(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像取得部と、関心領域特定部と、マージン決定部と、表示部とを備えた画像撮像表示装置の作動方法であって、
前記画像取得部が、光照射部からの照明光の出射によって被観察部から反射された反射光を受光して撮像された通常画像であって、予め設定された長さ情報を有する測長用マーカのマーカ画像を含む通常画像と、前記光照射部からの励起光の出射によって前記被観察部から発せられた蛍光を受光して撮像された蛍光画像とを取得し、
前記関心領域特定部が、前記蛍光画像に基づいて、前記蛍光画像における所定の関心領域を特定し、
前記マージン決定部が、前記関心領域特定部によって特定された関心領域に対応する前記通常画像上における領域に対して、前記マーカ画像の大きさに基づいて決定したマージンを加えた領域の境界線を決定し、
前記表示部が、前記通常画像と前記蛍光画像とを表示し、かつ前記関心領域に対応する前記通常画像上における領域の境界線と、前記マージンを加えた領域の境界線とを前記通常画像上に表示することを特徴とする画像撮像表示装置の作動方法。
【請求項２】
画像取得部と、関心領域特定部と、マージン決定部と、表示部とを備えた画像撮像表示装置の作動方法であって、
前記画像取得部が、光照射部からの照明光の出射によって被観察部から反射された反射光を受光して撮像された通常画像と、前記光照射部からの励起光の出射によって前記被観察部から発せられた蛍光を受光して撮像された蛍光画像とを取得し、
前記関心領域特定部が、前記蛍光画像に基づいて、前記蛍光画像における所定の関心領域を特定し、
前記マージン決定部が、前記関心領域特定部によって特定された関心領域に対応する前記通常画像上における領域に対して、前記被観察部である生体の部位に応じたマージンを加えた領域の境界線を決定し、
前記表示部が、前記通常画像と前記蛍光画像とを表示し、かつ前記関心領域に対応する前記通常画像上における領域の境界線と、前記マージンを加えた領域の境界線とを前記通常画像上に表示することを特徴とする画像撮像表示装置の作動方法。
【請求項３】
照明光および励起光を被観察部に照射する光照射部と、前記照明光の照射によって前記被観察部から反射された反射光を受光して通常画像を撮像するとともに、前記励起光の照射によって前記被観察部から発せられた蛍光を受光して蛍光画像を撮像する撮像部と、前記通常画像と前記蛍光画像とを表示する表示部とを備えた画像撮像表示装置において、
前記蛍光画像に基づいて、前記蛍光画像における所定の関心領域を特定する関心領域特定部と、
前記関心領域特定部によって特定された関心領域に対応する前記通常画像上における領域に対して所定のマージンを加えた領域の境界線を決定するマージン決定部とを備え、
前記表示部が、前記関心領域に対応する前記通常画像上における領域の境界線と、前記マージンを加えた領域の境界線とを前記通常画像上に表示するものであり、
前記撮像部が、予め設定された長さ情報を有する測長用マーカのマーカ画像を含む通常画像を撮像するものであり、
前記マージン決定部が、前記マーカ画像の大きさに基づいて前記マージンを決定するものであることを特徴とする画像撮像表示装置。
【請求項４】
照明光および励起光を被観察部に照射する光照射部と、前記照明光の照射によって前記被観察部から反射された反射光を受光して通常画像を撮像するとともに、前記励起光の照射によって前記被観察部から発せられた蛍光を受光して蛍光画像を撮像する撮像部と、前記通常画像と前記蛍光画像とを表示する表示部とを備えた画像撮像表示装置において、
前記蛍光画像に基づいて、前記蛍光画像における所定の関心領域を特定する関心領域特定部と、
前記関心領域特定部によって特定された関心領域に対応する前記通常画像上における領域に対して所定のマージンを加えた領域の境界線を決定するマージン決定部とを備え、
前記表示部が、前記関心領域に対応する前記通常画像上における領域の境界線と、前記マージンを加えた領域の境界線とを前記通常画像上に表示するものであり、
前記マージン決定部が、前記被観察部である生体の部位に応じた前記マージンを決定するものであることを特徴とする画像撮像表示装置。
【請求項５】
前記関心領域特定部が、予め設定された前記被観察部の生体情報に基づく区域の情報に基づいて、前記関心領域を特定するものであることを特徴とする請求項３または４記載の画像撮像表示装置。
【請求項６】
前記測長用マーカが、青色または緑色であることを特徴とする請求項３記載の画像撮像表示装置。
【請求項７】
前記測長用マーカが、前記被観察部である生体上に設置されるものであるとともに、生体吸収性材料から形成されるものであることを特徴とする請求項３または６記載の画像撮像表示装置。
【請求項８】
前記表示部が、予め設定された前記被観察部である生体を切除するための切除器具情報に応じて前記マージンを加えた領域の境界線の表示形態を変更するものであることを特徴とする請求項２から７いずれか１項記載の画像撮像表示装置。
【請求項９】
複数の前記切除器具情報と前記境界線の表示形態とを対応付けたテーブルを備えたことを特徴とする請求項８記載の画像撮像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明光および特殊光の被観察部への照射によって通常画像および特殊画像を取得し、その取得した通常画像と特殊画像とを表示する画像取得表示方法および画像撮像表示装置に関するものであり、特に、手術等において被観察部の一部の切除する際の補助機能に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、体腔内の組織を観察する内視鏡システムが広く知られており、白色光の照射によって体腔内の被観察部を撮像して通常画像を得、この通常画像をモニタ画面上に表示する電子式内視鏡システムが広く実用化されている。
【０００３】
また、このような内視鏡システムの１つとして、たとえば、脂肪下の血管走行および血流、リンパ管、リンパ流、胆管走行、胆汁流など通常画像上には現れないものを観察するため、予め被観察部にＩＣＧ（インドシアニングリーン）を投入し、被観察部に近赤外光の励起光を照射することによってＩＣＧの蛍光画像を取得する内視鏡システムが提案されている。
【０００４】
そして、上記のような蛍光画像を取得する内視鏡システムを用いることによって、被観察部における腫瘍などの病変部を特定することができるが、その特定した腫瘍部分またはその部分を含む臓器区域を切除したい場合がある。
【０００５】
そして、腫瘍などを切除する場合には、切除後の残存臓器内にがん細胞が残らないようにその腫瘍部分や臓器区域に対してサージカルマージンを設けて切除を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−８２０４１号公報
【特許文献２】特開２００２−０２８１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、蛍光画像上において腫瘍などを特定しただけでは、上述したようなサージカルマージンも含めた切除範囲を認識することができない。
【０００８】
また、そもそも腫瘍などを切除する際には、白色光の通常画像を観察しながら行われるため、蛍光画像上において腫瘍の範囲が特定できたとしても、通常画像上においてサージカルマージンを含めた範囲がどの辺りに位置するのか把握することができず、適切な切除手技を行うことができない。
【０００９】
なお、特許文献１においては、内視鏡で撮影された画像上にサージカルマージンを表示することが提案されているが、このサージカルマージンは、上述したようにリアルタイムに撮像された蛍光画像内で特定された腫瘍などに基づいて決定されたものではなく、予め設定された範囲である。
【００１０】
また、特許文献２においては、外科手術の最中に撮影された蛍光画像を用いて腫瘍の境界部分をリアルタイムに識別し、可視化するものが記載されているが、上述したようなサージカルマージンについては一切考慮していない。
【００１１】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、上述したような蛍光画像を取得する内視鏡システムにおいて、腫瘍などをサージカルマージンも含めた範囲で適切に切除することができる通常画像を表示可能な画像取得表示方法および画像撮像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の画像取得表示方法は、照明光の被観察部への照射によって被観察部から反射された反射光を受光することによって撮像された通常画像を取得するとともに、特殊光の被観察部への照射によって被観察部から発せられた光を受光することによって撮像された特殊画像を取得し、その取得した通常画像と特殊画像とを表示する画像取得表示方法において、特殊画像に基づいて、特殊画像における所定の関心領域を特定し、その特定した関心領域に対応する通常画像上における領域に対して所定のマージンを加えた領域の境界線を決定し、関心領域に対応する通常画像上における領域の境界線と、マージンを加えた領域の境界線とを通常画像上に表示することを特徴とする。
【００１３】
本発明の画像撮像表示装置は、照明光および特殊光を被観察部に照射する光照射部と、照明光の照射によって被観察部から反射された反射光を受光して通常画像を撮像するとともに、特殊光の照射によって被観察部から発せられた光を受光して特殊画像を撮像する撮像部と、通常画像と特殊画像とを表示する表示部とを備えた画像撮像表示装置において、特殊画像に基づいて、特殊画像における所定の関心領域を特定する関心領域特定部と、関心領域特定部によって特定された関心領域に対応する通常画像上における領域に対して所定のマージンを加えた領域の境界線を決定するマージン決定部とを備え、表示部が、関心領域に対応する通常画像上における領域の境界線と、マージンを加えた領域の境界線とを通常画像上に表示するものであることを特徴とする。
【００１４】
また、上記本発明の画像撮像表示装置においては、関心領域特定部を、予め設定された被観察部の生体情報に基づく区域の情報に基づいて、関心領域を特定するものとできる。
【００１５】
また、撮像部を、予め設定された長さ情報を有する測長用マーカのマーカ画像を含む通常画像を撮像するものとし、マージン決定部を、マーカ画像の大きさに基づいてマージンを決定するものとできる。
【００１６】
また、測長用マーカとして青色または緑色のものを用いることができる。
【００１７】
また、測長用マーカを、被観察部である生体上に設置されるものとし、生体吸収性材料から形成することができる。
【００１８】
また、マージン決定部を、被観察部である生体の部位に応じたマージンを決定するものとできる。
【００１９】
また、表示部を、予め設定された被観察部である生体を切除するための切除器具情報に応じてマージンを加えた領域の境界線の表示形態を変更するものとできる。
【００２０】
また、複数の切除器具情報と境界線の表示形態とを対応付けたテーブルを設けることができる。
【００２１】
また、光照射部を、特殊光として励起光を照射するものとし、撮像部を、励起光の照射によって被観察部から発せられた蛍光を受光して特殊画像として蛍光画像を撮像するものとできる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の画像取得表示方法および画像撮像表示装置によれば、特殊画像に基づいて、特殊画像における所定の関心領域を特定し、その特定した関心領域に対応する通常画像上における領域に対して所定のマージンを加えた領域の境界線を決定し、関心領域に対応する通常画像上における領域の境界線と、マージンを加えた領域の境界線とを通常画像上に表示するようにしたので、医師などが通常画像上の境界線を観察しながら腫瘍などをサージカルマージンも含めた範囲で適切に切除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の蛍光内視鏡装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムの概略構成図
【図２】体腔挿入部の概略構成図
【図３】体腔挿入部の先端部の概略構成図
【図４】図３の４−４’線断面図
【図５】体腔挿入部の各投光ユニットによって照射される光のスペクトルおよびその光の照射によって被観察部から発せられる蛍光および反射光のスペクトルを示す図
【図６】撮像ユニットの概略構成を示す図
【図７】撮像ユニットの分光感度を示す図
【図８】画像処理装置および光源装置の概略構成を示す図
【図９】蛍光画像上において特定された関心領域に対応する通常画像上の領域を算出する方法を説明するための図
【図１０】撮像対象の部位とサージカルマージンの長さとを対応付けたテーブルの一例を示す図
【図１１】本発明の蛍光内視鏡装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムの作用を説明するためのフローチャート
【図１２】肺Ｐの蛍光画像上において特定された区域Ｒ１と、肺Ｐの通常画像上に区域Ｒ２とサージカルマージンの境界線ＳＭとを表示した一例を示す図
【図１３】切除器具とその切除器具の切断箇所の範囲に対応する境界線の表示方法とを対応づけたテーブルの一例を示す図
【図１４】ステープラーに対応するサージカルマージンの境界線の表示例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の画像撮像表示装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムについて詳細に説明する。本実施形態は、サージカルマージンの表示方法に特徴を有するものであるが、まずは、そのシステム全体の構成から説明する。図１は、本実施形態の硬性鏡システム１の概略構成を示す外観図である。
【００２５】
本実施形態の硬性鏡システム１は、図１に示すように、青色光と近赤外光を射出する光源装置２と、光源装置２から射出された青色光を波長変換した白色光と近赤外光を被観察部に照射するとともに、白色光の照射により被観察部から反射された反射光に基づく通常像と近赤外光の照射により被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像を撮像する硬性鏡撮像装置１０と、硬性鏡撮像装置１０によって撮像された画像信号に所定の処理を施すとともに、光源装置２に制御信号を出力するプロセッサ３と、プロセッサ３において生成された表示制御信号に基づいて被観察部の蛍光画像および通常画像を表示するモニタ４とを備えている。
【００２６】
硬性鏡撮像装置１０は、図１に示すように、腹腔や胸腔などの体腔内に挿入される体腔挿入部３０と、体腔挿入部３０によって導光された被観察部の通常像および蛍光像を撮像する撮像ユニット２０とを備えている。
【００２７】
また、硬性鏡撮像装置１０は、図２に示すように、体腔挿入部３０と撮像ユニット２０とが着脱可能に接続されている。そして、体腔挿入部３０は接続部材３０ａ、挿入部材３０ｂ、およびケーブル接続口３０ｃを備えている。
【００２８】
接続部材３０ａは、体腔挿入部３０（挿入部材３０ｂ）の一端側３０Ｘに設けられており、たとえば撮像ユニット２０側に形成された開口２０ａに嵌め合わされることにより、撮像ユニット２０と体腔挿入部３０とが着脱可能に接続される。
【００２９】
挿入部材３０ｂは、体腔内の撮影を行う際に体腔内に挿入されるものであって、硬質な材料から形成され、たとえば、直径略５ｍｍの円柱形状を有している。挿入部材３０ｂの内部には、被観察部の像を結像するためのレンズ群が収容されており、先端側３０Ｙから入射された被観察部の通常像および蛍光像はレンズ群を介して一端側３０Ｘの撮像ユニット２０側に射出される。
【００３０】
挿入部材３０ｂの側面にはケーブル接続口３０ｃが設けられており、このケーブル接続口３０ｃに光ケーブルＬＣが機械的に接続される。これにより、光源装置２と挿入部材３０ｂとが光ケーブルＬＣを介して光学的に接続されることになる。
【００３１】
また、図３に体腔挿入部３０の先端側３０Ｙの構成を示す。図３に示すように、体腔挿入部３０の先端側３０Ｙには、通常像および蛍光像を結像する撮像レンズ３０ｄと、その撮像レンズ３０ｄを挟んで略対称に白色光を照射する白色光用照射レンズ３０ｅ，３０ｆと近赤外光を照射する近赤外光用照射レンズ３０ｇ，３０ｈが設けられている。このように白色光用照射レンズ３０ｅ，３０ｆおよび近赤外光用照射レンズ３０ｇ，３０ｈを撮像レンズ３０ｄに対して対称に２つ設けるようにしているのは、被観察部の凹凸によって通常像および蛍光像に陰影ができないようにするためである。
【００３２】
また、図４に、図３の４-４’線断面図を示す。図４に示すように、体腔挿入部３０内には、白色投光ユニット７０と近赤外投光ユニット６０とが設けられている。
【００３３】
白色投光ユニット７０は、青色光を導光するマルチモード光ファイバ７１と、マルチモード光ファイバ７１によって導光された青色光の一部を吸収して励起され、緑色〜黄色の可視光を発する蛍光体７２とを備えている。蛍光体７２は、複数種類の蛍光物質から形成されており、たとえば、ＹＡＧ系蛍光体、あるいはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）等の蛍光物質などを含んで形成される。
【００３４】
そして、蛍光体７２の外周を覆うように筒状のスリーブ部材７３が設けられており、スリーブ部材７３の内部には、マルチモード光ファイバ７１を中心軸として保持するフェニール７４が挿入されている。さらに、フェニール７４の後端側（先端側とは逆側）から延出されるマルチモード光ファイバ７１には、その外皮を覆うフレキシブルスリーブ７５がスリーブ部材７３との間に挿入されている。
【００３５】
また、近赤外投光ユニット６０は、近赤外光を導光するマルチモード光ファイバ６１を備えており、マルチモード光ファイバ６１と近赤外光用照射レンズ３０ｈとの間には空間６２が設けられている。
【００３６】
また、近赤外投光ユニット６０にも、空間６２の外周を覆うように筒状のスリーブ部材６３が設けられており、白色投光ユニット７０と同様に、フェニール６４およびフレキシブルスリーブ６５が設けられている。
【００３７】
また、各投光ユニットにおいて使用されるマルチモード光ファイバとしては、たとえば、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径が直径０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの細径なものを使用することができる。
【００３８】
なお、上記では、白色光用照射レンズ３０ｆを含む白色投光ユニット７０と近赤外光用照射レンズ３０ｈを含む近赤外投光ユニット６０について説明したが、白色光用照射レンズ３０ｅを含む白色投光ユニットと近赤外光用照射レンズ３０ｇを含む近赤外投光ユニットも同様の構成である。
【００３９】
ここで、各投光ユニットによって被観察部に照射される光のスペクトルおよびその光の照射によって被観察部から発せられる蛍光および反射光のスペクトルを図５に示す。図５には、白色投光ユニット７０の蛍光体７２を透過して照射された青色光スペクトルＳ１と、白色投光ユニット７０の蛍光体７２において励起されて照射された緑色〜黄色の可視光スペクトルＳ２と、近赤外投光ユニット６０によって照射された近赤外光スペクトルＳ３と、近赤外投光ユニット６０による近赤外光スペクトルＳ３の照射によって発せられたＩＣＧ蛍光スペクトルＳ４とが示されている。
【００４０】
なお、本明細書における白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、たとえば、基準光であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等、特定の波長帯の光を含むものであればよく、たとえば、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光なども広義に含むものとする。したがって、白色投光ユニット７０は、図５に示すような青色光スペクトルＳ１と可視光スペクトルＳ２とを照射するものであるが、これらのスペクトルからなる光も白色光であるとする。
【００４１】
図６は、撮像ユニット２０の概略構成を示す図である。撮像ユニット２０は、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の蛍光像を撮像して被観察部の蛍光画像信号を生成する第１の撮像系と、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の通常像を撮像して通常画像信号を生成する第２の撮像系とを備えている。これらの撮像系は、通常像を反射するとともに、蛍光像を透過する分光特性を有するダイクロイックプリズム２１によって、互いに直交する２つの光軸に分けられている。
【００４２】
第１の撮像系は、体腔挿入部３０から射出された蛍光像を透過するとともに、近赤外光をカットする近赤外光カットフィルタ２２と、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１および近赤外光カットフィルタ２２を透過した蛍光像Ｌ２を結像する第１結像光学系２３と、第１結像光学系２３により結像された蛍光像Ｌ２を撮像する高感度撮像素子２４とを備えている。
【００４３】
第２の撮像系は、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１を反射した通常像Ｌ１を結像する第２結像光学系２５と、第２結像光学系２５により結像された通常像Ｌ１を撮像する撮像素子２６を備えている。
【００４４】
高感度撮像素子２４は、蛍光像Ｌ２の波長帯域の光を高感度に検出し、蛍光画像信号に変換して出力するものである。高感度撮像素子２４はモノクロの撮像素子である。
【００４５】
撮像素子２６は、通常像の波長帯域の光を検出し、通常画像信号に変換して出力するものである。撮像素子２６の撮像面には、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。
【００４６】
ここで、図７に、撮像ユニット２０の分光感度のグラフを示す。具体的には、撮像ユニット２０は、第１の撮像系がＩＲ（近赤外）感度を有し、第２の撮像系がＲ（赤）感度、Ｇ（緑）感度、Ｂ（青）感度を有するように構成されている。
【００４７】
また、撮像ユニット２０は、撮像制御ユニット２７を備えている。撮像制御ユニット２７は、プロセッサ３から出力されたＣＣＤ駆動信号に基づいて高感度撮像素子２４および撮像素子２６を駆動制御するとともに、高感度撮像素子２４から出力された蛍光画像信号および撮像素子２６から出力された通常画像信号に対し、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理を施し、ケーブルを介してプロセッサ３に出力するものである。
【００４８】
図８は、光源装置２およびプロセッサ３の概略構成を示す図である。プロセッサ３は、図８に示すように、通常画像入力コントローラ３１、蛍光画像入力コントローラ３２、画像処理部３３、メモリ３４、ビデオ出力部３５、操作部３６、ＴＧ（タイミングジェネレータ）３７、制御部３８、関心領域特定部３９およびサージカルマージン決定部５０を備えている。
【００４９】
通常画像入力コントローラ３１および蛍光画像入力コントローラ３２は、所定容量のラインバッファを備えており、撮像ユニット２０の撮像制御ユニット２７から出力された１フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号をそれぞれ一時的に記憶するものである。そして、通常画像入力コントローラ３１に記憶された通常画像信号および蛍光画像入力コントローラ３２に記憶された蛍光画像信号はバスを介してメモリ３４に格納される。
【００５０】
画像処理部３３は、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号が入力され、これらの画像信号に所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。
【００５１】
ビデオ出力部３５は、画像処理部３３から出力された通常画像信号および蛍光画像信号がバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ４に出力するものである。
【００５２】
操作部３６は、所定の操作指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。
【００５３】
本実施形態における操作部３６は、特に、被観察部である生体の撮像部位の情報や、被観察部である生体を切除するための切除器具情報を受け付けるものである。
【００５４】
また、ＴＧ３７は、撮像ユニット２０の高感度撮像素子２４、撮像素子２６および後述する光源装置２のＬＤドライバ４３，４６，４９を駆動するための駆動パルス信号を出力するものである。
【００５５】
制御部３８は、システム全体を制御するものであるが、本実施形態においては、特に、
表示制御部３８ａを備え、表示制御部３８ａは、関心領域特定部３９によって蛍光画像に基づいて特定された関心領域に対応する通常画像上における領域の境界線と、その通常画像上における領域に所定のサージカルマージンを加えた領域の境界線とを通常画像上に表示させるものである。なお、これらの境界線の表示の作用については、後で詳述する。
【００５６】
関心領域特定部３９は、撮像ユニット２０の高感度撮像素子２４によって撮像された蛍光画像信号に基づいて、蛍光画像上における関心領域を特定するものである。具体的には、本実施形態においては、関心領域特定部３９には、被観察部の生体情報に基づく区域の情報が予め設定されており、関心領域特定部３９は、蛍光画像における蛍光部分を特定し、その蛍光部分が含まれる区域を関心領域として特定するものである。なお、区域とは、血管やリンパ管や気管支など生体情報に基づいて医学上決められた区分された領域であって、たとえば、肺や肝臓などにおいて区域が決められている。また、関心領域特定部３９は、操作部３６において受け付けられた肺の先端などの撮像部位の情報に基づいて、たとえば、撮像部位に応じたパターン認識などを行って区域を特定するものとする。
【００５７】
また、本実施形態においては、上述したように自動的に区域を決定するようにしたが、これに限らず、たとえば、蛍光画像の蛍光部分に基づいて医師などが操作部３６を用いて蛍光画像上において区域を指定して特定するようにしてもよい。
【００５８】
また、本実施形態においては、上述した区域を関心領域として特定するようにしたが、これに限らず、たとえば、蛍光画像における発光部分を含む予め設定された所定範囲を関心領域として自動的に特定するようにしてもよいし、医師などが操作部３６を用いて蛍光画像上において任意の関心領域を指定して特定するようにしてもよい。また、自動検出した腫瘍病変部を関心領域としてもよい。
【００５９】
サージカルマージン決定部５０は、関心領域特定部３９によって特定された関心領域に対応する通常画像上における領域に対して所定のサージカルマージンを加えた領域の境界線を決定するものである。
【００６０】
ここで、関心領域特定部３９によって蛍光画像上において特定された関心領域に対応する通常画像上の領域を算出する方法の一例について、以下に説明する。
【００６１】
図９は、体腔挿入部３０の先端と被観察部との距離がＬのときの第１の撮像系と第２の撮像系の位置関係を示すものである。
【００６２】
そして、図９に示すような位置関係のとき、たとえば、関心領域特定部３９によって蛍光画像上において特定された関心領域の位置情報に対応する高感度撮像素子２３上の座標位置が、図９に示すｘＡである場合には、その関心領域と同一の点が結像される撮像素子２６上の座標位置ｘＢは、下式によって算出される。
【数１】
0005492030.tif 000002
なお、上式におけるΔＬＡは、体腔挿入部３０の先端から第１結像光学系２３の主点までの距離であり、ΔＬＢは、体腔挿入部３０の先端から第２結像光学系２５までの距離であり、ｌＡは、第１結像光学系２３の主点と高感度撮像素子２４までの距離であり、ｌＢは、第２結像光学系２５の主点と撮像素子２６までの距離ｌＢであり、ｘ０Ａは、第１の撮像系の光軸位置であり、ｘＯＢは、第２の撮像系の光軸位置ｘ０Ｂであり、これらの値は上述したように予め設定されているものとする。また、撮像距離Ｌについては、予め設定するようにしてもよいし、体腔挿入部３０の先端に測距手段を設けて実際に計測するようにしてもよい。なお、この撮像距離の範囲は、十分に被写界深度内であるとする。
【００６３】
また、蛍光画像上の座標と高感度撮像素子２３上の座標とは互いに相関関係が分かっているものとし、通常画像上の座標と撮像素子２５上の座標とも互いに相関関係が分かっているものとする。
【００６４】
そして、サージカルマージン決定部５０は、上式によって算出された撮像素子２６上の座標位置ｘＢに基づいて、通常画像上の領域の位置情報を取得する。なお、上記説明ではｘ方向についてのみ説明したがｙ方向についても同様である。
【００６５】
また、サージカルマージン決定部５０は、上述したようにして算出された通常画像上の領域に対してサージカルマージンを加えた領域の境界線を決定するが、サージカルマージンの長さについては、予め設定されているものとする。具体的には、本実施形態においては、図１０に示すように、撮像対象の部位とサージカルマージンの長さとを対応付けたテーブルが予め設定されており、サージカルマージン決定部５０は、操作部３６を用いて医師などによって入力された撮像部位の情報に基づいて、上記テーブルを参照してサージカルマージの長さを取得する。このように撮像部位に応じたサージカルマージンを取得することにより、各部位の手術ガイドラインにしたがったサージカルマージンを取得することができる。
【００６６】
そして、さらに、サージカルマージン決定部５０は、撮像ユニット２０の撮像素子２６によって撮像された通常画像信号に含まれるマーカ画像信号と、上記ようにして取得したサージカルマージンの長さとに基づいて通常画像上におけるサージカルマージンの境界線の座標値を取得するものである。具体的には、上記マーカ画像信号とは、予め設定された長さ情報を有する測長用マーカを被観察部とともに撮像素子２６によって撮像したものであり、サージカルマージン決定部５０は、上記測長用マーカの長さ情報とマーカ画像信号の長さとの比と、上記のようにして取得したサージカルマージンの長さと通常画像上におけるサージカルマージの長さの比が一致するように、通常画像上におけるサージカルマージンの境界線の座標値を算出する。
【００６７】
このように測長用マーカのマーカ画像を用いることによって、通常画像上におけるサージカルマージンの長さを簡易な方法で取得することができる。
【００６８】
なお、上述した測長用マーカは、たとえば、撮像素子２１の撮像範囲内の被観察部上または被観察部の近傍に設置されるものである。測長用マーカの色としては、内臓の色とは補色の関係にある青色や緑色であることが望ましい。これによりマーカ画像の輪郭をより明確にすることができ、より高精度な計測が可能である。
【００６９】
また、測長用マーカは生体吸収性材料によって形成されることが望ましい。なお、生体吸収性材料としては、既に公知の材料を使用することができる。
【００７０】
光源装置２は、図８に示すように、４４５ｎｍの青色光を射出する青色ＬＤ光源４０と、青色ＬＤ光源４０から射出された青色光を集光して光ファイバスプリッタ４２に入射させる集光レンズ４１と、集光レンズ４１によって入射された青色光を光ケーブルＬＣ１と光ケーブルＬＣ２との両方に同時に入射する光ファイバスプリッタ４２と、青色ＬＤ光源４０を駆動するＬＤドライバ４３とを備えている。
【００７１】
そして、光ケーブルＬＣ１およびＬＣ２は、それぞれ白色投光ユニット７０のマルチモード光ファイバ７１に光学的に接続されるものである。
【００７２】
また、光源装置２は、７５０〜７９０ｎｍの近赤外光を射出する複数の近赤外ＬＤ光源４４，４７と、各近赤外ＬＤ光源４４，４７から射出された近赤外光を集光して光ケーブルＬＣ３，ＬＣ４に入射する複数の集光レンズ４５，４８と、各近赤外ＬＤ光源４４，４７を駆動する複数のＬＤドライバ４６，４９とを備えている。
【００７３】
そして、光ケーブルＬＣ３およびＬＣ４は、それぞれ近赤外投光ユニット６０のマルチモード光ファイバ６１に光学的に接続されているものとする。
【００７４】
また、本実施形態においては、励起光として近赤外光を用いるようにしたが、上記近赤外光に限定されず、被検者に投入される蛍光色素の種類もしくは自家蛍光させる生体組織の種類によって適宜決定される。
【００７５】
次に、本実施形態の硬性鏡システムの作用について、図１１のフローチャートを参照しながら説明する。
【００７６】
まず、体腔挿入部３０が被検者体腔内に挿入され、体腔挿入部３０の先端が被観察部の近傍に設置される（Ｓ１０）。そして、被観察部上に測長用マーカが設置される（Ｓ１２）。
【００７７】
次に、通常画像と蛍光画像の撮像が行われてこれらが表示される（Ｓ１４）。
【００７８】
通常画像の撮像および表示の作用は以下のとおりである。まず、光源装置２の青色ＬＤ光源４０から射出された青色光が、集光レンズ４１および光ファイバスプリッタ４２を介して光ケーブルＬＣ１およびＬＣ２の両方に同時に入射される。そして、さらに青色光は光ケーブルＬＣ１，ＬＣ２により導光されて体腔挿入部３０に入射され、体腔挿入部３０内の白色投光ユニット７０のマルチモード光ファイバ７１によって導光される。そして、マルチモード光ファイバ７１の出射端から出射された青色光は、一部は蛍光体７２を透過して被観察部に照射され、一部以外は蛍光体７２によって緑色〜黄色の可視光に波長変換され、その可視光が被観察部に照射される。すなわち、青色光と緑色〜黄色の可視光とからなる白色光が被観察部に照射される。
【００７９】
そして、白色光の照射によって被観察部から反射された通常像が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙの撮像レンズ３０ｄから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。
【００８０】
撮像ユニット２０に入射された通常像は、ダイクロイックプリズム２１によって直角方向に反射され、第２結像光学系２５によって撮像素子２６の撮像面に結像され、撮像素子２６によって撮像される。
【００８１】
そして、撮像素子２６からそれぞれ出力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介してプロセッサ３に出力される。
【００８２】
そして、プロセッサ３に入力された通常画像信号は、通常画像入力コントローラ３１において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号は、画像処理部３３において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施された後、ビデオ出力部３５に順次出力される。
【００８３】
そして、ビデオ出力部３５は、入力された通常画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて通常画像を表示する。
【００８４】
また、蛍光画像の撮像および表示の作用は以下のとおりである。まず、光源装置２の近赤外ＬＤ光源４４，４７から射出された近赤外光が、集光レンズ４５，４８を介して光ケーブルＬＣ３，ＬＣ４に入射され、光ケーブルＬＣ３，ＬＣ４を介して体腔挿入部３０に入射され、体腔挿入部３０内の近赤外投光ユニット６０のマルチモード光ファイバ６１によって導光されて被観察部に照射される。
【００８５】
そして、近赤外光の励起光の照射によって被観察部から発せられたＩＣＧ蛍光像が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙの撮像レンズ３０ｄから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。
【００８６】
撮像ユニット２０に入射されたＩＣＧ蛍光像は、ダイクロイックプリズム２１および近赤外光カットフィルタ２２を透過した後、第１結像光学系２３により高感度撮像素子２４の撮像面上に結像され、高感度撮像素子２４によって撮像される。高感度撮像素子２４から出力されたＩＣＧ蛍光画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブル５を介してプロセッサ３に出力される。
【００８７】
そして、プロセッサ３に入力された蛍光画像信号は、蛍光画像入力コントローラ３２において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の蛍光画像信号は、画像処理部３３において所定の画像処理が施された後、ビデオ出力部３５に順次出力される。
【００８８】
そして、ビデオ出力部３５は、入力された蛍光画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて蛍光画像を表示する。
【００８９】
そして、次に、医師などによって操作部３６を用いて撮像部位の情報が入力され（Ｓ１６）、その情報が関心領域特定部３９によって取得される。そして、関心領域特定部３９は、蛍光画像における蛍光部分を特定し、その蛍光部分が含まれる区域を関心領域として特定する（Ｓ２０）。そして、関心領域特定部３９によって特定された区域は、蛍光画像上において表示される。図１２の右図は、肺Ｐの蛍光画像上において特定された区域Ｒ１の一例を斜線で示している。
【００９０】
次に、関心領域特定部３９によって特定された蛍光画像上の区域の情報が、サージカルマージン決定部５０に入力され、サージカルマージン決定部５０は、入力された区域に対応する通常画像上の領域を算出し（Ｓ２０）、さらにその通常画像上における区域に対して所定のサージカルマージンを加えた領域の境界線を決定する（Ｓ２２）。
【００９１】
そして、サージカルマージン決定部５０において算出された通常画像上の区域の情報と、サージカルマージンを加えた領域の境界線の情報とが、制御部３８の表示制御部３８ａに出力され、表示制御部３８ａは、入力された情報に基づいて、モニタ４に表示された通常画像上に区域とサージカルマージンの境界線とを表示させる（Ｓ２４）。図１２の左図は、肺Ｐの通常画像上に区域Ｒ２とサージカルマージンの境界線ＳＭとを表示した一例を示している。なお、通常画像内におけるＭは、測長用マーカの画像であり、上述したようにサージカルマージン決定部５０は、この測長用マーカの画像信号に基づいて、通常画像上のサージカルマージンの境界線ＳＭの座標値を算出する。
【００９２】
そして、医師は、モニタ４に表示されたサージカルマージンの境界線ＳＭを観察しながら切除器具を用いて病変などの切除を行う。
【００９３】
ここで、上述したように医師が病変などの切除を行う際、医師が使用する切除器具によってその切断箇所の範囲が異なることがある。そこで、上記実施形態において、通常画像上に表示されるサージカルマージンの境界線を切除器具の種類に応じて変更するようにしてもよい。
【００９４】
具体的には、たとえば、図１３に示すような切除器具とその切除器具の切断箇所の範囲に対応する境界線の表示方法とを対応づけたテーブルを予め設定しておき、操作部３６において医師などによる切除器具の情報の入力を受け付け、その切除器具に対応する境界線の表示方法を上記テーブルを参照して取得し、その取得した切除器具に対応する表示方法によってモニタ４に境界線を表示するようにすればよい。たとえば、切除器具が電気メスである場合には、比較的切断箇所の範囲が狭くサージカルマージンの境界に沿って切断可能であるので、図１２の左図に示したように細い点線をサージカルマージンの境界に沿って表示し、切除器具がステープラーである場合には、電気メスよりも切断箇所の範囲が広く直線的に切断されるので、図１４に示すように上記細い点線よりも太い直線で表示するようにすればよい。このように表示形態を変更することによって、より実際の切断箇所の範囲に近い表示を行うことができる。
【００９５】
また、上記実施形態においては、第１の撮像系により蛍光画像を撮像するようにしたが、これに限らず、被観察部への特殊光の照射による被観察部の吸光特性に基づく画像を撮像するようにしてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態は、本発明の画像撮像表示装置を硬性鏡システムに適用したものであるが、これに限らず、たとえば、軟性内視鏡装置を有するその他の内視鏡システムに適用してもよい。また、内視鏡システムに限らず、体内に挿入される挿入部を備えていない、いわゆるビデオカメラ型の医用画像撮像装置に適用してもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１     硬性鏡システム
２     光源装置
３     プロセッサ
４     モニタ
１０   硬性鏡撮像装置
２０   撮像ユニット
２１   撮像素子
２４   高感度撮像素子
３０   体腔挿入部
３８   制御部
３８ａ 表示制御部
３９   関心領域特定部
５０   サージカルマージン決定部
【図１】
0005492030.tif 000003
【図２】
0005492030.tif 000004
【図３】
0005492030.tif 000005
【図４】
0005492030.tif 000006
【図５】
0005492030.tif 000007
【図６】
0005492030.tif 000008
【図７】
0005492030.tif 000009
【図８】
0005492030.tif 000010
【図９】
0005492030.tif 000011
【図１０】
0005492030.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
0005492030.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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