JP5462596B2 - Fluorescence imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光薬剤が投与された被観察部に励起光を照射することによって、被観察部の蛍光薬剤から発せられた蛍光を受光して蛍光画像を撮像する蛍光画像撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a fluorescence image capturing apparatus that receives fluorescence emitted from a fluorescent agent in an observed part and shoots a fluorescent image by irradiating the observed part to which the fluorescent agent is administered with excitation light. .
従来、体腔内の組織を観察する内視鏡システムが広く知られており、白色光の照射によって体腔内の被観察部を撮像して通常画像を得て、この通常画像をモニタ画面上に表示する電子式内視鏡システムが広く実用化されている。 Conventionally, endoscope systems for observing tissue in a body cavity are widely known, and a normal image is obtained by imaging a portion to be observed in a body cavity by irradiation with white light, and this normal image is displayed on a monitor screen. Electronic endoscope systems are widely put into practical use.
また、上記のような内視鏡システムとして、たとえば、特許文献1や特許文献2には、ICG(インドシアニングリーン)などの蛍光薬剤を予め生体内に投与し、励起光を被観察部に照射して血管内のICGの蛍光を検出することによって血管の蛍光画像を取得する蛍光内視鏡システムも提案されている。
Moreover, as an endoscope system as described above, for example, in
ところで、ICGは血中からのクリアランスが速いため、時間の経過とともに血中ICG濃度が低下してしまい、鮮明な蛍光画像が得られなくなるという問題がある。 By the way, since ICG has a fast clearance from blood, there is a problem that the ICG concentration in blood decreases with time, and a clear fluorescent image cannot be obtained.
そこで、特許文献3においては、蛍光薬剤の濃度を常時測定し、濃度が一定値以下になった場合に自動投与装置によってICGを自動的に投与するか、もしくは蛍光薬剤の投与を促すような表示をモニタに出力する方法が提案されている。
Therefore, in
しかしながら、特許文献3に記載の方法のように、蛍光薬剤の濃度が常時一定以上になるよう蛍光薬剤を自動的に投与するようにしたのでは、蛍光薬剤の許容量を超えて投与する危険性がある。
However, if the fluorescent agent is automatically administered so that the concentration of the fluorescent agent is always above a certain level as in the method described in
また、初回循環を撮影する方法(1回に投与する薬剤の量を通常の1/10程度に減らして、薬剤の塊が血中を分散していく過程を画像化する方法)を行う場合には、通常の薬剤蛍光を撮影する方法に比べて投与回数が著しく増えるため、回数の管理が煩雑であるという問題がある。
さらに、特許文献4においては、蛍光薬剤の許容量を時間で制限する方法が提案されているが、この方法は蛍光薬剤のクリアランスが長く、1回の薬剤投与によってある程度長い時間観察できる場合には有効であるが、上述したような初回循環を撮影する方法においては適していない。
In addition, when performing a method of imaging the first circulation (a method of imaging the process in which the mass of the drug is dispersed in the blood by reducing the amount of the drug administered at one time to about 1/10 of the usual amount) However, since the number of administrations is remarkably increased as compared with a method for photographing normal drug fluorescence, there is a problem that the management of the number of times is complicated.
Furthermore, Patent Document 4 proposes a method for limiting the allowable amount of a fluorescent drug by time, but this method is used when the clearance of the fluorescent drug is long and a long time can be observed by a single drug administration. Although effective, it is not suitable for the method of photographing the initial circulation as described above.
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、蛍光薬剤が投与された被観察部から発せられた蛍光を受光して蛍光画像を撮像する蛍光画像撮像装置であって、蛍光薬剤が許容量を超えて患者に投与されることを回避することができる蛍光画像撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is a fluorescence image capturing apparatus that captures a fluorescence image by receiving fluorescence emitted from an observed part to which a fluorescence drug is administered. An object of the present invention is to provide a fluorescence imaging apparatus capable of avoiding administration to a patient exceeding an allowable amount.
本発明の蛍光画像撮像装置は、蛍光薬剤が投与された被観察部に励起光を照射する励起光照射部と、励起光の照射によって被観察部の蛍光薬剤から発せられた蛍光を受光して光電変換する撮像素子を有し、撮像素子によって所定の電荷蓄積期間で電荷を蓄積して蛍光画像を撮像する撮像部とを備えた蛍光画像撮像装置において、患者情報の入力を受け付ける患者情報受付部と、患者情報に応じた蛍光薬剤の投与許容量と1回あたりの投与量とに基づいて設定された蛍光薬剤の投与許容回数を取得する投与許容回数取得部と、蛍光薬剤の投与開始情報を受け付ける投与開始情報受付部と、投与開始情報を受け付けた回数と投与許容回数とに基づいて、残りの投与可能回数を取得する投与可能回数取得部とを備えたことを特徴とする。 The fluorescent imaging device of the present invention receives an excitation light irradiation unit that irradiates an observation part to which a fluorescent agent is administered with excitation light, and fluorescence emitted from the fluorescent agent in the observation part by irradiation of the excitation light. A patient information receiving unit for receiving input of patient information in a fluorescence imaging apparatus having an imaging device for photoelectric conversion, and an imaging unit for capturing a fluorescent image by accumulating charges in a predetermined charge accumulation period by the imaging device And an administration allowable number acquisition unit for acquiring a fluorescent drug administration allowable number set based on the dose of the fluorescent drug according to the patient information and the dose per administration, and administration start information of the fluorescent drug. An administration start information receiving unit for receiving, and an administration possible number acquiring unit for acquiring the remaining number of possible administrations based on the number of times of receiving administration start information and the allowable number of administrations are provided.
また、上記本発明の蛍光画像撮像装置においては、投与可能回数を表示する表示部をさらに設けることができる。 In the fluorescence imaging apparatus of the present invention, a display unit for displaying the number of administrations can be further provided.
また、投与可能回数取得部を、投与可能回数が所定の回数になった時点から、1回あたりの投与量よりも少ない投与量に基づいて設定された投与可能回数を再取得するものとすることができる。 In addition, the administration possible number acquisition unit shall re-acquire the administration possible number of times set based on a dose smaller than the dose per administration from the time when the administration possible number reaches a predetermined number. Can do.
また、投与可能回数取得部が投与可能回数を再取得した場合、励起光の強度が大きくなるように励起光照射部を制御する励起光制御部を設けることができる。 Moreover, when the administration possible number acquisition part reacquires the administration possible number, the excitation light control part which controls the excitation light irradiation part so that the intensity | strength of excitation light becomes large can be provided.
また、投与可能回数取得部が投与可能回数を再取得した場合、撮像素子の電荷蓄積期間が長くなるように撮像素子を制御する撮像素子制御部を設けることができる。 In addition, when the administration possible number acquisition unit reacquires the administration possible number, an imaging element control unit that controls the imaging element so that the charge accumulation period of the imaging element becomes long can be provided.
本発明の蛍光画像撮像装置によれば、患者情報の入力を受け付け、その患者情報に応じた蛍光薬剤の投与許容量と1回あたりの投与量とに基づいて設定された蛍光薬剤の投与許容回数を取得し、蛍光薬剤の投与開始情報を受け付け、投与開始情報を受け付けた回数と投与許容回数とに基づいて、残りの投与可能回数を取得するようにしたので、たとえば、上記投与可能回数を表示するようにした場合には、蛍光薬剤が許容量を超えて患者に投与されることを回避することができる。 According to the fluorescence imaging apparatus of the present invention, the input of patient information is accepted, and the number of times of administration of the fluorescent agent that is set based on the amount of administration of the fluorescent agent according to the patient information and the dose per administration. And receiving the administration start information of the fluorescent agent, and acquiring the remaining administration possible number of times based on the number of times of accepting the administration start information and the allowable number of administrations. In this case, it is possible to avoid that the fluorescent agent is administered to the patient beyond the allowable amount.
また、投与可能回数が所定の回数になった時点から、1回あたりの投与量よりも少ない投与量に基づいて設定された投与可能回数を再取得するようにした場合には、たとえば、操作者が所定回数の蛍光画像の撮像を終了した時点において、残りの投与可能回数以上の蛍光画像の撮像を行いたいと考えた場合に、さらに再取得した投与可能回数だけ蛍光画像の撮像を行うことができる。 In addition, when the possible number of times set based on a dose smaller than the dose per time is reacquired from the time when the possible number of times reaches a predetermined number, for example, the operator When the imaging of the predetermined number of fluorescent images is completed, if it is desired to capture fluorescent images more than the remaining number of administrations, the fluorescent images can be further acquired for the number of administrations that can be re-acquired. it can.
また、上述したように投与可能回数を再取得した場合、励起光の強度が大きくなるように制御したり、撮像素子の電荷蓄積期間が長くなるように撮像素子を制御したりした場合には、少ない投与量に応じた適切な蛍光画像の撮像を行うことができる。 In addition, when the number of possible administrations is reacquired as described above, when the intensity of excitation light is controlled to be increased, or when the image sensor is controlled so that the charge accumulation period of the image sensor is increased, Appropriate fluorescent images can be taken according to a small dose.
以下、図面を参照して本発明の蛍光画像撮像装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムについて詳細に説明する。図1は、本実施形態の硬性鏡システム1の概略構成を示す外観図である。
Hereinafter, a rigid endoscope system using an embodiment of the fluorescence image capturing apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view showing a schematic configuration of a
本実施形態の硬性鏡システム1は、図1に示すように、白色の通常光および特殊光を射出する光源装置2と、光源装置2から射出された通常光および特殊光を導光して被観察部に照射するとともに、通常光の照射により被観察部から反射された反射光に基づく通常像および特殊光の照射により被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像を撮像する硬性鏡撮像装置10と、硬性鏡撮像装置10によって撮像された画像信号に所定の処理を施す画像処理装置3と、画像処理装置3において生成された表示制御信号に基づいて被観察部の通常画像および蛍光画像を表示するモニタ4とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
硬性鏡撮像装置10は、図1に示すように、腹腔内に挿入される硬質挿入部30と、硬質挿入部30によって導光された被観察部の通常像および蛍光像を撮像する撮像ユニット20とを備えている。
As shown in FIG. 1, the rigid
また、硬性鏡撮像装置10は、図2に示すように、硬質挿入部30と撮像ユニット20とが着脱可能に接続されている。そして、硬質挿入部30は接続部材30a、挿入部材30b、ケーブル接続口30c、および照射窓30dを備えている。
In addition, as shown in FIG. 2, the rigid
接続部材30aは、硬質挿入部30(挿入部材30b)の一端側30Xに設けられており、たとえば撮像ユニット20側に形成された開口20aに嵌め合わされることにより、撮像ユニット20と硬質挿入部30とが着脱可能に接続される。
The
挿入部材30bは、腹腔内の撮影を行う際に腹腔内に挿入されるものであって、硬質な材料から形成され、たとえば、直径略5mmの円柱形状を有している。挿入部材30bの内部には、被観察部の像を結像するための対物レンズ群が収容されており、他端側30Yから入射された被観察部の通常像および蛍光像は対物レンズ群を介して一端側30Xの撮像ユニット20側に射出される。
The
挿入部材30bの側面にはケーブル接続口30cが設けられており、このケーブル接続口30cに光ケーブルLCが機械的に接続される。これにより、光源装置2と挿入部材30bとが光ケーブルLCを介して光学的に接続されることになる。
A
照射窓30dは、硬質挿入部30の他端側30Yに設けられており、光ケーブルLCによって導光された通常光および特殊光を被観察部に対し照射するものである。なお、挿入部材30b内にはケーブル接続口30cから照射窓30dまで通常光および特殊光を導光するライトガイドが収容されており(図示せず)、照射窓30dはライトガイドによって導光された通常光および特殊光を被観察部に照射するものである。
The
図3は、撮像ユニット20の概略構成を示す図である。撮像ユニット20は、硬質挿入部30内のレンズ群により結像された被観察部の蛍光像を撮像して被観察部の蛍光画像信号を生成する第1の撮像系と、硬質挿入部30内の対物レンズ群により結像された被観察部の通常像を撮像して通常画像信号を生成する第2の撮像系とを備えている。これらの撮像系は、通常像を反射するとともに、蛍光像を透過する分光特性を有するダイクロイックプリズム21によって、互いに直交する2つの光軸に分けられている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
第1の撮像系は、被観察部において反射され、ダイクロイックプリズム21を透過した特殊光をカットする特殊光カットフィルタ22と、硬質挿入部30から射出され、ダイクロイックプリズム21および特殊光カットフィルタ22を透過した蛍光像L4を結像する第1結像光学系23と、第1結像光学系23により結像された蛍光像L4を撮像する高感度撮像素子24とを備えている。
The first imaging system includes a special
第2の撮像系は、硬質挿入部30から射出され、ダイクロイックプリズム21を反射した通常像L3を結像する第2結像光学系25と、第2結像光学系25により結像された通常像L3を撮像する撮像素子26を備えている。
The second imaging system is a normal image formed by the second imaging
高感度撮像素子24は、蛍光像の波長帯域の光を高感度に検出し、蛍光画像信号に変換して出力するものである。高感度撮像素子24はモノクロの撮像素子である。
The high-
撮像素子26は、通常像の波長帯域の光を検出し、通常画像信号に変換して出力するものである。撮像素子26の撮像面には、3原色の赤(R)、緑(G)および青(B)、またはシアン(C)、マゼンダ(M)およびイエロー(Y)のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。
The
また、撮像ユニット20は、撮像制御ユニット27を備えている。撮像制御ユニット27は、撮像制御ユニット27は、高感度撮像素子24および撮像素子26の動作を制御するとともに、高感度撮像素子24から出力された蛍光画像信号および撮像素子26から出力された通常画像信号に対し、CDS/AGC(相関二重サンプリング/自動利得制御)処理やA/D変換処理を施し、ケーブル7(図1参照)を介して画像処理装置3に出力するものである。また、撮像制御ユニット27は、後述するフットペダル6の押下信号に基づいて高感度撮像素子24の撮像動作を開始させるものである。なお、本実施形態においては、高感度撮像素子24は10fpsで蛍光画像の撮像を行い、撮像素子26は30fpsで通常画像の撮像を行うものとする。
In addition, the
画像処理装置3は、図4に示すように、通常画像入力コントローラ31、蛍光画像入力コントローラ32、画像処理部33、メモリ34、ビデオ出力部35、入力受付部36、TG(タイミングジェネレータ)37および制御部38を備えている。
As shown in FIG. 4, the
通常画像入力コントローラ31および蛍光画像入力コントローラ32は、所定容量のラインバッファを備えており、撮像ユニット20の撮像制御ユニット27から出力された1フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号をそれぞれ一時的に記憶するものである。そして、通常画像入力コントローラ31に記憶された通常画像信号および蛍光画像入力コントローラ32に記憶された蛍光画像信号はバスを介してメモリ34に格納される。
The normal
画像処理部33は、メモリ34から読み出された1フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号が入力され、これらの画像信号に所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。
The
ビデオ出力部35は、画像処理部33から出力された通常画像信号および蛍光画像信号がバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ4に出力するものである。
The
入力受付部36は、患者(被検者)に関する患者情報や種々の操作指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。また、TG37は、撮像ユニット20の高感度撮像素子24、撮像素子26および後述する光源装置2のLDドライバ45を駆動するための駆動パルス信号を出力するものである。
The
制御部38は装置全体を制御するものであるが、さらに患者情報に応じた蛍光薬剤の投与許容量と1回あたりの投与量とに基づいて設定された蛍光薬剤の投与許容回数を取得する投与許容回数取得部38aと、後述するフットペダル6から出力された蛍光薬剤の投与開始信号を受け付ける投与開始情報受付部38bと、投与開始信号を受け付けた回数と上記投与許容回数とに基づいて、残りの投与可能回数を取得する投与可能回数取得部38cとを備えている。
The
光源装置2は、図4に示すように、約400nm〜700nmの広帯域の波長からなる通常光(白色光)L1を射出する通常光源40と、通常光源40から射出された通常光L1を集光する集光レンズ42と、集光レンズ42によって集光された通常光L1を透過するとともに、後述する特殊光L2を反射し、通常光L1および特殊光L2とを光ケーブルLCの入射端に入射させるダイクロイックミラー43とを備えている。なお、通常光源40としては、たとえばキセノンランプが用いられる。また、通常光源40と集光レンズ42との間には、絞り41が設けられており、ALC(Automatic light control)からの制御信号に基づいてその絞り量が制御される。
As shown in FIG. 4, the
また、光源装置2は、700nm〜800nmの可視から近赤外帯域の特殊光L2を射出するLD光源44と、LD光源44を駆動するLDドライバ45と、LD光源44から射出された特殊光L2を集光する集光レンズ46と、集光レンズ46によって集光された特殊光りL2をダイクロイックミラー43に向けて反射するミラー47とを備えている。
The
なお、本実施形態においては、蛍光色素としてICGを用いるので特殊光L2として750nm〜790nmの近赤外光を用いるものとする。また、特殊光L2としては、上記波長域の光に限定されず、蛍光色素の種類もしくは自家蛍光させる生体組織の種類によって適宜決定される。 In the present embodiment, since ICG is used as the fluorescent dye, near infrared light of 750 nm to 790 nm is used as the special light L2. Further, the special light L2 is not limited to light in the above-mentioned wavelength range, and is appropriately determined depending on the type of fluorescent dye or the type of living tissue to be autofluorescent.
LDドライバ45は、画像処理装置3の制御部38およびTG37から出力された制御信号に基づいてLD光源44を駆動するものであり、画像処理装置3の制御部38は、画像処理装置3に接続されたフットペダル6の押下信号に基づいてTG37に制御信号を出力し、TG37はフットペダル6が踏まれたときにLD光源44から特殊光L2が射出されるようにLDドライバ45に駆動パルス信号を出力するものである。
The
また、本実施形態の硬性鏡システムは、被検者の体内に薬剤を自動的に注入する薬剤自動注入装置5を備えている。図5に、薬剤自動注入装置5の概略構成を示す。薬剤自動注入装置5は、薬剤が充填されるシリンジ50と、シリンジ50がセットされる薬剤自動注入装置本体51と、駆動制御部52とを備えている。薬剤自動注入装置本体51は、シリンジ50の押し子53を移動させるための送りねじ54、キャリッジ55およびパルスモータ56を備えている。駆動制御部52は、画像処理装置3の制御部38から蛍光薬剤の投与量を示す制御信号に基づいてパルスモータ56を駆動するための駆動パルス信号を出力するものである。
In addition, the rigid endoscope system of the present embodiment includes an automatic
そして、蛍光薬剤が充填されたシリンジ50が薬剤自動注入装置本体51にセットされ、駆動制御部52からの駆動パルス信号によりパルスモータ56が駆動されると、送りねじ54によりキャリッジ55が移動し、これにより押し子53が移動し、シリンジ50から被検者の体内に向けて蛍光薬剤が送出される。
When the
なお、画像処理装置3の制御部38は、画像処理装置3に接続されたフットペダル6の押下信号に基づいて駆動制御部52に制御信号を出力し、駆動制御部52はフットペダル6が踏まれたときに蛍光薬剤が送出されるように駆動パルス信号を出力するものである。
The
また、本実施形態の硬性鏡システムの画像処理装置3にはタイマー39が設けられており、タイマー39は、画像処理装置3に接続されたフットペダル6の押下信号に基づいて、蛍光薬剤の投入開始時点からの経過時間を計測するものである。
In addition, the
そして、画像処理装置3の制御部38は、タイマー39によって計測された経過時間が、所定時間になったときにTG37を介して撮像ユニット20に制御信号を出力し、撮像ユニット20の高感度撮像素子24による蛍光画像の撮像を停止するものである。
Then, the
次に、本実施形態の硬性鏡システムの作用について、図6に示すフローチャートを参照しながら説明する。 Next, the operation of the rigid endoscope system of the present embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、光ケーブルLCが接続された硬質挿入部30およびケーブル7が撮像ユニット20に取り付けられた後、光源装置2および撮像ユニット20および画像処理装置3の電源が投入され、これらが駆動される。
First, after the
そして、画像処理装置3の入力受付部36において、患者(被検者)情報が操作者によって設定入力される(S10)。患者情報としては、具体的には、年齢、体重および観察部位などである。そして、入力受付部36において入力された患者情報は、制御部38の投与許容回数取得部38aに入力される。
Then, in the
ここで、投与許容回数取得部38aには、下表1に示すような患者情報に対応する投与許容量と1回あたりの投与量とが予め設定されている。なお、投与許容量とは、患者(被検者)に投与可能な蛍光薬剤の総投与量のことである。また、下表1は、患者情報として年齢と観察部位の情報を受け付ける場合の一例である。
また、患者情報が16歳以上の成人で観察部位が胸部である場合には、1回あたりの投与量が0.8mg(水溶液の容量は0.8ml)であり投与許容量が10mgであるので、投与許容回数としては10mg/0.8mg≒12回が取得される。 Also, if the patient information is an adult over 16 years old and the observation site is the chest, the dose per dose is 0.8 mg (the volume of the aqueous solution is 0.8 ml) and the allowable dose is 10 mg. As the allowable administration frequency, 10 mg / 0.8 mg≈12 times is acquired.
また、患者情報が15歳以下の小児で観察部位が腹部である場合には、1回あたりの投与量が0.5mg(水溶液の容量は0.5ml)であり投与許容量が5mgであるので、投与許容回数としては5mg/0.5mg=10回が取得される。 In addition, when the patient information is a child under 15 years old and the observation site is the abdomen, the dose per dose is 0.5 mg (the volume of the aqueous solution is 0.5 ml), and the allowable dose is 5 mg. As the allowable number of times of administration, 5 mg / 0.5 mg = 10 times is obtained.
また、患者情報が15歳以下の小児で観察部位が胸部である場合には、1回あたりの投与量が0.4mg(水溶液の容量は0.4ml)であり投与許容量が5mgであるので、投与許容回数としては5mg/0.4mg≒12回が取得される。 In addition, when the patient information is a child under 15 years old and the observation site is the chest, the dose per dose is 0.4 mg (the volume of the aqueous solution is 0.4 ml), and the allowable dose is 5 mg. As the allowable number of times of administration, 5 mg / 0.4 mg≈12 times is acquired.
なお、患者情報が15歳以下の小児である場合、蛍光薬剤の水溶液濃度を0.5mg/mlとしてもよい。ただし、この場合、1回あたりの蛍光薬剤の水溶液の容量は2倍に変わることになる。 When the patient information is a child under 15 years old, the concentration of the aqueous solution of the fluorescent drug may be 0.5 mg / ml. However, in this case, the volume of the aqueous solution of the fluorescent agent per one time will be doubled.
また、患者情報として、年齢、体重および観察部位を取得する場合には、下表2に示すような患者情報に対応する投与許容量と1回あたりの投与量とが予め設定される。
また、患者情報が15歳以下の体重30kgの小児であり、観察部位が腹部である場合には、1回あたりの投与量が0.5mg(水溶液の容量は0.5ml)であり投与許容量が0.25mg/kg×30kg=7.5mgであるので、投与許容回数としては7.5mg/0.5mg=15回が取得される。 In addition, when the patient information is a child with a body weight of 30 kg under the age of 15 and the observation site is the abdomen, the dose per dose is 0.5 mg (the volume of the aqueous solution is 0.5 ml) and the dose tolerance Since 0.25 mg / kg × 30 kg = 7.5 mg, 7.5 mg / 0.5 mg = 15 times is acquired as the allowable number of times of administration.
各患者情報について、上記と同様にして投与許容回数が取得される。なお、本実施形態においては、患者情報として年齢、体重および観察部位に基づいて投与許容回数を取得するようにしたが、患者情報はこれに限らず、蛍光薬剤の投与許容量および1回あたりの投与量に関係する患者情報であれば如何なる情報を用いてもよい。 For each patient information, the allowable number of times of administration is acquired in the same manner as described above. In the present embodiment, the patient allowable number of times is acquired based on age, weight, and observation site as patient information. However, patient information is not limited to this, and the allowable dose of the fluorescent drug and the per-time Any information may be used as long as it is patient information related to the dose.
また、表1はICG蛍光法の臨床研究における用量の一例である。ICGは肝機能検査と循環機能検査で薬事承認を受けているが、ICG蛍光法はこの用法を逸脱しているため、現状では、各医療機関の倫理委員会で承認された用量で使用されている。基本的には、1回あたりの投与量は薬剤の規定を満たすように設定されている。表1の胸部観察時の1回あたりの投与量は、血管を覆う内臓脂肪が少ないことから、腹部観察時に対して20%少なく設定している。 Table 1 is an example of doses in clinical studies of ICG fluorescence. ICG has received regulatory approval for liver function tests and circulatory function tests, but since the ICG fluorescence method deviates from this usage, it is currently used at a dose approved by the ethics committee of each medical institution. Yes. Basically, the dose per time is set so as to satisfy the regulations of the drug. The dose per administration at the time of chest observation in Table 1 is set to be 20% less than that at the time of abdominal observation because visceral fat covering blood vessels is small.
そして、次に操作者により硬質挿入部30が体腔内に挿入され、硬質挿入部30の先端が被観察部の近傍に設置される。
Next, the operator inserts the
そして、まず、通常画像の撮像が行われる(S14)。具体的には、光源装置2の通常光源40から射出された通常光L1が、集光レンズ42、ダイクロイックミラー43および光ケーブルLCを介して硬質挿入部30に入射され、硬質挿入部30の照射窓30dから被観察部に照射される。
First, a normal image is captured (S14). Specifically, the normal light L1 emitted from the
そして、通常光L1の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像が撮像される。具体的には、通常像の撮像の際には、通常光L1の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像L3が挿入部材30bの先端30Yから入射し、挿入部材30b内の対物レンズ群により導光されて撮像ユニット20に向けて射出される。
And the normal image based on the reflected light reflected from the to-be-observed part by irradiation of the normal light L1 is imaged. Specifically, when capturing the normal image, the normal image L3 based on the reflected light reflected from the observed portion by the irradiation of the normal light L1 is incident from the
撮像ユニット20に入射された通常像L3は、ダイクロイックプリズム21により撮像素子26に向けて直角方向に反射され、第2結像光学系25により撮像素子26の撮像面上に結像される。そして、撮像素子26においてフレーム毎に所定の電荷蓄積期間で電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じた通常画像信号がフレーム毎に出力される。
The normal image L3 incident on the
撮像素子26から出力された通常画像信号は、撮像制御ユニット27においてCDS/AGC(相関二重サンプリング/自動利得制御)処理やA/D変換処理が施された後、ケーブル7を介して画像処理装置3に出力される。
The normal image signal output from the
画像処理装置3に入力された通常画像信号は、通常画像入力コントローラ31において一時的に記憶された後、画像処理部33において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施されてメモリ34に格納される。そして、メモリ34から読み出された1フレーム毎の通常画像信号は、ビデオ出力部35に出力される(S16)。
The normal image signal input to the
そして、ビデオ出力部35は、入力された通常画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ4に出力する。そして、モニタ4は、入力された表示制御信号に基づいて通常画像を表示する(S18)。
Then, the
そして、上述したようにして通常画像の撮影および表示は常時行われるが、一方、蛍光画像の撮影については、操作者によってフットペダル6が押下されることによって開始される(S20)。具体的には、フットペダル6が押下されるとその押下信号が制御部38に出力され、制御部38は、蛍光薬剤の投与の前に、投与許容回数取得部38aにおいて設定された投与許容回数を取得し、その投与許容回数に基づいて投与可能回数を取得する(S22)。投与可能回数とは、投与許容回数から実際に蛍光薬剤を投与した回数を減算した回数である。
As described above, the normal image is captured and displayed at all times. On the other hand, the fluorescent image is captured when the operator depresses the foot pedal 6 (S20). Specifically, when the foot pedal 6 is pressed, the pressing signal is output to the
そして、制御部38は、投与可能回数>0の場合には(S24,YES)、蛍光薬剤の投与を開始する(S26)。未だ一度も蛍光薬剤を投与していない状態では、投与可能回数=投与許容回数>0となるので蛍光薬剤の投与が開始される。具体的には、制御部38から薬剤自動注入装置5の駆動制御部52に、蛍光薬剤の容量を示す制御信号が出力され、その制御信号に基づいて駆動制御部52はパルスモータ56に駆動パルス信号を出力する。なお、ここでの蛍光薬剤の容量は、投与許容回数取得部38aで取得された1回あたりの投与量(mg)と蛍光薬剤の水溶液濃度(mg/ml)とに基づいて求められた量である。
When the number of possible administrations> 0 (S24, YES), the
そして、パルスモータ56が駆動パルス信号に応じて駆動し、これにより押し子53が移動し、シリンジ50から被検者の体内に向けて1回あたりの容量(ml)の蛍光薬剤が送出される。
Then, the
なお、本実施形態においては、1回に投与する蛍光薬剤の量を通常の1/10程度に減らして、薬剤の塊が血中を分散していく過程を画像化する初回循環撮影を行うものとする。初回循環撮影は、薬剤が分散する前の血管の蛍光画像を撮影するので信号強度が大きくできて、バックグランド光が少ないため、コントラストの高い蛍光画像を撮影することができるという長所がある。 In this embodiment, the amount of the fluorescent drug to be administered at one time is reduced to about 1/10 of the normal, and initial circulation imaging is performed to image the process in which the drug mass is dispersed in the blood. And The first circulation imaging has an advantage in that a fluorescence image of a blood vessel before the drug is dispersed can be captured, so that the signal intensity can be increased and the background light is small, so that a fluorescence image with high contrast can be captured.
そして、上述したような蛍光薬剤の投入とともに、制御部38は、S22において取得した投与可能回数から1を減算して投与可能回数を更新する(S28)。
Then, along with the introduction of the fluorescent agent as described above, the
一方、上述したような蛍光薬剤の投入とともに、制御部38はフットペダル6の押下に応じて蛍光画像の撮像系の動作を開始する。具体的には、制御部38は、入力されたフットペダル6の押下信号に応じてTG37に制御信号を出力し、TG37は、入力された制御信号に応じて光源装置2のLDドライバ45に駆動パルス信号を出力するとともに、撮像ユニット20の高感度撮像素子24に駆動パルス信号を出力する。
On the other hand, with the introduction of the fluorescent agent as described above, the
そして、LDドライバ45が、入力された駆動パルス信号に応じてLD光源44が駆動してLD光源44からの特殊光L2の射出が開始されるとともに、撮像ユニット20の高感度撮像素子24による撮像が開始される(S30,S32)。
Then, the
また、このとき制御部38は、タイマー39にも制御信号を出力し、タイマー39によって蛍光薬剤投入開始時からの経過時間の計測を開始する。
At this time, the
すなわち、上記のように操作者によってフットペダル6が踏まれることによって、蛍光薬剤の投入、特殊光L2の被観察部への照射、高感度撮像素子24による蛍光像の撮像およびタイマー39による経過時間の計測がほぼ同時に開始される。
That is, when the operator depresses the foot pedal 6 as described above, the fluorescent agent is inserted, the special light L2 is irradiated onto the observed portion, the fluorescent image is captured by the high-
そして、特殊光L2の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像L4が挿入部材30bの先端30Yから入射し、挿入部材30b内の対物レンズ群により導光されて撮像ユニット20に向けて射出される。
Then, a fluorescence image L4 based on the fluorescence emitted from the observed portion by irradiation with the special light L2 is incident from the
撮像ユニット20に入射された蛍光像L4は、ダイクロイックプリズム21および特殊光カットフィルタ22を通過した後、第1結像光学系23により高感度撮像素子24の撮像面上に結像される。そして、高感度撮像素子24においてフレーム毎に所定の電荷蓄積期間で電荷が蓄積され、その蓄積電荷に応じた蛍光画像信号がフレーム毎に出力される。
The fluorescent image L4 incident on the
そして、タイマー39によって経過時間60秒が計測されるまで蛍光画像の撮像が行われ、60秒が経過した時点において制御部38は特殊光L2の照射と高感度撮像素子24による撮像を停止する。
Then, the fluorescent image is captured until the elapsed time of 60 seconds is measured by the
タイマー39によって経過時間60秒が計測されるまでの間に高感度撮像素子24から出力された蛍光画像信号は、撮像制御ユニット27においてCDS/AGC(相関二重サンプリング/自動利得制御)処理やA/D変換処理が施された後、ケーブル7を介して画像処理装置3に出力され、蛍光画像入力コントローラ32において一時的に記憶された後、
画像処理部33において所定の画像処理が施されてメモリ34に格納される(S34,S36)。なお、本実施形態においては、蛍光画像は10fpsで撮像するので、合計600フレーム分の蛍光画像をメモリ34に格納できるように構成されている。
The fluorescence image signal output from the high-
The
また、蛍光画像の撮像時間を60秒としている理由は以下のとおりである。成人男子の循環血液量は75ml/kgで、体重60kgの場合には4500mlとなる。一方、成人男子の安静時の心拍出量は70ml/s〜80ml/sなので、体全体を血液が1回循環するのに要する時間は約54秒〜60秒となる。したがって、血液中に投入された蛍光薬剤は、投入開始時から54秒〜60秒の間に被観察部を通過することになる。 The reason for setting the fluorescent image capturing time to 60 seconds is as follows. The circulating blood volume of an adult male is 75 ml / kg, and when the body weight is 60 kg, it is 4500 ml. On the other hand, since the cardiac output of an adult male at rest is 70 ml / s to 80 ml / s, the time required for blood to circulate once throughout the body is about 54 seconds to 60 seconds. Therefore, the fluorescent agent introduced into the blood passes through the observed portion between 54 seconds and 60 seconds from the start of injection.
したがって、この54秒〜60秒の間さえ撮影しておけば十分であり、その後も継続して特殊光L2を照射したのでは被観察部が特殊光L2の照射によって受けるダメージが大きくなり、また、データ量も無駄に多くなってしまうからである。 Therefore, it is sufficient to shoot even during the period of 54 to 60 seconds. If the special light L2 is continuously irradiated after that, damage to the observed portion due to the special light L2 is increased. This is because the amount of data is also increased.
また、上述したように蛍光画像を順次撮影する間に、予め設定した所定の時点で蛍光画像を指定して取得するようにしてもよい。たとえば、蛍光薬剤投入した時点からの経過時間が10秒を経過する前の所定の時点における蛍光画像を指定して取得することによって被観察部の動脈の蛍光画像を取得することができ、また、経過時間が10秒を経過した後の所定の時点の蛍光画像を取得することによって被観察部の静脈の蛍光画像を取得することができる。なお、被観察部の動脈が数秒間蛍光発光した後に被観察部の静脈が蛍光発光することは実験によって確認されている。 Further, as described above, while sequentially capturing fluorescent images, the fluorescent images may be designated and acquired at a predetermined time point set in advance. For example, it is possible to acquire a fluorescent image of the artery of the observed portion by specifying and acquiring a fluorescent image at a predetermined time before the elapsed time from the time when the fluorescent agent is added 10 seconds, By acquiring a fluorescence image at a predetermined time after the elapsed time of 10 seconds has elapsed, a fluorescence image of the vein of the observed portion can be acquired. It has been confirmed by experiments that the vein of the observed part emits fluorescence after the artery of the observed part emits fluorescence for several seconds.
そして、メモリ34から1フレーム毎の蛍光画像信号が順次読み出されてビデオ出力部35に出力され、ビデオ出力部35は、入力された蛍光画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ4に出力する。そして、モニタ4は、入力された表示制御信号に基づいて蛍光画像を表示する(S18)。
Then, the fluorescent image signal for each frame is sequentially read from the
上記のようにして蛍光薬剤の投入開始時点から60秒までの間に撮影された蛍光画像がモニタ4に表示されるとともに、通常画像がモニタ4表示される。なお、蛍光画像については60秒間の間に撮像したものを、60秒経過後も静止画として表示し、通常画像については動画として表示することが望ましい。 As described above, a fluorescent image photographed between 60 s and 60 seconds after the start of injection of the fluorescent agent is displayed on the monitor 4, and a normal image is displayed on the monitor 4. Note that it is desirable to display a fluorescent image captured during 60 seconds as a still image even after 60 seconds, and a normal image as a moving image.
静止画として表示させる蛍光画像としては、たとえば、蛍光薬剤の投入開始時点から10秒間に撮像された複数の蛍光画像のうちその輝度情報またはコントラストが最大となる蛍光画像を動脈の蛍光画像として取得し、10秒経過後に撮像した複数の蛍光画像のうちその輝度情報またはコントラストが最大となる蛍光画像を静脈の蛍光画像として取得するようにすればよい。なお、上記輝度情報としては、たとえば、蛍光画像の各画素の輝度値の最大値、平均輝度値などを用いることができる。 As a fluorescent image to be displayed as a still image, for example, a fluorescent image having the maximum luminance information or contrast is acquired as a fluorescent image of an artery among a plurality of fluorescent images captured for 10 seconds from the start of injection of a fluorescent agent. What is necessary is just to acquire the fluorescence image from which the brightness | luminance information or contrast becomes the maximum as a fluorescence image of a vein among the several fluorescence images imaged after 10 second progress. As the luminance information, for example, the maximum luminance value and the average luminance value of each pixel of the fluorescent image can be used.
また、静脈の蛍光画像と動脈の蛍光画像とを別個に表示するようにしてもよいし、これらを加算するなどして両方を合成した蛍光画像を表示するようにしてもよい。図7に、通常画像と蛍光画像とをモニタ4に並べて表示した画面の一例を示す。 In addition, the fluorescence image of the vein and the fluorescence image of the artery may be displayed separately, or a fluorescence image obtained by combining both of them may be displayed. FIG. 7 shows an example of a screen in which the normal image and the fluorescence image are displayed side by side on the monitor 4.
ここで、本実施形態においては、図7に示すように、モニタ4に通常画像と蛍光画像とを表示するとともに、蛍光薬剤の投与可能回数も表示する(S18)。モニタ4に表示される投与可能回数は、S28において更新された投与可能回数である。このように投与可能回数を表示することによって操作者は再び蛍光薬剤を投与して蛍光画像の撮影を行うことができるか否かを判断することができる。 Here, in this embodiment, as shown in FIG. 7, while displaying a normal image and a fluorescence image on the monitor 4, the frequency | count of possible administration of a fluorescent agent is also displayed (S18). The administration possible number displayed on the monitor 4 is the administration possible number updated in S28. By displaying the possible number of administrations in this way, the operator can determine whether or not the fluorescent agent can be administered again to take a fluorescent image.
そして、操作者が蛍光画像の撮影を終了しようと考えた場合には、入力受付部36においてその旨が受け付けられ、蛍光画像の撮影を終了するが(S38,YES)、操作者がさらに蛍光画像の撮影を行いたいと考えた場合には(S38,NO)、再びフットペダル6が操作者によって押下される(S20)。そして、上記と同様の動作が繰り返されて蛍光画像、通常画像および蛍光薬剤の投与可能回数がモニタ4に表示されるが、投与可能回数については、さらに1回減算された回数が表示されることになる。
Then, when the operator thinks that the photographing of the fluorescent image is to be finished, the
そして、操作者によってフットペダル6が押下される毎に蛍光画像の撮影が繰り返されるが、S24において投与可能回数が0になった場合には、制御部38にモニタ4にワーニング表示をする(S40)。このワーニング表示によって操作者に蛍光薬剤の投与許容量に達したことを知らせることができる。 Then, every time the foot pedal 6 is pressed by the operator, photographing of the fluorescent image is repeated. When the possible number of administrations becomes 0 in S24, a warning is displayed on the monitor 4 on the control unit 38 (S40). ). With this warning display, the operator can be informed that the permissible dose of the fluorescent agent has been reached.
また、上記実施形態においては、蛍光薬剤の1回あたり投与量を一定としたが、これに限らず、たとえば、蛍光画像の撮像を繰り返す途中で1回あたりの投与量を減らすようにしてもよい。具体的には、たとえば、蛍光薬剤の投与許容量が10mgで1回あたりの投与量が1ml(蛍光薬剤の水溶液濃度は1mg/ml)で一定とした場合には、投与許容回数は10回となるが、図8に示すように、6回目以降の蛍光薬剤の1回あたりの投与量を0.5mlとすれば、投与許容回数を15回まで増やすことができる。 Moreover, in the said embodiment, although the dosage per time of the fluorescent agent was made constant, it is not restricted to this, For example, you may make it reduce the dosage per time in the middle of repeating the imaging of a fluorescence image. . Specifically, for example, when the dose of the fluorescent drug is 10 mg and the dose per dose is constant at 1 ml (the concentration of the aqueous solution of the fluorescent drug is 1 mg / ml), the number of allowable doses is 10 times. However, as shown in FIG. 8, if the dose of the fluorescent drug after the sixth time is 0.5 ml, the allowable number of times of administration can be increased to 15 times.
このように1回あたりの蛍光薬剤の投与量を変更可能にすることによって、たとえば、操作者が5回の蛍光画像の撮影を終了した時点において、残りの投与可能回数である5回以上の蛍光画像の撮影を行いたいと考えた場合に、入力受付部36において蛍光薬剤の1回あたりの投与量を半分にする設定入力を行うことによって、さらに10回の蛍光画像の撮影が可能となる。
Thus, by making it possible to change the dose of the fluorescent agent per time, for example, when the operator has finished taking five fluorescent images, the remaining number of possible administrations is five times or more. If the user wants to take an image, the setting input for halving the dose of the fluorescent agent at the
また、上述したように蛍光画像の撮影途中で1回あたりの蛍光薬剤の投与量の変更を受け付けるのではなく、蛍光画像の撮影を開始する時点において、1回あたり蛍光薬剤の投与量を一定にするか、もしくは所定回数の撮影を終了した時点から変更するかを選択可能にしておき、1回あたりの蛍光薬剤の投与量を変更するよう選択された場合には、上記所定回数の撮影が終了した時点で自動的に1回あたりの蛍光薬剤の投与量を変更するようにしてもよい。 In addition, as described above, instead of accepting a change in the dose of the fluorescent drug per time during the shooting of the fluorescent image, the dose of the fluorescent drug is kept constant at the time of starting the shooting of the fluorescent image. If it is selected whether to change the dose of the fluorescent agent per time, and whether to change from the point of time when the predetermined number of times of shooting is completed, the predetermined number of times of shooting is ended. At that time, the dose of the fluorescent drug per time may be automatically changed.
また、上述したように蛍光画像の撮影途中で1回あたりの蛍光薬剤の投与量を少ない投与量に変更した場合には、制御部38が、LD光源44から出力される特殊光L2の強度が大きくなるように制御するようにしてもよい。また、このとき制御部38が、高感度撮像素子24の各フレームの電荷蓄積期間が長くなるように制御するようにしてもよい。具体的には、1回あたりの蛍光薬剤の投与量が半分に変更された場合には、特殊光L2の強度または高感度撮像素子24の電荷蓄積期間を2倍にするようにすればよい。
Further, as described above, when the dose of the fluorescent agent per time is changed to a small dose during the photographing of the fluorescence image, the
また、上記実施形態においては、投与可能回数が0になった時点でワーニング表示を出力するようにしたが、これに限らず、たとえば、制御部38が、薬剤自動注入装置5からの蛍光薬剤の自動注入を強制的に停止させるようにしてもよい。
In the above embodiment, the warning display is output when the possible number of administrations becomes zero. However, the present invention is not limited to this. For example, the
また、上記実施形態は、本発明の蛍光画像撮像装置を硬性鏡システムに適用したものであるが、これに限らず、たとえば、軟性内視鏡装置を有するその他の内視鏡システムに適用してもよい。また、内視鏡システムに限らず、体内に挿入される挿入部を備えていない、いわゆるビデオカメラ型の医用画像撮像装置に適用してもよい。 Moreover, although the said embodiment applies the fluorescence imaging device of this invention to a rigid endoscope system, it is not restricted to this, For example, it applies to the other endoscope system which has a flexible endoscope apparatus. Also good. Further, the present invention is not limited to an endoscope system, and may be applied to a so-called video camera type medical image capturing apparatus that does not include an insertion portion that is inserted into the body.
1 硬性鏡システム
2 光源装置
3 画像処理装置
4 モニタ
5 薬剤自動注入装置
6 フットペダル
10 硬性鏡撮像装置
20 撮像ユニット
24 高感度撮像素子
26 撮像素子
30 硬質挿入部
36 入力受付部
38 制御部
38a 投与許容回数取得部
38b 投与開始情報受付部
38c 投与可能回数取得部
39 タイマー
40 通常光源
44 LD光源
DESCRIPTION OF
Claims (4)
患者情報の入力を受け付ける患者情報受付部と、
前記患者情報に応じた前記蛍光薬剤の投与許容量と1回あたりの投与量とに基づいて設定された前記蛍光薬剤の投与許容回数を取得する投与許容回数取得部と、
前記蛍光薬剤の投与開始情報を受け付ける投与開始情報受付部と、
前記投与開始情報を受け付けた回数と前記投与許容回数とに基づいて、残りの投与可能回数を取得する投与可能回数取得部とを備え、
該投与可能回数取得部が、前記投与可能回数が所定の回数になった時点から、前記1回あたりの投与量よりも少ない投与量に基づいて設定された投与可能回数を再取得するものであることを特徴とする蛍光画像撮像装置。 An excitation light irradiating unit that irradiates the observed part to which the fluorescent agent is administered with an excitation light, and an imaging device that receives and photoelectrically converts the fluorescence emitted from the fluorescent agent of the observed part by the excitation light irradiation. And a fluorescence image capturing apparatus including an imaging unit that captures a fluorescence image by accumulating charges in a predetermined charge accumulation period by the image sensor,
A patient information reception unit for receiving input of patient information;
An administration allowable number acquisition unit for acquiring the administration allowable number of the fluorescent agent set based on the administration allowable amount of the fluorescent agent according to the patient information and the dose per administration;
An administration start information receiving unit for receiving administration start information of the fluorescent agent;
Based on the number of times the administration start information has been received and the allowable number of times of administration, the administration is possible number of times acquisition unit for acquiring the remaining number of times of administration,
The administrable frequency acquisition unit reacquires the administrable frequency set based on a dose smaller than the dose per administration from the time when the administrable frequency reaches a predetermined frequency. A fluorescent imaging device characterized by that.
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