JP4587811B2 - Fluorescence observation endoscope device - Google Patents
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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。 The present invention relates to a fluorescence observation endoscope apparatus for observing and diagnosing a lesion such as a cancer from fluorescence from a tissue by irradiating light transendoscopically, and in particular, detects a plurality of specific wavelengths of fluorescence to form an image. The present invention relates to a fluorescence observation endoscope apparatus.
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。 In recent years, autofluorescence from a living body and fluorescence of a drug injected into a living body are detected as a two-dimensional image, and a disease state (for example, disease type or infiltration range) such as degeneration of a living tissue or cancer is diagnosed from the fluorescence image. Techniques are shown in US Pat. No. 4,556,057 and US Pat. No. 5,042,494.
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。 When light is irradiated onto a living tissue, fluorescence having a wavelength longer than that of the excitation light is generated. Examples of fluorescent substances in vivo include NADH (nicotinamide adenine nucleotide), FMN (flavin mononucleotide), pyridine nucleotide, and the like. Recently, the correlation between these endogenous substances and diseases is becoming clearer. .
また、HpD(ヘマトポルフィリン),Photofrin,ALA(δーamino levulinic acid)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。 In addition, fluorescent agents such as HpD (hematoporphyrin), Photofrin, ALA (δ-amino levulinic acid) have the ability to accumulate in cancer. By injecting these fluorescent agents into a living body and performing fluorescence observation, disease The site can be diagnosed.
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。
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。 However, in the examination with the conventional fluorescence observation endoscope apparatus, when the lesion is small, the fluorescence intensity is small. Therefore, depending on the speed of the endoscope operation in the examination and the skill level of the operator, the fluorescence may be reduced. In spite of the occurrence, there is a problem that a lesion or the like may be overlooked.
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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a fluorescence observation endoscope apparatus that can reliably notify the presence of a lesion even when the lesion or the like is small and the fluorescence intensity is small. It is said.
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は、
前記蛍光画像から蛍光ピクセルを抽出する蛍光ピクセル抽出手段と、
前記蛍光画像の全ピクセルの輝度の合計が所定値以下である場合に、前記蛍光ピクセル抽出手段による前記蛍光ピクセルの抽出を中止させる蛍光ピクセル抽出中止手段と、
前記蛍光ピクセル抽出手段により抽出された前記蛍光ピクセルを中心とした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容疑目標を検出する容疑目標検出手段と、
前記容疑目標検出手段により検出された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。
The fluorescence observation endoscope apparatus of the present invention is
An endoscope for capturing a fluorescent image from a living tissue in a body cavity;
A fluorescence image generation means for performing signal processing on the imaging signal of the fluorescence image to generate a fluorescence image,
The fluorescent image generating means includes
Fluorescent pixel extraction means for extracting fluorescent pixels from the fluorescent image ;
Fluorescent pixel extraction stopping means for stopping the extraction of the fluorescent pixels by the fluorescent pixel extracting means when the sum of the luminances of all the pixels of the fluorescent image is a predetermined value or less;
A suspect target detecting means for detecting a suspect target by calculating a fluorescence level of a predetermined region centered on the fluorescent pixel extracted by the fluorescent pixel extracting means, and comparing with a predetermined level ;
Suspect target notifying means for notifying the existence of the suspect target detected by the suspect target detecting means ;
It is comprised.
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。 According to the present invention, even when a lesion or the like is small and the fluorescence intensity is small, there is an effect that the presence of a lesion can be reliably notified.
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。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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。
FIGS. 1 to 11 relate to
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。
As shown in FIG. 1, a fluorescence
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。
The
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。
The endoscope 4 of the fluorescence
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。
The
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。
Although not shown, the
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。
As shown in FIG. 5, the
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。
In the
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。 Here, the fluorescent pixel means a pixel having a luminance exceeding a predetermined level, for example, 20%, of the background level of the fluorescent image of one frame.
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。
If there is a fluorescent pixel, the fluorescent total
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。
Next, whether or not the
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。
When the total signal intensity exceeds a predetermined set level and is determined to be fluorescence from an abnormal tissue (suspect target) such as cancer, the target
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。 If the total signal intensity is below a predetermined set level, it is determined that the fluorescence is not from abnormal tissue (suspect target) such as cancer, and in step S5, whether or not there is another fluorescent pixel in the same frame to scan. If there is another fluorescent pixel, the process returns to step S2, and if not, the process moves to the next frame and then proceeds to step S6.
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。
In step S6, it is determined whether or not there is an instruction to end the examination by the fluorescence
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。
Here, the display process of the target presentation mark by the target
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。
As shown in FIG. 7, the target
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。
As described above, in this embodiment, when the fluorescent region in a certain region on the fluorescent screen exceeds a predetermined setting level, the
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。
Note that by providing a speaker (not shown) in the
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。
Further, as shown in FIG. 8, the target
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。
Further, as shown in FIG. 9, the target
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。
As shown in FIGS. 10 and 11, the target
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。
FIG. 10 shows an example in which the position
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。 In this embodiment, when the total luminance of all the pixels in the fluorescent image is below a predetermined level, the extraction of the fluorescent pixels can be stopped. In such a case, the noise component of each pixel is large, and it is considered that the reliability of the measurement is doubtful.
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。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
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
DESCRIPTION OF
53 ... Target occurrence notification function (Suspected target notification means)
100 ...
Claims (7)
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、
前記蛍光画像から蛍光ピクセルを抽出する蛍光ピクセル抽出手段と、
前記蛍光画像の全ピクセルの輝度の合計が所定値以下である場合に、前記蛍光ピクセル抽出手段による前記蛍光ピクセルの抽出を中止させる蛍光ピクセル抽出中止手段と、
前記蛍光ピクセル抽出手段により抽出された前記蛍光ピクセルを中心とした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容疑目標を検出する容疑目標検出手段と、
前記容疑目標検出手段により検出された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。 An endoscope for capturing a fluorescent image from a living tissue in a body cavity;
A fluorescence image generation means for performing signal processing on the imaging signal of the fluorescence image to generate a fluorescence image,
The fluorescent image generating means includes
Fluorescent pixel extraction means for extracting fluorescent pixels from the fluorescent image ;
Fluorescent pixel extraction stopping means for stopping the extraction of the fluorescent pixels by the fluorescent pixel extracting means when the sum of the luminances of all the pixels of the fluorescent image is a predetermined value or less;
A suspect target detecting means for detecting a suspect target by calculating a fluorescence level of a predetermined region centered on the fluorescent pixel extracted by the fluorescent pixel extracting means, and comparing with a predetermined level ;
Suspect target notifying means for notifying the existence of the suspect target detected by the suspect target detecting means ;
A fluorescence observation endoscope apparatus comprising:
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。 The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 1, wherein the suspect target notification means notifies by sound .
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。 The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 1, wherein the suspected target notifying unit notifies the fluorescent image by a graphic displayed in the vicinity of the suspected target .
ことを特徴とする請求項3に記載の蛍光観察内視鏡装置。 The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 3 , wherein the suspect target notifying unit varies the luminance of the figure in accordance with the suspect target .
ことを特徴とする請求項3に記載の蛍光観察内視鏡装置。 The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 3 , wherein the suspect target notifying unit varies the color of the graphic in accordance with the suspect target .
ことを特徴とする請求項3に記載の蛍光観察内視鏡装置。 The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 3 , wherein the suspect target notifying unit varies the shape of the figure according to the suspect target .
ことを特徴とする請求項3に記載の蛍光観察内視鏡装置。 The fluorescence observation endoscope apparatus according to claim 3 , wherein the suspect target notifying unit varies the display position of the graphic according to the suspect target .
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