WO2011099425A1 - 蛍光観察装置 - Google Patents

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WO2011099425A1
WO2011099425A1 PCT/JP2011/052315 JP2011052315W WO2011099425A1 WO 2011099425 A1 WO2011099425 A1 WO 2011099425A1 JP 2011052315 W JP2011052315 W JP 2011052315W WO 2011099425 A1 WO2011099425 A1 WO 2011099425A1
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image
fluorescence intensity
minimum value
standard data
subject
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PCT/JP2011/052315
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芙美子 小野
康成 石原
Original Assignee
オリンパス株式会社
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Publication date
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    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/043—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for fluorescence imaging
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
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    • A61B1/0638—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements providing two or more wavelengths
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    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0071—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by measuring fluorescence emission
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    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
    • A61B5/0084—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters

Definitions

  • the present invention relates to a fluorescence observation apparatus.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and can eliminate the influence of individual differences in fluorescence intensity in fluorescence observation as much as possible, and can perform highly accurate observation even when patients are different.
  • An object is to provide a fluorescence observation apparatus.
  • the present invention employs the following means.
  • the present invention relates to an illumination light source that generates illumination light and excitation light to irradiate a subject, and return light that images a return light from the subject of the illumination light emitted from the illumination light source and generates a return light image.
  • Each of an image generation unit, a fluorescence image generation unit that captures fluorescence generated in the subject by excitation light emitted from the illumination light source and generates a fluorescence image, and a fluorescence image generated by the fluorescence image generation unit A normalization calculation unit that calculates the normalized fluorescence intensity obtained by normalizing the luminance value of the pixel by the luminance value of each pixel of the corresponding return light image, and the correspondence between the standardized fluorescence intensity and the state of the subject
  • Each standardization based on a standard data storage unit that stores standard data indicating the standardized fluorescence intensity calculated by the standardization calculation unit and the standard data stored in the standard data storage unit Fluorescence intensity Employing the fluorescence observation apparatus and a determining state determination unit the state of the subject in response.
  • illumination light and excitation light from an illumination light source are irradiated on a subject
  • a return light image is generated from return light of illumination light by a return light image generation unit
  • excitation light is generated by a fluorescence image generation unit.
  • a fluorescence image is generated from fluorescence generated by irradiating the subject.
  • the standardization calculation unit calculates the normalized fluorescence intensity obtained by normalizing the luminance value of each pixel of the fluorescent image with the luminance value of each pixel of the corresponding return light image. Based on the minimum value of the normalized fluorescence intensity calculated in this way and the standard data stored in the standard data storage unit, the state determination unit determines the state of the subject corresponding to each normalized fluorescence intensity.
  • the state of the subject is determined based on the minimum value of the normalized fluorescence intensity calculated by the standardization calculation unit and the standard data indicating the correspondence between the standardized fluorescence intensity and the state of the subject.
  • the influence on the fluorescence intensity due to individual differences can be eliminated.
  • the state determination unit calculates a difference between the minimum value in the same image of the normalized fluorescence intensity calculated by the normalization calculation unit and the minimum value of the standard data, and calculates the calculated difference for each
  • the state of the subject corresponding to the corrected fluorescence intensity obtained by adding to the normalized fluorescence intensity may be determined using the standard data.
  • the minimum value storage unit that stores the minimum value in the same image of the normalized fluorescence intensity calculated by the standardization calculation unit, and the minimum of the normalized fluorescence intensity in the newly acquired image for the same subject
  • the state of the subject is determined in real time by updating the minimum value stored in the minimum value storage unit It is possible to change the corrected fluorescence intensity that is a reference for the above. As a result, the state of the subject can be determined more accurately, and the observation accuracy of the lesion area can be improved.
  • the standard data storage unit stores a plurality of standard data having different minimum values
  • the state determination unit sets the normalized fluorescence intensity calculated by the normalization calculation unit to the minimum value in the same image. It is also possible to select standard data having the closest minimum value and determine the state of the subject corresponding to each normalized fluorescence intensity using the selected standard data.
  • the state of the subject corresponding to each normalized fluorescence intensity is determined, so that the standard data is selectively used according to the patient and the observation area.
  • the observation accuracy of the lesion area can be improved.
  • the state determination unit performs each normalization between the minimum value in the same screen of the normalized fluorescence intensity calculated by the normalization calculation unit and the maximum value of the normalized fluorescence intensity in the standard data.
  • the state of the subject from the minimum value to the maximum value in the standard data stored in the standard data storage unit may be interpolated and assigned to the fluorescence intensity using a predetermined function.
  • the fluorescence intensity of the lesion area where the lesion level is high is hardly affected by individual differences, but the area closer to the normal area (area where the lesion level is lower) is more affected by individual differences.
  • the subject state from the minimum value to the maximum value in the standard data is interpolated and assigned by a predetermined function.
  • the state of the subject can be determined without the influence of the above, and the process for determining the state of the subject can be performed at high speed.
  • the influence of individual differences in fluorescence intensity in fluorescence observation is eliminated as much as possible, and there is an effect that highly accurate observation can be performed even if patients are different.
  • stored in the standard data memory of FIG. 12 is a chart showing a correlation between lesion levels and gradation values of a plurality of standard data in FIG. 11. It is a flowchart which shows the process performed by the fluorescence observation apparatus of FIG. It is a functional block diagram of the fluorescence observation apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is a graph which shows the correlation with a lesion level and a gradation value.
  • FIG. 1 shows the time dependence of the process of fluorescent dye uptake and leakage in normal and tumor tissues.
  • the observation conditions to which the present invention is applied include the following conditions. As shown in FIG. 1, in the process in which a living body takes in and leaks a drug (fluorescent dye), the time dependency of drug absorption and release differs between normal tissue and tumor tissue.
  • the observation condition is that t1 ⁇ t ⁇ t2, that is, a case where observation is performed in a period in which both changes in dye uptake in normal tissue and tumor tissue are stable.
  • the correlation between the lesion level and the gradation value is assumed to be linear. It is assumed that there are individual differences in the range of gradation values of normal tissue and tumor tissue, but the slope is constant, and both individuals are in a parallel relationship.
  • the fluorescence observation apparatus 1 calculates a scope 10 that is inserted into a body cavity, a light source device (illumination light source) 17 that generates light, and an image acquired by the scope 10.
  • a light source device illumination light source
  • An image calculation unit 20 and a monitor 43 that displays an image calculated by the image calculation unit 20 are provided.
  • the scope 10 has an elongated shape, and a light guide fiber (not shown) is provided therein.
  • the light guide fiber has one end extending to the tip of the scope 10 and the other end connected to the light source device 17. As a result, the light emitted from the light source device 17 is guided to the distal end of the scope 10 and irradiated into the body cavity. Further, the scope 10 is provided with an image display change-over switch 11 for switching an image to be displayed on the monitor 43.
  • the scope 10 and the image calculation unit 20 are connected by an image transmission cable (not shown).
  • the image calculation unit 20 and the monitor 43 are connected by a monitor cable (not shown).
  • the image data acquired by the scope 10 is transmitted to the image calculation unit 20 through the image transmission cable.
  • the sent image data is subjected to image processing in the image calculation unit 20 and then transmitted to the monitor 43 through a monitor cable and displayed on the monitor screen.
  • the light source device 17 is a xenon lamp, for example, and generates white light (illumination light) and excitation light.
  • the light emitted from the xenon lamp passes through a wavelength selection filter (not shown) so as to transmit white light and excitation light in a set wavelength range.
  • the white light and the excitation light emitted from the light source device 17 are guided by the light guide fiber in the scope 10 and irradiated from the tip of the scope 10 to the subject.
  • reflected light from the subject enters an imaging optical system (not shown) disposed at the distal end of the scope 10. Further, when the subject is irradiated with the excitation light, fluorescence is generated on the subject, and the fluorescence enters the imaging optical system.
  • Reflected light and fluorescence incident on the imaging optical system are branched by a splitter (not shown) and detected by a CCD (not shown) that detects each light.
  • the reflected light from the subject detected by the white light CCD is sent to the white light image data acquisition unit (return light image generation unit) 29 in the image calculation unit 20 via the image transmission cable.
  • the fluorescence detected by the fluorescence CCD is sent to a fluorescence image data acquisition unit (fluorescence image generation unit) 30 in the image calculation unit 20 via an image transmission cable.
  • the image calculation unit 20 includes a white light image data acquisition unit 29, a fluorescence image data acquisition unit 30, a quantification calculation unit (standardization calculation unit) 31, a minimum value acquisition unit (minimum value storage unit) 32, and a correction.
  • a value determination unit (minimum value update unit) 33, a standard data memory (standard data storage unit) 34, an image correction calculation unit 35, and an image composition unit (state determination unit) 36 are provided as functions.
  • the white light image data acquisition unit 29 generates a white light image from the white light image data detected by the white light CCD.
  • the white light image data acquisition unit 29 transmits the generated white light image to the quantification calculation unit 31 and the image synthesis unit 36.
  • the fluorescence image data acquisition unit 30 generates a fluorescence image from the fluorescence image data detected by the fluorescence CCD.
  • the fluorescence image data acquisition unit 30 is configured to transmit the generated fluorescence image to the quantification calculation unit 31.
  • the quantification calculation unit 31 calculates the normalized fluorescence intensity by normalizing the luminance value of each pixel of the fluorescent image with the luminance value of each pixel of the white light image. Specifically, the quantification calculation unit 31 uses the luminance value of each pixel in the fluorescence image generated by the fluorescence image data acquisition unit 30 as the fluorescence image in the white light image generated by the white light image data acquisition unit 29. By dividing by the luminance value of each pixel corresponding to each pixel, the normalized fluorescence intensity in which the luminance value of each pixel is normalized is calculated. The quantification calculation unit 31 transmits the calculated normalized fluorescence intensity to the minimum value acquisition unit 32, the correction value determination unit 33, and the image correction calculation unit 35.
  • the standard data memory 34 stores standard data indicating a correspondence relationship between standard normalized fluorescence intensity and the state of the subject. As shown in FIG. 4, the standard data is an average value obtained by examining the relationship between the lesion level and the gradation value for many subjects.
  • the storage format is stored as an expression or a table.
  • This standard data is a normalized fluorescence intensity obtained by normalizing (dividing) a fluorescent image with a white light image in order to reduce the influence of the distance and angle between the distal end of the scope 10 and the observation region on the image data. It is data of.
  • the minimum value acquisition unit 32 acquires the minimum value of the normalized fluorescence intensity (gradation value) in the same image among the normalized fluorescence intensity of each pixel calculated by the quantification calculation unit 31, and uses this minimum value. It comes to memorize. Further, the minimum value acquisition unit 32 sets the acquired minimum value to the lesion level 1 as shown in FIG.
  • the correction value determination unit 33 uses the normalized fluorescence intensity calculated by the quantification calculation unit 31 and the standard data stored in the standard data memory 34 to obtain a correction value for correcting the normalized fluorescence intensity. It comes to decide. Specifically, as shown in FIG. 5, the correction value determination unit 33 stores the minimum value of the normalized fluorescence intensity in the same image calculated by the quantification calculation unit 31 and the standard data memory 34. A difference from the minimum value of the standard data is calculated, and the difference is determined as a correction value.
  • the correction value determination unit 33 also determines the minimum value acquisition unit when the minimum value of the normalized fluorescence intensity in the newly acquired image for the same subject is smaller than the minimum value stored in the minimum value acquisition unit 32.
  • the minimum value stored in 32 is updated, and the updated minimum value is determined as a new correction value. This update is performed as needed during observation.
  • the image correction calculation unit 35 uses the correction value determined by the correction value determination unit 33 to correct the normalized fluorescence intensity calculated by the quantification calculation unit 31. Specifically, as shown in FIG. 6, for example, the image correction calculation unit 35 adds the difference between the minimum value of the normalized fluorescence intensity of the individual B and the standard data to the normalized fluorescence intensity of the individual B. By adding (or subtracting) a certain correction value, the normalized fluorescence intensity of the individual B is corrected so as to have the same intensity as that of the standard data.
  • the image composition unit 36 synthesizes the white light image generated by the white light image data acquisition unit 29 and the normalized fluorescence intensity corrected by the image correction calculation unit 35 to generate a composite image. Specifically, as shown in FIG. 7, the image composition unit 36 divides the lesion level into 1 to 5 levels for each gradation value of the normalized fluorescence intensity normalized by the image correction calculation unit 35. Furthermore, the image composition unit 36 displays, for example, an area of level 3 or higher in color, superimposes the white light image data, and displays the lesion site.
  • the image display change-over switch 11 allows the user to set which of the plurality of observation modes is to be displayed on the monitor 43.
  • the plurality of observation modes are, for example, an observation mode (white light image observation mode) in which the white light image generated by the white light image data acquisition unit 29 is displayed as it is on the monitor 43, and is generated by the image composition unit 36.
  • An observation mode for displaying the synthesized image on the monitor 43 synthetic image observation mode
  • an observation mode for displaying the white light image and the synthesized image simultaneously two-image observation mode.
  • the monitor 43 displays an image selected by the image display changeover switch 11.
  • the fluorescence observation apparatus 1 of the present embodiment is turned on (step S1).
  • the scope 10 is inserted into the body cavity and observation of the subject is started, light from the light source device 17 is irradiated to the subject via the light guide fiber in the scope 10.
  • the white light image data acquisition unit 29 acquires the white light image generated from the reflected light of the subject
  • the fluorescence image data acquisition unit 30 acquires the fluorescence image generated from the fluorescence emitted from the subject.
  • an initial image is acquired in an area considered to be a normal tissue (step S3).
  • the quantification calculation unit 31 calculates the normalized fluorescence intensity in which the luminance value of each pixel is normalized by dividing the luminance value of the fluorescent image by the luminance value of the white light image for each pixel.
  • the minimum value excluding the abnormal value is acquired from the normalized fluorescence intensity of each pixel, and the acquired minimum value of the normalized fluorescence intensity is set to the lesion level 1 (step S4).
  • step S5 the minimum value of the normalized fluorescence intensity in the same image calculated by the quantification calculation unit 31 is compared with the minimum value of the standard data stored in the standard data memory 34 (step S5). A value difference is determined as a correction value (step S6).
  • the normalized fluorescence intensity calculated by the quantification calculating unit 31 is corrected using the correction value determined in this way (step S7).
  • the normalized fluorescence intensity normalized by the image correction calculation unit 35 is divided into five levels of 1 to 5 for each lesion level, and the normalized fluorescence intensity is displayed in five levels (step S8). ).
  • the region of level 3 or higher is displayed in color, and the lesion site is displayed by superimposing the white light image data (step S9).
  • the level for color display may be other than 3.
  • the minimum value of the gradation value is read in real time, and the minimum value of the normalized fluorescence intensity is updated (step S10).
  • the process returns to step S4 to reset the minimum value, and the correction value is changed by this value to correct the normalized fluorescence intensity.
  • the fluorescence according to the observation distance and the observation angle is determined by determining the state of the subject based on the normalized fluorescence intensity normalized by the white light image.
  • the influence on the intensity can be eliminated, and the observation accuracy of the lesion area can be improved.
  • the state of the subject is determined based on the minimum value of the normalized fluorescence intensity calculated by the quantification calculation unit 31 and the standard data indicating the correspondence between the standardized fluorescence intensity and the state of the subject. Since it is determined, the influence on the fluorescence intensity due to the individual difference can be eliminated. Thereby, quantitative observation can be performed regardless of individual differences, and high-accuracy observation can be performed even if patients are different.
  • the correction value is updated by updating the minimum value stored in the minimum value acquisition unit 32.
  • the resetting can be performed at any time, and the corrected fluorescence intensity that serves as a reference for determining the state of the subject in real time can be changed. As a result, the state of the subject can be determined more accurately, and the observation accuracy of the lesion area can be improved.
  • the correlation between the lesion level and the gradation value is not linear, and even if a curve as shown in FIG. If it is constant, it is adaptable.
  • a fluorescence observation apparatus 2 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • the description of points that are common to the fluorescence observation apparatus 1 according to the first embodiment will be omitted, and different points will be mainly described.
  • the fluorescence observation apparatus 2 according to this embodiment is different from the fluorescence observation apparatus 1 according to the first embodiment in that a plurality of standard data is stored in the standard data memory 34.
  • the image calculation unit 21 includes a white light image data acquisition unit 29, a fluorescence image data acquisition unit 30, and a quantification calculation unit (standardization calculation unit). ) 31, a minimum value acquisition unit (minimum value storage unit) 32, a corresponding standard data determination unit 38, a standard data memory (standard data storage unit) 34, and an image composition unit (state determination unit) 36. I have.
  • the standard data memory 34 stores a plurality of standard data having different minimum values as shown in FIG. These standard data are the results of examining the relationship between the lesion level and the gradation value for a plurality of subjects. These standard data are divided into gradation values for each lesion level, and are stored in the standard data memory 34 as a table as shown in FIG. The correlation between the lesion level and the gradation value is not necessarily linear, but is assumed to be a positive correlation.
  • the corresponding standard data determination unit 38 is the minimum value that most closely approximates the minimum value in the same image of the normalized fluorescence intensity calculated by the quantification calculation unit 31 among the plurality of standard data stored in the standard data memory 34.
  • the standard data having is selected.
  • the fluorescence observation apparatus 2 of the present embodiment is turned on (step S1).
  • step S1 when the scope 10 is inserted into the body cavity and observation of the subject is started, light from the light source device 17 is irradiated to the subject via the light guide fiber in the scope 10.
  • the white light image data acquisition unit 29 acquires the white light image generated from the reflected light of the subject
  • the fluorescence image data acquisition unit 30 acquires the fluorescence image generated from the fluorescence emitted from the subject.
  • an initial image is acquired in an area considered to be a normal tissue (step S3).
  • the quantification calculation unit 31 calculates the normalized fluorescence intensity in which the luminance value of each pixel is normalized by dividing the luminance value of the fluorescent image by the luminance value of the white light image for each pixel.
  • the minimum value excluding the abnormal value is determined by the minimum value acquisition unit 32 from the normalized fluorescence intensity of each pixel (step S11). Then, the corresponding standard data determination unit 38 selects the standard data having the minimum value closest to the minimum value determined in step S11 from among the plurality of standard data stored in the standard data memory 34 (step S11). S12).
  • the normalized fluorescence intensity is corrected by applying the normalized fluorescence intensity calculated by the quantification calculation unit 31 to the selected standard data (step S13).
  • the normalized fluorescence intensity normalized by the image correction calculation unit 35 is divided into five levels of 1 to 5 for each lesion level, and the normalized fluorescence intensity is displayed in five levels (step S8). ).
  • the region of level 3 or higher is displayed in color, and the lesion site is displayed by superimposing the white light image data (step S9).
  • the level for color display may be other than 3.
  • the minimum value of the gradation value is read in real time, and the minimum value of the normalized fluorescence intensity is updated (step S10).
  • the process returns to step S12 to reselect standard data, and the normalized fluorescence intensity is corrected based on the selected new standard data.
  • the fluorescence observation apparatus 2 by using standard data having a minimum value that most closely approximates the minimum value of the normalized fluorescence intensity, the individual differences in various patterns can be handled finely.
  • the normalized fluorescence intensity can be corrected.
  • standard data can be properly used according to a patient and an observation area, and the observation accuracy of a lesion area can be improved.
  • normalization to standard data is performed by making the minimum value of the normalized fluorescence intensity correspond to the standard data stored in the standard data memory 34 without using the image correction calculation unit 35 (see FIG. 3). Therefore, the calculation amount can be reduced. Therefore, the processing speed of the image data can be improved and the observation image can be smoothly displayed on the monitor 43.
  • the fluorescence observation apparatus 2 when the correlation between the lesion level and the gradation value is complicated, or a graph of standard data in each individual, that is, the normalized fluorescence intensity and the lesion level in each individual
  • the present invention can also be applied to a case where the graph showing the correspondence relationship is not a parallel relationship.
  • the fluorescence observation apparatus 3 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • description of points that are common to the fluorescence observation apparatuses 1 and 2 according to the above-described embodiments is omitted, and different points are mainly described.
  • the difference between the fluorescence observation apparatus 2 according to this embodiment and the fluorescence observation apparatuses 1 and 2 according to the above-described embodiments is that the correlation between the lesion level and the gradation value differs depending on the individual.
  • the observation conditions to which the fluorescence observation apparatus 3 according to this embodiment is applied include the following conditions. As in the above-described embodiments, the observation is performed in a period in which the time change of dye uptake in normal tissue and tumor tissue is stable. Further, it is assumed that the correlation between the lesion level and the gradation value is a positive correlation and linear.
  • the observation conditions of the present embodiment are different from the observation conditions of the above-described embodiments.
  • the gradation value of the tumor part having a large gradation value is hardly affected by individual differences, but is normal.
  • the standard data stored in the standard data memory 34 is an average value obtained by examining the relationship between the lesion level and the gradation value for many subjects, as in the first embodiment. It is.
  • the gradation value of the maximum lesion level of the standard data stored in the standard data memory 34 is used to correct individual differences.
  • the image calculation unit 22 includes a white light image data acquisition unit 29, a fluorescence image data acquisition unit 30, and a quantification calculation unit (standardization calculation unit). ) 31, a minimum value acquisition unit (minimum value storage unit) 32, a correlation line calculation unit 39, a standard data memory (standard data storage unit) 34, and an image composition unit (state determination unit) 36 as functions. ing.
  • the correlation straight line calculation unit 39 obtains the correlation specific to the individual A of the straight line shown in FIG. 17, thereby enabling the conversion from the normalized fluorescence intensity data calculated by the quantification calculation unit 31 to the lesion level. Become. Then, the lesion level of the observation region is determined from the mathematical formula obtained by the correlation straight line calculation unit 39 and the information of the acquired image, and the data of the lesion level 3 or higher is, for example, the observation image as in the above-described embodiments. Superimposed on white light image.
  • the level for color display may be other than 3.
  • the fluorescence observation apparatus 3 of the present embodiment is turned on (step S1).
  • the scope 10 is inserted into the body cavity and observation of the subject is started, light from the light source device 17 is irradiated to the subject via the light guide fiber in the scope 10.
  • the white light image data acquisition unit 29 acquires the white light image generated from the reflected light of the subject
  • the fluorescence image data acquisition unit 30 acquires the fluorescence image generated from the fluorescence emitted from the subject.
  • an initial image is acquired in an area considered to be normal tissue (step S3).
  • the quantification calculation unit 31 calculates the normalized fluorescence intensity in which the luminance value of each pixel is normalized by dividing the luminance value of the fluorescent image by the luminance value of the white light image for each pixel.
  • the minimum value excluding the abnormal value is acquired from the normalized fluorescence intensity of each pixel, and the acquired minimum value of the normalized fluorescence intensity is set to the lesion level 1 (step S4).
  • the minimum value of the normalized fluorescence intensity in the same image calculated by the quantification calculation unit 31 is compared with the minimum value of the standard data stored in the standard data memory 34, and the above-described equation (1) Is used to calculate the constants a and c (step S21).
  • the normalized fluorescence intensity is corrected by applying the normalized fluorescence intensity calculated by the quantification calculation unit 31 to the mathematical formula calculated in this way.
  • the normalized fluorescence intensity normalized by the image correction calculation unit 35 is divided into five levels of 1 to 5 for each lesion level, and the normalized fluorescence intensity is displayed in five levels (step S8). ).
  • the area of level 3 or higher is displayed in color, the white light image data is superimposed, and the lesion site is displayed (step S9).
  • the level for color display may be other than 3.
  • the minimum value of the gradation value is read in real time, and the minimum value of the normalized fluorescence intensity is updated (step S10).
  • the process returns to step S4 to reset the minimum value, and based on this value, a mathematical formula indicating the correlation between the lesion level and the gradation value is obtained.
  • the normalized fluorescence intensity is corrected based on this formula.
  • the state of the subject from the minimum value to the maximum value in the standard data is interpolated and assigned to each normalized fluorescence intensity with a predetermined function. be able to. Thereby, it is possible to determine the state of the subject by eliminating the influence due to individual differences with a simple calculation, and to perform processing at the time of determining the state of the subject at high speed.
  • the white light image data acquisition unit 29 has been described as generating a white light image from reflected light from the subject, but it is also possible to generate a return light image from return light such as autofluorescence of the subject. .
  • the lesion level of the subject is divided into five stages, but it may be divided into four stages or less or six stages or more.

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Abstract

　蛍光観察における蛍光強度の個体差による影響を可及的に排除して、患者が異なっても精度の高い観察を行うことができる蛍光観察装置を提供する。被検体に照射する照明光および励起光を発生する光源装置１７と、照明光の被検体からの反射光を撮影して白色光画像を生成する白色光画像データ取得部２９と、励起光によって被検体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像データ取得部３０と、蛍光画像の各画素の輝度値を対応する白色光画像の各画素の輝度値によって規格化した規格化蛍光強度を演算する定量化演算部３１と、標準的な規格化蛍光強度と被検体の状態との対応関係を示す標準データを記憶する標準データメモリ３４と、規格化蛍光強度の最小値と標準データとに基づいて、各規格化蛍光強度に対応する被検体の状態を判定する画像補正演算部３５とを備える蛍光観察装置１を採用する。

Description

蛍光観察装置
　本発明は、蛍光観察装置に関するものである。
　従来、例えば内視鏡装置に用いられ、蛍光薬剤を用いて病変領域を診断する蛍光観察装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開昭６２－２４７２３２号公報
　このような蛍光観察装置を用いた内視鏡観察では、観察領域の病変レベルと蛍光強度の階調値との間に相関関係が認められ、病変レベルが高くなるにつれて階調値が高くなる。この相関関係は、どの被験者においても認められるが、その変化率には個体差がある。したがって、この個体差の影響が残存した状態で観察を行うと、定量的な診断が困難になり、診断精度の低下を招くという不都合がある。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、蛍光観察における蛍光強度の個体差による影響を可及的に排除して、患者が異なっても精度の高い観察を行うことができる蛍光観察装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用する。
　本発明は、被検体に照射する照明光および励起光を発生する照明光源と、該照明光源から発せられた照明光の前記被検体からの戻り光を撮影して戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、前記照明光源から発せられた励起光によって前記被検体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、該蛍光画像生成部により生成された蛍光画像の各画素の輝度値を、対応する戻り光画像の各画素の輝度値によって規格化した規格化蛍光強度を演算する規格化演算部と、標準的な規格化蛍光強度と被検体の状態との対応関係を示す標準データを記憶する標準データ記憶部と、前記規格化演算部により演算された規格化蛍光強度の最小値と前記標準データ記憶部に記憶されている標準データとに基づいて、各規格化蛍光強度に対応する被検体の状態を判定する状態判定部とを備える蛍光観察装置を採用する。
　本発明によれば、照明光源からの照明光および励起光が被検体に照射され、戻り光画像生成部により照明光の戻り光から戻り光画像が生成されるとともに、蛍光画像生成部により励起光が被検体に照射されて発生した蛍光から蛍光画像が生成される。そして、規格化演算部により、蛍光画像の各画素の輝度値を、対応する戻り光画像の各画素の輝度値によって規格化した規格化蛍光強度が演算される。このように演算された規格化蛍光強度の最小値と標準データ記憶部に記憶されている標準データとに基づいて、状態判定部により、各規格化蛍光強度に対応する被検体の状態が判定される。
　上記のように、戻り光画像によって規格化された規格化蛍光強度に基づいて被検体の状態を判定することで、観察距離や観察角度による蛍光強度への影響を排除することができ、病変領域の観察精度を向上することができる。
　また、規格化演算部により演算された規格化蛍光強度の最小値と、標準的な規格化蛍光強度と被検体の状態との対応関係を示す標準データとに基づいて、被検体の状態が判定されるので、個体差による蛍光強度への影響を排除することができる。これにより、個体差に関係なく定量的な観察を行うことができ、患者が異なっても精度の高い観察を行うことができる。
　上記発明において、前記状態判定部が、前記規格化演算部により演算された規格化蛍光強度の同一画像内における最小値と前記標準データの最小値との差分を算出し、算出された差分を各規格化蛍光強度に加算して得られた補正蛍光強度に対応する被検体の状態を、前記標準データを用いて判定することとしてもよい。
　このように、規格化蛍光強度の最小値と標準データの最小値との差分を各規格化蛍光強度に加算することで、被検体の状態を判定するための基準となる補正蛍光強度を容易に生成することができる。これにより、簡単な演算によって個体差による影響を排除して被検体の状態を判定することができ、被検体の状態を判定する際の処理を高速で行うことができる。
　上記発明において、前記規格化演算部により演算された規格化蛍光強度の同一画像内における最小値を記憶する最小値記憶部と、同一の被写体に対する新たに取得した画像内における規格化蛍光強度の最小値が、前記最小値記憶部に記憶されている最小値より小さい場合に、前記最小値記憶部内に記憶されている最小値を更新する最小値更新部とを備えることとしてもよい。
　規格化蛍光強度の最小値が、最小値記憶部に記憶されている最小値より小さい場合に、最小値記憶部内に記憶されている最小値を更新することで、リアルタイムで被検体の状態を判定するための基準となる補正蛍光強度を変化させることができる。これにより、より正確に被検体の状態を判定することができ、病変領域の観察精度を向上することができる。
　上記発明において、前記標準データ記憶部が、最小値の異なる複数の標準データを記憶し、前記状態判定部が、前記規格化演算部により演算された規格化蛍光強度の同一画像内における最小値に最も近似する最小値を有する標準データを選択し、選択された標準データを用いて、各規格化蛍光強度に対応する被検体の状態を判定することとしてもよい。
　規格化蛍光強度の最小値に最も近似する最小値を有する標準データを用いて、各規格化蛍光強度に対応する被検体の状態を判定することで、患者や観察領域に応じて標準データを使い分けることができ、病変領域の観察精度を向上することができる。
　上記発明において、前記状態判定部が、前記規格化演算部により算出された規格化蛍光強度の同一画面内における最小値と、前記標準データにおける規格化蛍光強度の最大値との間の各規格化蛍光強度に対して、前記標準データ記憶部に記憶されている標準データにおける最小値から最大値までの被検体の状態を所定の関数で補間して割り当てることとしてもよい。
　病変レベルが高い病変領域の蛍光強度は個体差の影響をほとんど受けないが、正常領域に近い領域（病変レベルが小さい領域）ほど個体差による影響が大きい。この場合において、上記のように、各規格化蛍光強度に対して、標準データにおける最小値から最大値までの被検体の状態を所定の関数で補間して割り当てることで、簡単な演算で個体差による影響を排除して被検体の状態を判定することができ、被検体の状態を判定する際の処理を高速で行うことができる。
　本発明によれば、蛍光観察における蛍光強度の個体差による影響を可及的に排除して、患者が異なっても精度の高い観察を行うことができるという効果を奏する。
正常組織と腫瘍組織での蛍光色素の取り込みと漏出の過程の時間依存性を示すグラフである。 病変レベルと階調値との相関関係を示すグラフである。 本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 病変レベルと階調値との標準的な相関関係を示す標準データのグラフである。 補正値の決定方法を示すグラフである。 規格化蛍光強度の補正方法を示すグラフである。 病変レベル毎に表示された画面例を示す図である。 図３の蛍光観察装置により実行される処理を示すフローチャートである。 病変レベルと階調値との相関関係を示すグラフである。 本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 図１０の標準データメモリに記憶されている複数の標準データのグラフである。 図１１の複数の標準データの病変レベルと階調値との相関関係を示す図表である。 図１０の蛍光観察装置により実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置の機能ブロック図である。 病変レベルと階調値との相関関係を示すグラフである。 病変レベルと階調値との標準的な相関関係を示す標準データのグラフである。 規格化蛍光強度の補正方法を示すグラフである。 図１４の蛍光観察装置により実行される処理を示すフローチャートである。
［第１の実施形態］
　本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置１について、図面を参照して以下に説明する。ここでは、本実施形態に係る蛍光観察装置１を内視鏡装置に適用した例について説明する。
　本発明を適用する背景として、病変レベルと階調値の相関関係に個体差が生じることを前提とする。図１は、正常組織と腫瘍組織での蛍光色素の取り込みと漏出の過程の時間依存性を示したものである。
　本発明が適応される観察条件として、以下の条件がある。図１に示すように、生体が、薬剤（蛍光色素）を取り込み、そして漏出する過程では、正常組織と腫瘍組織とで薬剤吸収と放出の時間依存性が異なる。本発明は、ｔ１＜ｔ＜ｔ２の条件、つまり正常組織および腫瘍組織での色素取り込みの時間変化が、両者ともに安定している期間で観察をおこなう場合を観察条件とする。
　また、図２に示すように、病変レベルと階調値の相関性に関して、病変レベル（病変レベル１～５）と、それらの階調値の相関関係は、線形を保つとする。正常組織と腫瘍組織の階調値の範囲には個体差があるが、傾きは一定であり、いずれの個体においても平行関係にあるものとする。
　以下に、本実施形態に係る蛍光観察装置１の構成について説明する。
　図３に示すように、本実施形態に係る蛍光観察装置１は、体腔内に挿入されるスコープ１０と、光を発生する光源装置（照明光源）１７と、スコープ１０により取得した画像を演算する画像演算部２０と、画像演算部２０により演算された画像を表示するモニタ４３とを備えている。
　スコープ１０は、細長い形状を有しており、その内部にはライトガイドファイバ（図示略）が設けられている。ライトガイドファイバは、一端がスコープ１０の先端まで延び、他端が光源装置１７に接続されている。これにより、光源装置１７から射出された光が、スコープ１０の先端まで導かれて、体腔内に照射されるようになっている。
　また、スコープ１０には、モニタ４３に表示させる画像を切り替える画像表示切替スイッチ１１が設けられている。
　スコープ１０と画像演算部２０とは、画像伝送ケーブル（図示略）によって接続されている。また、画像演算部２０とモニタ４３とは、モニタケーブル（図示略）によって接続されている。これにより、スコープ１０で取得した画像データは、画像伝送ケーブルを伝わって画像演算部２０に送られる。送られてきた画像データは、画像演算部２０内で画像処理が施された後、モニタケーブルによってモニタ４３に伝送され、モニタ画面上に表示される。
　光源装置１７は、例えばキセノンランプであり、白色光（照明光）および励起光を発生するようになっている。キセノンランプから発せられた光は、図示しない波長選択フィルタを通過することで、設定された波長域の白色光と励起光を透過させるようになっている。
　光源装置１７から射出された白色光および励起光は、スコープ１０内のライトガイドファイバにより導かれ、スコープ１０の先端から被検体へ照射される。白色光が被検体に照射されることによって、被検体からの反射光がスコープ１０先端に配置された撮像光学系（図示略）に入射する。また、励起光が被検体に照射されることによって、被検体上において蛍光が発生し、該蛍光が撮像光学系に入射する。
　撮像光学系に入射した反射光と蛍光とは、スプリッタ（図示略）により分岐され、それぞれの光を検出するＣＣＤ（図示略）により検出される。白色光用ＣＣＤにより検出された被検体からの反射光は、画像伝送ケーブルを介して画像演算部２０内の白色光画像データ取得部（戻り光画像生成部）２９に送られる。一方、蛍光用ＣＣＤにより検出された蛍光は、画像伝送ケーブルを介して画像演算部２０内の蛍光画像データ取得部（蛍光画像生成部）３０に送られる。
　画像演算部２０は、白色光画像データ取得部２９と、蛍光画像データ取得部３０と、定量化演算部（規格化演算部）３１と、最小値取得部（最小値記憶部）３２と、補正値決定部（最小値更新部）３３と、標準データメモリ（標準データ記憶部）３４と、画像補正演算部３５と、画像合成部（状態判定部）３６とを機能として備えている。
　白色光画像データ取得部２９は、白色光用ＣＣＤによって検出された白色光画像データから白色光画像を生成するようになっている。白色光画像データ取得部２９は、生成した白色光画像を定量化演算部３１および画像合成部３６に送信するようになっている。
　蛍光画像データ取得部３０は、蛍光用ＣＣＤによって検出された蛍光画像データから蛍光画像を生成するようになっている。蛍光画像データ取得部３０は、生成した蛍光画像を定量化演算部３１に送信するようになっている。
　定量化演算部３１は、蛍光画像の各画素の輝度値を、白色光画像の各画素の輝度値によって規格化することで、規格化蛍光強度を演算するようになっている。具体的には、定量化演算部３１は、蛍光画像データ取得部３０により生成された蛍光画像における各画素の輝度値を、白色光画像データ取得部２９により生成された白色光画像における蛍光画像の各画素に対応する各画素の輝度値で除算することで、各画素の輝度値が規格化された規格化蛍光強度を演算するようになっている。定量化演算部３１は、演算した規格化蛍光強度を最小値取得部３２、補正値決定部３３、および画像補正演算部３５に送信するようになっている。
　標準データメモリ３４は、標準的な規格化蛍光強度と被検体の状態との対応関係を示す標準データを記憶するようになっている。この標準データは、図４に示すように、病変レベルと階調値との関連性を多くの被験者に関して検討した結果の平均値である。記憶形式は式、もしくは表形式で記憶するものとする。なお、この標準データは、スコープ１０先端部と観察領域との距離・角度の影響が画像データに与える影響を軽減するために、蛍光画像を白色光画像で規格化（除算）した規格化蛍光強度のデータである。
　最小値取得部３２は、定量化演算部３１により演算された各画素の規格化蛍光強度のうち、同一画像内における規格化蛍光強度（階調値）の最小値を取得し、この最小値を記憶するようになっている。また、最小値取得部３２は、図５に示すように、取得した最小値を病変レベル１に設定するようになっている。
　補正値決定部３３は、定量化演算部３１により演算された規格化蛍光強度と、標準データメモリ３４に記憶されている標準データとを用いて、規格化蛍光強度を補正するための補正値を決定するようになっている。具体的には、補正値決定部３３は、図５に示すように、定量化演算部３１により演算された同一画像内における規格化蛍光強度の最小値と、標準データメモリ３４に記憶されている標準データの最小値との差分を算出し、該差分を補正値として決定するようになっている。
　また、補正値決定部３３は、同一の被写体に対する新たに取得した画像内における規格化蛍光強度の最小値が、最小値取得部３２に記憶されている最小値より小さい場合に、最小値取得部３２内に記憶されている最小値を更新し、更新した最小値を新しい補正値として決定するようになっている。この更新は、観察中必要に応じて随時行なう。
　画像補正演算部３５は、補正値決定部３３により決定された補正値を用いて、定量化演算部３１により演算された規格化蛍光強度を補正するようになっている。具体的には、画像補正演算部３５は、図６に示すように、例えば個体Ｂの規格化蛍光強度に、個体Ｂの規格化蛍光強度の最小値と標準データとの最小値との差分である補正値を加算（または減算）することで、標準データと同様の強度を有するように個体Ｂの規格化蛍光強度を補正する。
　画像合成部３６は、白色光画像データ取得部２９により生成された白色光画像と、画像補正演算部３５により補正された規格化蛍光強度とを合成し、合成画像を生成するようになっている。具体的には、画像合成部３６は、図７に示すように、画像補正演算部３５によって規格化された規格化蛍光強度を階調値ごとに病変レベルを１～５のレベルに分ける。さらに、画像合成部３６は、例えばレベル３以上の領域をカラー表示し、白色光画像のデータにスーパーインポーズを行い、病変部位の表示を行う。
　画像表示切替スイッチ１１は、複数の観察モードのうち、いずれの観察モードによる画像をモニタ４３に表示させるかをユーザに設定させるようになっている。ここで、複数の観察モードとは、例えば、白色光画像データ取得部２９により生成された白色光画像をそのままモニタ４３に表示させる観察モード（白色光画像観察モード）、画像合成部３６により生成された合成画像をモニタ４３に表示させる観察モード（合成画像観察モード）、および白色光画像および合成画像を同時に表示させる観察モード（２画像観察モード）である。
　モニタ４３は、画像表示切替スイッチ１１により選択された画像を表示するようになっている。
　上記構成を有する蛍光観察装置１の作用について、図８に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
　まず、本実施形態の蛍光観察装置１の電源を入れる（ステップＳ１）。
　次に、スコープ１０を体腔内に挿入して被検体の観察を始めると、光源装置１７からの光がスコープ１０内のライトガイドファイバを介して被検体に照射される。これにより、白色光画像データ取得部２９により被検体の反射光から生成した白色光画像が取得されるとともに、蛍光画像データ取得部３０により被検体から発せられた蛍光から生成した蛍光画像が取得される（ステップＳ２）。
　次に、正常組織と思われる領域で初期画像を取得する（ステップＳ３）。このとき、定量化演算部３１により、各画素について蛍光画像の輝度値を白色光画像の輝度値で除算することで、各画素の輝度値が規格化された規格化蛍光強度が演算される。
　次に、図５に示すように、各画素の規格化蛍光強度のうち異常値を除いた最小値を取得し、規格化蛍光強度の取得した最小値を病変レベル１に設定する（ステップＳ４）。
　次に、定量化演算部３１により演算された同一画像内における規格化蛍光強度の最小値と、標準データメモリ３４に記憶されている標準データの最小値とを比較し（ステップＳ５）、これら最小値の差分を補正値として決定する（ステップＳ６）。
　次に、図６に示すように、このように決定された補正値を用いて、定量化演算部３１により演算された規格化蛍光強度が補正される（ステップＳ７）。
　次に、画像補正演算部３５によって規格化された規格化蛍光強度を階調値ごとに病変レベルを１～５の５段階のレベルに分け、規格化蛍光強度を５段階で表示する（ステップＳ８）。
　次に、図７に示すように、例えば、レベル３以上の領域をカラー表示し、白色光画像のデータにスーパーインポーズを行うことで、病変部位の表示を行う（ステップＳ９）。また、カラー表示するレベルは３以外であってもよい。
　観察中は、内視鏡を体内に挿入する過程で取得した画像データのうち、階調値の最小値をリアルタイムに読み込んで、規格化蛍光強度の最小値の更新が行われる（ステップＳ１０）。初期設定値よりも小さい規格化蛍光強度が取得された場合には、ステップＳ４に戻って最小値の再設定を行い、この値により補正値を変更して規格化蛍光強度の補正が行われる。
　以上のように、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、白色光画像によって規格化された規格化蛍光強度に基づいて被検体の状態を判定することで、観察距離や観察角度による蛍光強度への影響を排除することができ、病変領域の観察精度を向上することができる。
　また、定量化演算部３１により演算された規格化蛍光強度の最小値と、標準的な規格化蛍光強度と被検体の状態との対応関係を示す標準データとに基づいて、被検体の状態が判定されるので、個体差による蛍光強度への影響を排除することができる。これにより、個体差に関係なく定量的な観察を行うことができ、患者が異なっても精度の高い観察を行うことができる。
　また、規格化蛍光強度の最小値と標準データの最小値との差分を各規格化蛍光強度に加算することで、被検体の状態を判定するための基準となる補正蛍光強度を容易に生成することができる。これにより、簡単な演算によって個体差による影響を排除して被検体の状態を判定することができ、被検体の状態を判定する際の処理を高速で行うことができる。
　また、規格化蛍光強度の最小値が、最小値取得部３２に記憶されている最小値より小さい場合に、最小値取得部３２内に記憶されている最小値を更新することで、補正値の再設定を随時行うことができ、リアルタイムで被検体の状態を判定するための基準となる補正蛍光強度を変化させることができる。これにより、より正確に被検体の状態を判定することができ、病変領域の観察精度を向上することができる。
　なお、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、病変レベルと階調値との相関性が線形ではなく、図９に示すような曲線を描く場合であっても、個体ごとの差分が一定であれば、適応可能である。
［第２の実施形態］
　次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置２について図面を参照して説明する。本実施形態の説明において、第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
　本実施形態に係る蛍光観察装置２が第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と異なる点は、標準データメモリ３４に複数の標準データが記憶されている点である。
　図１０に示すように、本実施形態に係る蛍光観察装置２において、画像演算部２１は、白色光画像データ取得部２９と、蛍光画像データ取得部３０と、定量化演算部（規格化演算部）３１と、最小値取得部（最小値記憶部）３２と、該当標準データ決定部３８と、標準データメモリ（標準データ記憶部）３４と、画像合成部（状態判定部）３６とを機能として備えている。
　標準データメモリ３４には、図１１に示すように、最小値の異なる標準データが複数記憶されている。これらの標準データは、病変レベルと階調値との関連性を複数の被験者に関して検討した結果である。これらの標準データは、病変レベル毎に階調値が区切られており、図１２に示すように、表として標準データメモリ３４に格納されている。なお、病変レベルと階調値との相関性は必ずしも線形である必要はないが、正相関であるものとする。
　該当標準データ決定部３８は、標準データメモリ３４に記憶されている複数の標準データのうち、定量化演算部３１により演算された規格化蛍光強度の同一画像内における最小値に最も近似する最小値を有する標準データを選択するようになっている。
　上記構成を有する蛍光観察装置２の作用について、図１３に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
　まず、本実施形態の蛍光観察装置２の電源を入れる（ステップＳ１）。
　次に、スコープ１０を体腔内に挿入して被検体の観察を始めると、光源装置１７からの光がスコープ１０内のライトガイドファイバを介して被検体に照射される。これにより、白色光画像データ取得部２９により被検体の反射光から生成した白色光画像が取得されるとともに、蛍光画像データ取得部３０により被検体から発せられた蛍光から生成した蛍光画像が取得される（ステップＳ２）。
　次に、正常組織と思われる領域で初期画像を取得する（ステップＳ３）。このとき、定量化演算部３１により、各画素について蛍光画像の輝度値を白色光画像の輝度値で除算することで、各画素の輝度値が規格化された規格化蛍光強度が演算される。
　次に、最小値取得部３２により、各画素の規格化蛍光強度のうち異常値を除いた最小値が決定される（ステップＳ１１）。
　そして、該当標準データ決定部３８により、標準データメモリ３４に記憶されている複数の標準データのうち、ステップＳ１１において決定された最小値に最も近似する最小値を有する標準データが選択される（ステップＳ１２）。
　次に、選択された標準データに、定量化演算部３１により演算された規格化蛍光強度を当てはめていくことで、規格化蛍光強度が補正される（ステップＳ１３）。
　次に、画像補正演算部３５によって規格化された規格化蛍光強度を階調値ごとに病変レベルを１～５の５段階のレベルに分け、規格化蛍光強度を５段階で表示する（ステップＳ８）。
　次に、例えば、レベル３以上の領域をカラー表示し、白色光画像のデータにスーパーインポーズを行うことで、病変部位の表示を行う（ステップＳ９）。また、カラー表示するレベルは３以外であってもよい。
　観察中は、内視鏡を体内に挿入する過程で取得した画像データのうち、階調値の最小値をリアルタイムに読み込んで、規格化蛍光強度の最小値の更新が行われる（ステップＳ１０）。初期設定値よりも小さい規格化蛍光強度が取得された場合には、ステップＳ１２に戻って標準データの再選択を行い、選択された新しい標準データに基づいて規格化蛍光強度の補正が行われる。
　以上のように、本実施形態に係る蛍光観察装置２によれば、規格化蛍光強度の最小値に最も近似する最小値を有する標準データを用いることで、様々なパターンの個体差に細かく対応した規格化蛍光強度の補正が可能である。これにより、患者や観察領域に応じて標準データを使い分けることができ、病変領域の観察精度を向上することができる。
　また、画像補正演算部３５（図３参照）を介さずに、規格化蛍光強度の最小値を標準データメモリ３４に記憶されている標準データに対応させることによって、標準データへの規格化を行うため、演算量を少なくすることができる。そのため、画像データの処理速度を向上させ、観察画像をモニタ４３に滑らかに表示させることができる。
　なお、本実施形態に係る蛍光観察装置２によれば、病変レベルと階調値の相関性が複雑な場合や、各個体における標準データのグラフ、すなわち各個体における規格化蛍光強度と病変レベルとの対応関係を示すグラフが平行関係でない場合にも適用可能である。
［第３の実施形態］
　次に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置３について図面を参照して説明する。本実施形態の説明において、前述の各実施形態に係る蛍光観察装置１，２と共通する点については説明を省略し、異なる点について主に説明する。
　本実施形態に係る蛍光観察装置２が前述の各実施形態に係る蛍光観察装置１，２と異なる点は、病変レベルと階調値との相関関係が個体によって異なっている点である。
　本実施形態に係る蛍光観察装置３が適応される観察条件として、以下の条件がある。前述の各実施形態と同様に、正常組織および腫瘍組織での色素取り込みの時間変化が、両者ともに安定している期間で観察を行うこととする。また、病変レベルと階調値の相関関係は正相関であり、線形であるとする。
　本実施形態の観察条件が前述の各実施形態の観察条件と異なる点は、図１５に示すように、階調値の大きい腫瘍部の階調値は個体差の影響をほとんど受けないが、正常組織に近くなるほど、すなわち病変レベルが小さくなるほど、個体差の影響が大きく発生する点である。
　標準データメモリ３４に記憶されている標準データは、図１６に示すように、第１の実施形態と同様に、病変レベルと階調値との関連性を多くの被験者に関して検討した結果の平均値である。本実施形態に係る蛍光観察装置３では、図１７に示すように、標準データメモリ３４に記憶されている標準データの最大病変レベルの階調値を使用し、個体差の補正を行う。
　図１４に示すように、本実施形態に係る蛍光観察装置３において、画像演算部２２は、白色光画像データ取得部２９と、蛍光画像データ取得部３０と、定量化演算部（規格化演算部）３１と、最小値取得部（最小値記憶部）３２と、相関直線演算部３９と、標準データメモリ（標準データ記憶部）３４と、画像合成部（状態判定部）３６とを機能として備えている。
　相関直線演算部３９は、定量化演算部３１により演算された規格化蛍光強度の最小値（１，Ｃ１）と、標準データメモリ３４に記憶されている標準データの最大値（５．Ｃ５）とから、被験者の病変レベルと階調値の相関関係を示す以下の（１）式において、定数ａおよびｃの算出処理を行うようになっている。
　　ｙ＝ａ（ｘ－５）＋ｃ・・・（１）
　相関直線演算部３９において、図１７に示す直線の個体Ａ固有の相関関係が得られ、これにより、定量化演算部３１により演算された規格化蛍光強度のデータから病変レベルへの変換が可能となる。そして、相関直線演算部３９で得られた数式と取得画像の情報から観察領域の病変レベルの決定をおこない、前述の各実施形態と同様に、例えば、病変レベル３以上のデータが観察画像である白色光画像にスーパーインポーズされる。また、カラー表示するレベルは３以外であってもよい。
　上記構成を有する蛍光観察装置３の作用について、図１８に示すフローチャートを用いて以下に説明する。
　まず、本実施形態の蛍光観察装置３の電源を入れる（ステップＳ１）。
　次に、スコープ１０を体腔内に挿入して被検体の観察を始めると、光源装置１７からの光がスコープ１０内のライトガイドファイバを介して被検体に照射される。これにより、白色光画像データ取得部２９により被検体の反射光から生成した白色光画像が取得されるとともに、蛍光画像データ取得部３０により被検体から発せられた蛍光から生成した蛍光画像が取得される（ステップＳ２）。
　次に、正常組織と思われる領域で初期画像を取得する（ステップＳ３）。このとき、定量化演算部３１により、各画素について蛍光画像の輝度値を白色光画像の輝度値で除算することで、各画素の輝度値が規格化された規格化蛍光強度が演算される。
　次に、各画素の規格化蛍光強度のうち異常値を除いた最小値を取得し、規格化蛍光強度の取得した最小値を病変レベル１に設定する（ステップＳ４）。
　次に、定量化演算部３１により演算された同一画像内における規格化蛍光強度の最小値と、標準データメモリ３４に記憶されている標準データの最小値とを比較し、前述の（１）式を用いて定数ａおよびｃの算出処理を行う（ステップＳ２１）。このように算出された数式に、定量化演算部３１により演算された規格化蛍光強度を当てはめていくことで、規格化蛍光強度が補正される。
　次に、画像補正演算部３５によって規格化された規格化蛍光強度を階調値ごとに病変レベルを１～５の５段階のレベルに分け、規格化蛍光強度を５段階で表示する（ステップＳ８）。
　次に、例えば、レベル３以上の領域をカラー表示し、白色光画像のデータにスーパーインポーズを行い、病変部位の表示を行う（ステップＳ９）。また、カラー表示するレベルは３以外であってもよい。
　観察中は、内視鏡を体内に挿入する過程で取得した画像データのうち、階調値の最小値をリアルタイムに読み込んで、規格化蛍光強度の最小値の更新が行われる（ステップＳ１０）。初期設定値よりも小さい規格化蛍光強度が取得された場合には、ステップＳ４に戻って最小値の再設定を行い、この値に基づいて病変レベルと階調値との相関関係を示す数式が決定され、この数式に基づいて規格化蛍光強度の補正が行われる。
　以上のように、本実施形態に係る蛍光観察装置３によれば、各規格化蛍光強度に対して、標準データにおける最小値から最大値までの被検体の状態を所定の関数で補間して割り当てることができる。これにより、簡単な演算で個体差による影響を排除して被検体の状態を判定することができ、被検体の状態を判定する際の処理を高速で行うことができる。
　以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
　例えば、各実施形態において、本発明に係る蛍光観察装置を内視鏡装置に適用した例を説明したが、顕微鏡装置等に適用することとしてもよい。
　また、各実施形態において、照明光として白色光を用いた例を説明したが、白色光に限定されるものではなく、励起光の反射光などでもよい。
　また、白色光画像データ取得部２９は、被検体からの反射光から白色光画像を生成することとして説明したが、被検体の自家蛍光等の戻り光から戻り光画像を生成することとしてもよい。
　また、各実施形態において、被検体の病変レベルを５段階で分けたが、４段階以下または６段階以上に分けることとしてもよい。
１，２，３　蛍光観察装置
１７　光源装置（照明光源）
２０，２１，２２　画像演算部
２９　白色光画像データ取得部（戻り光画像生成部）
３０　蛍光画像データ取得部（蛍光画像生成部）
３１　定量化演算部（規格化演算部）
３２　最小値取得部（最小値記憶部）
３３　補正値決定部（最小値更新部）
３４　標準データメモリ（標準データ記憶部）
３５　画像補正演算部
３６　画像合成部（状態判定部）
３８　該当標準データ決定部
３９　相関直線演算部
４３　モニタ

Claims (5)

  1. 　被検体に照射する照明光および励起光を発生する照明光源と、
    　該照明光源から発せられた照明光の前記被検体からの戻り光を撮影して戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、
    　前記照明光源から発せられた励起光によって前記被検体において発生した蛍光を撮影して蛍光画像を生成する蛍光画像生成部と、
    　該蛍光画像生成部により生成された蛍光画像の各画素の輝度値を、対応する戻り光画像の各画素の輝度値によって規格化した規格化蛍光強度を演算する規格化演算部と、
    　標準的な規格化蛍光強度と被検体の状態との対応関係を示す標準データを記憶する標準データ記憶部と、
    　前記規格化演算部により演算された規格化蛍光強度の最小値と前記標準データ記憶部に記憶されている標準データとに基づいて、各規格化蛍光強度に対応する被検体の状態を判定する状態判定部とを備える蛍光観察装置。
  2. 　前記状態判定部が、前記規格化演算部により演算された規格化蛍光強度の同一画像内における最小値と前記標準データの最小値との差分を算出し、算出された差分を各規格化蛍光強度に加算して得られた補正蛍光強度に対応する被検体の状態を、前記標準データを用いて判定する請求項１に記載の蛍光観察装置。
  3. 　前記規格化演算部により演算された規格化蛍光強度の同一画像内における最小値を記憶する最小値記憶部と、
    　同一の被写体に対する新たに取得した画像内における規格化蛍光強度の最小値が、前記最小値記憶部に記憶されている最小値より小さい場合に、前記最小値記憶部内に記憶されている最小値を更新する最小値更新部とを備える請求項２に記載の蛍光観察装置。
  4. 　前記標準データ記憶部が、最小値の異なる複数の標準データを記憶し、
    　前記状態判定部が、前記規格化演算部により演算された規格化蛍光強度の同一画像内における最小値に最も近似する最小値を有する標準データを選択し、選択された標準データを用いて、各規格化蛍光強度に対応する被検体の状態を判定する請求項１に記載の蛍光観察装置。
  5. 　前記状態判定部が、前記規格化演算部により算出された規格化蛍光強度の同一画面内における最小値と、前記標準データにおける規格化蛍光強度の最大値との間の各規格化蛍光強度に対して、前記標準データ記憶部に記憶されている標準データにおける最小値から最大値までの被検体の状態を所定の関数で補間して割り当てる請求項１に記載の蛍光観察装置。
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