JP6082321B2 - 手術用顕微鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、手術用顕微鏡システムに関する。

一般的な手術用顕微鏡システムにおいて、非破壊で組織の内側を観察する方法として、例えば特許文献１記載の発明のように、蛍光色素を観察対象物に蓄積させて蛍光色素の蛍光を観察する方法が検討されている。

特表２００９−５２５４９５号公報

しかしながら、例えば、血管内壁への脂質プラークの付着による動脈硬化等に由来する疾病に対してバイパス手術等を用いる場合、特許文献１記載の方法を用いて血流を可視化することは可能であるものの、脂質に特異的に結合する蛍光色素は一般的に入手困難であり、脂質プラーク自体を可視化することは困難である。また、特許文献１記載の方法では、蛍光色素を予め患者に投与して観察対象物に蓄積させる必要があり、患者への負担も増大する。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、より簡易な方法で組織の内側に存在する標的物質の位置を把握することが可能な手術用顕微鏡システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る手術用顕微鏡システムは、８００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲内の２以上の波長域が含まれる撮影波長において照明光を出射する近赤外光源と、撮影波長で光検出帯域を有し、前記近赤外光源からの照明光が照射された被検体からの放射光の強度分布を示す画像を撮像して画像データを出力する第１の撮像手段と前記第１の撮像手段が設けられる位置での前記被検体の表面形状を示す画像を撮像して形状画像データを出力する第２の撮像手段と、前記第１の撮像手段から出力された画像データと、前記第２の撮像手段から出力された形状画像データと、に基づいて、前記被検体に含まれる標的物質の位置を示す出力データを作成する演算手段と、前記演算手段により作成された出力データを表示する表示手段と、を備え、前記撮影波長は、１１８５〜１２５０ｎｍ及び１７００〜１７７０ｎｍの波長範囲内の波長が少なくとも含まれる幅５０ｎｍ以下の第１の波長域と、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域と、を含み、前記第１の撮像手段は、前記第１の波長域における前記被検体からの放射光の強度分布を示す画像である第１の画像と、第２の波長域における被検体からの放射光の強度分布を示す画像である第２の画像と、を撮像してそれぞれの画像データを出力し、演算手段は、第１の画像の画像データと、第２の画像の画像データとに基づいて、標的物質の位置を示す第３の画像の画像データを生成し、これを第２の撮像手段から出力された形状画像データと重ねあわせることで出力データを作成することを特徴とする。

上記の手術用顕微鏡システムによれば、第１の波長域における被検体からの放射光の強度分布を示す第１の画像と、第２の波長域における被検体からの放射光の強度分布を示す第２の画像とから、標的物質の位置を示す第３の画像の画像データが得られる。そして、これを形状画像データと重ねあわせることで得られる出力データには、被検体の表面形状を示す画像に対してさらに標的物質の位置を示す情報が付加されている。したがって、組織の内側に存在する標的物質の位置を非侵襲で把握することができる。さらに、上記の手術用顕微鏡システムでは、形状画像データとは別に第１の画像と第２の画像とを撮像することによって組織の内側の標的物質の位置を把握することができることから、従来の方法よりもより簡易な方法で標的物質の位置の把握が実現される。

ここで、第２の波長域は、１２３５〜１３００ｎｍ及び／または１６００〜１６８０ｎｍの波長範囲に含まれる態様とすることができる。

第２の波長域として上記の波長範囲内の波長を選択することで、第１の画像と第２の画像とから得られる第３の画像により特定される標的物質の位置の精度をより高めることができる。

ここで、演算手段は、第１の画像の画像データにおける放射光の強度と、第２の画像の画像データにおける放射光の強度との比率を算出することで、第３の画像の画像データを生成する態様とすることができる。

上記のように第１の画像の画像データにおける放射光の強度と第２の画像の画像データにおける放射光の強度との比率を用いて第３の画像の画像データを生成することで、画素毎の光の強度の違いによる画像のムラ等を除去した第３の画像が得られる。

また、表示手段は、出力データに含まれ、第３の画像において標的物質があると示された領域の一部の領域におけるデータに基づいて、出力データにおける輝度調整を行った後に表示する態様としてもよい。

この場合、出力データにおける輝度調整を標的物質があると示された領域のデータに基づいて行うことで、標的物質の周辺の輝度に応じた輝度調整が可能となる。

また、近赤外光源から第１の撮像手段までの光路上に、２以上の波長域が含まれる撮影波長のうちの何れかの撮影波長の光を選択的に透過させる光フィルタを備える態様とすることができる。

ここで、光フィルタは、第１の波長域の光と第２の波長域の光とを交互に選択的に透過させ、第１の撮像手段は、光フィルタが第１の波長域の光を透過させる時間に第１の画像を撮像し、光フィルタが第２の波長域の光を透過させる時間に第２の画像を撮像することで、第１の画像と第２の画像とをそれぞれ交互に撮像して画像データを出力し、演算手段は、第１の撮像手段から出力された画像データを取得した画像データと、当該画像データの取得時よりも以前で且つ直近に取得された画像データと、に基づいて第３の画像の画像データを生成する態様とすることができる。

上記のように、演算手段において、第１の撮像手段から出力された画像データを取得した画像データと、当該画像データの取得時よりも以前で且つ直近に取得された画像データと、に基づいて第３の画像の画像データが生成されることにより、第３の画像の画像データを連続的に取得することができるため、出力データのよりリアルタイムに近い表示が可能となる。

また、光フィルタは、第１の波長域の光を選択的に透過させる第１の時間帯と、第２の波長域の光を選択的に透過させる第２の時間帯と、を有し、第１の撮像手段は、第１の時間帯に第１の画像を複数撮像し、第２の時間帯に第２の画像を複数撮像し、演算手段は、第１の時間帯に撮像された複数の第１の画像の画像データを積算することで得られるデータと、第２の時間帯に撮像された複数の第２の画像の画像データを積算することで得られるデータと、に基づいて第３の画像の画像データを生成する構成とすることもできる。

この場合、第１の時間帯において撮像された複数の第１の画像の画像データを積算したデータと、第２の時間帯において撮像された複数の第２の画像の画像データを積算したデータと、に基づいて第３の画像の画像データが生成される。このように、積算したデータを用いることから、画像データにおけるＳＮ比が向上し、より高い精度での標的物質の位置の把握が可能となる。

また、光フィルタは、被検体から第１の撮像手段までの光路上に配置される態様としてもよい。

近赤外光源が、第１の波長域の光を出射する第１光源と、第２の波長域の光を出射する第２光源とを含む態様としてもよい。

このように、第１光源と第２光源とが含まれる構成として、光源を切り替えて２つの画像を取得する構成とすることもできる。

このとき、近赤外光源は、第１の波長域の光と第２の波長域の光とを交互に選択的に出射し、第１の撮像手段は、第１の波長域の光が出射される時間に第１の画像を撮像し、第２の波長域の光が出射される時間に第２の画像を撮像することで、第１の画像と第２の画像とをそれぞれ交互に撮像して画像データを出力し、演算手段は、第１の撮像手段から出力された画像データを取得した画像データと、当該画像データの取得時よりも以前で且つ直近に取得された画像データと、に基づいて第３の画像の画像データを生成する態様とすることができる。

また、近赤外光源は、第１の波長域の光を選択的に出射する第１の時間帯と、第２の波長域の光を選択的に出射する第２の時間帯と、を有し、第１の撮像手段は、第１の時間帯に第１の画像を複数撮像し、第２の時間帯に第２の画像を複数撮像し、演算手段は、第１の時間帯に撮像された複数の第１の画像の画像データを積算することで得られるデータと、第２の時間帯に撮像された複数の第２の画像の画像データを積算することで得られるデータと、に基づいて第３の画像の画像データを生成する態様とすることもできる。

本発明によれば、より簡易な方法で組織の内側を観察することが可能な手術用顕微鏡システムが提供される。

本発明の実施形態に係る手術用顕微鏡システムの構成を示す概略説明図である。 手術用顕微鏡システムによる出力データの作成方法を説明する図である。 第１画像データと第２画像データとに用いる波長を変更しながら被検体を撮像し、この結果に基づいて第３画像データを生成した結果を示す図である。 第１画像データと第２画像データとに用いる波長を変更しながら被検体を撮像し、この結果に基づいて第３画像データを生成した結果を示す図である。 ＲＧＢに対応する波長として選択した光の波長と、それらの波長の光の組合せで得られる疑似ＲＧＢ画像を示す図である。 変形例に係る手術用顕微鏡システムの構成を示す概略説明図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
（手術用顕微鏡システム）

図１は、本発明の実施形態に係る手術用顕微鏡システム１の構成を示す概略説明図である。手術用顕微鏡システム１は、光源１０（近赤外光源）、フィルタ部２０、観察部３０、カメラ部４０（第１の撮像手段、第２の撮像手段）、制御部５０（演算手段）、及び出力部６０（表示手段）を含んで構成される。この手術用顕微鏡システム１は、観察対象となるものが外部からの観察が困難な領域であって、これを非侵襲で観察するためのシステムである。被検体５としては、例えば、血管内壁等が挙げられる。

光源１０は、波長８００ｎｍ〜２５００ｎｍの近赤外光の波長範囲内の２以上の波長域が含まれる撮影波長において照明光を出射する光源であり、例えば、ＬＤ（Laser Diode）光源やＳＣ（Supercontinuum）光源等が好適に用いられる。また、被検体５の形状画像データの撮像において光源１０を用いてもよい。

光源１０から出射される光は、コリメータレンズ１５によりコリメートされた後、フィルタ部２０に入射する。

フィルタ部２０は、光源１０からの光の光路上に配置され、光源１０により出力された光を入力し、制御部５０による指示に基づいて特定波長の光のみを被検体５に対して出力する。フィルタ部２０には、回折格子や波長可変フィルタ等が用いられる。図１では、フィルタ部２０の一例として、複数のフィルタ２１，２２を含んで形成されたフィルタホイールを示している。制御部５０からの指示に基づいて、光源１０からの入射光に対し、フィルタ２１，２２の位置を変更することによって、特定波長の光を取り出して被検体５の観察対象となる部位に対して出力する。

観察部３０は、被検体５の観察部位において拡散反射された光を、対物レンズ２５により平行光にした後に入力する。そして、観察部３０内の反射ミラー３４により、その一部の光がカメラ部４０に向けて出力される。

また、観察部３０には、対物レンズ２５により平行光にされた光の光路上に手術用顕微鏡システム１の使用者が被検体５を観察するための接眼レンズ３１，３２が設けられる。使用者は、接眼レンズ３１，３２を右目と左目とで覗き込むことで、被検体５の拡大像を観察できるようになっている。

カメラ部４０は、反射ミラー３４によって取り出された光を入力し、被検体５に係る画像を取得する手段である。具体的には、光源１０からの近赤外光を被検体５に対して照射することで被検体５からの放射光の強度分布を示す画像を撮像して画像データを出力する第１の撮像手段としての機能と、被検体５の表面形状を示す画像を撮像して形状画像データを出力する第２の撮像手段としての機能を有する。カメラ部４０において被検体５からの光を取得する手段としては、例えば、フォトダイオード等の光を電流に変換して出力する受光素子が用いられる。カメラ部４０において取得された上記の画像データは制御部５０へ送られる。

制御部５０は、カメラ部４０において受光された光に係る画像データから出力部６０において出力するための出力データを作成する演算手段としての機能を有する。制御部５０における出力データの作成方法については後述する。出力データは、制御部５０から出力部６０へ送られる。

出力部６０は、制御部５０において作成された出力データを出力する機能を有する。出力部６０は、例えばモニタ等により構成される。

上記の手術用顕微鏡システム１による観察の対象は、例えば血管の内壁に付着するプラークや血栓・血腫等である。血管内壁のプラークとして代表的なものとしては、コレステロールからなる脂質コアが挙げられる。血管の内壁にプラーク等が付着した場合、血管の狭窄や閉塞、また脳梗塞や脳虚血等を引き起こす原因となることが知られている。そこで、血管の狭窄や閉塞が起きている場合には、プラークを血管内壁から除去する方法や、血管を拡張する方法等で対応する必要がある。そこで、本実施形態に係る手術用顕微鏡システム１では、主に血管内壁の脂質を標的物質としてその位置を検出し、これによりプラークの存在を血管外部から非侵襲で検出することを目的とする。

上記の目的において、手術用顕微鏡システム１で行われる処理について、図２を参照しながら説明する。図２は、手術用顕微鏡システム１による出力データの作成方法を説明する図である。

本実施形態に係る手術用顕微鏡システム１では、脂質の位置を特定するため画像データの作成に係る一連の処理（Ｓ１１〜Ｓ１３）と、形状画像データの取得（Ｓ２１）とが行われた後に、これらを組み合わせることで出力データが作成される（Ｓ３１）。

はじめに、脂質の位置を特定するための画像データの作成について説明する。まず、第１画像データの取得が行われる（Ｓ１１）。ここでいう第１画像データとは、１１８５〜１２５０ｎｍ及び１７００〜１７７０ｎｍの波長範囲内の波長が少なくとも含まれる幅５０ｎｍ以下の第１の波長域における被検体５からの放射光の強度分布を示すデータである。波長１１８５〜１２５０ｎｍ及び１７００〜１７７０ｎｍの波長範囲とは、被検体５における検出目標である脂質由来のピークを有する波長域である。したがって、この波長範囲内の波長が少なくとも含まれている波長域を第１の波長域として、第１の波長域における被検体５からの放射光の強度分布を示すデータを取得することで、検出目標である脂質が多く存在する領域を検出することができる。

第１の波長域は帯域幅が５０ｎｍ以下であることが好ましい。このような帯域幅とする理由は、帯域幅を５０ｎｍよりも大きくすると、脂質以外に由来する吸収ピークに係る情報を取得してしまう可能性があるからである。この場合、検出目標である脂質とは異なる成分を脂質として誤検出してしまうこともあり、脂質の検出精度が低下する可能性が考えられる。したがって、帯域幅を５０ｎｍ以下とし、検出目標の脂質に係る情報をより高い精度で取得することが好ましい。

カメラ部４０において第１画像データを取得する際の装置構成としては、光源１０から上記の第１の波長域の光が含まれる近赤外光を出力し、フィルタ部２０のフィルタ２１で第１の放射域の光のみを通過させることで、第１の波長域の光が被検体５に照射される。そして、被検体５により拡散反射される光をカメラ部４０において受光することで、カメラ部４０において第１の画像データを取得することができる。

次に、第２画像データの取得が行われる（Ｓ１２）。ここでいう第２画像データとは、上述の第１の波長域とは異なる波長域である第２の波長域における被検体５からの放射光の強度分布を示すデータである。第２の画像データは、第１の画像データに含まれる情報のうち、脂質に由来しない情報を第１の画像データに含まれる情報から取り除くために用いられる所謂補正のために用いられるデータである。したがって、第２の波長域としては、第１の波長域と比較して脂質の量に応じた変動が少なく、且つ、第１の波長域における脂質以外の成分に由来する放射光強度と同程度の放射光強度を示す波長域が好適に選ばれる。このような第２の波長域としては、１２３５〜１３００ｎｍ及び／または１６００〜１６８０ｎｍの波長範囲が含まれることが好ましい。上記の波長範囲では水の吸収が第１の波長域と同等である一方で脂質の吸収が第１の波長域に対して小さいため、他成分に由来する放射光に係る情報を打ち消すための操作において好適に利用することができる。

カメラ部４０において第２画像データを取得する際の装置構成としては、光源１０から上記の第２の波長域の光が含まれる近赤外光を出力し、フィルタ部２０のフィルタ２２（フィルタホイールを回転させることでフィルタを変更する）で第２の放射域の光のみを通過させることで、第２の波長域の光が被検体５に照射される。そして、被検体５により拡散反射される光をカメラ部４０において受光することで、カメラ部４０において第２の画像データを取得することができる。

次に、上記の第１画像データと第２画像データとを用いて第３画像データの生成が行われる（Ｓ１３）。第３画像データは、画素毎に第１画像データの放射光強度と第２画像データの放射光強度とを演算することにより生成される。演算方法としては、「比率」（第１画像データの放射光強度をＲ１とし、第２画像データの放射光強度をＲ２としたときに、Ｒ１／Ｒ２）、「正規化差分指標」（（Ｒ１−Ｒ２）／（Ｒ１＋Ｒ２））、「差分」（Ｒ１−Ｒ２）等が挙げられる。これらの演算を行うことにより、脂質由来のピークがより強調された画像データを作成することができる。

このうち、「比率」を用いる場合は、画素毎の光量のムラ等を除去することができる。また、「正規化差分指標」を用いる場合は、光量ムラを除去するとともに輝度を−１から＋１の範囲内で表現すことができるため輝度調節が容易である。また、「差分」を用いる場合は、「比率」「正規化差分指標」と比較してデータの精度は高くないが、より簡単に第３画像データの生成が行われる。

ここで、第１画像データと第２画像データとに用いる波長を変更しながら被検体を撮像し、この結果に基づいて第３画像データを生成した例を図３及び図４に示す。

図３及び図４に示す画像データの生成に際しては、被検体としてブタ血管の内膜と中膜との間の一部の領域にラードを注入したものを用いた。そして、第１画像波長として示す波長の光を被検体に照射することで第１画像データを取得し、その後に第２画像波長として示す波長の光を被検体に照射することで第２画像データを取得し、各画素について、演算として示す方法により演算を行った結果第３画像データを得た。図３では、第１画像波長として、波長１１８０ｎｍ、１１８５ｎｍ、１１９０ｎｍ、１２００ｎｍ、１２１０ｎｍからなる群に含まれる１つの波長を選択し、第２画像波長として、波長１２６０ｎｍ、１２８５ｎｍ、１３１０ｎｍ、１３２５ｎｍ、１３５０ｎｍからなる群に含まれる１つの波長を選択し、演算方法として、比率、正規化差分指標、差分のいずれかを用いた結果を示している。また、図４では、第１画像波長として、波長１６９５ｎｍ、１７００ｎｍ、１７１５ｎｍ、１７２５ｎｍ、１７５０ｎｍ、１７９０ｎｍからなる群に含まれる１つの波長を選択し、第２画像波長として、波長１５５０ｎｍ、１５７５ｎｍ、１６２５ｎｍ、１６７５ｎｍ、１７００ｎｍからなる群に含まれる１つの波長を選択し、演算方法として、比率を用いた結果を示している。

図３及び図４に示す結果から、第１の波長域として用いる波長と、第２の波長域として用いる波長との組合せを変えることで、脂質（ラード）が注入された領域を特定することが可能な第３画像データを得ることができることが確認された。

次に、図２に戻り、形状画像データの取得（Ｓ２１）について説明する。

形状画像データとは、第１画像データ及び第２画像データにおいて撮像された領域における被検体５の形状を示す画像データである。被検体５の形状を示す画像データとしては、可視光画像と疑似ＲＧＢ画像とが挙げられる。可視光画像の場合、カメラ部４０において可視光を受光することで、被検体５の形状を示す画像データを取得することができる。

また、疑似ＲＧＢ画像とは、広帯域の近赤外光を被検体５に対して照射することで得られる各画素における波長毎の強度分布を可視光域におけるＲＧＢの輝度と対応させることで得られる可視光画像に類似した画像のことをいう。例えば、Ｒに対応して波長１１００〜１２００ｎｍの範囲内の波長の光の受光強度を利用し、Ｇに対応して波長１３３０〜１３８０ｎｍの範囲内の波長の光の受光強度を利用し、Ｂに対応して波長１５７０〜１６６０ｎｍの範囲内の波長の光の受光強度を利用することで、生体組織である被検体５を可視画像に近い色合いで表示することができる。この場合、光源１０からＲＧＢとして用いる波長の近赤外光を光源１０から出射し、これをカメラ部４０で受光することで、形状画像データを取得することができる。上記の疑似ＲＧＢ画像の例を図５に示す。図５では、ＲＧＢに対応する波長として選択した光の波長と、それらの波長の光の組合せで得られる疑似ＲＧＢ画像を示している。また、可視光の強度から求めた可視画像についても併せて示している。図５に示すように、疑似ＲＧＢ画像においても可視光画像と同様に被検体５の形状を把握することが可能である。

上記の方法により、第３の画像データと形状画像データとが得られると、制御部５０においてこれらを組み合わせることで出力データが作成される（Ｓ３１）。作成される出力データは、形状画像データに対して、第３の画像データにより特定された脂質が存在する領域を重ねて示すものである。第３の画像データにより特定された脂質が存在する領域のうち脂質の含量が所定の閾値を超える領域についてのみ着色する等の処理を行うこととしてもよい。出力データでは、被検体５の形状を示す画像に対して、内壁側に脂質がある領域を示す情報が追加されるため、被検体５の外側の形状しか分からず内部の状況が分からない場合であっても、内壁側の情報を非侵襲で得ることができる。そして、上記の出力データが出力部６０により出力されることで、使用者が出力データに含まれる情報を使用することができる。

なお、出力部６０においてモニタ等に表示する場合に、標的物質である脂質があると示された領域の一部の画素に係るデータを用いて、出力データ全体の輝度調整を行う構成としてもよい。この場合、出力データにおける輝度調整を標的物質があると示された領域のデータに基づいて行うことで、標的物質の周辺の輝度に応じた輝度調整が可能となり、より鮮明な表示を行うことができる。

上記のように、本実施形態に係る手術用顕微鏡システム１によれば、第１の波長域における被検体５からの放射光の強度分布を示す第１の画像と、第２の波長域における被検体からの放射光の強度分布を示す第２の画像から、標的物質の位置を示す第３の画像の画像データが得られる。そして、これを形状画像データと重ねあわせることで得られる出力データには、被検体５の表面形状を示す画像に対してさらに標的物質の位置を示す情報が付加されている。したがって、出力データを参照することで、組織の内側に存在する標的物質の位置を非侵襲で把握することができる。さらに、上記の手術用顕微鏡システム１においては、形状画像データとは別に第１の画像と第２の画像とを撮像することによって組織の内側の標的物質の位置を把握することができることから、従来の方法よりもより簡易な方法で標的物質の位置の把握が実現される。

また、上記の手術用顕微鏡システム１において、第２の波長域を１２３５〜１３００ｎｍ及び／または１６００〜１６８０ｎｍの波長範囲に含まれる波長を選択した場合、第１の画像と第２の画像とから得られる第３の画像により特定される標的物質の位置の精度をより高めることができる。

（変形例）
以下、本発明に係る手術用顕微鏡システムの変形例について説明する。以下の変形例の説明においては、上記実施形態で示した手術用顕微鏡システム１との相違点を特に説明する。

（フィルタ部・光源について）
図６は、変形例に係る手術用顕微鏡システム２の構成を説明する図である。図６に示す手術用顕微鏡システムが、図１の手術用顕微鏡システム１と異なる点は、フィルタ部２０（フィルタホイール２０）の位置が変更され、観察部３０とカメラ部４０との間に設けられている。

一般的に、手術用顕微鏡システム１においては、被検体５を観察するために明るい照明光が必要であることから通常熱遮断フィルタ等を備えている場合がほとんどである。しかしながら、熱遮断フィルタ等によって特定の波長の光が必ずしも完全に遮断されているとは言い切れない。また、被検体５を照射する側にフィルタ部２０を配置して、光の波長を切り替える方法では手術用の照明光自体の照射を制限することになるため、コントラストの低下が起きる可能性がある。これに対して、図６に示すように、カメラ部４０側にフィルタ部２０を設ける構成とすることで、被検体５に対して照射する光の波長及び光量を調整することなく第１の画像及び第２の画像を取得することができる。

なお、フィルタ部２０は、近赤外光源１０とカメラ部４０との間の光路上のいずれかに配置されていればよい。

また、フィルタを利用してカメラ部４０に入射する光の波長範囲を制限するのではなく、光源１０自体を切り替える構成としてもよい。例えば、第１の波長域の光を出射する第１光源と、第２の波長域の光を出射する第２光源とを準備し、第１光源から光を出射する際に第１の画像を取得し、第２光源から光を出射する際に第２の画像を取得する構成としてもよい。

（撮像方法・演算について）
撮像方法や演算の方法についても種々の変更を行うことができる。

例えば、上記の手術用顕微鏡システム１による脂質の位置を示す情報をリアルタイム表示させたい場合、上記実施形態では、図２に示すように第１画像データを取得し（Ｓ１１）、第２画像データを取得した（Ｓ１２）後に、第３の画像データを生成する（Ｓ１３）構成について説明したが、カメラ部４０では、第１画像データの取得（Ｓ１１）と第２画像データの取得（Ｓ１２）とを交互に繰り返し、制御部５０は、第１画像データ及び第２画像データのいずれか一方が取得される度に、最新に取得された画像データと、その１つ前（最新の画像データの取得時よりも以前で且つ直近に取得された）の画像データと、に基づいて、第３の画像データを生成する（Ｓ１３）構成としてもよい。

この場合、カメラ部４０では、第１画像データと第２画像データとが交互に取得されているため、最新の画像データが第１画像データであれば、その１つ前の画像データは第２画像データであるため、最新の２枚の画像データを用いて第３の画像データを生成することができる。そのように、最新の２枚の画像データを用いて第３画像データを生成して出力する操作を繰り返す構成とした場合、第１の画像データの取得と第２の画像データの取得との繰り返し時間を短くすることで、被検体５の内部の様子を示す第３画像データを連続して出力することができ、リアルタイム表示に近い構成とすることができる。

上記の構成とする場合、第１画像データの取得（Ｓ１１）と第２画像データの取得（Ｓ１２）とを繰り返すためには、第１画像データの取得（Ｓ１１）のタイミングと第２画像データの取得（Ｓ１２）のタイミングとに対応させて、フィルタ部２０においてフィルタを交換することで、第１の波長域の光と第２の波長域の光とを交互に通過させる構成とすることが好ましい。

また、光源１０及び／又はフィルタ部２０の駆動によって、第１の波長域の光を選択的に出射する第１の時間帯と、第２の波長域の光を選択的に出射する第２の時間帯と、を設け、カメラ部４０において、第１の時間帯に第１画像データを複数取得し、また、第２の時間帯に第２画像データを複数取得する構成としてもよい。

その場合、制御部５０は、第１の時間帯に得られた複数の第１画像データを積算することで得られるデータと、第２の時間帯に得られた複数の第２画像データを積算することで得られるデータと、に基づいて第３の画像の画像データを生成する構成とすることができる。

上記のように、第１の時間帯に撮像された複数の第１画像データを積算することで得られるデータと第２の時間帯に撮像された複数の第２画像データを積算することで得られるデータとを利用する場合、積算したデータではノイズ由来のピークが均されることから、ＳＮ比が向上し、より高い精度での標的物質の位置の把握が可能となる。

また、上記実施形態では、１つのカメラ部４０において第１の画像、第２の画像及び形状画像を撮像する構成について説明したが、例えば近赤外画像を撮像する撮像手段（第１の撮像手段）と、形状画像となる可視画像を撮像する撮像手段（第２の撮像手段）とが別体であってもよい。

１、２…手術用顕微鏡システム、１０…光源、２０…フィルタ部、３０…観察部、４０…カメラ部、５０…制御部、６０…出力部。

Claims (11)

1. ８００ｎｍ〜２５００ｎｍの波長範囲内の２以上の波長域が含まれる撮影波長において照明光を出射する近赤外光源と、
   前記撮影波長で光検出帯域を有し、前記近赤外光源からの照明光が照射された被検体からの放射光の強度分布を示す画像を撮像して画像データを出力する第１の撮像手段と
   前記第１の撮像手段が設けられる位置での前記被検体の表面形状を示す画像を撮像して形状画像データを出力する第２の撮像手段と、
   前記第１の撮像手段から出力された画像データと、前記第２の撮像手段から出力された形状画像データと、に基づいて、前記被検体に含まれる標的物質の位置を示す出力データを作成する演算手段と、
   前記演算手段により作成された出力データを表示する表示手段と、
   を備え、
   前記撮影波長は、１１８５〜１２５０ｎｍ及び１７００〜１７７０ｎｍの波長範囲内の波長が少なくとも含まれる幅５０ｎｍ以下の第１の波長域と、前記第１の波長域とは異なる第２の波長域と、を含み、
   前記第１の撮像手段は、前記第１の波長域における前記被検体からの放射光の強度分布を示す画像である第１の画像と、前記第２の波長域における前記被検体からの放射光の強度分布を示す画像である第２の画像と、を撮像してそれぞれの画像データを出力し
   前記演算手段は、前記第１の画像の画像データと、前記第２の画像の画像データとに基づいて、前記標的物質の位置を示す第３の画像の画像データを生成し、これを前記第２の撮像手段から出力された前記形状画像データと重ねあわせることで前記出力データを作成する
   ことを特徴とする手術用顕微鏡システム。
2. 前記第２の波長域は、１２３５〜１３００ｎｍ及び／または１６００〜１６８０ｎｍの波長範囲に含まれることを特徴とする請求項１記載の手術用顕微鏡システム。
3. 前記演算手段は、前記第１の画像の画像データにおける放射光の強度と、前記第２の画像の画像データにおける放射光の強度との比率を算出することで、前記第３の画像の画像データを生成することを特徴とする請求項１又は２記載の手術用顕微鏡システム。
4. 前記表示手段は、前記出力データに含まれ、前記第３の画像において前記標的物質があると示された領域の一部の領域におけるデータに基づいて、前記出力データにおける輝度調整を行った後に表示することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の手術用顕微鏡システム。
5. 前記近赤外光源から前記第１の撮像手段までの光路上に、前記２以上の波長域が含まれる撮影波長のうちの何れかの撮影波長の光を選択的に透過させる光フィルタを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の手術用顕微鏡システム。
6. 前記光フィルタは、前記第１の波長域の光と前記第２の波長域の光とを交互に選択的に透過させ、
   前記第１の撮像手段は、前記光フィルタが前記第１の波長域の光を透過させる時間に前記第１の画像を撮像し、前記光フィルタが前記第２の波長域の光を透過させる時間に前記第２の画像を撮像することで、前記第１の画像と前記第２の画像とをそれぞれ交互に撮像して画像データを出力し、
   前記演算手段は、前記第１の撮像手段から出力された画像データを取得した画像データと、当該画像データの取得時よりも以前で且つ直近に取得された画像データと、に基づいて前記第３の画像の画像データを生成することを特徴とする請求項５記載の手術用顕微鏡システム。
7. 前記光フィルタは、前記第１の波長域の光を選択的に透過させる第１の時間帯と、前記第２の波長域の光を選択的に透過させる第２の時間帯と、を有し、
   前記第１の撮像手段は、前記第１の時間帯に前記第１の画像を複数撮像し、前記第２の時間帯に前記第２の画像を複数撮像し、
   前記演算手段は、前記第１の時間帯に撮像された複数の前記第１の画像の画像データを積算することで得られるデータと、前記第２の時間帯に撮像された複数の前記第２の画像の画像データを積算することで得られるデータと、に基づいて前記第３の画像の画像データを生成することを特徴とする請求項５記載の手術用顕微鏡システム。
8. 前記光フィルタは、前記被検体から前記第１の撮像手段までの光路上に配置されることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一項に記載の手術用顕微鏡システム。
9. 前記近赤外光源が、前記第１の波長域の光を出射する第１光源と、前記第２の波長域の光を出射する第２光源とを含む
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の種筒用顕微鏡システム。
10. 前記近赤外光源は、前記第１の波長域の光と前記第２の波長域の光とを交互に選択的に出射し、
    前記第１の撮像手段は、前記第１の波長域の光が出射される時間に前記第１の画像を撮像し、前記第２の波長域の光が出射される時間に前記第２の画像を撮像することで、前記第１の画像と前記第２の画像とをそれぞれ交互に撮像して画像データを出力し、
    前記演算手段は、前記第１の撮像手段から出力された画像データを取得した画像データと、当該画像データの取得時よりも以前で且つ直近に取得された画像データと、に基づいて前記第３の画像の画像データを生成することを特徴とする請求項９記載の手術用顕微鏡システム。
11. 前記近赤外光源は、前記第１の波長域の光を選択的に出射する第１の時間帯と、前記第２の波長域の光を選択的に出射する第２の時間帯と、を有し、
    前記第１の撮像手段は、前記第１の時間帯に前記第１の画像を複数撮像し、前記第２の時間帯に前記第２の画像を複数撮像し、
    前記演算手段は、前記第１の時間帯に撮像された複数の前記第１の画像の画像データを積算することで得られるデータと、前記第２の時間帯に撮像された複数の前記第２の画像の画像データを積算することで得られるデータと、に基づいて前記第３の画像の画像データを生成することを特徴とする請求項９記載の手術用顕微鏡システム。