(57)【要約】【課題】蛍光試薬の蛍光強度が線形に変化する部分と非線形に変化する部分との差に対応する情報を含んだ生体内の新規な情報を取得可能にする。【解決手段】蛍光試薬が投与された被検体に対して該蛍光試薬を発光させるための第１のレーザ光と第２のレーザ光とをそれぞれ照射する。前記第２のレーザ光は、第１のレーザ光の２倍の光強度（蛍光試薬の蛍光強度が飽和する光強度）を有している。前記第１のレーザ光と第２のレーザ光とを被検体に順次照射し、該被検体を撮影して２種類の蛍光画像を取得する。そして、２種類の蛍光画像間の差分を示す差分画像を生成し出力するようにしている。前記差分画像は、蛍光試薬の蛍光強度がほぼ線形に変化する部分と非線形に変化する部分との差に対応する情報を含み、これにより生体内の新規な情報を取得することができる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光試薬が投与された被検体に対して該蛍光試薬を発光させるための特定の波長域の複数の励起光を順次照射する手段であって、前記蛍光試薬の蛍光強度が非線形になるように変調された励起光を含む複数の励起光を照射する励起光照射手段と、
撮像手段を含み、該撮像手段によって前記複数の励起光が順次照射された被検体を各励起光の照射に同期して撮影し、蛍光画像を順次取得する画像取得手段と、
前記順次取得した蛍光画像の変化量を示す画像を生成する画像生成手段と、
前記生成した画像を出力する画像出力手段と、
を含むことを特徴とする蛍光撮影装置。
【請求項２】
前記励起光照射手段は、前記励起光となるレーザ光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光源を駆動するレーザドライバと、前記レーザドライバを制御して前記レーザ光源から出力されるレーザ光の振幅及び周波数のうちの少なくとも一方を変調させ、前記複数の励起光に対応するレーザ光を順次出力させる変調用信号発生手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の蛍光撮影装置。
【請求項３】
前記画像生成手段は、前記順次取得した蛍光画像間の差分又は比率を算出し、その差分又は比率を示す画像を生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光撮影装置。
【請求項４】
前記励起光照射手段は、前記蛍光試薬の蛍光強度がほぼ線形に変化する光強度範囲内の第１の励起光と、前記蛍光試薬の蛍光強度が非線形に変化する光強度範囲内の第２の励起光とを照射することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の蛍光撮影装置。
【請求項５】
前記励起光照射手段は、１フレームの撮影時間内における前記第１の励起光の光量と、前記第２の励起光の光量とが等しくなるように照射することを特徴とする請求項４に記載の蛍光撮影装置。
【請求項６】
前記励起光照射手段は、１フレームの撮影時間内における前記第１の励起光の光量に対して前記第２の励起光の光量が大きくなるように照射することを特徴とする請求項４に記載の蛍光撮影装置。
【請求項７】
前記励起光照射手段は、前記第１の励起光の光強度に対する前記第２の励起光の光強度の比が２倍から３倍になるように振幅変調することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の蛍光撮影装置。
【請求項８】
前記励起光照射手段は、前記蛍光試薬の蛍光寿命の影響を受けない周波数の第１の励起光と、前記蛍光試薬の蛍光寿命の影響を受ける周波数の第２の励起光とを照射することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の蛍光撮影装置。
【請求項９】
前記励起光照射手段は、前記第２の励起光の周波数が、前記蛍光試薬の蛍光寿命の逆数以上の周波数になるように周波数変調することを特徴とする請求項８に記載の蛍光撮影装置。
【請求項１０】
前記励起光照射手段は、前記複数の励起光を所定の順番で繰り返し照射し、
前記画像取得手段は、前記撮像手段を介して時系列の蛍光画像を取得し、
前記画像生成手段は、前記取得した時系列の蛍光画像の変化量を示す画像を順次生成し、
前記画像出力手段は、前記順次生成した画像を出力することを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の蛍光撮影装置。
【請求項１１】
蛍光試薬が投与された被検体に対して該蛍光試薬を発光させるための特定の波長域の複数の励起光を順次照射する工程であって、前記蛍光試薬の蛍光強度が非線形になるように変調された励起光を含む複数の励起光を照射する励起光照射工程と、
撮像手段によって前記複数の励起光が順次照射された被検体を各励起光の照射に同期して撮影し、蛍光画像を順次取得する画像取得工程と、
前記順次取得した蛍光画像の変化量を示す画像を生成する画像生成工程と、
前記生成した画像を出力する画像出力工程と、
を含むことを特徴とする蛍光撮影方法。
【請求項１２】
前記励起光照射工程は、レーザ光源から出力されるレーザ光の振幅及び周波数のうちの少なくとも一方を変調させ、前記複数の励起光に対応するレーザ光を順次出力させることを特徴とする請求項１１に記載の蛍光撮影方法。
【請求項１３】
前記画像生成工程は、前記順次取得した蛍光画像間の差分又は比率を算出し、その差分又は比率を示す画像を生成することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の蛍光撮影方法。
【請求項１４】
前記励起光照射工程は、前記蛍光試薬の蛍光強度がほぼ線形に変化する光強度範囲内の第１の励起光と、前記蛍光試薬の蛍光強度が非線形に変化する光強度範囲内の第２の励起光とを照射することを特徴とする請求項１１から１３のいずれかに記載の蛍光撮影方法。
【請求項１５】
前記励起光照射工程は、１フレームの撮影時間内における前記第１の励起光の光量と、前記第２の励起光の光量とが等しくなるように照射することを特徴とする請求項１４に記載の蛍光撮影方法。
【請求項１６】
前記励起光照射工程は、１フレームの撮影時間内における前記第１の励起光の光量に対して前記第２の励起光の光量が大きくなるように照射することを特徴とする請求項１４に記載の蛍光撮影方法。
【請求項１７】
前記第２の励起光の光強度は、前記第１の励起光の光強度の２倍から３倍であることを特徴とする請求項１４から１６のいずれかに記載の蛍光撮影方法。
【請求項１８】
前記励起光照射工程は、前記蛍光試薬の蛍光寿命の影響を受けない周波数の第１の励起光と、前記蛍光試薬の蛍光寿命の影響を受ける周波数の第２の励起光とを照射することを特徴とする請求項１１から１７のいずれかに記載の蛍光撮影方法。
【請求項１９】
前記第２の励起光の周波数は、前記蛍光試薬の蛍光寿命の逆数以上の周波数であることを特徴とする請求項１８に記載の蛍光撮影方法。
【請求項２０】
前記励起光照射工程は、前記複数の励起光を所定の順番で繰り返し照射し、
前記画像取得工程は、前記撮像手段を介して時系列の蛍光画像を取得し、
前記画像生成工程は、前記取得した時系列の蛍光画像の変化量を示す画像を順次生成し、
前記画像出力手段は、前記順次生成した画像を出力することを特徴とする請求項１１から１９のいずれかに記載の蛍光撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蛍光撮影方法及び装置に係り、特に蛍光試薬が生体内に投与された被検体を撮影して蛍光画像を取得する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の蛍光試薬を生体内に投与するとともに、前記蛍光試薬を発光させるための特定の波長域の励起光を照射し、この励起光によって発光した生体組織を撮影することにより、体内の血管や病巣部の位置を特定する蛍光イメージングが注目されている。
【０００３】
特許文献１、２には、蛍光薬剤を励起する第１の励起光と、体内に元来存在する自家発光物質を励起する第２の励起光を照射し、それぞれ発光した薬剤蛍光情報と自家蛍光情報とを個別に取得する技術が記載されている。
【０００４】
一方、蛍光試薬を一切使用せず、自家蛍光物質を励起し、生体組織から発した蛍光を撮像することで蛍光画像を取得するようにした蛍光内視鏡装置が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２６３０４４号公報
【特許文献２】特開２００６−１８７５９８号公報
【特許文献３】特許第４０１５３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１、２に記載の複数の励起光は、それぞれ蛍光薬剤と自家蛍光物質とを発光させるもので、波長帯域が異なるとともに発光させる対象も異なるものである。
【０００７】
一方、特許文献３には、波長の異なる励起光を被写体に照射し、被写体内の自家蛍光物質を発光させて複数の蛍光画像を取得し、複数の蛍光画像の差分画像を生成する記載があるが、波長の異なる励起光を被写体に照射する理由は、励起光の波長により生体の正常部位と病変部位との蛍光強度の比率が異なることを利用し（特許文献３の図２）、差分画像を求めることで病変部位と正常部位とを識別可能にするためである。
【０００８】
特許文献３に記載の発明は、蛍光試薬を使用するものではないため、生体表面近傍の自家蛍光物質の蛍光画像しか得られない。
【０００９】
また、上記特許文献１から３には、いずれも励起光の光強度又は周波数が異なる励起光を被検体に照射する記載がない。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、蛍光試薬が投与された被検体に対して励起光の照射光量を抑制しつつ、蛍光試薬の蛍光強度が線形に変化する部分と非線形に変化する部分との差に対応する情報を含んだ生体内の新規な情報を取得することができる蛍光撮影方法及び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】
【００１１】
前記目的を達成するために請求項１に係る蛍光撮影装置は、蛍光試薬が投与された被検体に対して該蛍光試薬を発光させるための特定の波長域の複数の励起光を順次照射する手段であって、前記蛍光試薬の蛍光強度が非線形になるように変調された励起光を含む複数の励起光を照射する励起光照射手段と、撮像手段を含み、該撮像手段によって前記複数の励起光が順次照射された被検体を各励起光の照射に同期して撮影し、蛍光画像を順次取得する画像取得手段と、前記順次取得した蛍光画像の変化量を示す画像を生成する画像生成手段と、前記生成した画像を出力する画像出力手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る励起光照射手段は、蛍光試薬を励起する複数の励起光を照射するが、特に蛍光試薬の蛍光強度が非線形になるように変調された励起光を含む複数の励起光を照射するようにしている。この複数の励起光が順次照射された被検体を撮影して複数の蛍光画像を取得し、複数の蛍光画像間の変化量を示す画像を生成して出力するようにしている。複数の蛍光画像間の変化量を示す画像は、蛍光試薬の蛍光強度がほぼ線形に変化する部分と非線形に変化する部分との差に対応する情報を含み、これにより生体内の新規な情報を取得することができる。例えば、体表面からの所望の深さに存在する蛍光試薬の蛍光画像が強調された画像が得られる。
【００１３】
請求項２に示すように請求項に１記載の蛍光撮影装置において、前記励起光照射手段は、前記励起光となるレーザ光を出力するレーザ光源と、前記レーザ光源を駆動するレーザドライバと、前記レーザドライバを制御して前記レーザ光源から出力されるレーザ光の振幅及び周波数のうちの少なくとも一方を変調させ、前記複数の励起光に対応するレーザ光を順次出力させる変調用信号発生手段と、を有することを特徴としている。
【００１４】
請求項３に示すように請求項１又は２に記載の蛍光撮影装置において、前記画像生成手段は、前記順次取得した蛍光画像間の差分又は比率を算出し、その差分又は比率を示す画像を生成することを特徴としている。
【００１５】
請求項４に示すように請求項１から３のいずれかに記載の蛍光撮影装置において、前記励起光照射手段は、前記蛍光試薬の蛍光強度がほぼ線形に変化する光強度範囲内の第１の励起光と、前記蛍光試薬の蛍光強度が非線形に変化する光強度範囲内の第２の励起光とを照射することを特徴としている。
【００１６】
請求項５に示すように請求項４に記載の蛍光撮影装置において、前記励起光照射手段は、１フレームの撮影時間内における前記第１の励起光の光量と、前記第２の励起光の光量とが等しくなるように照射することを特徴としている。前記第２の励起光は、前記第１の励起光よりも光強度が大きいが、発光時間（パスル幅）を短くすることで、光量が等しくなるようにしている。これにより、第３の励起光の光強度を大きくしても、単位時間当たりの生体への励起光の光量が大きくならないようにしている。
【００１７】
請求項６に示すように請求項４に記載の蛍光撮影装置において、前記励起光照射手段は、１フレームの撮影時間内における前記第１の励起光の光量に対して前記第２の励起光の光量が大きくなるように照射することを特徴としている。尚、前記第２の励起光の光量を基準にすると、前記第１の励起光の光量は基準の光量よりも小さくなるようにしている。
【００１８】
請求項７に示すように請求項４から６のいずれかに記載の蛍光撮影装置において、前記励起光照射手段は、前記第１の励起光の光強度に対する前記第２の励起光の光強度の比が２倍から３倍になるように振幅変調することを特徴としている。この範囲内の励起光の光強度であれば、生体への影響はない。
【００１９】
請求項８に示すように請求項１から７のいずれかに記載の蛍光撮影装置において、前記励起光照射手段は、前記蛍光試薬の蛍光寿命の影響を受けない周波数の第１の励起光と、前記蛍光試薬の蛍光寿命の影響を受ける周波数の第２の励起光とを照射することを特徴としている。
【００２０】
請求項９に示すように請求項８に記載の蛍光撮影装置において、前記励起光照射手段は、前記第２の励起光の周波数が、前記蛍光試薬の蛍光寿命の逆数以上の周波数になるように周波数変調することを特徴としている。これによれば、蛍光試薬の蛍光寿命の蛍光光量を有効に取得することができ、この蛍光寿命の蛍光光量に対応する情報を得ることができる。尚、蛍光試薬の蛍光寿命は、ナノ秒オーダーであるため、前記第２の励起光の周波数は、ギガヘルツオーダーになる。
【００２１】
請求項１０に示すように請求項１から９のいずれかに記載の蛍光撮影装置において、前記励起光照射手段は、前記複数の励起光を所定の順番で繰り返し照射し、前記画像取得手段は、前記撮像手段を介して時系列の蛍光画像を取得し、前記画像生成手段は、前記取得した時系列の蛍光画像の変化量を示す画像を順次生成し、前記画像出力手段は、前記順次生成した画像を出力することを特徴としている。
【００２２】
請求項１１に係る蛍光撮影方法は、蛍光試薬が投与された被検体に対して該蛍光試薬を発光させるための特定の波長域の複数の励起光を順次照射する工程であって、前記蛍光試薬の蛍光強度が非線形になるように変調された励起光を含む複数の励起光を照射する励起光照射工程と、撮像手段によって前記複数の励起光が順次照射された被検体を各励起光の照射に同期して撮影し、蛍光画像を順次取得する画像取得工程と、前記順次取得した蛍光画像の変化量を示す画像を生成する画像生成工程と、前記生成した画像を出力する画像出力工程と、を含むことを特徴としている。
【００２３】
請求項１２に示すように請求項１１に記載の蛍光撮影方法において、前記励起光照射工程は、レーザ光源から出力されるレーザ光の振幅及び周波数のうちの少なくとも一方を変調させ、前記複数の励起光に対応するレーザ光を順次出力させることを特徴としている。
【００２４】
請求項１３に示すように請求項１１又は１２に記載の蛍光撮影方法において、前記画像生成工程は、前記順次取得した蛍光画像間の差分又は比率を算出し、その差分又は比率を示す画像を生成することを特徴としている。
【００２５】
請求項１４に示すように請求項１１から１３のいずれかに記載の蛍光撮影方法において、前記励起光照射工程は、前記蛍光試薬の蛍光強度がほぼ線形に変化する光強度範囲内の第１の励起光と、前記蛍光試薬の蛍光強度が非線形に変化する光強度範囲内の第２の励起光とを照射することを特徴としている。
【００２６】
請求項１５に示すように請求項１４に記載の蛍光撮影方法において、前記励起光照射工程は、１フレームの撮影時間内における前記第１の励起光の光量と、前記第２の励起光の光量とが等しくなるように照射することを特徴としている。
【００２７】
請求項１６に示すように請求項１４に記載の蛍光撮影方法において、前記励起光照射工程は、１フレームの撮影時間内における前記第１の励起光の光量に対して前記第２の励起光の光量が大きくなるように照射することを特徴としている。
【００２８】
請求項１７に示すように請求項１４から１６のいずれかに記載の蛍光撮影方法において、前記第２の励起光の光強度は、前記第１の励起光の光強度の２倍から３倍であることを特徴としている。
【００２９】
請求項１８に示すように請求項１１から１７のいずれかに記載の蛍光撮影方法において、前記励起光照射工程は、前記蛍光試薬の蛍光寿命の影響を受けない周波数の第１の励起光と、前記蛍光試薬の蛍光寿命の影響を受ける周波数の第２の励起光とを照射することを特徴としている。
【００３０】
請求項１９に示すように請求項１８に記載の蛍光撮影方法において、前記第２の励起光の周波数は、前記蛍光試薬の蛍光寿命の逆数以上の周波数であることを特徴としている。
【００３１】
請求項２０に示すように請求項１１から１９のいずれかに記載の蛍光撮影方法において、前記励起光照射工程は、前記複数の励起光を所定の順番で繰り返し照射し、前記画像取得工程は、前記撮像手段を介して時系列の蛍光画像を取得し、前記画像生成工程は、前記取得した時系列の蛍光画像の変化量を示す画像を順次生成し、前記画像出力手段は、前記順次生成した画像を出力することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、蛍光試薬の蛍光強度が非線形になるように変調された励起光を含む複数の励起光を順次照射して複数の蛍光画像を取得し、複数の蛍光画像間の変化量を示す画像を得るようにしたため、蛍光試薬が投与された被検体に対して励起光の照射光量を抑制しつつ、蛍光試薬の蛍光強度がほぼ線形に変化する部分と非線形に変化する部分との差に対応する情報を含んだ生体内の新規な情報を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は本発明が適用される蛍光撮影装置の実施形態を示す外観図である。
【図２】図２は腹腔鏡を使用した腹腔鏡手術の模式図である。
【図３】図３は蛍光撮影装置の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図４は回転フィルタの平面図である。
【図５】図５は光の波長と生体組織の光吸収率との関係を示すグラフである。
【図６】図６は本発明の第１の実施形態を説明するために用いた図である。
【図７】図７は本発明に係る蛍光撮影方法の手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は可視光及び励起光を交互に被検体に照射した場合の信号処理のタイミングチャートである。
【図９】図９は光強度及びパルス幅が異なる第１のレーザ光と第２のレーザ光とが交互に出力されるレーザ光の波形図である。
【図１０】図１０は図３に示した光源装置内のレーザ光を発光するレーザ制御部及び半導体レーザ（ＬＤ）のブロック図である。
【図１１】図１１は差分画像を含む合成画像が表示されたモニタ画面の一例を示す図である。
【図１２】図１２は本発明の第２の実施形態を説明するために用いた図である。
【図１３】図１３は本発明の第３の実施形態を説明するために用いた図であり、３種類のレーザ光を示す波形図である。
【図１４】図１４は本発明の第４の実施形態を説明するために用いた図である。
【図１５】図１５は本発明の第４の実施形態に関わる蛍光寿命を説明するために用いた図である。
【図１６】図１６は本発明の第４の実施形態に係る２種類のレーザ光を示す波形図である。
【図１７】図１７は図３に示した光源装置内のレーザ光を発光するレーザ制御部及び半導体レーザ（ＬＤ）の他の実施形態を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、添付図面に従って本発明に係る蛍光画像の撮影方法及び装置の実施形態について説明する。
【００３５】
＜撮影装置の外観＞
図１は本発明が適用される蛍光撮影装置の実施形態を示す外観図である。
【００３６】
図１に示すように、この蛍光撮影装置１０は、主として内視鏡の一種である腹腔鏡１００と、プロセッサ２００と、光源装置３００と、モニタ装置４００とから構成されている。尚、プロセッサ２００は、光源装置３００を内蔵するように構成されていてもよい。
【００３７】
腹腔鏡１００は、電気コネクタ１１０及びライトガイド（ＬＧ）コネクタ１２０を介してそれぞれプロセッサ２００及び光源装置３００に着脱自在に取り付けられるようになっている。腹腔鏡１００で撮影された被検体を示す画像は、プロセッサ２００によって適宜画像処理された後、モニタ装置４００に出力され、ここで術者によって観察される。
【００３８】
図２は腹腔鏡１００を使用した腹腔鏡手術の模式図である。腹腔鏡手術では、腹壁に数カ所の穴を開け、トロッカ２０を介して腹腔鏡１００の挿入部先端１００Ａや、内視鏡手術に使用する電気メス３０、鉗子等の処置具を挿入するとともに、炭酸ガスや空気を入れて腹壁を膨らませる。
【００３９】
術者は、腹腔鏡１００によって撮影した手術対象部位をモニタ装置４００で観察しながら、処置具を操作して手術を進める。
【００４０】
＜撮影装置の内部構成＞
図３は蛍光撮影装置１０の内部構成を示すブロック図である。
【００４１】
［腹腔鏡］
腹腔鏡１００の挿入部先端１００Ａには、対物レンズ１３０、撮像素子（ＣＣＤ）１４０及び照明レンズ１５０が配設されている。
【００４２】
対物レンズ１３０は、被検体をＣＣＤ１４０の受光面に結像させ、ＣＣＤ１４０は、受光面上に結像された被検体像を各受光素子によって電気信号に変換する。この実施形態のＣＣＤ１４は、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタが所定の配列（ベイヤー配列、ハニカム配列）で各画素ごとに配設されたカラーＣＣＤである。
【００４３】
また、腹腔鏡１００の内部には、ＣＣＤ１４０を駆動し、またＣＣＤ出力を取り出すための配線１６０が設けられるとともに、ライトガイド１７０が設けられている。
【００４４】
ライトガイド１７０の一端１７０Ａは、ＬＧコネクタ１２０を介して光源装置３００に接続され、ライトガイド１７０他端１７０Ｂは、照明レンズ１５０に対面している。光源装置３００から発せられた光は、ライトガイド１７０を経由して照明レンズ１５０から出射され、対物レンズ１３０の視野範囲を照明する。
【００４５】
尚、この実施形態の腹腔鏡１００は、ＣＣＤ１４０の前面に赤外カットフィルタが設けられていない点を除いて、一般の腹腔鏡と同じ構成を有している。
【００４６】
［プロセッサ］
プロセッサ２００は、主として中央処理装置（ＣＰＵ）２１０、アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）２２０、画像入力コントローラ２２２、通常画像処理部２２４、蛍光画像処理部２２６、画像合成部２３０、ＣＣＤドライバ２４０、タイミングジェネレータ（ＴＧ）２４２、メモリ２４６、ビデオ出力部２４８、及び操作部２５４から構成されている。
【００４７】
ＣＰＵ２１０は、プログラムＲＯＭを内蔵しており、このプログラムＲＯＭにはＣＰＵ２１０が実行する制御プログラムのほか、制御に必要な各種データ等が記録されている。ＣＰＵ２１０は、操作部２５４からの撮影の指示等の指示入力に基づきプログラムＲＯＭに記録された制御プログラムをメモリ２４６に読み出し、逐次実行することにより各部を制御する。尚、メモリ２４６は、プログラムの実行処理領域として利用されるほか、画像データ等の一時記憶領域、各種作業領域として利用される。
【００４８】
腹腔鏡１００内のＣＣＤ１４０は、ＴＧ２４２からＣＣＤドライバ２４０を介して供給される垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、各画素に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルな画像信号として出力する。ＣＰＵ２１０は、ＴＧ２４２を制御して、ＣＣＤ１４０の駆動を制御する。
【００４９】
操作部２５４は、撮影の開始及び終了を指示するスイッチのほか、図示しない記録媒体への撮影画像の記録指示等を指示するスイッチを有する。
【００５０】
ＣＣＤ１４０から出力される画像信号は、アナログ信号であり、このアナログの画像信号は、ＡＦＥ２２０に取り込まれる。ＡＦＥ２２０は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、及び自動ゲインコントロール回路（ＡＧＣ）、及びＡＤ変換器（ＡＤＣ）を含んで構成されている。ＣＤＳは、画像信号に含まれるノイズの除去を行い、ＡＧＣは、ノイズ除去された画像信号を所定のゲインで増幅し、ＡＤＣは、アナログの画像信号を所定ビットの階調幅を持ったデジタルの画像信号に変換する。
【００５１】
画像入力コントローラ２２２は、所定容量のラインバッファを内蔵しており、ＡＦＥ２２０から出力された１フレーム分の画像信号を蓄積する。この画像入力コントローラ２２２に蓄積された１フレーム分の画像信号は、バス２５６を介してメモリ２４６に格納される。
【００５２】
バス２５６には、上記ＣＰＵ２１０、メモリ２４６、画像入力コントローラ２２２のほか、通常画像処理部２２４、蛍光画像処理部２２６、画像合成部２３０、ビデオ出力部２４８等が接続されており、これらはバス２５６を介して互いに情報を送受信できるようになっている。
【００５３】
メモリ２４６に格納された１フレーム分の画像信号は、通常画像処理部２２４又は蛍光画像処理部２２６に取り込まれ、それぞれ必要な画像処理が施される。通常画像処理部２２４、及び蛍光画像処理部２２６によって処理された画像は、画像合成部２３０によって合成される。尚、通常画像処理部２２４、蛍光画像処理部２２６、及び画像合成部２３０の詳細については後述する。
【００５４】
画像合成部２３０によって合成された合成画像は、ビデオ出力部２４８によってモニタ装置４００用の映像信号に変換され、モニタ装置４００に出力される。
【００５５】
［光源装置］
光源装置３００は、主として白色の光源３１０、回転フィルタ３２０、絞り３３０、集光レンズ３４０、モータ駆動回路３５０、モータ３６０、自動光量調整回路（ＡＬＣ）３７０、レーザ制御部３８０、半導体レーザ３９０、反射ミラー３９２、及びハーフミラー３９４から構成されており、可視光と、特定の波長域（近赤外域）の励起光（レーザ光）とを交互にライトガイド１７０に入射させる機能を備えている。
【００５６】
光源３１０としては、例えばハロゲンランプを使用することができる。ハロゲンランプから発せられる白色光は、４００ｎｍ〜１８００ｎｍの波長域を有している。回転フィルタ３２０は、その回転位置に応じて可視光のみを透過させる。
【００５７】
図４は回転フィルタ３２０の平面図である。同図に示すように、回転フィルタ３２０には、赤外カットフィルタ３２２と、遮光部３２４とが設けられており、回転フィルタ３２０は、赤外カットフィルタ３２２が光源３１０の前面に位置する場合には、可視光（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）のみを透過させ、遮光部３２４が光源３１０の前面に位置する場合には、光源３１０から出射される白色光を遮光する。
【００５８】
モータ駆動回路３５０は、モータ３６０に駆動信号を出力し、回転フィルタ３２０を３０回／秒の速度で回転させるとともに、ＴＧ２４２からの垂直同期信号に同期して赤外カットフィルタ３２２と遮光部とが切り替わるように位相を制御している。
【００５９】
回転フィルタ３２０を透過した光は、絞り３３０、集光レンズ３４０及びハーフミラー３９４を介してライトガイド１７０の端面に導かれる。
【００６０】
ＡＬＣ３７０は、ＣＰＵ２１０から加えられる撮影画像の明るさ情報に基づいて絞り３３０を制御し、撮影画像が一定の明るさに維持されるようにライトガイド１７０に入射させる光量を調整する。これにより、ハレーション等が生じないようにしている。
【００６１】
また、励起光（レーザ光）を発光させる場合には、レーザ制御部３８０により半導体レーザ３９０から所定の周期でレーザ光が発光されるように制御する。即ち、半導体レーザ３９０の発光期間は、光源３１０から発光された白色光が回転フィルタ３２０の遮光部３２４によって遮光される遮光期間に同期するように制御される。
【００６２】
半導体レーザ３９０は、８００ｎｍ付近の近赤外域のレーザ光（励起光）を発光することができ、この励起光は、反射ミラー５２０及びハーフミラー５３０を介してライトガイド１７０の入射端面に入射する。
【００６３】
尚、光源３１０の代わりに、白色発光ダイオードを使用することができ、この白色発光ダイオードをＯＮ／ＯＦＦ制御することより、回転フィルタ３２０等を省略することができる。
【００６４】
上記構成の光源装置３００により可視光をライトガイド１７０に入射させると、腹腔鏡１００では、カラー画像（通常画像）を撮影することができ、励起光をライトガイド１７０に入射させると、腹腔鏡１００では、励起光によって蛍光発光する生体組織の蛍光画像を撮影することができる。
【００６５】
［蛍光画像の取得方法］
光を使って生体組織内の情報を得るためには、生体組織が吸収する波長域の光を避ける必要がある。図５に示すように７００ｎｍ以下の可視光の波長域では、ヘモグロビンの吸収があり、１０００ｎｍ以上の波長域では、水の吸収があるため、この波長域の光は使用できない。７００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長域（近赤外域）の光は、生体組織を比較的よく透過するため、「生体の分光学的窓」と呼ばれている。即ち、前述した近赤外域の励起光は、生体組織を比較的よく透過する光である。
【００６６】
本発明では、生体組織の内部の血管を観察するために、被検体に血管造影剤（蛍光試薬）を投与するとともに、近赤外域の励起光を照射して血管画像を含む蛍光画像を撮影する。尚、蛍光試薬としては、励起光波長７８５ｎｍ及び蛍光波長８０５ｎｍの蛍光試薬ＩＣＧ（インドシアニングリーン）、励起光波長７４７ｎｍ及び蛍光波長７７６ｎｍの蛍光試薬Ｃｙ７を用いることができる。
【００６７】
＜第１の実施形態＞
次に、本発明を原理的に説明するとともに、第１の実施形態を説明する。
【００６８】
図６（Ａ）はレーザ光の光強度と、該レーザ光により励起される蛍光試薬の蛍光強度との関係を示すグラフである。
【００６９】
尚、図６（Ａ）上で実線は、体表面から浅い部分に存在する蛍光試薬の蛍光強度を示すグラフであり、点線は、体表面から深い部分に存在する蛍光試薬の蛍光強度を示すグラフであり、一点鎖線は、上記浅い部分と深い部分との中間部分に存在する蛍光試薬の蛍光強度を示すグラフである。また、図６（Ａ）上で、蛍光強度1.0は、蛍光試薬の蛍光強度が飽和するレベルを示し、浅い部分に存在する蛍光試薬の蛍光強度が最初に飽和するときのレーザ光の光強度は1.2となっている。尚、図６（Ａ）上で、光強度を示す数値は相対的な光強度を示す。
【００７０】
図６（Ａ）からも明らかなように、体表面から浅い部分に存在する蛍光試薬ほど、レーザ光が到達しやすいため、蛍光強度が高くなり、レーザ光の光強度を大きくしていくと、速く飽和レベルに達する。
【００７１】
ところで、ＣＣＤ等の撮像素子で蛍光画像を撮影する場合、１フレームの撮影時間（電荷蓄積時間）内にＣＣＤに入射する光量（蛍光強度×発光時間）を大きくすることで、より鮮明な蛍光画像を撮影することができるが、被検体に照射するレーザ光の光量には、被検体の安全のために制限があり、蛍光試薬の蛍光強度が飽和するような大きな光強度のレーザ光を照射していなかった。特に、従来はＣＷ（連続波）レーザ光を照射しているため、レーザ光の被検体への照射光量は、光強度×連続照射時間の積算光量となり、光強度を上げることは、照射光量を上げることになる。そのため、従来は蛍光試薬の蛍光強度がほぼ線形に変化する光強度範囲内のレーザ光（例えば、図６（Ａ）上で、光強度が0.6以下の光強度のレーザ光）を照射していた。
【００７２】
本発明は、蛍光試薬の蛍光強度が非線形に変化する光強度範囲内の、パルスレーザ光を含む複数のレーザ光をフレームレートに同期して順次照射する。即ち、図６（Ｂ）に示すように、この実施形態では、光強度とパルス幅が異なる２種類のレーザ光を順次照射するようにしている。
【００７３】
即ち、一方のレーザ光（以下、「第１のレーザ光」という）は、フレーム周期と同じパルス幅（このパルス幅を1.0とする）を有し、光強度が0.6のレーザ光であり、他方のレーザ光（以下、「第２のレーザ光」という）は、0.5のパルス幅を有し、光強度が1.2のレーザ光である。そして、第１のレーザ光の１フレーム期間内の照射光量は、0.6（＝0.6×1.0）であり、第２のレーザ光の１フレーム期間内の照射光量は、0.6（＝1.2×0.5）であり、両者の光量は同じである。
【００７４】
尚、第２のレーザ光は、第１のレーザ光の光強度の２倍の光強度（蛍光試薬の蛍光強度が飽和する光強度）を有するが、パルス幅が第１のレーザ光のパルス幅の２分の１であるため、１フレーム期間内の光量は等しく、安全性は確保されている。
【００７５】
上記のように第１のレーザ光により蛍光発光した生体組織（主に血管）の蛍光画像と、第２のレーザ光とにより蛍光発光した生体組織の蛍光画像とは、それぞれ異なる画像になる。
【００７６】
図６（Ｃ）は第１のレーザ光と第２のレーザ光とによってそれぞれ励起され、撮影される蛍光画像が異なることを示す図である。
【００７７】
即ち、図６（Ａ）の実線で示した体表面から浅い部分を示す蛍光画像のうち、第１のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、ＣＣＤに蓄積される電荷に対応する積算光量（蛍光強度×パルス幅）が0.9(＝0.9×1.0)になるのに対し、第２のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、その積算光量が0.5(＝1.0×0.5)になり、両者の蛍光画像には、0.4(＝0.9−0.5)の差が生じる。
【００７８】
同様に、図６（Ａ）の一点鎖線で示した中間の深さ部分を示す蛍光画像のうち、第１のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、その積算光量が0.7(＝0.7×1.0)になるのに対し、第２のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、その積算光量が0.45(＝0.9×0.5)になり、両者の蛍光画像には、0.25(＝0.7−0.45)の差が生じる。
【００７９】
また、図６（Ａ）の点線で示した体表面から深い部分を示す蛍光画像のうち、第１のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、その積算光量が0.45(＝0.45×1.0)になるのに対し、第２のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、その積算光量が0.35(＝0.7×0.5)になり、両者の蛍光画像には、0.1(＝0.45−0.35)の差が生じる。
【００８０】
従って、第１のレーザ光により励起されて撮影された蛍光画像と、第２のレーザ光により励起されて撮影された蛍光画像との差分を示す画像（差分画像）を生成し、この差分画像を表示させることで、従来の蛍光画像とは異なる画像を表示させることができる。
【００８１】
図６（Ｃ）からも明らかなように第１の実施形態の第１のレーザ光と第２のレーザ光とによりそれぞれ励起されて撮影された２つの蛍光画像は、体表面からの深度が浅い部分の画像ほど差が大きくなり、その結果、２つの蛍光画像の差分画像は、体表面からの深度が浅い部分の生体組織ほど強調される画像になる。
【００８２】
尚、第１の実施形態では、第１のレーザ光の光強度に対して第２のレーザ光の光強度を２倍にしたが、これに限らず、３倍程度まで振幅変調してもよく、この場合でも生体にダメージを与えることはない。
【００８３】
また、蛍光試薬の血中濃度が体内の代謝に応じて変化すると、時系列で取得される前記差分画像も濃度変化に対応して変化する。これにより、蛍光試薬の濃度変化等を追尾することができる効果がある。
【００８４】
図７は本発明に係る蛍光撮影方法の手順を示すフローチャートである。
【００８５】
図７に示すように、まず、被検体の静脈から蛍光試薬を投与する（ステップＳ１０）。尚、蛍光試薬は、体内で代謝されてしまうため、長時間連続的に撮影する場合には血中濃度を一定に保つように蛍光造影剤を投与することが好ましい。また、蛍光試薬の血中濃度が適正になるように（即ち、蛍光強度がピークになるように）蛍光試薬を投与することが好ましい。
【００８６】
続いて、通常画像と蛍光画像とを、１／６０秒の周期の垂直同期信号（ＶＤ信号）に同期して１フレーム毎に交互に撮影する（ステップＳ１２）。即ち、図８（Ａ）に示すようにＶＤ信号に同期して、光源装置３００から可視光と励起光（レーザ光）とを交互に発光させ、ライトガイド１７０及び照明レンズ１５０を介して被検体を照射する。これにより、ＣＣＤ１４０により通常画像の露光（撮影）と蛍光画像の露光（撮影）とが交互に行われる（図８（Ｂ），（Ｆ））。
【００８７】
ここで、図９に示すようにレーザ光は、ＶＤ信号に同期して（図９（Ａ））、光強度が異なるように振幅変調されるとともに、パルス幅が変更された第１のレーザ光と第２のレーザ光として交互に出力される。
【００８８】
図１０は図３に示した光源装置３００内のレーザ光を発光するレーザ制御部３８９及び半導体レーザ（ＬＤ）３９０のブロック図である。同図に示すように、レーザ制御部３８０は、レーザドライバ３８２と、変調用信号発生器３８４とから構成されており、変調用信号発生器３８４は、レーザ光を振幅変調させるための変調用信号を、ＴＧ２４２から加えられる同期信号に同期してレーザドライバ３８２に送出する。レーザドライバ３８２は、入力する変調用信号に基づいてＬＤ３９０を駆動し、該ＬＤ３９０から図９（Ｂ）に示したように振幅変調された第１のレーザ光と第２のレーザ光とを交互に出力させる。
【００８９】
図７に戻って、通常画像の露光が行われると、次のＶＤ信号に同期してＣＣＤ１４０から画像信号（通常画像）の読み出しが行われ（図８（Ｃ））、続いて、図３に示した通常画像処理部２２４にて通常画像処理が行われる（図８（Ｄ），ステップＳ１４）。
【００９０】
通常画像処理部２２４は、リニアマトリクス回路、ホワイトバランス補正回路、ガンマ補正回路、及び同時化回路等を含み、これらの回路によって入力する通常画像を示すＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を処理する。
【００９１】
一方、レーザ光の発光により蛍光画像の露光が行われると、次のＶＤ信号に同期してＣＣＤ１４０から画像信号（蛍光画像）の読み出しが行われ（図８（Ｇ））、続いて、図３に示した蛍光画像処理部２２６にて蛍光画像処理が行われる（図８（Ｈ），ステップＳ１６）。
【００９２】
尚、前述したようにレーザ光は、光強度及びパルス幅の異なる第１のレーザ光と第２のレーザ光とが交互に出力されるため（図９）、これらの第１、第２のレーザ光によりそれぞれ蛍光発光した生体組織の蛍光画像は、それぞれ異なるものとなる。図８上では、第１のレーザ光に関わる処理には添え字１を付し、第２のレーザ光に関わる処理には添え字２を付し、両者の処理を区別している。
【００９３】
蛍光画像処理部２２６は、まずガンマ補正回路、同時化回路等により入力する蛍光画像を示すＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を処理し、同時化回路での同時化処理後のＲ、Ｇ、Ｂの画像信号から輝度信号（濃度情報のみをもつ信号）を生成する。続いて、濃度情報のみをもつ隣接する２枚の蛍光画像の差を求めることにより、差分画像を生成する（ステップＳ１８）。尚、この差分画像には、所定の色（例えば、赤など）を付すようにしてもよい。
【００９４】
上記のようにして画像処理された通常画像と差分画像は、図８（Ｅ）及び（Ｉ）に示すようにそれぞれ連続したフレームとなるように２フレームずつ出力され、同時に出力された通常画像と差分画像とは、図３に示した画像合成部２３０に出力され、ここで合成される（ステップＳ２０）。
【００９５】
上記のようにして画像合成部２３０にて合成された合成画像は、ビデオ出力部２４８を介してモニタ装置４００に出力され、モニタ装置４００に表示される（ステップＳ２２）。
【００９６】
図１１は合成画像が表示されたモニタ画面の一例を示している。同図に示すモニタ画面では、合成画像Ａと通常画像Ｂと差分画像Ｃとを並べて表示している。
【００９７】
次に、操作部２５４からの手術終了又は観察終了の指示入力の有無に基づいて本処理を終了させるか否かが判別され、終了しない場合にはステップＳ１２に遷移る（ステップＳ２４）。
【００９８】
＜第２の実施形態＞
図１２（Ａ）はレーザ光の光強度と、該レーザ光により励起される蛍光試薬の蛍光強度との関係を示すグラフであり、前述した図６（Ａ）に対応する図である。
【００９９】
図１２に示す第２の実施形態は、蛍光試薬の蛍光強度が非線形に変化する光強度範囲内の、パルスレーザ光を含む複数のレーザ光をフレームレートに同期して順次照射する点で、図６に示した第１の実施形態と共通しているが、変調されるレーザ光のパルス波形が第１の実施形態のものと相違する。
【０１００】
即ち、図１２に示す第１のレーザ光と第２のレーザ光とは１フレーム期間内のパルス幅が同一で、光強度のみが異なり、第１のレーザ光は、フレーム周期の２分の１のパルス幅（このパルス幅を1.0とする）を有し、光強度が0.6のレーザ光であり、第２のレーザ光は、1.0のパルス幅を有し、光強度が1.2のレーザ光である。そして、第１のレーザ光の１フレーム期間内の照射光量は、0.6（＝0.6×1.0）であり、第２のレーザ光の１フレーム期間内の照射光量は、1.2（＝1.2×1.0）であり、１フレーム期間内の第１のレーザ光の光量は、第２のレーザ光の光量の２分の１である。
【０１０１】
上記のように第１のレーザ光により蛍光発光した生体組織の蛍光画像と、第２のレーザ光により蛍光発光した生体組織の蛍光画像とは、それぞれ異なる画像になる。
【０１０２】
図１２（Ｃ）は、上記第１のレーザ光と第２のレーザ光とによってそれぞれ励起され、撮影される蛍光画像がそれぞれ異なることを示す図である。
【０１０３】
即ち、図１２（Ａ）の実線で示した体表面から浅い部分を示す蛍光画像のうち、第１のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、ＣＣＤに蓄積される電荷に対応する積算光量（蛍光強度×パルス幅）が0.9(＝0.9×1.0)になるのに対し、第２のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、その積算光量が1.0(＝1.0×1.0)になり、両者の蛍光画像には、0.1(＝1.0−0.9)の差が生じる。
【０１０４】
同様に、図１２（Ａ）の一点鎖線で示した中間の深さ部分を示す蛍光画像のうち、第１のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、その積算光量が0.7(＝0.7×1.0)になるのに対し、第２のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、その積算光量が0.9(＝0.9×1.0)になり、両者の蛍光画像には、0.2(＝0.9−0.7)の差が生じる。
【０１０５】
また、図１２（Ａ）の点線で示した体表面から深い部分を示す蛍光画像のうち、第１のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、その積算光量が0.45(＝0.45×1.0)になるのに対し、第２のレーザ光により励起されて撮影される蛍光画像は、その積算光量が0.７(＝0.7×1.0)になり、両者の蛍光画像には、0.25(＝0.7−0.45)の差が生じる。
【０１０６】
従って、第１のレーザ光により励起されて撮影された蛍光画像と、第２のレーザ光により励起されて撮影された蛍光画像との差分を示す画像（差分画像）を生成し、この差分画像を表示させることで、従来の蛍光画像とは異なる画像を表示させることができる。
【０１０７】
尚、図１２（Ｃ）からも明らかなように第２の実施形態の第１のレーザ光と第２のレーザ光とによりそれぞれ励起されて撮影された２つの蛍光画像は、体表面からの深度が深い部分の画像ほど差が大きくなり、その結果、２つの蛍光画像の差分画像は、体表面からの深度が深い部分の生体組織ほど強調される画像になる。
【０１０８】
＜第３の実施形態＞
図１３は複数の蛍光画像を取得するための複数種類のレーザ光を示す波形図である。
【０１０９】
図１３に示す第３の実施形態では、第１のレーザ光、第２のレーザ光及び第３のレーザ光の３種類のレーザ光を１セットとし、繰り返し出力するようにしている。
【０１１０】
図１３における第３の実施形態の第１及び第２のレーザ光は、図６（Ｂ）及び図９に示した第１の実施形態の第１のレーザ光及び第２のレーザ光に対応し、第３の実施形態の第３のレーザ光及び第２のレーザ光は、図１２（Ｂ）に示した第２の実施形態の第１のレーザ光及び第２レーザ光に対応している。
【０１１１】
従って、第３の実施形態の第１、第２のレーザ光に対応して撮影した２つの蛍光画像から第１の実施形態の差分画像と同じ差分画像を生成することができ、また、第３の実施形態の第２、第３のレーザ光に対応して撮影した２つの蛍光画像から第２の実施形態の差分画像と同じ差分画像を生成することができる。
【０１１２】
即ち、第３の実施形態によれば、体表面からの深度が浅い部分の生体組織ほど強調される画像と、体表面からの深度が深い部分の生体組織ほど強調される画像との２種類の差分画像が得られる。
【０１１３】
＜第４の実施形態＞
図１４（Ａ）はレーザ光の光強度及び周波数と、該レーザ光により励起される蛍光試薬から実質的に得られる蛍光強度との関係を示すグラフである。
【０１１４】
尚、図１４（Ａ）上で実線は、体表面から深い部分に存在する蛍光試薬の蛍光強度を示すグラフであって、高周波（１ギガＨｚ（ＧＨｚ））のレーザ光を蛍光試薬に照射した場合における蛍光試薬の実質的な蛍光強度を示すグラフである。一方、点線は、体表面から深い部分に存在する蛍光試薬の蛍光強度を示すグラフであって、直流（ＤＣ）又は低周波（１メガＨｚ（ＭＨｚ））のレーザ光を蛍光試薬に照射した場合における蛍光試薬の実質的な蛍光強度を示すグラフである。
【０１１５】
第１の実施形態から第３の実施形態では、複数の蛍光画像を取得するために光強度を変化させた（振幅を変調させた）複数のレーザ光を発光するようにしたが、図１４に示す第４の実施形態は、周波数変調させることにより複数のレーザ光を発光させる点で、第１の実施形態から第３の実施形態と相違する。
【０１１６】
即ち、図１４に示す第１のレーザ光と第２のレーザ光とは積算光量が同じで、周波数が異なり、第１のレーザ光は１ＭＨｚのレーザ光であり、第２のレーザ光は１ＧＨｚのレーザ光である。
【０１１７】
図１５に示すように蛍光試薬の蛍光強度は、レーザ光の照射により蛍光試薬が励起状態になり所定の蛍光強度Ｉｏで発光すると、その後、エクスポネンシャルで減衰する。ここで、蛍光強度が初期値ＩｏからＩｏ／ｅに減衰するまでの時間を蛍光寿命という。
【０１１８】
一般の蛍光試薬の蛍光寿命は、ナノ（１０−９）秒オーダーであり、この蛍光寿命の逆数のＧＨｚの周波数のレーザ光を蛍光試薬に照射すると、その蛍光寿命の期間の蛍光光量（図１５の斜線部分に相当）を有効に利用することができる。
【０１１９】
いま、図１４（Ｂ）に示すように第１のレーザ光は、周波数変調されて１ＭＨｚの周波数になっているため、周波数変調されていないＤＣのレーザ光に対して百万(１０６)倍の蛍光寿命期間の蛍光光量を得ることができ、第２のレーザ光は、周波数変調されて１ＧＨｚの周波数になっているため、十億(１０９)倍の蛍光寿命期間の蛍光光量を得ることができる。
【０１２０】
蛍光寿命期間の蛍光光量は微小であるため、図１４（Ｃ）に示すように周波数が低い（この実施形態の１ＭＨｚの周波数）第１のレーザ光の照射により得られる蛍光画像と、ＤＣのレーザ光の照射により得られる蛍光画像との差は小さいが、周波数が高い（この実施形態では、蛍光寿命の逆数のオーダーの１ＧＨｚの周波数）第２のレーザ光の照射により得られる蛍光画像と、ＤＣのレーザ光の照射により得られる蛍光画像との差は大きくなる。
【０１２１】
即ち、レーザ光の周波数を、蛍光試薬の蛍光寿命の影響を受ける周波数近傍（例えば、蛍光試薬の蛍光寿命の逆数）以上にすると、蛍光試薬の実質的な蛍光強度は、レーザ光の光強度に対して非線形になる。
【０１２２】
そこで、本発明の第４の実施形態では、図１６に示すように１ＭＨｚに周波数変調された第１のレーザ光と、１ＧＨｚに周波数変調された第２のレーザ光とを交互に出力する。そして、第１のレーザ光の照射により蛍光発光した蛍光試薬の蛍光画像と、第２のレーザ光の照射により蛍光発光した蛍光試薬の蛍光画像とを取得し、両画像の差分を示す差分画像を生成するようにしている。この差分画像は、緩和時間、蛍光寿命を持つ蛍光画像が強調される。
【０１２３】
尚、本発明の第４の実施形態の場合には、図１０に示した変調用信号発生器３８４は、レーザ光を周波数変調させるための変調用信号をレーザドライバ３８２に出力し、ＬＤ３９０から１ＭＨｚの第１のレーザ光と、１ＧＨｚの第２のレーザ光とを交互に出力させる。
【０１２４】
［その他］
図１７は図３に示した光源装置３００内のレーザ光を発光するレーザ制御部３８９及び半導体レーザ（ＬＤ）３９０の他の実施形態を示すブロック図である。同図に示すように、レーザ制御部３８０は、２つのレーザドライバ３８２Ａ，３８２Ｂと、制御信号発生器３８６とから構成され、ＬＤ３９０は２つのＬＤ３９０Ａ、３９０Ｂから構成されている。
【０１２５】
制御信号発生器３８６は、２つのレーザドライバ３８２Ａ，３８２Ｂを同時に駆動するための制御信号と、所定の位相（パルス幅）だけずらして駆動するための制御信号とを、ＴＧ２４２から加えられる同期信号に同期して交互にレーザドライバ３８２Ａ，３８２Ｂに送出する。レーザドライバ３８２Ａ，３８２Ｂは、それぞれ入力する制御信号に基づいてＬＤ３９０Ａ，３９０Ｂを駆動する。
【０１２６】
前記制御信号発生器３８６からの制御信号により２つのレーザドライバ３８２Ａ，３８２Ｂが同時に駆動されると、２つのＬＤ３９０Ａ，３９０Ｂは同時にレーザ光を発光し、これらのレーザ光は、光ファイバ３９６Ａ，３９６Ｂ及び光混合器３９８を介して混合され、２倍の振幅（光強度）のレーザ光として出力される。
【０１２７】
一方、前記制御信号発生器３８６からの制御信号により２つのレーザドライバ３８２Ａ，３８２Ｂが１パルスのパルス幅だけずらされて駆動されると、２つのＬＤ３９０Ａ，３９０Ｂも１パルスのパルス幅だけずれてレーザ光を発光し、これらのレーザ光は、光ファイバ３９６Ａ，３９６Ｂ及び光混合器３９８を介して混合され、２倍のパルス幅を有するレーザ光（光強度は１倍のレーザ光）として出力される。
【０１２８】
この実施形態では、腹腔鏡を使用する場合について説明したが、本発明は、これに限らず、各種の内視鏡（上部消化管内視鏡、小腸内視鏡、大腸内視鏡、胸腔鏡、喉頭内視鏡、気管支鏡、膀胱鏡、胆道鏡、関節鏡等）、又は他の医療用の撮影機器に適用できる。
【０１２９】
また、この実施形態では、通常画像と差分画像とを連続撮影し、これらを合成して表示できるようにしたが、本発明はこれに限らず、例えば、差分画像だけを撮影し、その差分画像を出力（表示出力又は記録出力）する場合にも適用できる。
【０１３０】
更に、振幅変調又は周波数変調された複数のレーザ光は、この実施形態に限らず、種々の変形が可能であり、また、振幅変調と周波数変調の２つが変調された複数のレーザ光を出力するようにしてもよい。
【０１３１】
更にまた、この実施形態では、２種類のレーザ光の照射により取得された２つの蛍光画像から差分画像を生成するようにしたが、これに限らず、２つの蛍光画像の比を示す画像を生成するようにしてもよく、要は２つの蛍光画像の変化量を示す画像を生成するものであれば、如何なるものでもよい。
【０１３２】
更に、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１３３】
１０…蛍光撮影装置、１００…腹腔鏡、１４０…撮像素子（ＣＣＤ）、２００…プロセッサ、２１０…中央処理装置（ＣＰＵ）、２２６…蛍光画像処理部、３００…光源装置、３８０…レーザ制御部、３８２、３８２Ａ、３８２Ｂ…レーザドライバ、３８４…変調用信号発生器、３８６…制御信号発生器、３９０、３９０Ａ，３９０Ｂ…半導体レーザ（ＬＤ）、４００…モニタ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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