JP6461797B2 - 蛍光観察装置 - Google Patents
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Description
本発明は、被検体に対して照明光および励起光を照射する光源と、該光源から前記照明光が照射されることによって前記被検体から発せられる戻り光を撮影した戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、前記光源から前記励起光が照射されることによって前記被検体から発せられる蛍光を撮影した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って生成された前記蛍光画像から、所定の階調値閾値以上の階調値を有する蛍光領域を検出する蛍光検出部と、前記戻り光画像の階調値を調整する戻り光画像調整部と、該戻り光画像調整部によって階調値を調整された戻り光画像と前記蛍光画像とを重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成部と、前記蛍光検出部による前記蛍光領域の検出結果に基づいて、前記戻り光画像調整部による前記戻り光画像の階調値の低減幅を設定する係数設定部とを備え、該係数設定部は、前記蛍光検出部によって前記蛍光領域が検出された場合に、前記蛍光検出部によって前記蛍光領域が検出されなかった場合に比べて前記戻り光画像の階調値が低減するように、前記低減幅を設定し、前記蛍光検出部によって検出された前記蛍光領域の階調値が大きい程、前記戻り光画像の階調値の前記低減幅を小さくする蛍光観察装置を提供する。
また、本発明は、被検体に対して照明光および励起光を照射する光源と、該光源から前記照明光が照射されることによって前記被検体から発せられる戻り光を撮影した戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、前記光源から前記励起光が照射されることによって前記被検体から発せられる蛍光を撮影した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って生成された前記蛍光画像から、所定の階調値閾値以上の階調値を有する蛍光領域を検出する蛍光検出部と、前記戻り光画像の階調値を調整する戻り光画像調整部と、該戻り光画像調整部によって階調値を調整された戻り光画像と前記蛍光画像とを重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成部と、前記蛍光検出部による前記蛍光領域の検出結果に基づいて、前記戻り光画像調整部による前記戻り光画像の階調値の低減幅を設定する係数設定部とを備え、該係数設定部は、前記蛍光検出部によって前記蛍光領域が検出された場合に、前記蛍光検出部によって前記蛍光領域が検出されなかった場合に比べて前記戻り光画像の階調値が低減するように、前記低減幅を設定し、前記戻り光画像の色調と前記重畳画像内の前記蛍光領域の表示色とのコントラストが高い程、前記戻り光画像の階調値の前記低減幅を小さくする蛍光観察装置を提供する。
このようにすることで、戻り光画像の階調値を演算処理のみによって調整することができ、装置構成を簡易にすることができる。
このようにすることで、蛍光画像内に蛍光領域が検出された場合に、撮像素子の戻り光の露光量が低減されることによって、通常時に比べて階調値が低減された戻り光画像が戻り光画像生成部によって生成される。これにより、戻り光画像生成部によって生成された戻り光画像をそのまま重畳画像の生成に使用することができるので、演算処理を簡易にすることができる。
このようにすることで、蛍光領域の階調値が十分に大きい場合には、戻り光画像に対して、蛍光領域の十分な視認性を得られる。したがって、この場合には、戻り光画像の階調値の低減幅を小さくすることで、戻り光画像の階調値が必要以上に低減されることによって重畳画像内の被検体の像が不鮮明になることを防ぐことができる。
このようにすることで、戻り光画像内の被検体の色合いと、重畳画像内における蛍光領域の表示色とのコントラストが高い場合には、戻り光画像に対して、蛍光領域の十分な視認性を得られる。したがって、この場合には、戻り光画像の階調値の低減幅を小さくすることで、戻り光画像の階調値が必要以上に低減されることによって重畳画像内の被検体の像が不鮮明になることを防ぐことができる。
このようにすることで、被検体から蛍光が発せられていないにも関わらず、蛍光画像内のノイズが蛍光領域として検出されることによって戻り光画像の階調値が不要に低減されてしまうことを防ぐことができる。
以下に、本発明の第1の実施形態に係る蛍光観察装置100について図1から図4を参照して説明する。
本実施形態に係る蛍光観察装置100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の先端から観察対象(被検体)Xに向けて照射する照明ユニット4と、挿入部2の先端に設けられ、観察対象Xである生体組織の画像情報S1,S2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によって取得された画像情報S1,S2を処理する画像処理ユニット6と、該画像処理ユニット6によって処理された画像G3を表示するモニタ7とを備えている。
白色光用の撮像素子55および蛍光用の撮像素子56は、上述したように互いに異なる種類のものであってもよいが、同一種類のものであってもよい。
本実施形態に係る蛍光観察装置100を用いて観察対象Xである体内の生体組織を観察するには、予め、病変部Yに集積する蛍光物質を観察対象Xに投与しておく。そして、体内に挿入部2を挿入し、挿入部2の先端を観察対象Xに対向配置する。次に、光源3を作動させることによって、励起光および照明光を挿入部2の先端から観察対象Xに照射する。
画像処理ユニット6において、白色光画像情報S1が白色光画像生成部61に入力されて白色光画像G1が生成され、蛍光画像情報S2が蛍光画像生成部62に入力されて蛍光画像G2が生成される(ステップS1)。次に、蛍光画像G2内に蛍光領域Fが存在するか否かが、蛍光検出部63において判定される(ステップS2)。
(第1の変形例)
本実施形態の第1の変形例に係る蛍光観察装置100は、図3に示されるように、白色光画像G1の階調値に基づいて、蛍光検出部63の階調値閾値Thを設定する閾値設定部67をさらに備えている。
本実施形態の第2の変形例に係る蛍光観察装置100は、図4に示されるように、蛍光画像G2を白色光画像G1で除算する除算部68をさらに備えている。
重畳画像生成部66は、蛍光画像G2に代えて補正蛍光画像G2’を用いて、重畳画像G3を生成する。すなわち、重畳画像生成部66は、式(1)のFLとして、補正蛍光画像G2’の階調値を用いる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る蛍光観察装置200について、図5から図7を参照して説明する。本実施形態においては、第1の実施形態と異なる構成について主に説明し、第1の実施形態と共通する構成については、同一の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200は、図5に示されるように、蛍光検出部63によって検出された蛍光領域Fの階調値の代表値nを算出する代表値算出部69をさらに備える点、および、係数設定部64が、代表値算出部69によって算出された代表値nに応じて係数αを設定する点において、第1の実施形態と主に異なっている。
代表値算出部69は、蛍光検出部63から入力された画素の階調値S4の代表値nとして、例えば、平均値を算出し、算出された代表値nを係数設定部64へ出力する。
本実施形態に係る蛍光観察装置200によれば、ステップS2において蛍光領域Fが検出された場合の処理が、第1の実施形態と異なる。図7に示されるように、蛍光画像G2に蛍光領域Fが存在する場合(ステップS2のYES)、蛍光検出部63において蛍光領域Fが抽出される(ステップS21)。次に、抽出された蛍光領域Fの階調値の代表値nが、代表値算出部69において算出される(ステップS22)。次に、代表値nに応じた係数αが係数設定部64において設定される(ステップS23)。白色光画像調整部65は、ステップS23において設定された係数αを用いて調整画像G1’を生成する(ステップS5)。
このようにすることで、通常の(すなわち、α=1であるときの)白色光画像G1に比べて、現在モニタ7に表示されている重畳画像G3において調整画像G1’の明るさがどの程度低減されているかを、観察者が認識することができ、重畳画像G3に基づく診断精度を向上することができるという利点がある。
次に、本発明の第3の実施形態に係る蛍光観察装置300について、図8から図10を参照して説明する。本実施形態においては、第1および第2の実施形態と異なる構成について主に説明し、第1および第2の実施形態と共通する構成については、同一の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300によれば、ステップS2において蛍光領域Fの有無を判定した後の処理が、第1の実施形態および第2の実施形態と異なる。図10に示されるように、ステップS2において、蛍光領域Fが検出されなかった場合(ステップS2のNO)、開口絞り8の開口径が所定の径φに調整される(ステップS31,S36)。これにより、次に生成される白色光画像G1は、通常の明るさを有する画像となる。
次に、本発明の第4の実施形態に係る蛍光観察装置400について、図11を参照して説明する。本実施形態においては、第1から第3の実施形態と異なる構成について主に説明し、第1の実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
次に、本発明の第5の実施形態に係る蛍光観察装置500について、図12及び図13を参照して説明する。本実施形態においては、第1から第4の実施形態と異なる構成について主に説明し、第1の実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態において、白色光画像生成部61は、白色光画像G1を、白色光画像調整部65に加えて係数設定部64にも出力する。
係数設定部64は、係数αの設定に先立ち、白色光画像生成部61から入力された白色光画像G1の色調を判定する。
上述した比Zは、蛍光領域Fの表示色である緑に対する、生体組織の色合いのコントラストを表わしている。具体的には、主に血液によって生体組織の赤みが強い場合には、比Zおよび係数αが小さくなり、白色光画像G1の階調値の低減幅が大きくなる。一方、生体組織の表面が脂肪で覆われるなどして生体組織の赤みが弱い場合には、比Zおよび係数αが大きくなり、白色光画像G1の階調値の低減幅が小さくなる。
2 挿入部
3 光源
31,311 キセノンランプ
32,321,322 フィルタ
33 カップリングレンズ
34 ビームスプリッタ
41 ライトガイドファイバ
42 照明光学系
51 対物レンズ
52 ダイクロイックミラー
53,54 集光レンズ
55,56 撮像素子
57 励起光カットフィルタ
4 照明ユニット
5 撮像ユニット
6 画像処理ユニット
61 白色光画像生成部(戻り光画像生成部)
62 蛍光画像生成部
63 蛍光検出部
64 係数設定部
65 白色光画像調整部(戻り光画像調整部)
66 重畳画像生成部
67 閾値設定部
68 除算部
69 代表値算出部
70 露光量制御部(戻り光画像調整部)
71 光量制御部(露光量制御部、戻り光画像調整部)
7 モニタ
8,81 開口絞り
Claims (8)
- 被検体に対して照明光および励起光を照射する光源と、
該光源から前記照明光が照射されることによって前記被検体から発せられる戻り光を撮影した戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、
前記光源から前記励起光が照射されることによって前記被検体から発せられる蛍光を撮影した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って生成された前記蛍光画像から、所定の階調値閾値以上の階調値を有する蛍光領域を検出する蛍光検出部と、
前記戻り光画像の階調値を調整する戻り光画像調整部と、
該戻り光画像調整部によって階調値を調整された戻り光画像と前記蛍光画像とを重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成部と、
前記蛍光検出部による前記蛍光領域の検出結果に基づいて、前記戻り光画像調整部による前記戻り光画像の階調値の低減幅を設定する係数設定部とを備え、
該係数設定部は、前記蛍光検出部によって前記蛍光領域が検出された場合に、前記蛍光検出部によって前記蛍光領域が検出されなかった場合に比べて前記戻り光画像の階調値が低減するように、前記低減幅を設定し、前記蛍光検出部によって検出された前記蛍光領域の階調値が大きい程、前記戻り光画像の階調値の前記低減幅を小さくする蛍光観察装置。 - 被検体に対して照明光および励起光を照射する光源と、
該光源から前記照明光が照射されることによって前記被検体から発せられる戻り光を撮影した戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、
前記光源から前記励起光が照射されることによって前記被検体から発せられる蛍光を撮影した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って生成された前記蛍光画像から、所定の階調値閾値以上の階調値を有する蛍光領域を検出する蛍光検出部と、
前記戻り光画像の階調値を調整する戻り光画像調整部と、
該戻り光画像調整部によって階調値を調整された戻り光画像と前記蛍光画像とを重畳した重畳画像を生成する重畳画像生成部と、
前記蛍光検出部による前記蛍光領域の検出結果に基づいて、前記戻り光画像調整部による前記戻り光画像の階調値の低減幅を設定する係数設定部とを備え、
該係数設定部は、前記蛍光検出部によって前記蛍光領域が検出された場合に、前記蛍光検出部によって前記蛍光領域が検出されなかった場合に比べて前記戻り光画像の階調値が低減するように、前記低減幅を設定し、前記戻り光画像の色調と前記重畳画像内の前記蛍光領域の表示色とのコントラストが高い程、前記戻り光画像の階調値の前記低減幅を小さくする蛍光観察装置。 - 前記係数設定部が、0を超え1未満の係数を設定し、
前記戻り光画像調整部は、前記蛍光検出部によって前記蛍光領域が検出された場合に、前記係数設定部によって設定された前記係数を前記戻り光画像の階調値に乗算する請求項1または請求項2に記載の蛍光観察装置。 - 前記戻り光を撮影する撮像素子を備え、
前記係数設定部が、前記撮像素子の前記戻り光の露光量の低減幅を設定し、
前記戻り光画像調整部は、前記蛍光検出部によって前記蛍光領域が検出された場合に、前記係数設定部によって設定された前記低減幅に従って前記撮像素子の露光量を低減させる露光量制御部を備える請求項1または請求項2に記載の蛍光観察装置。 - 前記露光量制御部は、前記撮像素子への前記戻り光の入射光量、前記撮像素子の露光時間および前記被検体に照射される前記照明光の光量のうち、少なくとも1つを制御する請求項4に記載の蛍光観察装置。
- 前記係数設定部が、前記蛍光検出部によって検出された前記蛍光領域の階調値が大きい程、前記戻り光画像の階調値の前記低減幅を小さくする請求項2に記載の蛍光観察装置。
- 前記係数設定部が、前記戻り光画像の色調と前記重畳画像内の前記蛍光領域の表示色とのコントラストが高い程、前記戻り光画像の階調値の前記低減幅を小さくする請求項1に記載の蛍光観察装置。
- 前記戻り光画像調整部は、前記蛍光検出部によって検出された前記蛍光領域を構成する画素の数が所定の画素数閾値以上であった場合にのみ、前記戻り光画像の階調値を低減する請求項1から請求項7のいずれかに記載の蛍光観察装置。
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