JP2016112220A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、動脈の画像を、視認性を向上させて鮮明に表示することが可能なイメージング装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus capable of clearly displaying an artery image with improved visibility.
近年、近赤外蛍光イメージングと呼称される手法が外科手術に利用されている。この近赤外蛍光イメージングにおいては、蛍光色素としてのインドシアニングリーン(ICG)を患部に注入する。そして、このインドシアニングリーンに600〜850nm(ナノメートル)の近赤外光を励起光として照射すると、インドシアニングリーンはおおよそ800nmをピークとする近赤外領域の蛍光を発する。この蛍光を、近赤外光を検出可能なカメラで撮影し、その画像を液晶表示パネル等の表示部に表示する。この近赤外蛍光イメージングによれば、体表から20mm程度までの深さに存在する血管やリンパ管等の観察が可能となる。 In recent years, a technique called near-infrared fluorescence imaging has been used for surgery. In this near-infrared fluorescence imaging, indocyanine green (ICG) as a fluorescent dye is injected into the affected area. When indocyanine green is irradiated with near infrared light of 600 to 850 nm (nanometers) as excitation light, indocyanine green emits fluorescence in the near infrared region having a peak at about 800 nm. This fluorescence is photographed with a camera capable of detecting near-infrared light, and the image is displayed on a display unit such as a liquid crystal display panel. According to this near-infrared fluorescence imaging, it is possible to observe blood vessels, lymph vessels, and the like existing at a depth of about 20 mm from the body surface.
特許文献1には、インドシアニングリーンが投与された生体の被検臓器に対して、インドシアニングリーンの励起光を照射して得られた、近赤外蛍光の強度分布イメージと、インドシアニングリーン投与前の被検臓器に対して、X線、核磁気共鳴または超音波を作用させて得られた、癌病巣分布イメージと、を比較し、近赤外蛍光の強度分布イメージで検出されるが、癌病巣分布イメージでは検出されない領域のデータを、癌の副病巣領域データとして収集するデータ収集方法が開示されている。
また、特許文献2には、血管造影剤が投与された被写体に対して励起光と可視光とを交互に照射し、撮像手段によって励起光が照射された蛍光画像と可視画像とを交互に取得するとともに、蛍光画像を所定の閾値により閾値処理して血管画像を抽出し、可視画像と抽出した血管画像を重畳させた合成画像を作成する手術支援方法が開示されている。 Further, Patent Document 2 alternately irradiates a subject to which an angiographic contrast agent is administered with excitation light and visible light, and alternately obtains a fluorescence image and a visible image irradiated with the excitation light by an imaging unit. In addition, a surgical support method is disclosed in which a fluorescent image is subjected to threshold processing with a predetermined threshold to extract a blood vessel image, and a composite image in which the visible image and the extracted blood vessel image are superimposed is created.
さらに、特許文献3には、近赤外画像データと可視画像データとを利用することにより、静脈と動脈の識別を容易に実現できる血管可視化装置が開示されている。 Furthermore, Patent Document 3 discloses a blood vessel visualization device that can easily identify a vein and an artery by using near-infrared image data and visible image data.
特許文献1および特許文献2に記載されたように、造影画像を表示するイメージング装置においては、造影剤が導入された血管のみを蛍光表示することができる。このため、このようなイメージング装置においては、造影剤が血管の全域に到達しているかどうかの確認を行うことができない。特許文献3に記載されたように、血管を識別するための各種のイメージング装置も提案されてはいるが、このような装置においても、体表面近くに存在する静脈を視認することは比較的容易ではあるが、体内の深い位置に存在する動脈を鮮明に認識することは容易ではない。
As described in
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、動脈の視認性を向上させて鮮明に表示することが可能なイメージング装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of improving the visibility of an artery and displaying it clearly.
第1の発明では、前記被写体に向けて可視光を照射する可視光源と、前記被写体を撮影するためのカメラと、前記カメラにより撮影した前記被写体の可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算する減算部と、を備える。 In the first invention, a visible light source that emits visible light toward the subject, a camera for photographing the subject, and an image obtained by inverting the arterial image from the visible image of the subject photographed by the camera are subtracted. A subtracting unit.
第2の発明では、前記動脈の画像は、前記可視画像におけるRGB画像のうちのBの画像である。 In the second invention, the arterial image is a B image of the RGB images in the visible image.
第3の発明では、前記動脈の画像は、被写体に近赤外光を照射し、被写体から反射した近赤外光を前記カメラにより撮影した画像である。 In the third invention, the arterial image is an image obtained by irradiating a subject with near-infrared light and capturing the near-infrared light reflected from the subject with the camera.
第4の発明では、前記被写体に注入された蛍光色素を励起させるための近赤外光を、前記被写体に向けて照射する励起用光源と、前記カメラにより撮影した前記被写体の可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算した画像と、前記被写体から反射した近赤外光の画像とを合成することにより、合成画像を作成する合成部と、をさらに備える。 In a fourth aspect of the invention, an excitation light source for irradiating the subject with near infrared light for exciting the fluorescent dye injected into the subject, and a visible image of the subject taken by the camera The image processing apparatus further includes a combining unit that generates a combined image by combining an image obtained by subtracting an image obtained by inverting the image and an image of near-infrared light reflected from the subject.
第1から第3の発明によれば、可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算することにより動脈の画像を明るく表示して、動脈の視認性を向上させて鮮明に表示することが可能となる。 According to the first to third inventions, it is possible to display the arterial image brightly by subtracting the image obtained by inverting the arterial image from the visible image, thereby improving the visibility of the artery and displaying it clearly. It becomes.
請求項4に記載の発明によれば、可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算した画像と、被写体から反射した近赤外光の画像とを合成することにより、双方の画像が動脈の不鮮明を補うことができ、動脈をより鮮明に表すことができる。 According to the invention described in claim 4, by synthesizing the image obtained by subtracting the image obtained by inverting the image of the artery from the visible image and the image of the near infrared light reflected from the subject, both images are arterial. Unclearness can be compensated, and arteries can be expressed more clearly.
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、この発明に係るイメージング装置の概要図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of an imaging apparatus according to the present invention.
このイメージング装置は、タッチパネル等の入力部11を備え、後述する制御部30等を内蔵した本体10と、アーム13により移動可能に支持された照明・撮影部12と、液晶表示パネル等から構成される表示部14と、患者17を載置する治療台16とを備える。なお、照明・撮影部12はアーム13によって支持されたものに限定されず、術者が手に携帯するものであってもよい。
The imaging apparatus includes an
図2は、上述した照明・撮影部12の斜視図である。また、図3は、照明・撮影部12の正面概要図である。
FIG. 2 is a perspective view of the illumination /
この照明・撮影部12は、近赤外線および可視光を検出可能なカメラ21と、このカメラ21の外周部に配設された多数のLEDよりなる可視光源22と、この可視光源22の外周部に配設された多数のLEDよりなる励起用光源23と、可視光源22を構成する多数のLED内に配設された5個のLEDよりなる確認用光源24とを備える。可視光源22は、可視光を照射する。励起用光源23は、インドシアニングリーンを励起させるための励起光であるその波長が760nmの近赤外光を照射する。また、確認用光源24は、インドシアニングリーンから発生する蛍光の波長と近似するその波長が850nmの近赤外光を照射する。なお、図3においては、可視光源22を構成する多数のLEDと、励起用光源23を構成する多数のLEDのうちの、一部の図示を省略している。
The illumination /
ここで、インドシアニングリーンより発生する800nmの近赤外光は、目視で確認することはできない。このような状況下において、蛍光を撮影するためのカメラ21の動作確認を行うためには、従来は、インドシアニングリーンを練り込んだカード状あるいは棒状の治具を準備し、この治具に対して励起光を照射するとともに、励起光を照射された治具をカメラ21により撮影することで、カメラ21の動作確認を行っている。このため、専用の治具が必要となるばかりではなく、この治具を準備して撮影動作を実行するという煩雑な動作を必要とした。
Here, 800 nm near-infrared light generated from indocyanine green cannot be visually confirmed. Under such circumstances, in order to check the operation of the
このため、この発明に係るイメージング装置においては、カメラ21に対して、インドシアニングリーンより発生する蛍光のピークの波長と近似する850nmの近赤外光を照射するための確認用光源24を付設し、この確認用光源24を点灯することでカメラ21の動作確認を行う構成を採用している。そして、この確認用光源24から照射される近赤外光を利用して、患者17における動脈の画像を抽出するようにしている。
For this reason, in the imaging apparatus according to the present invention, a
図4は、この発明に係るイメージング装置の主要な制御系を示すブロック図である。 FIG. 4 is a block diagram showing a main control system of the imaging apparatus according to the present invention.
このイメージング装置は、論理演算を実行するCPU、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたROM、制御時にデータ等が一時的にストアされるRAM等から構成され、装置全体を制御する制御部30を備える。この制御部30は、後述する合成部36、反転部37および減算部38を有し、各種の画像処理を実行する画像処理部31を備える。
This imaging apparatus is composed of a CPU that performs logical operations, a ROM that stores operation programs necessary for controlling the apparatus, a RAM that temporarily stores data during control, and the like, and a control unit that controls the
また、この制御部30は、上述した入力部11および表示部14と接続されている。また、この制御部30は、カメラ21、可視光源22、励起用光源23および確認用光源24を備えた照明・撮影部12と接続されている。さらに、この制御部30は、カメラ21により撮影された画像を記憶する画像記憶部33とも接続されている。この画像記憶部33は、近赤外画像を記憶する近赤外画像記憶部34と、可視画像を記憶する可視画像記憶部35とから構成される。なお、近赤外画像記憶部34および可視画像記憶部35を備える代わりに、可視画像と近赤外画像とを合成した画像を記憶する合成画像記憶部を備えていてもよい。
The
以下、この発明に係るイメージング装置を使用して外科の手術を行う場合の動作について説明する。なお、以下の説明においては、患者17に対して乳癌の手術を行う場合について説明する。
The operation when performing a surgical operation using the imaging apparatus according to the present invention will be described below. In the following description, a case where breast cancer surgery is performed on the
この発明に係るイメージング装置を使用して乳癌の手術を行う場合には、最初に、確認用光源24を点灯するとともに、そのときの画像をカメラ21における蛍光用センサ52により撮影する。確認用光源24からは、インドシアニングリーンから発生する蛍光の波長と近似する、その波長が850nmの近赤外光が照射される。この近赤外光は、人の目では確認することができない。一方、確認用光源24から波長が850nmの近赤外光を照射するとともに、この照射領域の画像をカメラ21により撮影した場合、カメラ21が正常に動作していた場合においては、近赤外光が照射された領域の画像がカメラ21により撮影され、その画像が表示部14に表示される。これにより、カメラ21の動作確認を容易に実行することが可能となる。
When performing an operation for breast cancer using the imaging apparatus according to the present invention, first, the
以上の準備工程が完了すれば、治療台16上の仰臥した患者17の乳房にインドシアニングリーンを注射により注入する。そして、患部を含む被写体に向けて、励起用光源23から近赤外線を照射するとともに可視光源22から可視光を照射する。なお、励起用光源23から照射される近赤外光としては、上述したように、インドシアニングリーンが蛍光を発するための励起光として作用する760nmの近赤外光が採用される。これにより、インドシアニングリーンは、約800nmをピークとする近赤外領域の蛍光を発生させる。
When the above preparation steps are completed, indocyanine green is injected into the breast of the patient 17 who is supine on the treatment table 16 by injection. Then, near infrared rays are emitted from the
そして、患者17の患部付近をカメラ21により撮影する。このカメラ21は、近赤外光と可視光とを検出することが可能となっている。カメラ21により撮影された近赤外画像および可視画像は、図4に示す画像処理部31に送られる。画像処理部31においては、近赤外画像および可視画像を表示部14に表示可能な画像データに変換する。近赤外画像のデータは画像記憶部33における近赤外画像記憶部34に記憶される。また、可視画像のデータは、画像記憶部33における可視画像記憶部35に記憶される。
Then, the vicinity of the affected part of the
また、画像処理部31における合成部36は、近赤外画像データと可視画像データとを利用して、可視画像と近赤外画像とを融合させた合成画像を作成する。そして、画像処理部31は、表示部14に、近赤外画像、可視画像および合成画像を、領域を分けて同時に、あるいは、選択的に表示する。
The synthesizing
この手術中において、造影剤が血管の全域に到達しているかどうかの確認を行うために、血管の画像を確認したい場合がある。このような場合において、患者17の静脈は患者17の体表面に近い位置に存在することから、可視画像等によってもその位置を確認することは可能である。一方、動脈は患者17の体内の深い位置に存在することから、その画像を鮮明に認識することは困難である。この発明に係るイメージング装置においては、患者17の可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算することにより、動脈の画像の視認性を向上させる構成を採用している。
During this operation, there is a case where it is desired to check a blood vessel image in order to check whether or not the contrast medium reaches the entire blood vessel. In such a case, since the vein of the
図5は、動脈の画像の視認性を向上させる工程を説明するための説明図である。 FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a process of improving the visibility of an artery image.
動脈の画像の視認性を向上させるためには、可視画像記憶部35に記憶されたインドシアニングリーンを注入する前の可視画像のRGBの画素値のうち、動脈の画像が黒く表現されるBの画像を利用する。すなわち、図4に示す画像処理部31における反転部37により、可視画像のうちのBの画像を反転する。そして、減算部38により、インドシアニングリーンを注入する前の可視画像からBの画像の反転画像を減算する。これにより、動脈の領域が明るく鮮明となり、動脈の視認性が向上した可視画像を得ることが可能となる。なお、このときには、動脈の画像を着色して表示されてもよい。必要に応じて、可視画像からBの画像の反転画像を減算した画像に、近赤外画像を合成して合成画像が生成されてもよい。この場合、インドシアニングリーンが十分に流れていない動脈は近赤外画像には鮮明に表れないが、可視画像からBの画像の反転画像を減算することで動脈を鮮明化した画像で補うことができる。逆に、可視画像からBの画像の反転画像を減算した画像に動脈の不鮮明部分があったとしても近赤外画像で表される動脈画像で補うことができる。
In order to improve the visibility of the arterial image, among the RGB pixel values of the visible image before injecting indocyanine green stored in the visible
図6は、他の実施形態に係る動脈の画像の視認性を向上させる工程を説明するための説明図である。 FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a process of improving the visibility of an artery image according to another embodiment.
この実施形態においては、動脈の画像の視認性を向上させるために、上述した実施形態におけるBの画像の代わりに、動脈の画像が黒く表現される近赤外画像を利用する。すなわち、この実施形態においては、確認用光源24から患者17の患部に対してその波長が850nmの近赤外光を照射し、そのときの画像をカメラ21により撮影して近赤外画像記憶部34に記憶しておく。そして、図4に示す画像処理部31における反転部37により、近赤外画像記憶部34に記憶した近赤外画像を反転する。しかる後、減算部38により、インドシアニングリーンを注入する前の可視画像から近赤外画像の反転画像を減算する。これにより、上述した実施形態と同様、動脈の領域が明るく鮮明となり、動脈の視認性が向上した可視画像を得ることが可能となる。必要に応じて、近赤外画像の反転画像を減算した画像に、近赤外画像を合成して合成画像が生成されてもよい。
In this embodiment, in order to improve the visibility of the artery image, a near-infrared image in which the artery image is expressed in black is used instead of the image B in the above-described embodiment. That is, in this embodiment, near infrared light having a wavelength of 850 nm is irradiated from the
なお、上述した実施形態においては、励起用光源23として、波長が760nmの近赤外光を照射するものを使用しているが、励起用光源23としては、インドシアニングリーンを励起させて励起光を発生させることが可能な750nm〜810nm程度の近赤外光を照射させるものを使用することができる。
In the embodiment described above, a light source that emits near-infrared light having a wavelength of 760 nm is used as the
また、上述した実施形態においては、確認用光源24として、波長が850nmの近赤外線を照射するものを使用しているが、確認用光源24としては、インドシアニングリーンより発生する蛍光に近似する800nm付近の近赤外線を照射しうるものであればよく、例えば、810nm以上の波長の近赤外線を照射しうるものであればよい。より詳細には、動脈中を流れる酸化ヘモグロビン(HbO2 )と静脈中を流れる還元ヘモグロビン(Hb)との吸光度の等吸収点である805nm付近より長波長側の近赤外光であればよい。
In the embodiment described above, a light source for irradiating near infrared light having a wavelength of 850 nm is used as the light source for
10 本体
11 入力部
12 照明・撮影部
13 アーム
14 表示部
16 治療台
17 患者
21 カメラ
22 可視光源
23 励起用光源
24 確認用光源
30 制御部
31 画像処理部
33 画像記憶部
34 近赤外画像記憶部
35 可視画像記憶部
36 合成部
37 反転部
38 減算部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記被写体を撮影するためのカメラと、
前記カメラにより撮影した前記被写体の可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算する減算部と、
を備えるイメージング装置。 A visible light source that emits visible light toward the subject;
A camera for photographing the subject;
A subtracting unit for subtracting an image obtained by inverting an image of an artery from a visible image of the subject photographed by the camera;
An imaging apparatus comprising:
前記動脈の画像は、前記可視画像におけるRGB画像のうちのBの画像であるイメージング装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein
The imaging apparatus, wherein the arterial image is a B image of the RGB images in the visible image.
前記動脈の画像は、被写体に近赤外光を照射し、被写体から反射した近赤外光を前記カメラにより撮影した画像であるイメージング装置。 The imaging apparatus according to claim 1, wherein
The imaging device is an image in which the arterial image is an image obtained by irradiating a subject with near infrared light and capturing the near infrared light reflected from the subject with the camera.
前記被写体に注入された蛍光色素を励起させるための近赤外光を、前記被写体に向けて照射する励起用光源と、
前記カメラにより撮影した前記被写体の可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算した画像と、前記被写体から反射した近赤外光の画像とを合成することにより、合成画像を作成する合成部と、
をさらに備えるイメージング装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An excitation light source that irradiates the subject with near infrared light for exciting the fluorescent dye injected into the subject;
A synthesizing unit that creates a synthesized image by synthesizing an image obtained by subtracting an image obtained by inverting an arterial image from a visible image of the subject photographed by the camera and an image of near infrared light reflected from the subject; ,
An imaging apparatus further comprising:
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2018167969A1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 株式会社島津製作所 | Imaging device |
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2014
- 2014-12-16 JP JP2014253568A patent/JP2016112220A/en active Pending
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WO2018167969A1 (en) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | 株式会社島津製作所 | Imaging device |
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