JP6645591B2 - 蛍光イメージング装置および蛍光イメージングシステム - Google Patents

蛍光イメージング装置および蛍光イメージングシステム Download PDF

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Description

この発明は、蛍光イメージング装置に関し、特に、被検体内に蛍光物質を投与し、励起光を照射することにより発生した蛍光の画像を取得する蛍光イメージング装置および蛍光イメージングシステムに関する。
従来、被検体内に蛍光物質を投与し、励起光を照射することにより発生した蛍光の画像を取得する蛍光イメージング装置が知られている。このような蛍光イメージング装置は、たとえば、特開2016−135253号公報に開示されている。
上記特開2016−135253号公報に開示されている蛍光イメージング装置は、蛍光物質を被検体内に投与し、励起光を照射することにより発生した蛍光を検出し、蛍光の輝度の上昇から下降までの蛍光画像を取得する。そして、取得された蛍光画像に対して、蛍光強度や蛍光の検出時間等の指標に基づいて画像処理を行った蛍光画像を生成するように構成されている。
このような蛍光イメージング装置は、術中支援装置の一部として用いられ、手術中に録画された蛍光の画像を表示装置等に再生させることにより、手術中の関心領域(患部など)の特定や状態の確認などが行われる。他にも、上記蛍光イメージング装置は、録画した蛍光画像を確認することにより、手足の血管等の診断に用いられる。
特開2016−135253号公報
しかしながら、上記特開2016−135253号公報に開示されている蛍光イメージング装置では、蛍光物質を投与後、蛍光画像の輝度の上昇、ピーク(輝度の最大値)、下降までの期間全体に渡る蛍光画像を取得するため、関心領域の蛍光強度が最も強い部分などのユーザが確認したい部分の画像を検索するのに時間がかかり、かつ、特徴的な輝度の変化等を確認することが難しいとともに、録画機等に保存する際に、保存する画像のデータ量が大きくなるなどの問題点がある。なお、本明細書において、「関心領域」とは、蛍光画像のうち、たとえば、腫瘍などの観察したい領域のことである。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の1つの目的は、蛍光画像のうち、ユーザが確認したい部分を再生するための検索にかかる時間を短縮することができ、かつ、容易に、特徴的な輝度の変化等を確認することができるとともに、録画機等に保存する画像のデータ量を抑制することができる蛍光イメージング装置および蛍光イメージングシステムを提供することである。
上記目的を達成するために、この発明の第1の局面における蛍光イメージング装置は、被検体内に投与された蛍光物質に励起光を照射することにより発生した蛍光の画像を取得する画像取得部と、画像取得部で取得された蛍光の画像のうち、蛍光の画像を抽出する所定のタイミングを含む所定時間範囲の蛍光の画像を抽出する抽出部とを備える。
この発明の第1の局面による蛍光イメージング装置では、上記のように、蛍光の画像を取得する画像取得部と、所定のタイミングを含む所定時間範囲の蛍光の画像を抽出する抽出部とを備える。これにより、たとえば、蛍光強度が最大値近傍となるタイミングなど、ユーザが必要とする所定のタイミングを含む所定時間範囲の蛍光画像を抽出することができるので、関心領域の蛍光強度が最も強い部分などのユーザが確認したい部分の画像を抽出することができる。また、抽出する範囲を必要十分な時間範囲に限定すれば、蛍光画像のデータ量を減少させることができる。その結果、被検体内に蛍光物質を投与し、励起光を照射することにより発生した蛍光の上昇から下降までの期間全体にわたって撮影した画像を再生して観察する場合と比べ、ユーザが確認したい部分を再生するための検索にかかる時間を短縮することができ、かつ、容易に、特徴的な輝度の変化等を確認することができるとともに、録画機等に保存する画像のデータ量を抑制することができる。
上記第1の局面による蛍光イメージング装置では、好ましくは、蛍光の画像を抽出する所定のタイミングを検出するタイミング検出手段をさらに備え、抽出部は、タイミング検出手段により検出された蛍光の画像を抽出するタイミングを含む所定時間範囲の蛍光の画像を抽出するように構成されている。このように構成すれば、抽出部は、たとえば、ユーザの操作や蛍光の画像の信号強度によってタイミング検出手段が検出した蛍光の画像を抽出するタイミングに基づいて、蛍光の画像を抽出する所定時間範囲を決定することができるので、所定時間範囲の蛍光画像を容易に抽出することができる。
この場合、好ましくは、タイミング検出手段は、蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の画像を抽出するタイミングを検出するように構成されている。このように構成すれば、たとえば、蛍光の強度信号が所定の値になったタイミングや、蛍光の信号強度の変化量が増加から減少に転じたタイミングなどを蛍光の画像を抽出するタイミングとして検出することができるので、視認性の高い蛍光の画像を抽出するタイミングを自動で決定することができる。
さらに好ましくは、タイミング検出手段は、蛍光の信号強度に基づいて、信号強度が最大値となるタイミングになったことを検出するように構成されている。このように構成すれば、関心領域の蛍光の信号強度が最も大きいタイミングを含む所定時間範囲の蛍光画像を取得できるので、視認性の高い蛍光画像を確実に抽出することができる。
上記蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の画像を抽出するタイミングを検出する構成において、好ましくは、タイミング検出手段は、蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の信号強度が閾値以上になるタイミングを検出するように構成されている。このように構成すれば、蛍光の信号強度が一定値以上の範囲の蛍光画像を抽出することができるので、蛍光画像の視認性が低い部分を抽出することを回避して、不必要なデータ量の増大を抑制することができる。
上記タイミング検出手段により検出された蛍光の画像を抽出するタイミングを含む所定時間範囲の蛍光の画像を抽出する構成において、好ましくは、タイミング検出手段は、ユーザの操作入力に基づいて、蛍光の画像を抽出するタイミングを検出するように構成されている。このように構成すれば、蛍光の信号強度に関わらず、蛍光画像を取得するタイミングを検出することができるので、ユーザの意図を反映して、ユーザが取得したいタイミングの蛍光画像を確実に取得することができる。
上記第1の局面による蛍光イメージング装置では、好ましくは、抽出部は、蛍光の画像を抽出するタイミングを中心として、蛍光の画像を抽出するタイミングより前の第1時間から蛍光の画像を抽出するタイミングより後の第2時間までの所定時間範囲の蛍光の画像を抽出するように構成されている。このように構成すれば、抽出するタイミングの前後の経過を含めて抽出することができるので、ユーザにとっての利便性を向上させることができる。また、抽出するタイミングから前後異なった時間範囲を抽出することができるので、抽出する蛍光画像の範囲を被検体や蛍光物質の代謝に応じて変更することができる。
上記第1の局面による蛍光イメージング装置では、好ましくは、画像取得部は、励起光を照射する第1光源部と、蛍光を検出する第1検出部とを備えている。このように構成すれば、励起光を照射する光源部と、蛍光を検出する検出部とを個別に設ける場合と比較して、容易に蛍光の画像を取得することができる。
上記第1の局面による蛍光イメージング装置では、好ましくは、画像取得部は、可視光の画像を取得するように構成され、抽出部によって抽出された蛍光の画像と、被検体により反射され、抽出部によって抽出された可視光の画像とを重ね合わせた再生用画像を生成する画像合成部をさらに備える。このように構成すれば、可視光の画像に関心領域の蛍光画像を合成した画像を取得することができるので、外観を表す可視光の画像における被検体内の関心領域を透視するようなイメージをユーザに視認させることができる。その結果、ユーザの利便性を向上させることができる。
この場合、好ましくは、画像取得部は、可視光を照射する第2光源部と、被検体により反射された可視光を検出する第2検出部とをさらに備える。このように構成すれば、蛍光の画像を取得する装置と、可視光の画像を取得する装置とを個別に備える場合と比較して、被検体の同一部位の蛍光の画像および可視光の画像を容易に取得することができる。
上記第1の局面による蛍光イメージング装置では、好ましくは、所定時間範囲に相当する時間の画像取得部によって取得された画像を一時的に保存する一時保存部をさらに備える。このように構成すれば、期間全体ではなく、抽出部で抽出するために所定時間範囲に相当する時間分の取得された画像を一時保存部に保存することができるので、一時保存部の保存容量の大きさを必要最低限の大きさにすることができる。
上記第1の局面による蛍光イメージング装置では、好ましくは、抽出部によって抽出された画像および抽出部によって抽出された画像から生成された画像を録画する録画部をさらに備える。このように構成すれば、抽出部によって抽出された画像および抽出された画像から生成された画像を録画する際に、外部の録画機器を使用する必要がなくなるので、蛍光イメージング装置の利便性を向上させることができる。
この発明の第2の局面による蛍光イメージングシステムは、上記第1の局面における蛍光イメージング装置と、蛍光イメージング装置によって作成された再生用画像を録画する録画装置と、再生用画像を表示する表示装置とを備える。
この発明の第2の局面における蛍光イメージングシステムでは、上記のように、上記第1の局面における蛍光イメージング装置と、再生用画像を録画する録画装置と、再生用画像を表示する表示装置とを備える。これにより、たとえば、蛍光強度が最大値近傍となるタイミングなど、ユーザが必要とする所定のタイミングを含む所定時間範囲の再生用画像を抽出することができるので、関心領域の蛍光強度が最も強い部分などのユーザが確認したい部分の再生用画像を抽出することができる。また、抽出する範囲を必要十分な時間範囲に限定すれば、再生用画像のデータ量を減少させることができる。その結果、蛍光物質を投与し、蛍光の上昇から下降までの期間全体にわたって撮影した画像を再生して観察する場合と比べ、ユーザが確認したい部分を再生するための検索にかかる時間を短縮することができ、かつ、容易に、特徴的な輝度の変化等を確認することができるとともに、録画機等に保存する画像のデータ量を抑制することができる。また、表示装置を備えているので、再生用画像を録画しながら表示することが可能となる。
本発明によれば、上記のように、蛍光画像のうち、ユーザが確認したい部分を再生するための検索にかかる時間を短縮することができ、かつ、容易に、特徴的な輝度の変化等を確認することができるとともに、録画機等に保存する画像のデータ量を抑制することができる蛍光イメージング装置および蛍光イメージングシステムを提供することができる。
本発明の第1実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの概略を示したブロック図である。 本発明の第1実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの表示部に表示される画像について説明するための図である。 本発明の第1実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの全体構成の模式図である。 本発明の第1実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの蛍光物質が蛍光を発生させる状態を示す図(断面図)である。 本発明の第1実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの表示部に表示される画像を具体的に示した図である。 本発明の第1実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの蛍光画像を抽出する範囲を説明するグラフである。 本発明の第1実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの蛍光画像を抽出する範囲の始点および蛍光の信号強度の最大値の決定方法を説明するグラフである。 本発明の第1実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの蛍光画像を抽出する範囲の終点の決定方法を説明するグラフである。 本発明の第2実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの蛍光画像を抽出する範囲を説明するグラフである。 本発明の第3実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの概略を示したブロック図である。 本発明の第4実施形態による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの概略を示したブロック図である。 本発明の第1実施形態の第1変形例による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの概略を示したブロック図である。 本発明の第1実施形態の第2変形例による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの概略を示したブロック図である。 本発明の第1実施形態の第3変形例による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの概略を示したブロック図である。 本発明の第1実施形態の第4変形例による蛍光イメージング装置を備えた蛍光イメージングシステムの表示部に表示される画像を具体的に示した図である。
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
まず、図1〜図7を参照して、第1実施形態による蛍光イメージング装置100を備えた蛍光イメージングシステム200の構成について説明する。また、第1実施形態では、蛍光イメージングシステム200は、たとえば、外科手術において、血管造影やリンパ管造影のために用いられる医療用イメージング装置である。また、蛍光イメージング装置100は、手術中において、使用される術中支援装置(術中支援システム)の一部として用いられる。
たとえば、蛍光イメージングシステム200は、乳癌センチネルリンパ節の手術において、造影された被検体P(患者)の血管やリンパ管およびリンパ節の位置や形状を、執刀医Q(図3参照)等のユーザが確認するために用いられる。
(蛍光イメージングシステムの構成)
第1実施形態による蛍光イメージングシステム200は、図1に示すように、蛍光イメージング装置100と、表示部12と、録画部13と、操作部20とを備えている。蛍光イメージング装置100は、被検体Pの蛍光の画像および可視光の画像を抽出し、抽出された可視光の画像と可視光の画像とを合成した画像を出力するように構成されている。蛍光イメージング装置100の詳しい構成は後述する。なお、表示部12および録画部13は、特許請求の範囲の「表示装置」および「録画装置」の一例である。
また、図2に示すように、表示部12は、蛍光イメージング装置100から出力された蛍光の画像12a、可視光の画像12b、および、合成画像12cを表示する。
また、録画部13は、記憶素子やHDDのような記憶装置を含み、蛍光イメージング装置100から出力される画像を録画するように構成されている。
また、操作部20は、執刀医Qや、蛍光イメージングシステム200のオペレータ等のユーザによる蛍光イメージング装置100に対する入力操作を受け付けるように構成されている。そして、操作部20は、入力操作に基づいて、光源部1からの光の照射、照射の停止、明るさおよび感度の調整、表示部12に表示される画像の表示方法などを操作するように構成されている。
(蛍光イメージング装置の構成)
第1実施形態による蛍光イメージング装置100は、図1に示すように、画像取得部14を備えている。
画像取得部14は、被検体Pの画像を取得するように構成されている。画像取得部14としては、最低限の構成として、光源部1と、可視光センサ5および近赤外線センサ6等の検出部とを備えていればよく、第1実施形態では、画像取得部14は、光源部1と、ズームレンズ3と、プリズム4と、可視光センサ5と、近赤外線センサ6とを備えており、画像取得部14自らが画像を撮像するように構成されている。ズームレンズ3およびプリズム4は、光学系部材として光源部1と可視光センサ5および近赤外線センサ6との間に設けられており、ズームレンズ3は、光源部1とプリズム4との間に設置され、プリズム4は、ズームレンズ3と可視光センサ5および近赤外線センサ6との間に設置されている。
光源部1は、たとえば、発光ダイオード(LED)を含む。光源部1は、可視光を被検体P(患者)に照射する可視光源部1aと、被検体Pの体内の蛍光剤Pa(図4参照)に近赤外線励起光(以下、「励起光IRe」)を照射する励起光源部1bとを備えている。なお、可視光源部1aは、特許請求の範囲の「第2光源部」の一例である。また、励起光源部1bは、特許請求の範囲の「第1光源部」の一例である。また、蛍光剤Paは、特許請求の範囲の「被検体内に投与された蛍光物質」の一例である。また、本明細書において、「近赤外線」とは、可視光線よりも長い波長を有する光を意味し、たとえば、700nm以上900nm以下の範囲内の波長を有する光を意味するものとして記載している。
蛍光剤Paは、たとえば、蛍光色素であるインドシアニングリーン(ICG)からなる。インドシアニングリーン(ICG)を蛍光剤Paとして用いる場合、励起光IReは、たとえば、800nm以上820nm以下の波長を有する近赤外光である。そして、励起光IReが、インドシアニングリーンに照射されることにより、インドシアニングリーンから約830nmの波長を有する近赤外蛍光IRが発生される。また、可視光源部1aから照射された可視光は、反射光として被検体Pの皮膚表面から反射される。
また、光源部1は、蛍光イメージング装置100の照射制御部2により制御される。照射制御部2は、制御回路として構成されており、光源部1からの光(可視光、励起光IRe)の照射、照射の停止などを、操作部20による入力操作に基づいて制御するように構成されている。
また、ズームレンズ3には、被検体Pの皮膚表面からの反射光(可視光)と、蛍光剤Paから発生された近赤外蛍光IRとが入射する。また、ズームレンズ3は、可視光および近赤外蛍光IRの焦点距離の調整を行う。
また、プリズム4には、ズームレンズ3からの光が入射する。また、プリズム4は、被検体Pの皮膚表面からの反射光(可視光)と、近赤外蛍光IRとを分離する機能を有する。
また、画像取得部14は、プリズム4により分離された可視光を検出する可視光センサ5を備えている。可視光センサ5は、たとえば、電荷結合素子(CCD)またはCMOS等により構成されている。なお、可視光センサ5は、特許請求の範囲の「第2検出部」の一例である。
また、画像取得部14は、励起光源部1bから照射される励起光IReにより発生された近赤外蛍光IRを検出する近赤外線センサ6を備えている。近赤外線センサ6は、たとえば、820nm以上840nm以下の範囲内の波長を有する近赤外線を検出可能に構成されている。近赤外線センサ6は、たとえば、CCDまたは光電子増倍管により構成されている。なお、近赤外線センサ6は、特許請求の範囲の「第1検出部」の一例である。
このような構成により、画像取得部14は、被検体Pの同一の撮影位置を可視光と励起光IReとを用いて、同時に撮影することができる。
また、蛍光イメージング装置100は、タイミング検出手段7を備えている。タイミング検出手段7は、近赤外線センサ6によって取得された被検体Pの蛍光の画像(図5(A)参照)を抽出部9によって抽出するタイミングを検出する。タイミング検出方法に関しては後述する。
また、蛍光イメージング装置100は、一時保存部8を備えている。一時保存部8は記憶素子やHDDのような記憶装置を含み、所定時間範囲Rに相当する時間の画像取得部14によって取得された被検体Pの蛍光の画像12aを一時的に保存する。
また、蛍光イメージング装置100は、抽出部9を備えている。抽出部9は、被検体P内に投与された蛍光剤Paに励起光IReを照射することにより発生した蛍光の画像12aのうち、蛍光の画像12aを抽出する所定のタイミングを含む所定時間範囲Rの蛍光の画像12aを抽出する。
可視光センサ5および近赤外線センサ6で検出された画像データは、タイミング検出手段7に送られ、抽出部9によって抽出するタイミングを検出される。タイミング検出手段7は、検出した抽出タイミングを抽出部9に送るとともに、画像データを一時保存部8に送る。タイミング検出手段7から一時保存部8に送られた画像データは、一時保存部8によって一時的に保存される。抽出部9は、タイミング検出手段7によって送られた画像を抽出するタイミングに基づいて、一時保存部8に保存されている画像データを抽出する。
なお、タイミング検出手段7、一時保存部8、抽出部9および画像合成部10は、それぞれ、CPU(Central Processing Unit)やメモリ、GPU(Graphics Processing Unit)などで個別に構成されていてもよく、タイミング検出手段7と抽出部9とが1つのCPUにソフトウェアとして構成されていてもよい。
また、蛍光イメージング装置100は、画像合成部10を備えている。ここで、第1実施形態では、図2に示すように、画像合成部10は、近赤外蛍光IRの信号強度に応じて可視光の画像12bとは区別可能な色彩(たとえば、緑色)を用いて表示された蛍光の画像12aと、可視光を画像化した可視光の画像12bとを合成して合成画像12cを形成するように構成されている。具体的には、画像合成部10は、抽出部9によって抽出された蛍光の画像12aと、被検体Pにより反射され、抽出部9によって抽出された可視光の画像12bとを重ね合わせた合成画像12cを生成するように合成されている。なお、画像合成部10は、たとえば、画像処理回路として構成されている。また、合成画像12cは、特許請求の範囲の「再生用画像」の一例である。
また、蛍光イメージング装置100は、外部出力部11を備えている。外部出力部11は、抽出部9で抽出された蛍光の画像12aおよび可視光の画像12bと、画像合成部10で合成された合成画像12cとを、蛍光イメージング装置100の外部に設けられた表示部12と、録画部13とに出力するように構成されている。
また、図3に示すように、蛍光イメージング装置100は、可視光源部1a、励起光源部1b、可視光センサ5、および、近赤外線センサ6などが設けられる装置本体部30を備えている。なお、可視光源部1a、励起光源部1b、可視光センサ5、および、近赤外線センサ6などは、画像取得部14内に配置されている。また、装置本体部30には、アーム部31が設けられている。画像取得部14は、アーム部31の先端に取り付けられており、画像取得部14は、移動可能に構成されている。
また、表示部12は、装置本体部30とは別個に設けられている。たとえば、表示部12は、執刀医Q(ユーザ)の対面方向(矢印A1方向側)に配置されているとともに、執刀医Qが被検体P(患者)に対して、処置を行う際に、表示部12に表示される画像を視認可能な高さ位置に配置されている。
そして、図4に示すように、画像取得部14内に設けられている励起光源部1bが照射された励起光IReによって、被検体Pの内部の蛍光剤Paは、近赤外蛍光IRを発生させる。そして、画像取得部14内に設けられている近赤外線センサ6は、被検体Pの内部の蛍光剤Paから発生する近赤外蛍光IRを検出するように構成されている。
図5は、表示部12に表示される画像のイメージ図である。ここで、がん細胞は、増殖するために多数の血管を新生(形成)する。そのため、がん細胞の近傍には多数の血管が存在するので、がん細胞の近傍は蛍光剤Paで標識された領域として観察できる。図5(A)は、被検体Pの蛍光の画像12aを示しており、関心領域40aが蛍光剤Paによって標識されている。また、図5(B)は、被検体Pの蛍光の画像12aと同一部位の可視光の画像12bである。また、図5(C)は、蛍光の画像12aと可視光の画像12bとを合成した合成画像12cである。また、第1実施形態による蛍光イメージング装置100では、操作部20を介して、これらの画像の配置を変更することができる。
次に、図6〜図8を参照して、蛍光イメージング装置100の画像抽出処理について具体的に説明する。
図6は、蛍光の画像12aの関心領域40aの蛍光の信号強度の時間変化を示すグラフ50である。グラフ50は、横軸が時間であり、縦軸が検出される蛍光の信号強度である。
第1実施形態による蛍光イメージング装置100では、抽出部9は、タイミング検出手段7により検出された蛍光の画像12aを抽出するタイミングを含む所定時間範囲Rの蛍光の画像12aを抽出するように構成されている。具体的には、抽出部9は、蛍光の画像12aを抽出するタイミングを中心として、蛍光の画像12aを抽出するタイミングより前の所定時間Mから蛍光の画像12aを抽出するタイミングより後の所定時間Nまでの所定時間範囲Rの蛍光の画像12aを抽出するように構成されている。また、所定時間MおよびNは、ユーザ(執刀医Q等)によって任意に設定可能である。たとえば、所定時間MおよびNは、トータルで1分以内の範囲で設定可能である。なお、所定時間MおよびNは、特許請求の範囲の「第1時間」および「第2時間」の一例である。
また、タイミング検出手段7は、蛍光の画像12aの蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の画像12aを抽出するタイミングを検出するように構成されている。第1実施形態では、タイミング検出手段7は、蛍光の信号強度に基づいて、信号強度が最大値となるタイミングになったことを検出するように構成されている。
まず、図6および図7を参照して、蛍光の信号強度の最大値の決定方法について説明する。タイミング検出手段7は、蛍光の画像12aの関心領域40aの信号強度が最大値Itmaxになる時間tmaxを検出するように構成されている。具体的には、タイミング検出手段7は、近赤外線センサ6によって撮影された動画から、1フレームずつ画像を切り出し、切り出したフレームごとの画像の蛍光の信号強度を比較することによって最大値と最大時間とを検出するように構成されている。すなわち、蛍光の画像12aを1フレーム切り出すごとに、それまでの蛍光の信号強度の最大値と、切り出した蛍光の画像12aの蛍光の信号強度とを比較し、大きい方を最大値とする。また、蛍光の信号強度が最大値となる時間をtmaxとする。ここで、近赤外線センサ6は、高精細なハイビジョン画質(たとえば、解像度1080p(約2.1メガピクセル)、60fps(frame per second))の動画を撮影する。
図7(A)は、検出開始からt1秒経過時点の蛍光の信号強度の変化を示すグラフ50aである。この時点では、t1秒で検出されている蛍光の信号強度It1が最も大きい値となっているので、蛍光の信号強度の最大値はIt1となる。また、光の信号強度が最大値となる画像の取得時間は、t1となる。
図7(B)は、検出開始からt2秒経過時点の蛍光の信号強度の変化を示すグラフ50bである。この時点では、t2秒で検出されている蛍光の信号強度It2が最も大きい値となっているので、蛍光の信号強度の最大値はIt2となる。また、光の信号強度が最大値となる画像の取得時間は、t2となる。
図7(C)は、検出開始からt3秒経過時点の蛍光の信号強度の変化を示すグラフ50cである。この時点では、t3秒で検出されている蛍光の信号強度It3が最も大きい値となっているので、蛍光の信号強度の最大値はIt3(Itmax)となる。また、光の信号強度が最大値の画像の取得時間は、t3(tmax)となる。
図7(D)は、検出開始からt4経過時点の蛍光の信号強度の変化を示すグラフ50dである。この時点では、t4秒で検出されている蛍光の信号強度It4よりも、tmax秒の時点で検出されたItmaxの検出強度の方が大きいため、蛍光の信号強度の最大値はItmaxとなる。また、光の信号強度が最大値の画像の取得時間は、tmax(t3)となる。その後、蛍光の信号強度が図6のように推移すると、t3がtmaxとして確定できる。そして、タイミング検出手段7は、tmaxを抽出部9に出力する。
次に、図6〜図8を参照して、抽出部9が抽出する所定時間範囲Rの決定方法について説明する。抽出部9は、タイミング検出手段7が検出したタイミング(tmax)を中心として、tmaxから所定時間M秒前のtmと、tmaxから所定時間N秒後のtnとによって決定される、所定時間範囲Rの蛍光の画像12aを取得するように構成されている。
まず、図7(A)〜図7(D)を参照して、tmaxから所定時間M秒前のtmの決定方法について説明する。図7(A)に示すグラフ50aは、検出開始からの時間t1が、所定時間Mよりも小さい場合を示すグラフである。t1が所定時間M以下なので、tmは検出開始時間となる。
また、図7(B)は、検出時間t2まで検出が進んだ状態を表すグラフ50bである。具体的には、t2は所定時間Mおよびt1よりも大きく、tmaxよりも小さい状態を示している。したがって、tmは、t2から所定時間M秒前の時間となる。
また、図7(C)は、蛍光の信号強度が最大値になる時間t3まで検出が進んだ状態を表すグラフ50cである。蛍光の信号強度が最大値になる時間なので、t3とtmaxが等しくなる。したがって、tmは、t3から所定時間M秒前の時間となる。
また、図7(D)は、蛍光の信号強が最大値を過ぎ、下降し始めた時間t4まで検出が進んだ状態を表すグラフ50dである。tmは、蛍光の信号強度が最大値となる時間(tmax)から所定時間M秒前の時間なので、tmはtmaxからM秒前の時間となる。
したがって、tmは、検出時間に応じて変更され、蛍光の信号強度が最大値となる時間(tmax)が決定された後は、tmaxから所定時間M秒前の時間に固定される。
次に、図8(A)〜図8(D)を参照して、蛍光の信号強度が最大値となる時間(tmax)から所定時間N秒後の時間であるtnの決定方法について説明する。図8(A)に示すグラフ50eは、検出開始からの経過時間t5が、tmaxから所定時間N秒経過した時間よりも小さい場合を示すグラフである。t5がtmaxからN秒以下なので、tnはt5と同じである。
また、図8(B)は、検出時間t6まで検出が進んだ状態を表すグラフ50fである。具体的には、t6はt5よりも大きく、tmaxから所定時間N秒経過した時間よりも小さい。したがって、tnは、t6と同一の時間となる。
また、図8(C)は、検出時間t7がtmaxから所定時間N進んだ時間と同一の時間まで進んだ状態を表すグラフ50gである。t7とtmaxから所定時間N秒進んだ時間とが等しくなるので、t7とtnとが等しくなる。
また、図8(D)は、検出時間t8がtmaxから所定時間N秒以上進んだ時間まで検出が進んだ状態を表すグラフ50hである。t8はtmaxから所定時間N秒以上進んでいるので、tnはtmaxからN秒後の時間となる。
したがって、tnは、蛍光の信号強度が最大値となる時間(tmax)から所定時間N秒が経過するまでは、時間とともに変更され、tmaxから所定時間N秒が経過した後は、tmaxから所定時間N秒後の時間に固定される。
以上の処理により、抽出部9は、タイミング検出手段7から取得した所定のタイミング(tmax)に基づいて、所定時間範囲R(M+N)の蛍光の画像12aを一時保存部8から抽出し、画像合成部10に出力する。また、一時保存部8は、所定時間範囲R(M+N)の最大値分の蛍光の画像12aが一時的に保存できればよい。すなわち、一時保存部8は、tmaxからM秒以上前のデータを消去して、新たに取得された画像を一時的に保存する。
(第1実施形態の効果)
第1実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第1実施形態では、上記のように、蛍光イメージング装置100は、被検体P内に投与された蛍光剤Paに励起光IReを照射することにより発生した蛍光の画像12aを取得する画像取得部14と、画像取得部14で取得された蛍光の画像12aのうち、蛍光の画像12aを抽出する所定のタイミングを含む所定時間範囲Rの蛍光の画像12aを抽出する抽出部9とを備える。これにより、蛍光強度が最大値となるタイミング(tmax)を含む所定時間範囲Rの合成画像12cを抽出することができるので、関心領域40aの蛍光強度が最も強い部分の合成画像12cを抽出することができる。また、抽出する範囲を所定時間範囲Rに限定するので、合成画像12cのデータ量を減少させることができる。その結果、蛍光剤Paを投与し、蛍光の上昇から下降までの期間全体にわたって撮影した画像を再生して観察する場合と比べ、執刀医Qが確認したい関心領域40aの蛍光の信号強度が最大値となるタイミング(tmax)を含む所定時間範囲Rの合成画像12cを再生するための検索にかかる時間を短縮することができ、かつ、容易に、特徴的な輝度の変化等を確認することができるとともに、録画部13に保存する合成画像12cのデータ量を抑制することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、蛍光イメージング装置100は、蛍光の画像12aを抽出する所定のタイミングを検出するタイミング検出手段7をさらに備え、抽出部9は、タイミング検出手段7により検出された蛍光の画像12aを抽出するタイミングを含む所定時間範囲Rの蛍光の画像12aを抽出する構成されている。これにより、抽出される蛍光の画像12aの所定時間範囲Rは、執刀医Qの操作や蛍光の画像12aの信号の強度によって蛍光の画像12aを抽出するタイミングを決定することができるので、所定時間範囲Rの蛍光の画像12aを容易に抽出することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、タイミング検出手段7は、蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の画像12aを抽出するタイミングを検出するように構成されている。これにより、蛍光の強度信号が所定の値になったタイミングや、蛍光の信号強度の変化量が増加から減少に転じたタイミングなどを蛍光の画像12aを抽出するタイミングとして検出することができるので、視認性の高い蛍光の画像12aを抽出するタイミングを自動で決定することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、タイミング検出手段7は、蛍光の信号強度に基づいて、信号強度が最大値となるタイミング(tmax)になったことを検出するように構成されている。これにより、関心領域40aの蛍光の信号強度が最も大きいタイミング(tmax)を含む所定時間範囲Rの蛍光の画像12aを取得できるので、視認性の高い蛍光の画像12aを確実に抽出することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、抽出部9は、蛍光の画像12aを抽出するタイミングを中心として、蛍光の画像12aを抽出するタイミング(tmax)より前の所定時間Mから蛍光の画像12aを抽出するタイミングより後の所定時間Nまでの所定時間範囲Rの蛍光の画像12aを抽出するように構成されている。これにより、抽出するタイミングの前後の経過を含めて抽出することができるので、執刀医Qにとっての利便性を向上させることができる。また、抽出するタイミングから前後異なった時間範囲を抽出することができるので、抽出する蛍光の画像12aの範囲を被検体Pや蛍光剤Paの代謝に応じて変更することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、画像取得部14は、励起光IReを照射する励起光源部1bと、近赤外蛍光IRを検出する近赤外線センサ6とを備えている。これにより、励起光IReを照射する励起光源部1bと、近赤外蛍光IRを検出する近赤外線センサ6とを個別に設ける場合と比較して、容易に蛍光の画像12aを取得することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、画像取得部14は、可視光の画像12bを取得するように構成され、抽出部9によって抽出された蛍光の画像12aと、被検体Pにより反射され、抽出部9によって抽出された可視光の画像12bとを重ね合わせた合成画像12cを生成する画像合成部10とをさらに備える。これにより、可視光の画像12bに関心領域40aの蛍光の画像12aを合成した合成画像12cを取得することができるので、外観を表す可視光の画像12bにおける被検体P内の関心領域40aを透視するようなイメージを執刀医Qに視認させることができる。その結果、執刀医Qの利便性を向上させることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、画像取得部14は、可視光を照射する可視光源部1aと、被検体Pにより反射されて可視光を検出する可視光センサ5とをさらに備える。これにより、蛍光の画像12aを取得する装置と、可視光の画像12bを取得する装置とを個別に備える場合と比較して、被検体Pの同一部位の蛍光の画像12aおよび可視光の画像12bを容易に取得することができる。
また、第1実施形態では、上記のように、所定時間範囲Rに相当する時間の画像取得部14によって取得された画像を一時的に保存する一時保存部8をさらに備える。これにより、所定時間範囲Rに相当する時間分の取得された画像を一時保存部8に保存することができるので、一時保存部8の保存容量の大きさを必要最低限の大きさにすることができる。
また、第1実施形態では、上記のように、蛍光イメージングシステム200は、蛍光イメージング装置100と、蛍光イメージング装置100によって作成された合成画像12cを表示する表示部12と、合成画像12cを録画する録画部13と、操作部20とを備えている。これにより、蛍光強度が最大値となるタイミング(tmax)を含む所定時間範囲Rの合成画像12cを抽出することができるので、関心領域40aの蛍光強度が最も強い部分の合成画像12cを抽出することができる。また、抽出する範囲を所定時間範囲Rに限定するので、合成画像12cのデータ量を減少させることができる。その結果、蛍光剤Paを投与し、蛍光の上昇から下降までの期間全体(図6のt0からtzまでの期間)にわたって撮影した画像を再生して観察する場合と比べ、関心領域40aの蛍光の信号強度が最大値となるタイミング(tmax)を含む所定時間範囲Rの合成画像12cを再生するまでにかかる時間を短縮することができ、かつ、容易に、特徴的な輝度の変化等を確認することができるとともに、録画部13に保存する合成画像12cのデータ量を抑制することができる。また、表示部12を備えているので、合成画像12cを録画しながら表示することが可能となる。
[第2実施形態]
次に、図1および図9を参照して、第2実施形態による蛍光イメージングシステム300の構成について説明する。第2実施形態による蛍光イメージングシステム300では、タイミング検出手段7が、蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の信号強度が最大値となるタイミングになったことを検出するように構成されていた第1実施形態とは異なり、タイミング検出手段7は、蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の信号強度が閾値以上になるタイミングを検出するように構成されている。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
図9は、第2実施形態による蛍光イメージングシステム300において、タイミング検出手段7が検出する所定時間範囲Rを示すグラフ60である。直線61は、執刀医Q等によってあらかじめ設定された閾値Itを示している。第2実施形態では、タイミング検出手段7は、蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の信号強度が閾値It以上になるタイミングを検出するように構成されている。具体的には、タイミング検出手段7は、グラフ60と直線61とによって形成される閾値Itを超えた領域60aの部分となるように、所定時間範囲Rを設定する。これにより、抽出部9は、領域60aの部分のような、閾値Itを超えた所定時間範囲Rの画像を抽出することができる。
また、第2実施形態による蛍光イメージングシステム300のその他の構成は、第1実施形態における蛍光イメージングシステム200と同様である。
(第2実施形態の効果)
第2実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第2実施形態では、上記のように、タイミング検出手段7は、蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の信号強度が閾値It以上になるタイミングを検出するように構成されている。これにより、蛍光の信号強度がIt以上の領域60aの蛍光の画像12aを抽出することができるので、蛍光の画像12aの視認性が低い部分を抽出することを回避して、不必要なデータ量の増大を抑制することができる。
また、第2実施形態による蛍光イメージングシステム300のその他の効果は、第1実施形態における蛍光イメージングシステム200と同様である。
[第3実施形態]
次に、図1および図10を参照して、第3実施形態による蛍光イメージングシステム400の構成について説明する。第3実施形態による蛍光イメージングシステム400は、蛍光の信号強度に基づいて蛍光の画像12aを抽出するタイミングを検出する第1実施形態とは異なり、執刀医Qの操作入力に基づいて、蛍光の画像12aを抽出するタイミングを検出するように構成されている。なお、上記第1実施形態と同様の構成は、第1実施形態と同じ符号を付して図示するとともに説明を省略する。
図10は、第3実施形態による蛍光イメージングシステム400において、タイミング検出手段7が、ユーザの入力によって検出する所定時間範囲Rを示すグラフ70である。タイミング検出手段7は、ユーザの操作入力に基づいて、蛍光の画像12aを抽出するタイミングを検出するように構成されている。第3実施形態による蛍光イメージングシステム400では、検出する所定のタイミングは、厳密にピーク(Itmax)のタイミング(tmax)である必要はなく、ユーザの再生確認したい場面を入力タイミング(tin)として取得し、入力タイミング(tin)の前後M、Nによって決定される所定時間範囲Rが取得される。
また、第3実施形態による蛍光イメージングシステム400のその他の構成は、第1実施形態における蛍光イメージングシステム200と同様である。
(第3実施形態の効果)
第3実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第3実施形態では、上記のように、タイミング検出手段7は、執刀医Qの操作入力に基づいて、蛍光の画像12aを抽出するタイミングを検出するように構成されている。これにより、蛍光の信号強度に関わらず、蛍光の画像12aを取得するタイミングを検出することができるので、執刀医Qの意図を反映して、執刀医Qが取得したいタイミングの蛍光の画像12aを確実に取得することができる。
また、第3実施形態による蛍光イメージングシステム400のその他の効果は、第1実施形態における蛍光イメージングシステム200と同様である。
[第4実施形態]
次に、図11を参照して、第4実施形態による蛍光イメージングシステム500の構成について説明する。第4実施形態による蛍光イメージングシステム500は、蛍光イメージング装置100の外部に設けられた録画部13によって、蛍光の画像12a、可視光の画像12bおよび合成画像12cを録画するように構成されている第1実施形態とは異なり、蛍光イメージング装置100が録画部13をさらに備えている。
図11に示すように、第4実施形態による蛍光イメージングシステム500では、蛍光イメージング装置100は、録画部13をさらに備える。そして、画像合成部10は、外部出力部11へ蛍光の画像12a、可視光の画像12bおよび合成画像12cを送るとともに、録画部13へと蛍光の画像12a、可視光の画像12bおよび合成画像12cを送るように構成されている。
また、第4実施形態による蛍光イメージングシステム500のその他の構成は、第1実施形態における蛍光イメージングシステム200と同様である。
(第4実施形態の効果)
第4実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
第4実施形態では、上記のように、蛍光イメージング装置100は、録画部13をさらに備える。これにより、抽出部9によって抽出された画像(蛍光の画像12a、可視光の画像12b)および抽出された画像から生成された画像(合成画像12c)を録画する際に、外部の録画機器を使用する必要がなくなるので、蛍光イメージング装置の利便性を向上させることができる。
また、第4実施形態による蛍光イメージングシステム500のその他の効果は、第1実施形態における蛍光イメージングシステム200と同様である。
[変形例]
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
たとえば、上記第1〜第4実施形態では、蛍光イメージングシステムを、外科手術において血管造影およびリンパ管造影のために用いられる術中支援システムとして構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、蛍光イメージングシステムを診察室に設置して、皮膚がんの診断など、外科手術を必要としない診断に用いてもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、近赤外蛍光IRを照射する励起光源部1bに、発光ダイオードを含む例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、励起光源部1bに、発光ダイオード以外の発光部材を含んでもよい。たとえば、励起光源部1bに、ハロゲンなどの電球光源を設けてもよいし、励起光を照射する光源であれば、どのような光源であってもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、蛍光剤Paを、インドシアニングリーンから構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。すなわち、蛍光剤Paを、インドシアニングリーン以外の蛍光剤から構成してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、タイミング検出手段7でタイミングを検出したものを一時保存部8に一時的に保存する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図12に示す第1実施形態の第1変形例による蛍光イメージングシステム600のように、一時保存部8に保存した画像をタイミング検出手段7で抽出する画像のタイミングを検出するように構成してもよい。しかし、このように構成した場合、タイミング検出手段7で抽出する画像のタイミング検出を行う際に、一時保存部8から画像データを読み込まなくてはならないので、図1の構成と比較した場合、タイミング検出における処理に時間がかかる。したがって、図1の構成を用いる方がよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、蛍光の画像12a、可視光の画像12bおよび合成画像12cを、表示部12によって表示し、録画部13によって録画する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図13に示す第1実施形態の第2変形例による蛍光イメージングシステム700のように、録画部13によって録画のみを行うように構成してもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、近赤外線の励起光IReを照射する例を示したが、本発明はこれに限られない。被検体Pに照射する励起光IReは、被検体Pに投与する蛍光剤Paに応じた励起可能な波長の光であればよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、画像取得部14が蛍光の画像12aおよび可視光の画像12bを撮像する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図14に示す第1実施形態の第3変形例による蛍光イメージングシステム800のように、画像取得部14は、外部に設けられた撮像装置21で撮像された蛍光の画像12aおよび可視光の画像12bを取得するように構成されていてもよい。この場合、画像取得部14は、画像データの入力を受け付けるデータ入力部として構成され、撮像装置21と有線または無線によりデータ受信可能なように接続される。
また、上記第1〜第4実施形態では、タイミング検出手段7は、蛍光の画像12aの関心領域40aの蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の画像12aを抽出するタイミングを検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、蛍光の画像12a全体(全画素領域)の蛍光の信号強度に基づいて蛍光の画像12aを抽出するタイミングを決定するように構成されていてもよい。
また、上記第1〜第4実施形態では、タイミング検出手段7は、蛍光の画像12aの関心領域40aの蛍光の信号強度に基づいて、蛍光の画像12aを抽出するタイミングを検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図1に示す第1実施形態の第4変形例による蛍光イメージングシステム900のタイミング検出手段7は、図15に示すように、蛍光の画像12aの関心領域40aおよび関心領域40bそれぞれの蛍光の信号強度(図15(C)および図15(E))に基づいて蛍光の画像12aを抽出するタイミングを決定してもよい。その際、たとえば、抽出部9は、関心領域40aおよび関心領域40bそれぞれの蛍光の信号強度が最大値近傍の所定時間範囲R(R40aおよびR40b)の画像を抽出し、画像合成部10は、可視光の画像12b(図15(A))、関心領域40aおよび関心領域40bそれぞれの抽出された蛍光の画像12a(図15(C)および図15(E))を1つに合成し、合成画像12c(図15(F))を生成するように構成されていてもよい。なお、複数の関心領域は、たとえば、手術等では、通常2〜3カ所設定される。また、関心領域は最大で8カ所まで設定可能である。
また、上記第1〜第4実施形態では、表示部12に蛍光の画像12a、可視光の画像12bおよび合成画像12cを表示する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、合成画像12cだけを表示してもよい。また、たとえば、画像を合成せずに、蛍光の画像12aと、可視光の画像12bとを表示してもよい。その場合、蛍光イメージング装置は、画像合成部10を備えなくてもよい。また、たとえば、蛍光の画像12aだけを表示してもよい。その場合、蛍光イメージング装置は、可視光源部1a、可視光センサ5および画像合成部10を備えなくてもよい。
1a 可視光源部(第2光源部)
1b 励起光源部(第1光源部)
5 可視光センサ(第2検出部)
6 近赤外線センサ(第1検出部)
7 タイミング検出手段
8 一時保存部
9 抽出部
10 画像合成部
12 表示部
12a 蛍光の画像
12b 可視光の画像
12c 再生用画像
13 録画部
14 画像取得部
100 蛍光イメージング装置
200、300、400、500、600、700、800、900 蛍光イメージングシステム
It 閾値
M 所定時間(第1時間)
N 所定時間(第2時間)
P 被検体
Pa 蛍光剤(被検体内に投与された蛍光物質)
Q 執刀医(ユーザ)
R 所定時間範囲

Claims (13)

  1. 被検体内に投与された蛍光物質に励起光を照射することにより発生した蛍光の画像を取得する画像取得部と、
    前記画像取得部で取得された前記蛍光の画像のうち、前記蛍光の画像を抽出する所定のタイミングを含む所定時間範囲の前記蛍光の画像を抽出する抽出部とを備えた、蛍光イメージング装置。
  2. 前記蛍光の画像を抽出する所定のタイミングを検出するタイミング検出手段をさらに備え、
    前記抽出部は、前記タイミング検出手段により検出された前記蛍光の画像を抽出するタイミングを含む所定時間範囲の前記蛍光の画像を抽出する構成されている、請求項1に記載の蛍光イメージング装置。
  3. 前記タイミング検出手段は、前記蛍光の信号強度に基づいて、前記蛍光の画像を抽出するタイミングを検出するように構成されている、請求項2に記載の蛍光イメージング装置。
  4. 前記タイミング検出手段は、前記蛍光の信号強度に基づいて、前記信号強度が最大値となるタイミングになったことを検出するように構成されている、請求項3に記載の蛍光イメージング装置。
  5. 前記タイミング検出手段は、前記蛍光の信号強度に基づいて、前記蛍光の前記信号強度が閾値以上になるタイミングを検出するように構成されている、請求項3または4に記載の蛍光イメージング装置。
  6. 前記タイミング検出手段は、ユーザの操作入力に基づいて、前記蛍光の画像を抽出するタイミングを検出するように構成されている、請求項2に記載の蛍光イメージング装置。
  7. 前記抽出部は、前記蛍光の画像を抽出するタイミングを中心として、前記蛍光の画像を抽出するタイミングより前の第1時間から前記蛍光の画像を抽出するタイミングより後の第2時間までの前記所定時間範囲の前記蛍光の画像を抽出するように構成されている、請求項1〜6のいずれか1項に記載の蛍光イメージング装置。
  8. 前記画像取得部は、励起光を照射する第1光源部と、
    前記蛍光を検出する第1検出部とを備えている、請求項1〜7のいずれか1項に記載の蛍光イメージング装置。
  9. 前記画像取得部は、可視光の画像を取得するように構成され、
    前記抽出部によって抽出された前記蛍光の画像と、前記被検体により反射され、前記抽出部によって抽出された可視光の画像とを重ね合わせた再生用画像を生成する画像合成部をさらに備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の蛍光イメージング装置。
  10. 前記画像取得部は、前記可視光を照射する第2光源部と、
    前記被検体により反射された前記可視光を検出する第2検出部とをさらに備える、請求項9に記載の蛍光イメージング装置。
  11. 前記所定時間範囲に相当する時間の前記画像取得部によって取得された画像を一時的に保存する一時保存部をさらに備える、請求項1〜10のいずれか1項に記載の蛍光イメージング装置。
  12. 前記抽出部によって抽出された画像および前記抽出部によって抽出された画像から生成された画像を録画する録画部をさらに備える、請求項1〜11のいずれか1項に記載の蛍光イメージング装置。
  13. 請求項1〜12のいずれか1項に記載の蛍光イメージング装置と、
    前記蛍光イメージング装置によって作成された再生用画像を録画する録画装置と、
    前記再生用画像を表示する表示装置とを備える、蛍光イメージングシステム。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111542748A (zh) * 2017-11-13 2020-08-14 索尼公司 信息处理装置、信息处理方法和荧光图像捕捉系统
CN109363768A (zh) * 2018-10-10 2019-02-22 南京诺源医疗器械有限公司 785nm波长光源近红外荧光造影手术引导系统
JP2020141728A (ja) * 2019-03-04 2020-09-10 株式会社島津製作所 イメージング装置およびイメージング方法
JP7281308B2 (ja) * 2019-03-07 2023-05-25 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療用画像処理装置及び医療用観察システム
JP2022036701A (ja) * 2020-08-24 2022-03-08 株式会社島津製作所 治療支援システムおよび治療支援装置
MX2024006615A (es) * 2021-12-03 2024-08-26 Parasight System Inc Método de preparación de muestras fecales para análisis automatizado de imágenes.

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070048226A1 (en) * 2005-02-09 2007-03-01 Alfred E.Mann Institute For Biomedical Engineering At The University Of Southern California Biochemical marker detection device
KR100953773B1 (ko) * 2005-05-11 2010-04-21 올림푸스 메디칼 시스템즈 가부시키가이샤 생체 관측 장치용 신호 처리 장치
JP5626760B2 (ja) * 2010-03-31 2014-11-19 ソニー株式会社 蛍光像取得方法、蛍光像取得プログラム及び蛍光像取得装置
JP5707758B2 (ja) * 2010-07-13 2015-04-30 ソニー株式会社 撮像装置、撮像システム、手術用ナビゲーションシステム、及び撮像方法
US10278585B2 (en) * 2012-06-21 2019-05-07 Novadaq Technologies ULC Quantification and analysis of angiography and perfusion
JP5993237B2 (ja) * 2012-07-25 2016-09-14 オリンパス株式会社 蛍光観察装置
JP6354749B2 (ja) * 2013-03-15 2018-07-11 ソニー株式会社 微小粒子分析装置、微小粒子分析方法、プログラム及び微小粒子分析システム
CN105705084B (zh) * 2013-09-20 2019-07-12 国立大学法人旭川医科大学 血管内血流动态的图像处理方法及系统
WO2016035450A1 (ja) * 2014-09-01 2016-03-10 株式会社島津製作所 イメージング装置
WO2016157260A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 可視光投影装置

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