JP5396449B2 - 内視鏡診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、被検者の被観察領域（生体）に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する内視鏡診断装置に関するものである。

従来、光源装置から発せられる通常光（白色光）を内視鏡先端部まで導光して被検者の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を取得し、通常光観察（白色光観察）を行う内視鏡装置が用いられている。これに対し、近年では、通常光観察に加えて、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被検者の被観察領域に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像（特殊光画像）を取得し、自家蛍光観察（特殊光観察）を行う内視鏡装置が活用されている。

自家蛍光観察を行う内視鏡装置として、例えば、特許文献１がある。

特許文献１には、波長４５０ｎｍ以下の複数の励起光を生体組織に順番に照射し、センサの受光面に設けられた励起光カットフィルタを使って励起光をカットして自家蛍光画像を取得する方法が記載されている。特許文献１では、蛍光で観察する対象として、ＮＡＤＨ、コラーゲンなどの自家蛍光、および、ＰＤＤ（Photodynamic Diagnosis：光線力学的診断）のために投与する腫瘍親和性物質（ポルフィリンなど）が想定されている。

特開２００８−４３３８３号公報

励起光および生体組織から発せられる自家蛍光は、生体組織に含まれる血液により、その一部が血液量に応じて吸収される。そのため、特許文献１のように、単純に自家蛍光を撮像して観察する場合、観察される自家蛍光の強弱が、自家蛍光を発する自家蛍光物質の量の大小によるものなのか、血液量の大小に応じた吸収によるものなのかの区別をすることができず、診断に不確定性が生じてしまうという問題があった。

本発明の目的は、生体組織中の血液量の大小によらず、自家蛍光物質の量の大小に応じた自家蛍光画像を得ることができる内視鏡診断装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、緑色および赤色の光、もしくは、青色および緑色の光を少なくとも含む照明光、ならびに、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から１以上の自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる１以上の励起光を発する光源部と、
前記照明光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域からの照明光の反射光を受光して反射光画像を撮像し、かつ、前記励起光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を受光して自家蛍光画像を撮像する撮像部と、
前記励起光、および、前記被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光が血液により吸収され、該血液の量に応じて低下する減衰割合の情報を有し、該血液の量に対応する減衰割合の情報の中から、前記反射光画像の画像信号に対応する減衰割合を求め、該求めた減衰割合を用いて前記自家蛍光画像の画像信号を補正する画像補正部とを備え、
前記撮像部は、前記反射光画像および前記自家蛍光画像を撮像する撮像素子と、該撮像素子の光路上に配置され、青色、緑色および赤色に応じた波長範囲の光を透過し、前記励起光の波長範囲の光を透過しない分光透過特性を有するカラーフィルタとを備え、
前記画像補正部は、前記反射光画像の緑色および赤色の画像信号の比と前記血液の量との関係を表す第１変換テーブル、および、該血液の量と前記減衰割合との関係を表す第２変換テーブルを有し、該第１変換テーブルを用いて、前記反射光画像の緑色および赤色の画像信号の比から前記血液の量を求め、前記第２変換テーブルを用いて、該求めた血液の量から前記減衰割合を求めるものであることを特徴とする内視鏡診断装置を提供するものである。

ここで、前記撮像部は、前記反射光画像と前記自家蛍光画像とを１フレームごとに順番に撮像するものであることが好ましい。

また、前記画像補正部は、前記第１および第２変換テーブルを合成して得られる、前記反射光画像の緑色および赤色の画像信号の比と前記減衰割合との関係を表す変換テーブルを用いて、前記反射光画像の緑色および赤色の画像信号の比から前記減衰割合を求めるものであることが好ましい。

また、前記励起光は、中心波長４０５ｎｍの光を含み、前記自家蛍光物質はポルフィリンであることが好ましい。

また、本発明は、緑色および赤色の光、もしくは、青色および緑色の光を少なくとも含む照明光、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から１以上の自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる１以上の励起光、ならびに、前記自家蛍光のピークの発光波長を中心波長とする１以上の単色光を発する光源部と、
前記照明光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域からの照明光の反射光を受光して反射光画像を撮像し、前記励起光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を受光して自家蛍光画像を撮像し、かつ、前記単色光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域からの単色光の反射光を受光して単色光画像を撮像する撮像部と、
前記励起光、および、前記被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光が血液により吸収され、該血液の量に応じて低下する減衰割合の情報を有し、該血液の量に対応する減衰割合の情報の中から、前記反射光画像の画像信号に対応する減衰割合を求め、該求めた減衰割合を用いて前記自家蛍光画像の画像信号を補正する画像補正部とを備え、
前記撮像部は、前記反射光画像と前記自家蛍光画像と前記単色光画像とを１フレームごとに順番に撮像するものであることが好ましい。

また、前記撮像部は、前記反射光画像および前記単色光画像を撮像する第１撮像素子と、該第１撮像素子の光路上に配置され、青色、緑色および赤色に応じた波長範囲の光を透過するカラーフィルタと、前記自家蛍光画像を撮像する前記第１撮像素子よりも高感度の第２撮像素子と、該第２撮像素子の光路上に配置され、緑色および赤色に応じた波長範囲の光を透過し、前記励起光の波長範囲の光を透過しない分光透過特性を有するカラーフィルタを備えるものであることが好ましい。

また、前記画像補正部は、前記反射光画像の青色および緑色の画像信号の比に基づいて前記励起光の減衰割合を求め、前記反射光画像の緑色および前記単色光画像の赤色の画像信号の比に基づいて前記自家蛍光の減衰割合を求め、前記励起光の減衰割合と前記自家蛍光の減衰割合とを掛け合わせて全減衰割合を求め、該求めた全減衰割合を用いて前記自家蛍光画像の画像信号を補正するものであることが好ましい。

また、前記画像補正部は、前記反射光画像の青色および緑色の画像信号の比と前記励起光に対応する血液の量との関係を表す第３変換テーブル、該励起光に対応する血液の量と前記励起光の減衰割合との関係を表す第４変換テーブル、前記反射光画像の緑色および前記単色光画像の赤色の画像信号の比と前記自家蛍光に対応する血液の量との関係を表す第５変換テーブル、および、該自家蛍光に対応する血液の量と前記自家蛍光の減衰割合との関係を表す第６変換テーブルを有し、前記第３変換テーブルを用いて、前記反射光画像の青色および緑色の画像信号の比から前記励起光に対応する血液の量を求め、前記第４変換テーブルを用いて、該励起光に対応する血液の量から前記励起光の減衰割合を求め、前記第５変換テーブルを用いて、前記反射光画像の緑色および前記単色光画像の赤色の画像信号の比から前記自家蛍光に対応する血液の量を求め、前記第６変換テーブルを用いて、該自家蛍光に対応する血液の量から前記自家蛍光の減衰割合を求めるものであることが好ましい。

また、前記画像補正部は、前記第３および第４変換テーブルを合成して得られる、前記反射光画像の青色および緑色の画像信号の比と前記励起光の減衰割合との関係を表す変換テーブルを用いて、前記反射光画像の青色および緑色の画像信号の比から前記励起光の減衰割合を求め、前記第５および第６変換テーブルを合成して得られる、前記反射光画像の緑色および前記単色光画像の赤色の画像信号の比と前記自家蛍光の減衰割合との関係を表す変換テーブルを用いて、前記反射光画像の緑色および前記単色光画像の赤色の画像信号の比から前記自家蛍光の減衰割合を求めるものであることが好ましい。

また、前記励起光は、中心波長４０５ｎｍの光を含み、前記単色光は、中心波長６３０ｎｍの光を含み、前記自家蛍光物質はポルフィリンであることが好ましい。

前記照明光は、白色光であることが好ましい。

本発明によれば、反射光画像の画像信号に基づいて励起光および自家蛍光の減衰割合を求め、減衰割合を用いて自家蛍光画像の画像信号を補正することにより、自家蛍光画像から、血液による光の吸収の影響を排除することができ、血液量の大小によらず、自家蛍光物質の大小に応じた自家蛍光画像を得ることができる。本発明によれば、自家蛍光物質の大小と、血液による吸収の大小とを区別することができるため、自家蛍光観察モードにおける診断能力を向上させることができる。

本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図である。 図１に示す内視鏡診断装置の内部構成を表す第１実施形態のブロック図である。 図１に示す内視鏡診断装置の内視鏡挿入部の先端部の様子を表す概念図である。 自家蛍光物質の光の吸収強度特性を表す一例のグラフである。 自家蛍光物質の蛍光強度特性を表す一例のグラフである。 （Ａ）は、通常光画像のＲ色およびＧ色の画像信号比Ｒ２／Ｇ２と血液量との関係を表す第１変換テーブルのグラフ、（Ｂ）は、血液量Ｃと減衰割合Ａとの関係を表す第２変換テーブルのグラフである。 図２に示す第１実施形態の内視鏡診断装置の作用を表す概念図である。 図１に示す内視鏡診断装置の内部構成を表す第２実施形態のブロック図である。 （Ａ）は、通常光画像のＧ色およびＢ色の画像信号比Ｇ２／Ｂ２と血液量との関係を表す第３変換テーブルのグラフ、（Ｂ）は、血液量Ｃ１と励起光減衰割合Ａ１との関係を表す第４変換テーブルのグラフである。 （Ａ）は、単色光画像のＲ色および通常光画像のＧ色との画像信号比Ｒ３／Ｇ２と血液量との関係を表す第５変換テーブルのグラフ、（Ｂ）は、血液量Ｃ２と蛍光減衰割合Ａ２との関係を表す第６変換テーブルのグラフである。 図８に示す第２実施形態の内視鏡診断装置の作用を表す概念図である。

以下、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係る内視鏡診断装置を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図、図２は、その内部構成を表す第１実施形態のブロック図である。これらの図に示す内視鏡診断装置１０Ａは、波長範囲の異なる複数の光を発生する光源装置１２Ａと、光源装置１２Ａから発せられる光を導光して被検者の被観察領域に照射し、被検者からの反射光ないし自家蛍光を撮像する内視鏡装置１４Ａと、内視鏡装置１４Ａで撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置１６と、プロセッサ装置１６から出力される内視鏡画像を表示する表示装置１８と、入力操作を受け付ける入力装置２０とによって構成されている。

ここで、内視鏡診断装置１０Ａは、通常光（白色光）を被検者に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を表示（観察）する通常光観察モード（白色光観察モード）と、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被検者に照射し、自家蛍光を撮像して自家蛍光画像（特殊光画像）を表示する自家蛍光観察モード（特殊光観察モード）とを有する。各観察モードは、内視鏡装置１４Ａの切り替えスイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、適宜切り替えられる。

光源装置１２Ａは、光源制御部２２と、それぞれ中心波長の異なるレーザ光を発する２種のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２と、コンバイナ（合波器）２４と、カプラ（分波器）２６とによって構成されている。

本実施形態において、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からは、それぞれ、中心波長が４０５ｎｍ、４４５ｎｍである、所定の波長範囲（例えば、中心波長±１０ｎｍ）の狭帯域光が発せられる。レーザ光源ＬＤ１は、生体組織内の自家蛍光物質、例えば、ポルフィリン（Porphyrin）、ＮＡＤＨ（Nicotinamide Adenine dinucleotideの還元型）、ＮＡＤＰＨ（Nicotinamide Adenine dinucleotide Phosphateの還元型）、ＦＡＤ（Flavin Adenine Dinucleotide）等から自家蛍光を発光させるための励起光を照射する光源である。また、レーザ光源ＬＤ２は、後述するように、蛍光体から白色光（疑似白色光）を発生させるための励起光を発生する光源（白色光光源）である。

レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２は、後述するプロセッサ装置１６の制御部によって制御される光源制御部２２によりそれぞれ個別にオンオフ制御および光量制御が行われ、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の発光のタイミングや光量比率は変更自在になっている。レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２としては、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を用いることもできる。

なお、通常光を発生するための通常光光源は、励起光および蛍光体の組合せに限定されず、白色光を発するものであればよく、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）などを利用することもできる。自家蛍光観察用の励起光を発生するための励起光光源も、レーザ光源（半導体レーザ）に限定されず、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる十分な強度の励起光を照射できる各種の光源、例えば、白色光光源と帯域制限フィルタとの組合せ等を利用することができる。

また、通常光観察用の励起光の波長（中心波長、狭帯域光の波長範囲）は、特に制限はなく、蛍光体から疑似白色光を発生させることができる波長の励起光が、全て利用可能である。自家蛍光観察用の励起光の波長も、特に制限はなく、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる波長の励起光が、全て利用可能であり、例えば、波長３７０〜４７０ｎｍの光、特に、波長４００〜４５０ｎｍの光を、好適に利用することができる。

また、本実施形態では、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍの励起光を使用しているが、自家蛍光観察用の励起光の数は１つに限定されず、発光させようとする自家蛍光の種類に応じて、１以上の励起光を使用すればよい。

本実施形態の光源装置１２Ａおよび蛍光体は本発明の光源部を構成する。本発明の光源部は、白色光に限らず、緑色および赤色の光、もしくは、青色および緑色の光を少なくとも含む照明光、ならびに、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から１以上の自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる１以上の励起光を発するものである。

光源制御部２２は、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１を消灯、レーザ光源ＬＤ２を点灯する。また、光源制御部２２は、自家蛍光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２を順番に点灯する。

各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２から発せられるレーザ光は、集光レンズ（図示略）を介してそれぞれ対応する光ファイバに入力され、コンバイナ２４により合波され、カプラ２６により４系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。コンバイナ２４およびカプラ２６は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。なお、これに限らず、コンバイナ２４およびカプラ２６を用いずに、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からのレーザ光を直接コネクタ部３２Ａに送出する構成としてもよい。

続いて、内視鏡装置１４Ａは、被検者内に挿入される内視鏡挿入部の先端から４系統（４灯）の光（通常光、ないし、自家蛍光観察用の励起光）を出射する照明光学系と、被観察領域の内視鏡画像を撮像する１系統（１眼）の撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡装置１４Ａは、内視鏡挿入部２８と、内視鏡挿入部２８の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部３０と、内視鏡装置１４Ａを光源装置１２Ａおよびプロセッサ装置１６に着脱自在に接続するコネクタ部３２Ａ，３２Ｂとを備える。

内視鏡挿入部２８は、可撓性を持つ軟性部３４と、湾曲部３６と、先端部（以降、内視鏡先端部とも表記する）３８とから構成されている。

湾曲部３６は、軟性部３４と先端部３８との間に設けられ、操作部３０に配置されたアングルノブ４０の回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部３６は、内視鏡装置１４Ａが使用される被検者の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部３８を、所望の観察部位に向けることができる。

なお、図示していないが、操作部３０及び内視鏡挿入部２８の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。

内視鏡先端部３８の先端面には、図３に示すように、被観察領域へ光を照射する２系統の照明窓４２Ａ，４２Ｂ、被観察領域からの反射光ないし自家蛍光を撮像する１系統の観察窓４４の他、鉗子口４５等が配置されている。

照明窓４２Ａの奥には、２系統の光ファイバ４６Ａ，４８Ａが収納されている。光ファイバ４６Ａ，４８Ａは、光源装置１２Ａからコネクタ部３２Ａを介してスコープ先端部３８まで敷設されている。光ファイバ４６Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）にはレンズ５０Ａ等の光学系が取り付けられている。一方、光ファイバ４８Ａの先端部には蛍光体５４Ａが配置され、さらに蛍光体５４Ａの先にレンズ５２Ａ等の光学系が取り付けられている。

同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部にレンズ５０Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４６Ｂと、先端部に蛍光体５４Ｂおよびレンズ５２Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４８Ｂの、２系統の光ファイバが収納されている。

蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、レーザ光源ＬＤ２からの青色レーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光物質（例えばＹＡＧ系蛍光物質、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇）等の蛍光物質）を含んで構成される。通常光観察用の励起光が蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射されると、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる緑色〜黄色の励起発光光（蛍光）と、蛍光体５４Ａ，５４Ｂにより吸収されず透過した青色レーザ光とが合わされて、白色光（疑似白色光）が生成される。

照明窓４２Ａ側および照明窓４２Ｂ側の照明光学系は同等の構成および作用のものであって、照明窓４２Ａ，４２Ｂから同時に同等の照明光を照射させることで照明むらを防止することができる。なお、照明窓４２Ａ，４２Ｂからそれぞれ異なる照明光を照射させることもできる。また、４系統の照明光を出射する照明光学系を有することは必須ではなく、例えば、２系統ないし１系統の照明光を出射する照明光学系でも同等の機能を実現することができる。

一方、観察窓４４の奥には、レンズ５６等の光学系が取り付けられ、レンズ５６の奥には、被観察領域の画像情報を取得するＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子５８が取り付けられている。

撮像素子５８は、レンズ５６からの光を受光面（撮像面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力するものであって、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を１組として、複数組の画素がマトリクス状に配列されている。撮像素子５８の受光面（光路上）には、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素に対応して、中心波長４０５ｎｍの励起光を遮光しつつ、被観察領域からの可視光の約４１０〜７２０ｎｍの波長範囲の反射光を３分割して透過する分光透過特性を有する、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタが設けられている。つまり、カラーフィルタは、自家蛍光観察モードの場合に、中心波長４０５ｎｍの励起光を遮光するために、例えば、波長４１０ｎｍ以下の光をカットする励起光カットフィルタの役割も果たす。

本実施形態の撮像素子５８は本発明の撮像部を構成する。本発明の撮像部は、照明光（白色光）が光源部から被検者の被観察領域に照射された場合に、被検者の被観察領域からの白色光の反射光を受光して反射光画像を撮像し、かつ、励起光が光源部から被検者の被観察領域に照射された場合に、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を受光して自家蛍光画像を撮像するものである。

本実施形態では、１つの撮像素子５８で通常光画像および自家蛍光画像の両方を撮像するが、２以上の撮像素子、例えば、通常センサで通常光画像を撮像し、通常センサよりも高感度の高感度センサで自家蛍光画像を撮像する構成としてもよい。

光源装置１２Ａから光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび４８Ａ，４８Ｂによって導光された光は、内視鏡先端部３８から被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、光が照射された被観察領域からの反射光、もしくは、被観察領域の自家蛍光物質から発せられる自家蛍光がレンズ５６により撮像素子５８の受光面上に結像され、撮像素子５８により光電変換されて撮像される。撮像素子５８からは、撮像された被検者の被観察領域の撮像信号（アナログ信号）が出力される。

ここで、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ２から発せられた通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光が、照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検者の被観察領域に照射される。そして、白色光が照射された被検者の被観察領域からの反射光がレンズ５６により集光され、カラーフィルタにより分光され、撮像素子５８によって通常光画像が撮像される。

一方、自家蛍光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１から発せられた自家蛍光観察用の励起光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、内視鏡先端部３８から、被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、励起光が照射された被検者の被観察領域の自家蛍光物質から発せられる自家蛍光がレンズ５６により集光され、カラーフィルタにより励起光をカットしつつ分光され、撮像素子５８によって自家蛍光画像が撮像される。

また、自家蛍光観察モードにおいて、レーザ光源ＬＤ２から通常光観察用の励起光が発せられる場合の動作は、通常光観察モードの場合と同じである。

以下の説明では、自家蛍光画像のＲ色、Ｇ色、Ｂ色の画像信号を、それぞれ、Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１とし、通常光画像のＲ色、Ｇ色、Ｂ色の画像信号を、それぞれ、Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２とする。

撮像素子５８から出力される画像（通常光画像、自家蛍光画像）の撮像信号（アナログ信号）は、スコープケーブル６２を通じてＡ／Ｄ変換器６４に入力される。Ａ／Ｄ変換器６４は、撮像素子５８からの撮像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部３２Ｂを介してプロセッサ装置１６の画像処理部７０に入力される。

続いて、プロセッサ装置１６は、制御部６８と、画像処理部７０と、記憶部７２とを備えている。制御部６８には、表示装置１８および入力装置２０が接続されている。プロセッサ装置１６は、内視鏡装置１４Ａの切り替えスイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、光源装置１２Ａの光源制御部２２を制御するとともに、内視鏡装置１４Ａから入力される画像信号を画像処理し、表示用画像を生成して表示装置１８に出力する。

制御部６８は、内視鏡装置１４Ａの切り替えスイッチ６６や入力装置２０からの指示、例えば、観察モード等の指示に基づいて、画像処理部７０および光源装置１２Ａの光源制御部２２の動作を制御する。

画像処理部７０は、制御部６８の制御の下で、観察モードに基づき、通常光画像、自家蛍光画像の画像種別に応じて、内視鏡装置１４Ａから入力される画像信号に対して所定の画像処理を施す。画像処理部７０は、通常光画像処理部７０Ａと、自家蛍光画像処理部７０Ｂとを備えている。

通常光画像処理部７０Ａは、通常光観察モードの場合に、Ａ／Ｄ変換器６４から供給される通常光画像の画像信号（画像データ）に対して、通常光画像に適した所定の画像処理を施し、通常光画像信号（通常光画像）を出力（生成）する。

自家蛍光画像処理部７０Ｂは、自家蛍光観察モードの場合に、Ａ／Ｄ変換器６４から供給される自家蛍光画像の画像信号（画像データ）に対して、自家蛍光画像に適した所定の画像処理を施し、自家蛍光画像信号（自家蛍光画像）を出力（生成）する。自家蛍光画像処理部７０Ｂは、自家蛍光画像から、血液による光の吸収の影響を排除するために、通常光画像の画像信号に基づいて、自家蛍光画像の画像信号を補正する。

本実施形態の画像処理部７０は本発明の画像補正部を構成する。本発明の画像補正部は、励起光、および、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光が血液により吸収され、血液の量に応じて低下する減衰割合の情報を有し、血液の量に対応する減衰割合の情報の中から、反射光画像の画像信号に対応する減衰割合を求め、求めた減衰割合を用いて自家蛍光画像の画像信号を補正するものである。

画像処理部７０で処理された画像信号は、制御部６８に送られる。制御部６８では、観察モードに従って、通常光画像信号、自家蛍光画像信号に基づき、通常光画像、もしくは、通常光画像および自家蛍光画像の合成画像が表示装置１８に表示される。制御部６８は、補正後の自家蛍光画像のＧ色の画像信号をＧチャンネル、Ｒ色の画像信号をＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てて、補正後の自家蛍光画像を表示装置１８に疑似カラー表示させる。

また、制御部６８の制御により、通常光画像信号、自家蛍光画像信号は、必要に応じて、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位として、メモリやストレージ装置からなる記憶部７２に記憶される。

以下、血液による光の吸収について説明する。

図４は、自家蛍光物質の光の吸収強度特性を表す一例のグラフである。同図の縦軸は自家蛍光物質の光の吸収強度（a.u.：任意単位）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフには、腫瘍と相関のある自家蛍光物質であるＦＡＤおよびポルフィリンの吸収強度特性が示されている。また、同図には、本実施形態で用いられるレーザ光の中心波長４０５ｎｍ，４４５ｎｍも示されている。

ＦＡＤは、約２７０〜５４０ｎｍの波長範囲の光を吸収する特性を有する。ＦＡＤの光の吸収強度は、波長が約２７０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約３８０ｎｍで１つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなり、波長約４２０ｎｍで極小を迎える。そして、吸収強度は、波長が約４２０ｎｍから大きくなるに従って再び次第に大きくなり、波長約４６０ｎｍで２つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。

ポルフィリンは、約３４０〜４５０ｎｍの波長範囲の光を吸収する特性を有する。ポルフィリンの光の吸収強度は、波長約３９０ｎｍで最大となり、それよりも波長が小さくなる、もしくは大きくなるに従って次第に小さくなる。

このグラフから分かるように、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍのレーザ光を被検者に照射することによって、主に被観察領域のポルフィリンを励起させて自家蛍光を発生させることができる。

続いて、図５は、自家蛍光物質の蛍光強度特性を表す一例のグラフである。同図の縦軸は自家蛍光物質の蛍光強度（a.u.）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフは、図４に示すグラフに対応するものであり、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍのレーザ光を被検者の被観察領域に照射した場合に、正常部および病変部の自家蛍光物質から発せられた自家蛍光の蛍光強度分布を示している。

自家蛍光観察用の励起光として中心波長４０５ｎｍのレーザ光を被検者に照射した場合、前述のように、主にポルフィリンが励起され、図５に示すように、励起光を照射した被観察領域から約４８０〜７４０ｎｍの波長範囲の自家蛍光が発せられる。

病変部の蛍光強度は、波長が約４８０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約５６０ｎｍで１つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなり、波長約６１０ｎｍで極小を迎える。そして、蛍光強度は、波長が約６１０ｎｍから大きくなるに従って再び次第に大きくなり、波長約６３０ｎｍで２つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。２つ目の極大付近が、主にポルフィリンから発せられる蛍光である。

一方、正常部の蛍光強度は、波長が約４８０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約５５０ｎｍで極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。極大付近が、主にＦＡＤから発せられる蛍光である。

癌等の病変部においては、ポルフィリンが蓄積されることが知られており、図５のグラフに示すように、病変部では正常部よりもポルフィリンの蛍光強度が強くなる。従って、ポルフィリンの蛍光強度の違いを捉えることにより、正常部と病変部とを区別することが可能である（参考文献：田村守、「シリーズ/光が拓く生命科学 第６巻 光による医学診断」、日本光生物学協会編、共立出版、２００１年３月１８日）。

続いて、自家蛍光画像から、血液による光の吸収の影響を排除する補正方法について説明する。

図６（Ａ）は、通常光画像のＲ色およびＧ色の画像信号比Ｒ２／Ｇ２と血液量との関係を表す第１変換テーブルのグラフである。このグラフの縦軸は血液量Ｃ、横軸は画像信号比Ｒ２／Ｇ２である。画像信号比Ｒ２／Ｇ２は、ヘモグロビンの光の吸収係数の特性から血液量Ｃと正の相関がある。このグラフから、画像信号比Ｒ２／Ｇ２が大きくなるに従って、被検者の被観察領域に含まれる血液量Ｃが多くなることが分かる。

続いて、図６（Ｂ）は、血液量Ｃと減衰割合Ａとの関係を表す第２変換テーブルのグラフである。このグラフの縦軸は減衰割合Ａ、横軸は血液量Ｃである。前述のように、励起光および自家蛍光の吸収量、つまり、減衰割合Ａは、血液量Ｃと正の相関がある。このグラフから、被検者の被観察領域に含まれる血液量Ｃが多くなるに従って、減衰割合Ａが大きくなることが分かる。

なお、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すグラフ（減衰割合の情報）は、あらかじめ実験的に算出することができる。また、これら２つのグラフを合成して１つのグラフにしてもよい。また、これらのグラフに示す関係は、テーブルや算出関数等の形式で実現することができる。

図６（Ａ）のグラフ（画像信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する減衰割合の情報）から、画像信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する血液量Ｃを求め、図６（Ｂ）のグラフから、求めた血液量Ｃに対応する減衰割合Ａを求める。そして、求めた減衰割合Ａを用いて、下記式（１）により、自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１を補正し、補正後の自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１’を求める。
Ｒ１’＝Ｒ１／（１−Ａ） … （１）

これにより、自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１、本実施形態の場合には、主としてポルフィリンから発せられる自家蛍光の成分を補正し、血液量Ｃの大小によらず、自家蛍光物質の量の大小に応じた自家蛍光画像を得ることができる。

上記説明では、画像信号比Ｒ２／Ｇ２に基づいて、自家蛍光画像の画像信号を補正しているが、画像信号比Ｒ２／Ｇ２を用いることは必須ではない。例えば、画像信号比Ｒ２／Ｇ２の代わりに、画像信号比Ｇ２／Ｂ２またはＲ２／Ｂ２を使用するなど、血液量と相関のある、通常光画像の画像信号（画像信号比を含む）に基づいて、自家蛍光画像の画像信号を補正することができる。

また、上記説明では、ポルフィリンから発せられる自家蛍光のピークの発光波長６３０ｎｍに対応する自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１だけを補正しているが、図５のグラフに示すように、ポルフィリンから発せられる自家蛍光にはＧ色の成分も含まれているため、Ｇ色の画像信号Ｇ１も補正することにより、補正精度を向上させることができる。なお、ポルフィリンから発せられる自家蛍光のＢ色の成分はほとんどないため、Ｂ色の画像信号Ｂ１を補正しなくても問題はない。

また、上記説明では、自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１を補正しているが、ポルフィリンではなく、例えば、ＦＡＤの場合、図５のグラフに示すように、ＦＡＤから発せられる自家蛍光の中心波長は５５０ｎｍであるから、Ｒ色の画像信号Ｒ１よりもＧ色の画像信号Ｇ１の方を優先的に補正することが望ましい。このように、自家蛍光物質に応じて、画像信号を補正すべき色の成分を適宜決定する必要がある。

次に、内視鏡診断装置１０Ａの作用を説明する。

通常光観察モードの場合、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１が消灯され、レーザ光源ＬＤ２が点灯される。レーザ光源ＬＤ２から発せられた中心波長４４５ｎｍのレーザ光は蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから白色光が発せられる。蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられた白色光は被検者に照射され、その反射光が撮像素子５８で受光されて、通常光画像が撮像される。通常光画像は、そのＢ，Ｇ，Ｒ色の画像信号に基づいてカラー表示される（通常光画像処理）。

自家蛍光観察モードの場合、図７に示すように、例えば、２フレームを単位として、撮像が繰り返し行われる。２フレームのうち、１フレーム目では自家蛍光画像が撮像され、２フレーム目では通常光画像が撮像される。

まず、１フレーム目では、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１が点灯され、レーザ光源ＬＤ２が消灯される。レーザ光源ＬＤ１から発せられた中心波長４０５ｎｍのレーザ光が被検者に照射されることによって、被検者から発せられた自家蛍光が、励起光をカットしつつ撮像素子５８に受光され、自家蛍光画像が撮像される。自家蛍光画像信号は、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。

続く、２フレーム目では、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ２が点灯され、レーザ光源ＬＤ１が消灯され、通常光観察モードの場合と同じように、通常光画像が撮像される。通常光画像は、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。

続いて、自家蛍光画像処理部７０Ｂにおいて、記憶部７２に記憶された、自家蛍光画像信号、通常光画像の画像信号を用いて、図６（Ａ）に示すグラフから、画像信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する血液量Ｃが求められ、図６（Ｂ）に示すグラフから、求めた血液量Ｃに対応する減衰割合Ａが求められる。そして、求めた減衰割合Ａから、前述の式（１）により自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１が補正される。これにより、自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１から、血液による光の吸収の影響を排除することができる。

そして、通常光画像と補正後の自家蛍光画像とが合成され、その合成画像が表示装置１８に表示される。自家蛍光画像は、制御部６８の制御により、補正後の自家蛍光画像のＧ色の画像信号をＧチャンネル、Ｒ色の画像信号をＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てることによって表示装置１８に疑似カラー表示される（自家蛍光画像処理）。

以上のように、内視鏡診断装置１０Ａでは、自家蛍光画像から、血液による光の吸収の影響を排除し、自家蛍光物質の量の大小と、血液による吸収の大小とを区別することができるため、自家蛍光観察モードにおける診断能力を向上させることができる。

なお、自家蛍光観察モードの場合、２フレームを単位として、撮像を繰り返し行うことは必須ではない。また、自家蛍光画像を疑似カラー表示することは必須ではないし、自家蛍光画像を疑似カラー表示する場合に、どの色のチャンネルの画像信号をどの色のチャンネルに割り当てるのかは任意である。また、自家蛍光物質は、ポルフィリンおよびＦＡＤに限定されない。

内視鏡診断装置１０Ａでは、画像信号比Ｒ２／Ｇ２に基づいて、自家蛍光画像の画像信号を補正しているが、励起光と自家蛍光とは波長帯域が本来異なり、ヘモグロビン吸収係数も、励起光の中心波長４０５ｎｍと自家蛍光のピークの発光波長６３０ｎｍとでは大きく異なる。つまり、血液による励起光の吸収と自家蛍光の吸収とを個別に扱うことにより、血液による光の吸収に係る自家蛍光の減衰の補正精度を向上させることができる。

次に、血液による励起光および自家蛍光の減衰割合を個別に求め、求めた減衰割合に基づいて、自家蛍光画像を補正する実施形態について説明する。

図８は、図１に示す内視鏡診断装置の内部構成を表す第２実施形態のブロック図である。同図に示す内視鏡診断装置１０Ｂは、図２に示す内視鏡診断装置１０Ａと比べて、光源装置１２Ｂおよび内視鏡装置１４Ｂの構成の一部だけが異なるものであるから、これ以外の同じ構成要素には同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。以下、両者の間で異なる部分を中心に説明を行う。

光源装置１２Ｂは、図２に示す内視鏡診断装置１０Ａの光源装置１２Ａにおいて、さらに、レーザ光源ＬＤ３を備えている。レーザ光源ＬＤ３からは、中心波長６３０ｎｍである、所定の波長範囲の単色光（狭帯域光）が発せられる。レーザ光源ＬＤ３は、レーザ光源ＬＤ１によって励起される自家蛍光物質（本実施形態では、ポルフィリン）から発せられる自家蛍光のピークの発光波長と同じ波長域の単色光を照射する光源である。なお、光源装置１２Ｂは、１つの単色光を発するものに限定されず、１以上の単色光を発するものであればよい。

光源制御部２２は、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ３を消灯、レーザ光源ＬＤ２を点灯する。また、光源制御部２２は、自家蛍光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３を順番に点灯する。

続いて、内視鏡装置１４Ｂは、図２に示す内視鏡診断装置１０Ａの内視鏡装置１４Ａにおいて、撮像素子５８の代わりに、ハーフミラー５７および撮像素子５８Ａ，５８Ｂを備え、Ａ／Ｄ変換器６４の代わりに、Ａ／Ｄ変換器６４Ａ、６４Ｂを備えている。

ハーフミラー５７は、観察窓４４に取り付けられたレンズ５６の奥に設けられている。そして、ハーフミラー５７を透過する透過光の光路の先、および、ハーフミラー５７で反射される反射光の光路の先に、それぞれ、撮像素子５８Ａ、５８Ｂが取り付けられている。撮像素子５８Ａ（通常センサ）は通常光観察用（通常光画像および後述する単色光画像の撮像用）、撮像素子５８Ｂ（高感度センサ）は自家蛍光観察用（自家蛍光画像の撮像用）である。自家蛍光の信号強度（蛍光強度）は微弱であるため、本実施形態では、自家蛍光観察用の撮像素子５８Ｂとして、通常光観察用の撮像素子５８Ａよりも高感度のものが使用されている。

撮像素子５８Ａ，５８Ｂは、レンズ５６からの光（透過光、反射光）を受光面（撮像面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力するものであって、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を１組として、複数組の画素がマトリクス状に配列されている。撮像素子５８Ａの受光面（光路上）には、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素に対応して、被観察領域からの可視光の約３７０〜７２０ｎｍの波長範囲の反射光を３分割して透過する分光透過特性を有する、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタが設けられている。また、撮像素子５８Ｂの受光面（光路上）には、Ｒ画素、Ｇ画素に対応して、中心波長４０５ｎｍの励起光を遮光しつつ、自家蛍光物質から発せられる、Ｒ色、Ｇ色の約５００〜７００ｎｍの波長範囲の自家蛍光を２分割して透過する分光透過特性を有する、Ｒ色、Ｇ色のカラーフィルタが設けられている。つまり、撮像素子５８Ｂのカラーフィルタは、自家蛍光観察モードの場合に、中心波長４０５ｎｍの励起光を遮光するために、例えば、波長４１０ｎｍ以下の光をカットする励起光カットフィルタの役割も果たす。

光源装置１２Ｂから光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび４８Ａ，４８Ｂによって導光された光は、内視鏡先端部３８から被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、光が照射された被観察領域からの反射光、もしくは、被観察領域の自家蛍光物質から発せられる自家蛍光がレンズ５６により撮像素子５８Ａ、５８Ｂの受光面上に結像され、撮像素子５８Ａ、５８Ｂにより光電変換されて撮像される。撮像素子５８Ａ、５８Ｂからは、撮像された被検者の被観察領域の撮像信号（アナログ信号）が出力される。

ここで、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ２から発せられた通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光が、照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検者の被観察領域に照射される。そして、白色光が照射された被検者の被観察領域からの反射光がレンズ５６により集光され、カラーフィルタにより分光され、撮像素子５８Ａによって通常光画像が撮像される。

一方、自家蛍光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１から発せられた自家蛍光観察用の励起光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、内視鏡先端部３８から、被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、励起光が照射された被検者の被観察領域の自家蛍光物質から発せられる自家蛍光がレンズ５６により集光され、カラーフィルタにより励起光をカットしつつ分光され、撮像素子５８Ｂによって自家蛍光画像が撮像される。

自家蛍光観察モードにおいて、レーザ光源ＬＤ２から通常光観察用の励起光が発せられる場合の動作は、通常光観察モードの場合と同じである。

また、自家蛍光観察モードにおいて、レーザ光源ＬＤ３から発せられた中心波長６３０ｎｍの単色光は光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射される。蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、中心波長６３０ｎｍの単色光により励起されることはなく、中心波長６３０ｎｍの単色光は、蛍光体５４Ａ，５４Ｂを通過して、内視鏡先端部３８から、被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、単色光が照射された被検者の被観察領域からの反射光がレンズ５６により集光され、カラーフィルタにより分光され、撮像素子５８Ａによって単色光画像が撮像される。

以下の説明では、自家蛍光画像のＲ色、Ｇ色の画像信号を、それぞれ、Ｒ１，Ｇ１通常光画像のＲ色、Ｇ色、Ｂ色の画像信号を、それぞれ、Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２、単色光画像のＲ色の画像信号を、Ｒ３とする。

なお、中心波長６３０ｎｍの単色光を光ファイバ４６Ａ，４６Ｂにより導光することもできる。本実施形態では、後述するように、自家蛍光画像から、血液による光の吸収の影響を排除するために、通常光画像のＧ色の画像信号Ｇ２と、単色光画像のＲ色の画像信号Ｒ３との画像信号比Ｒ３／Ｇ２を使用する。そのため、画像信号Ｇ２と画像信号Ｒ３とが同じ撮像条件となるように、中心波長６３０ｎｍの単色光を通常光画像と同じ光ファイバ４８Ａ，４８Ｂにより導光することが望ましい。

撮像素子５８Ａ，５８Ｂから出力される画像（通常光画像、自家蛍光画像）の撮像信号（アナログ信号）は、それぞれ、スコープケーブル６２Ａ，６２Ｂを通じてＡ／Ｄ変換器６４Ａ，６４Ｂに入力される。Ａ／Ｄ変換器６４Ａ，６４Ｂは、それぞれ、撮像素子５８Ａ，５８Ｂからの撮像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部３２Ｂを介してプロセッサ装置１６の画像処理部７０に入力される。

以下、自家蛍光画像から、血液による光の吸収の影響を排除する補正方法について説明する。

図９（Ａ）は、通常光画像のＧ色およびＢ色の画像信号比Ｇ２／Ｂ２と血液量との関係を表す第３変換テーブルのグラフである。このグラフの縦軸は励起光に対応する血液量Ｃ１、横軸は画像信号比Ｇ２／Ｂ２である。また、同図（Ｂ）は、血液量Ｃ１と励起光減衰割合Ａ１との関係を表す第４変換テーブルのグラフである。このグラフの縦軸は励起光減衰割合Ａ１、横軸は血液量Ｃ１である。

図９は図６と同様のグラフであり、励起光の中心波長４０５ｎｍに近い波長帯域の画像信号比Ｇ２／Ｂ２を使用することにより、血液による励起光の吸収の影響（血液量Ｃ１）を求め、血液による励起光の減衰割合Ａ１を求めることができる。また、図９（Ａ）および（Ｂ）を合成して１つのグラフにしてもよい。

図１０（Ａ）は、単色光画像のＲ色および通常光画像のＧ色との画像信号比Ｒ３／Ｇ２と血液量との関係を表す第５変換テーブルのグラフである。このグラフの縦軸は自家蛍光に対応する血液量Ｃ２、横軸は画像信号比Ｒ３／Ｇ２である。また、同図（Ｂ）は、血液量Ｃ２と蛍光減衰割合Ａ２との関係を表す第６変換テーブルのグラフである。このグラフの縦軸は蛍光減衰割合Ａ２、横軸は血液量Ｃ２である。

図１０も図６と同様のグラフであり、自家蛍光のピークの発光波長６３０ｎｍに近い波長帯域の画像信号比Ｒ３／Ｇ２を使用することにより、血液による自家蛍光の吸収の影響（血液量Ｃ２）を求め、血液による自家蛍光の減衰割合Ａ２を求めることができる。また、図１０（Ａ）および（Ｂ）を合成して１つのグラフにしてもよい。

図９のグラフから、画像信号比Ｇ２／Ｂ２に対応する血液量Ｃ１を求め、求めた血液量Ｃ１に対応する励起光減衰割合Ａ１を求める。また、図１０のグラフから、画像信号比Ｒ３／Ｇ２に対応する血液量Ｃ２を求め、求めた血液量Ｃ２に対応する蛍光減衰割合Ａ２を求める。そして、求めた励起光減衰割合Ａ１と蛍光減衰割合Ａ２とを掛け合わせて全減衰割合Ａ３を求め、求めた全減衰割合Ａ３用いて、下記式（２）により、自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１を補正し、補正後の自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１’を求める。
Ｒ１’＝Ｒ１／（１−Ａ３） … （２）

これにより、血液による励起光の吸収の影響と自家蛍光の吸収の影響とを、各々独立して正確に求めることができるため、自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１の補正精度をさらに向上させることができる。

次に、内視鏡診断装置１０Ｂの作用を説明する。

通常光観察モードの場合、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ３が消灯され、レーザ光源ＬＤ２が点灯される。レーザ光源ＬＤ２から発せられた中心波長４４５ｎｍのレーザ光は蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから白色光が発せられる。蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられた白色光は被検者に照射され、その反射光が撮像素子５８Ａで受光されて、通常光画像が撮像される。通常光画像は、そのＢ，Ｇ，Ｒ色の画像信号に基づいてカラー表示される（通常光画像処理）。

自家蛍光観察モードの場合、図１１に示すように、例えば、３フレームを単位として、撮像が繰り返し行われる。３フレームのうち、１フレーム目では自家蛍光画像、２フレーム目では通常光画像、３フレーム目では単色光画像がそれぞれ撮像される。

まず、１フレーム目では、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１が点灯され、レーザ光源ＬＤ２，ＬＤ３が消灯される。レーザ光源ＬＤ１から発せられた中心波長４０５ｎｍのレーザ光が被検者に照射されることによって、被検者から発せられた自家蛍光が、励起光をカットしつつ撮像素子５８Ｂに受光され、自家蛍光画像が撮像される。自家蛍光画像は、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。

続く、２フレーム目では、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ２が点灯、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ３が消灯され、通常光観察モードの場合と同じように、通常光画像が撮像される。通常光画像は、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。

３フレーム目では、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ３が点灯され、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２が消灯される。レーザ光源ＬＤ３から発せられた中心波長６３０ｎｍのレーザ光が蛍光体５４Ａ，５４Ｂを通過して被検者に照射され、その反射光が撮像素子５８Ａで受光されて、単色光画像が撮像される。単色光画像は、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。

続いて、自家蛍光画像処理部７０Ｂにおいて、記憶部７２に記憶された、自家蛍光画像信号、通常光画像、単色光画像の画像信号を用いて、図９に示すグラフから、画像信号比Ｇ２／Ｂ２に対応する血液量Ｃ１が求められ、求めた血液量Ｃ１に対応する励起光減衰割合Ａ１が求められる。また、図１０に示すグラフから、画像信号比Ｒ３／Ｇ２に対応する血液量Ｃ２が求められ、求めた血液量Ｃ２に対応する蛍光減衰割合Ａ２が求められる。そして、求めた励起光減衰割合Ａ１と蛍光減衰割合Ａ２とが掛け合わされて全減衰割合Ａ３が求められ、前述の式（２）により自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１が補正される。これにより、自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１から、血液による光の吸収の影響が排除される。これ以後の動作は、第１実施形態の場合と同じである。

このように、励起光と自家蛍光とで別々に血液量を算出して、自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１を補正することにより、第１実施形態の場合と比べて、さらに、補正精度を向上させることができ、自家蛍光観察モードにおける診断能力を向上させることができる。

なお、第１実施形態の内視鏡診断装置１０Ａにおいて、自家蛍光観察モードの２フレーム目で撮像された通常光画像の画像信号から、分光推定技術を利用して、例えば、波長４４５ｎｍに相当する第１分光画像の画像信号、および、波長６３０ｎｍに相当する第２分光画像の画像信号を求め、これら第１および第２分光画像の画像信号を用いて、第２実施形態の内視鏡診断装置１０Ｂの作用のように、自家蛍光画像のＲ色の画像信号Ｒ１を補正することもできる。

ここで、第１分光画像は、通常光画像のＢ色のピークの波長４４５ｎｍを中心波長とする分光画像（通常光画像のＢ色の画像信号Ｂ２に相当）であり、第２分光画像は、自家蛍光のＲ色のピークの発光波長６３０ｎｍを中心波長とする分光画像（単色光画像のＲ色の画像信号Ｒ３に相当）である。

第１実施形態の内視鏡診断装置１０Ａで用いられる分光推定方法は、何ら制限されず、従来公知の方法を含む、各種の分光推定方法を用いることができる。例えば、分光推定方法として、特開２００３−９３３３６号公報に開示された方法、すなわち、照明用光源の分光特性および被検者内の反射特性に基づいて求められた所定の係数（マトリックス）を用いて、通常光画像のＲ色、Ｇ色、Ｂ色のカラー画像信号から所定の波長に相当する分光画像信号を生成する方法を用いることができる。

本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０Ａ、１０Ｂ 内視鏡診断装置
１２Ａ、１２Ｂ 光源装置
１４Ａ、１４Ｂ 内視鏡装置
１６ プロセッサ装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２２ 光源制御部
２４ コンバイナ
２６ カプラ
２８ 内視鏡挿入部
３０ 操作部
３２Ａ，３２Ｂ コネクタ部
３４ 軟性部
３６ 湾曲部
３８ 先端部
４０ アングルノブ
４２Ａ，４２Ｂ 照明窓
４４ 観察窓
４５ 鉗子口
４６Ａ，４６Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ 光ファイバ
５０Ａ，５０Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５６ レンズ
５４Ａ，５４Ｂ 蛍光体
５７ ハーフミラー
５８、５８Ａ、５８Ｂ 撮像素子
６２、６２Ａ、６２Ｂ スコープケーブル
６４、６４Ａ、６４Ｂ Ａ／Ｄ変換器
６６ 切り替えスイッチ
６８ 制御部
７０ 画像処理部
７０Ａ 通常光画像処理部
７０Ｂ 自家蛍光画像処理部
７２ 記憶部
ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３ レーザ光源

Claims (11)

1. 緑色および赤色の光、もしくは、青色および緑色の光を少なくとも含む照明光、ならびに、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から１以上の自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる１以上の励起光を発する光源部と、
   前記照明光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域からの照明光の反射光を受光して反射光画像を撮像し、かつ、前記励起光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を受光して自家蛍光画像を撮像する撮像部と、
   前記励起光、および、前記被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光が血液により吸収され、該血液の量に応じて低下する減衰割合の情報を有し、該血液の量に対応する減衰割合の情報の中から、前記反射光画像の画像信号に対応する減衰割合を求め、該求めた減衰割合を用いて前記自家蛍光画像の画像信号を補正する画像補正部とを備え、
   前記撮像部は、前記反射光画像および前記自家蛍光画像を撮像する撮像素子と、該撮像素子の光路上に配置され、青色、緑色および赤色に応じた波長範囲の光を透過し、前記励起光の波長範囲の光を透過しない分光透過特性を有するカラーフィルタとを備え、
   前記画像補正部は、前記反射光画像の緑色および赤色の画像信号の比と前記血液の量との関係を表す第１変換テーブル、および、該血液の量と前記減衰割合との関係を表す第２変換テーブルを有し、該第１変換テーブルを用いて、前記反射光画像の緑色および赤色の画像信号の比から前記血液の量を求め、前記第２変換テーブルを用いて、該求めた血液の量から前記減衰割合を求めるものであることを特徴とする内視鏡診断装置。
2. 前記撮像部は、前記反射光画像と前記自家蛍光画像とを１フレームごとに順番に撮像するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
3. 前記画像補正部は、前記第１および第２変換テーブルを合成して得られる、前記反射光画像の緑色および赤色の画像信号の比と前記減衰割合との関係を表す変換テーブルを用いて、前記反射光画像の緑色および赤色の画像信号の比から前記減衰割合を求めるものである請求項１または２に記載の内視鏡診断装置。
4. 前記励起光は、中心波長４０５ｎｍの光を含み、前記自家蛍光物質はポルフィリンである請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
5. 緑色および赤色の光、もしくは、青色および緑色の光を少なくとも含む照明光、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から１以上の自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる１以上の励起光、ならびに、前記自家蛍光のピークの発光波長を中心波長とする１以上の単色光を発する光源部と、
   前記照明光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域からの照明光の反射光を受光して反射光画像を撮像し、前記励起光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を受光して自家蛍光画像を撮像し、かつ、前記単色光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域からの単色光の反射光を受光して単色光画像を撮像する撮像部と、
   前記励起光、および、前記被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光が血液により吸収され、該血液の量に応じて低下する減衰割合の情報を有し、該血液の量に対応する減衰割合の情報の中から、前記反射光画像の画像信号に対応する減衰割合を求め、該求めた減衰割合を用いて前記自家蛍光画像の画像信号を補正する画像補正部とを備え、
   前記撮像部は、前記反射光画像と前記自家蛍光画像と前記単色光画像とを１フレームごとに順番に撮像するものであることを特徴とする内視鏡診断装置。
6. 前記撮像部は、前記反射光画像および前記単色光画像を撮像する第１撮像素子と、該第１撮像素子の光路上に配置され、青色、緑色および赤色に応じた波長範囲の光を透過するカラーフィルタと、前記自家蛍光画像を撮像する前記第１撮像素子よりも高感度の第２撮像素子と、該第２撮像素子の光路上に配置され、緑色および赤色に応じた波長範囲の光を透過し、前記励起光の波長範囲の光を透過しない分光透過特性を有するカラーフィルタを備えるものである請求項５に記載の内視鏡診断装置。
7. 前記画像補正部は、前記反射光画像の青色および緑色の画像信号の比に基づいて前記励起光の減衰割合を求め、前記反射光画像の緑色および前記単色光画像の赤色の画像信号の比に基づいて前記自家蛍光の減衰割合を求め、前記励起光の減衰割合と前記自家蛍光の減衰割合とを掛け合わせて全減衰割合を求め、該求めた全減衰割合を用いて前記自家蛍光画像の画像信号を補正するものである請求項６に記載の内視鏡診断装置。
8. 前記画像補正部は、前記反射光画像の青色および緑色の画像信号の比と前記励起光に対応する血液の量との関係を表す第３変換テーブル、該励起光に対応する血液の量と前記励起光の減衰割合との関係を表す第４変換テーブル、前記反射光画像の緑色および前記単色光画像の赤色の画像信号の比と前記自家蛍光に対応する血液の量との関係を表す第５変換テーブル、および、該自家蛍光に対応する血液の量と前記自家蛍光の減衰割合との関係を表す第６変換テーブルを有し、前記第３変換テーブルを用いて、前記反射光画像の青色および緑色の画像信号の比から前記励起光に対応する血液の量を求め、前記第４変換テーブルを用いて、該励起光に対応する血液の量から前記励起光の減衰割合を求め、前記第５変換テーブルを用いて、前記反射光画像の緑色および前記単色光画像の赤色の画像信号の比から前記自家蛍光に対応する血液の量を求め、前記第６変換テーブルを用いて、該自家蛍光に対応する血液の量から前記自家蛍光の減衰割合を求めるものである請求項７に記載の内視鏡診断装置。
9. 前記画像補正部は、前記第３および第４変換テーブルを合成して得られる、前記反射光画像の青色および緑色の画像信号の比と前記励起光の減衰割合との関係を表す変換テーブルを用いて、前記反射光画像の青色および緑色の画像信号の比から前記励起光の減衰割合を求め、前記第５および第６変換テーブルを合成して得られる、前記反射光画像の緑色および前記単色光画像の赤色の画像信号の比と前記自家蛍光の減衰割合との関係を表す変換テーブルを用いて、前記反射光画像の緑色および前記単色光画像の赤色の画像信号の比から前記自家蛍光の減衰割合を求めるものである請求項８に記載の内視鏡診断装置。
10. 前記励起光は、中心波長４０５ｎｍの光を含み、前記単色光は、中心波長６３０ｎｍの光を含み、前記自家蛍光物質はポルフィリンである請求項５〜９のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
11. 前記照明光は、白色光である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。

Images