JP2008154846A - 蛍光内視鏡および蛍光測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検体との距離の影響を低減することにより、正常部と病変部との判別を簡便に行うことができる蛍光内視鏡および蛍光測定方法を提供する。
【解決手段】 被検体に照射する光を出射する光源７と、被検体３から発生した戻り光に含まれる蛍光を撮像する蛍光撮像手段２３と、蛍光撮像手段２３により取得された蛍光に係るデータに基づいて、蛍光画像データを生成する蛍光画像生成手段３７と、蛍光画像データに基づいて、周囲の領域と比較して蛍光強度が高い関心領域を決定する関心領域決定手段３９と、関心領域の近傍の近傍領域を決定する近傍領域決定手段４１と、関心領域における蛍光強度に係る階調と、近傍領域における蛍光強度に係る階調との比に基づいて、修正画像データを生成する画像演算手段４３と、が設けられたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、励起光による蛍光像に基づいて病変部の判定が行える蛍光内視鏡および蛍光測定方法に関する。

近年、癌等の疾患部へ集積するとともに、励起光により蛍光を発する薬剤を用いて生体組織の癌等の疾患状態を診断する技術が開発されている。特に、上記薬剤を生体に注入した状態で蛍光内視鏡等から励起光を生体に照射することで、蛍光内視鏡等により疾患部に集積した薬物から発する蛍光を２次元画像として検出し、検出された蛍光像から疾患部を診断する技術が知られている。

しかしながら、疾患部が正常部より遠方に位置する場合には、疾患部の薬剤に照射される励起光の単位面積当たりの強度が弱くなるため、疾患部の薬剤から発せられる蛍光の強度が弱くなる。例えば、励起光が円錐状に広がって照射する場合は、励起光の単位面積当たりの強度は、内視鏡先端部と疾患部との距離のおよそ２乗に反比例する。そのため、遠方の疾患部から発せられる蛍光と、近傍の正常部から発せられる蛍光との判別が困難になっていた。

そこで、疾患部までの距離と正常部までの距離との違いに影響を受けることなく、疾患部と正常部との判別を行うことができるさまざまな技術が提案されている（例えば、特許文献１から３参照。）。

上述の特許文献１および２においては、共に、被検体から発せられた蛍光に係る蛍光画像と、参照光が照射された被検体から反射された反射光に係る参照光画像と、に基づいて被検体における疾患部と正常部との判別を行う技術が開示されている。具体的には、上記蛍光画像における所定領域の輝度値と、上記参照光画像における対応する領域との比を求めることにより、上記距離の違いによる影響を低減させて疾患部と病変部との判別を行っている。

しかしながら、参照光を出射する内視鏡等の先端部と被検体との相対位置関係によっては、被検体の表面において正反射した反射光が検出されるため、上記参照光画像を用いて疾患部と正常部との正確な判別を行うことができないという問題があった。つまり、被検体の表面において正反射した参照光の反射光が検出されると、被検体との距離と関係なく、正反射が発生した領域の輝度のみが突出する。そのため、上記蛍光画像における輝度値と、上記参照光画像における輝度値との比を求めた場合、正反射の発生した領域においてのみ比の値が著しく小さくなり、疾患部と正常部の判別ができなくなるという問題があった。

一方、特許文献３においては、励起光を照射することにより被検体から発せられた２つの波長帯域の蛍光を検出し、一の波長帯域に係る蛍光の強度値と他の波長帯域に係る蛍光の強度値との比に基づいて、被検体における疾患部と正常部との判別を行う技術が開示されている。この場合、被検体から発せられた蛍光のみが検出され、被検体の表面からの反射光は検出されないため、被検体の表面における正反射の発生の有無に係わらず、疾患部と正常部の判別が可能である。
特開２００１−１３７１７３号公報 特開２００３−２９０１３０号公報 特開２００４−０２４９３２号公報

しかしながら、上記特許文献３においては、２つの波長帯域の蛍光を分離して検出するために、蛍光観察用の検出器を複数設けるか、複数の励起光カットフィルタを切替可能に配置する等しなければならず、内視鏡の構成が複雑になるという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、１つの波長帯域の蛍光を用いて、簡易な構成により被検体との距離の影響を軽減した正常部と病変部の画像を得ることができる蛍光内視鏡および蛍光測定方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明は、被検体に照射する光を出射する光源と、前記被検体から発生した戻り光に含まれる蛍光を撮像する蛍光撮像手段と、該蛍光撮像手段により取得された蛍光に係るデータに基づいて、蛍光画像データを生成する蛍光画像生成手段と、前記蛍光画像データに基づいて、周囲の領域と比較して蛍光強度が高い関心領域を決定する関心領域決定手段と、前記関心領域の近傍の近傍領域を決定する近傍領域決定手段と、前記関心領域における蛍光強度に係る階調と、前記近傍領域における蛍光強度に係る階調との比に基づいて、修正画像データを生成する画像演算手段と、が設けられた蛍光内視鏡を提供する。

本発明によれば、関心領域が関心領域決定手段により決定され、関心領域の近傍が近郷領域として近傍領域決定手段により決定され、関心領域と近傍領域とにおける蛍光強度の階調との比に基づいて画像演算手段が修正画像データを生成する。その結果、本発明の蛍光内視鏡は、１つの波長帯域に係る蛍光を用いて、簡易な構成により被検体との距離の影響を軽減した正常部と病変部の画像を得ることができる。

上述のように病変部には蛍光を発する薬剤が集積しやすく、病変部から発せられる蛍光強度は高いため、関心領域決定手段は、蛍光画像データに基づいて蛍光強度が高い領域を関心領域として決定することにより、病変部の可能性がある領域を関心領域として決定することができる。近傍領域決定手段は、関心領域決定手段により決定された病変部の可能性がある関心領域に隣接する近傍領域を、正常部の可能性がある領域として決定することができる。

画像演算手段は、関心領域における蛍光強度に係る階調と、当該関心領域に隣接する近傍領域における蛍光強度に係る階調との比に基づくことにより、被検体との距離の影響を軽減した修正画像データを生成することができる。具体的には、光源および蛍光撮像手段との距離の差が小さい上記関心領域に係る階調と、上記近傍領域に係る階調との比を演算により求めることにより、画像演算手段は、光源および蛍光撮像手段との距離が異なる複数の上記関心領域に係る階調を同時に評価できる修正画像データを生成することができる。その結果、画像演算手段は、複数の関心領域の中から正常部と病変部を判別することができる修正画像データを生成することができる。

また、画像演算手段は、一つの蛍光画像データにおける関心領域および近傍領域における蛍光強度に係る階調の比を求めることにより、被検体との距離の影響を軽減した修正画像データを生成することができる。そのため、本発明の蛍光内視鏡は、１つの波長帯域に係る蛍光を用いて、簡易な構成により被検体との距離の影響を軽減した正常部と病変部の画像を得ることができる。

光源と、蛍光撮像手段と、蛍光画像生成手段とが設けられているため、本発明の蛍光内視鏡は、蛍光画像データを取得することができる。
光源は、被検体に照射する光を出射することができる。蛍光撮像手段は、被検体から発生した戻り光に含まれる蛍光を撮像することができる。蛍光画像生成手段は、蛍光撮像手段により取得された蛍光に係るデータに基づいて、蛍光画像データを生成することができる。

上記発明においては、前記関心領域決定手段が、前記蛍光画像データにおける蛍光強度に係る階調と、所定閾値と、の比較に基づいて前記関心領域を決定することが望ましい。

本発明によれば、例えば、関心領域決定手段は、上記階調に係る所定閾値と比較して、蛍光画像データにおける蛍光強度に係る階調が高い領域を病変部の可能性がある関心領域として決定することができる。

上記発明においては、前記関心領域決定手段が、前記蛍光画像データにおける蛍光強度に係る階調の空間的な変化率に基づいて前記関心領域を決定することが望ましい。

本発明によれば、関心領域決定手段は、例えば、蛍光画面データにおいて、所定のプロファイルに沿って蛍光強度に係る階調の変化率を求めることにより、蛍光強度に係る階調の空間的な変化率を求めている。蛍光強度に係る階調は正常部と病変部との間で異なるため、正常部と病変部との境目では、蛍光強度に係る階調の変化率が高くなる。そのため、関心領域決定手段は、上記変化率が高くなる場所を求めることにより、蛍光強度に係る階調が高い領域を関心領域として決定することができる。

上記発明においては、前記近傍領域決定手段が、前記関心領域の境界から所定距離だけ離れた位置までを近傍領域と決定することが望ましい。

本発明によれば、近傍領域決定手段は、関心領域を覆う領域であって、上記所定距離だけの厚さを有する領域を近傍領域と決定することができる。そのため、近傍領域決定手段は、常に関心領域に隣接する領域を近傍領域と決定することができる。

上記発明においては、前記所定距離が、前記被検体に入射する前記光における入射面に対して交差する方向に沿って決定されることが望ましい。

本発明によれば、被検体に入射する光が出射する点から、被検体の表面までの距離が最も大きく変化するのは上記入射面に沿う方向であるため、所定距離を上記入射面に交差する方向に沿って決定することにより、上記被検体までの距離の影響を低減させることができる。特に、上記入射面に対して直交する方向に沿って上記所定距離を決定することで、上記被検体までの距離の影響を最も低減させることができる。

上記発明においては前記近傍領域決定手段が、前記関心領域内の所定位置から所定距離だけ離れた位置までを近傍領域と決定することが望ましい。

本発明によれば、近傍領域決定手段は、関心領域の境界から、関心領域内の所定位置から所定距離だけ離れた位置までを近傍領域と決定するため、関心領域と隣接した領域を近傍領域として決定することができる。
近傍領域決定手段は、関心領域を覆う領域であって、上記所定位置から上記所定距離だけ離れた位置を正常部との境界とする近傍領域として決定するため、近傍領域決定手段は、常に関心領域に隣接する領域を近傍領域と決定することができる。
また、近傍領域における正常部との境界を、関心領域の所定位置からの距離で決定する方法は、関心領域との境界からの距離で決定する方法と比較して容易に決定することができる。

上記発明においては、前記関心領域決定手段には、前記関心領域における蛍光強度に係る階調の代表値を算出する関心領域代表値算出手段が設けられ、前記近傍領域決定手段には、前記近傍領域における蛍光強度に係る階調の代表値を算出する近傍領域代表値算出手段が設けられ、前記画像演算手段が、前記関心領域の代表階調と、前記近傍領域の代表階調との比に基づいて修正画像データを生成することが望ましい。

本発明によれば、関心領域代表値算出手段により算出された関心領域の代表階調と、近傍領域代表値算出手段により算出された近傍領域の代表階調との比に基づいて、画像演算手段が修正画像データを生成する。これにより、画像演算手段は、光源および蛍光撮像手段との距離が異なる複数の上記関心領域の代表階調値を同時に評価できる修正画像データを生成することができる。その結果、本発明の蛍光内視鏡は、複数の関心領域の中から正常部と病変部を判別することができる画像を得ることができる。

上記発明においては、前記修正画像データに基づいて病変部を判定する画像判定手段と、前記修正画像データと、前記画像判定手段により判定された病変部と、を合わせた合成画像データを生成する画像合成手段と、前記合成画像データを表示する画像表示手段と、が設けられたことが望ましい。

本発明によれば、修正画像データと画像判定手段により判定された病変部とを基に画像合成手段によって合成画像データが生成され、合成画像データが画像表示手段に表示される。その結果、本発明の蛍光内視鏡は、１つの波長帯域に係る蛍光を用いて、簡易な構成により被検体との距離の影響を軽減した正常部と病変部の画像を得ることができる。

画像判定手段は、画像演算手段により生成された被検体との距離の影響を軽減した修正画像データに基づいて病変部を判定するため、被検体との距離の影響を軽減して正常部と病変部との判別を行うことができる。画像合成手段は、修正画像データと、画像判定手段により判定された病変部とを合わせることにより、正常部と病変部とを区別した合成画像データを生成することができる。
画像表示手段には、合成画像データに基づく合成画像が表示されるため、本発明の内視鏡の操作者は、画像表示手段に表示された正常部と病変部とが区別された合成画像を視認することができる。

上記発明においては、前記画像判定手段が、前記関心領域の代表階調と前記近傍領域の代表階調との比と、所定閾値と、の比較に基づいて前記病変部を判定することが望ましい。

本発明によれば、画像判定手段は、上記所定閾値と比較して、上記関心領域の代表階調値と上記近傍領域の代表階調値との比が高い領域を病変部として判定することができる。このように、上記関心領域の代表階調値と上記近傍領域の代表階調値との比を用いて病変部を判定することにより、画像判定手段は、被検体との距離の影響を軽減して正常部と病変部との判別を行うことができる。

上記発明においては、前記関心領域代表値算出手段が、前記被検体に導入された蛍光色素から発せられる蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて、前記関心領域の代表階調値を算出し、前記近傍領域代表値算出手段は、前記被検体から発せられる自家蛍光の強度に係る階調に基づいて、前記近傍領域の代表階調値を算出することが望ましい。

本発明によれば、蛍光色素から発せられる蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて関心領域の代表階調値が関心領域代表値算出手段により算出されるとともに、自家蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて近傍領域の代表階調値が近傍領域代表値算出手段により算出される。すなわち、これら関心領域の代表階調値および近傍領域の代表階調値を用いることにより、被検体との距離の影響を軽減した正常部と病変部の画像を得ることができる。
関心領域の代表階調値は、上記蛍光色素から発せられた蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて算出されている。そのため、関心領域代表値算出手段は、病変部との関わりのある上記蛍光色素から発せられた蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいた代表階調値を、上記蛍光色素が集積しやすい病変部の可能性がある関心領域の代表値とすることができる。近傍領域の代表階調値は、上記自家蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて算出されている。そのため、近傍領域代表値算出手段は、自家蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいた代表階調値を、上記蛍光色素が集積しにくい正常部の可能性がある近傍領域の代表値とすることができる。
よって、本発明の蛍光内視鏡は、被検体との距離の影響を軽減して正常部と病変部との判別を行うことができる。

上記発明においては、前記戻り光に含まれる反射光を撮像する反射光撮像手段と、該反射光撮像手段によって取得された反射光に係るデータに基づいて、反射光画像データを生成する反射光画像生成手段と、前記反射光画像データと前記修正画像データとを合成する画像合成手段と、が設けられたことが望ましい。

本発明によれば、戻り光に含まれる反射光は反射光撮像手段により撮像され、反射光画像生成手段において反射光画像データが生成される。これら反射光画像データと修正画像データとが画像合成手段において合成される。その結果、本発明の蛍光内視鏡は、蛍光以外の反射光に係る反射光画像データと、正常部と病変部との判別が容易な蛍光画像データとを合成することができる。

上記発明においては、前記被検体の体腔内に挿入可能な挿入部と、前記光源から出射された光を、前記挿入部内を通じて前記挿入部の先端部まで導くとともに、前記光を前記被検体に向けて出射させる光伝達手段と、が設けられたことが望ましい。

本発明によれば、被検体の体腔内に挿入される挿入部と、挿入部の先端部から被検体に向けて光を出射させる光伝達手段とが設けられているため、被検体の体腔における正常部と病変部との判別を行うことができる。
光伝達手段は、光源から出射された光を挿入部の先端部まで導くとともに、体腔内に挿入された挿入部の先端から光を被検体に向けて出射させることができる。そのため、被検体の体腔に存在する正常部および病変部から蛍光を出射させることができ、当該蛍光の蛍光強度に基づいて、被検体の体腔における正常部と病変部との判別を行うことができる。

本発明は、被検体に向けて光を照射し、前記被検体からの戻り光に含まれる蛍光に係る蛍光画像データを取得する蛍光画像取得ステップと、前記蛍光画像データに基づいて、周囲の領域と比較して蛍光強度が高い関心領域を決定する関心領域決定ステップと、前記関心領域の近傍の近傍領域を決定する近傍領域決定ステップと、前記関心領域における蛍光強度に係る階調と、前記近傍領域における蛍光強度に係る階調との比に基づいて、修正画像データを生成する演算ステップと、前記修正画像データの前記関心領域における蛍光強度に係る階調と前記近傍領域における蛍光強度に係る階調との比と、所定閾値と、に基づいて病変部を判定する判定ステップと、を備える蛍光測定方法を提供する。

本発明によれば、蛍光画像取得ステップにおいて戻り光に含まれる蛍光画像データを取得し、蛍光画像データに基づいて、関心領域が関心領域決定ステップにおいて決定されるとともに近傍領域が近傍領域決定ステップにおいて決定される。これら関心領域および近傍領域における蛍光強度に係る階調の比に基づいて、修正画像データが演算ステップにおいて生成され、修正画像データの関心領域および近傍領域における蛍光強度に係る階調の比に基づいて、病変部が判定ステップにおいて判定される。その結果、本発明の蛍光内視鏡は、１つの波長帯域に係る蛍光を用いて、簡易な構成により被検体との距離の影響を軽減した正常部と病変部の画像を得ることができる。

蛍光画像取得ステップでは、被検体に向けて光を照射し、被検体からの戻り光に含まれる蛍光に係る蛍光画像データが取得される。
取得された蛍光画像データに基づいて、関心領域決定ステップでは、病変部の可能性がある関心領域が決定される。上述のように病変部には蛍光を発する薬剤が集積しやすく、病変部から発せられる蛍光強度は高くなるため、関心領域決定ステップでは、病変部の可能性のある周囲の領域と比較して蛍光強度が高い領域を、当該蛍光強度が高い領域を関心領域として決定する。近傍領域決定ステップでは、病変部の可能性がある領域に隣接する正常部の可能性がある近傍領域が決定される。

上述のように決定された関心領域における蛍光強度に係る階調と、当該関心領域に隣接する近傍領域における蛍光強度に係る階調との比に基づくことにより、演算ステップでは、被検体との距離の影響を軽減した修正画像データが生成される。
また、演算ステップでは、一つの蛍光画像データにおける関心領域および近傍領域における蛍光強度に係る階調の比に基づいて、被検体との距離の影響を軽減した修正画像データを生成するため、本発明の蛍光内視鏡は、上述の特許文献１および２に開示された技術のように、１つの波長帯域に係る蛍光を用いて、簡易な構成により被検体との距離の影響を軽減した正常部と病変部との判別を行うことができる。

判定ステップでは、画像演算手段により生成された被検体との距離の影響を軽減した修正画像データに基づいて病変部を判定することができるため、被検体との距離の影響を軽減して正常部と病変部との判別を行うことができる。例えば、判定ステップでは、上記関心領域に係る階調と上記近傍領域に係る階調との比の値が、所定閾値よりも大きい場合には、上記関心領域を病変部と判定することができる。

本発明の蛍光内視鏡および蛍光測定方法によれば、本発明の蛍光内視鏡は、蛍光画像の他に参照光画面を用いることなく、被検体との距離の影響を軽減した正常部と病変部の画像を簡易な構成で得ることができるという効果を奏する。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る蛍光内視鏡ついて図１から図１８を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る蛍光内視鏡の構成を説明する概略図である。
蛍光内視鏡１は、図１に示すように、被検体３の体腔内に挿入される挿入部５と、光源装置（光源）７と、画像生成装置９と、モニタ（画像表示手段）１１とを備えている。

挿入部５は、被検体３の体腔内に挿入されるものであって、略円柱状に形成されたものである。
挿入部５は、外皮チューブ１２と、ライトガイド（光伝達手段）１３と、照明用レンズ１５と、撮像用レンズ１７と、ダイクロイックプリズム１９と、励起光カットフィルタ２１と、蛍光撮像部（蛍光撮像手段）２３と、反射光撮像部（反射光撮像手段）２５と、を備えている。

外皮チューブ１２は、挿入部５の外周面を構成する円筒状の部材であって、可撓性を有する素材から形成されたチューブである。外皮チューブ１２の内部には、ライトガイド１３などが配置されている。

ライトガイド１３は、光源装置７から出射された励起光および照明光を挿入部５の先端面２７まで導き、被検体３に向けて出射させるものである。
ライトガイド１３は、光を導光する複数のファイバの束から構成されたものである。ライトガイド１３は、挿入部５の略全長に渡って延びる略円筒状の形状に形成されている。ライトガイド１３の内部には、ダイクロイックプリズム１９や励起光カットフィルタ２１や蛍光撮像部２３や反射光撮像部２５などが配置されている。

照明用レンズ１５は、ライトガイド１３から出射された励起光および照明光を被検体３の観察領域全体に向けて拡散させるレンズである。
照明用レンズ１５は、挿入部５の先端面２７であって、ライトガイド１３の光出射端面２９と対向する位置に配置されている。照明用レンズ１５はリング板状に形成されるとともに、片凹レンズ状に形成されたものである。

撮像用レンズ１７は、被検体３からの戻り光を蛍光撮像部２３および反射光撮像部２５に結像させるレンズである。
撮像用レンズ１７は、挿入部５の先端面２７であって、照明用レンズ１５の内側領域に配置されている。ここで、戻り光とは、被検体３から挿入部５に向かって伝搬する光を意味する。戻り光には、被検体３に導入された蛍光色素（薬剤）から発せられた蛍光や、被検体３自身が発する自家蛍光や、被検体３の表面において反射された照明光である反射光および励起光などが含まれている。

ダイクロイックプリズム１９は、戻り光に含まれる反射光を反射光撮像部２５に向けて反射させるとともに、戻り光に含まれる蛍光や励起光などを蛍光撮像部２３に向けて透過するものである。
ダイクロイックプリズム１９は、挿入部５の先端面２７近傍であって、ライトガイド１３の内側の撮像用レンズ１７と対向する位置に配置されている。また、ダイクロイックプリズム１９の反射面は、撮像用レンズ１７の光軸に対して約４５°の傾きを有するように配置されている。上記反射面は、ダイクロイックプリズム１９に入射した戻り光に含まれる反射光のみを反射し、他の光を透過させるものである。ダイクロイックプリズム１９において反射される反射光は、被検体３の表面において反射された照明光（白色光）である。なお、ダイクロイックプリズム１９としては、公知のものを用いることができ、特に限定するものではない。

励起光カットフィルタ２１は、ダイクロイックプリズム１９を透過した光に含まれる蛍光のみを蛍光撮像部２３に入射させるものである。
励起光カットフィルタ２１は、撮像用レンズ１７の光軸上であって、ダイクロイックプリズム１９と蛍光撮像部２３との間に配置されている。励起光カットフィルタ２１が透過する蛍光には、上述の蛍光色素から発せられた蛍光と、被検体３自身が発する自家蛍光とがふくまれている。なお、励起光カットフィルタ２１としては、公知のカットフィルタを用いることができ、特に限定するものではない。

蛍光撮像部２３は、被検体３から発せられた蛍光による像を撮像するものである。
蛍光撮像部２３は、撮像用レンズ１７の光軸上であって、励起光カットフィルタ２１と対向する位置に配置されている。蛍光撮像部２３から出力される蛍光に係るデータは、後述する蛍光画像生成部３７に入力されている。蛍光撮像部２３としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などの公知の撮像素子が面状に配置されたもの等を用いることができ、特に限定するものではない。
なお、蛍光撮像部２３により撮像される蛍光には、蛍光色素から発せられた蛍光と、被検体３自身が発する自家蛍光とが含まれている。

反射光撮像部２５は、被検体３の表面において反射された反射光による像を撮像するものである。
反射光撮像部２５は、ダイクロイックプリズム１９により反射された反射光が入射する位置に配置されている。反射光撮像部２５から出力される反射光に係るデータは、後述する反射光画像生成部４９に入力されている。蛍光撮像部２３としては、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの公知な撮像素子が面状に配置されたもの等を用いることができ、特に限定するものではない。

光源装置７は、被検体３に照射される励起光および照明光を出射するものである。光源装置７は、白色光源３１と、光源用レンズ３３と、光学フィルタ３５とを備えている。

白色光源３１は、蛍光色素および被検体３自身を励起する励起光と、被検体３を照明する白色光とを含む光を出射するものである。
光源用レンズ３３は、白色光源３１から出射された光を略平行な光に変換するとともに、光をライトガイド１３に入射させるレンズである。
光学フィルタ３５は、白色光源３１から出射された光のうち、励起光および照明光のみを透過させるフィルタである。光学フィルタ３５は、光源用レンズ３３とライトガイド１３との間に配置されている。

画像生成装置９は、蛍光撮像部２３が取得した蛍光に係るデータと、反射光撮像部２５が取得した反射光に係るデータと、に基づいてモニタ１１に画像を表示させる画像データを生成するものである。
画像生成装置９は、蛍光画像生成部（蛍光画像生成手段）３７と、関心領域決定部（関心領域決定手段、関心領域代表値算出手段）３９と、近傍領域決定部（近傍領域決定手段、近傍領域代表値算出手段）４１と、画像演算部（画像演算手段）４３と、画像判定部（画像判定手段）４５と、画像合成部（画像合成手段）４７と、反射光画像生成部（反射光画像生成手段）４９と、観察距離判定部５１と、を備えている。

蛍光画像生成部３７は、蛍光撮像部２３が取得した蛍光に係るデータに基づいて、蛍光画像データを生成するものである。蛍光画像生成部３７には、蛍光撮像部２３から蛍光に係るデータが入力されている。また、蛍光画像生成部３７からは、生成された蛍光画像データが関心領域決定部３９に出力されている。

関心領域決定部３９は、蛍光画像データに基づいて関心領域を決定するものである。関心領域決定部３９には、蛍光画像生成部３７から蛍光画像データが入力されている。また、関心領域決定部３９からは、関心領域に係るデータおよび蛍光画像データが近傍領域決定部４１に出力されている。

近傍領域決定部４１は、関心領域に隣接する近傍領域を決定するものである。近傍領域決定部４１には、関心領域決定部３９から関心領域に係るデータおよび蛍光画像データが入力されている。また、近傍領域決定部４１からは、近傍領域に係るデータ、関心領域に係るデータおよび蛍光画像データが画像演算部４３に出力されている。

画像演算部４３は、関心領域における蛍光強度に係る階調と、近傍領域における蛍光強度に係る階調との比に基づいて、修正画像データを生成するものである。画像演算部４３には、近傍領域決定部４１から近傍領域に係るデータ、関心領域に係るデータおよび蛍光画像データが画像演算部４３に入力されている。また、画像演算部４３からは、画像判定部４５および画像合成部４７に修正画像データが出力されている。

画像判定部４５は、修正画像データに基づいて病変部を判定するものである。画像判定部４５には、画像演算部４３から修正画像データが入力されている。また、画像判定部４５からは、画像合成部４７に病変部に係るデータが出力されている。

反射光画像生成部４９は、反射光撮像部２５が取得した反射光に係るデータに基づいて、反射光画像データを生成するものである。反射光画像生成部４９には、反射光撮像部２５から反射光に係るデータが入力されている。また、反射光画像生成部４９からは、反射光画像データが観察距離判定部５１に出力されている。

観察距離判定部５１は、反射光画像データに基づいて観察距離が、想定された範囲内であるかを判定するものである。観察距離判定部５１には、反射光画像生成部４９から反射光画像データが入力されている。また、観察距離判定部５１からは、画像合成部４７に反射光画像データおよび観察距離に係るデータが出力されている。

画像合成部４７は、修正画像データ、判定された病変部および反射光画像データを合わせた合成画像データを生成するものである。画像合成部４７には、画像演算部４３から修正画像データが入力され、画像判定部４５から病変部に係るデータが入力され、観察距離判定部５１から反射光画像データおよび観察距離に係るデータが入力されている。また、画像合成部４７からは、モニタ１１に合成画像データが出力されている。

モニタ１１は、画像生成装置９により生成された合成画像データを、蛍光内視鏡１の操作者等に対して画像として表示するものである。

次に、上記の構成からなる蛍光内視鏡１における被検体３の観察および正常部と病変部との判別について説明する。
図２は、被検体３と挿入部５との相対位置関係を説明する模式図である。
ここでは、図２に示すように、正常部である正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと、病変部である癌ＭＴと、を有する被検体３を蛍光内視鏡１により観察し、正常組織Ｎと、良性腫瘍ＢＴと、癌ＭＴと、を判別する方法について説明する。挿入部５は、被検体３の斜め上方から被検体３を観察している。具体的には、被検体３の先端面２７から良性腫瘍ＢＴまでの距離を基準（＝１）とすると、先端面２７から癌ＭＴまでの距離は倍（＝２）となるように挿入部５と被検体３が配置されている。また、被検体３の正常組織Ｎ、良性腫瘍ＢＴ、癌ＭＴから発せられる蛍光の輝度は、それぞれ２０、２００、５００となっている。なお、この数値は、被検体３の正常組織Ｎ、良性腫瘍ＢＴ、癌ＭＴに照射される励起光の条件などが等しい場合の数値である。

以下、正常組織Ｎ，良性腫瘍ＢＴ，癌ＭＴの蛍光の輝度が２０，２００，５００である場合に適用して説明する。
最初に、被検体３に励起光により蛍光を発する蛍光色素（薬剤）を投与する。この蛍光色素は被検体３における、例えば癌ＭＴなどの病変部に集積する性質を有するものである。蛍光色素を被検体３に投与して、薬剤が被検体３内に十分に行き渡るのに必要な時間が経過した後に蛍光内視鏡１による観察を行う。

蛍光内視鏡１による観察を行う場合には、図１に示すように、まず光源装置７から励起光および照明光が出射される。
つまり、白色光源３１から少なくとも励起光および照明光が含まれる光が出射される。白色光源３１から出射された光は、光源用レンズ３３により略平行な光に変換され、ライトガイド１３に向けて出射される。光源用レンズ３３を透過した光は、光学フィルタ３５に入射する。光学フィルタ３５は、入射した光の内、励起光および照明光のみを透過し、その他の波長の光を遮光する。光学フィルタ３５を透過した励起光および照明光は、光源装置７から出射される。

光源装置７から出射された励起光および照明光は、被検体３に照射される。
つまり、光源装置７から出射された励起光および照明光は、挿入部５のライトガイド１３に入射する。ライトガイド１３は、入射された励起光および照明光を挿入部５の先端面２７まで導き、励起光および照明光を被検体３に向けて出射させる。ライトガイド１３から出射された励起光および照明光は照明用レンズ１５を介して被検体３に照射される。照明用レンズ１５は、ライトガイド１３から出射された光を拡散させることにより、被検体３の観察領域全体に励起光および照明光を照射させる。

励起光および照明光が照射された被検体３からの戻り光は、蛍光撮像部２３および反射光撮像部２５により撮像される。
つまり、被検体３からの戻り光は、撮像用レンズ１７から挿入部５内部へ入射する。撮像用レンズ１７は、蛍光撮像部２３および反射光撮像部２５の受光面上に入射した戻り光による被検体３の像を結像させる。撮像用レンズ１７を透過した戻り光は、ダイクロイックプリズム１９に入射する。ダイクロイックプリズム１９は、戻り光に含まれる反射光のみを反射光撮像部２５に向けて反射する。そのため、反射光撮像部２５の受光面上には反射光による被検体３の像が結像される。残りの光は、ダイクロイックプリズム１９を透過し、励起光カットフィルタ２１に入射する。励起光カットフィルタ２１は、上記残りの光に含まれる蛍光のみを透過し、励起光などの他の波長の光を遮光する。励起光カットフィルタ２１を透過した蛍光は、蛍光撮像部２３に入射する。そのため、蛍光撮像部２３の受光面上には蛍光による被検体３の像が結像される。

蛍光撮像部２３および反射光撮像部２５は、それぞれ結像された蛍光による被検体３の像および反射光による被検体３の像を撮像して、蛍光に係るデータおよび反射光に係るデータを出力する（蛍光画像取得ステップ）。
蛍光に係るデータは、蛍光撮像部２３における各撮像素子が受光した蛍光強度に応じて出力したデータの集合である。反射光に係るデータは、反射光撮像部２５における各撮像素子が受光した反射光強度に応じて出力したデータの集合である。

図３は、図１の蛍光画像生成部３７により生成される蛍光画像データに係る画像を示す図である。
蛍光撮像部２３から出力された蛍光に係るデータおよび反射光撮像部２５から出力された反射光に係るデータは、画像生成装置９に入力され、モニタ１１に表示される合成画像データに変換される。
つまり、上述の蛍光に係るデータは、画像生成装置９の蛍光画像生成部３７に入力される。蛍光画像生成部３７は、蛍光に係るデータに基づいて、図３に示すような蛍光画像に係る蛍光画像データを生成する。ここで、蛍光画像データは、蛍光撮像部２３の各撮像素子に対応する蛍光画像を構成する複数の画素に係るデータが集合したものである。蛍光画像データの各画素のデータとしては、蛍光画像における位置のデータと、蛍光の蛍光強度に応じた階調のデータとが例示できる。

図４は、図１の関心領域決定部３９により決定された関心領域を示す図である。図５は、図１の関心領域決定部３９における各関心領域の最大階調の抽出を示す図である。
蛍光画像生成部３７が生成した蛍光画像データは、図１に示すように、関心領域決定部３９に入力される。関心領域決定部３９は、蛍光画像データに基づいて関心領域ＣＲを決定する（関心領域決定ステップ）。

つまり、関心領域決定部３９は、図４に示すように、蛍光画像データにおいて、後述する関心領域閾値以上の階調を有する画素の領域を関心領域ＣＲ１，ＣＲ２として抽出する。これら関心領域ＣＲ１，ＣＲ２は、それぞれ癌ＭＴ，良性腫瘍ＢＴと対応している。本実施形態においては、上述の関心領域閾値が４５である場合に適用して説明する。なお、関心領域閾値の大きさは、使用する蛍光色素の種類や、励起光の波長および光量、挿入部５の先端面２７から被検体３までの距離など、さまざまな要因に基づいて定められるものであるため、上述の値に限定されるものではない。

関心領域ＣＲ１，ＣＲ２を決定すると、関心領域決定部３９は、図５に示すように、それぞれの関心領域ＣＲ１，ＣＲ２における最大の階調を有する画素を代表画素Ｓ１，Ｓ２として抽出し、その画素の位置データおよび階調のデータを代表値として取得する。

ここで、上述の関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の抽出に用いた関心領域閾値について説明する。
被検体３の正常組織Ｎ、良性腫瘍ＢＴ、癌ＭＴから発せられる蛍光の実際の輝度と、表示される階調との関係を下記の表１に示す。

実際の輝度は、実験などにより求められた既知の値であって、実際に発生する蛍光の輝度である。表示される階調は、蛍光を蛍光撮像部２３により受光して、蛍光画像生成部３７により生成された蛍光画像データにおける該当画素の階調である。さらに表示される階調は、被検体３と先端面２７との距離が１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍの場合における表示される階調に分けられている。距離の範囲が１ｍｍから２ｍｍまでなのは、下記の理由によるためである。上記距離が１ｍｍ未満の場合には、撮像用レンズ１７の焦点深度より被検体３が先端面２７に接近するため、蛍光撮像部２３の受光面に被検体３の像を結像できなくなるためである。上記距離が２ｍｍより遠くなると、被検体３から発せられる蛍光の減衰が大きくなり、蛍光撮像部２３が十分な明るさの蛍光像を撮像できなくなるためである。

したがって、以下は想定された観察距離が１ｍｍ以上、２ｍｍ以下である場合に適用して説明する。
表１に示すように、表示される階調は、正常組織Ｎ、良性腫瘍ＢＴ、癌ＭＴともに、上記距離の２乗に反比例して変化している。
以下の説明では、内視鏡と癌ＭＴとの距離を２ｍｍと仮定し、内視鏡と良性腫瘍ＢＴとの距離を１ｍｍと仮定する。したがって、表１より、関心領域ＣＲ１の代表画素Ｓ１の階調値である代表階調値が１２５であり、関心領域ＣＲ２の代表画素Ｓ２の階調値である代表階調値が２００であるとする。

図６は、表１の正常組織、良性腫瘍、癌における表示される階調の範囲を示すグラフである。
表１に示す正常組織Ｎ、良性腫瘍ＢＴ、癌ＭＴにおける表示される階調の範囲をグラフに示すと、図６に示すようになる。ここで、正常組織Ｎに係る階調の範囲は２０から５である。良性腫瘍ＢＴに係る階調の範囲は２００から５０である。癌ＭＴに係る階調の範囲は５００から１２５である。正常組織Ｎと良性腫瘍ＢＴとの階調の範囲を比較すると、正常組織Ｎに係る階調の最大値が２０であって、良性腫瘍ＢＴに係る階調の最小値が５０である。つまり、階調が２０から５０までの間に関心領域閾値Ｔが設けられることにより、被検体３と先端面２７と距離が１ｍｍから２ｍｍの間で変化しても、正常組織Ｎの領域と、良性腫瘍ＢＴと病変部である癌ＭＴとを含む領域とが識別される。この結果、関心領域決定部３９は、設定された観察距離の範囲内で、病変部の可能性がある領域を確実に関心領域として決定することができる。

図７は、図１の近傍領域決定部におけるプロファイルの設定を説明する図である。図８は、図７のプロファイルＰ１上の各画素の階調の分布を示すグラフである。図９は、図７のプロファイルＰ２上の各画素の階調の分布を示すグラフである。図１０は、図１の近傍領域決定部により決定された近傍領域と関心領域との位置関係を示す図である。
関心領域決定部３９により関心領域ＣＲ１，ＣＲ２および代表画素Ｓ１，Ｓ２が決定されると、蛍光画像データや関心領域ＣＲ１，ＣＲ２や代表画素Ｓ１，Ｓ２のデータなどが近傍領域決定部４１に入力される。近傍領域決定部４１は、蛍光画像データなどに基づいて関心領域ＣＲ１，ＣＲ２に隣接する近傍領域を決定する（近傍領域決定ステップ）。

つまり、近傍領域決定部４１は、入力された蛍光画像データなどに基づいてプロファイルＰ１，Ｐ２を設定する。プロファイルＰ１，Ｐ２は、代表画素Ｓ１，Ｓ２を通る直線であって、この直線に沿って各画素の階調データを抽出するものである。

プロファイルＰ１上の各画素の階調は、図８に示す分布となる。各画素の階調は、代表画素Ｓ１の階調（図８中の黒丸）を最大階調として、代表画素Ｓ１から離れるにともない階調の値が下がっている。代表画素Ｓ１を含む関心領域閾値の４５よりも階調の値が大きい画素の領域は、関心領域ＣＲ１を示している。近傍領域決定部４１は、関心領域閾値と等しい階調の画素から、プロファイルＰ１に沿って所定の画素数だけ離れた代表画素Ｂ１（図８中の黒三角）までの領域を近傍領域ＮＲ１と決定する。代表画素Ｂ１の階調値は、近傍領域ＮＲ１における画素の階調を代表する代表階調値である。本実施形態においては、代表画素Ｂ１の代表階調値は、表１より５となる。

一方、プロファイルＰ２上の各画素の階調は、図９に示す分布となっている。各画素の階調は、代表画素Ｓ２の階調（図９中の黒丸）を最大階調として、代表画素Ｓ２から離れるにともない階調の値が下がっている。代表画素Ｓ２を含む関心領域閾値の４５よりも階調の値が大きい画素の領域は、関心領域ＣＲ２を示している。近傍領域決定部４１は、関心領域閾値と等しい階調の画素から、プロファイルＰ２に沿って所定の画素数だけ離れた代表画素Ｂ２（図９中の黒三角）までの領域を近傍領域ＮＲ２と決定する。代表画素Ｂ２の階調値は、近傍領域ＮＲ２における画素の階調を代表する代表階調値である。本実施形態においては、代表画素Ｂ２の代表階調値は、表１より２０となる。

上述のように近傍領域決定部４１により決定された近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２は、図１０に示すように、それぞれ関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の周囲を覆うように決定される。

図１１は、図１の画像演算部において生成された修正画像データに係る画像を示す図である。
近傍領域決定部４１において決定された近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２に係るデータおよび代表画素Ｂ１，Ｂ２に係るデータは、蛍光画像データと、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２に係るデータおよび代表値Ｓ１，Ｓ２に係るデータとともに、画像演算部４３に入力される。画像演算部４３は、入力された蛍光画像データなどに基づいて修正画像データを生成する（演算ステップ）。

つまり、画像演算部４３は、関心領域ＣＲ１における代表画素Ｓ１の階調１２５を、隣接する近傍領域ＮＲ１における代表画素Ｂ１の階調５で割った値２５（代表画素Ｓ１の階調と代表画素Ｂ１の階調との比）を算出し、当該値２５を関心領域ＣＲ１における階調とする。一方、画像演算部４３は、関心領域ＣＲ２における代表画素Ｓ２の階調２００を、隣接する近傍領域ＮＲ２における代表画素Ｂ２の階調２０で割った値１０を算出し、当該値１０を関心領域ＣＲ２における階調とする。画像演算部４３により算出された修正画像データに係る画像は、図１１に示すようになる。図１１に示すように、関心領域ＣＲ１に属する画素は全て階調が２５で表示され、関心領域ＣＲ２に属する画素は全て階調が１０で表示される。
画像演算部４３により生成された修正画像データは、図１に示すように、画像判定部４５および画像合成部４７に出力される。

画像判定部４５は、入力された修正画像データに基づいて、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２がそれぞれ良性腫瘍ＢＴおよび癌ＭＴのいずれであるかを判定する（判定ステップ）。
つまり、画像判定部４５は、図１１に示すように、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の階調の値が、判別閾値より大きい場合には、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２が癌ＭＴであると判定し（判定ステップ）、判別閾値より小さい場合には、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２が良性腫瘍ＢＴであると判定する。本実施形態においては、判別閾値は１５であり、関心領域ＣＲ１の階調は２５であるため、画像判定部４５は、関心領域ＣＲ１を癌ＭＴと判定する。一方、関心領域ＣＲ２の階調は１０であるため、画像判定部４５は、関心領域ＣＲ２を良性腫瘍ＢＴと判定する。

この判定の結果により、画像判定部４５は、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２がそれぞれ良性腫瘍ＢＴおよび癌ＭＴのいずれであるかを判別する。
画像判定部４５は、図１に示すように、病変部に係るデータとして、関心領域ＣＲ１が癌ＭＴであって、関心領域ＣＲ２が良性腫瘍ＢＴであるとの判別結果を画像合成部４７に出力する。

一方、反射光画像生成部４９には、図１に示すように、反射光撮像部２５から反射光に係るデータが入力される。反射光画像生成部４９は、反射光に係るデータに基づいて、反射光画像データを生成する。ここで、反射光画像データは、反射光撮像部２５の各撮像素子に対応する反射光画像を構成する複数の画素に係るデータが集合したものである。反射光画像データの各画素のデータとしては、反射光画像における位置のデータと、反射光の光強度に応じた階調のデータとを例示できる。
反射光画像データは、反射光画像生成部４９から観察距離判定部５１に入力される。

図１２は、図１の観察距離判定部におけるＦＦＴ処理結果を示すグラフである。
観察距離判定部５１は、入力された反射光画像データに基づいて、被検体３と挿入部５の先端面２７との距離を判定する。
つまり、観察距離判定部５１は、反射光画像データに対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行い、反射光画像の分解能を取得する。ＦＦＴ処理の結果をグラフに示したのが図１２となる。図１２においては、横軸に空間周波数をとり、縦軸に度数をとっている。図１２のグラフＦ１は、被検体３と挿入部５の先端面２７と距離が１ｍｍ未満であって、被検体３が被写界深度外に位置する場合のグラフである。グラフＦ２は、被検体３と先端面２７と距離が１ｍｍであって、被検体３が被写界深度限界に位置する場合のグラフである。グラフＦ３は、被検体３と先端面２７と距離が１ｍｍより離れている場合であって、被検体３が被写界深度内に位置する場合のグラフである。

観察距離判定部５１は、グラフＦ２をＦＦＴ閾値として、被検体３と先端面２７と距離が１ｍｍより近いか離れているかを判定する。観察距離判定部５１は、観察距離に係るデータとしての判定結果と、反射光画像データとを画像合成部４７に出力する。
なお、本実施形態においては、被検体３と先端面２７と距離が１ｍｍであるグラフＦ２をＦＦＴ閾値としたが、撮像用レンズ１７の選択などにより被写界深度が変化するため、ＦＦＴ閾値として用いるグラフのデータは、被検体３と先端面２７と距離が１ｍｍの場合のデータに限られない。

画像合成部４７は、蛍光画像データと、画像判定部４５の判定結果と、反射光画像データと、観察距離判定部５１の判定結果とに基づいて、合成画像データを生成する。
つまり、画像合成部４７は、観察距離判定部５１の判定結果が、被検体３と先端面２７と距離が１ｍｍより離れている場合には、蛍光画像データなどに基づいて合成画像データを生成する。具体的には、画像合成部４７は、関心領域ＣＲ１に癌ＭＴを表す色を着色し、関心領域ＣＲ２に良性腫瘍ＢＴを表す色を着色する処理を行い、これらの画像データを合成画像データに取り込む処理を行う。一方、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２以外の領域は、反射光画像データを合成画像データに取り込む処理を行う。生成された合成画像データは、画像合成部４７からモニタ１１に出力される。モニタ１１は、入力された合成画像データに基づき、合成画像を表示する。

一方、画像合成部４７は、観察距離判定部５１の判定結果が、被検体３と先端面２７と距離が１ｍｍより近い場合には、合成画像データの生成を行わない。

また、観察距離が２ｍｍ以上のときは、十分な明るさの蛍光が得られないため、それ以上の距離で観察することは想定されない。したがって、観察距離が常に想定の範囲内にあるときのみ、画像を生成する。
また、上述の通り、観察距離が１ｍｍ以下の場合に焦点深度外になり解像度が下がることは視認で識別できるため、観察距離判定部５１はなくてもよい。

上記の構成によれば、関心領域決定部３９と、近傍領域決定部４１と、画像演算部４３とが設けられているため、本実施形態の蛍光内視鏡１は、被検体３との距離の影響を軽減して正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別を簡便に行うことができる。

関心領域決定部３９は、蛍光画像データに基づいて、周囲の領域と比較して蛍光強度が高い関心領域ＣＲ１，ＣＲ２を決定することができる。つまり、上述のように癌ＭＴには蛍光を発する蛍光色素が集積しやすく、癌ＭＴから発せられる蛍光強度は高いため、関心領域決定部３９は、蛍光画像データに基づいて、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２を決定することにより、癌ＭＴの可能性がある領域を決定することができる。具体的には、関心領域決定部３９は、関心領域閾値と比較して、蛍光画像データにおける蛍光強度に係る階調が高い領域を癌ＭＴの可能性がある関心領域ＣＲ１，ＣＲ２として決定することができる。

近傍領域決定部４１は、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の近傍の近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２を決定することができる。つまり、近傍領域決定部４１は、癌ＭＴの可能性がある領域に隣接する正常組織Ｎの可能性がある近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２を決定することができる。
具体的には、近傍領域決定部４１は、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２を覆う領域であって、上記所定距離だけの厚さを有する領域を近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２と決定することができる。そのため、近傍領域決定部４１は、常に関心領域ＣＲ１，ＣＲ２に隣接する領域を近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２と決定することができる。

画像演算部４３は、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２における蛍光強度に係る階調と、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２にそれぞれ隣接する近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２における蛍光強度に係る階調との比に基づくことにより、被検体３との距離の影響を軽減した修正画像データを生成することができる。具体的には、光源装置７および蛍光撮像部２３との距離の差が小さい関心領域ＣＲ１，ＣＲ２に係る階調と、近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２に係る階調との比を演算により求めることにより、画像演算部４３は、光源装置７および蛍光撮像部２３との距離が異なる複数の関心領域ＣＲ１，ＣＲ２に係る階調を同時に評価できる修正画像データを生成することができる。その結果、画像演算部４３は、複数の関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の中から良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴを判別することができる修正画像データを生成することができる。

関心領域ＣＲ１と近傍領域ＮＲ１、および関心領域ＣＲ２と近傍領域ＮＲ２は互いに内視鏡先端部までの距離が略同じである。したがって、画像演算部４３は、一つの蛍光画像データにおける関心領域ＣＲ１，ＣＲ２および近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２における蛍光強度に係る階調の比を求めることにより、被検体３と内視鏡端面２７との距離の影響を軽減した修正画像データを生成することができる。以上のように、同一蛍光画像内で距離の略等しい２つの領域での輝度の比を得るため、本実施形態の蛍光内視鏡１は、上述の特許文献１および２に開示された技術のように、蛍光画像の他に参照光画像を用いる必要がなく、正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別を簡便に行うことができる。

光源装置７と、蛍光撮像部２３と、蛍光画像生成部３７とが設けられているため、本実施形態の蛍光内視鏡１は、蛍光画像データを取得することができる。
光源装置７は、被検体３に照射する光を出射することができる。蛍光撮像部２３は、被検体３から発生した戻り光に含まれる蛍光を撮像することができる。蛍光画像生成部３７は、蛍光撮像部２３により取得された蛍光に係るデータに基づいて、蛍光画像データを生成することができる。

関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表階調値を決定する関心領域決定部３９と、近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表階調値を決定する近傍領域決定部４１とが設けられ、画像演算部４３は関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表階調値と、近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表階調値との比に基づいて修正画像データを生成するため、本実施形態の蛍光内視鏡１は、１つの波長帯域に係る蛍光を用いて、簡易な構成により被検体３との距離の影響を軽減した正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別を行うことができる。

関心領域決定部３９は、蛍光色素から発せられる蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表階調値を算出し、近傍領域決定部４１は、自家蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表階調値を算出するため、被検体３との距離の影響を軽減して正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別を行うことができる。

関心領域決定部３９は、被検体３に導入された蛍光色素（薬剤）から発せられる蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表階調値を算出することができる。つまり、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表階調値は、上記蛍光色素から発せられた蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて算出されている。そのため、関心領域決定部３９は、癌ＭＴとの関わりのある上記蛍光色素から発せられた蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいた代表階調値を上記蛍光色素が集積しやすい癌ＭＴの可能性がある関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表値とすることができる。

近傍領域決定部４１は、被検体３から発せられる自家蛍光の強度に係る階調に基づいて、近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表階調値を算出することができる。つまり、近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表階調値は、上記自家蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて算出されている。そのため、近傍領域決定部４１は、自家蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいた代表階調値を上記蛍光色素が集積しにくい正常組織Ｎの可能性がある近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表値とすることができる。

画像演算部４３は、それぞれ算出された関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表階調値と、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２に隣接する近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表階調値との比に基づいて、被検体３との距離の影響を軽減した修正画像データを生成することができる。具体的には、光源装置７および蛍光撮像部２３との距離の差が小さい関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表階調値と、近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表階調値との比を演算により求めることにより、画像演算部４３は、光源装置７および蛍光撮像部２３との距離が異なる複数の関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表階調値を同時に評価できる修正画像データを生成することができる。その結果、画像演算部４３は、複数の関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の中から正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴを判別することができる修正画像データを生成することができる。
よって、本実施形態の蛍光内視鏡１は、被検体３との距離の影響を軽減して良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別を行うことができる。

画像判定部４５と、画像合成部４７と、モニタ１１とが設けられているため、本実施形態の蛍光内視鏡１は、被検体３との距離の影響を軽減して良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別を簡便に行うことができる。

画像判定部４５は、修正画像データに基づいて癌ＭＴを判定することができる。つまり、画像判定部４５は、画像演算部４３により生成された被検体３との距離の影響を軽減した修正画像データに基づいて、癌ＭＴを判定することができる。具体的には、画像判定部４５は、所定閾値と比較して、算出された関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表階調値と近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表階調値との比が高い領域を癌ＭＴとして判定することができる。関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表階調値と近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表階調値との比を用いることにより、画像判定部４５は、被検体３との距離の影響を軽減して良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別を行うことができる。

画像合成部４７は、修正画像データと、画像判定部４５により判定された癌ＭＴとを合わせた合成画像データを生成することができる。つまり、画像合成部４７は、正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとを区別した合成画像データを生成することができる。
モニタ１１は、合成画像データに基づく合成画像を表示することができる。そのため、本実施形態の蛍光内視鏡１の操作者は、モニタ１１に表示された正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとが区別された合成画像を視認することができる。つまり、上記操作者は、簡便に正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別ができる。

反射光撮像部２５と、反射光画像生成部４９と、画像合成部４７とが設けられているため、本実施形態の蛍光内視鏡１は、正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別を簡便に行うことができる。

反射光撮像部２５は、被検体３からの戻り光に含まれる反射光、例えば白色光を撮像することができる。
反射光画像生成部４９は、反射光撮像部２５によって取得された反射光に係るデータに基づいて、蛍光以外の反射光に係る画像、つまり反射光画像データを生成することができる。

画像合成部４７は、上記反射光画像データと上記蛍光画像データとを合成することができる。例えば、反射光が白色光の場合には、肉眼で視認した場合と同じ画像である上記反射光画像データと、正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別が容易な上記蛍光画像データとを合成することにより、正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別をより簡便にすることができる。

挿入部５とライトガイド１３とが設けられているため、被検体３の体腔における正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別を行うことができる。
挿入部５は、被検体３の体腔内に挿入することができる。ライトガイド１３は、光源装置７から出射された光を、挿入部５内を通じて挿入部５の先端部まで導くとともに、光を被検体３に向けて出射させることができる。そのため、被検体３の体腔に存在する正常組織Ｎ、良性腫瘍ＢＴおよび癌ＭＴから蛍光を出射させることができ、当該蛍光の蛍光強度に基づいて、被検体３の体腔における正常組織Ｎおよび良性腫瘍ＢＴと癌ＭＴとの判別を行うことができる。

なお、上述の実施形態のように、関心領域閾値Ｔを正常組織Ｎに係る階調の最大値と、良性腫瘍ＢＴに係る階調の最小値との間の所定値としてもよいし、正常組織Ｎに係る階調の最大値に所定の係数倍の値としてもよいし、正常組織Ｎに係る階調の最大値と、良性腫瘍ＢＴに係る階調の最小値との中間値としてもよいし、癌ＭＴに係る階調の最大値を所定の係数で除した値としてもよく、特に限定するものではない。

正常組織Ｎに係る階調の最大値に所定の係数倍の値を関心領域閾値Ｔとする場合としては、例えば、正常組織Ｎに係る階調の最大値２０の２倍の値である４０を関心領域閾値Ｔとする例を挙げることができる。

また、正常組織Ｎに係る階調の最大値と、良性腫瘍ＢＴに係る階調の最小値との中間値を関心領域閾値Ｔとする場合としては、例えば、正常組織Ｎに係る階調の最大値２０と、良性腫瘍ＢＴに係る階調の最小値５０との中間値３５を関心領域閾値Ｔとする例を挙げることができる。
さらに、癌ＭＴに係る階調の最大値を所定の係数で除した値を関心領域閾値Ｔとする場合としては、例えば、癌ＭＴに係る階調の最大値５００を２０で除した値である２５を関心領域閾値Ｔとする例を挙げることができる。

図１３は、図７のプロファイルＰ１上の各画素の階調の分布を示す別のグラフである。図１４は、図７のプロファイルＰ２上の各画素の階調の分布を示す別のグラフである。
なお、上述の実施形態のように、近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２の代表画素Ｂ１，Ｂ２を、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２における関心領域閾値と等しい階調を有する画素から所定の画素数だけ離れた画素として決定してもよいし、図１３および図１４に示すように、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表画素（所定位置）Ｓ１，Ｓ２からプロファイルＰ１，Ｐ２に沿って所定の画素数だけ離れた画素を代表画素Ｂ１´，Ｂ２´と決定してもよく、特に限定するものではない。この場合には、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２における関心領域閾値と等しい階調を有する画素から代表画素Ｂ１´，Ｂ２´までの領域が近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２となる。

このような演算方法においては、近傍領域決定部４１は、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の境界から、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２内の代表画素Ｓ１，Ｓ２から所定距離だけ離れた代表画素Ｂ１´，Ｂ２´までを近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２と決定するため、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２と隣接した領域を近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２として決定することができる。

近傍領域決定部４１は、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の境界から、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２内の代表画素Ｓ１，Ｓ２から所定距離だけ離れた代表画素Ｂ１´，Ｂ２´までの領域を、近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２と決定することができる。つまり、近傍領域決定部４１は、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２を覆う領域であって、正常組織Ｎとの境界を代表画素Ｓ１，Ｓ２から上記所定距離だけ離れた代表画素Ｂ１´，Ｂ２´とする近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２を決定することができる。そのため、近傍領域決定部４１は、常に関心領域ＣＲ１，ＣＲ２に隣接する領域を近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２と決定することができる。
また、近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２における正常組織Ｎとの境界を、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表画素Ｓ１，Ｓ２からの距離で決定する方法は、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２との境界からの距離で決定する方法と比較して容易に決定することができる。

なお、上述の実施形態のように、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２の代表画素Ｓ１，Ｓ２を、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２における最大の階調を有する画素として抽出してもよいし、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２における重心位置に対応する画素を代表画素Ｓ１，Ｓ２としてもよく特に限定するものではない。上述の重心位置は、関心領域ＣＲ１，ＣＲ２に内接する楕円や円の中心として求めてもよいし、内接する三角形や多角形の重心位置として求めてもよく、特に限定するものではない。

図１５は、図１の近傍領域決定部により設定された別のプロファイルを説明する図である。図１６は、図１の近傍領域決定部により設定された更に別のプロファイルを説明する図である。図１７は、図１５のプロファイルＰ３上の各画素の階調の分布を示すグラフである。図１８は、図１６のプロファイルＰ３´上の各画素の階調の分布を示すグラフである。
なお、上述の実施形態のように、近傍領域決定部４１によって設定されたプロファイルＰ１，Ｐ２が、それぞれ他の関心領域ＣＲ１，ＣＲ２を横切らない場合には問題ないが、図１５に示すように、関心領域ＣＲ３について設定されたプロファイルＰ３が、隣接する関心領域ＣＲ４を横切るような場合には、図１６に示すように、新たなプロファイルＰ３´が設定されてもよい。

つまり、プロファイルＰ３が隣接する関心領域ＣＲ４を横切る場合には、プロファイルＰ３上の各画素の階調は、図１７に示す分布となる。この場合に関心領域ＣＲ３の境界画素から所定画素だけ離れた画素を代表画素Ｂ３として決定すると、代表画素Ｂ３は関心領域ＣＲ４内に含まれ不適切となる。そのため、近傍領域決定部４１は、隣接する関心領域ＣＲ４を横切らない新たなプロファイルＰ３´を設定する。プロファイルＰ３´上の各画素の階調は、図１８に示す分布となる。この場合には、関心領域ＣＲ３の境界画素から所定画素だけ離れた画素を代表画素Ｂ３´として決定する。このように代表画素Ｂ３´を設定することで、適切な代表画素Ｂ３´を設定することができる。

〔第１の実施形態の第１変形例〕
次に、本発明の第１の実施形態の第１変形例について図１９から図２１を参照して説明する。
本変形例の蛍光内視鏡の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、観察距離判定部における距離判定方法が異なっている。よって、本変形例においては、図１９から図２１を用いて観察距離判定部における距離判定方法のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図１９は、本変形例における蛍光内視鏡の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

蛍光内視鏡１０１の画像生成装置１０９は、図１９に示すように、蛍光画像生成部３７と、関心領域決定部３９と、近傍領域決定部４１と、画像演算部４３と、画像判定部４５と、画像合成部４７と、反射光画像生成部４９と、観察距離判定部１５１と、を備えている。

観察距離判定部１５１は、反射光画像データに基づいて観察距離を判定するものである。観察距離判定部１５１には、反射光画像生成部４９から反射光画像データが入力されている。また、観察距離判定部１５１からは、画像合成部４７に反射光画像データおよび観察距離に係るデータが出力されている。

次に、上記の構成からなる蛍光内視鏡１０１における被検体３の観察および正常部と病変部との判別について説明する。
なお、ここでは、被検体３と挿入部５との相対位置関係が第１の実施形態で説明した位置関係と同一の位置関係である場合について説明する。
また、蛍光内視鏡１０１から励起光および照明光を被検体３に照射し、戻り光に含まれる蛍光について修正画像データおよび良性腫瘍ＢＴか癌ＭＴかの判別結果が画像合成部４７に入力されるまでは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

また、戻り光に含まれる反射光について反射光画像データが観察距離判定部１５１に入力されるまでは、第１の実施形態と同様であるのでその説明を省略する。

ここで、観察距離判定部１５１における被検体３と挿入部５の先端面２７との距離を判定方法について説明する。
図２０は、図１９の観察距離判定部において解析された反射光画像データにおける階調の度数分布の一例を示すグラフである。図２１は、図１９の観察距離判定部において解析された反射光画像データにおける階調の度数分布の別の例を示すグラフである。
観察距離判定部１５１は、入力された反射光画像データにおいて階調が飽和している画素の数に基づいて、被検体３と挿入部５の先端面２７との距離を判定する。
つまり、観察距離判定部１５１は、反射光画像データから各階調における画素の数（度数）を抽出し、図２０や図２１に示すような、階調の度数分布を示すグラフを生成する。

被検体３と先端面２７との距離が１ｍｍより離れている場合には、階調の度数分布を示すグラフは図２０に示すグラフのようになる。図２０に示すように、階調の度数分布は、階調の飽和点ＳＴより低い階調領域に分布している。
この場合には、観察距離判定部１５１は、被検体３と先端面２７との距離が１ｍｍより離れていると判別する。

一方、被検体３と先端面２７との距離が１ｍｍ未満の場合には、階調の度数分布を示すグラフは図２１に示すグラフのようになる。図２１に示すように、階調の度数分布は、階調の飽和点ＳＴを含む階調領域に分布している。

このとき、観察距離判定部１５１は、階調の飽和点ＳＴにおける度数が所定の度数閾値以上の場合には、被検体３と先端面２７との距離が１ｍｍ未満と判別する。また、階調の飽和点ＳＴにおける度数が所定の度数閾値未満の場合には、被検体３と先端面２７との距離が１ｍｍより離れていると判別する。

観察距離判定部１５１は、上述の判別結果と、反射光画像データとを画像合成部４７に出力する。
なお、画像合成部４７以後の作用などは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

この方法はＦＦＴを行う方法よりもアルゴリズムが簡便になる。
なお、上述の変形例のように、観察距離判定部１５１は、反射光画像データに基づいて被検体３と先端面２７との距離を判別してもよいし、蛍光画像データに基づいて同様に被検体３と先端面２７との距離を判別してもよく、特に限定するものではない。

〔第１の実施形態の第２変形例〕
次に、本発明の第１の実施形態の第２変形例について図２２から図２５を参照して説明する。
本変形例の蛍光内視鏡の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、挿入部および画像生成装置の構成が異なっている。よって、本変形例においては、図２２から図２５を用いて挿入部および画像生成装置の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図２２は、本変形例における蛍光内視鏡の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

蛍光内視鏡２０１は、図２２に示すように、被検体３の体腔内に挿入される挿入部２０５と、光源装置７と、画像生成装置２０９と、モニタ１１とを備えている。
挿入部２０５は、外皮チューブ１２と、ライトガイド１３と、照明用レンズ１５と、撮像用レンズ１７と、ダイクロイックプリズム１９と、励起光カットフィルタ２１と、蛍光撮像部２３と、反射光撮像部２５と、先端突起部２２６と、を備えている。

先端突起部２２６は、挿入部２０５の先端面２７と被検体３との最低距離を規制するものである。
先端突起部２２６は、挿入部２０５の先端面２７から励起光および照明光の出射方向に延在された部材である。先端突起部２２６は、略円筒状であって、先端面２７から１ｍｍ程度の高さを有する長さに形成されている。また、先端突起部２２６の内側に照明用レンズ１５が配置されるように先端突起部２２６の内径が定められている。

画像生成装置２０９は、蛍光画像生成部３７と、関心領域決定部３９と、近傍領域決定部４１と、画像演算部４３と、画像判定部４５と、画像合成部（画像合成手段）２４７と、反射光画像生成部（反射光画像生成手段）２４９と、を備えている。

画像合成部２４７は、修正画像データ、判定された病変部および反射光画像データを合わせた合成画像データを生成するものである。画像合成部２４７には、画像演算部４３から修正画像データが入力され、画像判定部４５から病変部に係るデータが入力され、反射光画像生成部２４９から反射光画像データが入力されている。また、画像合成部２４７からは、モニタ１１に合成画像データが出力されている。

反射光画像生成部２４９は、反射光撮像部２５が取得した反射光に係るデータに基づいて、反射光画像データを生成するものである。反射光画像生成部２４９には、反射光撮像部２５から反射光に係るデータが入力されている。また、反射光画像生成部２４９からは、反射光画像データが画像合成部２４７に出力されている。

次に、上記の構成からなる蛍光内視鏡２０１における被検体３の観察および正常部と病変部との判別について説明する。
図２３は、本変形例における被検体３と挿入部２０５との相対位置関係の一例を示す模式図である。図２４は、本実施例における被検体３と挿入部２０５との相対位置関係の別の例を示す模式図である。
図２３に示すように、挿入部２０５が被検体３の斜め上方から被検体３に接近した場合、最初に先端突起部２２６が被検体３に接触する。そのため、挿入部２０５の先端面２７と被検体３との最短距離は、少なくとも１ｍｍ以上となる。また、図２４に示すように、挿入部２０５が被検体３の上方から被検体３に接近した場合、先端突起部２２６が被検体３と接触する。そのため、先端面２７と被検体３との距離は少なくとも１ｍｍ以上となる。
つまり、先端面２７と被検体３との距離は、常に１ｍｍ以上になる。

なお、蛍光内視鏡１０１から励起光および照明光を被検体３に照射し、戻り光に含まれる蛍光について修正画像データおよび良性腫瘍ＢＴか癌ＭＴかの判別結果が画像合成部２４７に入力されるまでは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
また、戻り光に含まれる反射光については、反射光画像生成部２４９において生成された反射光画像データが画像合成部２４７に入力される点が第１の実施形態と異なるのみで、その他は第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

画像合成部２４７は、蛍光画像データと、画像判定部４５の判定結果と、反射光画像データとに基づいて、合成画像データを生成する。つまり、画像合成部２４７は、常に蛍光画像データなどに基づいて合成画像データを生成する点が第１の実施形態と異なるのみで、その他は第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

図２５は、図２２の先端突起部の別の構成例を示す模式図である。
なお、上述の変形例のように、先端突起部２２６は、挿入部２０５の先端面２７に設けられていてもよいし、図２５に示すように、挿入部２０５の外皮チューブ１２を覆うキャップ状に形成されていてもよく、特に限定するものではない。
この変形例を用いれば、距離判別手段を設ける必要がなくなるので、画像生成装置２０９を簡便化することができる。

なお、本実施形態では、関心領域ＣＲの決定について、想定された観察距離の範囲が１ｍｍ以上、２ｍｍ以下、すなわち、観察距離の上限値が下限値の２倍である場合に適用して説明したが、想定される観察距離は、被検体３である体腔内の管路の大きさ、または使用する蛍光色素の種類等に応じて変更することが可能である。

つまり、観察距離は、体腔内の管路の大きさに応じて、観察距離の上限値と下限値の比を一定にしたまま変更してもよい。例えば、被検体３が人間の食道や、胃や、腸である場合には、想定される観察距離を、７．５ｍｍ以上、１５ｍｍ以下、あるいは、１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以下などに設定することができる。
これらの観察距離の下限値は、蛍光撮像部２３の受光面に披検体３の像を結像させるため、挿入部５の先端面２７からベストピント位置（合焦位置）までの距離に対して半分以上の距離であることが好ましい。

また、良性腫瘍ＢＴおよび病変部である癌ＭＴから発光する蛍光の輝度は、蛍光色素に応じて異なるので、蛍光色素に応じて観察範囲を変更することが好ましい。ここで、表示される階調は、実際距離の２乗に反比例して変化するので、被検体３の良性腫瘍ＢＴや、癌ＭＴから発せられる蛍光の実際の輝度が、正常組織Ｎからの蛍光の実際の輝度よりもＬ^２倍高くなるような蛍光色素を用いる場合には、関心領域決定部３９は、観察距離の上限値を、下限値のＬ倍以下の距離に設定する。

上述の内容を、具体例を挙げて説明する。
良性腫瘍ＢＴや、癌ＭＴからの蛍光の実際の輝度が、正常組織Ｎからの蛍光の実際の輝度よりも１０倍以上高い場合、関心領域決定部３９は、観察距離の上限値が、下限値の３倍となるように観察距離を１ｍｍ以上、３ｍｍ以下に設定する。
このように上限値を設定した場合であっても、下記の表のように、良性腫瘍ＢＴまたは癌ＭＴの階調は、正常組織の階調と重複していない。したがって、階調が４５から６０までの間に関心領域閾値Ｔが設けられることにより、被検体３と先端面２７との距離が１ｍｍから３ｍｍの間で変化しても、正常組織Ｎの領域と、良性腫瘍ＢＴと病変部である癌ＭＴとが含まれる領域とが識別される。
この結果、関心領域決定部３９は、使用する蛍光色素が変更された場合であっても、適切な観察領域を設定することにより、病変部の可能性がある領域を確実に関心領域として決定することができる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について図２６から図３２を参照して説明する。
本実施形態の蛍光内視鏡の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、関心領域の決定方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図２６から図３２を用いて関心領域の決定方法の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図２６は、本実施形態に係る蛍光内視鏡の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

蛍光内視鏡３０１は、図２６に示すように、被検体３の体腔内に挿入される挿入部５と、光源装置７と、画像生成装置３０９と、モニタ１１とを備えている。

画像生成装置３０９は、蛍光画像生成部３７と、関心領域決定部（関心領域決定手段、関心領域代表値算出手段）３３９と、近傍領域決定部４１と、画像演算部４３と、画像判定部４５と、画像合成部４７と、反射光画像生成部４９と、観察距離判定部５１と、を備えている。

関心領域決定部３３９は、蛍光画像データに基づいて関心領域を決定するものである。関心領域決定部３３９には、蛍光画像生成部３７から蛍光画像データが入力されている。また、関心領域決定部３３９からは、関心領域に係るデータおよび蛍光画像データが近傍領域決定部４１に出力されている。

次に、上記の構成からなる蛍光内視鏡３０１における被検体３の観察および正常部と病変部との判別について説明する。
なお、ここでは、被検体３と挿入部５との相対位置関係が第１の実施形態で説明した位置関係と同一の位置関係である場合について説明する。
また、蛍光内視鏡３０１から励起光および照明光を被検体３に照射し、戻り光に含まれる蛍光について蛍光画像データが関心領域決定部３３９に入力されるまでは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

図２７は、図２６の関心領域決定部３３９において、蛍光画像データに設定された座標軸を説明する図である。図２８は、図２７のプロファイルＰ１１およびＰ１２における画素の階調変化を示すグラフである。
関心領域決定部３３９は、入力された蛍光画像データにおける画素の階調の空間的な変化率に基づいて、関心領域ＣＲ１１，ＣＲ１２を決定する。

まず、関心領域決定部３３９は、図２７に示すように、蛍光画像データに対してＸ軸およびＹ軸を設定する。そして、関心領域決定部３３９は、Ｘ軸と略平行なプロファイルに沿って画素の階調変化を抽出する。図２７には、所定のＹ軸の値を持つプロファイルＰ１１およびＰ１２に沿った画素の階調変化が示されている（図２６参照。）。ここで、プロファイルＰ１１は関心領域ＣＲ１１を横切るプロファイルであって、プロファイルＰ１２は関心領域ＣＲ１２を横切るプロファイルである。また、図２７のグラフは、横軸に図２７のＸ軸における座標をＸとしてとり、縦軸に画素における階調の値をＺとして取っている。

プロファイルＰ１１は、癌ＭＴの領域である関心領域ＣＲ１１に係るプロファイルであっても、被検体３と挿入部５の先端面２７との距離が離れているため、図２７に示す画素の階調は、全体的に低い値となる。一方、プロファイルＰ１２は、良性腫瘍ＢＴである関心領域ＣＲ１２に係るプロファイルであっても、被検体３と先端面２７との距離が近いため、図２７に示す画素の階調は、全体的に高い値となる。

図２９は、蛍光画像データに立ち上がり位置ＵＰ１，ＵＰ２と、立ち下り位置ＤＰ１，ＤＰ２を重ね合わせた図である。
関心領域決定部３３９は、図２７に示すグラフを取得すると、各プロファイルＰ１１，Ｐ１２における画素の階調変化における立ち上がり位置ＵＰ１，ＵＰ２と、立ち下り位置ＤＰ１，ＤＰ２とを抽出する。ここで、立ち上がり位置とは、δＺ／δＸ＞０、かつ、｜δＺ／δＸ｜＞（所定の値）の条件を満たす画素（Ｐｉｘｅｌ）が所定の画素数以上連続する位置である。また、立ち下り位置とは、δＺ／δＸ＜０、かつ、｜δＺ／δＸ｜＜（所定の値）の条件を満たす画素（Ｐｉｘｅｌ）が所定の画素数以上連続する位置である。

関心領域決定部３３９により抽出された立ち上がり位置ＵＰ１，ＵＰ２と、立ち下り位置ＤＰ１，ＤＰ２とは、関心領域ＣＲ１１，ＣＲ１２の境界位置とされ、図２９に示すように、蛍光画像データに重ね合わされる。

関心領域決定部３３９は、蛍光画像データが存在する全てのＹの値を有するプロファイルについて上述の演算を行い、関心領域ＣＲ１１，ＣＲ１２の範囲を決定する。
その後、関心領域決定部３３９は、関心領域ＣＲ１１，ＣＲ１２における代表画素Ｓ１，Ｓ２を決定する。代表画素Ｓ１，Ｓ２の決定方法、および、その後の画像生成装置３０９における演算方法は、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

上記の構成によれば、関心領域決定部３３９は、蛍光強度に係る階調の空間的な変化率に基づいて関心領域ＣＲ１１，ＣＲ１２を決定するため、癌ＭＴの可能性がある領域を関心領域ＣＲ１１，ＣＲ１２と決定することができる。
また、輝度の絶対値ではなくその空間的な変化率が連続して一定量続くか、ということを閾値としているため、局所的なノイズであって輝度の高い画素があっても、そこを関心領域とすることはない。したがって、より正確に関心領域を抽出することができる。

関心領域決定部３３９は、蛍光画面データにおいて、プロファイルＰ１１，Ｐ１２などに沿った蛍光強度に係る階調の変化率を求めることにより、蛍光強度に係る階調の空間的な変化率をもとめている。蛍光強度に係る階調は正常組織Ｎと癌ＭＴとの間で異なるため、正常組織Ｎと癌ＭＴとの境目では、蛍光強度に係る階調の変化率が高くなる。そのため、関心領域決定部３３９は、上記変化率が高くなる場所を求めることにより、蛍光強度に係る階調が高い領域を関心領域ＣＲ１１，ＣＲ１２として決定することとしてもよい。

図３０は、微分フィルタをかけた後の蛍光画像データを示す図である。
なお、上述の実施形態のように、関心領域決定部３３９は、プロファイルごとに立ち上がり位置および立ち下り位置を抽出して関心領域ＣＲ１１，ＣＲ１２の範囲を決定してもよいし、図３０に示すように、｜δ^２Ｚ／δＸδＹ｜の値を求める微分フィルタを用いて、関心領域ＣＲ１１，ＣＲ１２の境界を強調することで関心領域ＣＲ１１，ＣＲ１２の範囲を決定してもよく、特に限定するものではない。

図３１は、図２６の蛍光内視鏡におけるプロファイルの別の設定方法を説明する図である。図３２は、図３１における被検体および挿入部の相対位置関係を説明する模式図である。
なお、上述の実施形態のように関心領域決定部３３９は、所定の方向に設定されたＸ軸と略平行にプロファイルを設定してもよいし、図３１に示すように、被検体に入射する励起光および照明光における入射面に対して略直交する方向に沿ってプロファイルＰ１１´，Ｐ１２´を設定してもよく、特に限定するものではない。ここで、励起光等における入射面とは、図３２において紙面と平行なであって、挿入部５の中心軸線を含む面のことである。

また、入射面は挿入部５の傾き方向を含む面でもある。挿入部５の傾き方向とは、挿入部５の先端が行う首振り運動の方向のことである。この首振り運動において、挿入部５のＵＰ方向とは、図３１においては、下向き三角のマーキングＭが配置されている方向であり、図３２においては、矢印の方向のことである。操作者は、図３１のマーキングＭの位置と反射光画像とから、挿入部５の傾き方向を判断する。そして、挿入部５の傾き方向に対して略直交する方向に沿ってプロファイルＰ１１´，Ｐ１２´を設定する。

プロファイルＰ１１´，Ｐ１２´は、励起光等における入射面に対して略直交する方向に沿って決定されるため、被検体３との距離の影響が低減された状態で近傍領域に係る所定距離を決定することができる。
被検体３に入射する励起光等が出射する照明用レンズ１５から、被検体３の表面までの距離が最も大きく変化するのは、入射面に沿う方向である。そのため、近傍領域に係る所定距離を入射面に略直交する方向に沿って決定することにより、関心領域と、それに対応する近傍領域の内視鏡端面からの距離を略同一にすることができるため、被検体３までの距離の影響を低減させることができる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について図３３から図３５を参照して説明する。
本実施形態の蛍光内視鏡の基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、関心領域および近傍領域の決定方法が異なっている。よって、本実施形態においては、図３３から図３５を用いて関心領域および近傍領域の決定方法の周辺のみを説明し、その他の構成要素等の説明を省略する。
図３３は、本実施形態に係る蛍光内視鏡の構成を説明する概略図である。
なお、第１の実施形態と同一の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

蛍光内視鏡４０１は、図３３に示すように、被検体３の体腔内に挿入される挿入部５と、光源装置７と、画像生成装置４０９と、モニタ１１とを備えている。

画像生成装置４０９は、蛍光画像生成部３７と、領域決定部（関心領域決定手段、近傍領域決定手段）４３９と、画像演算部４３と、画像判定部４５と、画像合成部４７と、反射光画像生成部４９と、観察距離判定部５１と、を備えている。

領域決定部４３９は、蛍光内視鏡４０１の操作者から入力される指示に基づき、関心領域および近傍領域を決定するものである。領域決定部４３９には、蛍光画像生成部３７から蛍光画像データが入力されている。また、領域決定部４３９からは、関心領域および近傍領域に係るデータおよび蛍光画像データが画像演算部４３に出力されている。

次に、上記の構成からなる蛍光内視鏡４０１における被検体３の観察および正常部と病変部との判別について説明する。
なお、ここでは、被検体３と挿入部５との相対位置関係が第１の実施形態で説明した位置関係と同一の位置関係である場合について説明する。

また、蛍光内視鏡４０１から励起光および照明光を被検体３に照射し、戻り光に含まれる蛍光について蛍光画像データが領域決定部４３９に入力されるまでは、第１の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。

図３４は、図３３の領域決定部により関心領域および近傍領域を選択する一例を示す模式図である。
領域決定部４３９に蛍光画像データが入力されると、蛍光画像データはモニタ１１により蛍光画像として表示される。蛍光内視鏡４０１の操作者は、表示された蛍光画像上においてマウスポインタなどのポインティングデバイスを用いながら関心領域と近傍領域とを選択する。例えば、操作者は、図３４に示すように、蛍光画面上で関心領域ＣＲ３１と、隣接する近傍領域ＮＲ３１とを選択して、領域決定部４３９に入力する。

領域決定部４３９は、入力された関心領域ＣＲ３１および近傍領域ＮＲ３１に係るデータと、蛍光画像データとを画像演算部４３に出力する。以後の画像生成装置４０９における演算方法は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。

図３５は、図３３の領域決定部により関心領域および近傍領域を選択する別の例を示す模式図である。
一方、操作者が、図３５に示すように、蛍光画面上で関心領域ＣＲ３２と、隣接する近傍領域ＮＲ３２とを選択して領域決定部４３９に入力すると、領域決定部４３９は、入力された関心領域ＣＲ３２および近傍領域ＮＲ３２に係るデータと、蛍光画像データとを画像演算部４３に出力する。以後の画像生成装置４０９における演算方法は、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
手動で行うことにより、自動判別では困難である極めて複雑な画像が得られたときでも、確実に関心領域と近傍領域を抽出できる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、本発明を、上述の各実施形態を部分的に組み合わせた実施形態に適用することができるものである。

本発明の第１の実施形態に係る蛍光内視鏡の構成を説明する概略図である。 被検体と挿入部との相対位置関係を説明する模式図である。 図１の蛍光画像生成部により生成される蛍光画像データに係る画像を示す図である。 図１の関心領域決定部により決定された関心領域を示す図である。 図１の関心領域決定部における各関心領域の最大階調の抽出を示す図である。 表１の正常組織、良性腫瘍、癌における表示される階調の範囲を示すグラフである。 図１の近傍領域決定部におけるプロファイルの設定を説明する図である。 図７のプロファイルＰ１上の各画素の階調の分布を示すグラフである。 図７のプロファイルＰ２上の各画素の階調の分布を示すグラフである。 図１の近傍領域決定部により決定された近傍領域と関心領域との位置関係を示す図である。 図１の画像演算部において生成された修正画像データに係る画像を示す図である。 図１の観察距離判定部におけるＦＦＴ処理結果を示すグラフである。 図７のプロファイルＰ１上の各画素の階調の分布を示す別のグラフである。 図７のプロファイルＰ２上の各画素の階調の分布を示す別のグラフである。 図１の近傍領域決定部により設定された別のプロファイルを説明する図である。 図１の近傍領域決定部により設定された更に別のプロファイルを説明する図である。 図１５のプロファイルＰ３上の各画素の階調の分布を示すグラフである。 図１６のプロファイルＰ３´上の各画素の階調の分布を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態の第１変形例における蛍光内視鏡の構成を説明する概略図である。 図１９の観察距離判定部において解析された反射光画像データにおける階調の度数分布の一例を示すグラフである。 図１９の観察距離判定部において解析された反射光画像データにおける階調の度数分布の別の例を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態の第２変形例における蛍光内視鏡の構成を説明する概略図である。 本変形例における被検体と挿入部との相対位置関係の一例を示す模式図である。 本実施例における被検体と挿入部との相対位置関係の別の例を示す模式図である。 図２２の先端突起部の別の構成例を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る蛍光内視鏡の構成を説明する概略図である。 図２６の関心領域決定部において、蛍光画像データに設定された座標軸を説明する図である。 図２７のプロファイルにおける画素の階調変化を示すグラフである。 蛍光画像データに立ち上がり位置と、立ち下り位置を重ね合わせた図である。 微分フィルタをかけた後の蛍光画像データを示す図である。 図２６の蛍光内視鏡におけるプロファイルの別の設定方法を説明する図である。 図３１における被検体および挿入部の相対位置関係を説明する模式図である。 本発明の第３の実施形態に係る蛍光内視鏡の構成を説明する概略図である。 図３３の領域決定部により関心領域および近傍領域を選択する一例を示す模式図である。 図３３の領域決定部により関心領域および近傍領域を選択する別の例を示す模式図である。

符号の説明

１，１０１，２０１，３０１ 蛍光内視鏡
３ 被検体
５，２０５ 挿入部
７ 光源装置（光源）
１１ モニタ（画像表示手段）
１３ ライトガイド（光伝達手段）
２３ 蛍光撮像部（蛍光撮像手段）
２５ 反射光撮像部（反射光撮像手段）
３７ 蛍光画像生成部（蛍光画像生成手段）
３９，３３９ 関心領域決定部（関心領域決定手段、関心領域代表値算出手段）
４１ 近傍領域決定部（近傍領域決定手段、近傍領域代表値算出手段）
４３ 画像演算部（画像演算手段）
４５ 画像判定部（画像判定手段）
４７，２４７ 画像合成部（画像合成手段）
４９，２４９ 反射光画像生成部（反射光画像生成手段）
４３９ 領域決定部（関心領域決定手段、近傍領域決定手段）
関心領域ＣＲ１，ＣＲ２，ＣＲ３，ＣＲ４，ＣＲ１１，ＣＲ１２，ＣＲ３１，ＣＲ３２
近傍領域ＮＲ１，ＮＲ２，ＮＲ３１，ＮＲ３２

Claims (13)

1. 被検体に照射する光を出射する光源と、
   前記被検体から発生した戻り光に含まれる蛍光を撮像する蛍光撮像手段と、
   該蛍光撮像手段により取得された蛍光に係るデータに基づいて、蛍光画像データを生成する蛍光画像生成手段と、
   前記蛍光画像データに基づいて、周囲の領域と比較して蛍光強度が高い関心領域を決定する関心領域決定手段と、
   前記関心領域の近傍の近傍領域を決定する近傍領域決定手段と、
   前記関心領域における蛍光強度に係る階調と、前記近傍領域における蛍光強度に係る階調との比に基づいて、修正画像データを生成する画像演算手段と、
   が設けられた蛍光内視鏡。
2. 前記関心領域決定手段が、
   前記蛍光画像データにおける蛍光強度に係る階調と、
   所定閾値と、
   の比較に基づいて前記関心領域を決定する請求項１記載の蛍光内視鏡。
3. 前記関心領域決定手段が、前記蛍光画像データにおける蛍光強度に係る階調の空間的な変化率に基づいて前記関心領域を決定する請求項１記載の蛍光内視鏡。
4. 前記近傍領域決定手段が、前記関心領域の境界から所定距離だけ離れた位置までを近傍領域と決定する請求項１記載の蛍光内視鏡。
5. 前記所定距離が、前記被検体に入射する前記光における入射面に対して交差する方向に沿って決定される請求項４記載の蛍光内視鏡。
6. 前記近傍領域決定手段が、前記関心領域内の所定位置から所定距離だけ離れた位置までを近傍領域と決定する請求項１記載の蛍光内視鏡。
7. 前記関心領域決定手段には、前記関心領域における蛍光強度に係る階調の代表値を算出する関心領域代表値算出手段が設けられ、
   前記近傍領域決定手段には、前記近傍領域における蛍光強度に係る階調の代表値を算出する近傍領域代表値算出手段が設けられ、
   前記画像演算手段が、前記関心領域の代表階調と、前記近傍領域の代表階調との比に基づいて修正画像データを生成する請求項１記載の蛍光内視鏡。
8. 前記修正画像データに基づいて病変部を判定する画像判定手段と、
   前記修正画像データと、前記画像判定手段により判定された病変部と、を合わせた合成画像データを生成する画像合成手段と、
   前記合成画像データを表示する画像表示手段と、
   が設けられた請求項１から７のいずれかに記載の蛍光内視鏡。
9. 前記画像判定手段が、
   前記関心領域の代表階調と前記近傍領域の代表階調との比と、
   所定閾値と、
   の比較に基づいて前記病変部を判定する請求項８記載の蛍光内視鏡。
10. 前記関心領域代表値算出手段が、前記被検体に導入された蛍光色素から発せられる蛍光の蛍光強度に係る階調に基づいて、前記関心領域の代表階調値を算出し、
    前記近傍領域代表値算出手段は、前記被検体から発せられる自家蛍光の強度に係る階調に基づいて、前記近傍領域の代表階調値を算出する請求項８記載の蛍光内視鏡。
11. 前記戻り光に含まれる反射光を撮像する反射光撮像手段と、
    該反射光撮像手段によって取得された反射光に係るデータに基づいて、反射光画像データを生成する反射光画像生成手段と、
    前記反射光画像データと前記修正画像データとを合成する画像合成手段と、が設けられた請求項１から１０のいずれかに記載の蛍光内視鏡。
12. 前記被検体の体腔内に挿入可能な挿入部と、
    前記光源から出射された光を、前記挿入部内を通じて前記挿入部の先端部まで導くとともに、前記光を前記被検体に向けて出射させる光伝達手段と、
    が設けられた請求項１から１１のいずれかに記載の蛍光内視鏡。
13. 被検体に向けて光を照射し、前記被検体からの戻り光に含まれる蛍光に係る蛍光画像データを取得する蛍光画像取得ステップと、
    前記蛍光画像データに基づいて、周囲の領域と比較して蛍光強度が高い関心領域を決定する関心領域決定ステップと、
    前記関心領域の近傍の近傍領域を決定する近傍領域決定ステップと、
    前記関心領域における蛍光強度に係る階調と、前記近傍領域における蛍光強度に係る階調との比に基づいて、修正画像データを生成する演算ステップと、
    前記修正画像データの前記関心領域における蛍光強度に係る階調と前記近傍領域における蛍光強度に係る階調との比と、所定閾値と、に基づいて病変部を判定する判定ステップと、
    を備える蛍光測定方法。

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