專利名稱：熒光觀察裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熒光觀察裝置。
背景技術：
以往公知有如下的熒光測量裝置向觀察對象照射激勵光，檢測在觀察對象中產生的熒光，并且還檢測觀察對象表面上的激勵光的反射光，通過將熒光強度除以檢測到的反射光強度來進行標準化(例如參照專利文獻I)。根據該熒光測量裝置，即使在由于激勵光的射出端和觀察對象之間的距離或角度的變動而導致產生的熒光發(fā)生變動的情況下，也能夠對該熒光進行標準化，能夠減少距離或角度的影響，提高熒光觀察的定量性。 現有技術文獻專利文獻專利文獻I日本特開昭62-247232號公報

發(fā)明內容
發(fā)明所要解決的課題但是，在專利文獻I的熒光測量裝置的情況下，激勵光與利用該激勵光產生的熒光的強度差異較大，為了取得清晰的熒光圖像，需要遮斷入射到照相機的激勵光。此外，為了拍攝細微的熒光，需要利用具有明亮的鏡頭特性的照相機進行拍攝。此外，對于強度高的激勵光的反射光，需要使用與取得熒光圖像用的照相機不同的高分辨率的照相機進行拍攝。其結果，由于不同的照相機的不同的鏡頭特性，入射到兩個照相機的各攝像面的光的配光特性不同，如果僅采用如專利文獻I那樣用熒光強度除以激勵光強度的方式，則存在不能高精度地進行標準化，不能高精度地進行定量的熒光觀察的不足。本發(fā)明正是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種熒光觀察裝置，該熒光觀察裝置能夠使用通過鏡頭特性不同的照相機取得的熒光圖像和返回光圖像，高精度地對熒光圖像進行標準化，進行定量性高的熒光觀察。用于解決課題的手段為了達到上述目的，本發(fā)明提供以下手段。本發(fā)明提供一種熒光觀察裝置，其具有照明部，其向被攝體照射照明光和激勵光；熒光圖像取得部，其拍攝由于來自該照明部的激勵光的照射而在所述被攝體中產生的熒光，取得熒光圖像；返回光圖像取得部，其拍攝由于來自所述照明部的照明光的照射而從所述被攝體返回的返回光，取得返回光圖像；配光特性信息存儲部，其存儲與這些熒光圖像取得部和返回光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性相關的信息；圖像校正部，其使用該配光特性信息存儲部所存儲的與所述配光特性相關的信息，校正熒光圖像或返回光圖像中的至少一方，以使熒光圖像和返回光圖像所包含的所述配光特性一致；以及圖像標準化部，其使用該圖像校正部校正后的熒光圖像和返回光圖像，利用返回光圖像對熒光圖像進行標準化。根據本發(fā)明，通過將來自照明部的激勵光照射到被攝體，由此，熒光圖像取得部拍攝在被攝體中產生的熒光，取得熒光圖像，另一方面，通過將來自照明部的照明光照射到被攝體，由此，返回光圖像取得部拍攝從被攝體返回的返回光，取得返回光圖像。熒光圖像取得部和返回光圖像取得部具備光學系統，該光學系統根據其目的不同而具有不同的配光特性，將與各光學系統的配光特性相關的信息存儲到配光特性信息存儲部中。并且，在圖像校正部中，使用該配光特性信息存儲部所存儲的與配光特性相關的信息，校正熒光圖像或返回光圖像中的至少一方，以使熒光圖像和返回光圖像所包含的配光特性一致。使用這樣校正后的熒光圖像和返回光圖像，用返回光圖像對熒光圖像進行標準化，由此，能夠從標準化后的熒光圖像中去除由于配光特性的不同而造成的影響，從而能夠進行定量性更高的觀察。在上述發(fā)明中，也可以是所述配光特性信息存儲部分別存儲所述熒光圖像取得部和所述返回光圖像取得部所具備的兩方的光學系統的配光特性，作為與所述光學系統的配光特性相關的信息，所述圖像校正部將熒光圖像除以所述熒光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性，將返回光圖像除以所述返回光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性。由此，從在熒光圖像的標準化中使用的熒光圖像和返回光圖像中去除各個圖像所包含的光學系統的配光特性的影響，因此，能夠從標準化后的熒光圖像中去除由于配光特性的不同而造成的影響，從而能夠進行定量性更高的觀察。此外，在上述發(fā)明中，也可以是所述配光特性信息存儲部存儲將所述熒光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性除以所述返回光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性而得到的配光特性比，作為與所述光學系統的配光特性相關的信息，所述圖像校正部將熒光圖像除以所述配光特性比。此外，在上述發(fā)明中，也可以是所述配光特性信息存儲部存儲將所述返回光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性除以所述熒光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性而得到的配光特性比，作為與所述光學系統的配光特性相關的信息，所述圖像校正部將返回光圖像除以所述配光特性比。 由此，能夠通過配光特性比的使用，減少圖像校正部中的圖像的校正次數，能夠以較短的處理時間，從標準化后的熒光圖像中去除由于配光特性的不同而造成的影響，從而能夠進行定量性更高的觀察。此外，本發(fā)明提供一種熒光觀察裝置，其具有照明部，其向被攝體照射照明光和激勵光；熒光圖像取得部，其拍攝由于來自該照明部的激勵光的照射而在所述被攝體中產生的熒光，取得熒光圖像；返回光圖像取得部，其拍攝由于來自所述照明部的照明光的照射 而從所述被攝體返回的返回光，取得返回光圖像；配光特性信息存儲部，其存儲與這些熒光圖像取得部和返回光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性相關的信息；圖像標準化部，其使用由所述返回光圖像取得部取得的返回光圖像，對由所述熒光圖像取得部取得的熒光圖像進行標準化；以及圖像校正部，其使用所述配光特性信息存儲部所存儲的與所述配光特性相關的信息，校正利用所述圖像標準化部進行標準化后的熒光圖像，以使熒光圖像和返回光圖像所包含的所述配光特性一致。發(fā)明效果根據本發(fā)明，產生如下效果能夠使用通過鏡 頭特性不同的照相機取得的熒光圖像和照射光圖像，高精度地對熒光圖像進行標準化，進行定量性高的熒光觀察。


圖I是示出本發(fā)明的一個實施方式的熒光觀察裝置的整體結構圖。圖2是示出圖I的熒光觀察裝置所具備的聚光透鏡的配光特性的一例的圖，(a)是示出熒光用的聚光透鏡的配光特性的圖，(b)是示出白色光用的聚光透鏡的配光特性的圖。圖3是示出使用了圖I的熒光觀察裝置的被攝體的熒光觀察步驟的流程圖。圖4是示出圖I的熒光觀察裝置的第I變形例的整體結構圖。圖5是示出使用了圖4的熒光觀察裝置的被攝體的熒光觀察步驟的流程圖。圖6是示出圖I的熒光觀察裝置的第2變形例的整體結構圖。圖7是示出使用了圖6的熒光觀察裝置的被攝體的熒光觀察步驟的流程圖。
具體實施例方式以下，參照附圖來對本發(fā)明一個實施方式的熒光觀察裝置I進行說明。如圖I所示，本實施方式的熒光觀察裝置I是內窺鏡裝置，其具有插入部2，其插入到體腔內；照明部3，其向與該插入部2的前端面2a相對配置的生物體組織(以下稱作被攝體)A照射白色光(照明光)和激勵光；圖像取得部4，其取得被攝體A的熒光圖像信號和白色光圖像信號；圖像處理部5，其對由該圖像取得部4取得的圖像信號進行處理；以及監(jiān)視器6，其對由圖像處理部5生成的圖像進行顯示。照明部3具有氣氣燈7、濾光片8、I禹合透鏡9、光導纖維10和照明光學系統11。濾光片8具有沿周向并列配置在依靠電機8a進行旋轉的轉臺Sb上的白色光濾光片Sc和激勵光濾光片8d，其中，白色光濾光片8c使白色光的波段(例如400 650nm)透射，激勵光濾光片8d使激勵光的波段(例如650 750nm)的光透射。耦合透鏡9對透射過濾光片8的白色光和激勵光進行會聚，并使其入射到光導纖維10的端部。光導纖維10配置在插入部2的基端至前端的整個長度范圍內，將白色光和激勵光導光至插入部2的前端面2a。照明光學系統11使被光導纖維10導光后的白色光和激勵光擴散，并朝被攝體A照射。圖像取得部4具有物鏡12，其配置在插入部2的前端，會聚被攝體A中產生的熒光和來自被攝體的白色光的返回光；分色鏡13，其將由該物鏡12會聚的光分支為熒光和白色光；聚光透鏡14、15，其分別會聚由該分色鏡13分支后的熒光和白色光；熒光用CCD (熒光圖像取得部)16，其對由該聚光透鏡14會聚的熒光進行拍攝；以及白色光用CCD (返回光圖像取得部)17，其對由聚光透鏡15會聚的白色光進行拍攝。圖中，標號18是遮斷向熒光用CCD 16入射的激勵光的激勵光截止濾光片。用于會聚微弱的熒光來取得明亮的熒光圖像的聚光透鏡14和用于會聚白色光來取得清晰的白色光圖像的聚光透鏡15，根據其目的而具有不同的配光特性。例如，聚光透鏡14、15的配光特性如圖2所示。
圖2 (a)、(b)示出了配光特性的一例。這些配光特性是熒光圖像和白色光圖像中的同一直線上的灰度值分布，該熒光圖像和白色光圖像是通過向均勻地含有熒光色素且具有與生物體組織相似的光學特性的標準試樣照射激勵光和白色光而取得的。圖2 Ca)示出了沿著激勵光的照射范圍的一條直線上的聚光透鏡14的配光特性的一例。將上述直線端部處的突光的灰度值表不為FLtl,將標準試樣的直線上的任意位置處的熒光的亮度值表示為FLsijtl這里下標i、j是表示熒光圖像的垂直的兩個方向上的像素位置的自然數。圖2 (b)示出了沿著白色光的照射范圍的上述直線上的聚光透鏡15的配光特性的一例。將上述直線端部處的熒光的亮度值表示為WLtl,將標準試樣的直線上的任意位置處的熒光的亮度值表示為WLSij。這里下標i、j是表示白色光圖像的垂直的兩個方向上的像素位置的自然數。
圖像處理部5具有熒光圖像生成部19，其對由熒光用CXD 16取得的熒光圖像信號進行處理，生成熒光圖像；白色光圖像生成部20，其對由白色光用CCD 17取得的白色光圖像信號進行處理，生成白色光圖像；圖像校正部21，其對所生成的熒光圖像和白色光圖像進行校正；圖像標準化部22，其使用校正后的熒光圖像和校正后的白色光圖像，利用白色光圖像對熒光圖像進行標準化；以及圖像合成部23，其對標準化后的熒光圖像和白色光圖像進行合成。圖像校正部21分別存儲熒光圖像的校正系數和白色光圖像的校正系數。校正系數被計算為將使用了標準試樣的各聚光透鏡14、15的配光特性FLSij、WLSij除以代表性的共同的像素位置處的灰度值FLc^WLtl而得到的比率Fij和Wij,即Fij=FLsijM^Wij=WLSij/WLQ。并且，圖像校正部21將通過向被攝體A照射激勵光和白色光而得到的熒光圖像和白色光圖像的各像素位置處的灰度值FLU、WLij，分別除以所存儲的校正系數F、W，由此，計算校正后的熒光圖像FL’ ^和校正后的白色光圖像WL’ iJO將在圖像校正部21中進行校正后的熒光圖像FL’ u和校正后的白色光圖像WL’ u發(fā)送至圖像標準化部21，將校正后的熒光圖像FL’ u除以校正后的白色光圖像WL’ u來取得標準化后的熒光圖像。在圖像合成部中將所取得的標準化熒光圖像與白色光圖像合成，輸出到監(jiān)視器6。以下，針對如這樣構成的本實施方式的熒光觀察裝置I的作用進行說明。為了使用本實施方式的熒光觀察裝置I進行被攝體A的熒光觀察，使濾光片的電機動作來使轉臺旋轉，由此將使氙氣燈動作而產生的照明光依次透射白色光濾光片8c和激勵光濾光片8d。如圖I和圖3所示，透射過白色光濾光片Sc后的白色光和透射過激勵光濾光片8d后的激勵光依次利用耦合透鏡入射到光導纖維10的端面，并被導光至插入部2的前端面2a，并通過照明光學系統11照射到被攝體A的表面(步驟SI)。照射到被攝體A的表面的白色光在表面發(fā)生反射并被物鏡12會聚。另一方面，在將激勵光照射到被攝體A時，存在于被攝體A中的熒光物質被激勵而發(fā)出熒光，在所產生的熒光中，從被攝體A的表面發(fā)出的熒光的一部分被物鏡12會聚。通過物鏡12會聚的白色光透射過分色鏡13，然后，被聚光透鏡15會聚并被白色光用CCD 17拍攝。另一方面，通過物鏡12會聚的熒光被分色鏡13反射，然后，被聚光透鏡14會聚并被熒光用CXD 16拍攝。由此，取得白色光圖像信號和熒光圖像信號(步驟S2)。將這些白色光圖像信號和熒光圖像信號分別發(fā)送到圖像處理部5的白色光圖像生成部20和熒光圖像生成部19，生成白色光圖像WLij和熒光圖像FLijtl接著，將所生成的白色光圖像WLij和熒光圖像FLij發(fā)送到圖像校正部21，由此，取得校正后的白色光圖像WIAj和熒光圖像FL’ijt)(步驟S3、S4)。將校正后的白色光圖像WL’ u和熒光圖像FL’ u發(fā)送至圖像標準化部22，將校正后的熒光圖像FL’ u除以校正后的白色光圖像WL’ ij;由此，取得標準化后的熒光圖像FL’ u/WIZij (步驟S5)。然后，將熒光圖像FL’JWL’u發(fā)送到圖像合成部23，在那里與白色光圖像WLu進行合成(步驟S6 )，然后，顯示在監(jiān)視器6上(步驟S7 )。這樣，根據本實施方式的熒光觀察裝置1，通過將使用配光特性不同的聚光透鏡
14、15單獨取得的熒光圖像和白色光圖像除以用于取得各個圖像的聚光透鏡14、15的配光特性來進行校正，因此存在如下優(yōu)點能夠利用減少了配光特性的影響的熒光圖像和白色 光圖像對熒光圖像進行標準化，從而能夠利用定量性更高的標準化熒光圖像觀察被攝體A。另外，在本實施方式中，采用了如下方法預先分別存儲了聚光透鏡14、15的配光特性，將取得的熒光圖像和白色光圖像通過用于取得各個圖像的聚光透鏡14、15的配光特性進行校正，利用校正后的白色光圖像對校正后的熒光圖像進行標準化，不過，也可以替代上述方法，而采用圖4和圖5所示的方法。即，在圖4所示的例子中，圖像校正部21預先存儲W/F作為校正系數，將由白色光圖像生成部20生成的白色光圖像WLij除以校正系數W/F，由此計算校正后的白色光圖像WL”U。然后，圖像標準化部22將由熒光圖像生成部19生成的熒光圖像FLij除以校正后的白色光圖像WL” iJt)由此，能夠與圖I同樣地取得標準化后的熒光圖像。在該情況下，如圖5所示，可以省略存在于圖3的流程圖中的熒光圖像的校正步驟S4，從而具有能夠減少計算量且使處理迅速化的優(yōu)點。此外，也可以與之相反，圖像校正部21預先存儲F/W作為校正系數，由此利用校正系數校正熒光圖像，將校正后的熒光圖像除以由白色光圖像生成部20生成的白色光圖像。此外，在上述實施方式中，在利用校正系數校正了熒光圖像和白色光圖像中的至少一方后，使用校正后的圖像進行了熒光圖像的標準化，但也可以取而代之，如圖6和圖7所示那樣進行圖像處理。即，交換圖像標準化部22與圖像校正部21的順序，首先在圖像標準化部22中利用由白色光圖像生成部20生成的白色光圖像WLij對由熒光圖像生成部19生成的熒光圖像FLij進行標準化(步驟S5)后，再通過將標準化熒光圖像FLijZiWLij乘以校正系數W/F來進行校正(步驟S8)。由此，能夠以較少的運算量迅速取得與上述同樣的標準化后的熒光圖像FL，i/WL，iJO此外，在本實施方式中，采用了白色光圖像作為用于對熒光圖像進行標準化的返回光圖像，但也可以取而代之，采用激勵光圖像、自身熒光圖像等在與熒光圖像相同的照射范圍中取得的其他任意圖像。此外，圖像校正部21存儲校正系數，但也可以將存儲部(配光特性信息存儲部、省略圖示)與圖像校正部21分開設置，圖像校正部21使用存儲在該存儲部中的校正系數進行圖像的校正。此外，在圖像校正部21中存儲由將配光特性除以代表性灰度值而得的比率構成的校正系數，但可以取而代之，存儲配光特性自身作為校正系數。標號說明A :被攝體I :熒光觀察裝置3:照明部
14、15 :聚光透鏡(光學系統)16 :突光用CXD (熒光圖像取得部)I7 :白色光用CXD (返回光圖像取得部)21 :圖像校正部(配光特性信息存儲部)22:圖像標準化部
權利要求
1.一種熒光觀察裝置，其具有 照明部，其向被攝體照射照明光和激勵光； 熒光圖像取得部，其拍攝由于來自該照明部的激勵光的照射而在所述被攝體中產生的熒光，取得熒光圖像； 返回光圖像取得部，其拍攝由于來自所述照明部的照明光的照射而從所述被攝體返回的返回光，取得返回光圖像； 配光特性信息存儲部，其存儲與這些熒光圖像取得部和返回光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性相關的信息； 圖像校正部，其使用該配光特性信息存儲部所存儲的與所述配光特性相關的信息，校正熒光圖像或返回光圖像中的至少一方，以使熒光圖像和返回光圖像所包含的所述配光特性一致；以及 圖像標準化部，其使用該圖像校正部校正后的熒光圖像和返回光圖像，利用返回光圖像對熒光圖像進行標準化。
2.根據權利要求I所述的熒光觀察裝置，其中， 所述配光特性信息存儲部分別存儲所述熒光圖像取得部和所述返回光圖像取得部所具備的兩方的光學系統的配光特性，作為與所述光學系統的配光特性相關的信息， 所述圖像校正部將熒光圖像除以所述熒光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性，將返回光圖像除以所述返回光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性。
3.根據權利要求I所述的熒光觀察裝置，其中， 所述配光特性信息存儲部存儲將所述熒光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性除以所述返回光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性而得到的配光特性比，作為與所述光學系統的配光特性相關的信息， 所述圖像校正部將熒光圖像除以所述配光特性比。
4.根據權利要求I所述的熒光觀察裝置，其中， 所述配光特性信息存儲部存儲將所述返回光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性除以所述熒光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性而得到的配光特性比，作為與所述光學系統的配光特性相關的信息， 所述圖像校正部將返回光圖像除以所述配光特性比。
5.一種熒光觀察裝置，其具有 照明部，其向被攝體照射照明光和激勵光； 熒光圖像取得部，其拍攝由于來自該照明部的激勵光的照射而在所述被攝體中產生的熒光，取得熒光圖像； 返回光圖像取得部，其拍攝由于來自所述照明部的照明光的照射而從所述被攝體返回的返回光，取得返回光圖像； 配光特性信息存儲部，其存儲與這些熒光圖像取得部和返回光圖像取得部所具備的光學系統的配光特性相關的信息； 圖像標準化部，其使用由所述返回光圖像取得部取得的返回光圖像，對由所述熒光圖像取得部取得的熒光圖像進行標準化；以及 圖像校正部，其使用所述配光特性信息存儲部所存儲的與所述配光特性相關的信息，校正利用所述圖像標準化部進行標準化后的熒光圖像，以使熒光圖像和返回光圖像所包含的 所述配光特性一致。
全文摘要
使用通過鏡頭特性不同的照相機取得的熒光圖像和照射光圖像，高精度地對熒光圖像進行標準化，并進行定量性高的熒光觀察。提供具有以下部件的熒光觀察裝置(1)照明部(3)，其向被攝體(A)照射照明光和激勵光；熒光圖像取得部(16)，其拍攝由于激勵光的照射而在被攝體(A)中產生的熒光，取得熒光圖像；返回光圖像取得部(17)，其拍攝由于照明光的照射而從被攝體(A)返回的返回光，取得返回光圖像；配光特性信息存儲部(21)，其存儲與這些圖像取得部(16、17)所具備的光學系統(14、15)的配光特性相關的信息；圖像校正部(21)，其使用與該配光特性相關的信息，校正熒光圖像或返回光圖像中的至少一方，以使熒光圖像和返回光圖像所包含的配光特性一致；以及圖像標準化部(22)，其使用校正后的熒光圖像和返回光圖像，利用返回光圖像對熒光圖像進行標準化。
文檔編號A61B1/04GK102958417SQ20118003104
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權日2010年7月6日
發(fā)明者小野芙美子 申請人:奧林巴斯株式會社