JP2011177419A - 蛍光観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】患部の検出精度を向上させ、操作者が生検に適した位置を容易に判断することができる蛍光観察装置を提供する。
【解決手段】被検体Ａに照射する白色光および励起光を発生する光源装置１７と、白色光の被検体Ａにおける反射光を撮影して白色光画像を生成する白色光画像生成部２９と、励起光によって被検体Ａにおいて発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部３０と、蛍光画像の各画素の有する蛍光強度の分布を生成する強度分布生成部３１と、蛍光強度の分布においてピークとなる蛍光強度を検出するピーク検出部３２と、ピークの数を算出するピーク数比較部３３と、ピーク数に基づき、ピークとなる蛍光強度を有する画素を含む領域を表す表示を、白色光画像または蛍光画像上に重畳した合成画像を生成する画像合成部３５と、生成された合成画像を表示するモニタ４３とを備える蛍光観察装置１を採用する。
【選択図】図２

Description

本発明は、蛍光観察装置に関するものである。

従来、蛍光観察により患部を見つけ出し、生検（生体組織診断）する必要があるポイントに操作者がマーキングを施し、白色光画像上においてマーキングしたポイントに対応する位置を表示する蛍光観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３７７１９８５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている蛍光観察装置によれば、操作者が蛍光画像上において患部を目視にて確認する必要があるため、患部と周囲との蛍光強度の差が少ない場合など判別が難しい場合には、患部の見落としが生じやく、また生検に適した位置を決定することが困難であるという課題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、患部の検出精度を向上させ、操作者が生検に適した位置を容易に判断することができる蛍光観察装置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採用する。
本発明は、被検体に照射する白色光および励起光を発生する照明光源と、該照明光源から発せられた白色光の前記被検体における反射光を撮影して白色光画像を生成する白色光画像生成部と、前記照明光源から発せられた励起光によって前記被検体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、該蛍光画像生成部により生成された蛍光画像の各画素の有する蛍光強度の分布を生成する強度分布生成部と、該強度分布生成部により生成された蛍光強度の分布においてピークとなる蛍光強度を検出するピーク検出部と、該ピーク検出部が検出したピークの数を算出するピーク数算出部と、該ピーク数算出部が算出したピーク数に基づき、前記ピーク検出部により検出されたピークとなる蛍光強度を有する画素を含む領域を表す表示を、前記白色光画像または前記蛍光画像上に重畳した合成画像を生成する画像合成部と、該画像合成部により生成された合成画像を表示する画像表示部とを備える蛍光観察装置を採用する。

本発明によれば、照明光源からの白色光および励起光が被検体に照射され、白色光画像生成部により白色光の反射光から白色光画像が生成されるとともに、蛍光画像生成部により励起光が被検体に照射されて発生した蛍光から蛍光画像が生成される。そして、強度分布生成部により蛍光画像の各画素の有する蛍光強度の分布が生成され、ピーク検出部により蛍光強度の分布においてピークとなる蛍光強度が検出される。また、ピーク数算出部により、ピーク検出部が検出したピークの数が算出される。そして、画像合成部により、算出されたピーク数に基づいて、ピークとなる蛍光強度を有する画素を含む領域を表す表示が、白色光画像または蛍光画像上に重畳された合成画像が生成され、該合成画像が画像表示部に表示される。

ここで、蛍光強度の分布において階調値の低い側にピークが一つしかない場合は正常部位のみがある。そして、二つ目以降のピークとなる蛍光強度を有する画素を含む領域は、患部である可能性が高い。そこで、ピークが１つしか現れていない場合は患部がないと判断し、ピークが２つ以上ある場合は一番階調値の小さい側の領域は正常部位、二番目以降のピークが患部と判断する。そして、患部と判断された領域を、白色光画像または蛍光画像上に重畳して表示することで、操作者が患部の位置を容易に判断することができ、患部に対する検査や処置を適切に行うことができる。

上記発明において、前記画像表示部により表示された合成画像上における所望の位置を指定させる位置指定手段を備え、前記画像合成部が、前記位置指定手段により指定された位置を特定する表示を前記白色光画像に重畳した合成画像を生成することとしてもよい。
このようにすることで、位置指定手段により合成画像上における所望の位置を指定させることによって、その位置情報を白色光画像上に表示させることができる。これにより、指定された位置を特定する表示が重畳された白色光画像を見ながら、指定した位置に対して生検（生体組織診断）などの処置を行うことができ、患部に対する検査や処置の精度を向上することができる。

上記発明において、前記画像合成部が、前記ピークとなる蛍光強度を有する画素の位置を特定する表示を、前記白色光画像に重畳した合成画像を生成することとしてもよい。
このようにすることで、蛍光強度の分布においてピークとなる蛍光強度を有する画素の位置情報を白色光画像上に表示させることができる。これにより、この白色光画像を見ながら、ピークとなる蛍光強度を有する画素を含む領域、すなわち患部に対して生検などの処置を行うことができ、患部に対する検査や処置の精度を向上することができる。

上記発明において、前記ピーク検出部により複数のピークが検出された場合に、前記画像合成部が、前記領域を表す表示を前記蛍光画像上に重畳した合成画像を生成することとしてもよい。
このようにすることで、ピーク検出部により複数のピークが検出された場合に、蛍光強度の分布においてピークとなる蛍光強度を有する画素を含む領域を、白色光画像上に複数表示させることができる。これにより、白色光画像を見ながら複数の患部に対して生検などの処置を行うことができ、これら患部に対する検査や処置の精度を向上することができる。

上記発明において、前記画像合成部が、蛍光強度の異なる複数のピークに対応する複数の前記領域に対して、各領域が異なる態様で表示された合成画像を生成することとしてもよい。
このようにすることで、ピーク検出部により蛍光強度の異なる複数のピークが検出された場合に、これらピークに対応する複数の領域、すなわち複数の患部を、蛍光強度毎に異なる態様で表示させることができる。これにより、複数の患部の悪性度を画像上に表示させることができ、操作者がこれら複数の患部の悪性度の違いを容易に認識することが可能となる。

上記発明において、前記画像合成部が、前記蛍光画像が異なる複数のピークに対応する複数の前記領域を異なる色で表示することとしてもよい。
このようにすることで、蛍光強度の違いを色の違いとして画像上に表示することができ、操作者が色によって悪性度の違いを容易に認識することが可能となり、どの領域を生検すべきかを判断しやすくなる。

上記発明において、前記画像合成部が、前記領域を、該領域を取り囲む境界線によって表示することとしてもよい。
このようにすることで、蛍光強度の違う領域を境界線によって取り囲んで画像上に表示することができ、操作者が悪性度の違いを容易に認識することが可能となり、どの領域を生検すべきかを判断しやすくなる。

上記発明において、前記画像表示部により表示された合成画像において所望の範囲を指定させる範囲指定手段を備え、前記画像合成部が、前記範囲指定手段により指定された範囲に対応する範囲の白色光画像を拡大した拡大画像をさらに合成した合成画像を生成することとしてもよい。
範囲指定手段により所望の範囲として患部を指定し、患部に対応する範囲の白色光画像を拡大した拡大画像をさらに合成することで、患部の形状や色、周囲の情報を得ることができ、患部に対する検査や処置の精度を向上することができる。

本発明によれば、患部の検出精度を向上させ、操作者が生検に適した位置を容易に判断することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 図２の励起光透過フィルタの透過率特性を示すグラフである。 図２の励起光カットフィルタの透過率特性を示すグラフである。 図２の蛍光内視鏡による正常時における観察画像を説明する図であり、（ａ）は画面の表示例、（ｂ）はヒストグラムである。 図２の蛍光内視鏡による異常検知時における観察画像を説明する図であり、（ａ）は画面の表示例、（ｂ）はヒストグラムである。 図２の蛍光内視鏡によるスーパーインポーズ画像を重畳した画像を説明する図であり、（ａ）は画面の表示例、（ｂ）はヒストグラムである。 図２の蛍光内視鏡により実行される処理を示すフローチャートである。 図２の蛍光内視鏡によるポインタを重畳した画面の表示例である。 図２の蛍光内視鏡によるポインタを重畳した画面の表示例である。 本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 図１１の蛍光内視鏡による着色領域を重畳した画像を説明する図であり、（ａ）は画面の表示例、（ｂ）はヒストグラムである。 図１１の蛍光内視鏡により実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 図１４の蛍光内視鏡による等高線を重畳した画像を説明する図であり、（ａ）は画面の表示例、（ｂ）はヒストグラムである。 図１４の蛍光内視鏡により実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 図１７の蛍光内視鏡による拡大画像を重畳した場合の画面の表示例である。 図１７の蛍光内視鏡により実行される処理を示すフローチャートである。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置１について、図面を参照して以下に説明する。ここでは、本実施形態に係る蛍光観察装置１を内視鏡装置１００に適用した例について説明する。
図１に示すように、内視鏡装置１００は、細長い挿入部１４を有した内視鏡１０を有している。この内視鏡１０には把持部１１が設けられており、その端部には接眼部１２が設けられている。また、把持部１１からはライトガイドケーブル１３が伸びており、光源装置（照明光源）１７に接続されている。これにより、光源装置１７から射出された光が、内視鏡１０の挿入部１４の先端まで導かれて、被検体に照射されるようになっている。

接眼部１２には接続アダプタ１５が設けられており、接続アダプタ１５とコントロールユニット２０とは、接続コネクタ１８を介して画像伝送ケーブル１６によって接続されている。これにより、内視鏡１０で取得した画像データは、画像伝送ケーブル１６を伝わってコントロールユニット２０に送られる。送られてきた画像データは、コントロールユニット２０内で画像処理が施された後、モニタケーブル４１によってモニタ（画像表示部）４３に伝送され、モニタ画面４４上に表示される。

モニタ画面４４は、タッチスクリーンであり、コントロールユニット２０に対して生検領域の選択等の指示を入力するための入力手段として機能する。操作者は、タッチペン４５を用いてモニタ画面４４によって入力作業を行う。入力された情報は、タッチスクリーン用ケーブル４２を介してコントロールユニット２０に送られ、処理作業が行われる。

次に、図２から図１０を用いて本実施形態の蛍光観察装置１の詳細な構成およびモニタ画面の表示を説明する。
図２に示すように、光源装置１７の内部には、キセノンランプ（Ｘｅランプ）２１と、波長選択フィルタ２２とが設置されている。Ｘｅランプ２１は、白色光および励起光を発生する。Ｘｅランプ２１から発せられた光は、波長選択フィルタ２２を通過することで、設定された波長域のみの白色光と励起光が通過する。具体的には、図３に示すように、波長選択フィルタ２２は、４００ｎｍ〜７５０ｎｍの波長域の光を透過させ、その他の波長域の光を反射するようになっている。

また、図２に示すように、内視鏡１０の内部には、ライトガイドケーブル１３と、白色光用カラーＣＣＤ２３と、スプリッタ２４と、照明光学系２５と、撮像光学系２６と、励起光カットフィルタ２７と、蛍光用モノクロＣＣＤ２８とが設けられている。

光源装置１７から射出された白色光および励起光は、内視鏡１０内のライトガイドケーブル１３により導かれ、内視鏡１０の先端に配置された照明光学系２５によって被検体Ａへ照射される。白色光が被検体Ａに照射されることによって、被検体Ａからの反射光が内視鏡１０先端に配置された撮像光学系２６に入射する。また、励起光が被検体Ａに照射されることによって、被検体Ａ上において蛍光が発生し、該蛍光が撮像光学系２６に入射する。

スプリッタ２４は、被検体Ａからの反射光を透過させる一方、被検体Ａにおいて発生した蛍光を反射するようになっている。このような特性を有することで、スプリッタ２４は、撮像光学系２６に入射した反射光と蛍光とを分離する。このとき蛍光の波長は、励起光の波長よりも長波長側にシフトしているため、励起光の波長よりも長波長側の光を反射するスプリッタを使用する。

励起光カットフィルタ２７は、蛍光から励起光（反射光）を取り除くためのフィルタである。具体的には、図４に示すように、励起光カットフィルタ２７は、７６５ｎｍ〜８５０ｎｍの波長域の光を透過するようになっている。

励起光カットフィルタ２７を通過させることで、蛍光は励起光（反射光）と完全に分離され、分離された蛍光は蛍光用モノクロＣＣＤ２８により検出される。分離された蛍光は微弱であるため、蛍光用モノクロＣＣＤ２８は白色光用カラーＣＣＤ２３よりも高感度のものを用いる。この蛍光用モノクロＣＣＤ２８によって検出された蛍光画像データは、画像伝送ケーブル１６を介してコントロールユニット２０内の蛍光画像生成部３０に送られる。

一方、スプリッタ２４を透過した被検体Ａからの反射光は、白色光用カラーＣＣＤ２３により検出される。白色光用カラーＣＣＤ２３によって検出された白色光画像データは、画像伝送ケーブル１６を介してコントロールユニット２０内の白色光画像生成部２９に送られる。

図２に示すように、コントロールユニット２０は、白色光画像生成部２９と、蛍光画像生成部３０と、強度分布生成部３１と、ピーク検出部３２と、ピーク数比較部（ピーク数算出部）３３と、領域抽出部３４と、画像合成部３５と、ボタン生成部３６と、モード切替部３７と、選択生検位置メモリ３８と、ポインタ生成部３９とを機能として備えている。また、コントロールユニット２０は、モニタ４３と、モニタ４３を操作することによってコントロールユニット２０に入力信号を送信する入力部（位置指定手段）４６に接続されている。入力部４６は、図１に示すようにモニタ画面４４（タッチスクリーン）である。

白色光画像生成部２９は、白色光用カラーＣＣＤ２３によって検出された白色光画像データから白色光画像を生成するようになっている。
蛍光画像生成部３０は、蛍光用モノクロＣＣＤ２８によって検出された蛍光画像データから蛍光画像を生成するようになっている。

蛍光画像生成部３０では蛍光画像が生成され、生成された蛍光画像は画像合成部３５と領域抽出部３４と強度分布生成部３１に送られる。一方、白色光画像生成部２９では白色光画像が生成され、生成された白色光画像は画像合成部３５に送られる。

強度分布生成部３１は、蛍光画像生成部３０により生成された蛍光画像の各画素の有する蛍光強度の分布を生成するようになっている。具体的には、強度分布生成部３１は、送られてきた蛍光画像をもとにヒストグラムを作成する。このヒストグラムは、図５（ｂ）および図６（ｂ）に示すように、各画素の階調値とその階調値のピクセル数との分布を示したものである。

このようにして作成されたヒストグラムは、ピーク検出部３２に送られる。
ピーク検出部３２は、強度分布生成部３１により生成された蛍光強度の分布においてピークとなる蛍光強度を検出するようになっている。具体的には、ピーク検出部３２は、ヒストグラムのピーク検出を行い、ピーク数のカウントとピークの階調値を検出する。このように検出した階調値は領域抽出部３４に送られ、ピーク数はピーク数比較部３３に送られる。

ピーク数比較部３３は、ピーク検出部３２から送られてきたピーク数が１なのか２以上なのかを判断する。ここで、観察している被検体Ａが正常な場合、図５（ｂ）に示すように、階調値が低いところに大きなピークが１つ現れる。一方、観察視野内に患部がある場合、蛍光強度が高い領域が蛍光画像内に存在するために、図６（ｂ）に示すように、階調値が低いところに現れるピーク以外に階調値の高い側にピークが新しく現れる。

そこで、ピーク数比較部３３は、ピーク数が１以下ならば視野内に患部は存在しないと判断し、図５（ａ）に示すように、モニタ４３上には白色光画像を表示させる。一方、ピーク数比較部３３は、ピーク数が２以上のときは患部が存在することを示す信号を検知したとして、蛍光画像への切り替えを促すためのボタンをモニタ４３上に作成する指示をボタン生成部３６に送る。ボタン生成部３６で生成されたボタンは画像合成部３５に送られ、図６（ａ）に示すように、白色光画像と合成されてモニタ４３上に表示される。

モニタ４３上のボタンを押すと、入力信号が入力部４６からタッチスクリーン用ケーブル４２を介してコントロールユニット２０内のモード切替部３７に伝達される。モード切替部３７は、白色光画像と蛍光画像の２つのモード間の切り替え指示を画像合成部３５に送り、白色光画像から蛍光画像に切り替えてモニタ４３上に表示させる。

領域抽出部３４は、ピーク検出部３２が図７（ｂ）に示すようなヒストグラムから検出したピークの階調値を受け取る。領域抽出部３４は、これらの検出されたピークのうち、階調値の低い方から２番目のピークとなる蛍光強度を有する画素を含む領域Ｂを表す表示を、図７（ａ）に示すようにスーパーインポーズ処理等により重畳するようになっている。

画像合成部３５は、領域抽出部３４により重畳された画像と、白色光画像生成部２９により生成された白色光画像または蛍光画像生成部３０により生成された蛍光画像と、ポインタ生成部３９により生成された後述するポインタと、ボタン生成部３６で生成されたボタンとを合成するようになっている。
モニタ４３は、画像合成部３５により生成された合成画像を表示するようになっている。また、モニタ４３は、図７（ａ）に示すように、生検位置の選択を促すメッセージを表示してもよい。

図７（ａ）に示すように、モニタ４３に表示された画像を確認し、スーパーインポーズ表示された領域Ｂから生検したい領域をタッチスクリーンで選択すると、選択領域位置情報が、入力部４６からタッチスクリーン用ケーブル４２を介してコントロールユニット２０に送られ、選択生検位置メモリ３８に保存される。この選択領域位置情報は、ポインタ生成部３９に送られ、推奨される最適生検位置を示すポインタが生成される。このポインタの情報が画像合成部３５に送られることで、図９に示すように、最適生検位置を示すポインタ５１が白色光画像上に重畳され、モニタ４３に表示される。

上記構成を有する蛍光観察装置の作用について、図８に示すフローチャートに従って説明する。
まず、本実施形態の蛍光観察装置１を使用し、患部の観察を始めると、被検体Ａの反射光から生成した白色光画像が取得されるとともに（ステップＳ１）、被検体Ａから発せられた蛍光から生成した蛍光画像が取得される（ステップＳ２）。

モニタ４３上には白色光画像が、図５（ａ）に示すように表示され、操作者はその白色光画像を観察する（ステップＳ３）。このとき、取得されている蛍光画像は、モニタ４３上に表示はされていないが、階調値とピクセル数はカウントされており、ピークの数が常に検出されている（ステップＳ４）。

このように検出したピークの数が１つか２つ以上であるかの判断が行われ（ステップＳ５）、図６（ｂ）に示すようにピークの数が２つ以上である場合には、観察視野内に患部らしきものが存在すると判断される（ステップＳ６）。

このようにヒストグラムのピーク数をカウントすることで患部を検出し、２以上の場合には、図６（ａ）に示すように、表示している白色光画像に加えて蛍光画像への切り替えを促すためのボタンがモニタ４３上に表示される（ステップＳ７）。

このボタン（表示モード切り替えスイッチ）を押さない場合は、フローチャートのスタートに戻り、引き続き観察視野内に患部があるかを判断する（ステップＳ８）。また、切り替えスイッチを押すと、白色光画像から蛍光画像に切り替わり、図７（ａ）に示すように、蛍光画像に蛍光画像の蛍光強度の高い領域Ｂを重ねたスーパーインポーズ表示画面がモニタ４３上に表示される（ステップＳ９）。

ここで、蛍光強度の高い領域Ｂは、図７（ｂ）に示すように、ヒストグラムでのピークをとる階調値近傍の画素を含んだ領域を意味する。本実施形態ではピーク近傍の階調値の幅をあらかじめ決めておき、その幅の階調値を持つ画素をスーパーインポーズ表示する。

スーパーインポーズ表示された蛍光画像から、操作者が生検の必要があると判断した場合は、タッチペン４５を使用してモニタ４３（タッチスクリーン）上の生検対象とする領域にあたるスーパーインポーズ部分を選択する（ステップＳ１０）。

また、生検対象とする領域を一定時間内に選択したかをタイマーで監視し、例えば１５秒以内に選択を行わなかった場合は、操作者が生検の必要がないと判断したものとして、スタートに戻る。なお、このタイマーの設定時間は任意に設定可能である。また、タイマーを使わずにモニタ４３上に表示切替ボタンを表示しておき、スーパーインポーズの状態から白色光画像の表示に戻すことができるようにしても良い。

生検対象とする領域を選択すると、モニタ４３上の蛍光画像から白色光画像に切り替わる（ステップＳ１１）。ここで表示される白色光画像は、図９に示すように、患部らしき部分の中で最も生検に適したポイントを指し示すポインタ５１が表示された白色光画像である。

このポインタ５１は、図１０に示すように、生検用の鉗子５２が画像視野内の大部分を占めたとしても、常に最前面で表示させることで、生検中にポインタ５１が鉗子５２などによって隠れて見えなくなることはない。操作者は、このポインタ５１を目標位置として生検を行う。

生検が終了した場合には、図９および図１０に示す生検終了ボタンを押すことでフローチャートのスタートに戻る（ステップＳ１２）。また、生検終了ボタンを押さない場合には、常に生検ポイントを示した白色光画像が表示される。

以上説明してきたように、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、強度分布生成部３１により蛍光画像の各画素の有する蛍光強度の分布が生成され、ピーク検出部３２により蛍光強度の分布においてピークとなる蛍光強度が検出される。ピーク数検出部３２はピーク数が１の場合は画面内には正常部しかないと判断し、ピーク数が２以上の場合は画面内に患部があるものとして、ボタン生成部３６に指示を送り、ボタンを表示して画面表示を白色画像から蛍光画像に切りかえる。そして、画像合成部３５により、ピークとなる蛍光強度を有する画素を含む領域Ｂを表す表示が、蛍光画像上に重畳された合成画像が生成され、この合成画像がモニタ４３に表示される。

このピークとなる蛍光強度を有する画素を含む領域Ｂは、患部である可能性が高い。そこで、この領域Ｂを、蛍光画像上に重畳して表示することで、操作者が患部の位置を容易に判断することができ、患部に対する検査や処置を適切に行うことができる。

また、合成画像上における生検すべき位置をモニタ４３（タッチスクリーン）で指定することによって、その位置情報をポインタ５１として白色光画像上に表示させることができる。これにより、指定された位置を特定する表示（ポインタ５１）が重畳された白色光画像を見ながら、指定した位置に対して生検などの処置を行うことができ、患部に対する検査や処置の精度を向上することができる。

なお、本実施形態では白色光画像を常時表示しておき、指示することにより必要なときに蛍光画像に切り替えているが、表示画面上に常時白色光画像と蛍光画像を並行して表示しておいても良い。この場合は、表示モード切り替えボタンを押すと、白色光画像はそのままで、蛍光画像上に生検の必要がある注目すべき領域が表示される。この後、蛍光画像で生検すべき位置を選択すると、その位置が白色光画像上においてポインタ５１により表示される。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置２について、図１１から図１３を用いて説明する。図１１は、第２の実施形態に係る蛍光観察装置２の機能ブロック図であり、コントロールユニット２０内の蛍光画像に関する処理以外は、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と同様の構成である。第２の実施形態は、白色光画像と蛍光画像を生成するところまでは第１の実施形態と同様であるが、蛍光強度の高い領域を表示するための処理が、第１の実施形態と異なっており、生検領域を選択するときのモニタ４３上の表示も異なる。

蛍光画像生成部３０では蛍光画像が生成され、蛍光画像は画像合成部３５と着色部６１と強度分布生成部３１に送られる。一方、白色光画像生成部２９では白色光画像が生成され、画像合成部３５に送られる。

強度分布生成部３１では、送られてきた蛍光画像を基にヒストグラムを作成する。このヒストグラムは、図１２（ｂ）に示すように、各画素の階調値とその階調値をとるピクセルの数を示したものである。

このようにして作成されたヒストグラムは、ピーク検出部３２と色設定部６２に送られる。ピーク検出部３２ではヒストグラムのピーク検出を行い、ピーク数のカウントとピークの階調値を取得する。ここで取得したピークの階調値は色設定部６２に送られ、ピーク数はピーク数比較部３３に送られる。

色設定部６２には、図１２（ｂ）に示すように、予め階調値に対して色が割り当てられている。この割り当てのための階調値分割数や、色は任意に設定可能とする。図１１に示すように、色設定部６２には、強度分布生成部３１からは蛍光画像から生成されたヒストグラムが送られ、ピーク検出部３２からはピークの階調値が送られる。

そこで、色設定部６２は、図１２（ｂ）に示すように、予め階調値に対して割り当てられている色のどの色に今回のピークの階調値が当てはまるのか判断し、色を決定する。つまり、ピークの階調値によって設定される色が異なることで、モニタ４３に患部らしき部分を異なる色で表示することが可能となる。色の違いは階調値の違い、つまり蛍光強度の違いのため、患部の悪性度の違いを色で視覚的に認識しやすいように表示することが可能となる。

また、ヒストグラムからはピーク階調値近傍の画素を選択する。そして、ヒストグラムピークの階調値と、そのピークに設定した色と、ピーク近傍画素の情報が着色部６１に送られる。

着色部６１では、蛍光画像生成部３０から送られてきた蛍光画像をもとに、画像内のピーク階調値とその近傍に当てはまる画素を、色設定部６２で決定した色で表す表示を生成する。そして、その表示を画像合成部３５に送る。

ピーク数比較部３３は、第１の実施形態と同様に、送られてきたピーク数が１なのか２以上なのかを判断し、ピーク数が１以下ならば視野内に患部は存在しないと判断して、モニタ４３に白色光画像を表示させる。一方、ピーク数比較部３３は、ピーク数が２以上のときは患部の信号を検知したとして、蛍光画像への切り替えを促すためのボタンをモニタ４３上に作成する指示をボタン生成部３６に送る。

ボタン生成部３６で生成されたボタンは画像合成部３５に送られ、白色光画像と合成されてモニタ４３上に表示される。モニタ４３上のボタンを押すと、入力信号が入力部４６からタッチスクリーン用ケーブル４２を介してコントロールユニット２０内のモード切替部３７に伝達される。モード切替部３７は、白色光画像と蛍光画像の２つのモード間の切り替えの指示を画像合成部３５に送り、白色光画像から蛍光画像に切り替えてモニタ４３上に表示する。また、モニタ４３には、図１２（ａ）に示すように、生検位置の選択を促すメッセージを表示してもよい。

その際に表示される蛍光画像は、図１２（ａ）に示すように、着色部６１によって作成され、蛍光画像の階調値によって階調値ピーク周辺を色分けした表示などが合成された画像である。この悪性度の違いを色で認識できる表示をモニタ４３で確認し、色分け表示された領域Ｂ１，Ｂ２から生検したい領域をタッチスクリーンで選択すると、選択領域位置情報が、入力部４６からタッチスクリーン用ケーブル４２を介してコントロールユニット２０に送られ、選択生検位置メモリ３８に保存される。

この選択領域位置情報はポインタ生成部３９におくられ、推奨される最適生検ポイントを示すポインタが生成される。このポインタの情報が画像合成部３５に送られることで、図９に示すように、最適生検位置を示すポインタ５１が白色光画像上に重畳され、モニタ４３に表示される。

上記構成を有する蛍光観察装置２の作用について、図１３に示すフローチャートに従って説明する。
本実施形態の蛍光観察装置２は、表示モード切り替えスイッチボタンをＯＮするまでは、第１の実施形態の蛍光観察装置１と同様の処理が実行される。つまり、白色光画像を表示して観察しているとき、蛍光画像はモニタ４３上に表示はされていないが、階調値とピクセル数はカウントされており、ピークの数が常に検出されている（ステップＳ１〜ステップＳ７）。

ボタン（表示モード切り替えスイッチ）を押さない場合は、スタートに戻り、引き続き観察視野内に患部があるかを判断する（ステップＳ８）。また、切り替えスイッチを押すと、白色光画像から蛍光画像に切り替わり、図１２（ａ）に示すように、蛍光強度が高い領域Ｂ１，Ｂ２を悪性度（ピークの階調値）によって色分けした表示などを合成した画像が表示される（ステップＳ２１）。この蛍光強度の高い領域は、ヒストグラムでのピーク階調値近傍の画素を含んだ領域を意味している。

色分け表示された蛍光画像から、生検の必要があると判断した場合はタッチペン４５を使用してモニタ４３上の生検対象とする領域にあたる色分け表示部分を選択する（ステップＳ１０）。ここから生検が終了するまでの過程（ステップＳ１１，Ｓ１２）は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上のように、本実施形態の蛍光観察装置２によれば、第１の実施形態の蛍光観察装置１のように蛍光画像のヒストグラムからピーク値を検出し、蛍光強度の高い患部を検出して白色光画像上にその位置を表示するだけでなく、そのピーク値の違いから色の割り当てが行われる。この場合において、患部の悪性度が高いほど蛍光強度が高くなるため、ピーク値の違いを色で表示することで、悪性度の違いを色で表すことができる。これにより、操作者は、観察画面上に複数の患部らしき領域が表示されたとしても、色によって悪性度の違いを容易に認識することが可能となり、どの領域を生検すべきかを判断しやすくなる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置３について、図１４から図１６を用いて説明する。図１４は本実施形態に係る蛍光観察装置３の機能ブロック図であり、コントロールユニット２０内の蛍光画像に関する処理以外は、前述の第１の実施形態と同様の構成である。本実施形態においても、前述の各実施形態と同じように、白色光画像と蛍光画像を生成するが、蛍光画像生成後の処理過程が異なる。

蛍光画像生成部３０で生成された蛍光画像は画像合成部３５と等高線表示部７１と強度分布生成部３１に送られる。一方、白色光画像生成部２９では白色光画像が生成され、画像合成部３５に送られる。

強度分布生成部３１では、送られてきた蛍光画像を基にヒストグラムを作成する。このヒストグラムは、図１５（ｂ）に示すように、各画素の階調値とその階調値をとるピクセルの数を示したものである。

このようにして作成されたヒストグラムは、ピーク検出部３２と範囲設定部７２に送られる。ピーク検出部３２は、ヒストグラムのピーク検出を行い、ピーク数のカウントとピークの階調値を取得する。ここで取得したピーク数はピーク数比較部３３に送られる。

範囲設定部７２では、図１５（ｂ）に示すように、予め階調値に対してＢ０の範囲、Ｂ１の範囲、Ｂ２の範囲というように分けられている。この割り当てのための階調値を分割する範囲の数は任意に設定可能とする。ここでは、Ｂ０からＢ３の４段階に階調値を分割した例を説明する。Ｂ０の領域は、蛍光強度の最も弱い領域であるので、ここは正常部位とみなして、蛍光画像を白色光画像上にスーパーインポーズして表示させない。

範囲設定部７２には、図１４に示すように、蛍光画像から生成されたヒストグラムが強度分布生成部３１から送られてきている。範囲設定部７２は、図１５（ｂ）に示すように、予め決められている階調値範囲のどこにそれぞれの階調値が当てはまるのかを判断し、決定したそれぞれの階調値に対する設定範囲の情報を等高線表示部７１に送る。

等高線表示部７１では、蛍光画像生成部３０から送られてきた蛍光画像をもとに、画像内のどのピクセルが、上述のように決定した階調値範囲の境界なのかを判断し、そのピクセルに対応する部分に等高線表示を作成する。このようにして作成された等高線表示を白色光画像上に図１５（ａ）に示すように表示する。

この処理の結果、蛍光強度の等高線表示が可能になり、蛍光観察の画像で、観察者がどのように蛍光強度が分布しており、どこが最も蛍光強度が高い領域なのかが分かりやすくなるため、生検する領域を決定しやすくなる。
また、第２の実施形態のように、等高線によって分割された領域を階調値によってさらに色分けをおこなって表示しても良い。

ピーク数比較部３３は、第１の実施形態と同様に、送られてきたピーク数が１なのか２以上なのかを判断し、ピーク数が１以下ならば視野内に患部は存在しないと判断して、モニタ４３に白色光画像を表示させる。一方、ピーク数比較部３３は、ピーク数が２以上のときは患部の信号を検知したとして、蛍光画像への切り替えを促すためのボタンをモニタ４３上に作成する指示をボタン生成部３６に送る。

ボタン生成部３６で生成されたボタンは画像合成部３５に送られ、白色光画像と合成されてモニタ４３上に表示される。モニタ４３上のボタンを押すと、入力信号が入力部４６からタッチスクリーン用ケーブル４２を介してコントロールユニット２０内のモード切替部３７に伝達される。モード切替部３７は、白色光画像と蛍光画像の２つのモード間の切り替えの指示を画像合成部３５に送り、白色光画像から蛍光画像に切り替えてモニタ４３上に表示する。また、モニタ４３には、図１５（ａ）に示すように、生検位置の選択を促すメッセージを表示してもよい。

その際に表示される蛍光画像は、蛍光強度の分布を等高線表示したものを合成した画像である。等高線表示を合成した蛍光画像をモニタ４３で確認し、生検したい領域をモニタ４３上で選択すると、選択領域位置情報が、入力部４６からタッチスクリーン用ケーブル４２を介してコントロールユニット２０に送られ、選択生検位置メモリ３８に保存される。この選択領域位置情報はポインタ生成部３９に送られ、生検すべき位置を示すポインタが生成され、画像合成部３５に送られる。これにより、生検すべき位置を示すポインタ５１が重畳された白色光画像がモニタ４３に表示される。

上記構成を有する蛍光観察装置３の作用について、図１６に示すフローチャートに従って説明する。
本実施形態の蛍光観察装置３は、表示モード切り替えスイッチボタンをＯＮにするまでは、前述の各実施形態の蛍光観察装置と同様の処理が実行される。つまり、白色光画像を表示して観察しているとき、蛍光画像はモニタ４３上に表示はされていないが、階調値とピクセル数はカウントされており、ピークの数が常に検される（ステップＳ１〜ステップＳ７）。

ボタン（表示モード切り替えスイッチ）を押さない場合は、スタートに戻り、引き続き観察視野内に患部があるかを判断する（ステップＳ８）。また切り替えスイッチを押すと、白色光画像から蛍光画像に切り替わり、図１５（ａ）に示すように、蛍光強度分布を等高線によって表示したものを合成した画像が表示される（ステップＳ３１）。

蛍光強度の等高線表示を合成した蛍光画像から、生検の必要があると判断した場合は、タッチペン４５を使用してモニタ４３（タッチスクリーン）上の生検対象とする部分を選択する（ステップＳ１０）。ここから生検が終了するまでの過程（ステップＳ１１，Ｓ１２）は、前述の各実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上のように、本実施形態の蛍光観察装置３によれば、前述の各実施形態の蛍光観察装置のように蛍光画像のヒストグラムからピーク値を検出し、その位置を表示したり色付けで悪性度を認識しやすくしたりするだけでなく、蛍光強度が高い領域の強度分布を等高線表示して分かりやすく表示できる。

患部の悪性度が高いほど蛍光強度は高くなるため、蛍光強度が高い領域の中でも最も高い部分が生検に最適な位置である。この蛍光強度が高い領域の中での蛍光強度分布を等高線表示によって分かりやすくすることによって、操作者は観察画面上に表示された蛍光強度が高い領域の中からどの部分が最も蛍光強度が高く、どこが生検すべき最適な領域かを判断しやすくなる。

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態に係る蛍光観察装置４について、図１７から図１９を用いて説明する。図１７は、本実施形態の蛍光観察装置４の機能ブロック図であり、コントロールユニット２０内の蛍光画像に関する処理以外は、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と同様の構成である。本実施形態においても、前述の各実施形態と同じように、患部の観察を行っていくが、画像合成部３５が、画像の拡大機能を備えている点が異なる。

蛍光画像生成部３０で生成された蛍光画像は画像合成部３５と領域抽出部３４と強度分布生成部３１に送られる。一方、白色光画像生成部２９では白色光画像が生成され、画像合成部３５に送られる。

領域抽出部３４と強度分布生成部３１に送られた蛍光画像は、第１の実施形態と同様に処理が行われ、領域抽出部３４から蛍光強度が高い領域情報とその領域を示すためのスーパーインポーズ情報が画像合成部３５に送られる。そして、ボタン生成部３６からは画像切り替えボタンと拡大ボタンの情報が画像合成部３５に送られる。

画面合成部３５は、ボタン生成部３６から送られる画像切り替えボタンの情報から、白色光画像に画像切り替えボタンを合成してモニタ４３上に表示する。モニタ４３上の画像切り替えボタンを押すと、入力信号が入力部４６からタッチスクリーン用ケーブル４２を介してコントロールユニット２０内のモード切替部３７に伝達される。モード切替部３７は、白色光画像と蛍光画像の２つのモード間の切り替えの指示を画像合成部３５に送り、白色光画像から蛍光画像に切り替えてモニタ４３上に表示させる。

その際に表示される画面は、図１８に示すように、第１の実施形態のようなスーパーインポーズされた蛍光画像に加えて、ボタン生成部３６で作成された拡大ボタンを合成した画面である。モニタ４３上の拡大ボタンを押すと、入力部４６からの入力信号がタッチスクリーン用ケーブル４２を介してコントロールユニット２０内の拡大領域メモリ８１に伝達される。そして、蛍光強度の高い領域（スーパーインポーズされた領域）Ｂを白色光画像で表示する指示が画像合成部３５に伝達する。ここで、入力部４６は、モニタ４３を操作することで拡大したい範囲を指定する範囲設定手段としての機能を有している。

画像合成部３５では、蛍光強度が高い領域Ｂの情報をもとに、この領域Ｂに対応する画素を含んだ白色光画像領域をトリミングしてくる。そしてトリミングしてきた白色光画像のピクセルデータをモニタ４３上の複数の画素に対して割り当てて表示をおこなうデジタルズーム処理をおこなう。このデジタルズームで拡大した画像を合成し、図１８に示すように、蛍光画像の横に合成して表示する。このデジタルズーム処理の倍率は任意に変更可能であり、拡大画像の横に表示されている拡大縮小の指示ボタン（倍率指示ボタン）をタッチすることで、患部の観察のしやすい倍率を選択することができる。また、モニタ４３には、図１８に示すように、生検位置の選択を促すメッセージを表示してもよい。

モニタ４３上において、生検したい領域をタッチスクリーンで選択すると、選択領域位置情報が、入力部４６からタッチスクリーン用ケーブル４２を介してコントロールユニット２０に送られ、選択生検位置メモリ３８に保存される。この選択領域位置情報はポインタ生成部３９に送られて生検すべき位置を示すポインタが生成され、画像合成部３５に送られる。これにより、モニタ４３に生検すべき位置がのった白色光画像が表示される。

なお、生検したい領域のタッチスクリーン上での選択は、蛍光強度の高い部分を拡大した部分を選択して設定を行うことができるが、拡大前の全体画像の中から選択しても設定をおこなうことができる。

上記構成を有する蛍光観察装置４の作用について、図１９に示すフローチャートに従って説明する。
本実施形態の蛍光観察装置３は、表示モード切り替えスイッチボタンをＯＮにするまで、第１の実施形態の蛍光観察装置１と同様の処理が実行される。つまり、白色光画像を表示し観察しているとき、蛍光画像はモニタ４３上に表示はされていないが、階調値とピクセル数はカウントされており、ピークの数が常に検出される（ステップＳ１〜ステップＳ７）。

ボタン（表示モード切り替えスイッチ）を押さない場合は、スタートに戻り、引き続き観察視野内に患部があるかを判断する（ステップＳ８）。また切り替えスイッチを押すと、白色光画像から蛍光画像に切り替わり、図１８に示すように、蛍光強度が高い領域がスーパーインポーズで表示された蛍光画像に加えて、拡大ボタンが合成された画像が表示される（ステップＳ９）。

拡大ボタンを押すと、蛍光画像の横に蛍光強度が高い領域（スーパーインポーズされた領域）を含んだ白色光画像が拡大して表示される（ステップＳ４１，Ｓ４２）。拡大ボタンを押さない場合は、生検対象とする領域を画面上で選択するか、もしくは生検領域を選択しない場合は、第１の実施形態と同様にスタートに戻る（ステップＳ１０）。

拡大ボタンを押して、蛍光強度が高い領域が白色光画像で拡大表示された画像を観察しながら、生検をするか決定する（ステップＳ４２）。このとき、拡大表示された画像からは被検体の色や状態、形状の情報が得られるため、生検をするか決定するための判断材料が増えることとなる。

生検の必要があると判断した場合はタッチペン４５を使用してモニタ４３（タッチスクリーン）上の生検対象とする領域を選択する（ステップＳ１０）。ここから生検が終了するまでの過程（ステップＳ１１，Ｓ１２）は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。

以上のように、本実施形態の蛍光観察装置４によれば、前述の各実施形態の蛍光観察装置のように蛍光画像情報から生検位置の決定を補助するだけでなく、蛍光強度が高い領域を拡大表示した白色光画像を提供することで生検決定判断の補助をしている。蛍光強度が高いほど患部の悪性度は高くなるので、白色光画像で観察しても周囲とは異なる色や形状をしている可能性がある。そこで、蛍光強度が高い領域の中で白色光観察を加えることで、操作者に生検をするかどうかの判断材料をより多く提供できる。
この蛍光強度が高い領域で拡大した白色光画像から、操作者は患部の形状や色、周囲の情報を得られるためどこが生検すべき領域かを判断しやすくなる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、各実施形態において、本発明に係る蛍光観察装置を内視鏡装置に適用した例を説明したが、顕微鏡装置等に適用することとしてもよい。
また、各実施形態において、蛍光強度が高い領域をスーパーインポーズ等の処理を行って蛍光画像に重畳することとして説明したが、白色光画像に重畳することとしてもよい。

１，２，３，４ 蛍光観察装置
１０ 内視鏡
１７ 光源装置（照明光源）
２０ コントロールユニット
２９ 白色光画像生成部
３０ 蛍光画像生成部
３１ 強度分布生成部
３２ ピーク検出部
３３ ピーク数比較部（ピーク数算出部）
３４ 領域抽出部
３５ 画像合成部
３６ ボタン生成部
３７ モード切替部
３８ 選択生検位置メモリ
３９ ポインタ生成部
４３ モニタ（画像表示部）
４６ 入力部（位置指定手段、範囲指定手段）
１００ 内視鏡装置
Ａ 被検体
Ｂ，Ｂ１，Ｂ２ 領域

Claims (8)

1. 被検体に照射する白色光および励起光を発生する照明光源と、
   該照明光源から発せられた白色光の前記被検体における反射光を撮影して白色光画像を生成する白色光画像生成部と、
   前記照明光源から発せられた励起光によって前記被検体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、
   該蛍光画像生成部により生成された蛍光画像の各画素の有する蛍光強度の分布を生成する強度分布生成部と、
   該強度分布生成部により生成された蛍光強度の分布においてピークとなる蛍光強度を検出するピーク検出部と、
   該ピーク検出部が検出したピークの数を算出するピーク数算出部と、
   該ピーク数算出部が算出したピーク数に基づき、前記ピーク検出部により検出されたピークとなる蛍光強度を有する画素を含む領域を表す表示を、前記白色光画像または前記蛍光画像上に重畳した合成画像を生成する画像合成部と、
   該画像合成部により生成された合成画像を表示する画像表示部とを備える蛍光観察装置。
2. 前記画像表示部により表示された合成画像上における所望の位置を指定させる位置指定手段を備え、
   前記画像合成部が、前記位置指定手段により指定された位置を特定する表示を、前記白色光画像に重畳した合成画像を生成する請求項１に記載の蛍光観察装置。
3. 前記画像合成部が、前記ピークとなる蛍光強度を有する画素の位置を特定する表示を前記白色光画像に重畳した合成画像を生成する請求項１に記載の蛍光観察装置。
4. 前記ピーク検出部により複数のピークが検出された場合に、前記画像合成部が、前記領域を表す表示を前記蛍光画像上に重畳した合成画像を生成する請求項１に記載の蛍光観察装置。
5. 前記画像合成部が、蛍光強度の異なる複数のピークに対応する複数の前記領域に対して、各領域が異なる態様で表示された合成画像を生成する請求項１に記載の蛍光観察装置。
6. 前記画像合成部が、前記蛍光画像が異なる複数のピークに対応する複数の前記領域を異なる色で表示する請求項５に記載の蛍光観察装置。
7. 前記画像合成部が、前記領域を、該領域を取り囲む境界線によって表示する請求項１から請求項６のいずれかに記載の蛍光観察装置。
8. 前記画像表示部により表示された合成画像において所望の範囲を指定させる範囲指定手段を備え、
   前記画像合成部が、前記範囲指定手段により指定された範囲に対応する範囲の白色光画像を拡大した拡大画像をさらに合成した合成画像を生成する請求項１に記載の蛍光観察装置。

Images