(57)【要約】【課題】蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる撮像装置等を提供する。【解決手段】蛍光物質を含む対象物に励起光を照射する第一の光源１０１と、励起光に応じて蛍光物質から発生する蛍光よりも長い波長の観察光を、対象物に照射する第二の光源１０２と、第一の光源および第二の光源から前記励起光と観察光とを同時に照射した状態で、励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を除外して、蛍光の波長および観察光の波長を含む光を撮影して、対象物の画像を取得する撮像部１０３と、撮像部１０３が取得した画像を出力する出力部１０４とを備えるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光物質を含む対象物に励起光を照射する第一の光源と、
前記励起光に応じて前記蛍光物質から発生する蛍光よりも長い波長の観察光を、前記対象物に照射する第二の光源と、
前記第一の光源からの励起光と、前記第二の光源からの観察光と、を同時に照射した状態で、前記励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を除外して、前記蛍光の波長および前記観察光の波長を含む光を撮影して、前記対象物の画像を取得する撮像部と、
前記撮像部が取得した画像を出力する出力部とを備えた撮像装置。
【請求項２】
前記蛍光物質は、インドシアニングリーンであり、
前記第二の光源が照射する観察光は、近赤外光であり、
前記撮像部は、前記励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を除外した近赤外光を撮影する請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像部は、前記励起光の波長以下の光を除外して、前記蛍光の波長および前記観察光の波長を含む光を撮影する請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第一の光源が照射する励起光の波長は、６００ｎｍ〜８００ｎｍである請求項２または請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第一の光源は、励起光を含む白色可視光を照射する白色可視光源である請求項２から請求項４いずれか一項記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像部は、白色可視光を除外して近赤外光を撮影する請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像部は、８００ｎｍ以下の波長の光を除外して近赤外光を撮影する請求項３から請求項５いずれか一項記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第二の光源が照射する光は、９２０ｎｍより長い波長を有する光である請求項２から請求項７いずれか一項記載の撮像装置。
【請求項９】
蛍光物質を含む対象物に、励起光と、前記励起光に応じて前記蛍光物質から発生する蛍光よりも長い波長の観察光とを、前記対象物に照射する第二の光源と、を同時に照射した状態で、前記励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を除外して、前記蛍光の波長および前記観察光の波長を含む光を撮影して、前記対象物の画像を取得するステップと、
前記撮像ステップで取得した画像を出力する出力ステップとを備えた撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光物質を含む対象物を撮影する装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、外科手術に利用される技術として、インドシアニングリーンを用いて血管造影等を行なう技術が知られていた。この技術は、例えば、蛍光物質であるインドシアニングリーン（ＩＣＧ）を患部に投与し、波長が約６００〜８５０ｎｍの近赤外光を励起光として患部に照射し、この励起光に応じてインドシアニングリーンが発する７５０〜９００ｎｍの光を、近赤外光を検出可能な撮像装置で撮影し、撮影により得られた画像を表示する技術である。
【０００３】
このような従来の技術として、蛍光物質を含む試料に対して、前記蛍光物質の励起波長の少なくとも一部を含む第１波長帯域の光と、可視光の少なくとも一部を含む第２波長帯域の光とを照射する光源手段と、前記試料から発する光を、前記蛍光物質の蛍光波長の少なくとも一部を含む第３波長帯域の光と、可視光の少なくとも一部を含む第４波長帯域の光とに空間的に分離する光分離手段と、前記第３波長帯域の少なくとも一部を含む光を撮像する第１撮像手段と、前記第４波長帯域の少なくとも一部を含む光を撮像する第２撮像手段と、を具備する顕微鏡装置が知られていた。（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１２４０３５号公報（第１頁、第１図等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の蛍光物質を含む対象物を撮影する装置においては、観察に適した画像を得ることができない、という課題があった。
【０００６】
例えば、従来の技術においては、蛍光画像と可視光画像とを分離して同時に撮影し、それぞれ撮像された２つの画像を合成して表示するため、２つの画像を合成する際の調整等によっては、観察に適した見やすい合成画像が得られない、という問題があった。また、２つの画像をそれぞれ撮影するデバイスとして２台のカメラを用いた場合、カメラの光軸や被写界深度などのパラメータの調整が不十分であると、観察に適した見やすい合成画像が得られない、という問題があった。また、可視光源の輝度を調整すると、可視光の波長の長波長側が励起光の波長と近いため、蛍光強度が変化してしまい、観察しやすい画像を得るための、蛍光画像と可視光画像とを合成する際の調整が複雑化してしまう、という問題があった。
また、通常、蛍光が可視光ではなく赤外光であるため、可視光と蛍光とを一のカメラ等で同時に撮影して、明瞭な蛍光画像と明瞭な可視光画像とを同時に得ることは技術的に困難であった。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解消するためになされたものであり、蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる撮像装置等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】
【０００８】
本発明の撮像装置は、蛍光物質を含む対象物に励起光を照射する第一の光源と、前記励起光に応じて前記蛍光物質から発生する蛍光よりも長い波長の観察光を、前記対象物に照射する第二の光源と、前記第一の光源からの励起光と、前記第二の光源からの観察光と、を同時に照射した状態で、前記励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を除外して、前記蛍光の波長および前記観察光の波長を含む光を撮影して、前記対象物の画像を取得する撮像部と、前記撮像部が取得した画像を出力する出力部とを備えた撮像装置である。
【０００９】
かかる構成により、対象物が含む蛍光物質による蛍光と、対象物による観察光の反射光とを含む光を撮影することができ、蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる。
【００１０】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像装置において、前記蛍光物質は、インドシアニングリーンであり、前記第二の光源が照射する観察光は、近赤外光であり、前記撮像部は、前記励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を除外した近赤外光を撮影する撮像装置である。
【００１１】
かかる構成により、励起光の波長を除去して近赤外光を撮影することによって、インドシアニングリーンの蛍光と、対象物による観察光の反射光とを含む光を撮影することができ、蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる。
【００１２】
本発明の撮像装置は、前記撮像装置において、前記撮像部は、前記励起光の波長以下の光を除外して、前記蛍光の波長および前記観察光の波長を含む光を撮影する撮像装置である。
【００１３】
かかる構成により、励起光を含まず、インドシアニングリーンの蛍光と、対象物による観察光の反射光とを含む光を撮影することができ、蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる。
【００１４】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像装置において、前記第一の光源が照射する励起光の波長は、６００ｎｍ〜８００ｎｍである撮像装置である。
【００１５】
かかる構成により、励起光を含まず、インドシアニングリーンの蛍光と、対象物による観察光の反射光とを含む光を撮影することができ、蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像装置において、前記第一の光源は、励起光を含む白色可視光を照射する白色可視光源である撮像装置である。
【００１７】
かかる構成により、励起光を含まず、インドシアニングリーンの蛍光と、対象物による観察光の反射光とを含む光を撮影することができ、蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる。また、励起光の光源として汎用性の高い安価な白色可視光源を用いることができる。
【００１８】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像装置において、前記撮像部は、白色可視光を除外して近赤外光を撮影する撮像装置である。
【００１９】
かかる構成により、励起光を含まず、インドシアニングリーンの蛍光と、対象物による観察光の反射光とを含む光を撮影することができ、蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる。
【００２０】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像装置において、前記撮像部は、８００ｎｍ以下の波長の光を除外して近赤外光を撮影する撮像装置である。
【００２１】
かかる構成により、励起光を含まず、インドシアニングリーンの蛍光と、対象物による観察光の反射光とを含む光を撮影することができ、蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる。
【００２２】
また、本発明の撮像装置は、前記撮像装置において、前記第二の光源が照射する光を、９２０ｎｍより長い波長を有する光とした撮像装置である。
【００２３】
かかる構成により、蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、蛍光物質を含む対象物の観察に適した画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態における撮像装置の模式図である。
【図２】同撮像装置を説明するための、対象物を自然光で可視光カメラを用いて撮影した画像を示す図（図２（ａ））、および対象物を自然光で赤外線カメラを用いて撮影した画像を示す図（図２（ｂ））である。
【図３】同撮像装置で撮影した、インドシニアングリーン注入前の対象物の画像を示す図（図３（ａ））、およびインドシニアングリーン注入後の対象物の画像を示す図（図３（ｂ））である。
【図４】同撮像装置に用いられる環境光のスペクトラムを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、撮像装置等の実施形態について図面を参照して説明する。なお、実施の形態において同じ符号を付した構成要素は同様の動作を行うので、再度の説明を省略する場合がある。
【００２７】
（実施の形態）
図１は、本実施の形態における撮像装置の模式図である。
撮像装置１は、第一の光源１０１、第二の光源１０２、撮像部１０３、出力部１０４、およびモニタ１０５を備えている。
【００２８】
撮像装置１は、蛍光物質を含む対象物２０を撮像する装置である。蛍光物質は、例えば、励起光の照射に応じて蛍光を発生する物質であり、通常、励起光よりも波長の長い光を放射する物質である。なお、ここでの蛍光物質は、蛍光色素や、蛍光色素を有する物質等と考えてもよい。励起光は、蛍光物質を励起させるため（言い換えれば、蛍光を発生させるため）に、蛍光物質に照射される光である。蛍光物質を励起させるための励起光の波長帯と、蛍光物質が発生する蛍光の波長帯とは、通常、蛍光物質毎に異なっている。対象物２０は、例えば、撮影の対象物である。ここでの対象物２０は、例えば、試料や、観察対象物、検査対象物、生体、生体の一部である。蛍光物質を含む対象物２０は、例えば、蛍光物質が投与された生体やその一部（例えば、患部等）である。ここでは、一例として、対象物２０が人体の脳である場合を例に挙げて示しているが、対象物２０は、これに限られるものではない。
【００２９】
なお、以下、本実施の形態のおいては、対象物２０に含まれる蛍光物質がインドシアニングリーンである場合を例に挙げて説明する。
【００３０】
第一の光源１０１は、蛍光物質であるインドシアニングリーンを含む対象物２０に励起光を照射する光源である。第一の光源１０１が照射する励起光は、例えば、インドシアニングリーンの励起光の波長帯、すなわち、インドシアニングリーンを励起させるために必要な波長帯の光である。インドシアニングリーンの励起光は、６００〜８５０ｎｍである。インドシアニングリーンの蛍光は、７９０〜９２０ｎｍ程度の波長の光であり、そのピーク波長は約８４０ｎｍであり、半値幅の区間は約８１５〜８７０ｎｍである。蛍光の波長帯は、励起波長に依存しないと考えられてる。第一の光源１０１が照射する励起光は、インドシアニングリーンを励起させるために必要な波長帯のうちの、少なくとも一部を含む波長帯の光であっても良く、全てを含む波長帯の光であっても良い。第一の光源１０１が照射する光は、励起光に加えて、励起光以外の波長の光を含んでいても良く、例えば、励起光よりも短い波長の光をさらに有する光であっても良い。ただし、第一の光源１０１が照射する光は、励起光を超える長さの波長、すなわち励起光よりも長い波長の光を含まない光であることが好ましい。
【００３１】
第一の光源１０１は、例えば、インドシアニングリーンを励起させるための励起光として、波長が６００〜８５０ｎｍである励起光を照射する。波長が６００〜８５０ｎｍである励起光を照射することは、例えば、６００〜８５０ｎｍの波長帯の光の強度が、この光によってインドシアニングリーンが発する蛍光の強度が、後述する撮影部１０３により明瞭に撮影可能となる強度を有する光を照射することである。波長が６００〜８５０ｎｍの励起光を照射するということは、例えば、この波長帯のうちの少なくとも一部の波長を含む光を照射することである。かかることは、以下に述べる他の波長帯の励起光を照射する場合についても同様である。
【００３２】
なお、インドシアニングリーン等の蛍光物質においては、通常、照射される励起光に対して蛍光のほうが光の強度が極めて弱く、撮影時に励起光が写り込むと、蛍光画像がほとんど見えなくなってしまう。このため、蛍光物質の蛍光を観察するためには、励起光をフィルタ等で減衰して、蛍光を選択的に撮影する必要がある。このため、励起光だけを減衰させ、蛍光をあまり減衰させないで撮影できるように、第一の光源１０１が照射する励起光は、蛍光の半値幅の区間と重ならない波長帯の光（例えば、波長が８１５ｎｍ未満の光）とすることが好ましく、インドシアニングリーンの蛍光の波長帯と重ならない、または重なる波長帯が狭くなるような波長帯の光とすることがより好ましい。蛍光の最も短い波長が７９０ｎｍ程度であり、第一の光源１０１が照射する励起光の波長帯がこの波長とわずかに重なっても観察上は問題がないと考えると、照射する励起光の最も長い波長は、８００ｎｍ以下であることが好ましい。例えば、第一の光源１０１が照射する励起光は、波長が６００〜８００ｎｍの波長帯の光であることが好ましい。また、通常の手術用の顕微鏡等において、インドシアニングリーンの励起光として用いられる光としては７５０ｎｍ以上の波長の光が用いられることから、第一の光源１０１が照射する励起光の波長は、７５０ｎｍ〜８００ｎｍと考えてもよい。
【００３３】
なお、第一の光源１０１は、このような励起光に加えて、この励起光よりも短い波長の光を含む光を照射しても良い。ただし、第一の光源１０１は、励起光よりも長い波長の光を含まない光を照射することが好ましい。ここでは、第一の光源１０１が、励起光として、７５０〜８００ｎｍの波長を含む白色可視光を照射する白色可視光源である場合について説明する。白色可視光の波長は、通常、励起光の光（例えば、７５０ｎｍ以上の波長の光）を含み、８００ｎｍよりも短いため、第一の光源１０１は、上記のような励起光を含む光を照射することができる。ただし、第一の光源１０１は、白色可視光源に限定されるものではない。
【００３４】
なお、例えば、第一の光源１０１が照射する光が、インドシアニングリーンの励起光の波長よりも長い波長の光（例えば、８００ｎｍよりも長い波長の光）を含んでも、この長い波長の部分の光の強度が、インドシアニングリーンが発する蛍光や、第二の光源１０２が照射する観察光を用いた対象物の観察に影響を与えない（例えば、撮像部１０３により蛍光や観察光の波長の光を撮影して得られた画像を不明瞭にすることがない）程度に十分低ければ、実質的には、励起光の波長よりも長い波長の光を含まないと考えても良い。
【００３５】
第一の光源１０１は、上記のような励起光を照射する光源であれば、どのような光源であっても良い。例えば、第一の光源１０１としては、白熱電球、タングステンランプ、キセノンランプ等のハロゲンランプ、アークランプ、ＨＩＤ（ｈｉｇｈ−Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ランプ、ＬＥＤ、レーザ等が利用可能である。第一の光源１０１は、例えば、図示しないアーム部材等に、照射方向や、配置等が変更可能となるよう取付けられていてもよい。
【００３６】
第二の光源１０２は、第一の光源１０１が照射する励起光に応じて蛍光物質であるインドシアニングリーンから発生する蛍光よりも長い波長の光を、蛍光物質を含む対象物２０に照射する光源である。ここでは、第二の光源１０２が照射する光を観察光と呼ぶ。ここでの蛍光物質を含む対象物２０は、第一の光源１０１が励起光を照射する対象物２０と同じ対象物２０である。第一の光源１０１と第二の光源１０２とは、例えば、蛍光物質を含む同じ対象物２０の同じ部分に同時に光を照射可能となるようにする。蛍光物質であるインドシアニングリーンの蛍光の波長帯と、第二の光源１０２が照射する観察光の波長帯とが重なると、重なった波長帯の部分が蛍光の部分であるか否か視覚的に判別しにくくなることから、観察光は、蛍光よりも波長が長く、観察光とは重ならない波長帯の光とする必要がある。なお、第二の光源１０２が照射する観察光に、インドシアニングリーンから発生する蛍光よりも長い波長の光に加えて、蛍光と同じ波長の光等が含まれていたとしても、この蛍光と同じ波長の光の強度が撮影される蛍光の画像に影響を与えない程度に十分に小さいものである場合、このような観察光も、蛍光よりも長い波長の観察光と考えてもよい。ここでの強度が十分に低いとは、例えば、観察光に含まれる蛍光と同じ波長の光の強度が、低いことである。
【００３７】
例えば、インドシアニングリーンが励起光に応じて発する蛍光の波長の最も長い波長は９２０ｎｍ程度であるため、第二の光源１０２が照射する観察光は、９２０ｎｍよりも長い波長の光デアルコトガ好ましく、例えば、波長が９３０ｎｍ以上の光であることがより好ましい。例えば、第二の光源１０２が照射する観察光は、９８０〜１０２０ｎｍの範囲内に光のピーク波長を有する光であることがより好ましい。通常、このような範囲にピーク波長を有する赤外光源が発する光の周波数の下限は９２０ｎｍを超える、あるいは９２０ｎｍの光の強度が、蛍光の観察に影響を与えない程度に十分に小さいため、蛍光の波長よりも長い波長の光といえる。第二の光源１０２が照射する観察光は、例えば、近赤外光であることが好ましく、具体的には、インドシアニングリーンが発生する蛍光よりも長い波長帯の近赤外光よりも長い波長帯の近赤外光であることが好ましい。インドシアニングリーンが発生する蛍光の波長は、近赤外光であるため、観察光として上記のような近赤外光を用いることで、インドシアニングリーンが発生する蛍光と、観察光により得られる像とを、例えば、近赤外光を撮影可能な一の撮像部１０３で同時に撮影することが可能となる。第二の光源１０２が照射する観察光は、例えば、１０００ｎｍ以上の波長の光であることが、蛍光と確実に重ならない点で好ましい。１０００ｎｍ以上の光を照射するためには、例えば、１０００ｎｍをカットオン波長とするロングパスフィルタを使用しても良い。また、第二の光源１０２が照射する観察光は、例えば、１０００〜１４００ｎｍの波長帯の光であることが好ましい。この１０００〜１４００ｎｍの波長帯の光は、生体の第２光学窓と呼ばれ、生体組織からの自家蛍光、散乱が弱いため、高い空間分解能での生体深部蛍光イメージングが可能となる。このため、撮影された画像において、蛍光している部分と、観察光が反射している部分とが、視覚的に識別しやすくなる。また、この波長帯は、励起光波長や蛍光波長として利用されていないため、他の手法等に干渉することが極めて少ない波長帯域であるため、観察の妨げとなる他の蛍光物質による蛍光が生じることがない。
【００３８】
第二の光源１０２は、上記のような波長帯の観察光を照射する光源であれば、どのような光源であっても良い。第二の光源１０２としては、白熱電球、アークランプ、ネルンスト灯、キセノンランプ等のハロゲンランプや、グローバー光源、赤外線発光ダイオード、赤外線レーザ等が利用可能である。第二の光源１０２は、例えば、図示しないアーム部材等に、照射方向や、配置等が変更可能となるよう取付けられていてもよい。
【００３９】
撮像部１０３は、第一の光源１０１からの励起光と、第二の光源１０２からの観察光と、を対象物２０に同時に照射した状態で、この励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を除外して、励起光に応じてインドシアニングリーンが発生する蛍光の波長および第二の光源１０２から照射される観察光の波長を含む光を撮影して、対象物２０の画像を取得する。上記の予め決められた波長は、例えば、閾値と考えてもよい。上記の予め決められた波長は、第一の光源１０１からの励起光を除外するための波長であり、例えば、第一の光源１０１が照射する励起光の波長帯のうちの、最も長波長となる波長である。例えば、撮像部１０３は、上記の予め決められた波長を超える波長帯の光を撮影して、対象物２０の画像を取得する。ここでの撮影部１０３が除外する励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光は、例えば、第一の光源１０１から照射される励起光の波長以下の光（すなわち、励起光および励起光よりも波長が短い光）であることが好ましいが、励起光の波長帯内の、予め決められた一の波長以下の光であってもよい。また、撮影部１０３が撮影する蛍光の波長の光は、例えば、蛍光の波長帯の全ての光であることが好ましいが、蛍光の波長帯の光のうちの、励起光と重なる波長帯の光を除いた光等の、蛍光の波長帯の少なくとも一部の波長帯の光であってもよい。また、撮影部１０３が撮影する観察光の波長の光は、観察光の波長帯の光の全てであることが好ましいが、観察光の波長帯の光のうちの、撮影部１０３が撮影可能な波長の上限以下の波長帯の光等の、観察光の波長帯の少なくとも一部の波長帯の光であっても良い。通常、撮像部１０３は、上記のような予め決められた波長以下の波長を除外して、除外されずに残った光を撮影することで、蛍光の波長および観察光の波長を含む光を撮影する。ただし、撮影される光の波長の長さの上限は、通常、撮影部１０３の撮影可能な波長帯の上限となる。
【００４０】
上記の予め決められた波長は、例えば、第一の光源１０１から照射される励起光の波長帯と、この励起光によってインドシアニングリーンが発生する蛍光の波長帯との間の波長である。予め決められた波長は、例えば、蛍光の波長帯と励起光の波長帯との間に、励起光でも蛍光でもない光の波長帯が存在する場合には、この波長帯内の波長に設定することが好ましい。また、励起光の波長帯と蛍光の波長帯とが一部重なる場合、この波長帯のうちの最も長波長となる波長以上（すなわちこの波長帯の上限となる波長）以上の波長に設定することが好ましいが、この重なる部分の波長帯のうちの最も長波長となる波長を除いた一の波長に設定しても良い。予め決められた波長は、第一の光源１０１が照射する励起光の波長帯のうちの最も長い波長またはその近傍の波長であることが好ましい。
【００４１】
本実施の形態においては、撮像部１０３が、対象物２０を撮影する赤外線カメラ１０３１と、予め決められた波長以下の光を除外する（すなわち、透過させない）フィルタ１０３２とにより構成されており、このフィルタ１０３２を用いて、上記のような励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を除外して、蛍光の波長および観察光の波長を含む光を撮影する場合について説明する。なお、ある波長以下の光を除外する、ということは、ある波長以下の光を透過させないことや、ある波長以下の光をカットすることと考えてもよい。
【００４２】
赤外線カメラ１０３１は、例えば、少なくとも近赤外光に感受性を有する赤外線用撮像素子（図示せず）と、１以上のレンズ（図示せず）とを備えている。赤外線カメラ１０３１は、さらに、焦点合わせのための機構（図示せず）や、絞り等の機構（図示せず）等を備えていても良い。
【００４３】
フィルタ１０３２は、赤外線カメラ１０３１のレンズに入射される光のうちの、上述したような、第一の光源１０１から照射される励起光の波長を含む予め決められた波長以下の波長の光を除外するフィルタである。上述したように、蛍光が励起光に比べて、著しく弱いことから、撮影時に励起光を減衰させて、励起光の写り込みを避けるために、フィルタ１０３２が設けられている。フィルタ１０３２は、例えば、励起光の波長以下の光を除外し、蛍光の波長以上の光を透過させるフィルタである。フィルタ１０３２は、例えば、励起光の波長帯の全ての光と、励起光よりも短い波長の光とを除去し、蛍光の波長帯のうちの少なくとも一部以上の波長の光を透過させるフィルタであることが好ましい。例えば、第一の照射部１０１が照射する励起光の波長帯と、インドシアニングリーンの発する蛍光の波長帯とが重ならない場合、フィルタ１０３２は、励起光の波長帯の全ての光と、励起光よりも短い波長の光とを除去し、蛍光の波長帯の全ての光と、蛍光よりも長い波長の光とを透過させるフィルタであることが好ましい。また、励起光の波長帯と、蛍光の波長帯とが重なる場合、フィルタ１０３２は、励起光の波長帯の全ての光と、励起光よりも短い波長の光とを削除し、蛍光の波長帯のうちの、励起光よりも長い波長帯の全ての光と、蛍光よりも長い波長の光とを透過させるフィルタであることが好ましい。なお、励起光の波長帯が蛍光の波長帯と重なっていたとしても、重なっている波長帯のうちの、励起光の強度が、蛍光の映像に影響を与えない程度に十分に低い波長帯の部分は、実質的に蛍光と重なっていないと考えてよい。
【００４４】
ここでは、フィルタ１０３２として、８００ｎｍ以下の波長の光を除外するフィルタを用いる例について説明する。例えば、上述したように、第一の光源１０１から照射される光が、７５０〜８００ｎｍの波長帯の励起光を含む白色可視光であり、インドシアニングリーンの蛍光が７９０ｎｍ〜９２０ｎｍ程度（半値幅の波長帯が８１５〜８７０ｎｍ程度）であり、第二の光源１０２から照射される観察光がこの蛍光以上の波長の光である場合、８００ｎｍ以下の波長を除外するフィルタ１０３２によって、励起光以下の波長の光は除外でき、蛍光のうちの波長が８００ｎｍを超える光、および蛍光よりも長波長である観察光を透過させることができる。ただし、フィルタ１０３２が除外する波長は８００ｎｍ以下に限定されるものではなく、例えば、除外する波長の上限が、励起光の半値幅の最も長い波長から、蛍光の半値幅の最も短い波長未満までの範囲内の値であるフィルタを用いてもよい。例えば、フィルタ１０３２として、除外する波長の上限が、励起光の最も長い波長から８１５ｎｍ未満までの範囲内の波長であるフィルタを用いてもよい。フィルタ１０３２は、このフィルタ１０３２を透過した光が、赤外線カメラ１０３１の撮像素子（図示せず）に入射されるよう、赤外線カメラ１０３１に対して配置されている。例えば、フィルタ１０３２は、赤外線カメラ１０３１のレンズと光軸が同軸となるよう配置されている。これにより、赤外線カメラ１０３１で、フィルタ１０３２を透過した光を撮影することができる。
【００４５】
なお、フィルタ１０３２は、通常、赤外線カメラ１０３１のレンズ（図示せず）よりも対象物２０側に配置されるが、フィルタ１０３２の配置される位置はこれに限定されるものではなく、例えば、赤外線カメラ１０３１内の撮像素子（図示せず）とレンズとの間に配置されても良い。フィルタ１０３２のような、特定の波長以下の波長を除外する（透過させない）光学的なフィルタについては、公知技術であるため、詳細な説明は省略する。
【００４６】
フィルタ１０３２を透過した光を、赤外線カメラ１０３１により撮影することで、励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を除いた光を撮影することができる。また、インドシアニングリーンの蛍光および上記の観察光が近赤外光であるため、赤外光（好ましくは近赤外光）を撮影する赤外線カメラ１０３１によって、フィルタ１０３２を透過した蛍光の波長および観察光の波長を含む光を撮影することができる。
【００４７】
なお、例えば、蛍光とは重ならない波長帯の可視光（例えば、波長が７２０ｎｍ以下等の可視光）のみを励起光として第一の光源１０１から照射する場合、８００ｎｍ以下の波長をカットするフィルタ１０３２の代わりに可視光をカットするフィルタ（例えば、７５０ｎｍ以下の波長をカットするフィルタ等）を使用して、赤外線カメラ１０３１によりインドシアニングリーンの蛍光画像等を撮影するようにしてもよい。
【００４８】
また、近赤外光が高感度で検出可能であって、可視光の検出能が非常に低い赤外線カメラを撮影部１０３として用いることで、フィルタ１０３２を用いずに、励起光を含む白色可視光を除外して、蛍光と観察光とを含む近赤外光を撮影するようにしても良い。
【００４９】
なお、撮像部１０３は、励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を除外して、蛍光の波長および観察光の波長を含む光を撮影可能なものであれば、上記のような構成に限られるものではない。例えば、撮像部１０３は、例えば、上述したような蛍光の波長および観察光の波長を含む予め決められた光を超える波長帯に感受性をもち、励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光に感受性を持たない撮像素子を備えた赤外線用カメラ（図示せず）であってもよい。また、赤外線カメラ１０３１の代わりに、近赤外線領域の波長等も撮影可能な感度を有する可視光カメラ等を用いてもよい。撮像部１０３が有する赤外線カメラ１０３１等のカメラは、例えば、フィルタ１０３２が透過する光のうちの、蛍光の波長帯の少なくとも一部（好ましくは全て）の波長帯の光と、観察光の波長帯の少なくとも一部（好ましくは全て）の波長帯の光とを撮影可能なカメラであればよい。また、赤外線カメラ１０３２の代わりに、レンズ（図示せず）や、赤外光を撮影可能なフィルタ（図示せず）等を備えた撮像素子等を用いてもよい。また、撮像部１０３は、さらに、対象物２０から発生した蛍光や、対象物２０で反射した観察光が赤外線カメラに入射させるために用いられる１以上のレンズ（図示せず）や、ミラー（図示せず）、プリズム（図示せず）等で構成される光学系を有していても良い。上述したようなフィルタ１０３２は、例えば、この光学系と光軸が同軸となるよう設けられていてもよい。また、フィルタ１０３２は、この光学系に組み込まれていても良く、光学系外に設けられていてもよい。
【００５０】
撮像部１０３が撮影する画像は、動画像であることが好ましいが、静止画像であっても良い。撮像部１０３が撮影する画像は、予め決められたタイミング等で連続的に撮影された複数の静止画像であっても良い。
【００５１】
なお、撮像部１０３が、撮影する光に、上述したような予め決められた波長以下の光が含まれていたとしても、この閾値以下の波長の光の強度が十分に小さい場合には、撮像部１０３は、閾値以上の波長の光を撮影していると考えるようにしてもよい。例えば、閾値以下の波長を除外するフィルタ１０３２が、閾値以下の波長の光を一部透過させてしまうものであったとしても、この透過する光の強度が十分に小さいものであれば、このフィルタ１０３２を閾値以下の波長をカットするフィルタと考えてもよい。なお、ここでの強度が十分に低いとは、例えば、この光の強度が、撮影される蛍光の画像等に影響を与えない程度に低いことである。
【００５２】
撮像部１０３は、例えば、図示しないアーム部材等に、撮影方向や、配置等が変更可能となるよう取付けられていてもよい。
【００５３】
出力部１０４は、撮像部１０３が撮影した画像を出力する。ここでの出力は、例えば、モニタによる表示、プロジェクターを用いた投影、プリンタによる印刷、外部の装置への送信、記録媒体への蓄積、他の処理装置や他のプログラムなどへの処理結果の引渡しなどを含む概念である。他の処理装置は、後述するような画像処理を行なう処理装置であっても良い。
【００５４】
出力部１０４は、モニタやプリンタ等の出力デバイスを含むと考えても含まないと考えても良い。出力部１０４は、出力デバイスのドライバーソフトまたは、出力デバイスのドライバーソフトと出力デバイス等で実現され得る。
【００５５】
なお、出力部１０４は、撮像部１０３が撮影した画像に対して、画像処理等を行なって出力してもよい。ここでの画像処理は、どのような処理であっても良い。ここでの画像処理は、例えば、輝度や、色相、彩度等の補正や、レベル補正等である。また、ここでの画像処理は、シャープ化の処理や、特定の画素の着色等の処理であってもよい。出力部１０４は、画像処理のためのプロセッサや、メモリ等を有していても良い。
【００５６】
ここでは、一例として、出力部１０４が、撮像部１０３が撮影した画像を液晶モニタ等のモニタ１０５に表示する場合について説明する。なお、モニタ１０５については、公知の技術であるため、ここでは説明を省略する。
【００５７】
次に、本実施の形態の撮像装置１を用いた処理の具体例について説明する。ここでは、撮像装置１を患者の脳の手術に利用する例について説明する。ここでは、撮像装置１により撮影されるインドシアニングリーンを含む対象物２０が、インドシアニングリーンが投与された患者の脳であるとする。また、ここでは、撮像装置１の赤外線カメラ１０３１として、有効感度波長が７７０〜１３００ｎｍである赤外線カメラ（製品名：ＫＥＣ−１３００ＭＨＤ、カンタムエレクトロニクス株式会社製）を用いた例を示している。また、第二の光源１２としては、ハロゲン光源装置（製品名：ＰＣＳ−ＵＨＸ−ＩＲ、日本ピー・アイ株式会社製）を用いている。ただし、このハロゲン光源装置には、出射する光のうちの１０００ｎｍ以下の波長帯をカットするフィルタ（図示せず）が設けられている。ただし、ここで用いているフィルタは、１０００ｎｍ以下の波長をカットするものではあるが、理想的な特性を示すものではなく、必ずしも１０００ｎｍ以下の波長の光を完全にカットできるものではない。このため、ここで第二の光源１２が照射する光が、１０００ｎｍ以下の波長の光を完全に含まないことを意味するものではない。
【００５８】
図２は、インドシアニングリーン投与前の患者の脳の表面を、可視光源から可視光を照射した状態で可視光カメラにより撮影した画像を示す図（図２（ａ））、および、インドシアニングリーン投与前の患者の脳の表面を、白色可視光を照射した状態で、撮像装置１に用いられる赤外線カメラ１０３１とフィルタ１０３２とを備えた撮像部１０３で撮影した比較例の画像を示す図（図２（ｂ））である。
【００５９】
図３は、インドシアニングリーン投与前の患者の脳の表面を、撮像装置１を用いて撮影した画像を示す図（図３（ａ））である。およびインドシアニングリーン投与後の患者の脳の表面を、撮像装置１を用いて撮影した画像を示す図（図３（ｂ））である。
【００６０】
まず、蛍光物質であるインドシアニングリーンの投与前の状態の患者の頭部を、手術医が切開して、対象物２０となる患者の脳を露出させたとする。この状態の脳の表面を、第一の光源１０１から７５０〜８００ｎｍの励起光を含む白色可視光を照射して、可視光カメラ（図示せず）を用いて撮影した画像が、比較例となる図２（ａ）に示す画像である。可視光カメラは、可視光に感受性を有するカメラである。可視光源としては、手術に利用される光源が用いられている。
【００６１】
また、この脳の表面に第一の光源１０１から７５０〜８００ｎｍの励起光を含む白色可視光を照射して、フィルタ１０３２を介して赤外線カメラ１０３１で撮影した画像が、図２（ｂ）に示す画像である。
【００６２】
この脳の表面を、撮像装置１を用いて撮影すると、図３（ａ）に示すような画像が得られる。具体的には、第一の光源１０１から７５０〜８００ｎｍの励起光を含む白色可視光を第一の光源１０１から対象物２０となる脳の表面に照射すると同時に、観察光を第二の光源１０２から対象物２０となる脳の表面に照射した状態で、脳の表面を、フィルタ１０３２を介して赤外線カメラ１０３１で撮影すると、図３（ａ）に示す画像が得られる。この画像は、出力部１０４によりモニタ１０５に表示される。図３（ａ）では、観察光が細かな血管を透過するため、撮影されず、不可視化されることとなる。わずかな出血も、同様に撮影されず、不可視化される。その結果、観察光による画像は手術前の検討に使われるＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像やＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）画像に近くなり、手術者は注目する血管に集中しやすくなると考えられる。かかることは以下も同様である。なお、撮像部１０３が撮影する画像は、ここでは動画像であるとする。
【００６３】
次に、この脳の表面を、撮像装置１を用いて撮影した状態で、脳の血管にインドシアニングリーンを注入すると、図３（ｂ）に示すような画像が得られる。具体的には、７５０〜８００ｎｍの励起光を含む白色可視光を第一の光源１０１から撮影の対象物２０である脳の表面に照射すると同時に、観察光を第二の光源１０２から撮影の対象物２０である脳の表面に照射した状態で、脳の表面を、フィルタ１０３２を介して赤外線カメラ１０３１で撮影すると、図３（ｂ）に示す画像が、出力部１０４によりモニタ１０５に表示される。
【００６４】
図４は、第二の光源１０２が照射する観察光のスペクトルを示す図である。このスペクトルは、第二の光源１０２が照射する観察光（フィルタで１０００ｎｍ以下の波長をカットしたもの）を、近赤外域で高感度な分光器（製品名：ミニ分光器Ｃ９４０５ＣＢ、浜松ホトニクス製）で測定したスペクトルである。なお、図４のスペクトルは、光源、フィルタ、および分光器の波長特性が重畳されたものであり、１０００ｎｍ付近では、短波長ほど光源の強度が高く、分光器の感度も高くなっていると考えられる。
【００６５】
図から、この観察光のピーク波長が９８０ｎｍであることがわかる。また、この観察光の最も短い波長は、９２０ｎｍよりも大きく、観察光の短波長側の波長は、インドシアニングリーンが発生する蛍光よりも長波長であるか、もしくはインドシアニングリーンが発生する蛍光の長波長側と重なっていたとしても、重なっている部分はわずかであって、蛍光および観察光のいずれも強度が低いため、観察光と蛍光とは実質的に重なっていないと考えられる。
【００６６】
上記の励起光を照射した場合のインドシアニングリーンから発生する蛍光は、上述したように７９０〜９２０ｎｍ程度の波長帯の近赤外光であり、蛍光のうちの、８００ｎｍを超える波長の光は、８００ｎｍ以下の波長をカットするフィルタ１０３２を透過して赤外線カメラ１０３１で撮影される。また、波長が７５０ｎｍ〜８００ｎｍである励起光を含む白色可視光はフィルタ１０３２でカットされ、赤外線カメラ１０３１で撮影されない。また、上記の観察光は、図４に示すように、フィルタ１０３２を透過する波長帯の近赤外光であるため、観察光が脳の表面で反射された光も赤外線カメラ１０３１で撮影される。また、この観察光の波長は、蛍光の波長とは実質的に重なっていないと考えることができる。このため、図３（ａ）および図３（ｂ）に示されているように、撮像装置１により表示される画像においては、インドシアニングリーンが励起光によって蛍光した部分が明瞭に表示されるとともに、蛍光していない背景となる部分や、インドシアニングリーン注入前の蛍光していない部分も明瞭に表示される。また、フィルタ１０３２を通過する蛍光および観察光が、近赤外光であるため、一の赤外線カメラ１０３１で同時に撮影することができる。
【００６７】
これに対し、図２（ｂ）に示す比較例のように、励起光を含む白色可視光を照射して撮像部１０３により撮影した場合、撮像部１０３がフィルタ１０３２を透過する８００ｎｍを超える波長帯の赤外光しか撮影できない。このため、脳の表面で反射される光のうちの、８００ｎｍ以下の可視光を除いた光、すなわち８００ｎｍを超える長波長側の一部しか撮影されないため、インドシアニングリーンによって蛍光していない脳の表面が明瞭に表示されない。また、仮に、さらに脳の血管にインドシアニングリーンを注入して同じ部分を撮影しても、インドシアニングリーンによって蛍光している部分が明瞭に撮影されるが、蛍光物質を含まない部分には変化はなく、励起光の照射によって蛍光していない背景が図２（ｂ）よりも明瞭に表示されることはない。
【００６８】
以上、本実施の形態においては、インドシアニングリーンを含む対象物２０に対して、第一の光源から励起光を照射するとともに、第二の光源から蛍光物質から発生する蛍光よりも波長が長い観察光を照射した状態で、撮像部１０３により、フィルタ１０３２を透過しない励起光の波長を含む予め決められた波長以下の光を撮影せず、フィルタ１０３２を透過する蛍光の波長および観察光の波長を含む予め決められた波長を超える光を撮影するようにしたことにより、対象物２０の蛍光物質を含む部分と、含まない部分と、を同時に明瞭に表示できる画像を得ることができ、蛍光物質を含む対象物２０の観察に適した画像を得ることができる。
【００６９】
なお、本実施の形態においては、蛍光物質としてインドシアニングリーンを含む対象物を撮影する場合について説明したが、蛍光物質は、インドシアニングリーンに限定されるものではなく、他の蛍光物質を用いてもよい。他の蛍光物質を用いる場合、上記実施の形態における説明中のインドシアニングリーンは、他の蛍光物質名に読み替えるようにすればよい。また、上記実施の形態における説明中のインドシアニングリーンに関する励起光、蛍光、および観察光等の波長等の値や、これらによって決定される予め決められた波長の値等は、他の蛍光物質に関する励起光、蛍光、および観察光等の波長等の値や、これらによって決定される予め決められた波長の値等に読み替えるようにすればよい。
【００７０】
例えば、上記実施の形態の撮像装置１を、以下に説明するように、投与薬剤５−アミノレブリン酸（５−ＡＬＡ）の代謝物質プロトポリフェリンＩＸ（ＰＰＩＸ）を含む対象物を撮影する撮像装置として用いてもよい。５−ＡＬＡは、代謝されて蛍光物質ＰＰＩＸとなる。ＰＰＩＸは４００ｎｍ程度の励起光（青色光）で６３０ｎｍ程度の蛍光（赤色）を発する蛍光物質である。５−ＡＬＡは、例えば、蛍光させた腫瘍の撮影に用いられる。
【００７１】
この場合、第一の光源１０１としては、対象物に対して、ＰＰＩＸの励起光を照射する光源を用いる。第一の光源１０１が照射するＰＰＩＸの励起光は、波長が４００ｎｍ程度の光である。また、第二の光源１０２としては、ＰＰＩＸの蛍光の波長よりも長い波長の観察光を照射する光源を用いる。第二の光源１０２が照射する観察光は、ＰＰＩＸの蛍光の波長よりも長い波長の近赤外光である。ＰＰＩＸの蛍光の波長は、６３０ｎｍ程度であるため、例えば、この波長よりも長い近赤外光を照射する。また、撮像部１０３としては、例えば、可視光の赤色の領域から近赤外領域までを高感度に記録でき、その他の部分の感度が低いカメラ（図示せず）を用いる。
【００７２】
このような撮像装置１を蛍光物質を含む対象物の撮影に用いることで、撮像部１０３により、第一の光源１０１が照射するＰＰＩＸの励起光を含む光を除外して、ＰＰＩＸの蛍光と、第二の光源１０２が照射する観察光とを撮影した画像を取得して、出力部１０４がモニタ１０５に表示することができ、上記実施の形態と同様の効果を奏する。
【００７３】
なお、上記のように、５−ＡＬＡを投与して生成されるＰＰＩＸの蛍光を撮影する場合において、第二の光源２０２から照射する観察光を８００ｎｍ程度の波長の光に変更し、撮像部２０３として、４００ｎｍ程度の励起光以下の波長の光を減衰可能なフィルタと、可視光から８００ｎｍ程度までの光を撮影可能なカメラと、の組合せを、上記実施の形態１と同様に撮像部２０３として用いるようにしても、上記と同様の効果を奏する。
【００７４】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかる撮像装置等は、対象物を撮影する装置等として適しており、特に、蛍光物質を含む対象物を撮影する装置等として有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１  撮像装置
１０１  第一の光源
１０２  第二の光源
１０３  撮像部
１０４  出力部
１０５  モニタ
１０３１  赤外線カメラ
１０３２  フィルタ
【図１】
2019197031.tif 000003
【図２】
2019197031.tif 000004
【図３】
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【図４】
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