JPH09308604A - 蛍光検出装置 - Google Patents
蛍光検出装置Info
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- JPH09308604A JPH09308604A JP9028928A JP2892897A JPH09308604A JP H09308604 A JPH09308604 A JP H09308604A JP 9028928 A JP9028928 A JP 9028928A JP 2892897 A JP2892897 A JP 2892897A JP H09308604 A JPH09308604 A JP H09308604A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 蛍光検出装置において、励起光照射部および
蛍光受光部と生体観察部との距離に依存する蛍光強度の
変動を演算エラーを生じることなく是正せしめる。 【解決手段】 励起光照射手段１から励起光L1を生体観
察部10に照射する。生体観察部10から発せられる蛍光L3
を集光光学系２により蛍光検出手段３および蛍光検出手
段４まで導く。蛍光L3を所望の波長領域に分離して検出
することにより、蛍光検出手段３が比較的短い波長領域
の蛍光成分または比較的短い波長領域の蛍光成分と比較
的長い波長領域の蛍光成分との蛍光差成分を抽出し、蛍
光検出手段４が全波長領域の蛍光成分または蛍光和成分
を抽出する。除算手段５が蛍光検出手段３と蛍光検出手
段４との出力に基づいて除算を行い、除算結果を画像情
報として表示手段６に表示する。
蛍光受光部と生体観察部との距離に依存する蛍光強度の
変動を演算エラーを生じることなく是正せしめる。 【解決手段】 励起光照射手段１から励起光L1を生体観
察部10に照射する。生体観察部10から発せられる蛍光L3
を集光光学系２により蛍光検出手段３および蛍光検出手
段４まで導く。蛍光L3を所望の波長領域に分離して検出
することにより、蛍光検出手段３が比較的短い波長領域
の蛍光成分または比較的短い波長領域の蛍光成分と比較
的長い波長領域の蛍光成分との蛍光差成分を抽出し、蛍
光検出手段４が全波長領域の蛍光成分または蛍光和成分
を抽出する。除算手段５が蛍光検出手段３と蛍光検出手
段４との出力に基づいて除算を行い、除算結果を画像情
報として表示手段６に表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、腫瘍に対して親和
性の強い蛍光を発する光感受性物質が予め注入された生
体の観察部に励起光を照射し、そのとき該光感受性物質
および生体内在色素から発せられる蛍光の強度により腫
瘍の診断を行ったり、あるいは光感受性物質を予め注入
することなく生体内在色素から発せられる自家蛍光の強
度により腫瘍の診断を行う蛍光診断装置に適用可能な蛍
光検出装置に関するものである。
性の強い蛍光を発する光感受性物質が予め注入された生
体の観察部に励起光を照射し、そのとき該光感受性物質
および生体内在色素から発せられる蛍光の強度により腫
瘍の診断を行ったり、あるいは光感受性物質を予め注入
することなく生体内在色素から発せられる自家蛍光の強
度により腫瘍の診断を行う蛍光診断装置に適用可能な蛍
光検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、一般にＰＤＤ（Photodynamic
Diagnosis）と称される光力学診断についての研究が種
々なされている。このＰＤＤとは、腫瘍親和性を有し、
光により励起されたとき蛍光を発する光感受性物質(ATX
-S10、5-ALA、NPe6、HAT-D01、Photofrin-2、等)を蛍光
診断薬として予め生体の癌等の腫瘍部分に吸収させてお
き、その部分に光感受性物質の励起波長領域にある励起
光を照射して腫瘍部分に集積した蛍光診断薬から蛍光を
生じさせ、この蛍光を受光することにより病変部の局在
・浸潤範囲を画像として表示して腫瘍部分を診断する技
術である。
Diagnosis）と称される光力学診断についての研究が種
々なされている。このＰＤＤとは、腫瘍親和性を有し、
光により励起されたとき蛍光を発する光感受性物質(ATX
-S10、5-ALA、NPe6、HAT-D01、Photofrin-2、等)を蛍光
診断薬として予め生体の癌等の腫瘍部分に吸収させてお
き、その部分に光感受性物質の励起波長領域にある励起
光を照射して腫瘍部分に集積した蛍光診断薬から蛍光を
生じさせ、この蛍光を受光することにより病変部の局在
・浸潤範囲を画像として表示して腫瘍部分を診断する技
術である。
【０００３】例えば特公昭６３−９４６４号公報、特開
平１−１３６６３０号公報、特開平７−５９７８３号公
報には、このＰＤＤを行なうための蛍光診断装置が開示
されている。この種の蛍光診断装置は基本的に、光感受
性物質の励起波長領域にある励起光を生体に対して照射
する励起光照射手段と、光感受性物質が発する蛍光を検
出して生体の蛍光像を撮像する手段と、この撮像手段の
出力を受けて上記蛍光像を表示する画像表示手段とから
なるものであり、多くの場合、体腔内部に挿入される内
視鏡や、手術用顕微鏡等に組み込まれた形に構成され
る。
平１−１３６６３０号公報、特開平７−５９７８３号公
報には、このＰＤＤを行なうための蛍光診断装置が開示
されている。この種の蛍光診断装置は基本的に、光感受
性物質の励起波長領域にある励起光を生体に対して照射
する励起光照射手段と、光感受性物質が発する蛍光を検
出して生体の蛍光像を撮像する手段と、この撮像手段の
出力を受けて上記蛍光像を表示する画像表示手段とから
なるものであり、多くの場合、体腔内部に挿入される内
視鏡や、手術用顕微鏡等に組み込まれた形に構成され
る。
【０００４】また、特に光感受性物質を予め生体内に注
入することなく、生体内在色素の励起波長領域にある励
起光を生体観察部（生体被照射部位）に照射し、生体内
在色素が発する蛍光を受光することにより病変部の局在
・浸潤範囲を画像として表示して腫瘍部分を診断する技
術も提案されている。
入することなく、生体内在色素の励起波長領域にある励
起光を生体観察部（生体被照射部位）に照射し、生体内
在色素が発する蛍光を受光することにより病変部の局在
・浸潤範囲を画像として表示して腫瘍部分を診断する技
術も提案されている。
【０００５】さらに、特に上述のような２次元的蛍光像
を撮像せずに、生体部位上の一点毎に蛍光強度を検出す
ることにより、その一点が腫瘍部分であるか否かを診断
できるようにした蛍光診断装置も提案されている（例え
ば、特願平７−２５２２９５号等）。
を撮像せずに、生体部位上の一点毎に蛍光強度を検出す
ることにより、その一点が腫瘍部分であるか否かを診断
できるようにした蛍光診断装置も提案されている（例え
ば、特願平７−２５２２９５号等）。
【０００６】ところで、上述のような蛍光診断装置にお
いては、生体の部位に凹凸が有るため励起光照射系から
生体観察部までの距離が均一ではなく、生体の励起光照
射部分における励起光照度は一般に不均一である。一般
に、蛍光強度は励起光照度にほぼ比例し、励起光照度は
距離の２乗に反比例して低下する。そのため、光源から
遠くにある病変部よりも近くにある正常部の方が強い蛍
光を発したり、励起光に対して傾斜した位置にある病変
部からの蛍光が極端に低下したりする。このように励起
光照度が不均一であると、励起光照度の高低に応じて蛍
光強度が変化するので、それによって腫瘍部分の診断を
誤ることも有り得る。
いては、生体の部位に凹凸が有るため励起光照射系から
生体観察部までの距離が均一ではなく、生体の励起光照
射部分における励起光照度は一般に不均一である。一般
に、蛍光強度は励起光照度にほぼ比例し、励起光照度は
距離の２乗に反比例して低下する。そのため、光源から
遠くにある病変部よりも近くにある正常部の方が強い蛍
光を発したり、励起光に対して傾斜した位置にある病変
部からの蛍光が極端に低下したりする。このように励起
光照度が不均一であると、励起光照度の高低に応じて蛍
光強度が変化するので、それによって腫瘍部分の診断を
誤ることも有り得る。
【０００７】そこで、このような生体観察部との距離の
不均一さに起因する蛍光強度の変化を補償するために、
例えば特開昭６２−２４７２３２号、特公平３−５８７
２９号等に開示されるような蛍光診断装置が提供されて
いる。特公平３−５８７２９号記載の蛍光診断装置で
は、病変部に対して親和性の強い光感受性物質が予め注
入された生体の一部に励起光を照射して生じる蛍光を受
光すると共に、励起光の反射光を受光し、これら蛍光成
分と反射光成分との除算に基づく画像演算を行ってお
り、このような除算により生体観察部との距離に起因す
る項は消去される。しかしながら、蛍光成分と反射光成
分との除算結果には、励起光被照射部の反射率に関する
項が残存するため、結果的に蛍光診断薬の分布を反映し
た蛍光像が得られないという問題点が依然として残って
いる。
不均一さに起因する蛍光強度の変化を補償するために、
例えば特開昭６２−２４７２３２号、特公平３−５８７
２９号等に開示されるような蛍光診断装置が提供されて
いる。特公平３−５８７２９号記載の蛍光診断装置で
は、病変部に対して親和性の強い光感受性物質が予め注
入された生体の一部に励起光を照射して生じる蛍光を受
光すると共に、励起光の反射光を受光し、これら蛍光成
分と反射光成分との除算に基づく画像演算を行ってお
り、このような除算により生体観察部との距離に起因す
る項は消去される。しかしながら、蛍光成分と反射光成
分との除算結果には、励起光被照射部の反射率に関する
項が残存するため、結果的に蛍光診断薬の分布を反映し
た蛍光像が得られないという問題点が依然として残って
いる。
【０００８】一方、「FLUORESCENCE IMAGING OF EARLY
LUNG CANCER」（Annual International Conference of
the IEEE Engineering and Biology Society, Vol.12,
No.3,1990) に示される装置においては、励起光が照射
されることにより生体観察部の生体内在色素から生じる
自家蛍光を緑色の波長領域の成分（以下、「緑色領域成
分Ｇ」という。）と赤色の波長領域の成分（以下、「赤
色領域成分Ｒ」という。）とに分離して、この赤色領域
成分Ｒと緑色領域成分Ｇとの除算に基づく画像演算を行
って、除算結果を表示する。これは、正常部と病変部と
で自家蛍光のスペクトルが異なること、すなわち正常部
における生体内在色素の発する自家蛍光スペクトルが、
病変部では正常部と比較して特に緑色領域の強度が極端
に低下するため、病変部では自家蛍光の緑色領域成分Ｇ
の減少率が赤色領域成分Ｒの減少率に比較して非常に大
きいことを利用するもので、Ｒ／Ｇなる除算により病変
部からの蛍光を特異的に抽出して画像表示することがで
きる。この装置においては、励起光光源および蛍光受光
部と生体観察部との距離に依存する蛍光強度の項はキャ
ンセルされるが、病変部での自家蛍光が極端に小さいた
めＳＮ比が極端に低いという問題がある。
LUNG CANCER」（Annual International Conference of
the IEEE Engineering and Biology Society, Vol.12,
No.3,1990) に示される装置においては、励起光が照射
されることにより生体観察部の生体内在色素から生じる
自家蛍光を緑色の波長領域の成分（以下、「緑色領域成
分Ｇ」という。）と赤色の波長領域の成分（以下、「赤
色領域成分Ｒ」という。）とに分離して、この赤色領域
成分Ｒと緑色領域成分Ｇとの除算に基づく画像演算を行
って、除算結果を表示する。これは、正常部と病変部と
で自家蛍光のスペクトルが異なること、すなわち正常部
における生体内在色素の発する自家蛍光スペクトルが、
病変部では正常部と比較して特に緑色領域の強度が極端
に低下するため、病変部では自家蛍光の緑色領域成分Ｇ
の減少率が赤色領域成分Ｒの減少率に比較して非常に大
きいことを利用するもので、Ｒ／Ｇなる除算により病変
部からの蛍光を特異的に抽出して画像表示することがで
きる。この装置においては、励起光光源および蛍光受光
部と生体観察部との距離に依存する蛍光強度の項はキャ
ンセルされるが、病変部での自家蛍光が極端に小さいた
めＳＮ比が極端に低いという問題がある。
【０００９】そこで、平成７年第16回日本レーザ医学会
大会において発表された「Red/Green Ratio を用いた癌
の蛍光画像診断」（東京医科大学、浜松フォトニクス）
においては、病変部に集積して赤い蛍光を発する蛍光診
断薬を用いて、病変部における赤色蛍光強度を増幅さ
せ、Ｒ／Ｇなる演算を行うことが提案されている。この
結果、前述の「FLUORESCENCE IMAGING OF EARLY LUNG C
ANCER」において示される装置に比して病変部からの蛍
光強度が増幅された蛍光画像が得られる。
大会において発表された「Red/Green Ratio を用いた癌
の蛍光画像診断」（東京医科大学、浜松フォトニクス）
においては、病変部に集積して赤い蛍光を発する蛍光診
断薬を用いて、病変部における赤色蛍光強度を増幅さ
せ、Ｒ／Ｇなる演算を行うことが提案されている。この
結果、前述の「FLUORESCENCE IMAGING OF EARLY LUNG C
ANCER」において示される装置に比して病変部からの蛍
光強度が増幅された蛍光画像が得られる。
【００１０】この両者のようにＲ／Ｇなる演算を行うこ
とにより、励起光光源および蛍光受光部と励起光の照射
された生体観察部との距離に依存する蛍光強度の項は無
視できることになる。
とにより、励起光光源および蛍光受光部と励起光の照射
された生体観察部との距離に依存する蛍光強度の項は無
視できることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、病変部
における緑色の自家蛍光成分は極端に弱いため、上記い
ずれの方法においてもゼロ割り算を行う場合が生じ、演
算エラーを起こしやすいという問題点が依然として残
る。
における緑色の自家蛍光成分は極端に弱いため、上記い
ずれの方法においてもゼロ割り算を行う場合が生じ、演
算エラーを起こしやすいという問題点が依然として残
る。
【００１２】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、励起光光源および蛍光受光部と励起光の照射され
た生体観察部との距離に依存する蛍光強度を演算エラー
を生じないように是正する蛍光検出装置を提供すること
を目的とするものである。
あり、励起光光源および蛍光受光部と励起光の照射され
た生体観察部との距離に依存する蛍光強度を演算エラー
を生じないように是正する蛍光検出装置を提供すること
を目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の蛍光
検出装置は、光感受性物質（蛍光診断薬）が予め注入さ
れた生体観察部に励起光を照射して、それにより発生し
た前記観察部からの蛍光を検出する蛍光検出装置であっ
て、前記蛍光診断薬および蛍光を発する生体内在色素の
励起波長領域にある励起光を照射する励起光照射手段
と、前記観察部の前記蛍光診断薬から発せられる薬剤蛍
光（「エクストリンジックな蛍光」ともいう。）の波長
領域および前記生体内在色素から発せられる自家蛍光の
波長領域を含む全蛍光成分、または前記蛍光診断薬から
発せられる薬剤蛍光の波長領域の内の一部の波長領域の
蛍光成分と前記生体内在色素から発せられる自家蛍光の
波長領域の内の一部の波長領域の蛍光成分との蛍光和成
分の何れかを抽出する第１の蛍光検出手段と、前記薬剤
蛍光の波長領域の内の一部の波長領域の蛍光成分、また
は前記薬剤蛍光の波長領域の内の一部の波長領域の蛍光
成分と前記自家蛍光の波長領域の内の一部の波長領域の
蛍光成分との蛍光差成分の何れかを抽出する第２の蛍光
検出手段と、前記第１の蛍光検出手段により抽出された
蛍光成分と、前記第２の蛍光検出手段により抽出された
蛍光成分との除算を行う除算手段とを有することを特徴
とするものである。
検出装置は、光感受性物質（蛍光診断薬）が予め注入さ
れた生体観察部に励起光を照射して、それにより発生し
た前記観察部からの蛍光を検出する蛍光検出装置であっ
て、前記蛍光診断薬および蛍光を発する生体内在色素の
励起波長領域にある励起光を照射する励起光照射手段
と、前記観察部の前記蛍光診断薬から発せられる薬剤蛍
光（「エクストリンジックな蛍光」ともいう。）の波長
領域および前記生体内在色素から発せられる自家蛍光の
波長領域を含む全蛍光成分、または前記蛍光診断薬から
発せられる薬剤蛍光の波長領域の内の一部の波長領域の
蛍光成分と前記生体内在色素から発せられる自家蛍光の
波長領域の内の一部の波長領域の蛍光成分との蛍光和成
分の何れかを抽出する第１の蛍光検出手段と、前記薬剤
蛍光の波長領域の内の一部の波長領域の蛍光成分、また
は前記薬剤蛍光の波長領域の内の一部の波長領域の蛍光
成分と前記自家蛍光の波長領域の内の一部の波長領域の
蛍光成分との蛍光差成分の何れかを抽出する第２の蛍光
検出手段と、前記第１の蛍光検出手段により抽出された
蛍光成分と、前記第２の蛍光検出手段により抽出された
蛍光成分との除算を行う除算手段とを有することを特徴
とするものである。
【００１４】この場合において、前記蛍光検出手段によ
り抽出される蛍光成分のＳＮ比を向上させるため、前記
励起光として、前記蛍光診断薬の励起ピーク波長近辺の
波長領域の光を用いたり、前記蛍光診断薬の励起ピーク
波長近辺の波長領域の光と前記生体内在色素の励起ピー
ク波長近辺の波長領域の光とを用いることが望ましい。
り抽出される蛍光成分のＳＮ比を向上させるため、前記
励起光として、前記蛍光診断薬の励起ピーク波長近辺の
波長領域の光を用いたり、前記蛍光診断薬の励起ピーク
波長近辺の波長領域の光と前記生体内在色素の励起ピー
ク波長近辺の波長領域の光とを用いることが望ましい。
【００１５】尚、「励起ピーク波長」とは、「前記蛍光
診断薬および／または前記生体内在色素から前記励起光
により励起されて発せられる蛍光（あるいは自家蛍光）
の強度が最強となる励起光の波長」である。以下同様で
ある。
診断薬および／または前記生体内在色素から前記励起光
により励起されて発せられる蛍光（あるいは自家蛍光）
の強度が最強となる励起光の波長」である。以下同様で
ある。
【００１６】また、本発明による第２の蛍光検出装置
は、光感受性物質（蛍光診断薬）が注入されていない生
体観察部に励起光を照射して、それにより前記観察部の
生体内在色素から発せられる自家蛍光を検出する蛍光検
出装置であって、蛍光を発する前記生体内在色素の励起
波長領域にある励起光を前記生体観察部に照射する励起
光照射手段と、前記観察部の前記生体内在色素から発せ
られる自家蛍光成分の内の比較的短い波長領域および比
較的長い波長領域を含む可視領域の全自家蛍光成分、ま
たは前記観察部の前記生体内在色素から発せられる自家
蛍光成分の内の比較的短い波長領域の内の所定の波長領
域の蛍光成分と前記自家蛍光の内の比較的長い波長領域
の内の所定の波長領域の蛍光成分との蛍光和成分の何れ
かを抽出する第１の蛍光検出手段と、前記自家蛍光成分
の内の比較的長い波長領域の内の一部の波長領域の蛍光
成分、または前記自家蛍光成分の内の比較的短い波長領
域の内の一部の波長領域の蛍光成分と前記自家蛍光成分
の内の比較的長い波長領域の内の一部の波長領域の蛍光
成分との蛍光差成分の何れかを抽出する第２の蛍光検出
手段と、前記第１の蛍光検出手段により抽出された蛍光
成分と、前記第２の蛍光検出手段により抽出された蛍光
成分との除算を行う除算手段とを有することを特徴とす
るものである。
は、光感受性物質（蛍光診断薬）が注入されていない生
体観察部に励起光を照射して、それにより前記観察部の
生体内在色素から発せられる自家蛍光を検出する蛍光検
出装置であって、蛍光を発する前記生体内在色素の励起
波長領域にある励起光を前記生体観察部に照射する励起
光照射手段と、前記観察部の前記生体内在色素から発せ
られる自家蛍光成分の内の比較的短い波長領域および比
較的長い波長領域を含む可視領域の全自家蛍光成分、ま
たは前記観察部の前記生体内在色素から発せられる自家
蛍光成分の内の比較的短い波長領域の内の所定の波長領
域の蛍光成分と前記自家蛍光の内の比較的長い波長領域
の内の所定の波長領域の蛍光成分との蛍光和成分の何れ
かを抽出する第１の蛍光検出手段と、前記自家蛍光成分
の内の比較的長い波長領域の内の一部の波長領域の蛍光
成分、または前記自家蛍光成分の内の比較的短い波長領
域の内の一部の波長領域の蛍光成分と前記自家蛍光成分
の内の比較的長い波長領域の内の一部の波長領域の蛍光
成分との蛍光差成分の何れかを抽出する第２の蛍光検出
手段と、前記第１の蛍光検出手段により抽出された蛍光
成分と、前記第２の蛍光検出手段により抽出された蛍光
成分との除算を行う除算手段とを有することを特徴とす
るものである。
【００１７】この場合において、前記蛍光検出手段によ
り抽出される蛍光成分のＳＮ比を向上させるため、前記
励起光として、前記生体内在色素の励起ピーク波長近辺
の波長領域の光を用いることが望ましい。
り抽出される蛍光成分のＳＮ比を向上させるため、前記
励起光として、前記生体内在色素の励起ピーク波長近辺
の波長領域の光を用いることが望ましい。
【００１８】以上説明した本発明による上記いずれの蛍
光検出装置において、前記蛍光検出手段は、上記観察部
から発せられる蛍光を一点毎に検出するものに限られ
ず、上記観察部から発せられる蛍光（あるいは自家蛍
光）を２次元的に検出して、この観察部の蛍光像を撮像
するものであってもかまわない。
光検出装置において、前記蛍光検出手段は、上記観察部
から発せられる蛍光を一点毎に検出するものに限られ
ず、上記観察部から発せられる蛍光（あるいは自家蛍
光）を２次元的に検出して、この観察部の蛍光像を撮像
するものであってもかまわない。
【００１９】
【発明の効果】上述した本発明による第１および第２の
蛍光検出装置によれば、所定の波長領域に亘る全自家蛍
光成分、または、所望の波長領域の蛍光和成分を分母に
して除算演算を行うことにより、除算を行う分母を十分
に大きくすることができるので、画像演算においてゼロ
割り算をするという演算エラーが発生することがなく、
励起光光源および蛍光受光部と励起光の照射された生体
観察部との距離に起因する蛍光強度の変動の除去を安定
に行ことが可能となる。
蛍光検出装置によれば、所定の波長領域に亘る全自家蛍
光成分、または、所望の波長領域の蛍光和成分を分母に
して除算演算を行うことにより、除算を行う分母を十分
に大きくすることができるので、画像演算においてゼロ
割り算をするという演算エラーが発生することがなく、
励起光光源および蛍光受光部と励起光の照射された生体
観察部との距離に起因する蛍光強度の変動の除去を安定
に行ことが可能となる。
【００２０】そして、励起光として、生体内在色素およ
び／または蛍光診断薬の励起ピーク波長近辺の波長領域
の光を用いることにより、除算を行う分母や分子を充分
に大きくすることができるので、ＳＮ比の高い演算処理
が可能となる。
び／または蛍光診断薬の励起ピーク波長近辺の波長領域
の光を用いることにより、除算を行う分母や分子を充分
に大きくすることができるので、ＳＮ比の高い演算処理
が可能となる。
【００２１】また、蛍光検出手段として撮像素子等の撮
像手段を用いて蛍光画像を観察する蛍光診断装置に適用
することにより、上記距離に起因する蛍光強度の変動が
除去された蛍光画像を得ることができ、またＳＮ比の高
い良好な画像を得ることもできるので、診断性能の向上
を図ることが可能となる。
像手段を用いて蛍光画像を観察する蛍光診断装置に適用
することにより、上記距離に起因する蛍光強度の変動が
除去された蛍光画像を得ることができ、またＳＮ比の高
い良好な画像を得ることもできるので、診断性能の向上
を図ることが可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明による蛍光
検出装置の基本的な構成を示すものである。この基本的
な構成による蛍光検出装置は、生体観察部10に励起光L1
を照射する励起光照射手段１、生体観察部10から生じる
蛍光L3を集光光学系２により集光した後、所望の波長領
域に分離して検出することにより所望の波長領域の蛍光
成分を抽出する蛍光検出手段３および励起光に励起され
た蛍光（あるいは自家蛍光）の所定の波長領域に亘る全
蛍光成分または所望の波長領域の蛍光和成分を抽出する
蛍光検出手段４、この蛍光検出手段３および４の出力に
基づいて除算演算を行う除算手段５より構成されてお
り、この除算手段５の出力は、例えば画像情報として可
視画像を表示する表示手段６に入力される。尚、蛍光検
出手段３および４は集光光学系２を含む蛍光検出手段と
して考えて良いことは言うまでもなく、本構成例におい
ては説明の便宜から分離して構成しているに過ぎない。
施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明による蛍光
検出装置の基本的な構成を示すものである。この基本的
な構成による蛍光検出装置は、生体観察部10に励起光L1
を照射する励起光照射手段１、生体観察部10から生じる
蛍光L3を集光光学系２により集光した後、所望の波長領
域に分離して検出することにより所望の波長領域の蛍光
成分を抽出する蛍光検出手段３および励起光に励起され
た蛍光（あるいは自家蛍光）の所定の波長領域に亘る全
蛍光成分または所望の波長領域の蛍光和成分を抽出する
蛍光検出手段４、この蛍光検出手段３および４の出力に
基づいて除算演算を行う除算手段５より構成されてお
り、この除算手段５の出力は、例えば画像情報として可
視画像を表示する表示手段６に入力される。尚、蛍光検
出手段３および４は集光光学系２を含む蛍光検出手段と
して考えて良いことは言うまでもなく、本構成例におい
ては説明の便宜から分離して構成しているに過ぎない。
【００２３】以下、上記の基本的な構成を有する蛍光検
出装置において、励起光光源および蛍光受光部と励起光
の照射された生体観察部との距離に依存する蛍光強度を
是正する方法について詳細に説明する。
出装置において、励起光光源および蛍光受光部と励起光
の照射された生体観察部との距離に依存する蛍光強度を
是正する方法について詳細に説明する。
【００２４】最初に、光感受性物質（蛍光診断薬）が予
め注入されている生体観察部に励起光を照射して、それ
により生じた蛍光診断薬からの薬剤蛍光および生体内在
色素からの自家蛍光を検出する蛍光検出装置（以下「薬
剤蛍光検出の場合」という。）であって、薬剤蛍光成分
Exと、薬剤蛍光成分Exと自家蛍光成分Inとの蛍光和成分
（Ex＋In）との除算に適用する場合について説明する。
め注入されている生体観察部に励起光を照射して、それ
により生じた蛍光診断薬からの薬剤蛍光および生体内在
色素からの自家蛍光を検出する蛍光検出装置（以下「薬
剤蛍光検出の場合」という。）であって、薬剤蛍光成分
Exと、薬剤蛍光成分Exと自家蛍光成分Inとの蛍光和成分
（Ex＋In）との除算に適用する場合について説明する。
【００２５】励起光照射手段１から励起波長λexの励起
光を発し、予め蛍光診断薬を投与された生体の病変部を
含む生体観察部に照射する。それにより生体観察部10か
ら生じた蛍光L3を集光光学系２で集光し、ダイクロイッ
クミラーや光学フィルタ等によって生体観察部10の蛍光
診断薬から発せられる薬剤蛍光成分と、薬剤蛍光成分と
自家蛍光成分との蛍光和成分に波長分離され、蛍光検出
手段３が薬剤蛍光成分を検出し、蛍光検出手段４が蛍光
和成分を検出する。尚、蛍光検出手段３および４に用い
られる光検出素子は、蛍光L3を一点毎に検出するフォト
ダイオード等の光検出素子でよいのは言うまでもなく、
蛍光L3を２次元的に検出し蛍光像を撮像するＣＣＤ撮像
素子等でも良い。以下同様である。
光を発し、予め蛍光診断薬を投与された生体の病変部を
含む生体観察部に照射する。それにより生体観察部10か
ら生じた蛍光L3を集光光学系２で集光し、ダイクロイッ
クミラーや光学フィルタ等によって生体観察部10の蛍光
診断薬から発せられる薬剤蛍光成分と、薬剤蛍光成分と
自家蛍光成分との蛍光和成分に波長分離され、蛍光検出
手段３が薬剤蛍光成分を検出し、蛍光検出手段４が蛍光
和成分を検出する。尚、蛍光検出手段３および４に用い
られる光検出素子は、蛍光L3を一点毎に検出するフォト
ダイオード等の光検出素子でよいのは言うまでもなく、
蛍光L3を２次元的に検出し蛍光像を撮像するＣＣＤ撮像
素子等でも良い。以下同様である。
【００２６】また、「薬剤蛍光成分」の波長領域と「蛍
光和成分に含まれる薬剤蛍光成分」の波長領域とは必ず
しも同一である必要はない。さらに、薬剤蛍光成分を検
出する手段および蛍光和成分を検出する手段は本構成例
に限定されるものではなく、所定の波長領域に波長分離
して検出し、その検出結果を加減算等の演算を行うこと
によって最終的に必要とする波長領域の蛍光成分を求め
ても良い。例えば、薬剤蛍光成分と自家蛍光成分に波長
分離して、蛍光検出手段３により薬剤蛍光成分を検出
し、蛍光検出手段４により自家蛍光成分を検出し、それ
ぞれの出力を加算することにより蛍光和成分を求めても
良い。また、自家蛍光成分と、薬剤蛍光成分と自家蛍光
成分との蛍光和成分に波長分離して、蛍光検出手段３に
より自家蛍光成分を検出し、蛍光検出手段４により蛍光
和成分を検出し、蛍光和成分からを自家蛍光成分を減算
することにより薬剤蛍光成分を求めるものであってもか
まわない。
光和成分に含まれる薬剤蛍光成分」の波長領域とは必ず
しも同一である必要はない。さらに、薬剤蛍光成分を検
出する手段および蛍光和成分を検出する手段は本構成例
に限定されるものではなく、所定の波長領域に波長分離
して検出し、その検出結果を加減算等の演算を行うこと
によって最終的に必要とする波長領域の蛍光成分を求め
ても良い。例えば、薬剤蛍光成分と自家蛍光成分に波長
分離して、蛍光検出手段３により薬剤蛍光成分を検出
し、蛍光検出手段４により自家蛍光成分を検出し、それ
ぞれの出力を加算することにより蛍光和成分を求めても
良い。また、自家蛍光成分と、薬剤蛍光成分と自家蛍光
成分との蛍光和成分に波長分離して、蛍光検出手段３に
より自家蛍光成分を検出し、蛍光検出手段４により蛍光
和成分を検出し、蛍光和成分からを自家蛍光成分を減算
することにより薬剤蛍光成分を求めるものであってもか
まわない。
【００２７】以下、上記構成の蛍光検出装置の作用につ
いて説明する。観察部10に励起光Ｌ１が照射されている
とき、観察部１０からは図２にスペクトルを示すような
蛍光L3が発せられる。この蛍光L3は、FAD やNADH等の生
体内在色素による自家蛍光成分Ifλ2 と、病変部に集積
した蛍光診断薬による薬剤蛍光成分Ifλ1 とからなる。
一般に、自家蛍光成分Ifλ2 は波長500nm 前後に極大ピ
ークを有し、波長600nm 以上で大きく減衰する。一方、
薬剤蛍光成分Ifλ1は、波長600nm 以上に極大ピークを
有する。
いて説明する。観察部10に励起光Ｌ１が照射されている
とき、観察部１０からは図２にスペクトルを示すような
蛍光L3が発せられる。この蛍光L3は、FAD やNADH等の生
体内在色素による自家蛍光成分Ifλ2 と、病変部に集積
した蛍光診断薬による薬剤蛍光成分Ifλ1 とからなる。
一般に、自家蛍光成分Ifλ2 は波長500nm 前後に極大ピ
ークを有し、波長600nm 以上で大きく減衰する。一方、
薬剤蛍光成分Ifλ1は、波長600nm 以上に極大ピークを
有する。
【００２８】蛍光検出手段３および４により検出された
各々の波長成分は以下のように表される。
各々の波長成分は以下のように表される。
【００２９】薬剤蛍光成分Ifλ1は、 Ifλ1＝kλ1・Iλex・ηFλ1・N・ηD 見かけ上の自家蛍光成分Ifλ2は、 Ifλ2＝kλ2・Iλex・ηFλ2・n・ηD 蛍光和成分Ifλ+ は、 Ifλ+ ＝Ifλ1＋Ifλ2 ここで用いられる記号は、特に断りのない限り、それぞ
れ次に記載の意味を有する。以下、薬剤蛍光検出の場合
について同様である。
れ次に記載の意味を有する。以下、薬剤蛍光検出の場合
について同様である。
【００３０】λex ： 励起光波長 Iλex ： 励起光光源から生体観察部までの距離L、励
起光限のパワーP、励起光光束と観察部との成す角度θ
とに依存する生体観察部での励起光強度，Iλex＝Iλex
(L,P,θ) n ：見かけ上の自家蛍光分子濃度（自家蛍光分子は
複数種存在することが考えられるが、仮想的に1種の分
子が存在していると扱えるという意味でここでは「見か
け上の」という言葉を用いている。） N ：薬剤蛍光分子濃度 kλ1 ：励起光波長λexと薬剤蛍光分子とに依存する定
数 kλ2 ：励起光波長λexと見かけ上の自家蛍光分子とに
依存する定数 kλ12 ：励起光波長λexと全波長領域の蛍光に寄与する
見かけ上の蛍光分子とに依存する定数 ηFλ1 ：薬剤蛍光分子の励起光波長λexに対する蛍光
量子収率 ηFλ2 ：見かけ上の自家蛍光分子の励起光波長λexに
対する蛍光量子収率 ηFλ12 ：全波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の蛍光
分子の、励起光波長λexに対する蛍光量子収率 ηD ：発光部位と集光光学系との距離L'と、集光系
の開口の大きさD と、検出器の効率ξとに依存する蛍光
の検出効率，ηD＝ηD(L',ξ,D)（厳密には自家蛍光に
対する検出効率と、薬剤蛍光に対する検出効率とは異な
るが、ここでは両者を近似的に等しいとして扱うことが
できる。） である。
起光限のパワーP、励起光光束と観察部との成す角度θ
とに依存する生体観察部での励起光強度，Iλex＝Iλex
(L,P,θ) n ：見かけ上の自家蛍光分子濃度（自家蛍光分子は
複数種存在することが考えられるが、仮想的に1種の分
子が存在していると扱えるという意味でここでは「見か
け上の」という言葉を用いている。） N ：薬剤蛍光分子濃度 kλ1 ：励起光波長λexと薬剤蛍光分子とに依存する定
数 kλ2 ：励起光波長λexと見かけ上の自家蛍光分子とに
依存する定数 kλ12 ：励起光波長λexと全波長領域の蛍光に寄与する
見かけ上の蛍光分子とに依存する定数 ηFλ1 ：薬剤蛍光分子の励起光波長λexに対する蛍光
量子収率 ηFλ2 ：見かけ上の自家蛍光分子の励起光波長λexに
対する蛍光量子収率 ηFλ12 ：全波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の蛍光
分子の、励起光波長λexに対する蛍光量子収率 ηD ：発光部位と集光光学系との距離L'と、集光系
の開口の大きさD と、検出器の効率ξとに依存する蛍光
の検出効率，ηD＝ηD(L',ξ,D)（厳密には自家蛍光に
対する検出効率と、薬剤蛍光に対する検出効率とは異な
るが、ここでは両者を近似的に等しいとして扱うことが
できる。） である。
【００３１】次いで、薬剤蛍光成分Ifλ1 と蛍光和成分
Ifλ+ との除算を除算手段５で行う。薬剤蛍光Ifλ1と
蛍光和Ifλ+ との除算を行うと、 Ifλ1 / Ifλ+＝(kλ1 ・ηFλ1・N ) / (kλ1 ・ηFλ
1・N＋kλ2・ηFλ2・n ) ここで、 (kλ1 ・ηFλ1) / (kλ2・ηFλ2)＝C ，N
/ n＝X とすると、 Ifλ1 / Ifλ+＝(C・X) / (C・X+1) となり、C は定数項であるからIfλ1 / Ifλ+ は図3 の
グラフのように表される。即ち、励起光照度の場所によ
る不均一さIλex がキャンセルされる。X の値は自家蛍
光分子濃度で規格化した薬剤蛍光分子濃度を表してお
り、Ifλ1 / Ifλ+が大きいということは病変部である
ことを意味する。このように蛍光和成分Ifλ+ と薬剤蛍
光成分Ifλ1 との間で除算演算を行うことにより、病変
部を特異的に抽出することが可能となる。この際、分母
に蛍光和成分Ifλ+ を用いることにより分母を大きくす
ることができ、ゼロ割り算に伴う演算エラーの発生を抑
えることができる。従って、例えば蛍光検出手段３およ
び４として撮像素子を用いることで、表示手段６に蛍光
強度の補正された蛍光像を可視画像として表示すること
ができる。
Ifλ+ との除算を除算手段５で行う。薬剤蛍光Ifλ1と
蛍光和Ifλ+ との除算を行うと、 Ifλ1 / Ifλ+＝(kλ1 ・ηFλ1・N ) / (kλ1 ・ηFλ
1・N＋kλ2・ηFλ2・n ) ここで、 (kλ1 ・ηFλ1) / (kλ2・ηFλ2)＝C ，N
/ n＝X とすると、 Ifλ1 / Ifλ+＝(C・X) / (C・X+1) となり、C は定数項であるからIfλ1 / Ifλ+ は図3 の
グラフのように表される。即ち、励起光照度の場所によ
る不均一さIλex がキャンセルされる。X の値は自家蛍
光分子濃度で規格化した薬剤蛍光分子濃度を表してお
り、Ifλ1 / Ifλ+が大きいということは病変部である
ことを意味する。このように蛍光和成分Ifλ+ と薬剤蛍
光成分Ifλ1 との間で除算演算を行うことにより、病変
部を特異的に抽出することが可能となる。この際、分母
に蛍光和成分Ifλ+ を用いることにより分母を大きくす
ることができ、ゼロ割り算に伴う演算エラーの発生を抑
えることができる。従って、例えば蛍光検出手段３およ
び４として撮像素子を用いることで、表示手段６に蛍光
強度の補正された蛍光像を可視画像として表示すること
ができる。
【００３２】上記励起光として、蛍光診断薬の励起ピー
ク波長λex1 近辺の波長領域の光と、生体内在色素の励
起ピーク波長λex2 近辺の波長領域の光とを用いる場
合、生体観察部からは図４に示す蛍光スペクトルが得ら
れる。ここで、 Ifλ1 ：生体観察部からの蛍光の内、波長λex1 の励起
光の薬剤蛍光への寄与分 Ifλ1'：生体観察部からの蛍光の内、波長λex2 の励起
光の薬剤蛍光への寄与分 Ifλ2 ：生体観察部からの蛍光の内、波長λex1 の励起
光の自家蛍光への寄与分 Ifλ2'：生体観察部からの蛍光の内、波長λex2 の励起
光の自家蛍光への寄与分 Iλex1：波長λex1 の励起光の生体観察部での励起光強
度 Iλex2：波長λex2 の励起光の生体観察部での励起光強
度 但し、Iλex1とIλex2とは配光分布が同一とし、生体観
察部においてIλex2＝ｍ・Iλex1（ｍは任意定数）が成
立しているとする。
ク波長λex1 近辺の波長領域の光と、生体内在色素の励
起ピーク波長λex2 近辺の波長領域の光とを用いる場
合、生体観察部からは図４に示す蛍光スペクトルが得ら
れる。ここで、 Ifλ1 ：生体観察部からの蛍光の内、波長λex1 の励起
光の薬剤蛍光への寄与分 Ifλ1'：生体観察部からの蛍光の内、波長λex2 の励起
光の薬剤蛍光への寄与分 Ifλ2 ：生体観察部からの蛍光の内、波長λex1 の励起
光の自家蛍光への寄与分 Ifλ2'：生体観察部からの蛍光の内、波長λex2 の励起
光の自家蛍光への寄与分 Iλex1：波長λex1 の励起光の生体観察部での励起光強
度 Iλex2：波長λex2 の励起光の生体観察部での励起光強
度 但し、Iλex1とIλex2とは配光分布が同一とし、生体観
察部においてIλex2＝ｍ・Iλex1（ｍは任意定数）が成
立しているとする。
【００３３】上記同様に所定の波長領域に波長分離し
て、蛍光検出手段３により薬剤蛍光成分Ifλ1＋Ifλ1’
を検出し、蛍光検出手段４により蛍光和成分Ifλ+ ＝If
λ1＋Ifλ1'＋Ifλ2＋Ifλ2' を検出する。
て、蛍光検出手段３により薬剤蛍光成分Ifλ1＋Ifλ1’
を検出し、蛍光検出手段４により蛍光和成分Ifλ+ ＝If
λ1＋Ifλ1'＋Ifλ2＋Ifλ2' を検出する。
【００３４】ここで、Ifλ1, Ifλ1', Ifλ2, Ifλ2'
はそれぞれ、 Ifλ1 ＝k1λ1・Iλex1 ・ηFλ1・N・ηD Ifλ1'＝k1λ1’・Iλex1・ηFλ1’・N・ηD Ifλ2 ＝k2λ2・Iλex2・ηFλ2・n・ηD Ifλ2'＝k2λ2’・Iλex2・ηFλ2’・n・ηD と表される。ここで、 k1λ1 ：励起光波長λex1と薬剤蛍光分子とに依存する
定数 k1λ1'：励起光波長λex2と薬剤蛍光分子とに依存する
定数 ηFλ1 ：薬剤蛍光分子の励起光波長λex1に対する蛍
光量子収率 ηFλ1’：薬剤蛍光分子の励起光波長λex2に対する蛍
光量子収率 k2λ2 ：励起光波長λex1と自家蛍光分子とに依存する
定数 k2λ2'：励起光波長λex2と自家蛍光分子とに依存する
定数 ηFλ2 ：見かけ上の自家蛍光分子の励起光波長λex1
に対する蛍光量子収率 ηFλ2' ：見かけ上の自家蛍光分子の励起光波長λex2
に対する蛍光量子収率 である。
はそれぞれ、 Ifλ1 ＝k1λ1・Iλex1 ・ηFλ1・N・ηD Ifλ1'＝k1λ1’・Iλex1・ηFλ1’・N・ηD Ifλ2 ＝k2λ2・Iλex2・ηFλ2・n・ηD Ifλ2'＝k2λ2’・Iλex2・ηFλ2’・n・ηD と表される。ここで、 k1λ1 ：励起光波長λex1と薬剤蛍光分子とに依存する
定数 k1λ1'：励起光波長λex2と薬剤蛍光分子とに依存する
定数 ηFλ1 ：薬剤蛍光分子の励起光波長λex1に対する蛍
光量子収率 ηFλ1’：薬剤蛍光分子の励起光波長λex2に対する蛍
光量子収率 k2λ2 ：励起光波長λex1と自家蛍光分子とに依存する
定数 k2λ2'：励起光波長λex2と自家蛍光分子とに依存する
定数 ηFλ2 ：見かけ上の自家蛍光分子の励起光波長λex1
に対する蛍光量子収率 ηFλ2' ：見かけ上の自家蛍光分子の励起光波長λex2
に対する蛍光量子収率 である。
【００３５】次いで、薬剤蛍光成分 Ifλ1＋Ifλ1’
と、蛍光和成分 Ifλ+＝Ifλ1＋Ifλ1’＋Ifλ2＋If
λ2’との除算を除算手段５で行うと、 (Ifλ1＋Ifλ1’) / (Ifλ1＋Ifλ1'＋Ifλ2＋Ifλ2’)
＝C・X / (1＋C・X) 但し、 C＝(k1λ1・ηFλ1＋k1λ1’・m・ηFλ1’) / (k2λ2
・ηFλ2＋k2λ2’・m・ηFλ2’) X＝N / n となり、C は定数項であるから(Ifλ1＋Ifλ1’) / (If
λ1＋Ifλ1’＋Ifλ2＋Ifλ2’)は図５ のグラフのよう
に表される。即ち、励起光照度の場所による不均一さ
Iλex1 ，Iλex2 がキャンセルされる。X の値は自家蛍
光分子濃度で規格化した薬剤蛍光分子濃度を表してお
り、(Ifλ1＋Ifλ1’) / (Ifλ1＋Ifλ1’＋Ifλ2＋If
λ2’)が大きいことは病変部であることを意味する。
と、蛍光和成分 Ifλ+＝Ifλ1＋Ifλ1’＋Ifλ2＋If
λ2’との除算を除算手段５で行うと、 (Ifλ1＋Ifλ1’) / (Ifλ1＋Ifλ1'＋Ifλ2＋Ifλ2’)
＝C・X / (1＋C・X) 但し、 C＝(k1λ1・ηFλ1＋k1λ1’・m・ηFλ1’) / (k2λ2
・ηFλ2＋k2λ2’・m・ηFλ2’) X＝N / n となり、C は定数項であるから(Ifλ1＋Ifλ1’) / (If
λ1＋Ifλ1’＋Ifλ2＋Ifλ2’)は図５ のグラフのよう
に表される。即ち、励起光照度の場所による不均一さ
Iλex1 ，Iλex2 がキャンセルされる。X の値は自家蛍
光分子濃度で規格化した薬剤蛍光分子濃度を表してお
り、(Ifλ1＋Ifλ1’) / (Ifλ1＋Ifλ1’＋Ifλ2＋If
λ2’)が大きいことは病変部であることを意味する。
【００３６】従って、この場合においても、蛍光和成分
Ifλ+ に基づく蛍光画像と、薬剤蛍光成分Ifλ1＋If
λ1’に基づく蛍光画像との間で画像間除算を行うこと
により、病変部からの蛍光を特異的に画像として抽出で
きる。このように蛍光和成分Ifλ+ と薬剤蛍光成分Ifλ
1＋Ifλ1’との間で除算演算を行うことにより、病変部
を特異的に抽出することが可能となる。この際、分母に
蛍光和成分Ifλ+ を用いることにより分母を大きくする
ことができ、ゼロ割り算に伴う演算エラーの発生を抑え
ることができる。従って、例えば蛍光検出手段３および
４として撮像素子を用いることで、表示手段６に蛍光強
度の補正された蛍光像を可視画像として表示することが
できる。また、上記励起光として、蛍光診断薬の励起ピ
ーク波長λex1 近辺の波長領域の光と生体内在色素の励
起ピーク波長λex2 近辺の波長領域の光を用いることに
より、蛍光強度を十分大きくでき、ＳＮ比の高い良好な
蛍光画像を得られる。
Ifλ+ に基づく蛍光画像と、薬剤蛍光成分Ifλ1＋If
λ1’に基づく蛍光画像との間で画像間除算を行うこと
により、病変部からの蛍光を特異的に画像として抽出で
きる。このように蛍光和成分Ifλ+ と薬剤蛍光成分Ifλ
1＋Ifλ1’との間で除算演算を行うことにより、病変部
を特異的に抽出することが可能となる。この際、分母に
蛍光和成分Ifλ+ を用いることにより分母を大きくする
ことができ、ゼロ割り算に伴う演算エラーの発生を抑え
ることができる。従って、例えば蛍光検出手段３および
４として撮像素子を用いることで、表示手段６に蛍光強
度の補正された蛍光像を可視画像として表示することが
できる。また、上記励起光として、蛍光診断薬の励起ピ
ーク波長λex1 近辺の波長領域の光と生体内在色素の励
起ピーク波長λex2 近辺の波長領域の光を用いることに
より、蛍光強度を十分大きくでき、ＳＮ比の高い良好な
蛍光画像を得られる。
【００３７】上記説明は薬剤蛍光検出の場合であって、
薬剤蛍光成分と、薬剤蛍光成分と自家蛍光成分との蛍光
和成分との除算に適用する場合について説明したが、蛍
光診断薬を注入していない生体観察部から発せられる自
家蛍光を検出する蛍光検出装置（以下、「自家蛍光検出
の場合」という）にも同様に適用が可能である。この場
合は、生体観察部に励起光を照射して、それにより生じ
た生体内在色素からの自家蛍光の内の比較的長い波長領
域の蛍光成分（例えば、赤色領域成分Ｒ。以下「長波長
成分」という。）と、長波長成分と比較的短い波長領域
の蛍光成分（例えば、緑色領域成分Ｇ。以下「短波長成
分」という。）との蛍光和成分との除算を行う。以下
に、この場合について詳細に説明する。
薬剤蛍光成分と、薬剤蛍光成分と自家蛍光成分との蛍光
和成分との除算に適用する場合について説明したが、蛍
光診断薬を注入していない生体観察部から発せられる自
家蛍光を検出する蛍光検出装置（以下、「自家蛍光検出
の場合」という）にも同様に適用が可能である。この場
合は、生体観察部に励起光を照射して、それにより生じ
た生体内在色素からの自家蛍光の内の比較的長い波長領
域の蛍光成分（例えば、赤色領域成分Ｒ。以下「長波長
成分」という。）と、長波長成分と比較的短い波長領域
の蛍光成分（例えば、緑色領域成分Ｇ。以下「短波長成
分」という。）との蛍光和成分との除算を行う。以下
に、この場合について詳細に説明する。
【００３８】上述の薬剤蛍光検出の場合と同様に、生体
観察部10の生体内在色素から生じる自家蛍光L3は、ダイ
クロイックミラーや光学フィルタ等によって長波長成分
Ifλ1 と、長波長成分Ifλ1 と短波長成分Ifλ2 との蛍
光和成分Ifλ+ とに波長分離され、蛍光検出手段３が生
体観察部10の生体内在色素から生じる自家蛍光L3の内の
長波長成分を検出し、蛍光検出手段４が生体観察部10の
生体内在色素から生じる自家蛍光L3の内の蛍光和成分を
検出する。その他の構成は、上述の薬剤蛍光検出の場合
と同様である。尚、長波長成分を検出する手段および蛍
光和成分を検出する手段は本構成例に限定されるもので
はなく、所定の波長領域に波長分離して検出し、その検
出結果を加減算等の演算を行うことによって最終的に必
要とする波長領域の蛍光成分を求めても良い。例えば、
長波長成分と短波長成分に波長分離して、蛍光検出手段
３により長波長成分を検出し、蛍光検出手段４により短
波長成分を検出し、それぞれの出力を加算することによ
り蛍光和成分を求めても良い。また、短波長成分と、長
波長成分と短波長成分との蛍光和成分に波長分離して、
蛍光検出手段３により短波長成分を検出し、蛍光検出手
段４により蛍光和成分を検出し、蛍光和成分から短波長
成分を減算することにより長波長成分を求めるものであ
ってもかまわない。
観察部10の生体内在色素から生じる自家蛍光L3は、ダイ
クロイックミラーや光学フィルタ等によって長波長成分
Ifλ1 と、長波長成分Ifλ1 と短波長成分Ifλ2 との蛍
光和成分Ifλ+ とに波長分離され、蛍光検出手段３が生
体観察部10の生体内在色素から生じる自家蛍光L3の内の
長波長成分を検出し、蛍光検出手段４が生体観察部10の
生体内在色素から生じる自家蛍光L3の内の蛍光和成分を
検出する。その他の構成は、上述の薬剤蛍光検出の場合
と同様である。尚、長波長成分を検出する手段および蛍
光和成分を検出する手段は本構成例に限定されるもので
はなく、所定の波長領域に波長分離して検出し、その検
出結果を加減算等の演算を行うことによって最終的に必
要とする波長領域の蛍光成分を求めても良い。例えば、
長波長成分と短波長成分に波長分離して、蛍光検出手段
３により長波長成分を検出し、蛍光検出手段４により短
波長成分を検出し、それぞれの出力を加算することによ
り蛍光和成分を求めても良い。また、短波長成分と、長
波長成分と短波長成分との蛍光和成分に波長分離して、
蛍光検出手段３により短波長成分を検出し、蛍光検出手
段４により蛍光和成分を検出し、蛍光和成分から短波長
成分を減算することにより長波長成分を求めるものであ
ってもかまわない。
【００３９】以下、上記構成の蛍光検出装置の作用につ
いて説明する。観察部10に励起光L1が照射されていると
き、観察部10からは、図19にスペクトルを示すような自
家蛍光L3が発せられる。この自家蛍光L3は、ＦＡＤ、コ
ラーゲン、ファイブロネクチン、ポルフィリン、等の種
々の生体内在色素からの蛍光が重畳したものと推測され
ており、図19に蛍光スペクトルを示すように、正常部と
病変部とでは、蛍光スペクトルの大きさが異なると共に
形状も異なり、正常部は自家蛍光L3が全体的に大きいが
病変部は自家蛍光L3が全体的に減少し、また特にこの病
変部については、青色〜緑色の蛍光成分の減少の程度に
比して、赤色より長波長の蛍光成分の減少の程度が小さ
い（尚、病変部と正常部とで蛍光スペクトルが異なる理
由は解明されていない）。すなわち、病変部と正常部と
では、赤色近傍蛍光成分（長波長成分）Ifλ1 と緑色近
傍蛍光成分（短波長成分）Ifλ2 の比率が変化し、除算
により求められたIfλ1 / Ifλ+ の値が大きい部位は病
変部であり、小さい部位は正常部であると判断できる。
それぞれの波長成分は以下のように表される。
いて説明する。観察部10に励起光L1が照射されていると
き、観察部10からは、図19にスペクトルを示すような自
家蛍光L3が発せられる。この自家蛍光L3は、ＦＡＤ、コ
ラーゲン、ファイブロネクチン、ポルフィリン、等の種
々の生体内在色素からの蛍光が重畳したものと推測され
ており、図19に蛍光スペクトルを示すように、正常部と
病変部とでは、蛍光スペクトルの大きさが異なると共に
形状も異なり、正常部は自家蛍光L3が全体的に大きいが
病変部は自家蛍光L3が全体的に減少し、また特にこの病
変部については、青色〜緑色の蛍光成分の減少の程度に
比して、赤色より長波長の蛍光成分の減少の程度が小さ
い（尚、病変部と正常部とで蛍光スペクトルが異なる理
由は解明されていない）。すなわち、病変部と正常部と
では、赤色近傍蛍光成分（長波長成分）Ifλ1 と緑色近
傍蛍光成分（短波長成分）Ifλ2 の比率が変化し、除算
により求められたIfλ1 / Ifλ+ の値が大きい部位は病
変部であり、小さい部位は正常部であると判断できる。
それぞれの波長成分は以下のように表される。
【００４０】励起光L1を照射しているときの見かけ上の
長波長成分Ifλ1 は、 Ifλ1 ＝kλ1・Iλex・ηFλ1・n・ηD 励起光L1を照射しているときの見かけ上の短波長成分If
λ2 は、 Ifλ2 ＝kλ2・Iλex・ηFλ2・N・ηD であるので、短波長成分と長波長成分との蛍光和成分If
λ+は、以下のように表される。
長波長成分Ifλ1 は、 Ifλ1 ＝kλ1・Iλex・ηFλ1・n・ηD 励起光L1を照射しているときの見かけ上の短波長成分If
λ2 は、 Ifλ2 ＝kλ2・Iλex・ηFλ2・N・ηD であるので、短波長成分と長波長成分との蛍光和成分If
λ+は、以下のように表される。
【００４１】Ifλ+ ＝(kλ1・Iλex・ηFλ1・n・ηD)
＋(kλ2・Iλex・ηFλ2・N・ηD) ここで用いられる記号は、特に断りのない限り、それぞ
れ次に記載の意味を有する。以下、自家蛍光検出の場合
について同様である。
＋(kλ2・Iλex・ηFλ2・N・ηD) ここで用いられる記号は、特に断りのない限り、それぞ
れ次に記載の意味を有する。以下、自家蛍光検出の場合
について同様である。
【００４２】λex ：励起光波長 Iλex ：励起光光源から生体観察部までの距離L、励起
光源のパワーP、励起光光束と観察部との成す角度θと
に依存する生体観察部での励起光強度,Iλex＝Iλex
(L,P,θ) n ：長波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の自家蛍
光分子濃度（自家蛍光に寄与する蛍光分子は複数種存在
することが考えられるが、仮想的に1種の分子が存在し
ていると扱えるという意味でここでは「見かけ上の」と
いう言葉を用いている。以下、同様である。） N ：短波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の自家蛍
光分子濃度 M ：全波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の自家蛍
光分子濃度 kλ1 ：励起光波長λexと長波長領域の蛍光に寄与する
見かけ上の蛍光分子とに依存する定数 kλ2 ：励起光波長λexと短波長領域の蛍光に寄与する
見かけ上の蛍光分子とに依存する定数 kλ12 ：励起光波長λexと全波長領域の蛍光に寄与す
る見かけ上の蛍光分子とに依存する定数 ηFλ1 ：長波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の蛍光
分子の、励起光波長λexに対する蛍光量子収率 ηFλ2 ：短波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の蛍光
分子の、励起光波長λexに対する蛍光量子収率 ηFλ12 ：全波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の蛍
光分子の、励起光波長λexに対する蛍光量子収率 ηD ：発光部位と受光系との距離L'と、受光系の開
口の大きさD と、検出器の効率ξとに依存する蛍光の検
出効率，ηD＝ηD(L',ξ,D)（厳密には短波長領域の蛍
光に対する検出効率と、長波長領域の蛍光に対する検出
効率とは異なるが、ここでは両者を近似的に等しいとし
て扱うことができる。） 次に、除算手段５により長波長蛍光成分Ifλ1と蛍光和
成分Ifλ+（Ifλ1＋Ifλ2) との除算を行う。除算値 If
λ1 / (Ifλ1＋Ifλ2) は以下のように表される。
光源のパワーP、励起光光束と観察部との成す角度θと
に依存する生体観察部での励起光強度,Iλex＝Iλex
(L,P,θ) n ：長波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の自家蛍
光分子濃度（自家蛍光に寄与する蛍光分子は複数種存在
することが考えられるが、仮想的に1種の分子が存在し
ていると扱えるという意味でここでは「見かけ上の」と
いう言葉を用いている。以下、同様である。） N ：短波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の自家蛍
光分子濃度 M ：全波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の自家蛍
光分子濃度 kλ1 ：励起光波長λexと長波長領域の蛍光に寄与する
見かけ上の蛍光分子とに依存する定数 kλ2 ：励起光波長λexと短波長領域の蛍光に寄与する
見かけ上の蛍光分子とに依存する定数 kλ12 ：励起光波長λexと全波長領域の蛍光に寄与す
る見かけ上の蛍光分子とに依存する定数 ηFλ1 ：長波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の蛍光
分子の、励起光波長λexに対する蛍光量子収率 ηFλ2 ：短波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の蛍光
分子の、励起光波長λexに対する蛍光量子収率 ηFλ12 ：全波長領域の蛍光に寄与する見かけ上の蛍
光分子の、励起光波長λexに対する蛍光量子収率 ηD ：発光部位と受光系との距離L'と、受光系の開
口の大きさD と、検出器の効率ξとに依存する蛍光の検
出効率，ηD＝ηD(L',ξ,D)（厳密には短波長領域の蛍
光に対する検出効率と、長波長領域の蛍光に対する検出
効率とは異なるが、ここでは両者を近似的に等しいとし
て扱うことができる。） 次に、除算手段５により長波長蛍光成分Ifλ1と蛍光和
成分Ifλ+（Ifλ1＋Ifλ2) との除算を行う。除算値 If
λ1 / (Ifλ1＋Ifλ2) は以下のように表される。
【００４３】Ifλ1 / (Ifλ1＋Ifλ2)＝(kλ1・ηFλ1
・n) / (kλ1・ηFλ1・N＋kλ2・ηFλ2・n) この除算演算により、励起光照度の場所による不均一さ
Iλex がキャンセルされる。従って、自家蛍光の内の長
波長成分（例えば、赤色領域成分Ｒ）と、短波長成分
（例えば、緑色領域成分Ｇ）と長波長成分との蛍光和成
分（Ｇ＋Ｒ）、との除算に適用した場合においても、分
母に蛍光和成分Ifλ+ を用いることにより分母を大きく
することができ、ゼロ割り算に伴う演算エラーの発生を
抑えることができる。従って、例えば蛍光検出手段３お
よび４として撮像素子を用いることで、表示手段６に蛍
光強度の補正された蛍光像を可視画像として表示するこ
とができる。
・n) / (kλ1・ηFλ1・N＋kλ2・ηFλ2・n) この除算演算により、励起光照度の場所による不均一さ
Iλex がキャンセルされる。従って、自家蛍光の内の長
波長成分（例えば、赤色領域成分Ｒ）と、短波長成分
（例えば、緑色領域成分Ｇ）と長波長成分との蛍光和成
分（Ｇ＋Ｒ）、との除算に適用した場合においても、分
母に蛍光和成分Ifλ+ を用いることにより分母を大きく
することができ、ゼロ割り算に伴う演算エラーの発生を
抑えることができる。従って、例えば蛍光検出手段３お
よび４として撮像素子を用いることで、表示手段６に蛍
光強度の補正された蛍光像を可視画像として表示するこ
とができる。
【００４４】また、本発明による蛍光検出装置は、蛍光
差成分と蛍光和成分との除算に適用することも可能であ
る。最初に、薬剤蛍光検出の場合であって、自家蛍光成
分Inと薬剤蛍光成分Exとの蛍光差成分（In−Ex）と、自
家蛍光成分Inと薬剤蛍光成分Exとの蛍光和成分（Ex＋I
n）との除算に適用する場合について説明する。
差成分と蛍光和成分との除算に適用することも可能であ
る。最初に、薬剤蛍光検出の場合であって、自家蛍光成
分Inと薬剤蛍光成分Exとの蛍光差成分（In−Ex）と、自
家蛍光成分Inと薬剤蛍光成分Exとの蛍光和成分（Ex＋I
n）との除算に適用する場合について説明する。
【００４５】上述の場合と同様に、生体観察部10から生
じた蛍光L3を集光光学系２で集光し、ダイクロイックミ
ラーや光学フィルタ等によって生体観察部10から発せら
れる自家蛍光成分と薬剤蛍光成分との蛍光差成分と、自
家蛍光成分と薬剤蛍光成分との蛍光和成分に波長分離さ
れ、蛍光検出手段３が蛍光差成分を検出し、蛍光検出手
段４が蛍光和成分を検出する。その他の構成は、上述の
場合と同様である。尚、蛍光差成分に含まれる「自家蛍
光成分」および「薬剤蛍光成分」の各波長領域と、蛍光
和成分に含まれる「自家蛍光成分」および「薬剤蛍光成
分」の各波長領域とは必ずしも同一である必要はない。
さらに、上述の場合と同様に、蛍光差成分を検出する手
段および蛍光和成分を検出する手段は本構成例に限定さ
れるものではなく、所定の波長領域に波長分離して検出
し、その検出結果を加減算等の演算を行うことによって
最終的に必要とする波長領域の蛍光成分を求めても良い
のは言うまでもない。以下、上記構成の蛍光検出装置の
作用について詳細に説明する。
じた蛍光L3を集光光学系２で集光し、ダイクロイックミ
ラーや光学フィルタ等によって生体観察部10から発せら
れる自家蛍光成分と薬剤蛍光成分との蛍光差成分と、自
家蛍光成分と薬剤蛍光成分との蛍光和成分に波長分離さ
れ、蛍光検出手段３が蛍光差成分を検出し、蛍光検出手
段４が蛍光和成分を検出する。その他の構成は、上述の
場合と同様である。尚、蛍光差成分に含まれる「自家蛍
光成分」および「薬剤蛍光成分」の各波長領域と、蛍光
和成分に含まれる「自家蛍光成分」および「薬剤蛍光成
分」の各波長領域とは必ずしも同一である必要はない。
さらに、上述の場合と同様に、蛍光差成分を検出する手
段および蛍光和成分を検出する手段は本構成例に限定さ
れるものではなく、所定の波長領域に波長分離して検出
し、その検出結果を加減算等の演算を行うことによって
最終的に必要とする波長領域の蛍光成分を求めても良い
のは言うまでもない。以下、上記構成の蛍光検出装置の
作用について詳細に説明する。
【００４６】蛍光検出手段３および４により検出された
各々の波長成分は以下のように表される。上記説明で明
らかなように、蛍光和成分Ifλ+ は、 Ifλ+ ＝Ifλ2＋Ifλ1 ＝(kλ2・Iλex・ηFλ2・n・ηD)＋(kλ1・Iλex・ηFλ1・N・ηD) 一方、蛍光差成分Ifλ-は、 Ifλ- ＝Ifλ2−Ifλ1 ＝(kλ2・Iλex・ηFλ2・n・ηD)−(kλ1・Iλex・ηFλ1・N・ηD) 次いで、蛍光差成分Ifλーと蛍光和成分Ifλ+ との除算
を除算手段５で行う。蛍光差成分Ifλーと蛍光和成分If
λ+ との除算を行うと、 Ifλー/ Ifλ+ ＝ (kλ2・Iλex・ηFλ2・n・ηD)−(kλ1・Iλex・ηFλ1 ・N・ηD)/ (kλ2・Iλex・ηFλ2・n・ηD)＋(kλ1・Iλex・ηFλ1・N・ηD) ＝(kλ2・ηFλ2・n−kλ1・ηFλ1・N) / (kλ2・ηFλ2・n＋kλ1・ηFλ1・N) ここで、 (kλ1 ・ηFλ1) / (kλ2・ηFλ2)＝C ，N
/ n＝X とすると、 Ifλー/ Ifλ+ ＝(１−C・X) / (１＋C・X) となる。即ち、本構成においても励起光照度の場所によ
る不均一さIλex がキャンセルされる。X の値は自家蛍
光分子濃度で規格化した薬剤蛍光分子濃度を表してお
り、Ifλー/ Ifλ+ が大きいということは薬剤蛍光が弱
いことを示し正常部位であることを示し、逆にIfλー/
Ifλ+ が小さくなると薬剤蛍光が強いことを示し病変部
であることを意味する。このように蛍光差成分Ifλーと
蛍光和成分Ifλ+ との間で除算演算を行うことによって
も、病変部を特異的に抽出することが可能となる。この
際、分母に蛍光和成分Ifλ+ を用いることにより分母を
大きくすることができ、ゼロ割り算に伴う演算エラーの
発生を抑えることができる。
各々の波長成分は以下のように表される。上記説明で明
らかなように、蛍光和成分Ifλ+ は、 Ifλ+ ＝Ifλ2＋Ifλ1 ＝(kλ2・Iλex・ηFλ2・n・ηD)＋(kλ1・Iλex・ηFλ1・N・ηD) 一方、蛍光差成分Ifλ-は、 Ifλ- ＝Ifλ2−Ifλ1 ＝(kλ2・Iλex・ηFλ2・n・ηD)−(kλ1・Iλex・ηFλ1・N・ηD) 次いで、蛍光差成分Ifλーと蛍光和成分Ifλ+ との除算
を除算手段５で行う。蛍光差成分Ifλーと蛍光和成分If
λ+ との除算を行うと、 Ifλー/ Ifλ+ ＝ (kλ2・Iλex・ηFλ2・n・ηD)−(kλ1・Iλex・ηFλ1 ・N・ηD)/ (kλ2・Iλex・ηFλ2・n・ηD)＋(kλ1・Iλex・ηFλ1・N・ηD) ＝(kλ2・ηFλ2・n−kλ1・ηFλ1・N) / (kλ2・ηFλ2・n＋kλ1・ηFλ1・N) ここで、 (kλ1 ・ηFλ1) / (kλ2・ηFλ2)＝C ，N
/ n＝X とすると、 Ifλー/ Ifλ+ ＝(１−C・X) / (１＋C・X) となる。即ち、本構成においても励起光照度の場所によ
る不均一さIλex がキャンセルされる。X の値は自家蛍
光分子濃度で規格化した薬剤蛍光分子濃度を表してお
り、Ifλー/ Ifλ+ が大きいということは薬剤蛍光が弱
いことを示し正常部位であることを示し、逆にIfλー/
Ifλ+ が小さくなると薬剤蛍光が強いことを示し病変部
であることを意味する。このように蛍光差成分Ifλーと
蛍光和成分Ifλ+ との間で除算演算を行うことによって
も、病変部を特異的に抽出することが可能となる。この
際、分母に蛍光和成分Ifλ+ を用いることにより分母を
大きくすることができ、ゼロ割り算に伴う演算エラーの
発生を抑えることができる。
【００４７】上記説明は、薬剤蛍光検出の場合について
説明したが、自家蛍光検出の場合にも同様に適用が可能
であるのは言うまでもない。この場合において、上記説
明における「蛍光差成分」は、短波長成分（例えば、緑
色領域成分Ｇ）と長波長成分（例えば、赤色領域成分
Ｒ）との蛍光差成分（Ｇ−Ｒ）」と、「蛍光和成分」
は、短波長成分（例えば、緑色領域成分Ｇ）と長波長成
分（例えば、赤色領域成分Ｒ）との蛍光和成分（Ｇ＋
Ｒ）」として考える。
説明したが、自家蛍光検出の場合にも同様に適用が可能
であるのは言うまでもない。この場合において、上記説
明における「蛍光差成分」は、短波長成分（例えば、緑
色領域成分Ｇ）と長波長成分（例えば、赤色領域成分
Ｒ）との蛍光差成分（Ｇ−Ｒ）」と、「蛍光和成分」
は、短波長成分（例えば、緑色領域成分Ｇ）と長波長成
分（例えば、赤色領域成分Ｒ）との蛍光和成分（Ｇ＋
Ｒ）」として考える。
【００４８】上記説明は、いずれも蛍光和成分との除算
を行う場合について説明したが、励起光によって励起さ
れたおよそ全領域の蛍光成分（全蛍光成分）との除算を
行う場合についても同様に適用が可能である。以下に、
この場合について詳細に説明する。最初に、自家蛍光検
出の場合であって、短波長成分（例えば、緑色領域成分
Ｇ）と長波長成分（例えば、赤色領域成分Ｒ）との蛍光
差成分（Ｇ−Ｒ）と、全蛍光成分との除算に適用する場
合について説明する。
を行う場合について説明したが、励起光によって励起さ
れたおよそ全領域の蛍光成分（全蛍光成分）との除算を
行う場合についても同様に適用が可能である。以下に、
この場合について詳細に説明する。最初に、自家蛍光検
出の場合であって、短波長成分（例えば、緑色領域成分
Ｇ）と長波長成分（例えば、赤色領域成分Ｒ）との蛍光
差成分（Ｇ−Ｒ）と、全蛍光成分との除算に適用する場
合について説明する。
【００４９】上述の蛍光和成分の場合と同様に、生体観
察部10から生じた蛍光L3を集光光学系２で集光し、ダイ
クロイックミラーや光学フィルタ等によって生体観察部
10から発せられる短波長成分と長波長成分との蛍光差成
分と、短波長成分から長波長成分までの全蛍光成分に波
長分離され、蛍光検出手段３が蛍光差成分を検出し、蛍
光検出手段４が全蛍光成分を検出する。その他の構成
は、上述の場合と同様である。尚、上述の場合と同様
に、蛍光差成分を検出する手段および全蛍光成分を検出
する手段は本構成例に限定されるものではなく、所定の
波長領域に波長分離して検出し、その検出結果を加減算
等の演算を行うことによって最終的に必要とする波長領
域の蛍光成分を求めても良いのは言うまでもない。特
に、全蛍光成分を検出する手段としては、短波長成分と
長波長成分との波長分離特性を工夫する（例えば短波長
成分の長波長側の遮断特性と長波長成分の短波長側の遮
断特性とを同一にする等）ことによって、短波長成分と
長波長成分に波長分離して検出しその結果を加算して蛍
光和成分を求めることにより、この蛍光和成分を全蛍光
成分として考えることも可能である。すなわち、この場
合は、上記説明の蛍光和成分との除算を行う構成がその
まま全蛍光成分との除算を行う構成として機能させるこ
とができることとなる。以下同様である。
察部10から生じた蛍光L3を集光光学系２で集光し、ダイ
クロイックミラーや光学フィルタ等によって生体観察部
10から発せられる短波長成分と長波長成分との蛍光差成
分と、短波長成分から長波長成分までの全蛍光成分に波
長分離され、蛍光検出手段３が蛍光差成分を検出し、蛍
光検出手段４が全蛍光成分を検出する。その他の構成
は、上述の場合と同様である。尚、上述の場合と同様
に、蛍光差成分を検出する手段および全蛍光成分を検出
する手段は本構成例に限定されるものではなく、所定の
波長領域に波長分離して検出し、その検出結果を加減算
等の演算を行うことによって最終的に必要とする波長領
域の蛍光成分を求めても良いのは言うまでもない。特
に、全蛍光成分を検出する手段としては、短波長成分と
長波長成分との波長分離特性を工夫する（例えば短波長
成分の長波長側の遮断特性と長波長成分の短波長側の遮
断特性とを同一にする等）ことによって、短波長成分と
長波長成分に波長分離して検出しその結果を加算して蛍
光和成分を求めることにより、この蛍光和成分を全蛍光
成分として考えることも可能である。すなわち、この場
合は、上記説明の蛍光和成分との除算を行う構成がその
まま全蛍光成分との除算を行う構成として機能させるこ
とができることとなる。以下同様である。
【００５０】以下、上記構成の蛍光検出装置の作用につ
いて詳細に説明する。蛍光検出手段３および４により検
出された各々の波長成分は以下のように表される。上記
説明で明らかなように、蛍光差成分Ifλ- は、 Ifλ- ＝Ifλ2−Ifλ1 ＝(kλ2・Iλex・ηFλ2・N・ηD)−(kλ1・Iλex・ηFλ1・n・ηD) 一方、短波長領域から長波長領域までの全蛍光成分Ifλ
12は、 Ifλ12＝ kλ12・Iλex・ηFλ12・M・ηD 次いで、蛍光差成分Ifλーと全蛍光成分Ifλ12との除算
を除算手段５で行う。蛍光差成分Ifλーと蛍光和成分If
λ12 との除算を行うと、 Ifλー/ Ifλ12 ＝ (kλ2・Iλex・ηFλ2・N・ηD)−(kλ1・Iλex・ηFλ 1 ・n・ηD)/ (kλ12・Iλex・ηFλ12・M・ηD） ＝ kλ2・ηFλ2・N / kλ12・ηFλ12・M −kλ1・ηFλ1・n / kλ12・ηFλ12・M ＝(C1 / M)・(N − C2・M) となる。但し、C1 および C2 は定数である。
いて詳細に説明する。蛍光検出手段３および４により検
出された各々の波長成分は以下のように表される。上記
説明で明らかなように、蛍光差成分Ifλ- は、 Ifλ- ＝Ifλ2−Ifλ1 ＝(kλ2・Iλex・ηFλ2・N・ηD)−(kλ1・Iλex・ηFλ1・n・ηD) 一方、短波長領域から長波長領域までの全蛍光成分Ifλ
12は、 Ifλ12＝ kλ12・Iλex・ηFλ12・M・ηD 次いで、蛍光差成分Ifλーと全蛍光成分Ifλ12との除算
を除算手段５で行う。蛍光差成分Ifλーと蛍光和成分If
λ12 との除算を行うと、 Ifλー/ Ifλ12 ＝ (kλ2・Iλex・ηFλ2・N・ηD)−(kλ1・Iλex・ηFλ 1 ・n・ηD)/ (kλ12・Iλex・ηFλ12・M・ηD） ＝ kλ2・ηFλ2・N / kλ12・ηFλ12・M −kλ1・ηFλ1・n / kλ12・ηFλ12・M ＝(C1 / M)・(N − C2・M) となる。但し、C1 および C2 は定数である。
【００５１】即ち、本構成においても、励起光照度の場
所による不均一さIλex がキャンセルされる。ここで、
Ifλー/ Ifλ12が大きいということは短波長領域の蛍光
が強いことを示し正常部位であることを示し、逆にIfλ
ー/ Ifλ12が小さくなると短波長領域の蛍光が弱いこと
を示し病変部であることを意味する。このように蛍光差
成分Ifλーと全蛍光成分Ifλ12との間で除算演算を行う
ことによっても、病変部を特異的に抽出することが可能
となる。この際、分母に全蛍光成分Ifλ12を用いること
により分母を大きくすることができ、ゼロ割り算に伴う
演算エラーの発生を抑えることができる。
所による不均一さIλex がキャンセルされる。ここで、
Ifλー/ Ifλ12が大きいということは短波長領域の蛍光
が強いことを示し正常部位であることを示し、逆にIfλ
ー/ Ifλ12が小さくなると短波長領域の蛍光が弱いこと
を示し病変部であることを意味する。このように蛍光差
成分Ifλーと全蛍光成分Ifλ12との間で除算演算を行う
ことによっても、病変部を特異的に抽出することが可能
となる。この際、分母に全蛍光成分Ifλ12を用いること
により分母を大きくすることができ、ゼロ割り算に伴う
演算エラーの発生を抑えることができる。
【００５２】上記説明は、自家蛍光検出の場合であっ
て、短波長成分（例えば、緑色領域成分Ｇ）と長波長成
分（例えば、赤色領域成分Ｒ）との蛍光差成分（Ｇ−
Ｒ）と、全蛍光成分との除算に適用する場合について説
明したが、長波長成分（例えば、赤色領域成分Ｒ）と全
蛍光成分との除算を行う場合についても同様に適用が可
能であるのは言うまでもない。この場合において、上記
説明における「蛍光差成分」は「長波長成分」として考
える。
て、短波長成分（例えば、緑色領域成分Ｇ）と長波長成
分（例えば、赤色領域成分Ｒ）との蛍光差成分（Ｇ−
Ｒ）と、全蛍光成分との除算に適用する場合について説
明したが、長波長成分（例えば、赤色領域成分Ｒ）と全
蛍光成分との除算を行う場合についても同様に適用が可
能であるのは言うまでもない。この場合において、上記
説明における「蛍光差成分」は「長波長成分」として考
える。
【００５３】また、上記説明は自家蛍光検出の場合につ
いてのものであるが、薬剤蛍光検出の場合についても同
様に適用が可能であるのは言うまでもない。この場合に
おいて、上記説明における「短波長成分と長波長成分と
の蛍光差成分と全蛍光成分との除算」は「自家蛍光成分
Inと薬剤蛍光成分Exとの蛍光差成分（In−Ex）と全蛍光
成分との除算」と、「長波長成分と全蛍光成分との除
算」は、「薬剤蛍光成分Exと全蛍光成分との除算」とし
て考える。
いてのものであるが、薬剤蛍光検出の場合についても同
様に適用が可能であるのは言うまでもない。この場合に
おいて、上記説明における「短波長成分と長波長成分と
の蛍光差成分と全蛍光成分との除算」は「自家蛍光成分
Inと薬剤蛍光成分Exとの蛍光差成分（In−Ex）と全蛍光
成分との除算」と、「長波長成分と全蛍光成分との除
算」は、「薬剤蛍光成分Exと全蛍光成分との除算」とし
て考える。
【００５４】次に本発明による蛍光検出装置を適用した
具体的な実施の形態の一例について説明する。図６は本
発明による蛍光検出装置を適用した内視鏡装置の概略構
成図であり、本内視鏡は、蛍光診断薬が予め注入された
生体観察部に励起光を照射することにより発せられる蛍
光を検出し、薬剤蛍光成分と、自家蛍光成分から薬剤蛍
光成分までの全蛍光成分との除算を行うものである。
具体的な実施の形態の一例について説明する。図６は本
発明による蛍光検出装置を適用した内視鏡装置の概略構
成図であり、本内視鏡は、蛍光診断薬が予め注入された
生体観察部に励起光を照射することにより発せられる蛍
光を検出し、薬剤蛍光成分と、自家蛍光成分から薬剤蛍
光成分までの全蛍光成分との除算を行うものである。
【００５５】本発明の実施の形態にかかる内視鏡装置
は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡100
、通常像観察用白色光および蛍光像観察用励起光を発
する光源を備える照明装置110 、通常像観察時と蛍光像
観察時の光路の切換を行う光路切換ユニット120 、通常
像観察時に前記白色光の生体被照射部位10からの反射光
を検出するカラーCCD カメラ130 、蛍光像観察時に前記
励起光により生体観察部10から生じた蛍光を検出する高
感度カメラユニット140 、検出された反射光像あるいは
蛍光像を反映する画像信号に対して画像処理を行う画像
処理装置150 、および該画像処理装置150 で処理された
画像信号を可視画像として表示するディスプレイ160 か
ら構成されている。
は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡100
、通常像観察用白色光および蛍光像観察用励起光を発
する光源を備える照明装置110 、通常像観察時と蛍光像
観察時の光路の切換を行う光路切換ユニット120 、通常
像観察時に前記白色光の生体被照射部位10からの反射光
を検出するカラーCCD カメラ130 、蛍光像観察時に前記
励起光により生体観察部10から生じた蛍光を検出する高
感度カメラユニット140 、検出された反射光像あるいは
蛍光像を反映する画像信号に対して画像処理を行う画像
処理装置150 、および該画像処理装置150 で処理された
画像信号を可視画像として表示するディスプレイ160 か
ら構成されている。
【００５６】内視鏡100 は、内視鏡挿入部101 内部に該
内視鏡挿入部101 の先端まで延びるライトガイド106 お
よびイメージファイバ104 を備えており、該ライトガイ
ド106 とイメージファイバ104 の先端部即ち内視鏡挿入
部101 先端部には、それぞれ、照明レンズ102 、対物レ
ンズ103 を備えている。前記ライトガイド106 の一端は
照明装置110 から操作部105 をつなぐ接続部107 を通り
照明装置110 内へ達している。前記イメージファイバ10
4 の一端は操作部105 内に延び、接眼レンズ109 を有す
る接眼部108 に接している。
内視鏡挿入部101 の先端まで延びるライトガイド106 お
よびイメージファイバ104 を備えており、該ライトガイ
ド106 とイメージファイバ104 の先端部即ち内視鏡挿入
部101 先端部には、それぞれ、照明レンズ102 、対物レ
ンズ103 を備えている。前記ライトガイド106 の一端は
照明装置110 から操作部105 をつなぐ接続部107 を通り
照明装置110 内へ達している。前記イメージファイバ10
4 の一端は操作部105 内に延び、接眼レンズ109 を有す
る接眼部108 に接している。
【００５７】前記照明装置110 は、通常像観察用の白色
光L2を発するキセノンランプ118 、蛍光観察用の励起光
L1を発する水銀ランプ111 、該水銀ランプ111 から発せ
られた励起光L1の透過波長を設定する光学フィルタ112
、および通常観察時と蛍光観察時とで白色光L2と励起
光L1を切り換えるためドライバ116 により駆動される切
換ミラー115 からなる。
光L2を発するキセノンランプ118 、蛍光観察用の励起光
L1を発する水銀ランプ111 、該水銀ランプ111 から発せ
られた励起光L1の透過波長を設定する光学フィルタ112
、および通常観察時と蛍光観察時とで白色光L2と励起
光L1を切り換えるためドライバ116 により駆動される切
換ミラー115 からなる。
【００５８】光路切換ユニット120 は、通常観察時と蛍
光観察時とで前記イメージファイバ104 を通ってくる反
射光および蛍光L3をそれぞれカラーＣＣＤカメラ130 、
高感度カメラユニット140 へ送るように光路を切り換え
るため、ドライバ123 により駆動される切換ミラー121
を備えている。
光観察時とで前記イメージファイバ104 を通ってくる反
射光および蛍光L3をそれぞれカラーＣＣＤカメラ130 、
高感度カメラユニット140 へ送るように光路を切り換え
るため、ドライバ123 により駆動される切換ミラー121
を備えている。
【００５９】高感度カメラユニット140 は、蛍光観察
時、イメージファイバ104 を経た蛍光L3を、全蛍光透過
用シャープカットフィルタ142a、薬剤蛍光透過用シャー
プカットフィルタ142bを適宜切り換えて透過させる切換
光学フィルタ142 、および該切換光学フィルタを透過し
た蛍光L3が結像される冷却ＣＣＤカメラ144 からなる。
なお、切換光学フィルタ142 は、全蛍光透過用シャープ
カットフィルタ142aと薬剤蛍光透過用シャープカットフ
ィルタ142bをドライバ143 によって切り換えて用いる。
時、イメージファイバ104 を経た蛍光L3を、全蛍光透過
用シャープカットフィルタ142a、薬剤蛍光透過用シャー
プカットフィルタ142bを適宜切り換えて透過させる切換
光学フィルタ142 、および該切換光学フィルタを透過し
た蛍光L3が結像される冷却ＣＣＤカメラ144 からなる。
なお、切換光学フィルタ142 は、全蛍光透過用シャープ
カットフィルタ142aと薬剤蛍光透過用シャープカットフ
ィルタ142bをドライバ143 によって切り換えて用いる。
【００６０】画像処理装置150 は、CCD カメラで得られ
た映像信号をデジタル化するA/D 変換回路151 、デジタ
ル化された通常画像信号を保存する通常画像メモリ154
、薬剤蛍光成分を反映するデジタル化された映像信号
を保存する薬剤蛍光画像メモリ152 、全蛍光を反映する
デジタル化された映像信号を保存する全蛍光画像メモリ
153 、薬剤蛍光成分と蛍光和成分との除算を行い除算結
果を保存する除算メモリ155 、前記通常画像メモリ154
と除算メモリ155 とに保存された映像信号をディスプレ
イ160 に可視画像として表示するための画像処理を行う
ビデオ信号発生回路156 、照明装置110 と高感度カメラ
ユニット140 と光路切換ユニット120 との切換ミラー11
5,121 、切換光学フィルタ142 を駆動するドライバ116,
123,143 に信号を送るタイミングコントローラ158 、お
よび該タイミングコントローラ158を制御するビデオプ
ロセッサ157 からなる。
た映像信号をデジタル化するA/D 変換回路151 、デジタ
ル化された通常画像信号を保存する通常画像メモリ154
、薬剤蛍光成分を反映するデジタル化された映像信号
を保存する薬剤蛍光画像メモリ152 、全蛍光を反映する
デジタル化された映像信号を保存する全蛍光画像メモリ
153 、薬剤蛍光成分と蛍光和成分との除算を行い除算結
果を保存する除算メモリ155 、前記通常画像メモリ154
と除算メモリ155 とに保存された映像信号をディスプレ
イ160 に可視画像として表示するための画像処理を行う
ビデオ信号発生回路156 、照明装置110 と高感度カメラ
ユニット140 と光路切換ユニット120 との切換ミラー11
5,121 、切換光学フィルタ142 を駆動するドライバ116,
123,143 に信号を送るタイミングコントローラ158 、お
よび該タイミングコントローラ158を制御するビデオプ
ロセッサ157 からなる。
【００６１】以下、本発明による蛍光検出装置を適用し
た上記構成の内視鏡装置の作用について説明する。最初
に、本内視鏡装置の通常像観察時の作用を説明する。
た上記構成の内視鏡装置の作用について説明する。最初
に、本内視鏡装置の通常像観察時の作用を説明する。
【００６２】通常観察時には、照明装置110 内の切換ミ
ラー115 は、タイミングコントローラ158 からの信号に
基づきドライバ116 によって駆動されて白色光L2の進行
を妨害しないように破線の位置に移動する。キセノンラ
ンプ118 から出力される白色光L2は、レンズ117 を経て
切換ミラー115 へ向かう。前記白色光L2はレンズ114に
よってライトガイド106 に入力され、内視鏡先端部まで
導光された後、照明レンズ102 から病変部11を含む観察
部10へ照射される。白色光L2の反射光は対物レンズ103
によって集光され、イメージファイバ104 、接眼部108
内に設けられた接眼レンズ109 を経て、切換ユニット12
0 内の切換ミラー121 へ向かう。この切換ミラー121 は
タイミングコントローラ158 からの信号に基づき、ドラ
イバ123によって駆動されて通常観察時には実線の位置
に移動するものである。上記反射光は切換ミラー121 に
よって反射され、レンズ122 によってカラーCCD カメラ
130 に結像される。カラーCCD カメラ130 からの映像信
号はA/D 変換回路151 へ入力され、RGB 映像信号各々に
ついてデジタル化された後、RGB 画像に対応した通常画
像メモリ154 へ保存される。該通常画像メモリ154 へ保
存された通常画像信号は、ビデオ信号発生回路156 によ
ってDA変換後にカラーマトリックス処理およびエンコー
ド処理され、NTSC信号としてディスプレイ160 へ入力さ
れ、該ディスプレイ160 に可視画像として表示される。
ラー115 は、タイミングコントローラ158 からの信号に
基づきドライバ116 によって駆動されて白色光L2の進行
を妨害しないように破線の位置に移動する。キセノンラ
ンプ118 から出力される白色光L2は、レンズ117 を経て
切換ミラー115 へ向かう。前記白色光L2はレンズ114に
よってライトガイド106 に入力され、内視鏡先端部まで
導光された後、照明レンズ102 から病変部11を含む観察
部10へ照射される。白色光L2の反射光は対物レンズ103
によって集光され、イメージファイバ104 、接眼部108
内に設けられた接眼レンズ109 を経て、切換ユニット12
0 内の切換ミラー121 へ向かう。この切換ミラー121 は
タイミングコントローラ158 からの信号に基づき、ドラ
イバ123によって駆動されて通常観察時には実線の位置
に移動するものである。上記反射光は切換ミラー121 に
よって反射され、レンズ122 によってカラーCCD カメラ
130 に結像される。カラーCCD カメラ130 からの映像信
号はA/D 変換回路151 へ入力され、RGB 映像信号各々に
ついてデジタル化された後、RGB 画像に対応した通常画
像メモリ154 へ保存される。該通常画像メモリ154 へ保
存された通常画像信号は、ビデオ信号発生回路156 によ
ってDA変換後にカラーマトリックス処理およびエンコー
ド処理され、NTSC信号としてディスプレイ160 へ入力さ
れ、該ディスプレイ160 に可視画像として表示される。
【００６３】次いで、蛍光像観察時の作用を説明する。
ここでは、蛍光診断薬として、λem＝670nm 前後の波長
の蛍光を発するATX-S10 を用いる場合について説明す
る。生体被照射部位には予め前記蛍光診断薬ATX-S10 が
投与される。
ここでは、蛍光診断薬として、λem＝670nm 前後の波長
の蛍光を発するATX-S10 を用いる場合について説明す
る。生体被照射部位には予め前記蛍光診断薬ATX-S10 が
投与される。
【００６４】切換ミラー115 はタイミングコントローラ
158 からの信号に基づき、ドライバ116 によって駆動さ
れて白色光L2の通過を遮断すると共に励起光L1を反射す
るように実線の位置に移動する。水銀ランプ111 から出
力される励起光L1は、光学フィルタ112 およびレンズ11
3 を透過し、切換ミラー115 へ向かう。切換ミラー115
で反射された励起光L1は、レンズ114 によってライトガ
イド106 に入力され、内視鏡先端部まで導光された後、
照明レンズ102 から病変部11を含む観察部10に照射され
る。なお、光学フィルタ112 は、図９に示すような透過
特性をしており光学フィルタ112 を透過した水銀ランプ
111 から発せられる励起光L1は、波長405nm の輝線スペ
クトルとなる。
158 からの信号に基づき、ドライバ116 によって駆動さ
れて白色光L2の通過を遮断すると共に励起光L1を反射す
るように実線の位置に移動する。水銀ランプ111 から出
力される励起光L1は、光学フィルタ112 およびレンズ11
3 を透過し、切換ミラー115 へ向かう。切換ミラー115
で反射された励起光L1は、レンズ114 によってライトガ
イド106 に入力され、内視鏡先端部まで導光された後、
照明レンズ102 から病変部11を含む観察部10に照射され
る。なお、光学フィルタ112 は、図９に示すような透過
特性をしており光学フィルタ112 を透過した水銀ランプ
111 から発せられる励起光L1は、波長405nm の輝線スペ
クトルとなる。
【００６５】励起光L1を照射されることにより生じる観
察部10からの蛍光L3は、対物レンズ103 よって集光さ
れ、イメージファイバ104 および接眼レンズ109 を経
て、切換ミラー121 へ向かう。この切換ミラー121 はタ
イミングコントローラ158 からの信号に基づき、蛍光L3
の通過を妨害しないようにドライバ123 によって駆動さ
れて破線の位置に移動するものである。該切換ミラー12
1 を通過した蛍光L3は、レンズ141 および切換光学フィ
ルタ142 を通過し、冷却CCD カメラ144 へ結像する。な
お、切換光学フィルタ142 は、それぞれ図8(a)，8(b)に
示すような波長460nm 以上の全蛍光を透過するシャープ
カットフィルタ142aと、波長630nm 以上の薬剤蛍光を主
とする成分を透過するシャープカットフィルタ142bとか
ら構成され、フィルタの切り換えはタイミングコントロ
ーラ158 からの信号に基づいて作動するライバ143 によ
ってなされる。このようにドライバ143 によって切換光
学フィルタ142 が駆動され、まず青緑色以上の全蛍光を
透過するシャープカットフィルタ142aが選択される。シ
ャープカットフィルタ142aを透過した全蛍光は、冷却CC
D カメラ144 へ結像する。全蛍光を反映する映像信号は
A/D 変換回路151 へ入力され、デジタル化された後、
全蛍光画像メモリ153 へ保存される。
察部10からの蛍光L3は、対物レンズ103 よって集光さ
れ、イメージファイバ104 および接眼レンズ109 を経
て、切換ミラー121 へ向かう。この切換ミラー121 はタ
イミングコントローラ158 からの信号に基づき、蛍光L3
の通過を妨害しないようにドライバ123 によって駆動さ
れて破線の位置に移動するものである。該切換ミラー12
1 を通過した蛍光L3は、レンズ141 および切換光学フィ
ルタ142 を通過し、冷却CCD カメラ144 へ結像する。な
お、切換光学フィルタ142 は、それぞれ図8(a)，8(b)に
示すような波長460nm 以上の全蛍光を透過するシャープ
カットフィルタ142aと、波長630nm 以上の薬剤蛍光を主
とする成分を透過するシャープカットフィルタ142bとか
ら構成され、フィルタの切り換えはタイミングコントロ
ーラ158 からの信号に基づいて作動するライバ143 によ
ってなされる。このようにドライバ143 によって切換光
学フィルタ142 が駆動され、まず青緑色以上の全蛍光を
透過するシャープカットフィルタ142aが選択される。シ
ャープカットフィルタ142aを透過した全蛍光は、冷却CC
D カメラ144 へ結像する。全蛍光を反映する映像信号は
A/D 変換回路151 へ入力され、デジタル化された後、
全蛍光画像メモリ153 へ保存される。
【００６６】次いで、タイミングコントローラ158 から
の信号に基づき、薬剤蛍光を主とする成分のみを透過す
るシャープカットフィルタ142bが選択される。冷却CCD
カメラ144 からは薬剤蛍光を反映する映像信号が出力さ
れる。薬剤蛍光を反映する映像信号はA/D 変換回路151
でデジタル化された後、薬剤蛍光画像メモリ152 へ保存
される。
の信号に基づき、薬剤蛍光を主とする成分のみを透過す
るシャープカットフィルタ142bが選択される。冷却CCD
カメラ144 からは薬剤蛍光を反映する映像信号が出力さ
れる。薬剤蛍光を反映する映像信号はA/D 変換回路151
でデジタル化された後、薬剤蛍光画像メモリ152 へ保存
される。
【００６７】両蛍光像を反映する映像信号が取得された
後、除算メモリ155 において、薬剤蛍光画像メモリ152
の出力信号と全蛍光画像メモリ153 の出力信号との除算
処理が行われ、除算結果が除算メモリ155 に保存され
る。除算メモリ155 へ保存された除算画像信号は、ビデ
オ信号発生回路156 によってDA変換後にエンコード処理
され、ディスプレイ160 に可視画像として表示される。
なお、ディスプレイ画面上には通常画像と除算画像とを
オーバーレイ表示することもできる。
後、除算メモリ155 において、薬剤蛍光画像メモリ152
の出力信号と全蛍光画像メモリ153 の出力信号との除算
処理が行われ、除算結果が除算メモリ155 に保存され
る。除算メモリ155 へ保存された除算画像信号は、ビデ
オ信号発生回路156 によってDA変換後にエンコード処理
され、ディスプレイ160 に可視画像として表示される。
なお、ディスプレイ画面上には通常画像と除算画像とを
オーバーレイ表示することもできる。
【００６８】また、水銀ランプ111 に対しては、上記光
学フィルタ112 とは異なる透過特性の光学フィルタを用
いることが可能であり、例えば、図10に示すように405n
m と365nm の輝線を選択的に透過させることができる光
学フィルタを用いてもよい。。405nm は蛍光診断薬を高
効率で励起することができる波長λex1 、365nm は自家
蛍光分子を高効率で励起することができる波長λex2 で
あるので、このような２種の光を併せて用いることはＳ
Ｎ比向上のために望ましい。以下薬剤蛍光検出の場合に
おいて同様である。
学フィルタ112 とは異なる透過特性の光学フィルタを用
いることが可能であり、例えば、図10に示すように405n
m と365nm の輝線を選択的に透過させることができる光
学フィルタを用いてもよい。。405nm は蛍光診断薬を高
効率で励起することができる波長λex1 、365nm は自家
蛍光分子を高効率で励起することができる波長λex2 で
あるので、このような２種の光を併せて用いることはＳ
Ｎ比向上のために望ましい。以下薬剤蛍光検出の場合に
おいて同様である。
【００６９】なお、画像処理演算において、λex1 とλ
ex2 とは波長があまり離れていないので、両者による生
体被照射部位での励起光強度Iλex1，Iλex2の配光分布
は同一とみなせ、生体被照射部位においてIλex2＝ｍ・
Iλex1（ｍは任意定数）が成立していると考えている。
配光分布が異なる場合は、整合手段を設ける必要があ
る。
ex2 とは波長があまり離れていないので、両者による生
体被照射部位での励起光強度Iλex1，Iλex2の配光分布
は同一とみなせ、生体被照射部位においてIλex2＝ｍ・
Iλex1（ｍは任意定数）が成立していると考えている。
配光分布が異なる場合は、整合手段を設ける必要があ
る。
【００７０】また、上記では、蛍光診断薬としてλem＝
670nm 前後の波長の蛍光を発するATX-S10 を用いたた
め、図8(a)，8(b)に示すような波長460nm 以上の全蛍光
を透過するシャープカットフィルタ142aと、波長630nm
以上の薬剤な蛍光を主とする成分を透過するシャープカ
ットフィルタ142bとを用いたが、λem＝635nm 前後の蛍
光を発する5-ALA を蛍光診断薬として用いる場合は、カ
ットオフ波長600nm 前後の透過特性を有するフィルタを
薬剤蛍光用シャープカットフィルタ142bに用いる等、切
換光学フィルタ142 は適宜変更可能である。
670nm 前後の波長の蛍光を発するATX-S10 を用いたた
め、図8(a)，8(b)に示すような波長460nm 以上の全蛍光
を透過するシャープカットフィルタ142aと、波長630nm
以上の薬剤な蛍光を主とする成分を透過するシャープカ
ットフィルタ142bとを用いたが、λem＝635nm 前後の蛍
光を発する5-ALA を蛍光診断薬として用いる場合は、カ
ットオフ波長600nm 前後の透過特性を有するフィルタを
薬剤蛍光用シャープカットフィルタ142bに用いる等、切
換光学フィルタ142 は適宜変更可能である。
【００７１】次に図11および図12を参照して、本発明に
よる蛍光検出装置を適用した第２の具体的な実施の形態
である内視鏡装置について説明する。なお図11におい
て、図６中の要素と同等の要素には同番号を付し、それ
らについての説明は特に必要のない限り省略する。図11
は本発明による蛍光検出装置を適用した内視鏡装置の概
略構成図であり、本内視鏡は、蛍光診断薬が予め注入さ
れた生体観察部に励起光を照射することにより発せられ
る蛍光を検出し、薬剤蛍光成分と、自家蛍光成分と薬剤
蛍光成分との蛍光和成分、との除算を行うものである。
よる蛍光検出装置を適用した第２の具体的な実施の形態
である内視鏡装置について説明する。なお図11におい
て、図６中の要素と同等の要素には同番号を付し、それ
らについての説明は特に必要のない限り省略する。図11
は本発明による蛍光検出装置を適用した内視鏡装置の概
略構成図であり、本内視鏡は、蛍光診断薬が予め注入さ
れた生体観察部に励起光を照射することにより発せられ
る蛍光を検出し、薬剤蛍光成分と、自家蛍光成分と薬剤
蛍光成分との蛍光和成分、との除算を行うものである。
【００７２】本発明の実施の形態にかかる上記内視鏡装
置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡10
0 、通常像観察用白色光および蛍光像観察用励起光を発
する光源を備える照明装置110 、通常像観察時と蛍光像
観察時の光路の切換を行う光路切換ユニット120 、通常
像観察時に前記白色光の生体被照射部位からの反射光を
検出するカラーCCD カメラ130 、蛍光像観察時に前記励
起光により生体被照射部位から生じた蛍光を検出する高
感度カメラユニット200 、検出された反射光像あるいは
蛍光像の画像処理を行う画像処理装置210 、および該画
像処理装置210で処理された画像情報を可視画像として
表示するディスプレイ160 から構成されている。本内視
鏡装置は、高感度カメラユニット200 、および画像処理
装置210の構成および作用が上記第１の具体的な実施の
形態にかかる内視鏡装置と異なる。
置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡10
0 、通常像観察用白色光および蛍光像観察用励起光を発
する光源を備える照明装置110 、通常像観察時と蛍光像
観察時の光路の切換を行う光路切換ユニット120 、通常
像観察時に前記白色光の生体被照射部位からの反射光を
検出するカラーCCD カメラ130 、蛍光像観察時に前記励
起光により生体被照射部位から生じた蛍光を検出する高
感度カメラユニット200 、検出された反射光像あるいは
蛍光像の画像処理を行う画像処理装置210 、および該画
像処理装置210で処理された画像情報を可視画像として
表示するディスプレイ160 から構成されている。本内視
鏡装置は、高感度カメラユニット200 、および画像処理
装置210の構成および作用が上記第１の具体的な実施の
形態にかかる内視鏡装置と異なる。
【００７３】高感度カメラユニット200 は、励起光成分
を除去する励起光シャープカットフィルタ202 、該フィ
ルタ202 を透過した蛍光L3を薬剤蛍光成分と自家蛍光成
分とに分離して、薬剤蛍光を第一CCD カメラへ、自家蛍
光を第二CCD カメラへ結像させるダイクロイックミラー
201 を備えている。
を除去する励起光シャープカットフィルタ202 、該フィ
ルタ202 を透過した蛍光L3を薬剤蛍光成分と自家蛍光成
分とに分離して、薬剤蛍光を第一CCD カメラへ、自家蛍
光を第二CCD カメラへ結像させるダイクロイックミラー
201 を備えている。
【００７４】画像処理装置210 は、CCD カメラで得られ
た映像信号をデジタル化するA/D 変換回路211 、デジタ
ル化された通常画像信号を保存する通常画像メモリ214
、薬剤蛍光を反映するデジタル化された映像信号を保
存する薬剤蛍光画像メモリ212、自家蛍光を反映するデ
ジタル化された映像信号を保存する自家蛍光画像メモリ
213 、薬剤蛍光成分と自家蛍光成分を加算した蛍光和成
分を保存する加算メモリ215 、薬剤蛍光成分と蛍光和成
分との除算を行い除算結果を保存する除算メモリ216 、
前記通常画像メモリ214 と除算メモリ216 とに保存され
た画像信号をディスプレイ160 に可視画像として表示す
るための画像処理を行うビデオ信号発生回路217 、照明
装置110 と光路切換ユニット120 との切換ミラー115,12
1 を駆動するドライバ116,123 に信号を送るタイミング
コントローラ219 、および該タイミングコントローラ21
9 を制御するビデオプロセッサ218 からなる。
た映像信号をデジタル化するA/D 変換回路211 、デジタ
ル化された通常画像信号を保存する通常画像メモリ214
、薬剤蛍光を反映するデジタル化された映像信号を保
存する薬剤蛍光画像メモリ212、自家蛍光を反映するデ
ジタル化された映像信号を保存する自家蛍光画像メモリ
213 、薬剤蛍光成分と自家蛍光成分を加算した蛍光和成
分を保存する加算メモリ215 、薬剤蛍光成分と蛍光和成
分との除算を行い除算結果を保存する除算メモリ216 、
前記通常画像メモリ214 と除算メモリ216 とに保存され
た画像信号をディスプレイ160 に可視画像として表示す
るための画像処理を行うビデオ信号発生回路217 、照明
装置110 と光路切換ユニット120 との切換ミラー115,12
1 を駆動するドライバ116,123 に信号を送るタイミング
コントローラ219 、および該タイミングコントローラ21
9 を制御するビデオプロセッサ218 からなる。
【００７５】本内視鏡装置の通常像観察時の作用は上記
第一の実施の形態と同様であるため、蛍光像観察時の作
用のみを説明する。蛍光診断薬としてλem＝635nm 前後
の波長の蛍光を発する5-ALA を用いる場合について説明
する。生体被照射部位には予め前記蛍光診断薬5-ALA が
投与される。
第一の実施の形態と同様であるため、蛍光像観察時の作
用のみを説明する。蛍光診断薬としてλem＝635nm 前後
の波長の蛍光を発する5-ALA を用いる場合について説明
する。生体被照射部位には予め前記蛍光診断薬5-ALA が
投与される。
【００７６】光路切換ユニット120 中の切換ミラー121
はタイミングコントローラ219 からの信号に基づきドラ
イバ123 によって駆動されて励起光の通過を妨害しない
ように破線の位置に移動する。励起光L1を照射されるこ
とにより観察部10から生じる蛍光L3は、この切換ミラー
121 を通過し、励起光成分を除去する励起光シャープカ
ットフィルタ202 を透過して励起光成分が除去された
後、ダイクロイックミラー201 へ向かう。ダイクロイッ
クミラー201 は図12に示す透過特性を有し、波長600nm
以上の薬剤蛍光を主とする成分のみが第１冷却CCD カメ
ラ205 へ結像する。波長600nm 以下の自家蛍光を主とす
る成分は、ダイクロイックミラー201 で反射され第２冷
却CCD カメラ204 へ結像する。
はタイミングコントローラ219 からの信号に基づきドラ
イバ123 によって駆動されて励起光の通過を妨害しない
ように破線の位置に移動する。励起光L1を照射されるこ
とにより観察部10から生じる蛍光L3は、この切換ミラー
121 を通過し、励起光成分を除去する励起光シャープカ
ットフィルタ202 を透過して励起光成分が除去された
後、ダイクロイックミラー201 へ向かう。ダイクロイッ
クミラー201 は図12に示す透過特性を有し、波長600nm
以上の薬剤蛍光を主とする成分のみが第１冷却CCD カメ
ラ205 へ結像する。波長600nm 以下の自家蛍光を主とす
る成分は、ダイクロイックミラー201 で反射され第２冷
却CCD カメラ204 へ結像する。
【００７７】薬剤蛍光を反映する第１冷却CCD カメラ20
5 からの映像信号はA/D 変換回路211 へ入力され、デジ
タル化された後、薬剤蛍光画像メモリ212 へ保存され
る。自家蛍光を反映する第２冷却CCD カメラ204 からの
映像信号はA/D 変換回路211 へ入力され、デジタル化さ
れた後、自家蛍光画像メモリ213 へ保存される。両蛍光
像を反映する映像信号が取得された後、加算メモリ215
において自家蛍光画像メモリ213 の出力と薬剤蛍光画像
メモリ212 の出力との加算処理が行われ、加算結果が蛍
光和成分を反映する加算信号として加算メモリ215 に保
存される。
5 からの映像信号はA/D 変換回路211 へ入力され、デジ
タル化された後、薬剤蛍光画像メモリ212 へ保存され
る。自家蛍光を反映する第２冷却CCD カメラ204 からの
映像信号はA/D 変換回路211 へ入力され、デジタル化さ
れた後、自家蛍光画像メモリ213 へ保存される。両蛍光
像を反映する映像信号が取得された後、加算メモリ215
において自家蛍光画像メモリ213 の出力と薬剤蛍光画像
メモリ212 の出力との加算処理が行われ、加算結果が蛍
光和成分を反映する加算信号として加算メモリ215 に保
存される。
【００７８】次いで、除算メモリ216 において薬剤蛍光
画像メモリ212 の出力と加算メモリ215 の出力との除算
処理が行われ、除算結果が除算メモリ216 に保存され
る。除算メモリ216 へ保存された除算画像信号は、ビデ
オ信号発生回路217 によってDA変換後にエンコード処理
され、ディスプレイ160 に可視画像として表示される。
なお、ディスプレイ上に通常画像と除算画像とをオーバ
ーレイ表示することもできる。
画像メモリ212 の出力と加算メモリ215 の出力との除算
処理が行われ、除算結果が除算メモリ216 に保存され
る。除算メモリ216 へ保存された除算画像信号は、ビデ
オ信号発生回路217 によってDA変換後にエンコード処理
され、ディスプレイ160 に可視画像として表示される。
なお、ディスプレイ上に通常画像と除算画像とをオーバ
ーレイ表示することもできる。
【００７９】尚、本構成においては、蛍光L3の波長分離
をダイクロイックミラー201 のみで行っており、蛍光和
成分を求めることは全蛍光成分を求めていることと実質
的に等価と考えることができる。この場合において、後
述の光学フィルタ606 のような図18(C) に示す透過特性
を有する光学フィルタを第２冷却CCD カメラ204 の前部
に配設することにより、全蛍光成分と等価とならない蛍
光和成分との除算を行うものとして機能させることもで
きる。
をダイクロイックミラー201 のみで行っており、蛍光和
成分を求めることは全蛍光成分を求めていることと実質
的に等価と考えることができる。この場合において、後
述の光学フィルタ606 のような図18(C) に示す透過特性
を有する光学フィルタを第２冷却CCD カメラ204 の前部
に配設することにより、全蛍光成分と等価とならない蛍
光和成分との除算を行うものとして機能させることもで
きる。
【００８０】次に図13〜図15を参照して、本発明による
蛍光検出装置を適用した第３の具体的な実施の形態であ
る内視鏡装置について説明する。なお図13において、図
６中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらにつ
いての説明は特に必要のない限り省略する。図13は本発
明による蛍光検出装置を適用した内視鏡装置の概略構成
図であり、本内視鏡は、蛍光診断薬が予め注入された生
体観察部に励起光を照射することにより発せられる蛍光
を検出し、赤色蛍光成分と、青色蛍光成分、緑色蛍光成
分および赤色蛍光成分との蛍光和成分との除算を行うも
のである。
蛍光検出装置を適用した第３の具体的な実施の形態であ
る内視鏡装置について説明する。なお図13において、図
６中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらにつ
いての説明は特に必要のない限り省略する。図13は本発
明による蛍光検出装置を適用した内視鏡装置の概略構成
図であり、本内視鏡は、蛍光診断薬が予め注入された生
体観察部に励起光を照射することにより発せられる蛍光
を検出し、赤色蛍光成分と、青色蛍光成分、緑色蛍光成
分および赤色蛍光成分との蛍光和成分との除算を行うも
のである。
【００８１】本発明の第三の実施の形態にかかる上記内
視鏡装置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内
視鏡100 、通常観察用白色光および蛍光像観察用励起光
を発する光源を備える照明装置110 、通常観察時に前記
白色光の生体被照射部位からの反射光および蛍光像観察
時に前記励起光の生体被照射部位からの蛍光を検出する
高感度カメラユニット300 、検出された反射光像あるい
は蛍光像の画像処理を行う画像処理装置310 、および該
画像処理装置310 で処理された画像情報を可視画像とし
て表示するディスプレイ160 から構成されている。
視鏡装置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内
視鏡100 、通常観察用白色光および蛍光像観察用励起光
を発する光源を備える照明装置110 、通常観察時に前記
白色光の生体被照射部位からの反射光および蛍光像観察
時に前記励起光の生体被照射部位からの蛍光を検出する
高感度カメラユニット300 、検出された反射光像あるい
は蛍光像の画像処理を行う画像処理装置310 、および該
画像処理装置310 で処理された画像情報を可視画像とし
て表示するディスプレイ160 から構成されている。
【００８２】本実施の形態では、第一の実施の形態と比
較して、光路切換ユニット120 およびカラーCCD カメラ
130 が省略されており、高感度カメラユニット300 、お
よび画像処理装置310 の構成および作用が異なる。
較して、光路切換ユニット120 およびカラーCCD カメラ
130 が省略されており、高感度カメラユニット300 、お
よび画像処理装置310 の構成および作用が異なる。
【００８３】高感度カメラユニット300は、透過する反
射光および蛍光L3の励起光成分をカットする励起光シャ
ープカットフィルタ302 と、該フィルタ302 を透過した
反射光および蛍光L3による像を結像する冷却CCD カメラ
303 とからなる。なお、冷却CCD カメラの検出面には蛍
光をＲ、Ｇ、Ｂの各色の波長領域に分離する色モザイク
フィルタが装着されている。
射光および蛍光L3の励起光成分をカットする励起光シャ
ープカットフィルタ302 と、該フィルタ302 を透過した
反射光および蛍光L3による像を結像する冷却CCD カメラ
303 とからなる。なお、冷却CCD カメラの検出面には蛍
光をＲ、Ｇ、Ｂの各色の波長領域に分離する色モザイク
フィルタが装着されている。
【００８４】画像処理装置310 は、CCD カメラで得られ
た映像信号をデジタル化するA/D 変換回路311 、デジタ
ル化されたRGB 各々の画像信号を保存するR 画像メモリ
314、G 画像メモリ313 、B 画像メモリ312 、各画像メ
モリの出力を加算処理して得られる蛍光和成分を反映す
る加算信号を保存する加算メモリ315 、R 画像メモリ31
4 の出力と加算メモリ315 の出力との除算処理を行い除
算結果を保存する除算メモリ316 、該除算メモリ316 に
保存された除算画像信号をディスプレイ160 に可視画像
として表示するための画像処理を行うビデオ信号発生回
路317 、照明装置110 と光路切換ユニット120 との切換
ミラー115,121 を駆動するドライバ116,123 に信号を送
るタイミングコントローラ319 、および該タイミングコ
ントローラ319 を制御するビデオプロセッサ318 からな
る。
た映像信号をデジタル化するA/D 変換回路311 、デジタ
ル化されたRGB 各々の画像信号を保存するR 画像メモリ
314、G 画像メモリ313 、B 画像メモリ312 、各画像メ
モリの出力を加算処理して得られる蛍光和成分を反映す
る加算信号を保存する加算メモリ315 、R 画像メモリ31
4 の出力と加算メモリ315 の出力との除算処理を行い除
算結果を保存する除算メモリ316 、該除算メモリ316 に
保存された除算画像信号をディスプレイ160 に可視画像
として表示するための画像処理を行うビデオ信号発生回
路317 、照明装置110 と光路切換ユニット120 との切換
ミラー115,121 を駆動するドライバ116,123 に信号を送
るタイミングコントローラ319 、および該タイミングコ
ントローラ319 を制御するビデオプロセッサ318 からな
る。
【００８５】以下、本発明による蛍光検出装置を適用し
た上記構成の内視鏡装置の作用について説明する。最初
に、本内視鏡装置の通常像観察時の作用を説明する。
た上記構成の内視鏡装置の作用について説明する。最初
に、本内視鏡装置の通常像観察時の作用を説明する。
【００８６】生体に照射された白色光L2の反射光は対物
レンズ103 よって集光され、イメージファイバ104 、接
眼部108 内に設けられた接眼レンズ109 を経て、高感度
カメラユニット300 へ向かう。接眼レンズ109 を透過し
た白色光L2の反射光は、レンズ301 、および励起光シャ
ープカットフィルタ302 を透過し、冷却CCD カメラ303
へ結像する。なお、冷却CCD カメラ303 の検出面には、
図14に示す色モザイクフィルタが装着されている。色モ
ザイクフィルタの光学的透過特性は図15に示す通りであ
る。冷却CCD カメラ303 からの映像信号はA/D 変換回路
311 へ入力され、RGB の各映像信号成分についてデジタ
ル化された後、それぞれ、R 画像メモリ314 、G 画像メ
モリ313 、B 画像メモリ312 へ保存される。R 画像メモ
リ314 、G 画像メモリ313 、B 画像メモリ312 へ保存さ
れた通常画像信号は、ビデオ信号発生回路317 によって
DA変換後にカラーマトリックス処理およびエンコード処
理され、NTSC信号としてディスプレイ160 へ入力され、
該ディスプレイ160 に可視画像として表示される。
レンズ103 よって集光され、イメージファイバ104 、接
眼部108 内に設けられた接眼レンズ109 を経て、高感度
カメラユニット300 へ向かう。接眼レンズ109 を透過し
た白色光L2の反射光は、レンズ301 、および励起光シャ
ープカットフィルタ302 を透過し、冷却CCD カメラ303
へ結像する。なお、冷却CCD カメラ303 の検出面には、
図14に示す色モザイクフィルタが装着されている。色モ
ザイクフィルタの光学的透過特性は図15に示す通りであ
る。冷却CCD カメラ303 からの映像信号はA/D 変換回路
311 へ入力され、RGB の各映像信号成分についてデジタ
ル化された後、それぞれ、R 画像メモリ314 、G 画像メ
モリ313 、B 画像メモリ312 へ保存される。R 画像メモ
リ314 、G 画像メモリ313 、B 画像メモリ312 へ保存さ
れた通常画像信号は、ビデオ信号発生回路317 によって
DA変換後にカラーマトリックス処理およびエンコード処
理され、NTSC信号としてディスプレイ160 へ入力され、
該ディスプレイ160 に可視画像として表示される。
【００８７】次いで、蛍光像観察時の作用を説明する。
ここでは、蛍光診断薬としてλem＝635nm 前後の蛍光を
発する5-ALA を用いる場合について説明する。生体の被
照射部には予め前記蛍光診断薬5-ALA が投与される。
ここでは、蛍光診断薬としてλem＝635nm 前後の蛍光を
発する5-ALA を用いる場合について説明する。生体の被
照射部には予め前記蛍光診断薬5-ALA が投与される。
【００８８】励起光を照射されることにより生じる生体
被照射部位10からの蛍光L3は、対物レンズ103 よって集
光され、イメージファイバ104 および接眼レンズ109 を
経て、励起光シャープカットフィルタ302 を透過し励起
光成分が除去された後、冷却CCD カメラ303 へ結像され
る。なお、通常観察光に比べて蛍光強度は弱いので、蛍
光像観察時においては冷却CCD カメラ303 の撮像レート
を通常像観察時より充分遅くする。冷却CCD カメラ303
からの蛍光映像信号はA/D 変換回路311 へ入力され、R
画像、G 画像、B 画像各々についてデジタル化された
後、それぞれ、R画像メモリ314 、G 画像メモリ313 、B
画像メモリ312 へ保存される。RGB 蛍光像を反映する
各々の映像信号が取得された後、加算メモリ315 におい
て、R 画像メモリ314 、G 画像メモリ313 およびB 画像
メモリ312 の出力の加算処理が行われ、加算結果が蛍光
和成分を反映する加算信号として加算メモリ315 に保存
される。生体からの蛍光はR 映像信号が主として薬剤蛍
光を反映し、BG映像信号が主として自家蛍光を反映する
ため、前記加算結果が、自家蛍光と薬剤蛍光との和を表
す。 次いで、除算メモリ316 において、R 画像メモリ
314 の出力と加算メモリ315 の出力との除算処理が行わ
れ、除算結果が除算メモリ316 に保存される。除算メモ
リ316 へ保存された除算画像信号は、ビデオ信号発生回
路317 によってDA変換後にエンコード処理され、ディス
プレイ160 に可視画像として表示される。なお、通常画
像を保存するメモリを上記RGB メモリと別に設けること
により、除算画像と通常画像をオーバーレイ表示するこ
ともできる。
被照射部位10からの蛍光L3は、対物レンズ103 よって集
光され、イメージファイバ104 および接眼レンズ109 を
経て、励起光シャープカットフィルタ302 を透過し励起
光成分が除去された後、冷却CCD カメラ303 へ結像され
る。なお、通常観察光に比べて蛍光強度は弱いので、蛍
光像観察時においては冷却CCD カメラ303 の撮像レート
を通常像観察時より充分遅くする。冷却CCD カメラ303
からの蛍光映像信号はA/D 変換回路311 へ入力され、R
画像、G 画像、B 画像各々についてデジタル化された
後、それぞれ、R画像メモリ314 、G 画像メモリ313 、B
画像メモリ312 へ保存される。RGB 蛍光像を反映する
各々の映像信号が取得された後、加算メモリ315 におい
て、R 画像メモリ314 、G 画像メモリ313 およびB 画像
メモリ312 の出力の加算処理が行われ、加算結果が蛍光
和成分を反映する加算信号として加算メモリ315 に保存
される。生体からの蛍光はR 映像信号が主として薬剤蛍
光を反映し、BG映像信号が主として自家蛍光を反映する
ため、前記加算結果が、自家蛍光と薬剤蛍光との和を表
す。 次いで、除算メモリ316 において、R 画像メモリ
314 の出力と加算メモリ315 の出力との除算処理が行わ
れ、除算結果が除算メモリ316 に保存される。除算メモ
リ316 へ保存された除算画像信号は、ビデオ信号発生回
路317 によってDA変換後にエンコード処理され、ディス
プレイ160 に可視画像として表示される。なお、通常画
像を保存するメモリを上記RGB メモリと別に設けること
により、除算画像と通常画像をオーバーレイ表示するこ
ともできる。
【００８９】尚、本構成にあっては、自家蛍光はG 領域
が強いので、自家蛍光成分と薬剤蛍光成分との和を求め
る際に、G 画像メモリ313 の出力とR 画像メモリ314 の
出力との加算処理に代えても良い。
が強いので、自家蛍光成分と薬剤蛍光成分との和を求め
る際に、G 画像メモリ313 の出力とR 画像メモリ314 の
出力との加算処理に代えても良い。
【００９０】さらに、本構成における色モザイクフィル
タの波長分離特性が図15に示すものであり、蛍光和成分
を求めることは全蛍光成分を求めることと実質的に等価
と考えることができる。この場合において、色モザイク
フィルタの波長分離特性を変えることにより（例えば各
色の遮断特性がオーバーラップしないようにする等）、
全蛍光成分と等価とならない蛍光和成分との除算を行う
ものとして機能させることもできる。
タの波長分離特性が図15に示すものであり、蛍光和成分
を求めることは全蛍光成分を求めることと実質的に等価
と考えることができる。この場合において、色モザイク
フィルタの波長分離特性を変えることにより（例えば各
色の遮断特性がオーバーラップしないようにする等）、
全蛍光成分と等価とならない蛍光和成分との除算を行う
ものとして機能させることもできる。
【００９１】また、本内視鏡装置はカメラ部の構成が簡
易であるから、内視鏡先端部に撮像素子を具備する電子
内視鏡として適用することが容易に可能である。
易であるから、内視鏡先端部に撮像素子を具備する電子
内視鏡として適用することが容易に可能である。
【００９２】次に図16を参照して、本発明による蛍光検
出装置を適用した第４の具体的な実施の形態である手術
顕微鏡装置について説明する。なお図16において、図６
中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについ
ての説明は特に必要のない限り省略する。図16は本発明
による蛍光検出装置を適用した手術顕微鏡装置の概略構
成図であり、本手術顕微鏡装置は、蛍光診断薬が予め注
入された生体観察部に励起光を照射することにより発せ
られる蛍光を検出し、薬剤蛍光成分と、薬剤蛍光成分と
自家蛍光成分との蛍光和成分との除算を行うものであ
る。
出装置を適用した第４の具体的な実施の形態である手術
顕微鏡装置について説明する。なお図16において、図６
中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについ
ての説明は特に必要のない限り省略する。図16は本発明
による蛍光検出装置を適用した手術顕微鏡装置の概略構
成図であり、本手術顕微鏡装置は、蛍光診断薬が予め注
入された生体観察部に励起光を照射することにより発せ
られる蛍光を検出し、薬剤蛍光成分と、薬剤蛍光成分と
自家蛍光成分との蛍光和成分との除算を行うものであ
る。
【００９３】本発明の第４の実施の形態にかかる手術顕
微鏡装置は、患者の病巣と疑われる部位を観察する顕微
鏡400 、通常像観察用白色光および蛍光像観察用励起光
を発する光源を備える照明装置110 、該照明装置から発
せられる白色光と励起光とを顕微鏡400 へ導光するライ
トガイド410 、通常像観察時に前記白色光の生体被照射
部位からの反射光を検出するカラーCCD カメラ130 、蛍
光観察時に前記励起光により生体被照射部位から生じた
蛍光を検出する高感度カメラユニット200 、検出された
反射光像あるいは蛍光像を反映する映像信号に対して画
像処理を行う画像処理装置210 、および該画像処理装置
210 で処理された映像信号を可視画像として表示するデ
ィスプレイ160 から構成される。
微鏡装置は、患者の病巣と疑われる部位を観察する顕微
鏡400 、通常像観察用白色光および蛍光像観察用励起光
を発する光源を備える照明装置110 、該照明装置から発
せられる白色光と励起光とを顕微鏡400 へ導光するライ
トガイド410 、通常像観察時に前記白色光の生体被照射
部位からの反射光を検出するカラーCCD カメラ130 、蛍
光観察時に前記励起光により生体被照射部位から生じた
蛍光を検出する高感度カメラユニット200 、検出された
反射光像あるいは蛍光像を反映する映像信号に対して画
像処理を行う画像処理装置210 、および該画像処理装置
210 で処理された映像信号を可視画像として表示するデ
ィスプレイ160 から構成される。
【００９４】顕微鏡400 は、反射光および蛍光30を導く
ミラー403,404,405,408,409 および接眼レンズ401 、対
物レンズ402 を備える。
ミラー403,404,405,408,409 および接眼レンズ401 、対
物レンズ402 を備える。
【００９５】以下、本発明による蛍光検出装置を適用し
た上記構成の手術顕微鏡装置の作用について説明する。
最初に、本手術顕微鏡装置の通常像観察時の作用を説明
する。
た上記構成の手術顕微鏡装置の作用について説明する。
最初に、本手術顕微鏡装置の通常像観察時の作用を説明
する。
【００９６】白色光L2の反射光は対物レンズ402 よって
集光され、ハーフミラー404 および405 を経て接眼レン
ズ401 によって肉眼観察される。また、上記反射光の一
部はハーフミラー405 およびミラー409 によって反射さ
れ、カラーCCD カメラ130 に結像される。該カラーCCD
カメラ130 からの映像信号はA/D 変換回路211 へ入力さ
れ、RGB 映像信号についてデジタル化された後、RGB 画
像に対応した通常画像メモリ214 へ保存される。通常画
像メモリ214 へ保存された通常画像信号は、ビデオ信号
発生回路217 によりDA変換後にカラーマトリックス処理
およびエンコード処理され、NTSC信号としてディスプレ
イ160 へ入力され、該ディスプレイ160に可視画像とし
て表示される。
集光され、ハーフミラー404 および405 を経て接眼レン
ズ401 によって肉眼観察される。また、上記反射光の一
部はハーフミラー405 およびミラー409 によって反射さ
れ、カラーCCD カメラ130 に結像される。該カラーCCD
カメラ130 からの映像信号はA/D 変換回路211 へ入力さ
れ、RGB 映像信号についてデジタル化された後、RGB 画
像に対応した通常画像メモリ214 へ保存される。通常画
像メモリ214 へ保存された通常画像信号は、ビデオ信号
発生回路217 によりDA変換後にカラーマトリックス処理
およびエンコード処理され、NTSC信号としてディスプレ
イ160 へ入力され、該ディスプレイ160に可視画像とし
て表示される。
【００９７】次いで、蛍光像観察時の作用を説明する。
ここでは、蛍光診断薬としてλem＝670nm 前後の蛍光を
発するATX-S10 を用いる場合について説明する。生体の
被照射部には予め前記蛍光診断薬ATX-S10 が投与され
る。
ここでは、蛍光診断薬としてλem＝670nm 前後の蛍光を
発するATX-S10 を用いる場合について説明する。生体の
被照射部には予め前記蛍光診断薬ATX-S10 が投与され
る。
【００９８】切換ミラー115 で反射された励起光は、レ
ンズ114 によってライトガイド410に入力され、手術顕
微鏡400 まで導光される。励起光20は、ミラー403 およ
び対物レンズ402 を経て病変部11を含む観察部10に照射
される。観察部10からの蛍光L3は対物レンズ402 によっ
て集光され、ハーフミラー404 およびミラー408 によっ
て反射され、レンズ203 を通過し、励起光シャープカッ
トフィルタ202 を透過して励起光成分が除去された後、
ダイクロイックミラー201 へ向かう。ダイクロイックミ
ラー201 の特性により波長630nm 以上の薬剤蛍光を主と
する成分のみが第１冷却CCD カメラ205 へ結像し、波長
630nm 以下の自家蛍光を主とする成分は、ダイクロイッ
クミラー201 で反射され第２冷却CCD カメラ204 へ結像
する。薬剤蛍光を反映する第１冷却CCD カメラ205 から
の映像信号はA/D 変換回路211 へ入力され、デジタル化
された後、薬剤蛍光画像メモリ212 へ保存される。自家
蛍光を反映する第２冷却CCD カメラ204 からの映像信号
はA/D 変換回路211 へ入力され、デジタル化された後、
自家蛍光画像メモリ213 へ保存される。
ンズ114 によってライトガイド410に入力され、手術顕
微鏡400 まで導光される。励起光20は、ミラー403 およ
び対物レンズ402 を経て病変部11を含む観察部10に照射
される。観察部10からの蛍光L3は対物レンズ402 によっ
て集光され、ハーフミラー404 およびミラー408 によっ
て反射され、レンズ203 を通過し、励起光シャープカッ
トフィルタ202 を透過して励起光成分が除去された後、
ダイクロイックミラー201 へ向かう。ダイクロイックミ
ラー201 の特性により波長630nm 以上の薬剤蛍光を主と
する成分のみが第１冷却CCD カメラ205 へ結像し、波長
630nm 以下の自家蛍光を主とする成分は、ダイクロイッ
クミラー201 で反射され第２冷却CCD カメラ204 へ結像
する。薬剤蛍光を反映する第１冷却CCD カメラ205 から
の映像信号はA/D 変換回路211 へ入力され、デジタル化
された後、薬剤蛍光画像メモリ212 へ保存される。自家
蛍光を反映する第２冷却CCD カメラ204 からの映像信号
はA/D 変換回路211 へ入力され、デジタル化された後、
自家蛍光画像メモリ213 へ保存される。
【００９９】両蛍光像を反映する映像信号が取得された
後、加算メモリ215 において自家蛍光画像メモリ213 の
出力と薬剤蛍光画像メモリ212 に保存された薬剤成分と
の加算処理が行われ、加算結果が加算メモリ215 に保存
される。
後、加算メモリ215 において自家蛍光画像メモリ213 の
出力と薬剤蛍光画像メモリ212 に保存された薬剤成分と
の加算処理が行われ、加算結果が加算メモリ215 に保存
される。
【０１００】次いで、除算メモリ216 において薬剤蛍光
画像メモリ212 の出力と加算メモリ215 の出力との除算
処理が行われ、除算結果が除算メモリ216 に保存され
る。除算メモリ216 に保存された除算画像信号は、ビデ
オ信号発生回路217 によってDA変換後にエンコード処理
され、ディスプレイ160 に可視画像として表示される。
なお、通常画像と除算画像とをオーバーレイ表示するこ
ともできる。
画像メモリ212 の出力と加算メモリ215 の出力との除算
処理が行われ、除算結果が除算メモリ216 に保存され
る。除算メモリ216 に保存された除算画像信号は、ビデ
オ信号発生回路217 によってDA変換後にエンコード処理
され、ディスプレイ160 に可視画像として表示される。
なお、通常画像と除算画像とをオーバーレイ表示するこ
ともできる。
【０１０１】尚、本構成においては、蛍光L3の波長分離
をダイクロイックミラー201 のみで行っており、第２の
具体的な実施の形態にかかる内視鏡装置と同様に蛍光和
成分を求めることは全蛍光成分を求めていることと実質
的に等価と考えることができる。この場合においても、
後述の光学フィルタ606 のような図18(C) に示す透過特
性を有する光学フィルタを第２冷却CCD カメラ204 の前
部に配設することにより、全蛍光成分と等価とならない
蛍光和成分との除算を行うものとして機能させることも
できる。
をダイクロイックミラー201 のみで行っており、第２の
具体的な実施の形態にかかる内視鏡装置と同様に蛍光和
成分を求めることは全蛍光成分を求めていることと実質
的に等価と考えることができる。この場合においても、
後述の光学フィルタ606 のような図18(C) に示す透過特
性を有する光学フィルタを第２冷却CCD カメラ204 の前
部に配設することにより、全蛍光成分と等価とならない
蛍光和成分との除算を行うものとして機能させることも
できる。
【０１０２】さらに、上記第１ないし第４の実施の形態
にかかる各装置に使用されているシャープカットフィル
タは所望の励起光波長に応じて適宜変更可能である。
にかかる各装置に使用されているシャープカットフィル
タは所望の励起光波長に応じて適宜変更可能である。
【０１０３】また、上記具体的な実施の形態の説明は、
いずれも薬剤蛍光検出を行う場合についてのものである
が、自家蛍光検出を行う自家蛍光画像診断装置に適用可
能なことは言うまでもなく、上記第１ないし第４の実施
の形態の構成にほぼそのまま適応できる。但し、励起光
としては、生体内在色素の励起ピーク波長近辺の領域の
波長の光を用いればよい。
いずれも薬剤蛍光検出を行う場合についてのものである
が、自家蛍光検出を行う自家蛍光画像診断装置に適用可
能なことは言うまでもなく、上記第１ないし第４の実施
の形態の構成にほぼそのまま適応できる。但し、励起光
としては、生体内在色素の励起ピーク波長近辺の領域の
波長の光を用いればよい。
【０１０４】また、上記具体的な実施の形態の説明は薬
剤蛍光成分又は長波長成分（例えば赤色成分Ｒ）を除算
する場合についてのものであるが、蛍光差成分（（In−
Ex）又は（Ｇ−Ｒ））を除算する場合についても適用可
能である。以下にその具体的な実施の形態の一例につい
て図17および図18を参照して説明する。図17は本発明に
よる蛍光検出装置を適用した内視鏡装置の概略構成図で
あり、本内視鏡装置は、蛍光診断薬が注入されていない
生体観察部に励起光を照射することにより発せられる自
家蛍光を検出し、蛍光差成分（Ｇ−Ｒ）と蛍光和成分
（Ｇ＋Ｒ）との除算を行うものである。
剤蛍光成分又は長波長成分（例えば赤色成分Ｒ）を除算
する場合についてのものであるが、蛍光差成分（（In−
Ex）又は（Ｇ−Ｒ））を除算する場合についても適用可
能である。以下にその具体的な実施の形態の一例につい
て図17および図18を参照して説明する。図17は本発明に
よる蛍光検出装置を適用した内視鏡装置の概略構成図で
あり、本内視鏡装置は、蛍光診断薬が注入されていない
生体観察部に励起光を照射することにより発せられる自
家蛍光を検出し、蛍光差成分（Ｇ−Ｒ）と蛍光和成分
（Ｇ＋Ｒ）との除算を行うものである。
【０１０５】本発明の実施の形態にかかる上記内視鏡装
置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡10
0 、通常像観察用白色光および蛍光像観察用励起光を発
する光源を備える照明装置110 、通常像観察時と蛍光像
観察時の光路の切換を行う光路切換ユニット120 、通常
像観察時に前記白色光の生体被照射部位からの反射光を
検出するカラーCCD カメラ130 、蛍光像観察時に前記励
起光により生体被照射部位から生じた蛍光を検出する高
感度カメラユニット600 、検出された反射光像あるいは
蛍光像の画像処理を行う画像処理装置500 、および該画
像処理装置500で処理された画像情報を可視画像として
表示するディスプレイ160 から構成されている。本内視
鏡装置は、高感度カメラユニット600 、および画像処理
装置500の構成および作用が上記第１の具体的な実施の
形態にかかる内視鏡装置と異なる。
置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡10
0 、通常像観察用白色光および蛍光像観察用励起光を発
する光源を備える照明装置110 、通常像観察時と蛍光像
観察時の光路の切換を行う光路切換ユニット120 、通常
像観察時に前記白色光の生体被照射部位からの反射光を
検出するカラーCCD カメラ130 、蛍光像観察時に前記励
起光により生体被照射部位から生じた蛍光を検出する高
感度カメラユニット600 、検出された反射光像あるいは
蛍光像の画像処理を行う画像処理装置500 、および該画
像処理装置500で処理された画像情報を可視画像として
表示するディスプレイ160 から構成されている。本内視
鏡装置は、高感度カメラユニット600 、および画像処理
装置500の構成および作用が上記第１の具体的な実施の
形態にかかる内視鏡装置と異なる。
【０１０６】高感度カメラユニット600 は、励起光成分
を除去する光学フィルタ602 、該フィルタ602 を透過し
た蛍光L3を赤色波長領域の蛍光と赤色波長領域以下の蛍
光とに分離して、赤色波長領域の蛍光を透過し高感度カ
メラ604 へ結像させ、赤色波長領域以下の蛍光を反射し
第２の高感度カメラ605 へ向かわせるダイクロイックミ
ラー601 を備えており、ダイクロイックミラー601 の前
部には赤色波長領域以下の蛍光を緑色波長領域の蛍光に
制限する光学フィルタ606 が配されている。
を除去する光学フィルタ602 、該フィルタ602 を透過し
た蛍光L3を赤色波長領域の蛍光と赤色波長領域以下の蛍
光とに分離して、赤色波長領域の蛍光を透過し高感度カ
メラ604 へ結像させ、赤色波長領域以下の蛍光を反射し
第２の高感度カメラ605 へ向かわせるダイクロイックミ
ラー601 を備えており、ダイクロイックミラー601 の前
部には赤色波長領域以下の蛍光を緑色波長領域の蛍光に
制限する光学フィルタ606 が配されている。
【０１０７】画像処理装置500 は、CCD カメラで得られ
た映像信号をデジタル化するA/D 変換回路501 、デジタ
ル化された通常画像信号を保存する通常画像メモリ502
、赤色蛍光成分を反映するデジタル化された映像信号
を保存する赤色蛍光画像メモリ503 、緑色蛍光成分を反
映するデジタル化された映像信号を保存する緑色蛍光画
像メモリ504 、緑色蛍光成分から赤色蛍光成分を減算し
た蛍光差成分を保存する減算メモリ505 、緑色蛍光成分
と赤色蛍光成分を加算した蛍光和成分を保存する加算メ
モリ506 、蛍光差成分と蛍光和成分との除算を行い除算
結果を保存する除算メモリ507 、通常画像メモリ502 と
除算メモリ216 とに保存された画像をディスプレイ160
に可視画像として表示するための画像処理を行うビデオ
信号発生回路508 、照明装置110 と光路切換ユニット12
0 との切換ミラー115,121 を駆動するドライバ116,123
に信号を送るタイミングコントローラ510 、および該タ
イミングコントローラ510 を制御するビデオプロセッサ
509 からなる。
た映像信号をデジタル化するA/D 変換回路501 、デジタ
ル化された通常画像信号を保存する通常画像メモリ502
、赤色蛍光成分を反映するデジタル化された映像信号
を保存する赤色蛍光画像メモリ503 、緑色蛍光成分を反
映するデジタル化された映像信号を保存する緑色蛍光画
像メモリ504 、緑色蛍光成分から赤色蛍光成分を減算し
た蛍光差成分を保存する減算メモリ505 、緑色蛍光成分
と赤色蛍光成分を加算した蛍光和成分を保存する加算メ
モリ506 、蛍光差成分と蛍光和成分との除算を行い除算
結果を保存する除算メモリ507 、通常画像メモリ502 と
除算メモリ216 とに保存された画像をディスプレイ160
に可視画像として表示するための画像処理を行うビデオ
信号発生回路508 、照明装置110 と光路切換ユニット12
0 との切換ミラー115,121 を駆動するドライバ116,123
に信号を送るタイミングコントローラ510 、および該タ
イミングコントローラ510 を制御するビデオプロセッサ
509 からなる。
【０１０８】本内視鏡装置の通常像観察時の作用は上記
第一の実施の形態と同様であるため、蛍光像観察時の作
用のみを説明する。
第一の実施の形態と同様であるため、蛍光像観察時の作
用のみを説明する。
【０１０９】光路切換ユニット120 中の切換ミラー121
はタイミングコントローラ510 からの信号に基づきドラ
イバ123 によって駆動されて励起光の通過を妨害しない
ように破線の位置に移動する。励起光L1を照射されるこ
とにより観察部10から生じる蛍光L3は、この切換ミラー
121 、光学フィルタ602 を通過し、ダイクロイックミラ
ー601 へ向かう。光学フィルタ602 は図18(a) に示す透
過特性を有しており、波長480nm 以上の蛍光のみを透過
する。これにより中心波長405nm の励起光L1がカットさ
れる。また、ダイクロイックミラー601 は、図18(ｂ)
に示す透過特性を有しており、波長610nm 以上の赤色蛍
光成分が透過し高感度カメラ604 に入射し、波長610nm
以下の蛍光成分は反射されて高感度カメラ605 に向か
う。ダイクロイックミラー601 で反射した波長610nm 以
下の蛍光は図18(ｃ) に示す透過特性を有する光学フィ
ルタ606 を透過することにより、波長540nm 以下の蛍光
成分に限定される。従って、高感度カメラ605 には、波
長480nm から波長540nm の緑色蛍光成分のみが入射す
る。高感度カメラ604 （赤色CH）により得られた画像信
号はＡ／Ｄ変換回路501 へ入力されデジタル化され、赤
色蛍光画像メモリ503 に保存される。同様に高感度カメ
ラ605 （緑色CH）により得られた画像信号はＡ／Ｄ変換
回路501 へ入力されデジタル化され、緑色蛍光画像メモ
リ504 に保存される。
はタイミングコントローラ510 からの信号に基づきドラ
イバ123 によって駆動されて励起光の通過を妨害しない
ように破線の位置に移動する。励起光L1を照射されるこ
とにより観察部10から生じる蛍光L3は、この切換ミラー
121 、光学フィルタ602 を通過し、ダイクロイックミラ
ー601 へ向かう。光学フィルタ602 は図18(a) に示す透
過特性を有しており、波長480nm 以上の蛍光のみを透過
する。これにより中心波長405nm の励起光L1がカットさ
れる。また、ダイクロイックミラー601 は、図18(ｂ)
に示す透過特性を有しており、波長610nm 以上の赤色蛍
光成分が透過し高感度カメラ604 に入射し、波長610nm
以下の蛍光成分は反射されて高感度カメラ605 に向か
う。ダイクロイックミラー601 で反射した波長610nm 以
下の蛍光は図18(ｃ) に示す透過特性を有する光学フィ
ルタ606 を透過することにより、波長540nm 以下の蛍光
成分に限定される。従って、高感度カメラ605 には、波
長480nm から波長540nm の緑色蛍光成分のみが入射す
る。高感度カメラ604 （赤色CH）により得られた画像信
号はＡ／Ｄ変換回路501 へ入力されデジタル化され、赤
色蛍光画像メモリ503 に保存される。同様に高感度カメ
ラ605 （緑色CH）により得られた画像信号はＡ／Ｄ変換
回路501 へ入力されデジタル化され、緑色蛍光画像メモ
リ504 に保存される。
【０１１０】次に赤色蛍光画像メモリ503 の出力と緑色
蛍光画像メモリ504 の出力との減算処理が行われ、差分
画像信号が減算メモリ505 へ保存される。同様に赤色蛍
光画像メモリ503 の出力と緑色蛍光画像メモリ504 の出
力との加算処理が行われ、加算画像信号が加算メモリ50
6 へ保存される。さらに、減算メモリ505 の出力と加算
メモリ506 の出力との除算処理が行われ除算画像信号が
除算メモリ507 へ保存される。除算メモリ507 へ保存さ
れた除算画像信号は、ビデオ信号発生回路509によってD
A変換後にエンコード処理され、ディスプレイ160 に可
視画像として表示される。なお、ディスプレイ上に通常
画像と除算画像とをオーバーレイ表示することもでき
る。
蛍光画像メモリ504 の出力との減算処理が行われ、差分
画像信号が減算メモリ505 へ保存される。同様に赤色蛍
光画像メモリ503 の出力と緑色蛍光画像メモリ504 の出
力との加算処理が行われ、加算画像信号が加算メモリ50
6 へ保存される。さらに、減算メモリ505 の出力と加算
メモリ506 の出力との除算処理が行われ除算画像信号が
除算メモリ507 へ保存される。除算メモリ507 へ保存さ
れた除算画像信号は、ビデオ信号発生回路509によってD
A変換後にエンコード処理され、ディスプレイ160 に可
視画像として表示される。なお、ディスプレイ上に通常
画像と除算画像とをオーバーレイ表示することもでき
る。
【０１１１】尚、上記構成においては、蛍光差成分（Ｇ
−Ｒ）と蛍光和成分（Ｇ＋Ｒ）との除算を行う場合につ
いてのものであるが、光学フィルタ602 、606 、及びダ
イクロイックミラー601 の透過特性を変更することによ
り（例えば、光学フィルタ606 およびダイクロイックミ
ラー601 の遮断波長を同一にする。）、本構成のまま蛍
光差成分（Ｇ−Ｒ）と全蛍光成分との除算を行うものと
して適用することも可能である。
−Ｒ）と蛍光和成分（Ｇ＋Ｒ）との除算を行う場合につ
いてのものであるが、光学フィルタ602 、606 、及びダ
イクロイックミラー601 の透過特性を変更することによ
り（例えば、光学フィルタ606 およびダイクロイックミ
ラー601 の遮断波長を同一にする。）、本構成のまま蛍
光差成分（Ｇ−Ｒ）と全蛍光成分との除算を行うものと
して適用することも可能である。
【０１１２】また、上記構成の説明は自家蛍光検出を行
う場合についてのものであるが、薬剤蛍光検出を行う内
視鏡装置等に適用可能なことは言うまでもなく、上記の
構成にほぼそのまま適応できる。但し、励起光として
は、蛍光診断薬（場合によっては、さらに生体内在色
素）の励起ピーク波長近辺の領域の波長の光を用いれば
よい。
う場合についてのものであるが、薬剤蛍光検出を行う内
視鏡装置等に適用可能なことは言うまでもなく、上記の
構成にほぼそのまま適応できる。但し、励起光として
は、蛍光診断薬（場合によっては、さらに生体内在色
素）の励起ピーク波長近辺の領域の波長の光を用いれば
よい。
【０１１３】一方、上記説明による実施の形態は撮像光
学系において本願発明にかかる蛍光検出装置を適用した
ものについて説明しているが、撮像光学系に限らず、走
査光学系に適用することも可能である。この場合は、発
光部位と受光系との距離等に起因する検出効率の変動η
D をキャンセルすることができる。
学系において本願発明にかかる蛍光検出装置を適用した
ものについて説明しているが、撮像光学系に限らず、走
査光学系に適用することも可能である。この場合は、発
光部位と受光系との距離等に起因する検出効率の変動η
D をキャンセルすることができる。
【図１】本発明による蛍光検出装置の基本構成図
【図２】励起波長λexと、自家蛍光Ifλ2と、薬剤蛍光I
fλ1との関係を示す原理説明図
fλ1との関係を示す原理説明図
【図３】薬剤蛍光Ifλ1と全蛍光Ifλ との除算Ifλ1/ I
fλと、自家蛍光分子濃度で薬剤蛍光分子濃度を規格化
した変数 N/n＝X との関係を示す原理説明図
fλと、自家蛍光分子濃度で薬剤蛍光分子濃度を規格化
した変数 N/n＝X との関係を示す原理説明図
【図４】励起波長λex1および励起波長λex2における自
家蛍光Ifλ2，Ifλ2'と薬剤蛍光Ifλ1，Ifλ1'との関係
を示す原理説明図
家蛍光Ifλ2，Ifλ2'と薬剤蛍光Ifλ1，Ifλ1'との関係
を示す原理説明図
【図５】薬剤蛍光Ifλ1と全蛍光Ifλとの除算Ifλ1/If
＝(Ifλ1+Ifλ1')/(Ifλ1+Ifλ1'+Ifλ2+Ifλ2')と、自
家蛍光分子濃度で薬剤蛍光分子濃度を規格化した変数 N
/n＝X との関係を示す原理説明図
＝(Ifλ1+Ifλ1')/(Ifλ1+Ifλ1'+Ifλ2+Ifλ2')と、自
家蛍光分子濃度で薬剤蛍光分子濃度を規格化した変数 N
/n＝X との関係を示す原理説明図
【図６】本発明による蛍光検出装置を適用した第１の具
体的な実施の形態である内視鏡装置の概略構成図
体的な実施の形態である内視鏡装置の概略構成図
【図７】上記第１の実施の形態にかかる内視鏡装置に使
用される切換光学フィルタの構造図
用される切換光学フィルタの構造図
【図８】上記切換光学フィルタの光透過特性図(a)およ
び(ｂ)
び(ｂ)
【図９】上記第１の実施の形態の励起光光源の励起光ス
ペクトルを示す説明図
ペクトルを示す説明図
【図１０】上記第１の実施の形態の励起光光源の励起光
スペクトルの他の態様を示す説明図
スペクトルの他の態様を示す説明図
【図１１】本発明による蛍光検出装置を適用した第２の
具体的な実施の形態である内視鏡装置の概略構成図
具体的な実施の形態である内視鏡装置の概略構成図
【図１２】上記第２の実施の形態にかかる内視鏡装置に
使用されるダイクロイックミラーの光学特性図
使用されるダイクロイックミラーの光学特性図
【図１３】本発明による蛍光検出装置を適用した第３の
具体的な実施の形態である内視鏡装置の概略構成図
具体的な実施の形態である内視鏡装置の概略構成図
【図１４】上記第３の実施の形態にかかる内視鏡装置に
使用される高感度カメラに用いられるモザイクフィルタ
を示す説明図
使用される高感度カメラに用いられるモザイクフィルタ
を示す説明図
【図１５】上記モザイクフィルタの光透過特性図
【図１６】本発明による蛍光検出装置を適用した第４の
具体的な実施の形態である手術顕微鏡装置の概略構成図
具体的な実施の形態である手術顕微鏡装置の概略構成図
【図１７】本発明による蛍光検出装置を適用した第５の
具体的な実施の形態である内視鏡装置の概略構成図
具体的な実施の形態である内視鏡装置の概略構成図
【図１８】上記第５の実施の形態にかかる内視鏡装置に
使用される光学フィルタの光透過特性図(a)および(c)な
らびにダイクロイックミラーの光学特性図(b)
使用される光学フィルタの光透過特性図(a)および(c)な
らびにダイクロイックミラーの光学特性図(b)
【図19】自家蛍光の蛍光スペクトルを示す説明図
１ 励起光照射手段 ２ 集光光学系 ３ 蛍光検出手段 ４ 蛍光検出手段 ５ 除算手段 ６ 表示手段 L1 励起光 L3 蛍光 100 内視鏡 104 イメージファイバ 106 ライトガイド 110 照明装置 111 水銀ランプ 115 切換ミラー 118 キセノンランプ 120 光路切換ユニット 130 カラーＣＣＤカメラ 140,200,300,600 高感度カメラユニット 150,210,310,500 画像処理装置 151,211,311,501 Ａ／Ｄ変換回路 155,216,316,507 除算画像メモリ 156,217,317,508 ビデオ信号発生回路 157,218,318,509 ビデオプロセッサ 158,219,319,510 タイミングコントローラ 160 ディスプレイ 400 手術顕微鏡 410 ライトガイド
Claims (6)
- 【請求項１】 蛍光を発する蛍光診断薬が予め注入され
た生体の観察部に対し、該蛍光診断薬および蛍光を発す
る生体内在色素の励起波長領域にある励起光を照射する
励起光照射手段と、 前記観察部の前記蛍光診断薬から発せられる薬剤蛍光の
波長領域および前記生体内在色素から発せられる自家蛍
光の波長領域を含む全蛍光成分、または前記蛍光診断薬
から発せられる薬剤蛍光の波長領域の内の一部の波長領
域の蛍光成分と前記生体内在色素から発せられる自家蛍
光の波長領域の内の一部の波長領域の蛍光成分との蛍光
和成分の何れかを抽出する第１の蛍光検出手段と、 前記薬剤蛍光の波長領域の内の一部の波長領域の蛍光成
分、または前記薬剤蛍光の波長領域の内の一部の波長領
域の蛍光成分と前記自家蛍光の波長領域の内の一部の波
長領域の蛍光成分との蛍光差成分の何れかを抽出する第
２の蛍光検出手段と、 前記第１の蛍光検出手段により抽出された蛍光成分と、
前記第２の蛍光検出手段により抽出された蛍光成分との
除算を行う除算手段とを有することを特徴とする蛍光検
出装置。 - 【請求項２】 前記励起光として、前記蛍光診断薬の励
起ピーク波長近辺の波長領域の光を用いることを特徴と
する請求項１または２記載の蛍光画像診断装置。 - 【請求項３】 前記励起光として、前記蛍光診断薬の励
起ピーク波長近辺の波長領域の光と、前記生体内在色素
の励起ピーク波長近辺の波長領域の光とを用いることを
特徴とする請求項１または２記載の蛍光画像診断装置。 - 【請求項４】 蛍光を発する生体内在色素の励起波長領
域にある励起光を生体の観察部に照射する励起光照射手
段と、 前記観察部の前記生体内在色素から発せられる自家蛍光
成分の内の比較的短い波長領域および比較的長い波長領
域を含む可視領域の全自家蛍光成分、または前記観察部
の前記生体内在色素から発せられる自家蛍光成分の内の
比較的短い波長領域の内の所定の波長領域の蛍光成分と
前記自家蛍光の内の比較的長い波長領域の内の所定の波
長領域の蛍光成分との蛍光和成分の何れかを抽出する第
１の蛍光検出手段と、 前記自家蛍光成分の内の比較的長い波長領域の内の一部
の波長領域の蛍光成分、または前記自家蛍光成分の内の
比較的短い波長領域の内の一部の波長領域の蛍光成分と
前記自家蛍光成分の内の比較的長い波長領域の内の一部
の波長領域の蛍光成分との蛍光差成分の何れかを抽出す
る第２の蛍光検出手段と、 前記第１の蛍光検出手段により抽出された蛍光成分と、
前記第２の蛍光検出手段により抽出された蛍光成分との
除算を行う除算手段とを有することを特徴とする蛍光検
出装置。 - 【請求項５】 前記励起光として、前記生体内在色素の
励起ピーク波長近辺の波長領域の光を用いることを特徴
とする請求項４記載の蛍光画像診断装置。 - 【請求項６】 前記蛍光検出手段が、前記観察部から発
せられる蛍光を２次元的に検出して該観察部の蛍光像を
撮像するものであることを特徴とする請求項１から５い
ずれか１項記載の蛍光検出装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02892897A JP3796635B2 (ja) | 1996-03-06 | 1997-02-13 | 蛍光検出装置 |
| US08/812,770 US5833617A (en) | 1996-03-06 | 1997-03-06 | Fluorescence detecting apparatus |
| US09/025,863 US6070096A (en) | 1996-03-06 | 1998-02-19 | Fluorescence detecting apparatus |
| US09/893,395 US6571119B2 (en) | 1996-03-06 | 2001-06-29 | Fluorescence detecting apparatus |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4878296 | 1996-03-06 | ||
| JP8-48782 | 1996-03-06 | ||
| JP02892897A JP3796635B2 (ja) | 1996-03-06 | 1997-02-13 | 蛍光検出装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000138380A Division JP4008184B2 (ja) | 1996-03-06 | 2000-05-11 | 蛍光検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09308604A true JPH09308604A (ja) | 1997-12-02 |
| JP3796635B2 JP3796635B2 (ja) | 2006-07-12 |
Family
ID=26367080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02892897A Expired - Lifetime JP3796635B2 (ja) | 1996-03-06 | 1997-02-13 | 蛍光検出装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5833617A (ja) |
| JP (1) | JP3796635B2 (ja) |
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