JPWO2013051431A1 - 蛍光観察装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様は、被検体に励起光及び参照光を照射する光源と、該光源からの前記励起光の照射により前記被検体において発生した蛍光を撮影し蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、前記光源からの前記参照光の照射により前記被検体から戻る戻り光を撮影し参照画像を生成する参照画像生成部と、前記参照画像のうち、前記蛍光画像における第1閾値以上の輝度の画素と対応する画素を強調するように補正した補正画像を生成する補正画像生成部と、前記参照画像又は前記補正画像を表示する画像表示部と、前記参照画像に基づいて前記被検体の出血領域を検出し、該出血領域が所定の範囲を超えるか否かを判定する出血状態判定部と、該出状態判定部によって出血領域が所定の範囲を超えていないと判定された場合に前記参照画像を前記画像表示部に表示し、出血領域が所定の範囲を超えたと判定された場合に、前記補正画像を前記画像表示部に表示するように切り替える表示画像切替部と、を備える蛍光観察装置を提供する。
このようにすることで、血液の色である赤色を効果的に検出するので、正確に出血領域を検出することができる。
以下、本発明の第1の実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置としての内視鏡装置100は、図1に示すように、体腔内に挿入される細長いスコープ2と、スコープ2の先端2aから射出させる照明光を発する光源10を備える照明ユニット20と、スコープ2内に配置され被検体である処置対象部位Xの画像情報を取得する撮影ユニット30と、撮影ユニット30により取得された画像情報を処理する画像処理部40と、画像処理部40により処理された画像及び画像情報等を表示するモニタ(画像表示部)50とを備えている。
ライトガイドファイバ21は、カップリングレンズ15によって集光された励起光を含む白色光をスコープ2の先端2aまで導光するものである。拡散レンズ23は、ライトガイドファイバ21により導光された励起光を含む白色光を拡散させて処置対象部位Xに照射するようになっている。
対物レンズ31は、スコープ2の先端2aに拡散レンズ23と並列して配置されている。ビームスプリッタ33は、戻り光のうち、励起波長以上の光(励起光及び蛍光)を反射し、励起波長より波長が短い白色光(戻り光)を透過するようになっている。
白色光画像生成部42は、白色光撮影部39により取得された白色光画像情報から2次元的な白色光画像を生成し、生成した白色光画像を補正画像生成部43、出血状態判定部44及び表示画像切替部45に出力する。なお、図2(A)に処置対象部位Xの白色光画像の例を示し、図2(B)に、処置対象部位Xに出血した場合の白色光画像の例を示した。
そして、例えば、以下の数式のように、白色光画像の補正対象領域の各画素のGチャンネルに対して、蛍光画像における対応する各画素の信号値(例えば、輝度値の定数倍)を加算する。
Or(i)=Wr(i)
Ob(i)=Wb(i)
ここで、αは、予め定められた定数であって、Or(i),Og(i),Ob(i)は補正画像のi番目の画素におけるR,G,Bチャンネルの信号強度であり、Wr(i),Wg(i),Wb(i)は白色光画像のi番目の画素におけるR,G,Bチャンネルの信号強度であり、F(i)は蛍光画像のi番目の画素における信号強度である。
このように、補正対象領域の各画素の特定の色信号(例えば、Gチャンネル)に対して、蛍光画像における対応する各画素の輝度に基づく信号値を加算することにより当該画素を強調した、すなわち、補正対象領域を強調した補正画像を生成する。
まず、内視鏡装置100を用いて生体の体腔内の処置対象部位Xを手術する際に、癌細胞等の病変部に特異的に集積する蛍光薬剤を処置対象部位Xに付着または吸収させ、その後、処置対象部位Xの画像情報を取得する(ステップS211)。すなわち、蛍光薬剤を処置対象部位Xに付着または吸収させた状態で、処置対象部位Xに励起光を照射することにより、蛍光薬剤を励起し処置対象部位Xから蛍光を生じさせる。
ステップS217では、出血状態でないことからモニタ50に白色光画像を表示し、次の画像情報の取得のため、ステップS211に戻る。また、ステップS216では、出血状態であるためモニタ50に補正画像を表示する。
これにより、組織が血で覆われている場合においても、励起光の多くが蛍光薬剤を含む組織に到達し、組織で発生した蛍光も多く内視鏡に到達することができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
上記した第1の実施形態に係る内視鏡装置100では、補正画像生成部43は、白色光画像の補正対象領域の各画素のG信号に、蛍光画像における対応する各画素の信号値の定数倍を加算して補正画像を生成することとしたが、このような構成に限られるものではなく、例えば、補正画像生成部43が、白色光画像のうち、蛍光画像における第1閾値以上の輝度値の画素と対応する画素に対して色変換処理を行うことにより補正画像を生成してもよい。
そして、白色光画像の補正対象領域に対して、例えば以下のような色変換マトリクスを乗じることにより、血液で赤くなった補正対象領域を緑色に変換する。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
上記した第1の実施形態に係る内視鏡装置100では、補正画像生成部43は、白色光画像のうち、蛍光画像における第1閾値以上の輝度の画素と対応する画素を強調するように補正した補正画像を生成したが、本実施形態においては、白色光画像のうち、蛍光画像を白色光画像のR信号により除算した除算画像における第2閾値以上の輝度の画素と対応する画素を強調するように補正した補正画像を生成する。
除算画像生成部46では、蛍光画像生成部41から入力された蛍光画像を白色光画像生成部42から入力された白色光画像のR信号で除算することにより除算画像を生成する。そして、補正画像生成部43では、除算画像から画素毎に予め定めた第2閾値と比較して第2閾値以上の輝度の画素を抽出し、白色光画像のうち、除算画像における第2閾値以上の輝度の画素と対応する画素からなる領域を補正対象領域と定める。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
上述した第1の実施形態乃至第3の実施形態においては、出血状態の判定を処置対象部位X全体、すなわち、白色光画像全体に亘って行っていた。しかし、通常は処置対象部位Xのうち、特に病変部等の処置すべき箇所をモニタの中心に表示して処置を進めることが一般的である。そこで、本実施形態においては、出血状態判定部44が、白色光画像の中心部近傍を含む所定領域対して出血状態を判定する例について図6のフローチャートを参照して説明する。所定領域としては、例えば、表示画像の上下左右から1/4を除いた中心領域を例示する。
続いて、本発明の第5の実施形態について説明する。
蛍光画像を得るには、処置に先立って、癌細胞等の病変部に特異的に集積する蛍光薬剤を処置対象部位Xに付着または吸収させておく必要がある。しかし、処置や手術が長時間に及ぶような場合に、励起光を照射し続けると蛍光薬剤による蛍光が褪色する。このため、本実施形態では、図7に示すように、光源10を制御する光源制御部52を設けた内視鏡装置300を示した。
また、本実施形態においては、内視鏡装置を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、他の任意の蛍光観察装置に適用することにしてもよい。
41 蛍光画像生成部
42 白色光画像生成部(参照画像生成部)
43 補正画像生成部
44 出血状態判定部
45 表示画像切替部
46 除算画像生成部
50 モニタ(画像表示部)
52 光源制御部
100 内視鏡装置(蛍光観察装置)
200 内視鏡装置(蛍光観察装置)
300 内視鏡装置(蛍光観察装置)
Claims (11)
- 被検体に励起光及び参照光を照射する光源と、
該光源からの前記励起光の照射により前記被検体において発生した蛍光を撮影し蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、
前記光源からの前記参照光の照射により前記被検体から戻る戻り光を撮影し参照画像を生成する参照画像生成部と、
前記参照画像のうち、前記蛍光画像における第1閾値以上の輝度の画素と対応する画素を強調するように補正した補正画像を生成する補正画像生成部と、
前記参照画像又は前記補正画像を表示する画像表示部と、
前記参照画像に基づいて前記被検体の出血領域を検出し、該出血領域が所定の範囲を超えるか否かを判定する出血状態判定部と、
該出状態判定部によって前記出血領域が所定の範囲を超えていないと判定された場合に前記参照画像を前記画像表示部に表示し、出血領域が所定の範囲を超えたと判定された場合に、前記補正画像を前記画像表示部に表示するように切り替える表示画像切替部と、
を備える蛍光観察装置。 - 前記補正画像生成部が、前記参照画像のうち、前記出血状態判定部により検出された前記出血領域であって、かつ、前記蛍光画像における第1閾値以上の輝度値の画素と対応する画素を強調するように補正した前記補正画像を生成する請求項1に記載の蛍光観察装置。
- 前記補正画像生成部が、前記参照画像のうち、前記蛍光画像における第1閾値以上の輝度の画素と対応する画素の所定の色信号に対して、前記蛍光画像における第1閾値以上の輝度の画素の当該輝度に基づく信号値を加算することにより前記補正画像を生成する請求項1又は請求項2に記載の蛍光観察装置。
- 前記補正画像生成部が、前記参照画像のうち、前記蛍光画像における第1閾値以上の輝度値の画素と対応する画素に対して色変換処理を行うことにより前記補正画像を生成する請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の蛍光観察装置。
- 前記補正画像生成部が、前記蛍光画像を前記参照画像のR信号で除算した除算画像を生成し、前記参照画像のうち、前記除算画像における第2閾値以上の輝度の画素と対応する画素を強調するように補正した前記補正画像を生成する請求項1に記載の蛍光観察装置。
- 前記補正画像生成部が、前記参照画像のうち、前記出血状態判定部により検出された前記出血領域であって、かつ、前記除算画像における第2閾値以上の輝度値の画素と対応する画素を強調するように補正した前記補正画像を生成する請求項5に記載の蛍光観察装置。
- 前記補正画像生成部が、前記参照画像のうち、前記除算画像における第2閾値以上の輝度の画素と対応する画素の所定の色信号に対して、前記除算画像における第2閾値以上の輝度の画素の当該輝度に基づく信号値を加算することにより前記補正画像を生成する請求項5又は請求項6に記載の蛍光観察装置。
- 前記補正画像生成部が、前記参照画像のうち、前記除算画像における第2閾値以上の輝度値の画素と対応する画素に対して色変換処理を行うことにより前記補正画像を生成する請求項5乃至請求項7の何れか1項に記載の蛍光観察装置。
- 前記光源は、前記出血状態判定部によって前記出血領域が所定の範囲を超えていないと判定された場合に前記励起光を照射せずに、前記出血領域が所定の範囲を超えたと判定された場合に前記励起光を照射する請求項1乃至請求項8の何れか1項に記載の蛍光観察装置。
- 前記出血状態判定部が、前記参照画像の中心部近傍を含む所定領域における前記出血領域を検出し、前記出血領域が所定の範囲を超えるか否かを判定する請求項1乃至請求項9の何れか1項に記載の蛍光観察装置。
- 前記出血状態判定部が、前記参照画像の各画素のR信号に対する信号強度と、該各画素のG信号又はB信号の少なくとも一方とを比較することにより前記出血領域を検出する請求項1乃至請求項10の何れか1項に記載の蛍光観察装置。
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