(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物におけるフォトルミネセンスの寿命を測定するための装置であって、
画像取得部と、解析部とを備えており、
前記画像取得部は、第１走査部と、記録部とを備えており、
前記第１走査部は、対象物に対して少なくとも一方向に走査することによって、前記対象物についての第１画像を取得する構成となっており、
かつ、前記第１走査部の走査速度は、前記フォトルミネセンスによる発光点から前記一方向において延びるブレを有する第１画像を取得できる程度に速い走査速度とされており、
前記記録部は、取得された前記第１画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記ブレを有する前記第１画像を用いて、前記一方向におけるブレ関数を算出することにより、前記対象物におけるフォトルミネセンスの寿命を算出する構成となっている
フォトルミネセンス寿命測定装置。
【請求項２】
さらに第２走査部を備えており、
前記第２走査部は、前記第１走査部による走査方向と同じ方向に走査することによって、前記対象物についての第２画像を取得する構成となっており、
前記第２走査部における走査速度は、前記フォトルミネセンスによる発光点から前記一方向において延びるブレを前記第２画像が有しない程度に遅い走査速度とされており、
前記記録部は、取得された前記第２画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記対象物における前記フォトルミネセンスの寿命を算出するために、前記第２画像における画像情報をさらに用いる構成となっている
請求項１に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【請求項３】
さらに多光子励起部を備えており、
前記多光子励起部は、前記対象物内に配置されたプローブに対して、多光子吸収過程による発光を生じさせる構成となっている
請求項１又は２に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【請求項４】
前記第１走査部は、少なくとも前記一方向への走査が可能なレゾナントスキャナを用いて構成されている
請求項１〜３のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【請求項５】
前記第２走査部は、少なくとも前記一方向への走査が可能なガルバノスキャナを用いて構成されている
請求項２に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【請求項６】
前記解析部は、前記第１画像を分割して得られる分割画像について、前記一方向におけるブレ関数を算出する構成となっている
請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【請求項７】
さらに寿命画像生成部と呈示部とを備えており、
前記寿命画像生成部は、前記解析部で算出された寿命を表す寿命画像を生成する構成となっており、
前記呈示部は、前記寿命画像を使用者に呈示する構成となっている
請求項１〜６のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【請求項８】
さらに第２走査部を備えており、
前記第２走査部は、前記第１走査部による走査方向と同じ方向に走査することによって、前記対象物についての第２画像を取得する構成となっており、
前記第２走査部は、前記第２画像のブレを防止するためのブレ防止手段を備えており、
前記記録部は、取得された前記第２画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記対象物における前記フォトルミネセンスの寿命を算出するために、前記第２画像における画像情報をさらに用いる構成となっている
請求項１に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【請求項９】
前記第１画像を取得するための画像サンプリング間隔は、点像分布関数（PSF）によるボケを観察できる画像サンプリング間隔よりも長くされている
請求項１〜８のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置を用いており、
前記第１走査部が、前記対象物に対する少なくとも一方向の走査によって、前記対象物についての第１画像を取得するステップと、
前記記録部が、取得された前記第１画像を記録するステップと、
前記解析部が、前記第１画像についての、前記一方向におけるブレ関数を算出することにより、前記対象物におけるフォトルミネセンスの寿命を算出するステップと
を備える、フォトルミネセンス寿命測定方法。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置と、酸素分圧算出部とを備えており、
前記酸素分圧算出部は、算出された前記フォトルミネセンスの寿命を用いて、前記対象物における酸素分圧を算出する構成となっている
酸素分圧測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトルミネセンス、例えば燐光の寿命を測定するための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生体の状況を観察するための一手法として、生体内の酸素分圧を測定することが試みられている。例えば生体内にがん組織があると、その部分における酸素分圧が周囲の正常細胞よりも低くなる。そこで、酸素分圧の測定により、例えばがん組織の有無や広がりを観察することが可能になる。
【０００３】
生体内での酸素分圧を測定するための手法として、何らかのプローブを生体内に導入し、このプローブへの光照射により生じた燐光の強度を測定するものが知られている。この場合、燐光強度と酸素分圧との関係を予め実験的に求めておき、例えば検量線を作成する。そして、得られた燐光強度から酸素分圧を推定する。
【０００４】
しかしながら、燐光強度は、プローブ濃度にも依存する。特に生体内では、正確なプローブ濃度を得ることが難しいため、得られる酸素分圧の信頼性に疑問の余地があった。
【０００５】
そこで、下記非特許文献１では、プローブとしてイリジウム錯体を用いる技術を提案している。これによれば、イリジウム錯体において生じた燐光の寿命と酸素分圧との関係に基づいて、プローブの濃度に依存せずに、酸素分圧を求めることが可能となる。
【０００６】
また、下記特許文献１にも、燐光寿命を用いた酸素分圧の測定技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２３２７１６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Toshitada Yoshihara, Atsushi Kobayashi, Shinpei Oda, Masahiro Hosaka, Toshiyuki Takeuchi, Seiji Tobita, "Iridium complex probes for monitoring of cellular oxygen levels and imaging of hypoxic tissues", Proc. of SPIE 8233, 82330A-1 (2 February 2012)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、前記した従来の技術では、生態観察用の通常の顕微鏡とは別に、燐光寿命の測定のために、光子カウンタなどの特別な設備を用いる必要がある。このため、装置全体として高価になってしまうという問題がある。また、従来の技術では、寿命を測定するために要する時間が長いために、生体内で動的に変動する酸素分圧を正確に測定することが難しいという問題もある。
【００１０】
本発明は、前記した知見に基づいてなされたものである。本発明の主な目的は、装置の低コスト化を図ることができ、しかも、フォトルミネセンス（燐光又は蛍光）の迅速な寿命測定が可能な技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記した課題を解決する手段は、以下の項目のように記載できる。
【００１２】
（項目１）
画像取得部と、解析部とを備えており、
前記画像取得部は、第１走査部と、記録部とを備えており、
前記第１走査部は、対象物に対して少なくとも一方向に走査することによって、前記対象物についての第１画像を取得する構成となっており、
前記記録部は、取得された前記第１画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記第１画像についての、前記一方向におけるブレ関数を算出することにより、前記対象物におけるフォトルミネセンスの寿命を算出する構成となっている
フォトルミネセンス寿命測定装置。
【００１３】
（項目２）
さらに第２走査部を備えており、
前記第２走査部は、前記第１走査部による走査方向と同じ方向に走査することによって、前記対象物についての第２画像を取得する構成となっており、
前記第２走査部における走査速度は、前記第１走査部における走査速度よりも低速とされており、
前記記録部は、取得された前記第２画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記対象物における前記フォトルミネセンスの寿命を算出するために、前記第２画像における画像情報をさらに用いる構成となっている
項目１に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【００１４】
（項目３）
さらに多光子励起部を備えており、
前記多光子励起部は、前記対象物内に配置されたプローブに対して、多光子吸収過程による発光を生じさせる構成となっている
項目１又は２に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【００１５】
（項目４）
前記第１走査部は、少なくとも前記一方向への走査が可能なレゾナントスキャナを用いて構成されている
項目１〜３のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【００１６】
（項目５）
前記第２走査部は、少なくとも前記一方向への走査が可能なガルバノスキャナを用いて構成されている
項目１〜４のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【００１７】
（項目６）
前記解析部は、前記第１画像を分割して得られる分割画像について、前記一方向におけるブレ関数を算出する構成となっている
項目１〜５のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【００１８】
（項目７）
さらに寿命画像生成部と呈示部とを備えており、
前記寿命画像生成部は、前記解析部で算出された寿命を表す寿命画像を生成する構成となっており、
前記呈示部は、前記寿命画像を使用者に呈示する構成となっている
項目１〜６のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【００１９】
（項目８）
さらに第２走査部を備えており、
前記第２走査部は、前記第１走査部による走査方向と同じ方向に走査することによって、前記対象物についての第２画像を取得する構成となっており、
前記第２走査部は、前記第２画像のブレを防止するためのブレ防止手段を備えており、
前記記録部は、取得された前記第２画像を記録する構成となっており、
前記解析部は、前記対象物における前記フォトルミネセンスの寿命を算出するために、前記第２画像における画像情報をさらに用いる構成となっている
項目１に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【００２０】
（項目９）
前記第１画像を取得するための画像サンプリング間隔は、点像分布関数（PSF）によるボケを観察できる画像サンプリング間隔よりも長くされている
項目１〜８のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置。
【００２１】
（項目１０）
項目１〜９のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置を用いており、
前記第１走査部が、前記対象物に対する少なくとも一方向の走査によって、前記対象物についての第１画像を取得するステップと、
前記記録部が、取得された前記第１画像を記録するステップと、
前記解析部が、前記第１画像についての、前記一方向におけるブレ関数を算出することにより、前記対象物におけるフォトルミネセンスの寿命を算出するステップと
を備える、フォトルミネセンス寿命測定方法。
【００２２】
（項目１１）
項目１〜９のいずれか１項に記載のフォトルミネセンス寿命測定装置と、酸素分圧算出部とを備えており、
前記酸素分圧算出部は、算出された前記フォトルミネセンスの寿命を用いて、前記対象物における酸素分圧を算出する構成となっている
酸素分圧測定装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るフォトルミネセンス寿命測定装置によれば、光子カウンタのような特別の設備を用いる必要がないため、装置の低コスト化を図ることができる。しかも、本発明の装置によれば、走査により得られた画像から算出されるブレ関数に基づいて、フォトルミネセンス（燐光又は蛍光）の寿命測定を迅速に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るフォトルミネセンス寿命測定装置の概略的な構成を示すブロック図である。
【図２】図１の測定装置を用いた測定方法を説明するためのフローチャートである。
【図３】低速走査で得られる画像を概念的に説明するための説明図である。
【図４】高速走査で得られる画像を概念的に説明するための説明図である。
【図５】第１又は第２画像を分割して分割画像を得る操作を概念的に説明するための説明図である。
【図６】ブレ関数の算出手順を説明するための説明図である。
【図７】ブレのない第２画像の具体例を示す図である。
【図８】ブレのある第１画像の具体例を示す図である。
【図９】図７の第２画像を分割した例を示す図である。
【図１０】図８の第１画像を分割した例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係るフォトルミネセンス寿命測定装置を、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（実施形態の構成）
本実施形態に係るフォトルミネセンス寿命測定装置（以下、単に「測定装置」と略称することがある）は、画像取得部１０と、解析部２０とを主要な構成として備えている。さらに、この測定装置は、多光子励起部３０と、寿命画像生成部４０と、呈示部５０とを追加的に備えている。
【００２７】
画像取得部１０は、第１走査部１１と、第２走査部１２と、記録部１３とを備えている。
【００２８】
第１走査部１１は、対象物１に対して少なくとも一方向に走査することによって、対象物１についての第１画像を取得する構成となっている。本実施形態の第１走査部１１は、左右両方向への高速な走査が可能なレゾナントスキャナを用いて構成されている。なお、レゾナントスキャナは、共振現象を用いてミラーを振動させることにより、Ｘ方向（幅方向）へのライン状画像を取得するものである。また、走査開始位置をＹ方向（高さ方向）にずらしていくことにより、ＸＹ画像を取得することもできる。したがって、本実施形態における第１画像は、スキャナで取得されたライン状画像を含む意味で用いる。
【００２９】
第２走査部１２は、第１走査部１１による走査方向と同じ方向に走査することによって、対象物１についての第２画像を取得する構成となっている。第２走査部１２における走査速度は、第１走査部１１における走査速度よりも低速とされている。本実施形態における第２走査部１２は、左右両方向への走査が可能なガルバノスキャナを用いて構成されている。なお、ガルバノスキャナは、アクチュエータにより往復動するいわゆるガルバノミラーを用いて、Ｘ方向（幅方向）へのライン状画像を取得するものである。また、走査開始位置をＹ方向（高さ方向）にずらしていくことにより、ＸＹ画像を取得することもできる。したがって、本実施形態における第２画像は、第１画像の場合と同様に、スキャナで取得されたライン状画像を含む意味で用いる。ここで、第２走査部１２は、第１走査部１１と同じ位置及び方向で対象物１を走査して画像を取得できるようになっている。具体的には、第２走査部１２は、ハーフミラー１４（図１参照）を介して、第１走査部１１での走査位置と同じ位置で同時に対象物を走査できるようになっている。
【００３０】
記録部１３は、第１走査部１１により取得された第１画像と、第２走査部１２により取得された第２画像とを記録する構成となっている。第１画像及び第２画像は、それぞれ、スキャナで取得されたライン画像の単位で記録されるものであってもよい。
【００３１】
解析部２０は、第１画像についての、一方向（走査方向）におけるブレ関数を算出することにより、対象物１におけるフォトルミネセンスの寿命を算出する構成となっている。ここで、一方向におけるブレ関数とは、この実施形態では、一方向での画素値又はその波形に対応するブレ関数をいう。ブレ関数の算出例については追って説明する。
【００３２】
具体的には、本実施形態の解析部２０は、画像分割部２１と、ブレ関数算出部２２と、寿命算出部２３と、酸素分圧算出部２４とを備えている。
【００３３】
画像分割部２１は、第１画像及び第２画像を複数の領域に分割することにより、第１画像及び第２画像についての分割画像を生成する機能要素である。
【００３４】
ブレ関数算出部２２は、第１画像及び第２画像（より詳しくは、それらから生成された分割画像）を用いて、第１画像及び第２画像におけるブレ関数を算出する構成となっている（後述）。つまり、本例の解析部２０は、第１画像についてのブレ関数の算出において、第２画像における画像データを用いるようになっている。また、本例の解析部２０は、第１画像を分割して得られる分割画像について、少なくとも一方向におけるブレ関数を算出する構成となっている（後述）。
【００３５】
寿命算出部２３は、得られたブレ関数を用いて、燐光の寿命を算出する構成となっている。酸素分圧算出部２４は、得られた燐光寿命を用いて、酸素分圧を算出する構成となっている。寿命算出部２３の詳しい動作も後述する。
【００３６】
多光子励起部３０は、対象物１の内部に配置されたプローブに対して、多光子吸収過程による発光を生じさせる構成となっている。このような多光子励起部としては、例えば従来の２光子顕微鏡において用いられているポンプ・レーザと同様に構成することができるので、これについての詳しい説明は省略する。２光子顕微鏡を用いた場合、共焦点顕微鏡で用いられるようなピンホールを省略できるので、後述するようなブレ画像を撮影することができる。
【００３７】
寿命画像生成部４０は、解析部２０で算出された寿命を表す寿命画像（後述）を生成する構成となっている。
【００３８】
呈示部５０は、寿命画像を使用者に呈示する構成となっている。呈示部５０は、例えばＬＣＤディスプレイやプリンタのように、使用者に画像を呈示できるものであれば、特に制約されない。また、呈示部５０は、外部のシステムに呈示用データを提供する構成であってもよい。
【００３９】
（実施形態の測定装置の動作）
次に、図２をさらに参照しながら、本実施形態に係る測定装置の動作について説明する。
【００４０】
（図２のステップＳＡ−１）
まず、本実施形態における測定方法の実施に際しては、事前に、対象物１に対して、プローブとなる発光材料（本実施形態では燐光物質）を供給しておく。そのような発光材料としては、例えばイリジウム錯体（前記非特許文献１参照）が知られているが、これに制約されるものではない。また例えば、生体における発光寿命を測定する場合は、生体内にプローブを注射などの適宜の手段で投与しておく。
【００４１】
ついで、多光子励起部３０から、プローブにおける多光子吸収過程を経た発光を生じさせる光（すなわちレーザ光）を、対象物に照射する。このような励起光の生成及び伝送方法は、従来からよく知られているので、詳しい説明は省略する。本実施形態では、励起光の照射により、対象物１に配置されたプローブに燐光を発生させることができる。
【００４２】
前記した励起光照射と同時、あるいはその直後に、画像取得部１０の第１走査部１１は、対象物１を走査しながら、第１画像を取得する。ここで、仮に、第１走査部１１の走査速度が遅いときは、燐光の発光が減衰するまでに、隣接する画素位置を走査することができず、１点での燐光は、単なる点３（図３の模式図参照）として観察される。しかしながら、本実施形態では、第１走査部１１の走査速度を十分に高速としたので、燐光の発光が減衰するまでに、隣接する画素位置を走査することができる。すると、本来は光っていない画素位置においても、残光が観察される。つまり、本実施形態の第１走査部１１で得られる第１画像は、燐光の寿命に対応して、走査方向（図４において右方向）に引き伸ばされたブレ４（図４の模式図参照）を有することになる。得られた１ライン分の第１画像は、記録部１３により記録される。以降同様に、１ラインごとに画像を記録することができる。なお、＋Ｘ方向と−Ｘ方向とに交互に走査するいわゆる双方向走査の場合も、前記と同様にして１ラインごとに画像を記録することができる。
【００４３】
（図２のステップＳＡ−２）
一方、第１走査部１１での走査と同時に、第２走査部１２においても、第１走査部１１と同じ位置及び方向において、対象物１を走査しながら第２画像を取得する。ここで、第２走査部１２の走査速度は、第１走査部１１よりも遅い（すなわち、想定される燐光の寿命よりも十分に遅い）ものとされている。このため、第２走査部１２においては、燐光の発光が減衰するまでに隣接する画素位置を走査することができず、その結果、１点での燐光は、単なる点として観察される。したがって、本実施形態の第２走査部１２で得られる第２画像では、燐光の寿命を反映するブレを有しないことになる（図３参照）。得られた第２画像は、第１画像と同様に、記録部１３により記録される。
【００４４】
ここで、本実施形態では、第１走査部１１での走査と同時に、第２走査部１２において、対象物１を走査しながら第２画像を取得しているので、例えば対象物（試料）が移動した場合であっても、同じ位置で二つの画像を取得することが容易になるという利点がある。ただし、対象物の動きが少ない場合や、ある程度の誤差を容認できる場合には、必ずしも同時に走査しなくともよい。また、第１画像及び第２画像の取得時期は、同時である必要はなく、多少のずれは許容され、例えば交互の取得も可能である。要するに、実用上支障のない程度の精度を持つブレ関数を算出できるのであれば、画像取得時期を種々に設定できる。
【００４５】
（図２のステップＳＡ−３）
ついで、解析部２０の画像分割部２１は、第１画像及び第２画像を、複数の領域に分割する。分割されて得られた画像をこの明細書では分割画像と称する。第１画像又は第２画像から生成される分割画像の一例を図５に模式的に示す。図５では、分割領域を、符号６１〜６ｎにより示している。
【００４６】
（図２のステップＳＡ−４）
ついで、ブレ関数算出部２２は、前記した第１画像及び第２画像からそれぞれ得られた分割画像（同じ位置に対応するもの）を用いて、各分割画像におけるブレ関数を算出する。以下、ブレ関数の算出手順の具体例を、図６をさらに参照して説明する。なお、図６では、走査の方向（つまり画像中のブレの方向）をｘ方向としている。
【００４７】
第１画像におけるｘ軸上の燐光強度分布ｇ（ｘ）は、下記式により表すことができる。
【００４８】
0006550673.tif 000002
【００４９】
前記から分かるように、ｇ（ｘ）、ｆ（ｘ）は、第１画像及び第２画像から既知なので、これらの画像を用いて、画像の各点でのｈｊ（ｘ）を求めることができる。したがって、本実施形態では、第１画像から得られるｇ（ｘ）と第２画像から得られるｆ（ｘ）（画像情報の一例に相当）とを用いて、第１画像におけるｈｊ（ｘ）（ブレ関数の一例に相当）を算出していることになる。本実施形態では、分割画像の単位で、第１画像におけるｈｊ（ｘ）を求める。
【００５０】
（図２のステップＳＡ−５）
ついで、寿命算出部２３は、得られたｈｊ（ｘ）を用いて、当該領域でのプローブにおける燐光の寿命を算出する。この算出については、燐光寿命とｈｊ（ｘ）との対応関係（例えば検量線）を予め実験などで求めておくことにより行うことができる。
【００５１】
（図２のステップＳＡ−６）
ついで、酸素分圧算出部は、得られた燐光寿命を用いて、当該領域における酸素分圧を算出することができる。燐光寿命と酸素分圧との関係は既知（例えば非特許文献１参照）なので、その関係を利用して酸素分圧の算出を行うことができる。
【００５２】
（図２のステップＳＡ−７）
一方、寿命画像生成部４０は、得られた寿命に応じて、当該分割領域の色やテクスチャを変更して、第１画像又は第２画像に重畳させる。これにより、寿命あるいは酸素分圧の分布を一目で理解できる寿命画像を生成することができる。
【００５３】
ついで、呈示部５０は、得られた寿命画像をユーザに提示する。
【００５４】
本実施形態の測定装置では、いわゆる２光子顕微鏡の装置構成を用いて、ソフトウエア的な画像処理により、燐光寿命を簡便に算出することができる。したがって、この装置によれば、光子カウンタのような特別の設備を用いる必要がないため、装置の低コスト化を図ることができるという利点がある。
【００５５】
また、本実施形態の測定装置では、走査により得られた画像から算出されるブレ関数に基づいて、ソフトウエア的に（つまりコンピュータ演算により）フォトルミネセンス（燐光又は蛍光）の寿命測定を行うことができるので、この測定作業を迅速に行うことが可能となるという利点もある。なお、もちろん、算出の手順をコンピュータプログラムにより実装することは必須ではなく、例えばＡＳＩＣのようなハードウエアを用いて、あるいはハードウエアとプログラムとを併用して、前記した演算を行うこともできる。
【００５６】
さらに、本実施形態の測定装置によれば、いわゆる２光子顕微鏡の装置構成を用いているので、試料に蛍光プローブを投与して得られる蛍光画像を、前記した燐光による第１・第２画像と同時に撮影すること（いわゆるマルチカラー撮影）が可能となる。すると、二光子生体組織構築と酸素分圧画像とを重ねて表示できるという利点もある。
【００５７】
（第１及び第２画像の具体例）
図７は、ブレの少ない第２画像の例を示す。図８は、第２画像に対してブレを生じている第１画像の例を示す。これらの図では、図中左右方向に走査した例が示されている。
【００５８】
図９は、図７の画像を分割して分割領域を生成した例を示す。図１０は、図８の画像を分割して分割領域を生成した例を示す。
【００５９】
なお、本発明の内容は、前記各実施形態に限定されるものではない。本発明は、特許請求の範囲に記載された範囲内において、具体的な構成に対して種々の変更を加えうるものである。
【００６０】
例えば、前記した実施形態では、分割領域ごとにブレ関数を算出したが、一つの画像ごとにブレ関数を算出することは可能である。
【００６１】
また、前記した実施形態では、第１走査部１１としてレゾナントスキャナ、第２走査部１２としてガルバノスキャナを用いたが、これに限るものではなく、ブレ関数を算出するに十分な走査速度の差を持つスキャナであれば利用可能である。例えば、第１走査部１１として高速型のガルバノスキャナ、第２走査部１２として低速型のガルバノスキャナを用いることもできる。さらには、走査速度を変更可能な一つのスキャナを用いて、高速動作の場合を第１走査部、低速動作の場合を第２走査部として用いることもできる。前記した各スキャナに代えて、ポリゴンミラー、あるいは音響光学素子を、第１又は第２走査部として使用することができる。
【００６２】
また、前記した実施形態では、第１画像と第２画像とを用いてブレ関数あるいはその変形度を算出したが、第２画像を予め学習などにより得られる場合には、第１画像の取得のみでブレ関数を算出可能であると考えられる。
【００６３】
さらに、異なる発光波長と寿命とを有する二種類のプローブを対象物に付与して、それぞれの発光波長を第１走査部及び第２走査部で同時に検出することもできる。このようにすると、それぞれの発光波長に対応する画像を第１画像及び第２画像として取得することもできる。この場合、発光寿命の長い波長に対応する画像にはブレを生じ、発光寿命の短い波長に対する画像にはブレを生じないため、前記と同様にしてブレ関数を算出できる。
【００６４】
あるいは、前記実施形態において、第２走査部を、共焦点顕微鏡で用いられるようなピンホール（ブレ防止手段の一例）を介して画像を取得する構成とすることもできる。このようにすると、第１走査部と第２走査部とが同等の走査速度であっても、ボケの少ない第２画像を取得することができる。このようにすると、装置としての実装が容易になるという利点がある。
【００６５】
さらに、前記した実施形態では、フォトルミネセンスとして燐光を仮定したが、第１走査部における走査速度が十分に高速であれば、前記と同様の原理により、蛍光の寿命を測定することも可能である。
【００６６】
また、前記した実施形態では、ハーフミラー１４を介して第１画像及び第２画像を取得する構成としたが、ハーフミラーの設置は必須ではなく、独立した光路を介して画像を取得する構成であってもよい。要するに、第１画像及び第２画像を取得するための光学的構成に特段の制約はない。
【００６７】
さらに、図１では、第１走査部１１と第２走査部１２とを独立した要素として記載しているが、機械的な構成として二つの走査部を必要とする趣旨ではない。例えば、一つのガルバノミラーやポリゴンミラーなどの適宜の走査手段を、第１走査部及び第２走査部として共用することもできる。第１画像及び第２画像の取得時期が同時でなくてもよい場合には、同一の走査手段を共用することが容易となる。
【００６８】
また、前記した実施形態においては、第１画像及び第２画像の取得のための画像サンプリング間隔を、点像分布関数（PSF）によるボケが観察できる画像サンプリング間隔よりも長くする（つまり画像解像度を低くする）ことが好ましい。PSFとは、光の波動性で決まるボケを表す関数であり、ある程度短い画像サンプリング間隔の場合に観察される。取得された画像に、PSFによるボケの影響があると、第１・第２画像を用いて算出されたブレ関数の精度が悪くなり、燐光寿命の推定精度が悪化するおそれがある。PSFを計算で除去する処理を行う場合には、計算処理工程が増えるという問題もある。これに対して、前記した第１画像及び第２画像の画像サンプリング間隔を、PSFによるボケが観察されない程度に長くする（ただし燐光寿命によるブレが観察できる程度には短くする）ことにより、PSFの影響を除去し、燐光寿命の推定精度を向上させることができるという利点がある。なお、ブレ関数の影響がない第２画像については、短いサンプリング間隔で得られた画像の解像度を下げる画像処理を行うことで、PSFの影響を除去することもできる。ただし、第２画像取得時のサンプリング間隔を第１画像と同程度に長く設定しておくことは、画像処理工程を減らすことができるので好ましい。
【００６９】
前記した各構成要素は、機能ブロックとして存在していればよく、独立したハードウエアとして存在しなくても良い。また、実装方法としては、ハードウエアを用いてもコンピュータソフトウエアを用いても良い。さらに、本発明における一つの機能要素が複数の機能要素の集合によって実現されても良く、本発明における複数の機能要素が一つの機能要素により実現されても良い。
【００７０】
さらに、機能要素は、物理的に離間した位置に配置されていてもよい。この場合、機能要素どうしがネットワークにより接続されていても良い。グリッドコンピューティング又はクラウドコンピューティングにより機能を実現し、あるいは機能要素を構成することも可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１  対象物
３  点像
４  ブレ画像
１０  画像取得部
１１  第１走査部
１２  第２走査部
１３  記録部
１４  ハーフミラー
２０  解析部
２１  画像分割部
２２  算出部
２３  寿命算出部
２４  酸素分圧算出部
３０  多光子励起部
４０  寿命画像生成部
５０  呈示部
６１〜６ｎ  分割領域
【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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