(57)【要約】【課題】  撮影手段が１つで済み、手術顕微鏡等への組み込みに好適な医療用表示装置を提供する。【解決手段】  １つのＣＣＤカメラ１３だけを用い、同一視野を明視野（可視光）と暗視野（蛍光）で撮影し、暗視野の方はクロマキー処理して蛍光画像（患部）だけを抜き出して、明視野映像に重畳して表示する。明視野と暗視野とは同一視野のため、暗視野の蛍光画像は明視野映像中の患部と一致する。従って、明視野映像内に蛍光した患部をリアルタイムで表示できるため、観察だけでなく、手術顕微鏡１に組み込んで、それを使用する手術に直接使用することができる。ＣＣＤカメラ１３が１つのため、手術顕微鏡１への組み込みも容易である。【選択図】        図１
2006180926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光物質を集積させた患部を含む一視野の、明視野映像と、患部に励起光を照射して蛍光を放射させた暗視野映像を撮影する１つの撮影手段と、
暗視野映像のうち蛍光画像だけを所定のしきい値で切り取って背景を透明化した静止画像を得るクロマキー処理手段と、
クロマキー処理手段で得られた静止画像を明視野映像に重畳して表示する表示手段と、
を備えていることを特徴とする医療用表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の医療用表示装置であって、
撮影手段が、手術顕微鏡の視野変更に関連するスイッチと連動して、視野が変更になる度に、変更後の暗視野の撮影を自動的に行うことを特徴とする医療用表示装置。
【請求項３】
蛍光物質を集積させた患部を含む一視野の、患部に励起光を照射して放射させた蛍光を含む明視野映像を撮影する１つの撮影手段と、
明視野映像のうち蛍光画像だけを所定のしきい値で切り取って背景を透明化した静止画像を取得するクロマキー処理手段と、
クロマキー処理手段で得られた静止画像をクロマキー処理しない明視野映像に重畳して表示する表示手段と、
を備えていることを特徴とする医療用表示装置。
【請求項４】
請求項３記載の医療用表示装置であって、
クロマキー処理手段が、手術顕微鏡の視野変更に関連するスイッチと連動して、視野が変更になる度に、明視野映像中における蛍光画像の静止画像を自動的に取得することを特徴とする医療用表示装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の医療用表示装置であって、
撮影手段及び表示手段を、手術顕微鏡の光路中に設けたことを特徴とする医療用表示装置。
【請求項６】
請求項５記載の医療用表示装置であって、
視野変更に関連するスイッチが、フォーカス可変スイッチ、ズーム可変スイッチ、視野ＸＹ移動スイッチ、手術顕微鏡を支持する支持機構のクラッチ解除スイッチのいずれか１つであることを特徴とする医療用表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光物質集積性をもつ患部（例えば腫瘍）を外科的に切除する手術等を行なう際に使用される医療用表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば脳外科手術において、蛍光物質を患者に投与し、腫瘍等の患部への集積が進んだ段階で、手術室内の照明を消して暗くし、その蛍光物質を励起できる波長の励起光を照射する。すると蛍光物質を集積した患部だけから蛍光が放射されるため、暗視野において蛍光を放射した患部を蛍光用カメラにより撮影する。蛍光用カメラは蛍光波長のみを通過させる光学フィルターを有し、蛍光のみを撮影し、その情報を記録する。
【０００３】
次に、患部への励起光の照射を停止し、手術室の照明を点灯して明るくする。そして、患部を通常の可視光用カメラで撮影する。可視光用カメラで撮影した患部の映像と、予め蛍光用カメラで撮影して記録した映像を、表示装置に並べて表示し、外科手術を支援する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−８９５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような従来の技術にあっては、蛍光用カメラと可視光用カメラの２台が必要なため、装置が大型で、例えば外科手術用の手術顕微鏡等への組み込みに不適であった。
【０００５】
本発明は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、撮影手段が１つで済み、手術顕微鏡等への組み込みに好適な医療用表示装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、蛍光物質を集積させた患部を含む一視野の、明視野映像と、患部に励起光を照射して蛍光を放射させた暗視野映像を撮影する１つの撮影手段と、暗視野映像のうち蛍光画像だけを所定のしきい値で切り取って背景を透明化した静止画像を得るクロマキー処理手段と、クロマキー処理手段で得られた静止画像を明視野映像に重畳して表示する表示手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、撮影手段が、手術顕微鏡の視野変更に関連するスイッチと連動して、視野が変更になる度に、変更後の暗視野の撮影を自動的に行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、蛍光物質を集積させた患部を含む一視野の、患部に励起光を照射して放射させた蛍光を含む明視野映像を撮影する１つの撮影手段と、明視野映像のうち蛍光画像だけを所定のしきい値で切り取って背景を透明化した静止画像を取得するクロマキー処理手段と、クロマキー処理手段で得られた静止画像をクロマキー処理しない明視野映像に重畳して表示する表示手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、クロマキー処理手段が、手術顕微鏡の視野変更に関連するスイッチと連動して、視野が変更になる度に、明視野映像中における蛍光画像の静止画像を自動的に取得することを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、撮影手段及び表示手段を、手術顕微鏡の光路中に設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項６記載の発明は、視野変更に関連するスイッチが、フォーカス可変スイッチ、ズーム可変スイッチ、視野ＸＹ移動スイッチ、手術顕微鏡を支持する支持機構のクラッチ解除スイッチのいずれか１つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、１つの撮影手段だけを用い、同一視野を明視野（可視光）と暗視野（蛍光）で撮影し、暗視野の方はクロマキー処理して蛍光画像（患部）だけを抜き出して、明視野映像に重畳して表示する。明視野と暗視野とは同一視野のため、暗視野の蛍光画像は明視野映像中の患部と一致する。従って、明視野映像内に蛍光した患部をリアルタイムで表示できるため、観察だけでなく、手術顕微鏡等に組み込んで、それを使用する手術に直接使用することができる。撮影手段が１つのため、手術顕微鏡等への組み込みも容易である。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、手術顕微鏡の視野が変更になる度に、暗視野の撮影が必要になるが、手術顕微鏡に備えられている視野変更に関連するスイッチと連動させて、その視野変更に伴う暗視野の撮影を自動的に行うようにした。従って、視野変更の度に、撮影手段の操作を行う必要がなく、操作性が良い。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、１つの撮影手段により、明視野だけの撮影を行う。蛍光物質や励起光の種類、あるいは撮影手段の感度・性能によっては、明視野だけの撮影であっても、その中の微弱な蛍光を撮影することが可能である。従って、明視野の映像をクロマキー処理して蛍光画像（患部）だけを抜き出して、クロマキー処理しない明視野映像に重畳して表示する。クロマキー処理した画像と処理しない映像とは同一視野のため、クロマキー処理した蛍光画像は明視野映像中の患部と一致する。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、手術顕微鏡の視野が変更になる度に、クロマキー処理手段による明視野映像中における蛍光画像の静止画像の取得が必要になるが、手術顕微鏡に備えられている視野変更に関連するスイッチと連動させて、その視野変更に伴う蛍光画像の静止画像の取得を自動的に行うようにした。従って、視野変更の度に、クロマキー処理手段の操作を行う必要がなく、操作性が良い。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、撮影手段及び表示手段を、手術顕微鏡の光路中に設けたため、手術顕微鏡の基本構造を大きく変更することなく、手術顕微鏡に組み込むことができる。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、視野変更に関連するスイッチが、フォーカス可変スイッチ、ズーム可変スイッチ、視野ＸＹ移動スイッチ、手術顕微鏡を支持する支持機構のクラッチ解除スイッチのいずれか１つであるため、該当する視野変更操作に伴って、暗視野の撮影又はクロマキー処理を確実に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
撮影手段が１つで済み、手術顕微鏡等への組み込みに好適な医療用表示装置を提供するという目的を、蛍光物質を集積させた患部を含む一視野の、明視野映像と、患部に励起光を照射して蛍光を放射させた暗視野映像を撮影する１つの撮影手段と、暗視野映像のうち蛍光画像だけを所定のしきい値で切り取って背景を透明化した静止画像を得るクロマキー処理手段と、クロマキー処理手段で得られた静止画像を明視野映像に重畳して表示する表示手段と、を備えたことで、実現した。以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１９】
図１〜図３は、本発明の第１実施例を示す図である。手術顕微鏡１は、手術室内において、スタンド装置その他の支持機構２の先端に支持されている。支持機構２は、手術顕微鏡１に設けられたコントローラー３のクラッチ解除スイッチ４を操作することにより、図示せぬクラッチ手段をフリーにして、手術顕微鏡１の位置や向きを任意に変化させることができる。
【００２０】
手術顕微鏡１はＸＹ駆動部５を介して支持機構２に支持され、手術顕微鏡１全体を水平方向において直交する４方向へ移動させることができる。ＸＹ駆動部５もコントローラー３に設けられたジョイスティック型の視野ＸＹ移動スイッチ６を操作することにより、手術顕微鏡１の視野をＸＹ方向に移動させることができる。
【００２１】
手術顕微鏡１は、２つの接眼部７を有する立体顕微鏡で、図２に示すように、内部には垂直方向にフォーカスレンズ８が設置され、水平方向にズームレンズ９が設置されている。フォーカスレンズ８は、上下方向に移動してフォーカス調整が行えるようになっている。ズームレンズ６は、水平方向に移動してズーム調整が行えるようになっている。
【００２２】
フォーカスレンズ８によるフォーカス調整は、コントローラー３に設けられたフォーカス可変スイッチ１０を操作することにより行うことができる。ズームレンズ９によるズーム調整は、コントローラー３に設けられたズーム可変スイッチ１１を操作することにより行うことができる。この実施例では、以上のクラッチ解除スイッチ４、視野ＸＹ移動スイッチ６、フォーカス可変スイッチ１０、ズーム可変スイッチ１１が、「視野変更に関連するスイッチ」である。
【００２３】
手術顕微鏡１中のズームレンズ９と接眼部７の間における左右２本の光路Ｋの一方側には、光の一部を水平方向に分岐するビームスプリッター１２が設置されている。そして、分岐された光束を手術顕微鏡１の横に設置された１つのＣＣＤカメラ（撮影手段）１３により撮影することができる。尚、図２中では構造を説明するための便宜上、光束を上側に分岐したように図示している（実際は横に分岐）。
【００２４】
ビームスプリッター１２の接眼部７側には、小型の液晶パネル（表示手段）１４が設置されている。この液晶パネル１４は上端を中心に回動自在である。回動することにより、光路Ｋ中に突出して、接眼部７より表示画面を見ることができる。液晶パネル１４を光路Ｋ外へ収納した時には、手術顕微鏡１による通常の肉眼観察を行うことができる。
【００２５】
以上のようにＣＣＤカメラ１３と液晶パネル１４を手術顕微鏡１の光路Ｋ中に設けたため、手術顕微鏡１の基本構造を大きく変更することなく、それらを手術顕微鏡１中に組み込むことができる。
【００２６】
手術顕微鏡１が観察する患者Ｐには、予め腫瘍等の患部Ｔへの集積性のある蛍光物質として、蛍光色素の５−ＡＬＡが投与される。これが患部Ｔの細胞内に蓄積するため、蓄積後の患部Ｔに対して波長領域が３７０ｎｍ〜３８０ｎｍの励起光Ｌを照射する。励起光Ｌは光源１５から光ファイバー１６により患部Ｔへ導かれて照射される。
【００２７】
患部Ｔからの蛍光は明視野中では確認困難なため、ＣＣＤカメラ１３で撮影する際には、手術室の室内照明を消して、暗視野中で行われる。
【００２８】
手術顕微鏡１に設置されたＣＣＤカメラ１３は、コントロールユニット１７を介してクロマキー装置（クロマキー処理手段）１８に接続されている。クロマキー装置１８には、ＣＣＤカメラ１３で撮影された明視野における通常の患部Ｔ付近の可視光映像と、暗視野における励起光Ｌを照射した状態での患部Ｔの蛍光映像が入力される。この明視野と暗視野は完全に同一視野で、視野範囲、向き、焦点、ズーム等は完全に一致している。
【００２９】
ＣＣＤカメラ１３で撮影された明視野映像と暗視野映像はクロマキー装置１８に入力される。クロマキー装置１８内では、暗視野映像のうち蛍光画像だけを所定のしきい値で切り取って背景を透明化した静止画像を得るクロマキー処理１８ａと、その静止画像を記憶する静止画像メモリー処理１８ｂと、クロマキー処理１８ａされた静止画像をクロマキー処理１８ａしない明視野映像に重畳して合成する画像合成処理１８ｃが行われる。画像合成処理された明視野映像は、手術顕微鏡１内の液晶パネル１４と外部モニター１９に表示することができる。
【００３０】
従って、ドクターが手術を行う場合、まず最初に、コントローラー３に設けられているクラッチ解除スイッチ４を操作して、手術顕微鏡１を希望する位置及び向きに設定し、その後、フォーカス可変スイッチ１０とズーム可変スイッチ１１で視野の焦点とズームを調整し、必要な場合には視野ＸＹ移動スイッチ６を操作して、視野をＸＹ方向に移動させることができる。
【００３１】
そして、観察する視野が決まると、クロマキー装置１８のメインスイッチ２０と表示スイッチ２１を入れる。表示スイッチ２１を入れると、手術顕微鏡１内において液晶パネル１４が光路Ｋ中に突出する。また、メインスイッチ２０が入れられると、手術室内の照明が自動的に消されて暗転し、励起光Ｌを患部Ｔに照射する。
【００３２】
患部Ｔから蛍光が放射されるため、その蛍光画像をＣＣＤカメラ１３により撮影する。蛍光映像の撮影後に、励起光Ｌの照射は停止され、手術室内の照明は自動的に点灯され、明視野の映像が撮影可能となる。撮影された暗視野の映像はクロマキー処理１８ａし、クロマキー処理１８ａした静止画像を、クロマキー処理１８ａしない明視野映像に重畳して、手術顕微鏡１中の液晶パネル１４と外部モニター１９に表示する。
【００３３】
明視野映像中に対して、それと同一視野に基づいた暗視野の蛍光映像を重畳するため、患部Ｔの蛍光映像は明視野中の患部Ｔと完全に一致する。従って、ドクターは明視野映像内において患部Ｔの位置を完全に把握することができ、正確な手術を行えるようになる。
【００３４】
そして、手術中に前記の視野変更に関連するスイッチ４、６、１０、１１の何れか１つが操作されると、明視野映像が変化するため、メインスイッチ２０が入っている間は、その操作が行われる度に、自動的に手術室が暗転し、励起光Ｌの照射が行われ、前述と同様に暗視野映像の撮影やクロマキー処理１８ａが行われ、患部Ｔの暗視野における静止画像が再度取得され、視野変更後の明視野映像に重畳表示される。従って、常に観察中の明視野映像中に患部Ｔの蛍光画像をリアルタイムで表示することができる。尚、蛍光画像の表示を行わない場合は、表示スイッチ２１を切れば、液晶パネル１４が光路Ｋ外に収納され、手術顕微鏡１による通常の肉眼観察を行うことができる。
【実施例２】
【００３５】
図４及び図５は、本発明の第２実施例を示す図である。この実施例は、手術室を暗転せずに、患部Ｔを明視野映像中に表示する場合の例を示すものである。すなわち、患部Ｔの蛍光撮影を行う場合、使用する蛍光物質や、励起光の種類、あるいはＣＣＤカメラ１３の性能等により、手術室を暗転しなくても、励起光Ｌを照射することで、患部Ｔからの蛍光を撮影できる場合がある。
【００３６】
従って、そのような場合には、ＣＣＤカメラ１３で撮影している明視野映像をそのままクロマキー装置１８でクロマキー処理１８ａして、患部Ｔの蛍光画像の静止画像を取り出し、それをクロマキー処理１８ａしない明視野映像に重畳して表示する。
【００３７】
そして、この場合も、視野変更に関連するスイッチ４、６、１０、１１の何れか１つが操作されると、明視野映像が変化するため、メインスイッチ２０が入っている間は、その操作が行われる度に、励起光Ｌの照射と、明視野映像のクロマキー処理１８ａが行われ、取得された患部Ｔの蛍光映像の静止画像が、明視野映像中に重畳表示される。その他の構成及び作用効果は第１実施例と同様につき、共通する部分には同一符号を付し、重複説明は省略する。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
ＣＣＤカメラ１３には、可視光の撮影の邪魔にならない範囲で、蛍光撮影をより明瞭化させる光学フィルターを設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施例に係る医療用表示装置が組み込まれた手術顕微鏡を示す説明図。
【図２】第１実施例に係る手術顕微鏡の構造を示す概略図。
【図３】第１実施例に係る画像合成を示す説明図。
【図４】第２実施例に係る医療用表示装置が組み込まれた手術顕微鏡を示す説明図。
【図５】第２実施例に係る画像合成を示す説明図。
【符号の説明】
【００４０】
１  手術顕微鏡
２  支持機構
４  クラッチ解除スイッチ（視野変更に関連するスイッチ）
６  視野ＸＹ移動スイッチ（視野変更に関連するスイッチ）
１０  フォーカス可変スイッチ（視野変更に関連するスイッチ）
１１  ズーム可変スイッチ（視野変更に関連するスイッチ）
１３  ＣＣＤカメラ（撮影手段）
１４  液晶パネル（表示手段）
１８  クロマキー装置（クロマキー処理手段）
１９  外部モニター（表示手段）
Ｋ  光路
Ｐ  患者
Ｔ  患部
Ｌ  励起光
【図１】
2006180926.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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