專利名稱：熒光觀察裝置和熒光觀察方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熒光觀察裝置和熒光觀察方法。
背景技術(shù)：
以往，公知有下述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)針對(duì)投放有異常地聚集在癌細(xì)胞等 病變部上的熒光色素的觀察對(duì)象部位，照射對(duì)該熒光色素進(jìn)行激勵(lì)而使 其產(chǎn)生藥劑熒光的激勵(lì)光，并拍攝產(chǎn)生的藥劑熒光，從而能夠得到在病 變部中亮度較高的熒光圖案(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。
專利文獻(xiàn)1日本特開平8-224208
但是，作為觀察對(duì)象部位的生物體組織中原本含有自身熒光物質(zhì)， 通過照射激勵(lì)光，不僅激勵(lì)熒光色素還激勵(lì)自身熒光物質(zhì)，具有在獲取 的熒光圖像中病變部不明顯的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述問題而完成的，其目的在于，提供一種能在獲 取的熒光圖像中使病變部變得明顯而能進(jìn)行正確的診斷的熒光觀察裝置 和熒光觀察方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下手段。
本發(fā)明的第一方式是一種熒光觀察裝置，該熒光觀察裝置具有光
源部，其向觀察對(duì)象部位照射被血管吸收的波段的照明光和如下的激勵(lì) 光，該激勵(lì)光對(duì)異常地聚集在病變部上的熒光色素進(jìn)行激勵(lì)而使其產(chǎn)生
藥劑熒光；攝像部，其針對(duì)同一觀察對(duì)象部位，分別拍攝通過照射所述 照明光和所述激勵(lì)光而得到的反射光和熒光，從而獲取圖像；以及圖像 處理部，其對(duì)由該攝像部獲取的反射光圖像的亮度進(jìn)行平滑化來獲取參 照?qǐng)D像，并根據(jù)所獲取的參照?qǐng)D像對(duì)所述熒光圖像進(jìn)行校正。根據(jù)上述第一方式，通過光源部的動(dòng)作，向同一觀察對(duì)象部位照射 照明光和激勵(lì)光，通過攝像部的動(dòng)作，獲取針對(duì)照明光的反射光圖像和 針對(duì)激勵(lì)光的熒光圖像。照明光具有被血管(以及包含在血管內(nèi)流動(dòng)的 血液)吸收的波段，因此，向觀察對(duì)象部位照射照明光時(shí)，照明光被觀 察對(duì)象部位上存在的血管吸收。由此，反射光圖像成為血管部分的亮度 降低的圖像。
在該情況下，在癌組織等病變部中，血管發(fā)達(dá)而存在多個(gè)，因此， 反射光圖像成為與血管對(duì)應(yīng)的暗區(qū)域較多的圖像。另一方面，在正常組 織中，與病變部相比血管較少，因此，反射光圖像成為與血管對(duì)應(yīng)的暗 區(qū)域較少的圖像。
因此，通過圖像處理部的動(dòng)作，對(duì)反射光圖像的亮度進(jìn)行平滑化， 從而除去血管形狀的信息，得到的參照光圖像成為在病變部附近具有暗 的灰度、在正常部附近具有亮的灰度的圖像。然后，在圖像處理部中使 用以這種方式獲取的參照?qǐng)D像，從而能使熒光圖像中與病變部對(duì)應(yīng)的部 分顯著明顯，使用該參照?qǐng)D像，能進(jìn)行高精度的診斷。
在上述第一方式中，所述圖像處理部可以具有對(duì)由所述攝像部獲取 的反射光圖像的亮度進(jìn)行平滑化的低通濾波器。
這樣一來，通過使反射光圖像信息通過低通濾波器，從而能夠簡(jiǎn)單 地對(duì)按照每個(gè)像素變化的亮度值的變動(dòng)進(jìn)行平滑化，得到亮度值以平滑 的灰度進(jìn)行變化的參照?qǐng)D像。由此，能夠除去反射光圖像中包含的血管 形狀等的信息，容易地獲取病變部附近較暗、正常部附近較亮的參照?qǐng)D 像。
此外，在上述第一方式中還可以具有熒光圖像校正部，該熒光圖像 校正部將由所述攝像部獲取的熒光圖像的亮度值除以通過平滑化而得到 的參照?qǐng)D像的亮度值，從而進(jìn)行校正。
這樣一來，通過熒光圖像校正部的動(dòng)作，當(dāng)將熒光圖像的亮度值除 以參照光圖像的亮度值時(shí)，對(duì)于因藥劑熒光而具有高亮度值的病變部， 被除以具有較低的亮度值的參照光圖像的亮度值，由此亮度值變高。另 一方面，在正常部附近不存在藥劑熒光，雖然因自身熒光而具有高亮度值，但是被除以具有較高的亮度值的參照光圖像的亮度值，由此亮度值 降低。由此，能夠容易地獲取被校正成使病變部變得明顯的圖像，能提 高診斷能力。
此外，本發(fā)明的第二方式是一種熒光觀察方法，該熒光觀察方法具 有以下步驟向同一觀察對(duì)象部位照射被血管吸收的波段的照明光和如 下的激勵(lì)光的步驟，該激勵(lì)光對(duì)異常地聚集在病變部上的熒光色素進(jìn)行 激勵(lì)而使其產(chǎn)生藥劑熒光；分別拍攝通過照射所述照明光和所述激勵(lì)光 而得到的反射光和熒光，從而獲取圖像的步驟；以及對(duì)獲取的反射光圖 像的亮度進(jìn)行平滑化來獲取參照?qǐng)D像，并根據(jù)所獲取的參照?qǐng)D像對(duì)所述 熒光圖像進(jìn)行校正的步驟。
根據(jù)本發(fā)明，具有能在獲取的熒光圖像中使病變部變得明顯而能進(jìn) 行正確的診斷的效果。


圖1是示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的熒光觀察裝置的示意圖。 圖2是示出圖1的熒光觀察裝置具有的旋轉(zhuǎn)濾波器的一例的圖。 圖3是示出圖2的旋轉(zhuǎn)濾波器的各濾波器的透射率特性、熒光波長(zhǎng) 特性的曲線圖。
圖4是示出由圖1的熒光觀察裝置獲取的反射光圖像例的圖。
圖5是示出對(duì)圖4的反射光圖像進(jìn)行平滑化而得到的參照?qǐng)D像例的圖。
圖6是示出由圖1的熒光觀察裝置獲取的藥劑熒光圖像例的圖。 圖7是示出根據(jù)參照?qǐng)D像對(duì)由圖1的熒光觀察裝置獲取的藥劑熒光 圖像進(jìn)行校正后的圖像例的圖。
標(biāo)號(hào)說明
A、 B、 C濾波器；G,反射光圖像；G2參照?qǐng)D像；G3、 G3'藥劑熒
光圖像；S觀察對(duì)象部位；T血管；X病變部(腫瘤部)；1、熒光觀察 裝置；2、光源部；4、圖像處理部；15、反射光用攝像元件(攝像部)；16熒光用攝像元件(攝像部)；19、參照?qǐng)D像生成部；20、熒光圖像校正 部。
具體實(shí)施例方式
關(guān)于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的熒光觀察裝置1，參照?qǐng)D1~圖7來進(jìn) 行以下說明。
如圖1所示，本實(shí)施方式的熒光觀察裝置1具有光源部2、插入部3、 圖像處理部4以及監(jiān)視器5。
光源部2具有產(chǎn)生白色光的白色光源6;使來自該白色光源6的 白色光成為大致平行光的準(zhǔn)直透鏡7;從白色光提取預(yù)定波段的光的旋轉(zhuǎn) 濾波器8;以及對(duì)該旋轉(zhuǎn)濾波器8進(jìn)行控制的濾波器控制部9。
如圖2所示，旋轉(zhuǎn)濾波器8具有三個(gè)不同的濾波器A、 B、 C。如圖 3所示，這些濾波器A、 B、 C分別具有以下透射率特性濾波器A透射 370nm以上450nm以下的波段的光，濾波器B透射680nm以上740nm 以下的波段的光，濾波器C透射400nm以上700nm以下的波段的光。
由濾波器A提取出的370nm以上450nm以下的波段的光具有如下 特性當(dāng)照射到作為生物體組織的觀察對(duì)象部位S時(shí)，該波段的光被該 觀察對(duì)象部位S的生物體組織內(nèi)存在的血管吸收。
由濾波器B提取出的680nm以上740nm以下的波段的光具有如下特 性激勵(lì)像Cy7 (Amersham公司制造)這樣的異常地聚集在腫瘤等病變 部的熒光藥劑，使其產(chǎn)生760nm以上850nm以下的波段的熒光。
旋轉(zhuǎn)濾波器8根據(jù)來自濾波器控制部9的指令信號(hào)對(duì)電動(dòng)機(jī)8a進(jìn)行 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，從而依次切換濾波器A、 B、 C，向同一觀察對(duì)象部位S照射 不同波段的光。
此外，濾波器控制部9將配置在光路中的濾波器A、 B、 C的信息作 為觸發(fā)信號(hào)，輸出到后述的圖像處理部4中。
上述插入部3例如形成為可插入體腔內(nèi)的細(xì)長(zhǎng)形且可彎曲。插入部 3具有光導(dǎo)纖維IO，其用于引導(dǎo)從光源部2出射的光；透鏡ll，其使 由該光導(dǎo)纖維10引導(dǎo)至前端的光擴(kuò)散而照射到觀察對(duì)象部位S上；物鏡12，其會(huì)聚從觀察對(duì)象部位S返回的反射光或熒光；二色鏡13，其將會(huì)
聚后的反射光和熒光分支到不同的光路；截止濾波器14，其阻斷分支后
的熒光中包含的激勵(lì)光；反射光用攝像元件15，其檢測(cè)分支后的反射光;
以及熒光用攝像元件16，其檢測(cè)通過截止濾波器14的熒光。
如圖3所示，截止濾波器14具有以下透射率特性僅使由二色鏡
13從反射光分支出的光中的、相當(dāng)于藥劑熒光的波段為760nm以上
850nm以下的熒光通過，并阻斷其他的光。
此外，反射光用攝像元件15和熒光用攝像元件16分別由CCD那樣
的固體攝像元件構(gòu)成。
圖像處理部4具有反射光圖像生成部17，其根據(jù)從反射光用攝像 元件15發(fā)送來的反射光圖像信息和從濾波器控制部9發(fā)送來的觸發(fā)信號(hào) 來生成反射光圖像；熒光圖像生成部18，其根據(jù)從熒光用攝像元件16發(fā) 送來的熒光圖像信息和從濾波器控制部9發(fā)送來的觸發(fā)信號(hào)來生成藥劑 熒光圖像；參照?qǐng)D像生成部19，其對(duì)反射光圖像進(jìn)行處理來生成參照?qǐng)D 像；以及熒光圖像校正部20，其根據(jù)所生成的參照?qǐng)D像對(duì)藥劑熒光圖像 進(jìn)行校正。
反射光圖像生成部17根據(jù)從濾波器控制部9發(fā)送來的觸發(fā)信號(hào)，識(shí) 別濾波器A配置在光路內(nèi)的期間，將在該期間內(nèi)從反射光用攝像元件15 發(fā)送來的圖像信息作為反射光圖像進(jìn)行存儲(chǔ)。
熒光圖像生成部18根據(jù)從濾波器控制部9發(fā)送來的觸發(fā)信號(hào)，識(shí)別 濾波器B配置在光路內(nèi)的期間，將在該期間內(nèi)從熒光用攝像元件16發(fā)送 來的圖像信息作為藥劑熒光圖像進(jìn)行存儲(chǔ)。
參照?qǐng)D像生成部19由低通濾波器構(gòu)成，該低通濾波器對(duì)由反射光用 攝像元件15獲取的反射光圖像的亮度進(jìn)行平滑化。
具體而言，生成反射光圖像時(shí)配置在光路內(nèi)的濾波器A從白色光中 提取可被血管吸收的波段的光。因此，當(dāng)照射該波段的光時(shí)，在觀察對(duì) 象部位S中，在與血管對(duì)應(yīng)的區(qū)域該光被吸收而反射光的光量變少。
艮P，作為反射光圖像Gp如圖4所示，在與血管T對(duì)應(yīng)的區(qū)域中， 獲取比其他圖像暗的圖像。在其他區(qū)域中，毛細(xì)血管大致整體均勻地存在，所以雖然發(fā)生了光的吸收，但是存在的血液量很少因此不進(jìn)行像粗 血管那樣的吸收，比與粗血管對(duì)應(yīng)的區(qū)域明亮。
因此，通過將反射光圖像Gi提供給由低通濾波器構(gòu)成的參照?qǐng)D像生
成部19，如圖5所示，可以除去反射光圖像G,中亮度的細(xì)小變動(dòng)并生成
參照?qǐng)D像G2，該參照?qǐng)D像G2在粗血管較多的區(qū)域具有暗的灰度、在粗血
管較少的區(qū)域具有亮的灰度。
例如，在圖5所示的例子中，生成存在較多血管T的腫瘤部X附近 的區(qū)域(圖中左側(cè)的區(qū)域)較暗、血管T較少的正常部Y附近的區(qū)域(圖 中右側(cè)的區(qū)域)較亮的參照?qǐng)D像。
最后，熒光圖像校正部20將由熒光圖像生成部18生成的藥劑熒光 圖像G3除以由參照?qǐng)D像生成部20生成的參照?qǐng)D像G2，從而獲取校正后
的藥劑熒光圖像G3'。
例如在圖6中例示出獲取藥劑熒光圖像G3的情況。該藥劑熒光圖像
G3包括異常地聚集的熒光藥劑以高亮度進(jìn)行發(fā)光的腫瘤部X;以及由
于配置在離透鏡11較近的位置而以比腫瘤部x更高的亮度進(jìn)行發(fā)光的正
常部Y。
在這種情況下，當(dāng)只觀察了該藥劑熒光圖像G3時(shí)，明亮發(fā)光的正常 部Y和腫瘤部X不明顯，可能發(fā)生錯(cuò)誤診斷。因此，在熒光圖像校正部 20中，將圖6的藥劑熒光圖像G3除以圖5的參照?qǐng)D像G2，由此如圖7 所示，可以獲取使腫瘤部X附近區(qū)域的亮度增加、使正常部Y附近區(qū)域 的亮度降低、使腫瘤部X明顯的藥劑熒光圖像G3'。
以下說明使用這種結(jié)構(gòu)的本實(shí)施方式的熒光觀察裝置1的熒光觀察 方法。
在本實(shí)施方式的熒光觀察方法中，將插入部3插入體腔內(nèi)并以其前 端與觀察對(duì)象部位S相對(duì)的方式配置。在該狀態(tài)下，通過光源部2的動(dòng) 作，向同一觀察對(duì)象部位S交替地照射波段為370nm以上450nm以下的 光、波段為680nm以上740nm以下的光以及波段為400nm以上700nm 以下的白色光。這里，波段為400nm以上700nm以下的白色光在下述情 況下使用，即，在對(duì)插入部3進(jìn)行操作中通過可視光來確認(rèn)觀察對(duì)象部位S，在此省略說明。
通過照射波段為370nm以上450nm以下的光，由反射光用攝像元件 15獲取反射光圖像G,信息。此外，通過照射波段為680nm以上740nm 以下的光，由熒光用攝像元件16獲取藥劑熒光圖像G3信息。
在本實(shí)施方式的熒光觀察方法中，將藥劑熒光圖像G3除以通過對(duì)獲 取的反射光圖像Gi進(jìn)行平滑化處理而得到的參照?qǐng)D像G2，從而進(jìn)行校 正。
波段為370nm以上450nm以下的光被血管T吸收，因此作為此時(shí)的 反射光圖像G,信息，在粗血管T的區(qū)域中得到亮度值較低的圖像。因此， 可以容易地獲取在像腫瘤部X那樣血管T較多的區(qū)域中較暗、在像正常 部Y那樣血管部T較少的區(qū)域中較亮、明暗平滑變化的參照?qǐng)D像G2。
通過使用以這種方式得到的參照?qǐng)D像G2對(duì)藥劑熒光圖像G3進(jìn)行校
正，具有使腫瘤部X變得明顯且能高精度地進(jìn)行診斷的優(yōu)點(diǎn)。
另外，在本實(shí)施方式中說明了旋轉(zhuǎn)濾波器8具有三個(gè)濾波器A、 B、 C的情況，但是不一定需要如上述那樣用于照射白色光的濾波器C。
此外，在本實(shí)施方式中，作為被血管T吸收的波段而照射370nm以 上450nm以下的波段的光，但是也可以照射波段為500nm以上600nm以 下的光。該波段為500nm以上600nm以下的光被存在于生物體組織的更 深位置上的血管T吸收，因此能夠使在較深位置上具有血管的腫瘤部X 變得更加明顯。
另外，作為波段為370nm以上450nm以下、波段為500nm以上600nm 以下的光，可以采用包含波長(zhǎng)410mn、 540nm且波段更窄的光。
此外，作為波長(zhǎng)選擇部例示了具有多個(gè)濾波器A、 B、 C的旋轉(zhuǎn)濾波 器8，但不限于此，也可以采用其他可變分光元件。
此外，插入部3也可以是硬性部件。
權(quán)利要求
1.一種熒光觀察裝置，該熒光觀察裝置具有光源部，其向觀察對(duì)象部位照射被血管吸收的波段的照明光和如下的激勵(lì)光，該激勵(lì)光對(duì)異常地聚集在病變部上的熒光色素進(jìn)行激勵(lì)而使其產(chǎn)生藥劑熒光；攝像部，其針對(duì)同一觀察對(duì)象部位，分別拍攝通過照射所述照明光和所述激勵(lì)光而得到的反射光和熒光，從而獲取圖像；以及圖像處理部，其對(duì)由該攝像部獲取的反射光圖像的亮度進(jìn)行平滑化來獲取參照?qǐng)D像，并根據(jù)所獲取的參照?qǐng)D像對(duì)所述熒光圖像進(jìn)行校正。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光觀察裝置，其中， 所述圖像處理部具有對(duì)由所述攝像部獲取的反射光圖像的亮度進(jìn)行平滑化的低通濾波器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熒光觀察裝置，其中， 所述圖像處理部具有熒光圖像校正部，該熒光圖像校正部將由所述攝像部獲取的熒光圖像的亮度值除以通過平滑化而得到的參照?qǐng)D像的亮 度值，從而進(jìn)行校正。
4. 一種熒光觀察方法，該熒光觀察方法具有以下步驟.-向同一觀察對(duì)象部位照射被血管吸收的波段的照明光和如下的激勵(lì)光的步驟，該激勵(lì)光對(duì)異常地聚集在病變部上的熒光色素進(jìn)行激勵(lì)而使 其產(chǎn)生藥劑熒光；分別拍攝通過照射所述照明光和所述激勵(lì)光而得到的反射光和熒 光，從而獲取圖像的步驟；以及對(duì)獲取的反射光圖像的亮度進(jìn)行平滑化來獲取參照?qǐng)D像，并根據(jù)所 獲取的參照?qǐng)D像對(duì)所述熒光圖像進(jìn)行校正的步驟。
全文摘要
本發(fā)明能在獲取的熒光圖像中使病變部變得明顯而能進(jìn)行正確的診斷。為此，本發(fā)明提供一種熒光觀察裝置(1)，所述熒光觀察裝置(1)具有光源部(2)，其向觀察對(duì)象部位(S)照射被血管吸收的波段的照明光和如下的激勵(lì)光，該激勵(lì)光對(duì)異常地聚集在病變部上的熒光色素進(jìn)行激勵(lì)而使其產(chǎn)生藥劑熒光；攝像部(15、16)，其針對(duì)同一觀察對(duì)象部位(S)，分別拍攝通過照射所述照明光和所述激勵(lì)光而得到的反射光和熒光，從而獲取圖像；以及圖像處理部(4)，其對(duì)由該攝像部(15、16)獲取的反射光圖像的亮度進(jìn)行平滑化來獲取參照?qǐng)D像，并根據(jù)所獲取的參照?qǐng)D像對(duì)所述熒光圖像進(jìn)行校正。
文檔編號(hào)A61B1/00GK101583304SQ20088000222
公開日2009年11月18日 申請(qǐng)日期2008年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月18日
發(fā)明者石原康成 申請(qǐng)人:奧林巴斯株式會(huì)社