JP5698483B2 - 蛍光観察装置 - Google Patents
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Description
本発明は、蛍光観察装置に関するものである。
従来、直腸に発生しているＡＣＦ（ａｂｅｒｒａｎｔ ｃｒｙｐｔ ｆｏｃｉ（異常腺窩巣））の数や大きさが、将来的な癌発生率と高い相関を持つとの研究結果が得られている。このような研究においては、例えば、メチレンブルー染色により腺管構造を可視化して、拡大内視鏡等によりＡＣＦを１つ１つ確認しながらその数を計数する手法が採られている（例えば、非特許文献１参照）。
Ｃａｎｃｅｒ Ｅｐｉｄｅｍｉｏｌ Ｂｉｏｍａｒｋｅｒｓ Ｐｒｅｖ、２００８ Ｍａｙ、１７（５）、ｐ．１１５５−６２
しかしながら、従来のように、拡大内視鏡等により直腸全体を観察してＡＣＦを１つ１つ確認していくのではＡＣＦを見逃すおそれがあり、また、見逃しを避けるために隅々まで念入りに観察しなければならず観察時間が長くなるという問題がある。また、ＡＣＦか否かを見極めるための定義が観察者の主観評価になり、正確性に欠けるという問題もある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、ＡＣＦの存在を見逃すことなく簡易にその数を計数することができ、観察時間の短縮を図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。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、生体の体腔内に入れられて体腔内壁に励起光を照射する照明部と、該照明部から照射された前記励起光によって発生した蛍光を撮影し画像情報を取得する撮像部と、該撮像部により取得された画像情報に含まれる前記蛍光から、前記体腔内壁に存在するｉＮＯＳとの反応またはｉＮＯＳの活性により産生されるＮＯとの反応によって蛍光特性が変化する蛍光プローブが励起されることにより発生した蛍光の発生部位の数を計数する計数部とを備える蛍光観察装置を提供する。
本発明は、生体の体腔内に入れられて体腔内壁に励起光を照射する照明部と、該照明部から照射された前記励起光によって発生した蛍光を撮影し画像情報を取得する撮像部と、該撮像部により取得された画像情報に含まれる前記蛍光から、前記体腔内壁に存在するｉＮＯＳとの反応またはｉＮＯＳの活性により産生されるＮＯとの反応によって蛍光特性が変化する蛍光プローブが励起されることにより発生した蛍光の発生部位の数を計数する計数部とを備える蛍光観察装置を提供する。
本発明によれば、ｉＮＯＳとの反応によって蛍光特性が変化する蛍光プローブ（以下、ｉＮＯＳ感受性蛍光プローブという。）またはｉＮＯＳの活性により産生されるＮＯとの反応によって蛍光特性が変化する蛍光プローブ（以下、ＮＯ感受性蛍光プローブという。）があらかじめ付与された体腔内に入れられた照明部から励起光を生体の体腔内壁に向けて照射すると、体腔内壁に散布されたこれらの蛍光プローブが励起されることにより発生した蛍光が撮像部により撮影されて画像情報が取得される。そして、計数部により、画像情報に含まれる蛍光プローブの集積部位から発生する蛍光の発生部位の数が計数される。
この場合において、公知文献である「Ｗｏｒｌｄ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇａｓｔｒｏｅｎｔｅｒｏｌｏｇｙ」、２００３、９（６）、ｐ．１２４６−１２５０によれば、ｉＮＯＳ（一酸化窒素合成酵素）はＡＣＦ（ａｂｅｒｒａｎｔ ｃｒｙｐｔ ｆｏｃｉ（異常腺窩巣））において過剰に発現していることが知られている。
したがって、励起光により体腔内でｉＮＯＳ感受性蛍光プローブあるいはＮＯ感受性蛍光プローブを励起させることにより、ｉＮＯＳが過剰に存在する箇所、すなわち、ＡＣＦが存在する箇所から強い蛍光を得ることができる。この結果、計数部により、ＡＣＦの存在を見逃すことなく簡易にその数を計数することができ、観察時間の短縮を図ることができる。
上記発明においては、前記照明部および前記撮像部を前記体腔内壁に対して移動させる移動手段を備えることとしてもよい。
このように構成することで、観察を行いながら体腔内壁に沿う広い範囲にわたる画像情報を取得することができる。
このように構成することで、観察を行いながら体腔内壁に沿う広い範囲にわたる画像情報を取得することができる。
また、上記発明においては、前記体腔内壁に前記蛍光プローブを散布する蛍光プローブ吐出部を備えることとしてもよい。
このように構成することで、生体に蛍光プローブを供給するための別部材が不要となる。
このように構成することで、生体に蛍光プローブを供給するための別部材が不要となる。
また、上記発明においては、前記計数部が、前記撮像部により取得された前記画像情報に基づく画像の中心から画像の端までの距離を１とした場合に、中心から０．４〜０．８の領域に存在する前記蛍光の発生部位を計数することとしてもよい。
このように構成することで、視差やノイズの影響を低減することができ、ＡＣＦの計数
誤差を防ぐことができる。
このように構成することで、視差やノイズの影響を低減することができ、ＡＣＦの計数
誤差を防ぐことができる。
また、上記発明においては、前記蛍光の発生部位における蛍光強度を測定する蛍光強度測定部と、前記計数部により計数された前記蛍光の発生部位の数を、前記蛍光強度測定部により測定された前記蛍光の各発生部位における蛍光強度によって分類する蛍光強度分類部とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、蛍光強度測定部によって測定される蛍光の発生部位における蛍光強度の強弱により、ＡＣＦの悪性度を判断することができる。例えば、蛍光強度が強い場合には、ＡＣＦの悪性度が高い。したがって、蛍光強度分類部により、蛍光の発生部位の数を蛍光強度によって分類することで、将来的な癌の発生リスク等を評価することができる。
また、上記発明においては、前記蛍光の発生部位の大きさを測定する蛍光サイズ測定部と、前記計数部により計数された前記蛍光の発生部位の数を、前記蛍光サイズ測定部により測定された前記蛍光の各発生部位の大きさによって分類する蛍光サイズ分類部とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、蛍光サイズ測定部によって測定される蛍光の発生部位の大きさにより、ＡＣＦの悪性度を判断することができる。したがって、蛍光サイズ分類部により、蛍光の発生部位の数を大きさによって分類することで、将来的な癌の発生リスク等を評価することができる。
また、上記発明においては、前記蛍光の発生部位の形状を認識して、ＡＣＦの形状を満たすか否かを判定する蛍光形状判定部と、前記計数部により計数された前記蛍光の発生部位の数から、前記蛍光形状判定部により前記ＡＣＦの形状条件を満たさないと判定された前記蛍光の発生部位の数を減算する補正部とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、蛍光形状判定部により判定された蛍光の発生部位の形状により、ＡＣＦ以外のノイズ等による輝点を除外し、より正確にＡＣＦを検出することができる。したがって、補正部により蛍光の発生部位の数を補正してＡＣＦの数を正確に把握することで、将来的な癌の発生リスクをより細かく評価することができる。なお、ＡＣＦは輝度が大きい中空の環状部を集合させた形状等を有しているため、ＡＣＦの形状条件としては、例えば、蛍光の発生部位の形状内における明部と暗部の比率により設定することとしてもよい。
また、上記発明においては、前記計数部により計数された前記蛍光の発生部位の２次元的な画像を生成する画像生成部と、該画像生成部により生成された前記２次元的な画像に基づいて前記蛍光の発生部位を形状ごとに分類する形状分類部とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、画像生成部により生成された２次元的な画像の蛍光の発生部位の形状に基づいてＡＣＦの悪性度を判断することができ、形状分類部により分類することで診断に効果的に役立てることができる。
また、上記発明においては、前記照明部が、前記励起光とは波長特性が異なる参照用励起光を前記体腔内壁に照射し、前記撮像部により取得された前記励起光による画像情報および前記参照用励起光による画像情報に基づいて２次元的な蛍光画像および参照用蛍光画像を生成し、前記励起光により得られた前記蛍光画像を前記参照用励起光により得られた前記参照用蛍光画像を用いて補正する画像生成部とを備えることとしてもよい。
このように構成することで、励起光により得られた蛍光画像には蛍光プローブが励起されることにより発生した蛍光の発生部位とノイズが存在し、参照用励起光により得られた参照用蛍光画像にはノイズのみが存在するので、画像生成部により蛍光画像からノイズを除去し、計数部によりＡＣＦを精度よく計数することができる。なお、画像生成部による補正としては、減算処理であってもよいし、除算処理であってもよい。
また、上記発明においては、前記移動手段により前記撮像部を移動させながら取得した複数の画像情報を合成して静止合成画像を取得する画像合成部を備え、前記計数部が、前記画像合成部により合成された前記静止合成画像内の所定の輝度以上の前記蛍光の発生部位を計数することとしてもよい。
このように構成することで、画像合成部により取得された静止合成画像により、特に悪性度の高いＡＣＦの数を位置や大きさと対応付けて把握することができる。
このように構成することで、画像合成部により取得された静止合成画像により、特に悪性度の高いＡＣＦの数を位置や大きさと対応付けて把握することができる。
また、上記発明においては、前記撮像部により取得される前記画像情報中に前記撮像部とともに移動する基準線を備え、前記計数部は、前記移動手段により前記撮像部が移動させられる際に、該撮像部により取得される前記画像情報中において前記基準線を横切る前記蛍光の発生部位の数を計数することとしてもよい。
計数部により蛍光の発生部位が基準線を横切る度に計数することで、撮像部により体腔内壁を撮像しながらＡＣＦの数や位置を把握していくことができ、観察時間の短縮を図ることができる。
本発明によれば、ＡＣＦの存在を見逃すことなく簡易にその数を計数することができ、観察時間の短縮を図ることができるという効果を奏する。
〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１は、内視鏡装置であって、図１に示すように、生体の体腔内に挿入され、画像情報を取得する撮像ユニット（撮像部）２０を備える挿入部１０と、体腔内における挿入部１０の位置を制御する位置制御ユニット（移動手段）３０と、挿入部１０の先端１０ａから射出させる照明光および励起光を発生する光源ユニット（照明部）４０と、挿入部１０の先端１０ａから吐出させる蛍光プローブ溶液や洗浄液を供給する送液ユニット５０と、これらの各ユニット２０，３０，４０，５０を制御する全体制御ユニット６０と、前記撮像ユニット２０により取得された画像を表示する表示ユニット８０とを備えている。
以下、本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１は、内視鏡装置であって、図１に示すように、生体の体腔内に挿入され、画像情報を取得する撮像ユニット（撮像部）２０を備える挿入部１０と、体腔内における挿入部１０の位置を制御する位置制御ユニット（移動手段）３０と、挿入部１０の先端１０ａから射出させる照明光および励起光を発生する光源ユニット（照明部）４０と、挿入部１０の先端１０ａから吐出させる蛍光プローブ溶液や洗浄液を供給する送液ユニット５０と、これらの各ユニット２０，３０，４０，５０を制御する全体制御ユニット６０と、前記撮像ユニット２０により取得された画像を表示する表示ユニット８０とを備えている。
挿入部１０は、生体の体腔内に挿入することができる極めて細い外径寸法を有している。この挿入部１０は、前記撮像ユニット２０と、光源ユニット４０から入射される照明光および励起光を先端１０ａまで伝播するライトガイド１２と、長手方向に貫通形成された液体チャンネル１４および空気チャンネル１６とを備えている。符号１８は、空気チャンネル１６を介して先端１０ａから体腔内に空気を送る送気装置である。
撮像ユニット２０は、例えば、図２に示すように、撮影対象としての体腔内壁から入射される戻り光または蛍光を集光する撮像光学系２２と、撮影対象から入射され撮像光学系２２を透過した励起光を遮断する励起光カットフィルタ２４と、前記全体制御ユニット６０の作動により分光特性が変化させられる可変分光素子２６と、撮像光学系２２により集光された戻り光または蛍光を撮影し画像情報を取得する撮像素子２８とを備えている。
可変分光素子２６は、例えば、平行間隔を空けて配置され対向面に反射膜が設けられた２枚の平板状の光学部材２５ａ，２５ｂと、これら光学部材２５ａ，２５ｂの間隔を変化させるアクチュエータ２７とを備えるエタロン型の光学フィルタである。この可変分光素子２６は、アクチュエータ２７の作動により光学部材２５ａ，２５ｂの間隔寸法を変化させることで、分光特性、すなわち、透過させる光の波長帯域を変化させることができるようになっている。
アクチュエータ２７は、例えば、圧電素子である。
アクチュエータ２７は、例えば、圧電素子である。
位置制御ユニット３０は、生体の体腔内壁に対して挿入部１０を移動させるようになっている。また、位置制御ユニット３０は、例えば、磁界やＸ線等により、体腔内における挿入部１０の位置を測定する測定部（図示略）を備えている。
光源ユニット４０は、体腔内壁を照明し、白色像を取得するための青色、緑色および赤色の照明光を発する白色観察用光源４２と、体腔内の体腔内壁に照射され、体腔内壁内に存在する蛍光物質を励起して蛍光を発生させるための励起光を発する蛍光励起用光源４４と、これら白色観察用光源４２および蛍光励起用光源４４を制御する光源制御回路４６とを備えている。
蛍光励起用光源４４は、例えば、アルゴンレーザ（または、半導体レーザ）である。蛍光励起用光源４４として、ＬＥＤ（発光ダイオード）や、キセノンランプと特定波長透過フィルタとを組み合わせたものを採用することとしてもよい。
例えば、白色観察用光源４２から発せられる照明光は図３（ａ）に示す波長特性を有し、蛍光励起用光源４４から発せられる励起光は図３（ｂ）に示す波長特性を有している。前記励起光カットフィルタ２４は図３（ｃ）に示す透過率特性を有している。また、体腔内壁において発生するＮＯ感受性蛍光プローブの蛍光は、例えば、図３（ｄ）に示す波長特性を有している。
光源制御回路４６は、白色観察用光源４２と蛍光励起用光源４４とを所定のタイミングで切替えて作動させるようになっている。
光源制御回路４６は、白色観察用光源４２と蛍光励起用光源４４とを所定のタイミングで切替えて作動させるようになっている。
送液ユニット５０は、恒温槽５２と、恒温槽５２内に配置され、蛍光プローブ溶液を貯留する蛍光用タンク５４Ａおよび洗浄液を貯留する洗浄用タンク５４Ｂと、蛍光用タンク５４Ａおよび洗浄用タンク５４Ｂからの液体を供給／停止するバルブ５６とを備えている。符号５８は、恒温槽５２の温度を表示する温度表示部を示している。
恒温槽５２は、蛍光用タンク５４Ａおよび洗浄用タンク５４Ｂ内の液体を恒温状態に維持することができるようになっている。
バルブ５６は、蛍光用タンク５４Ａと洗浄用タンク５４Ｂとを切り替えて挿入部１０の前記液体チャンネル１４に流通可能に接続させることができるようになっている。
バルブ５６は、蛍光用タンク５４Ａと洗浄用タンク５４Ｂとを切り替えて挿入部１０の前記液体チャンネル１４に流通可能に接続させることができるようになっている。
蛍光プローブ溶液としては、例えば、ＮＯ感受性蛍光プローブが溶解した溶液が用いられる。ＮＯ感受性蛍光プローブは、ＮＯとの反応前は蛍光をほとんど発しないが、体腔内の組織内に存在するＮＯと反応することで強い蛍光を発する物質に変化する性質を有している。
ここで、ＡＣＦにはｉＮＯＳが過剰に発現していることが知られている。ＮＯ感受性蛍光プローブを溶解した蛍光プローブ溶液が散布された体腔内壁に向けて励起光を照射すると、ｉＮＯＳの活性により産生されるＮＯに反応したＮＯ感受性蛍光プローブが励起されることにより、ｉＮＯＳが過剰に存在する箇所、すなわち、ＡＣＦが存在する箇所から強い蛍光を得ることができる。
全体制御ユニット６０は、可変分光素子２６の分光特性を制御する可変分光素子制御回路６２と、撮像素子２８を駆動制御する撮像素子制御回路６４と、送液ユニット５０内のバルブ５６の開閉を制御するバルブ制御回路６６と、撮像素子２８により取得された画像情報を記憶するフレームメモリ６８と、フレームメモリ６８に記憶された画像情報を処理する画像処理判定装置７０とを備えている。
フレームメモリ６８は、撮像素子２８により戻り光が撮影されて得られる画像情報（以下、白色画像情報という。）を記憶する白色画像メモリ６７Ａと、撮像素子２８により蛍光が撮影されて得られる画像情報（以下、蛍光画像情報という。）を記憶する蛍光画像メモリ６７Ｂとを備えている。蛍光画像メモリ６７Ｂには、蛍光画像情報が位置制御ユニット３０により測定された挿入部１０の位置情報と対応づけられて記憶されることとしてもよい。
可変分光素子制御回路６２および撮像素子制御回路６４は、光源ユニット４０の光源制御回路４６に接続され、光源制御回路４６による白色観察用光源４２および蛍光励起用光源４４の作動の切り替えタイミングに同期して、可変分光素子２６および撮像素子２８を駆動制御するようになっている。
具体的には、光源制御回路４６の作動により白色観察用光源４２からＲ，Ｇ，Ｂの照明光が順に発せられるとき、すなわち、ＲＧＢ面順次方式による白色観察を行うときは、可変分光素子制御回路６２の作動により、可変分光素子２６は戻り光を選択的に透過する分光特性に変化させられる。また、撮像素子制御回路６４の作動により、撮像素子２８は可変分光素子２６を透過した戻り光を撮影して、取得した白色画像情報を白色画像メモリ６７Ａに出力するよう制御される。
一方、光源制御回路４６の作動により蛍光励起用光源４４から励起光が発せられるとき、すなわち、蛍光観察を行うときは、可変分光素子制御回路６２の作動により、可変分光素子２６は蛍光を選択的に透過する分光特性に変化させられる。また、撮像素子制御回路６４の作動により、撮像素子２８は可変分光素子２６を透過した蛍光を撮影して、取得した蛍光画像情報を蛍光画像メモリ６７Ｂに出力するよう制御される。
バルブ制御回路６６は、蛍光観察を行う際に、蛍光用タンク５４Ａに貯留されている蛍光プローブ溶液を散布させるようバルブ５６の開閉を制御するようになっている。また、バルブ制御回路６６は、蛍光プローブ溶液の散布前と、蛍光プローブ溶液の散布後であって蛍光観察を行う前に、それぞれ生体の体腔内壁表面を洗浄するため、あるいは、体腔内壁表面に溜まっている蛍光プローブを洗浄するために洗浄液を散布させるようバルブ５６の開閉を制御するようになっている。
画像処理判定装置７０は、白色観察の場合には、照明光を照射することにより得られた白色画像情報を白色画像メモリ６７Ａから受け取り、表示ユニット８０に白色像を表示させるようになっている。また、蛍光観察の場合には、励起光を照射することにより得られた蛍光画像情報を蛍光画像メモリ６７Ｂから受け取り、表示ユニット８０に蛍光画像を表示させるようになっている。
また、画像処理判定装置７０は、表示ユニット８０に表示させる蛍光画像中に、撮像素子２８とともに移動する基準線（図示略）を設定するようになっている。基準線は、例えば、画像中央を中心とする所定の大きさの環状線である。
この画像処理判定装置７０には、蛍光画像情報に含まれる蛍光の発生部位の数を計数する計数部７２と、蛍光の発生部位における蛍光強度を測定する蛍光強度測定部７４と、計数部７２により計数された蛍光の発生部位の数を、蛍光強度測定部７４により測定された蛍光の各発生部位における蛍光強度によって分類する蛍光強度分類部７６とが設けられている。
計数部７２は、ＮＯ感受性蛍光プローブの集積部位から発生する蛍光の発生部位（輝点）、具体的には、ＡＣＦを計数するためのものである。ＡＣＦは、例えば、輝度が大きい中空の環状部を集合させた形状等を有している。計数部７２により計数されたＡＣＦの数、蛍光強度測定部７４により測定されたＡＣＦの蛍光強度、蛍光強度分類部７６により分類されたＡＣＦの分類結果等は表示ユニット８０に表示されるようになっている。
このように構成された本実施形態に係る蛍光観察装置１の作用について、図４のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置１を用いて、例えば、生体の直腸の体腔内壁を撮影対象として観察するには、前処置として直腸内を洗浄した後、挿入部１０を直腸内に挿入して先端１０ａを撮影対象の体腔内壁に対向させる。
本実施形態に係る蛍光観察装置１を用いて、例えば、生体の直腸の体腔内壁を撮影対象として観察するには、前処置として直腸内を洗浄した後、挿入部１０を直腸内に挿入して先端１０ａを撮影対象の体腔内壁に対向させる。
このとき、例えば、送気装置１８の作動により、空気チャンネル１６を介して体腔内に空気が送られて直腸が膨む。また、位置制御ユニット３０の作動により、直腸断面の中心軸上に挿入部１０が配置されることが好ましい。このように配置することで、周囲の体腔内壁に対する撮像素子２８からの観察距離をほぼ等しい状態に維持することができる。
この状態で、光源ユニット４０および全体制御ユニット６０を作動させる。光源制御回路４６の作動により、白色観察用光源４２が作動して照明光が発生され、白色観察が行われる（ステップＳ１）。白色観察用光源４２から発せられた照明光は、ライトガイド１２を介して挿入部１０の先端１０ａまで伝播され、撮影対象に向けて照射される。照射された照明光は撮影対象の表面において反射され、その戻り光が撮像光学系２２により集光される。
撮像光学系２２により集光された戻り光は、励起光カットフィルタ２４を透過して可変分光素子２６に入射される。この場合に、可変分光素子制御回路６２の作動により、可変分光素子２６が制御されて戻り光を選択的に透過させる状態になっている。これにより、戻り光は全て可変分光素子２６を透過させられる。
そして、撮像素子制御回路６４の作動により、可変分光素子２６を透過した戻り光が撮像素子２８により撮影されて白色画像情報が取得される。撮像素子２８により取得された白色画像情報は、白色画像メモリ６７Ａに記憶され、画像処理判定装置７０により表示ユニット８０に送られて表示される。
続いて、蛍光プローブを用いた蛍光観察を行うには、バルブ制御回路６６の作動により、バルブ５６が開放されて洗浄用タンク５４Ｂと液体チャンネル１４とが接続される。これにより、洗浄液が生体の直腸内に散布され、体腔内壁表面に存在する残渣（便等の付着物）が洗い流される（ステップＳ２）。
洗浄液散布後、バルブ制御回路６６の作動により、洗浄用タンク５４Ｂから蛍光用タンク５４Ａに切り替えられ、蛍光用タンク５４Ａと液体チャンネル１４とが接続されて蛍光プローブ溶液が直腸内に散布される（ステップＳ３）。
蛍光プローブ溶液を散布してから所定の時間が経過した後、バルブ制御回路６６の作動により、洗浄用タンク５４Ｂと液体チャンネル１４とが再度接続され、洗浄液が直腸内に散布されて体腔内壁表面に存在する蛍光プローブ溶液が洗浄される（ステップＳ４）。
洗浄後、光源制御回路４６の作動により、白色観察用光源４２から蛍光励起用光源４４に切替えられて励起光が発せられ、蛍光観察が行われる（ステップＳ５）。蛍光励起用光源４４から発せられた励起光は、ライトガイド１２を介して挿入部１０の先端１０ａまで伝播され、撮影対象に向けて照射される。これにより、撮影対象としての体腔内壁に浸透している蛍光プローブが励起されて蛍光が発せられる。
撮影対象から発せられた蛍光は、撮像ユニット２０の撮像光学系２２により集光され、励起光カットフィルタ２４を透過して可変分光素子２６に入射される。この場合に、可変分光素子制御回路６２の作動により、可変分光素子２６が制御されて蛍光を選択的に透過させる状態に切り替えられている。これにより、入射された蛍光が可変分光素子２６を透過させられる。
そして、撮像素子制御回路６４の作動により、可変分光素子２６を透過した蛍光が撮像素子２８により撮影されて蛍光画像情報が取得される。撮像素子２８により取得された蛍光画像情報は、蛍光画像メモリ６７Ｂに記憶され、画像処理判定装置７０により表示ユニット８０に送られて表示される。
画像処理判定装置７０においては、計数部７２の作動により、蛍光画像情報に含まれる蛍光の発生部位の数、すなわち、ＡＣＦの数が計数される（ステップＳ６）。この場合に、位置制御ユニット３０によって挿入部１０を移動させることにより、体腔内壁に沿う広い範囲にわたる蛍光画像情報が取得される。
直腸内に挿入した挿入部１０を蛍光観察を行いながら引いていくと、すなわち、挿入部１０の基端側を進行方向前方にして移動させながら先端１０ａが直腸内の奥から遠ざかるように撮影していくと、図５に示すように、撮影対象が画像の外方から内方に向かって移動するように表示ユニット８０に表示される。
計数部７２においては、画像の外方から出現する輝点（ＡＣＦ）が画像の内方に向かって移動しながら環状の基準線を横切ると（言い換えれば、輝点（ＡＣＦ）が画像上の所定の領域に入ると）、基準線を横切った輝点（ＡＣＦ）の数が計数される。このように計数することで、撮像素子２８により体腔内壁を撮像しながらＡＣＦの数や位置を簡易に把握していくことができる。
本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、ＮＯ感受性蛍光プローブ溶液を散布した生体の体腔内壁に向けて励起光を照射することで、体腔内壁に存在するＮＯと反応したＮＯ感受性蛍光プローブが励起されることにより、ｉＮＯＳが過剰に存在する箇所、すなわち、ＡＣＦが存在する箇所から強い蛍光を得ることができる。したがって、計数部７２において、ノイズ等による輝点を誤って計数したりＡＣＦの存在を見逃したりすることなく、簡易かつ正確にＡＣＦの数を計数することができる。
続いて、蛍光強度測定部７４により、計数部７２によって計数されたＡＣＦにおける蛍光強度が測定され、蛍光強度分類部７６により、ＡＣＦの数が蛍光強度測定部７４によって測定された各ＡＣＦにおける蛍光強度によって分類される。例えば、図６は、撮影対象の体腔内壁に蛍光強度ＡのＡＣＦが５個、蛍光強度ＢのＡＣＦが７個、蛍光強度ＣのＡＣＦが３個存在した場合のグラフを例示したものである。
蛍光強度測定部７４によって測定されるＡＣＦの蛍光強度の強弱により、ＡＣＦの悪性度を判断することができる。例えば、蛍光強度が強い場合にはＡＣＦの悪性度が高い。このようにＡＣＦの数を蛍光強度によって分類することで、将来的な癌の発生リスク等を評価することが可能となる。
ＡＣＦが分類されて全ての観察が終了すると、ＡＣＦの数等が表示ユニット８０に表示される（ステップＳ７）。
ＡＣＦが分類されて全ての観察が終了すると、ＡＣＦの数等が表示ユニット８０に表示される（ステップＳ７）。
以上説明したように、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、ＡＣＦにおいて過剰に発現するｉＮＯＳの活性により産生されたＮＯと反応する蛍光プローブを用いて、挿入部１０を移動させながら体腔内壁に沿う広い範囲にわたり蛍光観察を行うことにより、ＡＣＦの存在を見逃すことなく簡易かつ正確にその数を計数することができ、観察時間の短縮を図ることができる。また、計数したＡＣＦの数を蛍光強度によって分類することで、将来的な癌の発生リスク等を評価することが可能となる。
本実施形態においては、蛍光強度測定部７４により蛍光の発生部位における蛍光強度を測定し、蛍光強度分類部７６により蛍光の発生部位の数を蛍光強度によって分類することとしたが、例えば、画像処理判定装置７０が、蛍光強度測定部７４に代えて、計数部７２により計数された輝点の２次元的な蛍光画像を生成する画像生成部と、蛍光強度分類部７６に代えて、画像生成部により生成された輝点を形状ごとに分類する形状分類部とを備えることとしてもよい。
この場合、画像生成部は蛍光画像メモリ６７Ｂから送られる蛍光画像情報に基づいて蛍光画像を生成し、生成した蛍光画像を表示ユニット８０に表示させることとすればよい。また、計数部７２は、輝点の数をカウントするだけでなく、形状パターンごとに分類された輝点の個数を計数することとしてもよい。また、観察終了後に、画面に１つ１つの輝点の形状のパターンを表示し、作業者が輝点を形状パターンごとに分類して、分類した結果をグラフ等によって画面に表示することとしてもよい。
ここで、ＡＣＦは構造により悪性度が異なるといわれている。ＡＣＦの構造としては、例えば、図７（ａ）に示すような腺口形態が円状（円に近い形状）のタイプＡ、図７（ｂ）に示すような腺口形態がヒトデ状（十字に近い形状）のタイプＢ、図７（ｃ）に示すような腺口形態がつぶれている形状（線に近い形状）のタイプＣがあり、タイプＡ＜タイプＢ＜タイプＣの順に悪性度が高いといわれている。
本実施形態においては、白色観察用光源４２により白色観察を行うとともに、送液ユニット５０により洗浄液および蛍光プローブ溶液を散布することとしたが、白色観察用光源４２および送液ユニット５０を設けず、蛍光観察を行う前に前処置として別部材によって洗浄液や蛍光プローブ溶液を付与することとしてもよい。
この場合、例えば、図８のフローチャートに示されるように、前処置として別部材により直腸の洗浄（前処置１）、蛍光プローブ溶液の散布（前処置２）、蛍光プローブ溶液の洗浄（前処置３）を行った後、挿入部１０を体腔内に挿入して蛍光観察を行い（ステップＳ５）、ＡＣＦの計数（ステップＳ６）、ＡＣＦの数の表示（ステップＳ７）を行うこととすればよい。
また、本実施形態においては、例えば、挿入部１０の周囲を覆う透明のカバーを備えることとしてもよい。この場合、カバーを直腸内の体腔内壁に固定して直腸の形状を一定に維持した状態で、位置制御ユニット３０により挿入部１０のみを移動させることとすればよい。カバーにより体腔内壁にひだ等が生じないように直腸の形状を一定に保つことで、ＡＣＦを精度よく計数し易くすることができる。カバーは使い捨てタイプのものが好ましい。また、バルーンタイプのカバーを採用することとしてもよい。
また、例えば、挿入部１０が長手方向に交差する方向に湾曲することとし、蛍光の発生部位等の輝点が見つかった場合に挿入部１０を湾曲させ、先端１０ａを輝点に対向させて拡大観察を行うこととしてもよい。
また、例えば、挿入部１０が長手方向に交差する方向に湾曲することとし、蛍光の発生部位等の輝点が見つかった場合に挿入部１０を湾曲させ、先端１０ａを輝点に対向させて拡大観察を行うこととしてもよい。
なお、管空内（例えば、直腸内）を撮像した場合の画像の明るさは、例えば、図９に示すような分布となる。同図において、縦軸は明るさを示し、横軸は画像の中心から画像の端までの距離を１とした場合の中心からの距離を示している。図９および図１０において、０．８〜１．０の画像位置（画像の中心から遠く画像の端に近い部分）は、管空内の構造の影響を受けやすく、挿入部１０の先端１０ａの照明位置と観察光学系の位置ずれ（パララックス）の影響があることにより、安定した蛍光信号を得るのが難しい範囲である。そのため、輝点が０．８〜１．０の位置にあるときに計数すると誤差が大きい。また、０〜０．４の間（画像の中心に近い部分）では、挿入部１０の先端１０ａからの距離が遠いために、蛍光信号が弱くノイズの影響を受けやすい。したがって、０．４〜０．８の間の領域に輝点が存在するときに計数することが好ましい。
本実施形態は以下のように変形することができる。
本実施形態においては、蛍光強度測定部７４および蛍光強度分類部７６によりＡＣＦを蛍光強度によって分類することとしたが、第１の変形例として、例えば、蛍光強度測定部７４に代えて、蛍光の発生部位の大きさを測定する蛍光サイズ測定部を採用し、蛍光強度分類部７６に代えて、計数部７２により計数された蛍光の発生部位の数を、蛍光サイズ測定部により測定された蛍光の各発生部位の大きさによって分類する蛍光サイズ分類部を採用することとしてもよい。このようにすることで、ＡＣＦの大きさによりＡＣＦの悪性度を判断することができ、ＡＣＦの数を大きさによって分類することで将来的な癌の発生リスク等を評価することが可能となる。
本実施形態においては、蛍光強度測定部７４および蛍光強度分類部７６によりＡＣＦを蛍光強度によって分類することとしたが、第１の変形例として、例えば、蛍光強度測定部７４に代えて、蛍光の発生部位の大きさを測定する蛍光サイズ測定部を採用し、蛍光強度分類部７６に代えて、計数部７２により計数された蛍光の発生部位の数を、蛍光サイズ測定部により測定された蛍光の各発生部位の大きさによって分類する蛍光サイズ分類部を採用することとしてもよい。このようにすることで、ＡＣＦの大きさによりＡＣＦの悪性度を判断することができ、ＡＣＦの数を大きさによって分類することで将来的な癌の発生リスク等を評価することが可能となる。
また、第２の変形例として、例えば、蛍光強度測定部７４に代えて、蛍光の発生部位の形状を認識してＡＣＦの形状を満たすか否かを判定する蛍光形状判定部を採用し、蛍光強度分類部７６に代えて、計数部７２により計数された蛍光の発生部位の数から、蛍光形状判定部によりＡＣＦの形状条件を満たさないと判定された蛍光の発生部位の数を減算する補正部を採用することとしてもよい。
このようにすることで、蛍光の発生部位の形状によりＡＣＦ以外のノイズ等による輝点を除外し、より正確にＡＣＦを検出することができる。したがって、計数された蛍光の発生部位の数を補正してＡＣＦの数を正確に把握することで、将来的な癌の発生リスクをより細かく評価することが可能となる。ＡＣＦの形状条件としては、例えば、蛍光の発生部位の形状内における明部と暗部の比率により設定することとしてもよい。
また、本実施形態においては、画像処理判定装置７０が画像情報に基準線を設定し、基準線を横切るＡＣＦを計数部７２が計数することとしたが、第３の変形例として、例えば、画像処理判定装置７０が、挿入部１０を移動させながら取得した複数の画像情報を合成して静止合成画像を取得する画像合成部を備え、計数部７２が、画像合成部により合成された静止合成画像内の所定の輝度以上の蛍光の発生部位を計数することとしてもよい。このようにすることで、画像合成部により取得された静止合成画像により、特に悪性度の高いＡＣＦの数を事後的に位置や大きさと対応付けて把握することができる。
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置について、図１１を参照して説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置２０１は、生体の体腔内壁を走査して撮影するスキャンタイプの内視鏡装置である。この蛍光観察装置２０１は、生体の体腔内に挿入される挿入部２１０と、挿入部２１０から射出させる励起光を発生する照明装置（照明部）２４０と、照明装置２４０から発せられた励起光と体腔内壁において発生した蛍光とを分岐させるビームスプリッタ２８２と、ビームスプリッタ２８２により分岐された蛍光を撮影し蛍光画像情報を取得するＰＤ（フォトディテクタ、撮像部）２２０と、ＰＤ２２０により取得された蛍光画像情報を処理する画像情報処理装置２７０とを備えている。符号２８４は、第１のコリメータレンズである。
以下、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置について、図１１を参照して説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置２０１は、生体の体腔内壁を走査して撮影するスキャンタイプの内視鏡装置である。この蛍光観察装置２０１は、生体の体腔内に挿入される挿入部２１０と、挿入部２１０から射出させる励起光を発生する照明装置（照明部）２４０と、照明装置２４０から発せられた励起光と体腔内壁において発生した蛍光とを分岐させるビームスプリッタ２８２と、ビームスプリッタ２８２により分岐された蛍光を撮影し蛍光画像情報を取得するＰＤ（フォトディテクタ、撮像部）２２０と、ＰＤ２２０により取得された蛍光画像情報を処理する画像情報処理装置２７０とを備えている。符号２８４は、第１のコリメータレンズである。
以下、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
挿入部２１０は、周囲を覆う透明のカバー２８６と、照明装置２４０からビームスプリッタ２８２および第１のコリメータレンズ２８４を介して入射される励起光を導光して射出端２１２ａから射出するファイバ２１２と、第２のコリメータレンズ２１４と、第２のコリメータレンズ２１４を透過した励起光を光軸に直交する方向に反射する反射ミラー２１６と、反射ミラー２１６を回転させる回転機構２１８とを備えている。
画像情報処理装置２７０は、ＰＤ２２０により取得された複数の蛍光画像情報を合成して静止合成画像を取得する画像合成部２８８と、計数部７２と、蛍光強度測定部７４と、蛍光強度分類部７６とを備えている。画像合成部２８８は、位置制御ユニット３０により測定される挿入部２１０の位置と反射ミラー２１６の回転角度をもとに直腸の体腔内壁全体の静止合成画像を取得するようになっている。
画像合成部２８８により取得される静止合成画像は、蛍光観察中は更新されながら表示部２８０に表示されようになっている。計数部７２は、蛍光観察後に静止合成画像中に存在するＡＣＦの数を計数して表示部２８０に表示するようになっている。静止合成画像としては、例えば、図１２に示すように、縦軸が反射ミラー２１６の回転角度を示し、横軸が直腸の結腸側から肛門側までの長手方向における位置を示すものであってもよい。
このように構成された蛍光観察装置２０１においては、あらかじめＮＯ感受性蛍光プローブが付与された体腔内に挿入部２１０が挿入され、照明装置２４０から発せられビームスプリッタ２８２を透過した励起光がファイバ２１２により導光されて射出端２１２ａから射出される。射出端２１２ａから射出された励起光は、回転機構２１８の作動により回転する反射ミラー２１６によって反射されて、挿入部２１０の側面から直腸の体腔内壁に対して周方向に沿って照射される。そして、体腔内壁において発生した蛍光が反射ミラー２１６によって反射されてファイバ２１２により導光され、ビームスプリッタ２８２により分岐されてＰＤ２２０に入射される。これにより、ＰＤ２２０において入射された蛍光が撮影されて蛍光画像情報が取得される。
以上説明したように、本実施形態に係る蛍光観察装置２０１によれば、反射ミラー２１６および回転機構２１８により直腸の体腔内壁を周方向に走査するとともに、位置制御ユニット３０により体腔内壁に対して挿入部２１０を長手方向に沿って移動させながら蛍光観察を行うことで、直腸の体腔内壁全体の画像情報を取得することができる。そして、画像合成部２８８により取得された静止合成画像により、特に悪性度の高いＡＣＦの数を位置や大きさと対応付けて把握することができる。また、挿入部２１０内に撮像部を配置する必要がなく挿入部２１０の構成を簡略化することができる。
本実施形態においては、蛍光観察装置２０１がスキャンタイプの内視鏡装置であることとして説明したが、これに代えて、例えば、図１３に示すように、蛍光観察装置４０１が直腸の体腔内壁の周方向全体を１度に撮影することができるパノラマタイプの内視鏡装置であってもよい。
この場合、挿入部４１０が、第２のコリメータレンズ２１４、反射ミラー２１６および回転機構２１８に代えて、挿入部４１０の先端４１０ａに配置され、照明装置２４０から発せられファイバ２１２によって導光される励起光を光軸に直交する方向に反射する円錐形状のコーンミラー４１６と、励起光の照射により体腔内壁において発生した蛍光を撮影して蛍光画像情報を取得する撮像ユニット（撮像部）４２０とを備えることとすればよい。また、撮像ユニット４２０は、撮像光学系２２と、励起光カットフィルタ２４と、ＣＣＤ４２８とによって構成されることとすればよい。
このように構成された蛍光観察装置４０１においては、あらかじめＮＯ感受性蛍光プローブが付与された体腔内に挿入部４１０が挿入され、照明装置２４０から発せられファイバ２１２によって導光された励起光がコーンミラー４１６により反射されて挿入部４１０の側面から直腸の体腔内壁に対して周方向全体に照射される。また、体腔内壁において発生した蛍光がコーンミラー４１６により反射されて撮像ユニット４２０に入射され、直腸の体腔内壁の周方向全体の蛍光画像情報が順次取得される。そして、画像合成部２８８により、例えば、図１４に示すように、直腸の体腔内壁の周方向全体を表示する複数のパノラマ状の蛍光画像が直腸の結腸側から肛門側まで合成されて静止合成画像が取得される。このようにすることで、蛍光画像情報を短時間で取得することができ、また、挿入部４１０の構成をより簡略し細形化および軽量化を図ることができる。
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置５０１は、スキャンタイプの内視鏡装置であり、ＮＯ感受性蛍光プローブとともに参照用の色素を使用して蛍光観察を行うものである。この蛍光観察装置５０１は、図１５に示すように、波長帯域が４８０ｎｍの励起光を発する励起光源（照明部）５４０Ａと、波長帯域が７５０ｎｍの励起光（参照用励起光）を発する励起光源（照明部）５４０Ｂと、第１のダイクロイックミラー（ＤＭ）５８１と、励起光源５４０Ａからの励起光により発生した蛍光と励起光源５４０Ｂからの励起光により発生した蛍光とを分岐する第２のダイクロイックミラー５８３と、第２のダイクロイックミラー（ＤＭ）５８３により分岐された蛍光を撮影し蛍光画像情報を取得する第１のＰＤ（フォトディテクタ、撮像部）５２０Ａおよび第２のＰＤ（フォトディテクタ、撮像部）５２０Ｂと、第１のＰＤ５２０Ａおよび第２のＰＤ５２０Ｂにより取得された蛍光画像情報を処理する画像情報処理装置５７０とを備えている。
次に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置５０１は、スキャンタイプの内視鏡装置であり、ＮＯ感受性蛍光プローブとともに参照用の色素を使用して蛍光観察を行うものである。この蛍光観察装置５０１は、図１５に示すように、波長帯域が４８０ｎｍの励起光を発する励起光源（照明部）５４０Ａと、波長帯域が７５０ｎｍの励起光（参照用励起光）を発する励起光源（照明部）５４０Ｂと、第１のダイクロイックミラー（ＤＭ）５８１と、励起光源５４０Ａからの励起光により発生した蛍光と励起光源５４０Ｂからの励起光により発生した蛍光とを分岐する第２のダイクロイックミラー５８３と、第２のダイクロイックミラー（ＤＭ）５８３により分岐された蛍光を撮影し蛍光画像情報を取得する第１のＰＤ（フォトディテクタ、撮像部）５２０Ａおよび第２のＰＤ（フォトディテクタ、撮像部）５２０Ｂと、第１のＰＤ５２０Ａおよび第２のＰＤ５２０Ｂにより取得された蛍光画像情報を処理する画像情報処理装置５７０とを備えている。
画像情報処理装置５７０には、計数部７２と、第１のＰＤ５２０Ａおよび第２のＰＤ５２０Ｂにより取得された蛍光画像情報に基づいてそれぞれ２次元的な蛍光画像を生成する画像生成部５７４と、生成された蛍光画像を比較する画像比較部５７６が設けられている。符号５１９Ａは第１の励起カットフィルタを示し、符号５１９Ｂは第２の励起カットフィルタを示している。
以下、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１または第２の実施形態に係る蛍光観察装置２０１、４０１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
以下、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１または第２の実施形態に係る蛍光観察装置２０１、４０１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
本実施形態において、例えば、ＮＯ感受性蛍光プローブの蛍光スペクトルは図１６（ａ）に示す波長特性を有し、参照用色素の蛍光スペクトルは図１６（ｂ）に示す波長特性を有している。また、励起光源５４０Ａから発せられる励起光は図１７（ａ）に示す波長特性を有し、励起光源５４０Ｂから発せられる励起光は図１７（ｂ）に示す波長特性を有している。また、第１のダイクロイックミラー５８１は図１８（ａ）に示す反射特性を有し、第２のダイクロイックミラー５８３は図１８（ｂ）に示す反射特性を有している。また、第１の励起カットフィルタ５１９Ａは図１９（ａ）に示す反射特性を有し、第２の励起カットフィルタ５１９Ｂは図１９（ｂ）に示す反射特性を有している。
ここで、ＮＯ感受性蛍光プローブを直腸の体腔内壁に付与したときに、蛍光が強く光る場所は、ｉＮＯＳの亢進部位（周囲に比べｉＮＯＳの濃度が高い細胞）とＮＯ感受性蛍光プローブが溜まり易い場所の２点である。例えば、死んだ細胞（直腸表面の細胞がはがれたもの）等が存在すると、そこにＮＯ感受性蛍光プローブがトラップされて光る場合がある。ｉＮＯＳは正常部にも存在しＮＯを産生するため、ＡＣＦのみが光るのではない。ＡＣＦにｉＮＯＳが多く存在するので明るく光り易いだけであり、他の場所にＮＯ感受性蛍光プローブが多く集積すると、その集積場所も蛍光が強く観測される。例えば、炎症部等は、色素自体が細胞内に入りやすいため、明るく光る場合がある。
このように構成された蛍光観察装置５０１においては、ＮＯ感受性蛍光プローブが参照用色素（ＩＲ−７８０）とともに体腔内に付与され、数分経過後に洗浄されて励起光源５４０Ａおよび励起光源５４０Ｂから励起光が同時に体腔内壁に向けて照射される。体腔内壁において発生した蛍光は、ファイバ２１２により導光されてビームスプリッタ２８２により反射され、第２のダイクロイックミラー５８３で分離される。ＮＯ感受性蛍光プローブからの蛍光は、第１の励起カットフィルタ５１９Ａを通過して第１のＰＤ５２０Ａにより撮影され、参照用プローブからの蛍光は第２の励起カットフィルタ５１９Ｂを通過して第２のＰＤ５２０Ｂにより撮影される。
画像情報処理装置５７０においては、画像生成部５７４により、第１のＰＤ５２０Ａによって取得された蛍光画像情報に基づいて図２０（ａ）に示すような蛍光画像が生成され、第２のＰＤ５２０Ｂにより取得された蛍光画像情報に基づいて図２０（ｂ）に示すような蛍光画像が生成される。
ＮＯ感受性蛍光プローブによる蛍光画像（以下、蛍光画像Ａとする。）には、図２０（ａ）に示されるように、ＡＣＦとノイズ（色素がたまり安い場所）の２種類の輝点が存在する。一方、参照用プローブによる蛍光画像（以下、蛍光画像Ｂとする。）には、図２０（ｂ）に示されるように、ノイズの輝点のみが存在する。画像比較部５７６により蛍光画像Ａと蛍光画像Ｂとを比較して、計数部７２により蛍光画像Ａのみに存在する輝点をカウントすることで、ＡＣＦのみを計数することができる。
本実施形態においては、画像情報処理装置５７０が画像比較部５７６を備えることとしたが、例えば、画像比較部５７６を備えず、画像生成部５７４が蛍光画像Ａを蛍光画像Ｂにより減算処理または除算処理等の補正を施すこととしてもよい。このようにすることで、ノイズを除去して蛍光画像中にＡＣＦのみを存在させることができ、ＡＣＦを精度よく計数することができる。
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態に係る蛍光観察装置について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置３０１は、カプセルタイプの内視鏡装置であり、図２１に示すように、カプセル形状に形成されたカプセル外装３９０の内部に、照明装置２４０と、コーンミラー４１６と、撮像ユニット４２０と、画像情報処理装置２７０と、撮像ユニット４２０により取得された蛍光画像情報を外部に送信する無線ユニット３９２と、永久磁石３９３と、照明装置２４０等に電力供給を行う電池３９４とを備えている。
以下、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１、第２の実施形態に係る蛍光観察装置２０１、４０１または第３の実施形態に係る蛍光観察装置５０１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第４の実施形態に係る蛍光観察装置について説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置３０１は、カプセルタイプの内視鏡装置であり、図２１に示すように、カプセル形状に形成されたカプセル外装３９０の内部に、照明装置２４０と、コーンミラー４１６と、撮像ユニット４２０と、画像情報処理装置２７０と、撮像ユニット４２０により取得された蛍光画像情報を外部に送信する無線ユニット３９２と、永久磁石３９３と、照明装置２４０等に電力供給を行う電池３９４とを備えている。
以下、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１、第２の実施形態に係る蛍光観察装置２０１、４０１または第３の実施形態に係る蛍光観察装置５０１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
永久磁石３９３は、例えば、半円柱部分ごとにＮ極、Ｓ極が着磁された円柱状形状を有し、磁極がカプセル形状の長手軸に直交する方向に向けられて固定されている。
カプセル外装３９０の外周面には、長手方向の周囲に沿って形成された光学窓３９６と、長手軸を中心として断面円形の線材が螺旋状に巻かれた推進機構（移動手段）３９７とが設けられている。励起光の照射および蛍光の検出は、光学窓３９６を介して行われるようになっている。また、推進機構３９７により、蛍光観察装置３０１の長手軸回りの回転運動が長手軸に沿う推進運動に変換されるようになっている。
カプセル外装３９０の外周面には、長手方向の周囲に沿って形成された光学窓３９６と、長手軸を中心として断面円形の線材が螺旋状に巻かれた推進機構（移動手段）３９７とが設けられている。励起光の照射および蛍光の検出は、光学窓３９６を介して行われるようになっている。また、推進機構３９７により、蛍光観察装置３０１の長手軸回りの回転運動が長手軸に沿う推進運動に変換されるようになっている。
このように構成された蛍光観察装置３０１の作用について説明する。
蛍光観察装置３０１は、あらかじめＮＯ感受性蛍光プローブが付与された直腸内に肛門から挿入され、Ｓ字結腸へと送り込まれる。蛍光観察装置３０１に長手軸回りに回転する外部磁界を作用させると、推進機構３９７により蛍光観察装置３０１が長手軸周りに回転しながら直線移動させられる。
蛍光観察装置３０１は、あらかじめＮＯ感受性蛍光プローブが付与された直腸内に肛門から挿入され、Ｓ字結腸へと送り込まれる。蛍光観察装置３０１に長手軸回りに回転する外部磁界を作用させると、推進機構３９７により蛍光観察装置３０１が長手軸周りに回転しながら直線移動させられる。
蛍光観察装置３０１が直腸内を移動すると、照明装置２４０から発せられた励起光が光学窓３９６を透過して体腔内壁に照射されるとともに、体腔内壁において発生した蛍光が光学窓３９６を介してコーンミラー４１６により反射されて撮像ユニット４２０に入射される。そして、撮像ユニット４２０により体腔内壁の蛍光画像情報が取得され、画像情報処理装置２７０において画像処理される。
また、計数部７２によりＡＣＦの数が計数され、蛍光画像情報および計数結果等が無線ユニット３９２により生体外に配置される受信機（図示略）へ無線で常時伝送される。蛍光観察装置３０１は肛門より生体外に排出される。ＡＣＦの表示は、例えば、受信機から蛍光画像情報を取り出して生体外に配置した図示しない体外装置において行うこととすればよい。
また、蛍光観察装置３０１が、撮像ユニット４２０により取得された蛍光画像情報を記憶する記憶部を備えることとし、蛍光観察装置３０１が体腔内から排出された後に、無線ユニット３９２から蛍光画像情報を受信機に伝送したり、記憶部をカプセル外装３９０から取り出して蛍光画像情報を体外装置に移したりすることとしてもよい。
また、本実施形態においては、カプセル外装３９０内に計数部７２を配置することとしたが、体外装置に計数部７２を配置してカプセル内視鏡システムを構成することとしてもよい。
また、本実施形態においては、カプセル外装３９０内に計数部７２を配置することとしたが、体外装置に計数部７２を配置してカプセル内視鏡システムを構成することとしてもよい。
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、本発明を上記の実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
また、例えば、上記各実施形態においては、ＡＣＦが存在する部位を強く光らせるための蛍光プローブとしてＮＯ感受性蛍光プローブを例示して説明したが、これに代えて、例えば、ｉＮＯＳと反応することにより弱蛍光性から強蛍光性へ変化するｉＮＯＳ感受性蛍光プローブを採用することとしてもよい。
また、例えば、上記各実施形態においては、蛍光強度、大きさ、または、形状によりＡＣＦを分類することとしたが、蛍光強度、大きさ、および、形状を組み合わせてＡＣＦを分類することとしてもよい。
また、例えば、上記各実施形態においては、蛍光強度、大きさ、または、形状によりＡＣＦを分類することとしたが、蛍光強度、大きさ、および、形状を組み合わせてＡＣＦを分類することとしてもよい。
１、２０１、３０１、４０１、５０１ 蛍光観察装置
２０，４２０ 撮像ユニット（撮像部）
３０ 位置制御ユニット（移動手段）
４０ 光源ユニット（照明部）
７２ 計数部
２２０ ＰＤ（撮像部）
２４０ 照明装置（照明部）
３９７ 推進機構（移動手段）
５７４ 画像生成部
２０，４２０ 撮像ユニット（撮像部）
３０ 位置制御ユニット（移動手段）
４０ 光源ユニット（照明部）
７２ 計数部
２２０ ＰＤ（撮像部）
２４０ 照明装置（照明部）
３９７ 推進機構（移動手段）
５７４ 画像生成部
Claims (11)
- 生体の体腔内に入れられて体腔内壁に励起光を照射する照明部と、
該照明部から照射された前記励起光によって発生した蛍光を撮影し画像情報を取得する撮像部と、
該撮像部により取得された画像情報に含まれる前記蛍光から、前記体腔内壁において存在するｉＮＯＳとの反応またはｉＮＯＳの活性により産生されるＮＯとの反応によって蛍光特性が変化する蛍光プローブが励起されることにより発生した蛍光の発生部位の数を計数する計数部とを備える蛍光観察装置。 - 前記照明部および前記撮像部を前記体腔内壁に対して移動させる移動手段を備える請求項１に記載の蛍光観察装置。
- 前記体腔内壁に前記蛍光プローブを散布する蛍光プローブ吐出部を備える請求項１に記載の蛍光観察装置。
- 前記計数部が、前記撮像部により取得された前記画像情報に基づく画像の中心から画像の端までの距離を１とした場合に、中心から０．４〜０．８の領域に存在する前記蛍光の発生部位を計数する請求項１に記載の蛍光観察装置。
- 前記蛍光の発生部位における蛍光強度を測定する蛍光強度測定部と、
前記計数部により計数された前記蛍光の発生部位の数を、前記蛍光強度測定部により測定された前記蛍光の各発生部位における蛍光強度によって分類する蛍光強度分類部とを備える請求項１に記載の蛍光観察装置。 - 前記蛍光の発生部位の大きさを測定する蛍光サイズ測定部と、
前記計数部により計数された前記蛍光の発生部位の数を、前記蛍光サイズ測定部により測定された前記蛍光の各発生部位の大きさによって分類する蛍光サイズ分類部とを備える請求項１に記載の蛍光観察装置。 - 前記蛍光の発生部位の形状を認識して、ＡＣＦの形状を満たすか否かを判定する蛍光形状判定部と、
前記計数部により計数された前記蛍光の発生部位の数から、前記蛍光形状判定部により前記ＡＣＦの形状条件を満たさないと判定された前記蛍光の発生部位の数を減算する補正部とを備える請求項１に記載の蛍光観察装置。 - 前記計数部により計数された前記蛍光の発生部位の２次元的な画像を生成する画像生成部と、
該画像生成部により生成された前記２次元的な画像に基づいて前記蛍光の発生部位を形状ごとに分類する形状分類部とを備える請求項１に記載の蛍光観察装置。 - 前記照明部が、前記励起光とは波長特性が異なる参照用励起光を前記体腔内壁に照射し、
前記撮像部により取得された前記励起光による画像情報および前記参照用励起光による画像情報に基づいて２次元的な蛍光画像および参照用蛍光画像を生成し、前記励起光により得られた前記蛍光画像を前記参照用励起光により得られた前記参照用蛍光画像を用いて補正する画像生成部とを備える請求項１に記載の蛍光観察装置。 - 前記移動手段により前記撮像部を移動させながら取得した複数の画像情報を合成して静止合成画像を取得する画像合成部を備え、
前記計数部が、前記画像合成部により合成された前記静止合成画像内の所定の輝度以上の前記蛍光の発生部位を計数する請求項２に記載の蛍光観察装置。 - 前記撮像部により取得される前記画像情報中に前記撮像部とともに移動する基準線を備え、
前記計数部は、前記移動手段により前記撮像部が移動させられる際に、該撮像部により取得される前記画像情報中において前記基準線を横切る前記蛍光の発生部位の数を計数する請求項２に記載の蛍光観察装置。
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