JP2006191989A

JP2006191989A - 蛍光観察内視鏡装置

Info

Publication number: JP2006191989A
Application number: JP2005004578A
Authority: JP
Inventors: Tenu Sha; 天宇謝
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2005-01-11
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2025-01-11
Also published as: JP4587811B2

Abstract

【課題】病変等が小さく蛍光強度を小さい場合でも、病変部の存在を確実に告知する。
【解決手段】イメージプロセッサ７は、蛍光ピクセル抽出機能５０、蛍光合計信号算出機能５１、異常判定機能５２、目標発生告知機能５３とを有し、目標発生告知機能５３は、合計信号強度が所定の設定レベルを超え、癌等の異常組織（容疑目標）からの蛍光と判断すると、モニタに表示されている蛍光画像に隣接した位置に目標提示マークを表示させ、癌等の異常組織（容疑目標）の存在を告知する。
【選択図】図５

Description

本発明は、経内視鏡的に光を照射し、組織からの蛍光から癌等の病変部を観察診断する蛍光観察内視鏡装置に関し、特に蛍光の複数の特定波長を検出し、画像化する蛍光観察内視鏡装置に関する。

近年、生体からの自家蛍光や生体へ注入した薬物の蛍光を２次元画像として検出し、その蛍光象から生体組織の変性や癌等の疾患状態（例えば、疾患の種類や浸潤範囲）を診断する技術が米国特許４５５６０５７号や米国特許５０４２４９４号に示されている。

生体組織に光を照射するとその励起光より長い波長の蛍光が発生する。生体内の蛍光物質としては、例えばＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンヌクレオチド）やＦＭＮ（フラビンモノヌクレオチド）、ピリジンヌクレオチド等があり、最近では、これらの生体内因物質と疾患との相互関係が明確になりつつある。

また、ＨｐＤ（ヘマトポルフィリン），Ｐｈｏｔｏｆｒｉｎ，ＡＬＡ（δーａｍｉｎｏｌｅｖｕｌｉｎｉｃａｃｉｄ）等の蛍光剤は、癌への集積性があり、これら蛍光剤を生体内に注入し、蛍光観察を行うことによって、疾患部位を診断することができる。

上記の様な蛍光から経内視鏡的に病変部を診断する技術として、例えば特開平８ー２２４２０８号公報等の蛍光観察内視鏡装置がある。
米国特許４５５６０５７号米国特許５０４２４９４号特開平８ー２２４２０８号公報

しかしながら、従来の蛍光観察内視鏡装置での検査においては、病変等が小さい場合には蛍光強度が小さいために、検査での内視鏡操作のスピードや術者の熟練度によっては、蛍光が発生しているにもかかわらず、病変等を見落とす虞れがあるといった問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、病変等が小さく蛍光強度を小さい場合でも、病変部の存在を確実に告知することのできる蛍光観察内視鏡装置を提供することを目的としている。

本発明の蛍光観察内視鏡装置は、
体腔内の生体組織からの蛍光像を撮像する内視鏡と、
前記蛍光像の撮像信号を信号処理し蛍光画像を生成する蛍光画像生成手段と
を備え、
前記蛍光画像生成手段が、
前記蛍光画像上の容疑目標を抽出する容疑目標抽出手段と、
前記容疑目標の存在を告知する容疑目標告知手段と
を有して構成される。

本発明によれば、病変等が小さく蛍光強度を小さい場合でも、病変部の存在を確実に告知することができるという効果がある。

以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。

図１ないし図１１は本発明の実施例１に係わり、図１は蛍光により病変部を診断する蛍光観察内視鏡装置の全体の構成を示す構成図、図２は図１の光学フィルタの干渉フィルタの透過特性を示す特性図、図３は図１の光学フィルタの色フィルタの透過特性を示す特性図、図４は図１の光学フィルタの透過特性およびカラー撮像素子の分光特性を示す特性図、図５は図１のイメージプロセッサの機能を説明する機能ブロック図、図６は図５のイメージプロセッサの作用を説明するフローチャート、図７は図５の目標発生告知機能の作用を説明する図、図８は図５の目標発生告知機能の作用の第１の変形例を説明する図、図９は図５の目標発生告知機能の作用の第２の変形例を説明する図、図１０は図５の目標発生告知機能の作用の第３の変形例を説明する図、図１１は図５の目標発生告知機能の作用の第４の変形例を説明する図である。

図１に示すように、本実施例の蛍光観察内視鏡装置１は、青色や紫外領域の光（励起光）を発生する光源２と、その励起光を生体内腔に導き病変部３から発生する蛍光を観察する内視鏡４と、その内視鏡４に内蔵されているカラー撮像素子５を駆動し病変部３の蛍光像をビデオ信号に変換するカメラコントロールユニット６と、そのビデオ信号を処理し病変部３と正常部を認識しやすくするイメージプロセッサ７と、イメージプロセッサ７の出力を画像として表示するモニタ８とより構成される。

前記光源２には、青色や紫外領域の光を発するエキシマ、ＨｅーＣｄ、アルゴン等のレーザ９が内蔵されている。前記内視鏡４は、前記レーザ９より発したレーザ光を生体内腔に導くライトガイド１０と、そのレーザ光を拡散し照明する凹レンズ１１と、病変部３の蛍光像をカラー撮像素子５に投影する対物レンズ１２と、対物レンズ１２からの蛍光像のうち特定の波長を透過する光学フィルタ１３とを備えて構成されている。

蛍光観察内視鏡装置１の内視鏡４は、レーザ９より発したレーザ光を生体内腔に導くライトガイド１０と、そのレーザ光を拡散し照明する凹レンズ１１と、病変部３の蛍光像をカラー撮像素子５に投影する対物レンズ１２と、前記蛍光像のうち特定の波長を透過する光学フィルタ１３とを備えて構成されている。光学フィルタ１３は、５００nm〜５４０nmの緑色と、６４０nm〜７００nmの赤色を透過する透過特性を有している。

光学フィルタ１３は、図２に示すような透過特性を有する干渉フィルタと、図３に示すような透過特性を有する色フィルタとからなり、結局光学フィルタ１３は図４の実線に示すような透過特性を有している。

尚、図示はしていないが前記光源２には白色光を発生するキセノンランプとレーザ９とキセノンランプの光を切り換えてライトガイド１０に供給する切り換え手段がある。また、内視鏡４には白色光による像を撮像する図示しない撮像素子が内蔵されている。

蛍光画像生成手段としてのイメージプロセッサ７は、図５に示すように、蛍光ピクセル抽出機能５０、蛍光合計信号算出機能５１、異常判定機能５２、目標発生告知機能５３とを有している。これら各機能の詳細は後述する。

このように構成された本実施例のイメージプロセッサ７では、図６に示すように、蛍光ピクセル抽出機能５０がステップS1にてカラー撮像素子５で撮像した１フレームの蛍光画像をスキャンし蛍光画像上の蛍光ピクセルを抽出する。

ここで、蛍光ピクセルとは、１フレームの蛍光画像のバックグラウンドレベルを所定レベル、例えば２０％を超える輝度のピクセルをいう。

そして、蛍光ピクセルがあると、蛍光合計信号算出機能５１がステップS2にて該当蛍光ピクセルを中心とした所定サイズの領域の全ピクセルの信号強度を合計して合計信号強度を算出する。

次に、容疑目標抽出手段としての異常判定機能５２がステップS3にてこの合計信号強度が所定の設定レベルを超えているかどうかで癌等の異常組織（容疑目標）からの蛍光であるかどうかを判定する。

そして、合計信号強度が所定の設定レベルを超え、癌等の異常組織（容疑目標）からの蛍光と判断すると、目標発生告知機能５３がステップS4にて後述する目標提示マークを一定時間モニタ８に表示した後、次にフレームに移動し、ステップS6に進む。

合計信号強度が所定の設定レベル以下の場合には、癌等の異常組織（容疑目標）からの蛍光ではないと判断し、ステップS5にて同一フレームに他の蛍光ピクセルがあるかどうか蛍光画像をスキャンする。ここで、他の蛍光ピクセルがある場合にはステップS2に戻り、ない場合には次にフレームに移動した後、ステップS6に進む。

ステップS6では蛍光観察内視鏡装置１による検査終了の指示があるかどうか判断し、検査終了の指示がない場合にはステップS1に戻り、検査終了の指示がある場合は処理を終了する。

ここで、ステップS4での容疑目標告知手段としての目標発生告知機能５３による目標提示マークの表示処理について説明する。

イメージプロセッサ７の目標発生告知機能５３は、図７に示すように、合計信号強度が所定の設定レベルを超え、癌等の異常組織（容疑目標）からの蛍光と判断すると、モニタ８に表示されている蛍光画像１００に隣接した位置に目標提示マーク１０１を表示させ、癌等の異常組織（容疑目標）の存在を告知する。このとき目標提示マーク１０１の輝度により癌等の異常組織（容疑目標）の大きさを反映させる。

このように本実施例では、蛍光画面上で一定領域内の蛍光領域が所定の設定レベルを超えた場合には目標提示マーク１０１をモニタ８に表示するので、病変等が小さく蛍光強度を小さい場合でも、病変部の存在の見落しを確実に防止することができる。

なお、イメージプロセッサ７に図示しないスピーカを設けることで、目標発生告知機能５３はスピーカを用いて音により癌等の異常組織（容疑目標）の存在を告知するようにしてもよい。

また、目標発生告知機能５３は、図８に示すように、合計信号強度が所定の設定レベルを超え、癌等の異常組織（容疑目標）からの蛍光と判断すると、モニタ８に表示されている蛍光画像１００に隣接した位置に目標インジケータ１１１を表示させ、癌等の異常組織（容疑目標）の存在を告知するようにしてもよい。この目標インジケータ１１１では、蛍光の強度をレベルや色を可変して表示することで、病変部（容疑目標）の大きさ等を反映した告知ができる。

さらに、目標発生告知機能５３は、図９に示すように、目標提示マーク１０１の他に、蛍光画像１００の外周部分に方向ナビゲーション表示部１２１を設け、この場合、合計信号強度が所定の設定レベルを超え、癌等の異常組織（容疑目標）からの蛍光と判断すると、癌等の異常組織（容疑目標）が存在する方向部分の方向ナビゲーション表示部１２１を点灯させて告知するようにしている。

また、図１０及び図１１に示すように、目標発生告知機能５３は、蛍光画像１００の内部で容疑目標の近接あるいは隣接した位置に位置ナビゲーション表示部１５０を表示させてもよい。

なお、図１０では、位置ナビゲーション表示部１５０を十字線によって表示した例であり、十字線の交点近傍が容疑目標位置であることを示している。また、図１１では、位置ナビゲーション表示部１５０を矢印（点灯、点滅のどちらでもよい）によって表示した例であり、矢印の先端近傍が容疑目標位置であることを示している。

なお、本実施例においては、蛍光画像の全ピクセルの輝度の合計が所定レベル以下の場合には、蛍光ピクセルの抽出を中止することが可能である。このような場合は、各ピクセルのノイズ成分が大きく、測定の信頼性に疑いがあると考えられるためである。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。

本発明の実施例１に係わる蛍光により病変部を診断する蛍光観察内視鏡装置の全体の構成を示す構成図図１の光学フィルタの干渉フィルタの透過特性を示す特性図図１の光学フィルタの色フィルタの透過特性を示す特性図図１の光学フィルタの透過特性およびカラー撮像素子の分光特性を示す特性図図１のイメージプロセッサの機能を説明する機能ブロック図図５のイメージプロセッサの作用を説明するフローチャート図５の目標発生告知機能の作用を説明する図図５の目標発生告知機能の作用の第１の変形例を説明する図図５の目標発生告知機能の作用の第２の変形例を説明する図図５の目標発生告知機能の作用の第３の変形例を説明する図図５の目標発生告知機能の作用の第４の変形例を説明する図

符号の説明

１…蛍光観察内視鏡装置
２…光源
３…病変部
４…内視鏡
５…カラー撮像素子
６…カメラコントロールユニット
７…イメージプロセッサ
８…モニタ
９…レーザ
１０…ライトガイド
１１…凹レンズ
１２…対物レンズ
１３…光学フィルタ
５０…蛍光ピクセル抽出機能
５１…蛍光合計信号算出機能
５２…異常判定機能（容疑目標抽出手段）
５３…目標発生告知機能（容疑目標告知手段）
１００…蛍光画像
１０１…目標提示マーク
代理人弁理士伊藤進

Claims

体腔内の生体組織からの蛍光像を撮像する内視鏡と、
前記蛍光像の撮像信号を信号処理し蛍光画像を生成する蛍光画像生成手段と
を備え、
前記蛍光画像生成手段は、
前記蛍光画像上の容疑目標を抽出する容疑目標抽出手段と、
前記容疑目標の存在を告知する容疑目標告知手段と
を有する
ことを特徴とする蛍光観察内視鏡装置。
前記容疑目標抽出手段は、前記蛍光画像上の所定の領域の蛍光レベルを算出し、所定レベルと比較することで前記容疑目標を抽出する
ことを特徴とする請求項１に記載の蛍光観察内視鏡装置。
前記容疑目標告知手段は、音により告知する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光観察内視鏡装置。
前記容疑目標告知手段は、前記蛍光画像に前記容疑目標の近傍に表示する図形により告知する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の蛍光観察内視鏡装置。
前記容疑目標告知手段は、前記図形の輝度を前記容疑目標に応じて可変する
ことを特徴とする請求項４に記載の蛍光観察内視鏡装置。
前記容疑目標告知手段は、前記図形の色を前記容疑目標に応じて可変する
ことを特徴とする請求項４に記載の蛍光観察内視鏡装置。
前記容疑目標告知手段は、前記図形の形状を前記容疑目標に応じて可変する
ことを特徴とする請求項４に記載の蛍光観察内視鏡装置。
前記容疑目標告知手段は、前記図形の表示位置を前記容疑目標に応じて可変する
ことを特徴とする請求項４に記載の蛍光観察内視鏡装置。