WO2012056970A1 - 蛍光観察装置 - Google Patents

蛍光観察装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2012056970A1
WO2012056970A1 PCT/JP2011/074058 JP2011074058W WO2012056970A1 WO 2012056970 A1 WO2012056970 A1 WO 2012056970A1 JP 2011074058 W JP2011074058 W JP 2011074058W WO 2012056970 A1 WO2012056970 A1 WO 2012056970A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
unit
gradation value
fluorescence
light
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/074058
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
裕美 志田
Original Assignee
オリンパス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by オリンパス株式会社 filed Critical オリンパス株式会社
Priority to CN201180051260.6A priority Critical patent/CN103200857B/zh
Priority to EP11836106.2A priority patent/EP2620092B1/en
Publication of WO2012056970A1 publication Critical patent/WO2012056970A1/ja
Priority to US13/869,210 priority patent/US9313388B2/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61B1/00002—Operational features of endoscopes
    • A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
    • A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
    • 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
    • A61B1/00163—Optical arrangements
    • A61B1/00186—Optical arrangements with imaging filters
    • 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
    • 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
    • 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
    • A61B1/05—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 characterised by the image sensor, e.g. camera, being in the distal end portion
    • 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
    • A61B1/06—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
    • A61B1/0661—Endoscope light sources
    • A61B1/0669—Endoscope light sources at proximal end of an endoscope
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/56—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means
    • 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
    • A61B1/06—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
    • A61B1/0646—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 with illumination filters

Definitions

  • the present invention relates to a fluorescence observation apparatus.
  • a reflected light image and a fluorescence image of an observation target are acquired, and a region where the fluorescence intensity of the fluorescence image is low is also detected as a lesion depending on whether the signal intensity of the reflected light image exceeds a predetermined setting level.
  • a fluorescence observation apparatus is known (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 since the fluorescence observation apparatus of Patent Document 1 extracts a lesioned part with a fixed threshold, there is a disadvantage that the lesioned part cannot be extracted when the angle or distance of the illumination part varies.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and even when the fluorescence intensity changes depending on the distance or angle, it is possible to identify a region where a large amount of fluorescent material exists without performing a complicated calculation.
  • the object is to provide a fluorescence observation apparatus.
  • One embodiment of the present invention is an illumination unit that irradiates a subject with excitation light and illumination light, and a fluorescence imaging unit that captures fluorescence generated in the subject by irradiation of excitation light from the illumination unit and acquires a fluorescence image
  • a return light imaging unit that captures the return light that is returned from the subject by irradiation of illumination light from the illumination unit and obtains a return light image
  • the fluorescence image acquired by the fluorescence imaging unit is equal to or greater than a set threshold value
  • Fluorescence observation comprising: a region extraction unit that extracts a high-luminance region having a tone value of: and a threshold setting unit that sets the threshold higher as the tone value of the return light image acquired by the return light imaging unit is higher Providing equipment.
  • fluorescence generated by excitation of a fluorescent substance contained in the subject is captured by the fluorescence imaging unit, and a fluorescence image is obtained. To be acquired. Further, when illumination light emitted from the illumination unit is irradiated on the subject, return light returning from the subject is captured by the return light imaging unit, and a return light image is acquired.
  • a high luminance region having a gradation value equal to or higher than the threshold set by the threshold setting unit is extracted by the region extracting unit.
  • the gradation value of the fluorescent image is also high due to the positional relationship such that the illumination unit and the subject are close. Therefore, by using a higher threshold value as the gradation value of the return light image is higher, an area where the gradation value of the fluorescent image is higher depending on the positional relationship between the illumination unit and the subject is extracted as a high luminance area. Can be prevented. That is, it is possible to extract a region that is truly rich in fluorescent material, except for a region where the gradation value of the fluorescent image is high depending on the irradiation distance and angle to the subject.
  • the threshold value setting unit sets the threshold value according to a function that increases between a first gradation value and a second gradation value as the gradation value of the return light image increases.
  • the threshold value larger than the value calculated by the function may be set in a gradation value range smaller than the first gradation value and a gradation value range larger than the second gradation value. .
  • the gradation value of the fluorescent image contains a lot of noise, and the gradation value of the return light image is greater than the second gradation value.
  • a large gradation value range is more likely to be saturated with the gradation value of the fluorescent image. Therefore, a threshold value larger than the value calculated by the function is set in the gradation value range where the gradation value of the return light image is smaller than the first gradation value and the gradation value range larger than the second gradation value. By doing so, it is possible to prevent an area where the reliability of the fluorescence signal such as noise or saturation is low as being extracted as a high luminance area.
  • the threshold value setting unit sets the threshold value for each divided region formed by dividing the return light image into a plurality of pixels, and the region extracting unit sets each divided region.
  • the high luminance region may be extracted from each small region of the fluorescent image arranged at a position corresponding to each divided region using the set threshold value. In this way, the amount of calculation is less than setting a threshold value for each pixel, and the time required for the calculation can be saved.
  • the return light image is divided into a plurality of pixels to form the divided areas, and the small areas of the fluorescent image arranged at positions corresponding to the divided areas are divided into the divided areas.
  • the number of divisions may be increased as the average gradation value is higher. By doing in this way, a divided region of the return light image is formed by the image dividing unit according to the number of divisions according to the average gradation value of the return light image calculated by the average gradation value calculating unit.
  • Each small area of the fluorescent image is associated with the.
  • the average gradation value is high. Therefore, when the average gradation value is high, the fluorescent image can be observed in detail by increasing the number of divisions.
  • the illuminating unit is moved away from the subject or the incident angle is made shallow, the subject is roughly observed, and in this state, the average gradation value is low. Therefore, by reducing the number of divisions when the average gradation value is low, the number of computations can be reduced, and the time required for computation can be saved.
  • an identification information reading unit that includes an attachment / detachment component that is attached / detached to change the observation condition, the identification information is stored in the attachment / detachment component, and the identification information stored in the attachment / detachment component is read.
  • a storage unit that associates and stores the identification information, a gradation value of the return light image, and the threshold; and a threshold setting unit that sets the threshold stored in association with the storage unit. Also good.
  • the identification information stored in the detachable component is read by the identification information reading means, and the identification information and the gradation of the return light image are read by the storage unit.
  • the threshold stored in association with the value is set by the threshold setting unit. Thereby, an optimal threshold value can be selected according to the observation condition, and fluorescence observation with high quantitativeness can be performed even when the observation condition fluctuates.
  • the detachable parts include a scope in an endoscope apparatus, and the observation conditions to be changed in that case include the wavelength and intensity of observable fluorescence and the site to be observed (stomach, large intestine, etc.) Can be mentioned.
  • the present invention even when the fluorescence intensity varies depending on the distance or angle, there is an effect that it is possible to specify a region where a large amount of the fluorescent substance exists without performing a complicated calculation.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a fluorescence observation apparatus according to a first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the some division area arranged squarely by the division number set beforehand. It is a figure which shows the graph of the relationship between the threshold value which is a monotone increase function which becomes so large that an average gradation value is large, and an average gradation value. It is a figure which shows the graph of the relationship between a threshold value and an average gradation value when the function applied according to the value of an average gradation value is changed in FIG. It is a whole block diagram which shows the fluorescence observation apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a whole block diagram which shows the fluorescence observation apparatus which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. It is a figure which shows the graph which changes according to an observation object site
  • a fluorescence observation apparatus 1 is an endoscope apparatus, and as illustrated in FIG. 1, an elongated insertion part 2 to be inserted into a body, a light source (illumination part) 3, and a light source 3.
  • the illumination unit (illumination unit) 4 that irradiates the excitation light and the illumination light from the distal end of the insertion unit 2 toward the subject A, and the image information of the biological tissue that is the subject A is provided at the distal end of the insertion unit 2.
  • An imaging unit 5 an image processing unit 6 that is arranged on the proximal end side of the insertion unit 2 and processes image information acquired by the imaging unit 5, and a monitor 7 that displays an image G processed by the image processing unit 6. And.
  • the light source 3 includes a xenon lamp 8, a filter 9 that cuts out excitation light and illumination light (wavelength band 400 to 740 nm) from light emitted from the xenon lamp 8, and excitation light and illumination light cut out by the filter 9. And a coupling lens 10 for condensing light.
  • the illumination unit 4 is disposed over substantially the entire length in the longitudinal direction of the insertion portion 2, and is provided at the distal end of the insertion portion 2 and a light guide fiber 11 that guides the excitation light and the illumination light collected by the coupling lens 10.
  • an illumination optical system 12 that diffuses excitation light and illumination light guided by the light guide fiber 11 and irradiates the subject A facing the distal end surface 2a of the insertion portion 2.
  • the imaging unit 5 reflects the light (excitation light and fluorescence) having an excitation wavelength or more out of the light collected by the objective lens 13 and the light collected by the objective lens 13.
  • the dichroic mirror 14 that transmits white light (return light) having a wavelength shorter than the excitation wavelength, and the two condensing lenses that condense the fluorescent light reflected by the dichroic mirror 14 and the white light transmitted through the dichroic mirror 14, respectively.
  • 15 and 16 and two imaging elements 17 and 18 such as a CCD for photographing white light and fluorescence condensed by the condenser lenses 15 and 16.
  • reference numeral 19 denotes an excitation light cut filter that blocks excitation light out of light reflected by the dichroic mirror 14 (for example, transmits only light in the wavelength band of 760 to 850 nm).
  • the image processing unit 6 divides the white light image G 1 into a plurality of divided regions R, and a white light image generation unit 20 that generates a white light image G 1 from the white light image information S 1 acquired by the image sensor 17.
  • Te image dividing unit 21 to obtain an image division information the threshold setting unit 22 for setting a threshold value S 4 from the image divided information obtained by the image dividing unit 21 for each divided region R, the fluorescence image acquired by the imaging device 18 from the information S 2 fluorescence image generating unit 23 that generates a fluorescence image G 2, based on the threshold value S 4 of each area set by the threshold setting unit 22, high extracts a high luminance area from the fluorescence image G 2
  • Image dividing unit 21 the white light image G 1 generated from the white light image generating unit 20 is divided into a lattice shape so as to generate a plurality of divided regions R which are arranged in rows and columns.
  • the image dividing unit 21 generates a plurality of divided regions R arranged in a square with a predetermined number of divisions (M ⁇ M). ing.
  • the image dividing unit 21, the position of each divided region R of the white light image G 1, the position of each divided region R in the same range small area of the fluorescence image G 2 are photographing a subject A of (not shown)
  • the area correspondence information indicating the correspondence relationship is stored.
  • the white light image G 1 and the fluorescent image G 2 are obtained by branching and shooting the light returning from the same subject A by the dichroic mirror 14.
  • the correspondence relationship between the pixels capturing the same position of A is determined by the size and arrangement of the image sensors 17 and 18. Therefore, the region correspondence information, for example, the address range of the pixels constituting the divided region R of the white light image G 1, a correspondence table of an address range S 5 of the pixels constituting the small region of the fluorescence image G 2.
  • the image dividing unit 21 uses an area corresponding information stored, for each small area of the fluorescence image G 2, divided regions R in which the address range S 5 pixels of the small area, corresponding to the small region correspondence and outputs the tone value S 3 of a plurality of pixels constituting the.
  • Threshold setting unit 22 a plurality of tone values S 3 of the pixels constituting each divided region R that is input from the image dividing unit 21, corresponding averaging to each small region so as to calculate the average gray scale value It has become.
  • the threshold setting unit 22 stores a threshold value for extracting the high brightness region of the fluorescence image G 2 as a function of the mean gray level.
  • This function is the mean gray level of the white light image G 1 obtained by photographing a standard sample or the like, obtained in advance from the relationship between the threshold to accurately extract the high luminance region of the fluorescence image G 2 Is. Because in the white-light image G 1 is light areas tend to be higher fluorescence intensity, the function, as shown in FIG. 3, it has a larger monotonically increasing function larger the mean gray level.
  • Threshold setting unit 22 is an average gradation value calculated for each small region with determining the threshold S 4 are fitted to the function, such that the output in association with the address range S 5 pixels constituting each small region ing.
  • Region extraction unit 24 the fluorescence image generating portion fluorescence image G 2 generated by 23, with a threshold value S 4 of each small area received from the threshold setting unit 22 extracts a high luminance area of the fluorescence image G 2 It is like that. Specifically, the region extracting unit 24 is adapted to compare the gradation value of each pixel of the fluorescence image G 2, and a threshold value S 4 of the pixel is set for belonging subregion. Region extraction unit 24, the result of the comparison, the gradation value is higher pixel than the threshold S 4, is extracted as pixels forming the high-luminance region.
  • the value "1" to the pixel exceeding the threshold S 4 are tone values, by the tone value gives the value "0" to the threshold value S 4 or less of the pixel, a high set of pixels having the value "1" It is adapted to generate a luminance region image G 3.
  • the fluorescence observation apparatus 1 configured as described above will be described below.
  • the insertion portion 2 is inserted into the body, and the distal end surface 2a of the insertion portion 2 is opposed to the subject A.
  • the light source 3 is operated to generate excitation light and illumination light, which are incident on the light guide fiber 11 by the coupling lens 10. Excitation light and illumination light guided through the light guide fiber 11 and reaching the distal end of the insertion portion 2 are diffused by the illumination optical system 12 at the distal end of the insertion portion 2 and irradiated onto the subject A.
  • the fluorescent substance contained therein is excited by the excitation light to emit fluorescence, and white light is reflected on the surface of the subject A.
  • the reflected light of fluorescent light and illumination light returns from the subject A to the distal end surface 2a of the insertion portion 2, and the fluorescent light and white light emitted from within a part of the observation range are collected by the objective lens 13. .
  • the fluorescent light and white light collected by the objective lens 13 are branched by wavelength by the dichroic mirror 14, and white light having a wavelength band of 400 to 700 nm, for example, is collected by the condensing lens 15 and white light is collected by the image sensor 17. It is obtained as image information S 1.
  • Image information S 1 and S 2 acquired by the image sensors 17 and 18 are sent to the image processing unit 6.
  • the white-light image information S 1 is the white light image G 1 is inputted to the white light image generating unit 20 is generated.
  • the fluorescence image G 2 is generated fluorescence image information S 2 is input to the fluorescent image generating unit 23.
  • the generated white light image G 1 is divided into M ⁇ M divided regions R arranged in a square by the image dividing unit 21. Then, in the image dividing unit 21, the gradation values S 3 of a plurality of pixels constituting each divided region R using the stored region correspondence information and the smallness of the fluorescent image G 2 corresponding to the divided region R are stored. an address range S 5 pixel region is associated, is outputted to the threshold setting unit 22.
  • the threshold setting unit 22 the gradation value S 3 of the white light image G 1 input from the image dividing unit 21 is added and averaged for each small region to calculate an average gradation value. Then, the threshold S 4 is calculated fitted to function mean gray values calculated are stored in advance. Thus, the threshold S 4 are set for each small area of the fluorescence image G 2. Then, the set threshold value S 4 is output to the region extraction unit 24 in association with the address range S 5 of the pixels constituting the small region.
  • the region extraction section 24, the gradation value of each pixel of the fluorescence image G 2 generated by the fluorescence-image generating unit 23 is compared with a threshold S 4 inputted from the threshold setting unit 22, the tone exceeding a threshold S 4 pixels with values are extracted as the high luminance region, a high-luminance region image G 3 is generated.
  • the high luminance region image G 3 thus generated are displayed by the image switching section 25 to the monitor 7 by switching a white light image G 1. While observing the white light image G 1 displayed on the monitor 7, the operator operates the image switching unit 25 as necessary to display the high-intensity region image G 3 on the monitor 7. the high luminance region of 2 can be observed in association with the white-light image G 1.
  • the high luminance region of the fluorescent image G 2 is extracted using a threshold S 4 that is set for each small area.
  • Threshold S 4 since the average gradation value of the divided regions R of the white light image G 1 corresponding to the small area of the fluorescence image G 2 is set to be larger the higher, it contains a fluorescent substance much in the subject A It is possible to extract only the region that is present as the high luminance region.
  • the high tone value area, and a region that contains a fluorescent substance much in the subject A, but a region where the excitation light is irradiated strongly contains What is desired to be extracted as a lesion is only an area where the subject A contains a large amount of fluorescent material.
  • the area gradation values of the white-light image G 1 is high, an area where white light with high intensity by the positional relationship between the illumination unit 4 and the object A is irradiated, higher intensity of the excitation light irradiated It has become.
  • the tone value of the white-light image G 1 is high region by setting a large threshold value S 4, is the gradation value of the fluorescence image G 2 is high for excitation light of high intensity is irradiated It is possible to make it difficult to extract the existing area as the high luminance area. As a result, it is possible to extract a region where truly much fluorescent material exists without depending on the irradiation distance and angle of the excitation light to the subject A. For example, when observation is performed by administering a fluorescent substance that specifically accumulates in a tumor part generated in a living tissue, it is possible to accurately identify a region where there is truly a lot of fluorescent substance, that is, a tumor part. There are advantages.
  • the fluorescence observation apparatus 1 since the set collectively threshold S 4 for extracting a high-brightness region in each divided region R, compared with a case of setting the threshold value S 4 for each pixel Therefore, the calculation amount is small, and the time required for the calculation can be saved. Further, since removing the light distribution effected by the tone value of the white-light image G 1, it is possible to reduce the calculation amount compared to the removal of the light distribution effect by dividing the fluorescence image G 2 by the white-light image G 1 .
  • the threshold value is set S 4 using the same function over the entire average gradation value of the white-light image G 1, instead of this, as shown in FIG. 4, the average gray value
  • the function to be applied may be different.
  • a gradation value C2 takes slightly larger first than the minimum gradation value C1 obtained in the imaging element 17 for imaging the white light image G 1, second slightly above the maximum tone value C3 smaller the gradation value C4 It is also possible to use the above-described monotone increasing function between the first gradation value C2 and the second gradation value C4.
  • the maximum tone value larger than D to be taken of the imaging device 18 for capturing a fluorescent image G 2 There it is preferable to be set as the threshold value S 4.
  • the linear function as shown in FIG. 2 is exemplified as the function, but instead, any other function may be adopted as long as it is a monotonically increasing function. Further, it may be stored a formula as a function, may be allowed to store a map showing the correspondence relationship between the mean gray level and the threshold value S 4 decides to set the threshold value S 4.
  • the high-intensity areas of the white light image G 1 and the fluorescent image G 2 are displayed on the monitor 7 in association with the white light image G 1 and observed, they may be juxtaposed or overlapped. Also good.
  • the image dividing unit 21 is provided in the image processing unit 6, but this may not be provided. Therefore, not for each divided region R, to set the threshold value S 4 for each pixel may be calculated with high luminance region. By doing in this way, a high-intensity area
  • the present embodiment has determined the mean tone value of the small area of the fluorescence image corresponding to the divided region R, a high-luminance region by comparing a threshold value S 4 of the mean gray level and the divided regions R It may be extracted. By doing so, it is possible to reduce the amount of calculation for extracting the high luminance region and perform display at high speed.
  • the fluorescence observation apparatus 26 includes an average tone value calculation unit 27 between the white light image generation unit 20 and the image division unit 21 of the image processing unit 6.
  • the average gradation value calculating unit 27 calculates the average gradation value S 6 by averaging the gradation values of all the pixels of the white light image G 1 generated by the white light image generating unit 20, and the image dividing unit 21. To output.
  • the image dividing unit 21 stores correspondence information indicating correspondence between each pixel of the white-light image G 1 and the fluorescence image G 2 are taken the same position of the subject A. Then, the image dividing unit 21 divides the image by the average gradation value S 6 of the white light image G 1 input from the average gradation value calculating unit 27 with a larger number of divisions as the average gradation value S 6 is higher. It is like that.
  • the image dividing section 21 by setting the division number, and determines the address range of the pixels constituting each divided region R in the case of dividing the white light image G 1 in the division number, the corresponding information stored from, so as to determine the address range S 5 subregions fluorescence image G 2 corresponding to the address range of the divided regions R.
  • the address range S 5 of each small region determined, the tone value S 3 of each pixel constituting the divided region R corresponding are outputted in correspondence .
  • Image dividing unit 21 by the dividing number determined by the brightness of the average gradation value S 6, by dividing the white light image G 1, it is adapted to generate the divided region R.
  • the illumination unit 4 and the subject A are brought close to each other or faced to face each other in detail. be able to.
  • the average gradation value S 6 of the white-light image G 1 is increased. Therefore, it is possible to extract a divided region high luminance area detail each R by increasing the division number of the white-light image G 1.
  • the illumination unit 4 is when the or shallow incident angle or away from the subject A, the average gray scale value S 6 of the white-light image G 1 is lowered. Therefore, by reducing the number of divisions of the white-light image G 1, corner the number of calculations is reduced, it is possible to save time required for the calculation.
  • an insertion part (detachable part) that can be attached to and detached from the light source 3 and the image processing part 6 so that it can be exchanged according to the site to be observed. 2 is provided.
  • the insertion unit 2 is provided with an IC chip 29 that stores identification information of the insertion unit.
  • a reading device 30 that reads identification information in the IC chip 29 and a storage unit 31 that stores the identification information and the function S 7 in association with each other are provided on the light source 3 side to which the insertion unit 2 is attached.
  • the reading device 30 reads the identification information in the IC chip 29 provided in the insertion unit 2 and acquires the function S 7 corresponding to the read identification information from the storage unit 31. , And output to the threshold setting unit 22.
  • the imaging unit 5 of each insertion section 2 has different optical characteristics so that observation suitable for each observation target site can be performed, when each insertion section 2 is replaced, the white light image G 1 As shown in FIG. 7, the function S 7 for setting the threshold value S 4 from the tone values of the above also changes according to the observation target part.
  • threshold setting unit 22 may set the threshold value S 4 suitable for the examination site.
  • the insertion portion 2 is replaced with respect to the light source 3, is set optimum function S 7 in the insertion portion 2, there is an advantage that it is possible to obtain a high high-luminance region quantitativeness.
  • a storage unit 31 to the light source 3 it is assumed that outputs the function S 7 to the threshold setting unit 22, instead of this, the threshold setting section 22 functions which associates the identification information The corresponding function may be selected based on the identification information that is stored and sent from the reading device 30.
  • an endoscope has been described as an example of the fluorescence observation apparatus 1, 26, 28.
  • the present invention is not limited to this and is applied to any other fluorescence observation apparatus. May be.
  • white light was illustrated and demonstrated as reflected light of illumination light, it is not limited to this, Other arbitrary lights, such as reflected light of excitation light, autofluorescence, are demonstrated. You may decide to use it.
  • the transmission wavelength region of the dichroic mirror 14 and the excitation light cut filter 19 is not limited to this, and may be applied to other arbitrary wavelengths.
  • a Subject S 1 White light image information (return light image) S 2 fluorescence image information (fluorescent image) S 4 threshold 1, 26, 28 Fluorescence observation device 2 Insertion part (detachable part) 3 Light source (illumination part) 4 Lighting unit (lighting unit) 17 Image sensor (Return light imaging unit) 18 Imaging device (fluorescence imaging unit) 21 Image dividing unit 22 Threshold setting unit 24 Region extracting unit 27 Average gradation value calculating unit 30 Reading device (identification information reading unit) 31 Memory unit

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Endoscopes (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

　距離や角度により蛍光強度が変化した場合でも、複雑な演算を行うことなく蛍光物質が多く存在する領域を特定する。被写体（Ａ）に対し、励起光および照明光を照射する照明部（３）と、該照明部（３）からの励起光の照射により前記被写体（Ａ）において発生した蛍光を撮影し蛍光画像（Ｓ２）を取得する蛍光撮像部（１８）と、照明部（３）からの照明光の照射により被写体（Ａ）から戻る戻り光を撮影し戻り光画像（Ｓ１）を取得する戻り光撮像部（１７）と、蛍光撮像部（１８）により取得された蛍光画像（Ｓ２）が、設定された閾値（Ｓ４）以上の階調値を有する高輝度領域を抽出する領域抽出部（２４）と、戻り光撮像部（１７）により取得された戻り光画像（Ｓ１）の階調値が高いほど閾値（Ｓ４）を高く設定する閾値設定部（２２）とを備える蛍光観察装置（１）を提供する。

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、観察対象の反射光画像と蛍光画像とを取得し、反射光画像の信号強度が所定の設定レベルを超えているか否かによって、蛍光画像の蛍光強度が小さい領域についても、病変部として検出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２００６－１９１９８９号公報
　しかしながら、特許文献１の蛍光観察装置は、固定の閾値によって病変部を抽出するので、照明部の角度や距離が変動した場合には病変部を抽出しきれないという不都合がある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、距離や角度により蛍光強度が変化した場合でも、複雑な演算を行うことなく蛍光物質が多く存在する領域を特定することができる蛍光観察装置を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
　本発明の一態様は、被写体に対し、励起光および照明光を照射する照明部と、該照明部からの励起光の照射により前記被写体において発生した蛍光を撮影し蛍光画像を取得する蛍光撮像部と、前記照明部からの照明光の照射により前記被写体から戻る戻り光を撮影し戻り光画像を取得する戻り光撮像部と、前記蛍光撮像部により取得された蛍光画像が、設定された閾値以上の階調値を有する高輝度領域を抽出する領域抽出部と、前記戻り光撮像部により取得された戻り光画像の階調値が高いほど前記閾値を高く設定する閾値設定部とを備える蛍光観察装置を提供する。
　本発明の一態様によれば、照明部から発せられた励起光が被写体に照射されると、被写体内に含まれる蛍光物質が励起されて発生した蛍光が蛍光撮像部によって撮影され、蛍光画像が取得される。また、照明部から発せられた照明光が被写体に照射されると、被写体から戻る戻り光が戻り光撮像部によって撮影され、戻り光画像が取得される。
　そして、取得された蛍光画像の内、閾値設定部により設定された閾値以上の階調値を有する高輝度領域が領域抽出部により抽出される。戻り光画像の階調値が高い領域は、照明部と被写体とが近い等の位置関係により蛍光画像の階調値も高くなっている。したがって、戻り光画像の階調値が高いほど高い閾値を用いることにより、照明部と被写体との位置関係に依存して蛍光画像の階調値が高くなっている領域が高輝度領域として抽出されることを防止できる。すなわち、被写体への照射距離や角度により蛍光画像の階調値が高くなっている領域を除いて、真に、蛍光物質が多く存在する領域を抽出することができる。
　本発明の一態様においては、前記閾値設定部が、第１の階調値と第２の階調値との間において、前記戻り光画像の階調値が高いほど高くなる関数に従う前記閾値を設定し、前記第１の階調値より小さい階調値範囲および前記第２の階調値より大きい階調値範囲においては、前記関数により算出される値より大きな前記閾値を設定するとしてもよい。
　このようにすることで、第１の階調値と第２の階調値との間においては、関数に従う閾値により、高輝度領域を抽出することができる。
　戻り光画像の階調値が第１の階調値より小さい階調値範囲は蛍光画像の階調値にノイズが多く含まれ、戻り光画像の階調値が前記第２の階調値より大きい階調値範囲は蛍光画像の階調値で飽和状態となる可能性が大きくなる。したがって、戻り光画像の階調値が第１の階調値より小さい階調値範囲および前記第２の階調値より大きい階調値範囲においては、関数により算出される値より大きな閾値を設定することにより、ノイズや飽和状態などの蛍光信号の信頼性が低い領域が高輝度領域として抽出されることを防止することができる。
　本発明の一態様においては、前記閾値設定部が、前記戻り光画像を複数画素毎に分割して形成された分割領域毎に前記閾値を設定し、前記領域抽出部が、各前記分割領域に設定された前記閾値を用いて、各前記分割領域に対応する位置に配置される前記蛍光画像の各小領域について、前記高輝度領域を抽出する構成としてもよい。
　このようにすることで、１画素毎に閾値を設定することに比べ演算量が少なくて済み、演算に要する時間を節約することができる。
　上記構成においては、前記戻り光画像を複数画素毎に分割して前記分割領域を形成するとともに、各該分割領域に対応する位置に配される前記蛍光画像の前記小領域を各前記分割領域に対応づける画像分割部と、前記戻り光画像内の複数の画素の平均階調値を算出する平均階調値算出部とを備え、前記画像分割部は、前記平均階調値算出部により算出された平均階調値が高いほど分割数を増やしてもよい。
　このようにすることで、平均階調値算出部により算出される戻り光画像の平均階調値に応じた分割数によって、画像分割部により戻り光画像の分割領域が形成され、各分割領域毎に蛍光画像の各小領域が対応づけられる。
　照明部を被写体に近接させたり、対向させたりしているときは、被写体をより詳細に観察しようとしている状態であり、この状態では平均階調値が高い。したがって、平均階調値が高いときに分割数を増やすことで、詳細に蛍光画像を観察することができる。
　一方、照明部を被写体から遠くしたり、入射角度を浅くしたりしたときは、被写体を大まかに観察しようとしている状態であり、この状態では平均階調値が低い。したがって、平均階調値が低いときに分割数を減らすことで、演算回数が少なくてすみ、演算に要する時間を節約することができる。
　本発明の一態様においては、観察条件を変更するために着脱される着脱部品を備え、該着脱部品に識別情報が記憶され、該着脱部品に記憶された識別情報を読み取る識別情報読取部と、前記識別情報と前記戻り光画像の階調値と前記閾値とを対応づけて記憶する記憶部と、前記記憶部により対応づけて記憶された前記閾値を設定する前記閾値設定部とを備えていてもよい。
　このようにすることで、着脱部品を着脱して観察条件を変更すると、着脱部品に記憶されている識別情報が、識別情報読取手段によって読み取られ、記憶部により識別情報と戻り光画像の階調値に対応づけて記憶された閾値は、閾値設定部により設定される。これにより、観察条件に合わせて最適な閾値を選択でき、観察条件が変動した場合においても定量性の高い蛍光観察を行うことができる。
　着脱部品としては、例えば、内視鏡装置におけるスコープ等を挙げることができ、その場合に変更される観察条件としては、観察可能な蛍光の波長や強度および観察対象部位（胃、大腸など）等を挙げることができる。
　本発明によれば、距離や角度による蛍光強度が変化した場合でも、複雑な演算を行うことなく蛍光物質が多く存在する領域を特定することができるという効果を奏する。
本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置を示す全体構成図である。 予め設定された分割数で正方配列された複数の分割領域を示す図である。 平均階調値が大きいほど大きくなる単調増加関数である閾値と平均階調値の関係のグラフを示す図である。 図３において平均階調値の値に応じて適用する関数を変えたときの閾値と平均階調値の関係のグラフを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置を示す全体構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置を示す全体構成図である。 図３において観察対象部位に応じて変化するグラフを示す図である。
　本発明の第１の実施形態に係る蛍光観察装置について、図面を参照して以下に説明する。
　本実施形態に係る蛍光観察装置１は、内視鏡装置であって、図１に示されるように、体内に挿入される細長い挿入部２と、光源（照明部）３と、該光源３からの励起光および照明光を挿入部２の先端から被写体Ａに向けて照射する照明ユニット（照明部）４と、挿入部２の先端に設けられ、被写体Ａである生体組織の画像情報を取得する撮像ユニット５と、挿入部２の基端側に配置され、撮像ユニット５により取得された画像情報を処理する画像処理部６と、該画像処理部６により処理された画像Ｇを表示するモニタ７とを備えている。
　光源３は、キセノンランプ８と、該キセノンランプ８から発せられた光から、励起光および照明光（波長帯域４００～７４０ｎｍ）を切り出すフィルタ９と、フィルタ９により切り出された励起光および照明光を集光するカップリングレンズ１０とを備えている。
　照明ユニット４は、挿入部２の長手方向のほぼ全長にわたって配置され、カップリングレンズ１０によって集光された励起光および照明光を導光するライトガイドファイバ１１と、挿入部２の先端に設けられ、ライトガイドファイバ１１によって導光されてきた励起光および照明光を拡散させて、挿入部２の先端面２ａに対向する被写体Ａに照射する照明光学系１２とを備えている。
　撮像ユニット５は、被写体Ａの所定の観察範囲から戻る光を集光する対物レンズ１３と、該対物レンズ１３によって集光された光のうち、励起波長以上の光（励起光および蛍光）を反射し、励起波長より短い波長の白色光（戻り光）を透過するダイクロイックミラー１４と、該ダイクロイックミラー１４により反射された蛍光およびダイクロイックミラー１４を透過した白色光をそれぞれ集光する２つの集光レンズ１５，１６と、集光レンズ１５，１６によって集光された白色光および蛍光を撮影するＣＣＤのような２個の撮像素子１７，１８とを備えている。図中、符号１９は、ダイクロイックミラー１４によって反射された光のうち励起光を遮断する（例えば、波長帯域７６０～８５０ｎｍの光だけを透過する）励起光カットフィルタである。
　画像処理部６は、撮像素子１７により取得された白色光画像情報Ｓ１から白色光画像Ｇ１を生成する白色光画像生成部２０と、白色光画像Ｇ１を複数の分割領域Ｒに分割して画像分割情報を得る画像分割部２１と、画像分割部２１により得られた画像分割情報から分割領域Ｒごとに閾値Ｓ４を設定する閾値設定部２２と、撮像素子１８により取得された蛍光画像情報Ｓ２から蛍光画像Ｇ２を生成する蛍光画像生成部２３と、閾値設定部２２により設定された各領域の閾値Ｓ４をもとに、蛍光画像Ｇ２から高輝度領域を抽出して高輝度領域画像Ｇ３を生成する領域抽出部２４と、領域抽出部２４により生成された高輝度領域画像Ｇ３と白色光画像Ｇ１とを切り換えてモニタ７に表示させる画像切替部２５とを備えている。
　画像分割部２１は、白色光画像生成部２０から生成された白色光画像Ｇ１を格子状に分割し、縦横に配列された複数の分割領域Ｒを生成するようになっている。本実施形態においては、画像分割部２１は、例えば、図２に示されるように、予め設定された分割数（Ｍ×Ｍ）で、正方配列された複数の分割領域Ｒを生成するようになっている。
　また、画像分割部２１は、白色光画像Ｇ１の各分割領域Ｒの位置と、各分割領域Ｒと同一範囲の被写体Ａを撮影している蛍光画像Ｇ２の小領域（図示略）の位置との対応関係を示す領域対応情報を記憶している。上述したように、白色光画像Ｇ１および蛍光画像Ｇ２は、同一の被写体Ａから戻る光をダイクロイックミラー１４により分岐して撮影することにより得られているので、重複した撮影範囲を含み、被写体Ａの同一位置を撮影している画素の対応関係は、各撮像素子１７，１８の大きさや配置により定まっている。したがって、領域対応情報は、例えば、白色光画像Ｇ１の分割領域Ｒを構成する画素のアドレス範囲と、蛍光画像Ｇ２の小領域を構成する画素のアドレス範囲Ｓ５との対応表である。
　そして、画像分割部２１は、記憶している領域対応情報を用いて、蛍光画像Ｇ２の小領域毎に、該小領域の画素のアドレス範囲Ｓ５と、該小領域に対応する分割領域Ｒを構成する複数画素の階調値Ｓ３とを対応づけて出力するようになっている。
　閾値設定部２２は、画像分割部２１から入力された各分割領域Ｒを構成する複数の画素の階調値Ｓ３を、対応する小領域毎に加算平均して平均階調値を算出するようになっている。
　また、閾値設定部２２は、蛍光画像Ｇ２の高輝度領域を抽出するための閾値を平均階調値の関数として記憶している。
　この関数は、標準試料等を撮影して得られた白色光画像Ｇ１の平均階調値と、蛍光画像Ｇ２の高輝度領域を精度よく抽出するための閾値との関係から予め得られたものである。白色光画像Ｇ１が明るい領域においては蛍光強度も高くなる傾向があるため、この関数は、図３に示されるように、平均階調値が大きいほど大きくなる単調増加関数となっている。
　閾値設定部２２は、小領域毎に算出した平均階調値をこの関数に当てはめて閾値Ｓ４を求めるとともに、各小領域を構成する画素のアドレス範囲Ｓ５と対応づけて出力するようになっている。
　領域抽出部２４は、蛍光画像生成部２３により生成された蛍光画像Ｇ２から、閾値設定部２２から受け取った小領域毎の閾値Ｓ４を用いて、蛍光画像Ｇ２の高輝度領域を抽出するようになっている。
　具体的には、領域抽出部２４は、蛍光画像Ｇ２の各画素の階調値と、該画素が属する小領域に対して設定されている閾値Ｓ４とを比較するようになっている。領域抽出部２４は、比較の結果、階調値が閾値Ｓ４より高い画素を、高輝度領域を構成する画素として抽出する。そして、階調値が閾値Ｓ４を超えた画素に値「１」、階調値が閾値Ｓ４以下の画素に値「０」を与えることにより、値「１」を有する画素の集合を高輝度領域画像Ｇ３として生成するようになっている。
　このように構成された本実施形態に係る蛍光観察装置１の作用について以下に説明する。
　本実施形態に係る蛍光観察装置１を用いて被写体Ａである体内の生体組織の観察を行うには、体内に挿入部２を挿入して、挿入部２の先端面２ａを被写体Ａに対向させる。そして、光源３を作動させて、励起光および照明光を発生させ、カップリングレンズ１０によってライトガイドファイバ１１に入射させる。ライトガイドファイバ１１内を導光されて挿入部２の先端に達した励起光および照明光は、挿入部２先端の照明光学系１２によって拡散されて被写体Ａに照射される。
　被写体Ａにおいては、内部に含まれている蛍光物質が励起光によって励起されることにより蛍光が発せられるとともに、被写体Ａの表面において白色光が反射させられる。蛍光および照明光の反射光（白色光）は、被写体Ａから挿入部２の先端面２ａに戻り、その一部の観察範囲内から発せられた蛍光および白色光が対物レンズ１３によって集光される。
　対物レンズ１３によって集光された蛍光および白色光はダイクロイックミラー１４によって波長毎に分岐され、例えば４００～７００ｎｍの波長帯域の白色光は、集光レンズ１５によって集光され、撮像素子１７により白色光画像情報Ｓ１として取得される。
　また、対物レンズ１３によって集光された蛍光および白色光の内、ダイクロイックミラー１４を反射した光、例えば７００～８５０ｎｍの波長帯域の励起光および蛍光を含む光からは、励起光カットフィルタ１９によって励起光（例えば７４０ｎｍ以下の光）が除去された後に、蛍光のみが集光レンズ１６によって集光されて撮像素子１８によって蛍光画像情報Ｓ２として取得される。
　各撮像素子１７，１８によって取得された画像情報Ｓ１，Ｓ２は、画像処理部６に送られる。画像処理部６においては、白色光画像情報Ｓ１が白色光画像生成部２０に入力されて白色光画像Ｇ１が生成される。一方、蛍光画像情報Ｓ２が蛍光画像生成部２３に入力されて蛍光画像Ｇ２が生成される。
　生成された白色光画像Ｇ１は、画像分割部２１により正方配列されたＭ×Ｍ個の分割領域Ｒに分割される。そして、画像分割部２１においては、記憶されている領域対応情報を用いて各分割領域Ｒを構成する複数の画素の階調値Ｓ３と、その分割領域Ｒに対応する蛍光画像Ｇ２の小領域の画素のアドレス範囲Ｓ５とが対応づけられて、閾値設定部２２に出力される。
　閾値設定部２２においては、画像分割部２１から入力されてきた白色光画像Ｇ１の階調値Ｓ３が小領域毎に加算平均されて、平均階調値が算出される。そして、算出された平均階調値が予め記憶されている関数に当てはめられて閾値Ｓ４が算出される。これにより、蛍光画像Ｇ２の小領域毎に閾値Ｓ４が設定される。そして、設定された閾値Ｓ４は、小領域を構成する画素のアドレス範囲Ｓ５と対応づけられて領域抽出部２４に出力される。
　領域抽出部２４では、蛍光画像生成部２３により生成された蛍光画像Ｇ２の各画素の階調値が、閾値設定部２２から入力された閾値Ｓ４と比較され、閾値Ｓ４を超える階調値を有する画素が高輝度領域として抽出され、高輝度領域画像Ｇ３が生成される。
　そして、生成された高輝度領域画像Ｇ３は、画像切替部２５によって白色光画像Ｇ１と切り替えてモニタ７に表示される。モニタ７に表示された白色光画像Ｇ１を観察しながら、操作者が必要に応じて画像切替部２５を操作することにより、高輝度領域画像Ｇ３をモニタ７に表示させて、蛍光画像Ｇ２の高輝度領域を白色光画像Ｇ１に対応づけて観察することができる。
　この場合において、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、小領域毎に設定された閾値Ｓ４を用いて蛍光画像Ｇ２の高輝度領域が抽出される。閾値Ｓ４は、蛍光画像Ｇ２の小領域に対応する白色光画像Ｇ１の分割領域Ｒの平均階調値が高ければ高いほど大きく設定されているので、被写体Ａに蛍光物質が多く含まれている領域のみを高輝度領域として抽出することができる。
　すなわち、生成された蛍光画像Ｇ２において、階調値の高い領域には、被写体Ａに蛍光物質が多く含まれている領域と、励起光が強く照射されている領域とが含まれているが、病変部として抽出したいのは被写体Ａに蛍光物質が多く含まれている領域のみである。また、白色光画像Ｇ１の階調値が高い領域は、照明ユニット４と被写体Ａとの位置関係によって高強度の白色光が照射されている領域であり、照射される励起光の強度も高くなっている。
　したがって、白色光画像Ｇ１の階調値が高い領域においては閾値Ｓ４を大きく設定することにより、高強度の励起光が照射されているために蛍光画像Ｇ２の階調値が高くなっている領域を高輝度領域として抽出され難くすることができる。
　その結果、励起光の被写体Ａへの照射距離や角度に依存することなく、真に蛍光物質が多く存在する領域を抽出することができる。例えば、生体組織内に発生した腫瘍部に特異的に集積する蛍光物質を投与して観察を行う場合、真に蛍光物質が多く存在する領域、すなわち、腫瘍部を精度よく特定することができるという利点がある。
　また、本実施形態に係る蛍光観察装置１によれば、高輝度領域を抽出するための閾値Ｓ４を分割領域Ｒ毎にまとめて設定するので、画素毎に閾値Ｓ４を設定する場合に比べて演算量が少なくて済み、演算に要する時間を節約することができる。
　また、白色光画像Ｇ１の階調値によって配光影響を取り除くので、蛍光画像Ｇ２を白色光画像Ｇ１によって除算することにより配光影響を取り除くことに比べ演算量を低減することができる。
　本実施形態においては、白色光画像Ｇ１の平均階調値の全域にわたって同一の関数を用いて閾値Ｓ４を設定したが、これに代えて、図４に示されるように、平均階調値に応じて適用する関数を異ならせてもよい。
　例えば、白色光画像Ｇ１を撮影する撮像素子１７の取り得る最小階調値Ｃ１より若干大きな第１の階調値Ｃ２と、最大階調値Ｃ３より若干小さい第２の階調値Ｃ４とを用いて、第１の階調値Ｃ２と第２の階調値Ｃ４の間においては上述した単調増加関数を用いることとしてもよい。そして、第１の階調値Ｃ２より小さい範囲および第２の階調値Ｃ４以上の階調値範囲においては、蛍光画像Ｇ２を撮影する撮像素子１８の取り得る最大階調値より大きな値Ｄが閾値Ｓ４として設定されるようにすることが好ましい。
　生成された白色光画像Ｇ１において、階調値が小さい範囲ではノイズが多く含まれており、最大階調値となっている領域では、飽和している可能性が高い。このため、これらの領域では適正な閾値Ｓ４を選択することが困難であり、これらの領域においては閾値Ｓ４を大きく設定することにより、信号の信頼性の低い領域が高輝度領域として抽出されてしまうことを防止することができる。
　最大階調値より大きな値Ｄを設定することに代えて、関数により算出される値より大きな任意の閾値Ｓ４を採用してもよい。
　また、本実施形態においては、関数として図２に示されるような一次関数を例示したが、これに代えて、単調増加関数であれば、他の任意の関数を採用してもよい。また、関数として計算式を記憶しておいてもよいし、平均階調値と閾値Ｓ４との対応関係を示すマップを記憶しておいて閾値Ｓ４を設定することにしてもよい。
　また、本実施形態においては、複数画素からなる分割領域Ｒ毎に、その平均階調値から閾値Ｓ４を設定することとしたが、画素毎に閾値Ｓ４を設定することにしてもよい。このようにすることで、さらに詳細に高輝度領域を抽出することができる。
　また、本実施形態においては、白色光画像Ｇ１と蛍光画像Ｇ２の高輝度領域を白色光画像Ｇ１に対応づけてモニタ７に表示させ観察する際、並列してもよいし、重ねてもよい。
　また、本実施形態においては、画像処理部６に画像分割部２１を設けるとしたが、これがなくてもよい。したがって、分割領域Ｒ毎ではなく、画素毎に閾値Ｓ４を設定し、高輝度領域を算出してもよい。このようにすることで、精度よく高輝度領域を抽出することができる。
　また、本実施形態においては分割領域Ｒに対応する蛍光画像の小領域の平均階調値を求めて、この平均階調値と分割領域Ｒの閾値Ｓ４とを比較することにより高輝度領域を抽出してもよい。このようにすることで高輝度領域の抽出の演算量を低減し、高速で表示を行うことができる。
　次に、本発明の第２の実施形態に係る蛍光観察装置２６について以下に説明する。
　本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
　本実施形態に係る蛍光観察装置２６は、図５に示されるように、画像処理部６の白色光画像生成部２０と画像分割部２１の間に平均階調値算出部２７を備えている。
　平均階調値算出部２７は、白色光画像生成部２０により生成された白色光画像Ｇ１の全画素の階調値を加算平均して平均階調値Ｓ６を算出し、画像分割部２１に出力するようになっている。
　また、本実施形態においては、画像分割部２１は、被写体Ａの同一位置を撮影している白色光画像Ｇ１と蛍光画像Ｇ２の画素毎の対応関係を示す対応情報を記憶している。
　そして、画像分割部２１は、平均階調値算出部２７から入力された白色光画像Ｇ１の平均階調値Ｓ６により、平均階調値Ｓ６が高いほど多い分割数で画像を分割するようになっている。
　すなわち、画像分割部２１は、分割数を設定すると、その分割数で白色光画像Ｇ１を分割した場合の各分割領域Ｒを構成する画素のアドレス範囲を決定するとともに、記憶されている対応情報から、分割領域Ｒのアドレス範囲に対応する蛍光画像Ｇ２の小領域のアドレス範囲Ｓ５を決定するようになっている。そして、画像分割部２１では、決定された各小領域のアドレス範囲Ｓ５に、対応する分割領域Ｒを構成する各画素の階調値Ｓ３が対応づけられて出力されるようになっている。
　画像分割部２１は平均階調値Ｓ６の明るさによって決定された分割数によって、白色光画像Ｇ１を分割し、分割領域Ｒを生成するようになっている。
　分割領域Ｒを構成する複数画素の階調値Ｓ３と、記憶している白色光画像Ｇ１と蛍光画像Ｇ２の対応情報を用いて分割された白色光画像Ｇ１の分割領域Ｒ毎に対応する蛍光画像Ｇ２の各小領域を構成する各画素のアドレス範囲Ｓ５とを対応づけて、出力するようになっている。
　このように構成された本実施形態に係る蛍光観察装置２６によれば、より詳細に被写体Ａを観察したい場合は照明ユニット４と被写体Ａを近接させたり対向させたりすることにより、詳細に観察することができる。
　この場合、被写体Ａと照明ユニット４の距離が近くなったり照明光の入射角度が深くなったりするため、白色光画像Ｇ１の平均階調値Ｓ６が高くなる。したがって、白色光画像Ｇ１の分割数を増やすことで分割領域Ｒ毎に詳細に高輝度領域を抽出することができる。
　一方、大まかに被写体Ａを観察したい場合は、照明ユニット４を被写体Ａから離したり入射角度を浅くしたりするときであり、白色光画像Ｇ１の平均階調値Ｓ６が低くなる。したがって、白色光画像Ｇ１の分割数を減らすことで、演算回数が少なくてすみ、演算に要する時間を節約することができる。
　次に、本発明の第３の実施形態に係る蛍光観察装置２８について以下に説明する。
　本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る蛍光観察装置１と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
　本実施形態に係る蛍光観察装置２８においては、図６に示されるように、観察対象部位に応じて交換できるように、光源３および画像処理部６に対して着脱可能な挿入部（着脱部品）２を備えている。挿入部２には、該挿入部の識別情報を記憶するＩＣチップ２９が設けられている。
　また、挿入部２が取り付けられる光源３側にＩＣチップ２９内の識別情報を読み取る読取装置３０と、識別情報と関数Ｓ７とを対応づけて記憶する記憶部３１とが備えられている。
　読取装置３０は、挿入部２が取り付けられると、該挿入部２に設けられているＩＣチップ２９内の識別情報を読み取り、読み取った識別情報に対応する関数Ｓ７を記憶部３１から取得して、閾値設定部２２に出力するようになっている。
　各挿入部２の撮像ユニット５は、それぞれの観察対象部位に適した観察を行えるように、異なる光学的特性を有しているので、各挿入部２が交換されると、白色光画像Ｇ１の階調値から閾値Ｓ４を設定するための関数Ｓ７も図７に示されるように、観察対象部位に応じて変化する。
　したがって、本実施形態によれば、挿入部２のＩＣチップ２９に記憶された識別情報を読み取り、識別情報に対応する関数Ｓ７を記憶部３１から読み出して閾値設定部２２に出力することにより、閾値設定部２２は、観察対象部位に適した閾値Ｓ４を設定することができる。
　すなわち、光源３に対して挿入部２が交換されても、該挿入部２に最適の関数Ｓ７が設定され、定量性の高い高輝度領域を取得することができるという利点がある。
　本実施形態においては、光源３に記憶部３１を備えて、関数Ｓ７を閾値設定部２２に出力することとしたが、これに代えて、識別情報に対応づけた関数を閾値設定部２２が記憶していて、読取装置３０から送られてくる識別情報に基づいて対応する関数を選択することにしてもよい。
　また、上記各実施形態においては、蛍光観察装置１，２６，２８として内視鏡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。
　また、上記各実施形態においては、照明光の反射光として白色光を例示して説明したが、これに限定されるものではなく、励起光の反射光、自家蛍光等の他の任意の光を用いることにしてもよい。またダイクロイックミラー１４や励起光カットフィルタ１９の透過波長領域も、これに限定されるものではなく、他の任意の波長に適用することにしてもよい。
Ａ　被写体
Ｓ１　白色光画像情報（戻り光画像）
Ｓ２　蛍光画像情報（蛍光画像）
Ｓ４　閾値
１，２６，２８　蛍光観察装置
２　挿入部（着脱部品）
３　光源（照明部）
４　照明ユニット（照明部）
１７　撮像素子（戻り光撮像部）
１８　撮像素子（蛍光撮像部）
２１　画像分割部
２２　閾値設定部
２４　領域抽出部
２７　平均階調値算出部
３０　読取装置（識別情報読取部）
３１　記憶部

Claims (5)

  1. 　被写体に対し、励起光および照明光を照射する照明部と、
    　該照明部からの励起光の照射により前記被写体において発生した蛍光を撮影し蛍光画像を取得する蛍光撮像部と、
    　前記照明部からの照明光の照射により前記被写体から戻る戻り光を撮影し戻り光画像を取得する戻り光撮像部と、
    　前記蛍光撮像部により取得された蛍光画像が、設定された閾値以上の階調値を有する高輝度領域を抽出する領域抽出部と、
    　前記戻り光撮像部により取得された戻り光画像の階調値が高いほど前記閾値を高く設定する閾値設定部とを備える蛍光観察装置。
  2. 　前記閾値設定部が、第１の階調値と第２の階調値との間において、前記戻り光画像の階調値が高いほど高くなる関数に従う前記閾値を設定し、前記第１の階調値より小さい階調値範囲および前記第２の階調値より大きい階調値範囲においては、前記関数により算出される値より大きな前記閾値を設定する請求項１に記載の蛍光観察装置。
  3. 　前記閾値設定部が、前記戻り光画像を複数画素毎に分割して形成された前記分割領域毎に前記閾値を設定し、
    　前記領域抽出部が、各前記分割領域に設定された前記閾値を用いて、各前記分割領域に対応する位置に配置される前記蛍光画像の各小領域について、前記高輝度領域を抽出する請求項１または請求項２に記載の蛍光観察装置。
  4. 　前記戻り光画像を複数画素毎に分割して前記分割領域を形成するとともに、各該分割領域に対応する位置に配される前記蛍光画像の前記小領域を各前記分割領域に対応づける画像分割部と、
    　前記戻り光画像内の複数の画素の平均階調値を算出する平均階調値算出部とを備え、
    　前記画像分割部は、前記平均階調値算出部により算出された平均階調値が高いほど分割数を増やす請求項３に記載の蛍光観察装置。
  5. 　観察条件を変更するために着脱される着脱部品を備え、
    　該着脱部品に識別情報が記憶され、
    　該着脱部品に記憶された識別情報を読み取る識別情報読取部と、
    　前記識別情報と前記戻り光画像の階調値と前記閾値とを対応づけて記憶する記憶部と、
    　前記記憶部により対応づけて記憶された前記閾値を設定する前記閾値設定部とを備える請求項１から請求項４のいずれかに記載の蛍光観察装置。
PCT/JP2011/074058 2010-10-28 2011-10-19 蛍光観察装置 WO2012056970A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201180051260.6A CN103200857B (zh) 2010-10-28 2011-10-19 荧光观察装置
EP11836106.2A EP2620092B1 (en) 2010-10-28 2011-10-19 Fluorescence observation device
US13/869,210 US9313388B2 (en) 2010-10-28 2013-04-24 Fluorescence observation device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-242608 2010-10-28
JP2010242608A JP2012090889A (ja) 2010-10-28 2010-10-28 蛍光観察装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/869,210 Continuation US9313388B2 (en) 2010-10-28 2013-04-24 Fluorescence observation device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012056970A1 true WO2012056970A1 (ja) 2012-05-03

Family

ID=45993683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/074058 WO2012056970A1 (ja) 2010-10-28 2011-10-19 蛍光観察装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9313388B2 (ja)
EP (1) EP2620092B1 (ja)
JP (1) JP2012090889A (ja)
CN (1) CN103200857B (ja)
WO (1) WO2012056970A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11265483B2 (en) 2018-05-23 2022-03-01 Olympus Corporation Endoscopic image processing apparatus and endoscope system

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5592715B2 (ja) * 2010-07-02 2014-09-17 オリンパス株式会社 画像処理装置および画像処理方法
CN103561626B (zh) * 2011-06-03 2015-12-02 奥林巴斯株式会社 荧光观察装置和荧光观察方法
JP5993237B2 (ja) * 2012-07-25 2016-09-14 オリンパス株式会社 蛍光観察装置
JP6017219B2 (ja) * 2012-08-01 2016-10-26 オリンパス株式会社 蛍光観察装置および蛍光観察システム
JP6099436B2 (ja) * 2013-03-06 2017-03-22 オリンパス株式会社 画像処理装置
WO2016204027A1 (ja) * 2015-06-18 2016-12-22 コニカミノルタ株式会社 目的生体物質の解析装置、解析システム、解析方法および解析プログラム
CN109219385B (zh) * 2016-06-21 2021-03-30 奥林巴斯株式会社 内窥镜系统、图像处理装置、图像处理方法以及介质
JP7281308B2 (ja) * 2019-03-07 2023-05-25 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療用画像処理装置及び医療用観察システム

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62247232A (ja) * 1986-04-21 1987-10-28 Agency Of Ind Science & Technol 蛍光測定装置
JP2001204683A (ja) * 2001-02-01 2001-07-31 Olympus Optical Co Ltd 蛍光観察装置
JP2002119463A (ja) * 2000-10-13 2002-04-23 Fuji Photo Film Co Ltd 蛍光画像保存装置
JP2003024268A (ja) * 2001-05-07 2003-01-28 Fuji Photo Film Co Ltd 蛍光画像表示装置
JP2003290130A (ja) * 2002-04-05 2003-10-14 Pentax Corp 自家蛍光を利用した診断システム
JP2006061435A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Pentax Corp 電子内視鏡装置
JP2006061683A (ja) * 2004-07-30 2006-03-09 Olympus Corp 内視鏡装置
JP2006191989A (ja) 2005-01-11 2006-07-27 Olympus Corp 蛍光観察内視鏡装置
JP2006314581A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Pentax Corp 内視鏡システム
JP2008154846A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Olympus Corp 蛍光内視鏡および蛍光測定方法
JP2010200883A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Fujifilm Corp 内視鏡画像処理装置および方法ならびにプログラム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5749830A (en) * 1993-12-03 1998-05-12 Olympus Optical Co., Ltd. Fluorescent endoscope apparatus
JP4316118B2 (ja) * 2000-07-14 2009-08-19 富士フイルム株式会社 蛍光内視鏡装置
JP4199510B2 (ja) * 2002-09-30 2008-12-17 Ｈｏｙａ株式会社 診断補助用装置
JP4155280B2 (ja) * 2005-05-18 2008-09-24 コニカミノルタオプト株式会社 撮像装置
JP5257891B2 (ja) * 2007-12-05 2013-08-07 富士フイルム株式会社 画像処理システムおよびプログラム
JP5190944B2 (ja) * 2008-06-26 2013-04-24 富士フイルム株式会社 内視鏡装置および内視鏡装置の作動方法
JP5449816B2 (ja) 2009-03-26 2014-03-19 オリンパス株式会社 画像処理装置、画像処理プログラムおよび画像処理装置の作動方法
JP5396121B2 (ja) * 2009-03-26 2014-01-22 オリンパス株式会社 画像処理装置、撮像装置、画像処理プログラムおよび画像処理装置の作動方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62247232A (ja) * 1986-04-21 1987-10-28 Agency Of Ind Science & Technol 蛍光測定装置
JP2002119463A (ja) * 2000-10-13 2002-04-23 Fuji Photo Film Co Ltd 蛍光画像保存装置
JP2001204683A (ja) * 2001-02-01 2001-07-31 Olympus Optical Co Ltd 蛍光観察装置
JP2003024268A (ja) * 2001-05-07 2003-01-28 Fuji Photo Film Co Ltd 蛍光画像表示装置
JP2003290130A (ja) * 2002-04-05 2003-10-14 Pentax Corp 自家蛍光を利用した診断システム
JP2006061683A (ja) * 2004-07-30 2006-03-09 Olympus Corp 内視鏡装置
JP2006061435A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Pentax Corp 電子内視鏡装置
JP2006191989A (ja) 2005-01-11 2006-07-27 Olympus Corp 蛍光観察内視鏡装置
JP2006314581A (ja) * 2005-05-13 2006-11-24 Pentax Corp 内視鏡システム
JP2008154846A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Olympus Corp 蛍光内視鏡および蛍光測定方法
JP2010200883A (ja) * 2009-03-02 2010-09-16 Fujifilm Corp 内視鏡画像処理装置および方法ならびにプログラム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2620092A4

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11265483B2 (en) 2018-05-23 2022-03-01 Olympus Corporation Endoscopic image processing apparatus and endoscope system

Also Published As

Publication number Publication date
EP2620092A4 (en) 2013-11-20
CN103200857A (zh) 2013-07-10
EP2620092A1 (en) 2013-07-31
EP2620092B1 (en) 2015-08-12
JP2012090889A (ja) 2012-05-17
US9313388B2 (en) 2016-04-12
US20130235258A1 (en) 2013-09-12
CN103200857B (zh) 2016-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012056970A1 (ja) 蛍光観察装置
JP5993237B2 (ja) 蛍光観察装置
JP5816486B2 (ja) 蛍光観察装置および蛍光観察システム並びに蛍光観察装置の蛍光画像処理方法
EP2520211B1 (en) Fluorescence endoscope device
US9052286B2 (en) Fluorescence endoscope apparatus
US9392942B2 (en) Fluoroscopy apparatus and fluoroscopy system
US9532719B2 (en) Fluorescence endoscope apparatus
JP5993184B2 (ja) 蛍光観察装置および蛍光観察装置の作動方法
EP2520212B1 (en) Fluorescence endoscope device
US20140184790A1 (en) Fluorescence observation device
WO2013100030A1 (ja) 蛍光観察装置、蛍光観察方法および蛍光観察装置の作動方法
JP4895750B2 (ja) 内視鏡プロセッサ、自家蛍光画像表示プログラム、及び内視鏡システム
JP2012239816A (ja) 内視鏡システム及び内視鏡診断支援方法
JP5346635B2 (ja) 蛍光観察装置
JP2011110272A (ja) 内視鏡装置
WO2016157998A1 (ja) 内視鏡診断装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体
JP2002078670A (ja) 蛍光撮像装置
JP2010136775A (ja) 画像取得方法および内視鏡装置
JP2003339622A (ja) 蛍光判定方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11836106

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011836106

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE