JP5860802B2 - 蛍光観察装置および蛍光観察装置の作動方法 - Google Patents
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Description
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、除算した画像に残存する距離に対する依存性を十分に除去して定量性の高い蛍光画像によって観察を行うことができる蛍光観察装置および蛍光観察装置の作動方法を提供することを目的としている。
本発明の第1の態様は、被写体に照明光および励起光を照射する光源を備える照明部と、該照明部からの励起光の照射により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被写体から戻る戻り光を撮影し参照画像を取得する戻り光撮像部と、該戻り光撮像部と前記被写体との距離情報を取得する距離情報取得部と、前記戻り光撮像部により取得された参照画像を用いて前記蛍光撮像部により撮像された蛍光画像を補正する画像補正部とを備え、該画像補正部が、前記距離情報取得部により取得された距離情報に基づいて補正係数を設定し、設定された補正係数を指数として用いて前記参照画像または前記蛍光画像の少なくとも一方の光強度情報を累乗演算することにより補正用参照画像または補正用蛍光画像を生成し、生成された前記補正用参照画像を用いて前記補正用蛍光画像を除算する蛍光観察装置を提供する。
このようにすることで、特別なセンサを用いることなく距離情報を取得して、定量性の高い蛍光画像を得ることができる。
このようにすることで、被写体を移動させる距離調節部に備えられた移動量センサにより、距離情報を直接的に取得して、定量性の高い蛍光画像を得ることができる。
このようにすることで、距離情報に対して参照光画像および/または蛍光画像を最適に補正可能な補正係数を迅速に設定することができる。
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からの照明光および励起光を挿入部2の先端から観察対象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、観察対象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G4を表示するモニタ7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に対向する観察対象Aに照射する照明光学系12とを備えている。
すなわち、補正係数α,βおよび境界値D(n)の決定に際しては、図3に示されるように、挿入部2を固定するホルダ31と、該ホルダ31に固定された挿入部2の先端面2aに対して観察距離Dをあけて対向させられる標準試料32と、挿入部2の先端面2aと標準試料32との間の観察距離Dを変更する直動ステージ33とを準備する。直動ステージ33には図示しないエンコーダのような移動量センサが設けられている。
図4〜図6に示されるフローチャートに従って、データ取得ステップST1と、補正係数等決定ステップST2とを行う。
nを1つずつインクリメントして(ST22)、上記作業をn=a−2となるまで繰り返し(ST27)、図8に示されるデータテーブルを得る。そして、このデータテーブルの中から、決定係数R2の総和が4に最も近い境界値D(n)と指数α,βとの組み合わせを選択して(ST28)、補正係数設定部28に記憶しておく(ST29)。
本実施形態では、蛍光画像G2に対して得られた指数αを参照画像に対して得られた指数βで除算することにより、指数α/βを補正係数として記憶しておく。
画像合成部25は、例えば、参照画像G1と補正後蛍光画像G3とを並列に配置してモニタ7に同時に表示させるよう画像G4を合成し、モニタ7に出力するようになっている。
なお、観察する標準試料としては、蛍光薬剤の溶液に散乱物質を混ぜたものを用いた。
それぞれの場合について、観察距離毎に補正後蛍光画像を生成した。作成した補正後蛍光画像中の中心付近のROI(Region Of Interest)内の平均信号強度を算出し、さらに各条件内(距離を変えた11点)の平均値で規格化してプロットを行った。これにより、累乗演算処理を加えることで、誤差が小さくなっていることがわかる。
本実施形態に係る蛍光観察装置1によれば、光源3からの照明光および励起光が、照明ユニット4を介して挿入部2の先端面2aから観察対象(被写体)Aに向けて照射され、観察対象Aの表面における反射光が撮像素子17により取得されて、参照画像生成部20により参照画像G1が生成される。一方、励起光が照射されることにより観察対象Aの内部において発生した蛍光が撮像素子18により取得されて、蛍光画像生成部21により蛍光画像G2が生成される。
そして、規格化参照画像G1’の各画素の信号強度に基づいて、補正係数設定部28において補正係数α,βが設定され、累乗演算処理部29において、各画素について設定された補正係数α/βが指数として、該指数で各画素の信号強度を累乗演算することにより、補正用参照画像G1”が生成される。
生成された補正後蛍光画像G3および参照画像G1は、画像合成部25において合成され、モニタ7に並列して表示される。
これに代えて、補正後蛍光画像G3の信号強度と蛍光濃度との対応表(変換テーブル)を備えていて、画像上に特定の領域の蛍光濃度を表示するようにしてもよい。
また、挿入部情報保持部35が挿入部情報S5を保持し、補正係数記憶部37に補正係数α,β等を記憶していることに代えて、図11に示されるように、挿入部情報保持部35が補正係数α,βおよび境界値D(n)を直接記憶していて、挿入部情報読出部36により読み出した補正係数α,βおよび境界値D(n)を補正係数設定部28に送ることにしてもよい。
照明光として白色光、蛍光として近赤外蛍光を例示したが、これに限定されるものではなく、参照光としては可視領域の励起光、蛍光としては可視領域の蛍光のようにいかなる蛍光色素に対しても適用することができる。
1 蛍光観察装置
2 挿入部
3 光源
4 照明ユニット(照明部)
6 画像補正部
17 撮像素子(戻り光撮像部)
18 撮像素子(蛍光撮像部)
28 補正係数設定部(補正係数記憶部)
33 直動ステージ(距離調節部)
Claims (5)
- 被写体に照明光および励起光を照射する光源を備える照明部と、
該照明部からの励起光の照射により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被写体から戻る戻り光を撮影し参照画像を取得する戻り光撮像部と、
該戻り光撮像部と前記被写体との距離情報を取得する距離情報取得部と、
前記戻り光撮像部により取得された参照画像を用いて前記蛍光撮像部により撮像された蛍光画像を補正する画像補正部とを備え、
該画像補正部が、前記距離情報取得部により取得された距離情報に基づいて補正係数を設定し、設定された補正係数を指数として用いて前記参照画像または前記蛍光画像の少なくとも一方の光強度情報を累乗演算することにより補正用参照画像または補正用蛍光画像を生成し、生成された前記補正用参照画像を用いて前記補正用蛍光画像を除算する蛍光観察装置。 - 前記距離情報取得部が、前記戻り光取得部により取得された参照画像の信号強度により、前記距離情報を取得する請求項1に記載の蛍光観察装置。
- 前記戻り光撮像部に対して前記被写体を近接または離間する方向に移動させる距離調節部を備え、
前記距離情報取得部が、前記距離調節部に備えられた移動量センサである請求項1に記載の蛍光観察装置。 - 前記画像補正部が、前記距離情報と前記補正係数とを対応づけて記憶する補正係数記憶部を備え、
前記距離情報取得部により取得された距離情報を用いて前記補正係数記憶部に記憶されている補正係数を読み出す請求項1から請求項3のいずれかに記載の蛍光観察装置。 - 蛍光観察装置が、
該蛍光観察装置の照明部から導光された励起光により被写体において発生した蛍光を撮影し蛍光画像を取得し、
前記照明部から導光された照明光により被写体から戻る戻り光を撮影し参照画像を戻り光撮像部により取得し、
該戻り光撮像部と前記被写体との距離情報を取得し、
取得された距離情報に基づいて補正係数を設定し、設定された補正係数を指数として用いて前記参照画像または前記蛍光画像の少なくとも一方の光強度情報を累乗演算することにより補正用参照画像および補正用蛍光画像を生成し、生成された前記補正用参照画像を用いて前記補正用蛍光画像を除算する蛍光観察装置の作動方法。
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