光Ｖ画像
データＤＫ１、蛍光Ｗ画像データＤＫ２および励起光Ｕ
画像データＤＲが入力され、対応するそれぞれの画素間
において蛍光Ｖ画像データＤＫ１の値と蛍光Ｗ画像デー
タＤＫ２の値との和の値を励起光Ｕ画像データＤＲの値
で除算し、それぞれの画素について蛍光収率が求められ
る。これらの蛍光収率の値は予め第２の識別器４２ｂに
記憶されている正常組織と病変組織とを識別する第２の
識別値Ｑ２と比較され、正常組織と判定された画素の値
には１、病変組織と判定された画素の値には０が割り当
てられ２値化されて第２の識別画像データＤＨ２の値が
求められる。

【００３９】ここで、演算ユニット４００によって行な
われる演算の詳細について説明する。第１の識別器４２
ａによって行われる演算は、従来から行なわれている緑
色の波長領域の自家蛍光の強度を赤色の波長領域の自家
蛍光の強度で除算する方式に相当するものである。４０
０ｎｍ近傍の波長領域の励起光のみの照射により発生す
る自家蛍光は４８０ｎｍ近傍に最大値を持ち６００ｎｍ
を越える長波長側の波長領域の強度は低くなり、特に正
常組織に比して発生する自家蛍光の強度が低い病変組織
においては、図１１に示すように６００ｎｍを越える長
波長側の波長領域ｆｒの強度が特に微弱になるため、こ
の病変組織の自家蛍光から検出された強度値に含まれる
ノイズの割合は大きくなる。従って、４８０ｎｍ近傍の
波長領域から得られたの自家蛍光の強度値を、６００ｎ
ｍを越える長波長側の波長領域から得られた自家蛍光の
強度値によって除算すると演算結果に大きな誤差を生じ
ることがある。

【００４０】しかし、４００ｎｍ近傍の波長領域の励起
光に加えて、中間波長帯の５３２ｎｍの励起光Ｌ２を照
射することにより、図１２に示すように長波長側の波長
領域の自家蛍光の発光強度を高めることができ、波長領
域ｆｒから検出された自家蛍光の強度値に含まれるノイ
ズの割合は相対的に少なくなるので除算結果に大きな誤
差を生じることはない。

【００４１】なお、この長波長側の波長領域ｆｒの自家
蛍光の強度は、図１２に示すように生体組織の病変化が
進むにつれ高くなるので、正常組織から発生する自家蛍
光について上記除算を行なって得られた値と、病変組織
から発生する自家蛍光について上記除算を行なって得ら
れた値との差は、病変組織の病変化が進むに従って大き
くなり、正常組織と病変組織との識別を行なうのにさら
に有利になる。

【００４２】また、第２の識別器４２ｂによって行なわ
れる蛍光収率の演算は、高感度撮像器３６によって検出
された蛍光Ｋ１ａの強度値と、蛍光Ｋ１ｂの強度値と、
蛍光Ｋ２の強度値との和の値を、励起光撮像素子３７に
よって検出された反射励起光ＨＬ３の強度値によって除
算するものである。

【００４３】なお、この蛍光収率は、本来生体組織の診
断部位に照射される励起光の強度と、この励起光の照射
により生体組織の診断部位から発生する自家蛍光の強度
との比率として求められる値であるが、生体組織に照射
される励起光の強度を直接検出することは難しいので、
この励起光の反射強度または反射強度の一部を一定の割
合で減衰させた強度によって代用することにより求める
ことができる。

【００４４】さらに、生体組織は４００ｎｍ近傍の波長
領域の光を吸収し、その吸収率は生体組織の組織性状に
よっても変化するので、４００ｎｍ近傍の波長の励起光
の反射光を用いて求められた蛍光収率の値には誤差が含
まれることになるが、この生体組織による励起光の吸収
は長波長側になるほど少なくなり、５３２ｎｍの中間波
長帯の波長領域においては生体組織に吸収される励起光
の光量は十分少なくなる。従って、５３２ｎｍの第２の
励起光Ｌ２が生体組織によって反射され減衰された反射
励起光ＨＬ３の強度によって、生体組織を照射する第１
の励起光Ｌ１および第２の励起光Ｌ２の照射強度を代用
することにより生体組織が励起光を吸収することにより
生じる誤差を小さくすることができ、生体組織の各部位
で求められた各蛍光収率の値を第２の識別値Ｑ２とより
正確に比較することができる。

【００４５】このようにして求められた、第１の識別画
像データＤＨ１と第２の識別画像データＤＨ２とは、総
合識別器４３に入力され、総合識別器４３によってこれ
らの２つの画像データ間の論理和が取られて総合識別画
像データＤＤＨが求められる。すなわち、識別画像デー
タＤＨ１の値および識別画像データＤＨ２の値が共に１
となる画素に対応する生体組織の部位が正常組織として
識別され、それ以外の値が０に割り当てられた画素に対
応する部位は病変組織として識別される。このことによ
り、病変組織を誤って正常組織と識別する可能性が大幅
に減少する。

【００４６】総合識別器４３によって求められた総合識
別画像データＤＤＨはビデオ信号処理回路４４に入力さ
れ、ビデオ信号に変換されて生体組織の撮像部位が正常
組織と病変組織とに識別され、表示部５０によって表示
される。

【００４７】なお、上記２つの励起光の波長領域を、４
５０ｎｍ以下、および５００ｎｍ以上かつ６００ｎｍ以
下の波長領域とすることにより、正常組織と病変組織と
を識別するのに重要な４８０ｎｍ近傍および６００ｎｍ
を越える波長領域の自家蛍光の検出を妨げることなく長
波長側の波長領域の自家蛍光の発光強度を高めることが
できるので正常組織と病変組織とをより正確に識別する
ことができる。

【００４８】また、上記実施の形態のように２種類の励
起光を同一射出点から生体組織に向って照射することに
より、異なる射出点から励起光を射出して生体組織を照
射する場合に比べて、自家蛍光の強度の検出誤差が少な
くなる。すなわち、図１３に示すように生体組織１の部
位Ｂを異なる位置から診断した場合に、２種類の励起光
が異なる射出点Ｐ１およびＰ２から射出されると、２種
類の励起光Ｅ１およびＥ２が部位Ｂを照射する距離の差
Ｕ１−Ｕ１′およびＵ２−Ｕ２′あるいは角度の差α１
−α１′およびα２−α２′は一定せず、２種類の励起
光の照射強度の比率を常に一定に保つことはできない。
しかし、２種類の励起光を同じ射出点から射出すれば、
励起光が生体組織を照射する距離および角度が一致する
ので、これらの励起光の照射により生体組織から発生す
るそれぞれの自家蛍光の強度の比率も一定となり、同じ
診断部位を異なる位置から診断した場合に生じる検出誤
差の影響を除くことができる。

【００４９】また、上記実施例においては、蛍光収率を
蛍光の特徴量として求める例を示したが、蛍光収率ある
いは蛍光の強度そのものを特徴量として求める場合につ
いても上記実施例と同様の方式を適用することができ
る。

【００５０】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の長波長側の波
長領域の発光強度を高めることにより、生体の組織性状
の違いをより正確に診断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による蛍光診断装置の概略
構成図

【図２】励起光の波長領域と励起光の照射により発生す
る自家蛍光の強度を示す図

【図３】励起光カットフィルタおよび撮像ダイクロイッ
クミラー透過波長領域を示す図

【図４】励起光カットフィルタを通過した直後の光の構
成を示す図

【図５】撮像ダイクロイックミラーを通過した直後の光
の構成を示す図

【図６】オンチップモザイクフィルタ透過波長領域を示
す図

【図７】オンチップモザイクフィルタの構造を示す図

【図８】高感度撮像素子によって検出された自家蛍光の
波長領域を示す図

【図９】励起光撮像素子によって検出された励起光の波
長領域を示す図

【図１０】画像データの画素の変換内容を示す図

【図１１】病変組織から発生する自家蛍光を示す図

【図１２】中間波長帯の励起光を照射することにより病
変組織から発生する自家蛍光の長波長領域の強度を高め
たことを示す図

【図１３】異なる光路から射出された励起光で生体組織
の同一部位を診断するときに発生する距離および角度の
誤差を示す図

【符号の説明】

１ 生体組織 １１ 第１のレーザ光源 １２ 第２のレーザ光源 １３ 光源ダイクロイックミラ− １４ 集光レンズ ２１ 照射光ファイバ ２１ａ 照射光ファイバの端面 ２１ｂ 照射光ファイバの端面 ２２ イメージファイバ ２２ｃ イメージファイバの端面 ２２ｄ イメージファイバの端面 ２３ 照射レンズ ２４ 対物レンズ ３１ 励起光カットフィルタ ３２ 結像レンズ ３３ 撮像ダイクロイックミラ− ３５ ＮＤフィルタ ３６ 高感度撮像器 ３６ａ オンチップモザイクフィルタ ３６ｂ 高感度撮像素子 ３７ 励起光撮像素子 ３８ 蛍光Ａ／Ｄ変換器 ３９ 励起光Ａ／Ｄ変換器 ４０ａ 蛍光画素区画変換器 ４０ｂ 励起光画素区画変換器 ４１ｖ 蛍光Ｖ画像メモリ ４１ｗ 蛍光Ｗ画像メモリ ４１ｕ 励起光Ｕ画像メモリ ４２ａ 第１の識別器 ４２ｂ 第２の識別器 ４３ 総合識別器 ４４ ビデオ信号処理回路 ５０ 表示部 １００ 光源ユニット ２００ 内視鏡ユニット ２０１ 先端部 ２０２ 操作部 ３００ 撮像ユニット ４００ 演算ユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体組織に自家蛍光を発生させる第１の
   励起光と該励起光の照射により前記生体組織から発生し
   た前記自家蛍光の波長領域の中間波長帯の波長を持つ第
   ２の励起光とを同時に前記生体組織に照射する照射手段
   と、前記２つの励起光の照射により生体組織から発生し
   た前記自家蛍光の強度を検出する検出手段と、前記検出
   手段によって検出された蛍光の強度に基づいて診断のた
   めの特徴量を求める演算を行なう演算手段とを備えたこ
   とを特徴とする蛍光診断装置。
2. 【請求項２】 波長領域が、４５０ｎｍ以下の第１の励
   起光と、波長領域が５００ｎｍ以上かつ６００ｎｍ以下
   の第２の励起光とを照射するものであることを特徴とす
   る請求項１記載の蛍光診断装置。
3. 【請求項３】 前記照射手段が、前記２つの励起光を同
   一の射出点から生体組織に照射するものであることを特
   徴とする請求項１または２記載の蛍光診断装置。