(57)【要約】【課題】観察者が蛍光診断画像に基づいて組織性状を識別する際に、測定部位が複数種類ある場合であっても、表示された蛍光診断画像の表示色に基づいて組織性状を容易に認識することができる蛍光診断画像を表示する。【解決手段】測定に先立ち観察者は測定部位の種類を入力する。励起光Ｌｅを照射された生体観察部１から発せられた蛍光による蛍光像Ｚｊから狭帯域蛍光画像および広帯域蛍光画像をＣＣＤ撮像素子１０１　により取得し、蛍光演算値算出部３０３　で画像間の画素値の除算値である規格化蛍光演算値を求める。蛍光診断画像生成部３０４　では、規格化蛍光蛍光演算値と、測定部位に応じて設定された演算テーブルとに基づいて標準蛍光演算値を求め、該標準蛍光演算値に基づいて色情報を割り当てて蛍光診断画像３を生成し、モニタ７０に表示する。蛍光診断画像３は、組織性状を反映した表示色で表示され、組織性状の認識が容易となる。【選択図】　　　　　図２
2004024496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光の照射により生体組織から発せられる蛍光に基づいた蛍光画像データを取得し、
光の照射により前記生体組織から発せられる再輻射光に基づいた補助画像データを取得し、
画素毎に、前記蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値との比率に応じて色情報を割り当てた蛍光診断画像データを生成して出力する蛍光診断画像生成方法において、
前記生体組織の測定部位に応じて、前記画素値の比率に対して割り当てる色情報を変更することを特徴とする蛍光診断画像生成方法。
【請求項２】
生体組織に励起光を照射する励起光照射手段と、
前記励起光の照射により前記生体組織から発せられる蛍光に基づいた蛍光画像データを取得する蛍光画像データ取得手段と、
前記生体組織に光を照射する光照射手段と、
前記光の照射により前記生体組織から発せられる再輻射光に基づいた補助画像データを取得する補助画像データ取得手段と、
画素毎に、前記蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値との比率に応じて色情報を割り当てた蛍光診断画像データを生成して出力する蛍光診断画像データ生成手段とを備えた蛍光診断画像生成装置において、
前記蛍光診断画像データ生成手段が、前記生体組織の測定部位に応じて、前記画素値の比率に対して割り当てる色情報を変更する色情報割当変更手段を備えているものであることを特徴とする蛍光診断画像生成装置。
【請求項３】
前記比率が、前記蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値とに基づいた演算により求めた蛍光演算値であり、
前記生体組織の測定部位に応じて、前記蛍光演算値を求める際の演算条件を変更する演算条件変更手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２記載の蛍光診断画像生成装置。
【請求項４】
前記生体組織の測定部位に応じて、前記蛍光画像データ取得手段または補助画像データ取得手段における画像データ取得条件を変更する画像データ取得条件変更手段をさらに備えたことを特徴とする請求項２または３記載の蛍光診断画像生成装置。
【請求項５】
参照光を前記生体組織に照射する参照光照射手段と、
前記参照光が前記生体組織において反射される反射光の強度に基づいて、反射画像データを取得する反射画像データ取得手段とを備え、
前記蛍光診断画像データ生成手段が、前記比率に応じて色情報を割り当てるとともに、さらに、前記反射画像データの画素値に応じて、輝度情報を割り当てて前記蛍光診断画像データを生成するものであり、
前記生体組織の測定部位に応じて、前記画素値に対して割り当てる輝度情報を変更する輝度情報割当変更手段を備えたものであることを特徴とする請求項２から４いずれか１項記載の蛍光診断画像生成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、励起光の照射により生体観察部から発せられる蛍光に基づいた蛍光画像データと、光の照射により前記生体観察部から発せられる再輻射光に基づいた補助画像データとを取得し、蛍光画像データおよび補助画像データに基づいた蛍光診断画像データを生成して出力する蛍光診断画像生成方法および装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、所定の波長帯域の励起光を生体観察部に照射した場合に、正常組織と病変組織では、発する蛍光強度が異なることを利用して、生体観察部に所定波長の励起光を照射し、生体観察部が発する蛍光を受光することにより病変組織の局在・浸潤範囲を蛍光診断画像データとして出力する蛍光診断画像生成装置が提案されている。蛍光診断画像データには、蛍光診断薬を予め吸収した生体組織から発せられる薬剤蛍光に基づいて作成されるものと、蛍光診断薬を使用せず、生体組織から発せられる自家蛍光に基づいて作成されるものがあるが、現在では主に自家蛍光から作成される蛍光診断画像データが使用されている。通常、励起光を生体観察部に照射すると、正常組織からは強い自家蛍光が発せられ、病変組織からは微弱な自家蛍光が発せられるため、蛍光強度を測定することにより、病変状態を判定できる。この種の蛍光診断画像生成装置は多くの場合、体腔内部に挿入される内視鏡や、コルポスコープあるいは手術用顕微鏡等に組み込まれた形に構成される。
【０００３】
ところで、生体部位には凹凸があるため励起光照射系から生体観察部までの距離は均一ではなく、生体の励起光照射部分における励起光照度は一般に不均一である。一方正常組織から発せられる蛍光強度は励起光照度にほぼ比例し、励起光照度は距離の２乗に反比例して低下する。そのため、光源から遠くにある正常組織からよりも近くにある病変組織からの方が強い蛍光を受光する場合があり、観察者が蛍光強度のみに基づいた判定を行うと、病変状態の判定を誤ることもあり得る。
【０００４】
このような不具合を低減するため、生体組織の部位が受光した励起光の光強度と、この励起光の受光により前記部位から発せられた蛍光の光強度との比率に基づいた蛍光演算値、すなわち励起光を照射する距離や角度によって影響を受けない値である蛍光収率を反映した値を求めることにより観察部の組織性状を識別する方式が提案されている。しかし、上記蛍光収率を反映した値を求める際に、励起光は種々の生体組織により異なる吸収を受けるため、反射された励起光の強度分布を測定しても生体組織が受光した励起光の強度分布を正しく測定したことにはならない。
【０００５】
そこで、蛍光収率を求める１つの方策として、種々生体組織に対して一様な吸収を受ける近赤外光を参照光として生体組織に照射し、反射された近赤外光をＩＲ反射画像として撮像し、その光強度を生体組織が受光した励起光の光強度の代わりとして用いて、蛍光画像データの画素値をＩＲ反射画像データの画素値により除算した蛍光収率演算値を求め、この蛍光収率演算値に基づいた疑似カラー画像データを生成して出力する蛍光診断画像生成装置が提案されている。すなわち、上記蛍光収率演算値を求めることにより、励起光光源および蛍光受光部と生体観察部との距離に依存する蛍光強度の項はキャンセルされ、蛍光収率の違いのみが反映された蛍光診断画像を表示できる。
【０００６】
また、特開平１０−２２５４３６号公報では、被測定部から取得した狭波長帯域の光強度を広波長帯域の光強度で規格化した規格化蛍光演算値に基づいて色情報を割り当てた蛍光診断画像データを出力する装置を本出願人が提案している。本公報においては、波長帯域４８０ｎｍ近傍の狭波長帯域の画像データと、４３０ｎｍ近傍から７３０ｎｍ近傍までの広波長帯域の画像データとを取得し、狭波長帯域の画像データの画素値を広波長帯域の画像データの画素値により除算した規格化蛍光演算値を求め、この規格化蛍光演算値に基づいて色情報、例えば規格化蛍光演算値が大きい方から小さい方へ順次緑色から赤色へ色が変化する色情報を割り当てて蛍光診断画像データを生成している。すなわち上記規格化蛍光演算値を求めることにより励起光光源および蛍光受光部と生体観察部との距離に依存する蛍光強度の項はキャンセルされ、蛍光スペクトルの形状の違いのみが反映された演算値に基づいた蛍光診断画像を出力することができる。
【０００７】
また、例えば狭帯域蛍光画像データの画素値と、広帯域蛍光画像データの画素値に基づいて加色混合法により蛍光診断画像を作成すれば、蛍光スペクトルの形状および蛍光強度が、その色合いに反映された蛍光診断画像を作成することができる。あるいは蛍光画像データと、ＩＲ反射画像データの画素値に基づいて加色混合法により蛍光診断画像を作成すれば、蛍光収率および蛍光強度がその色合いに反映された蛍光診断画像を作成することができる。このような場合には、一方の画素値に例えば赤を割り当て、他方の画素値に緑を割り当て、加色混合法により蛍光診断画像を作成することができる。
【０００８】
さらに、上記規格化蛍光演算値または蛍光収率演算値に基づいて色情報を割り当てて、ＩＲ反射画像データの画素値に応じて輝度情報を割り当てて、両情報に基づいて蛍光診断画像データを生成する蛍光診断画像生成装置も、発明者らにより提案されている。ＩＲ反射画像データの画素値に応じて輝度情報を割り当てることにより、生体観察部の凹凸や、距離感を備えた蛍光診断画像が表示可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
近年、様々な生体組織の測定部位を対象として、上記蛍光診断画像データを用いた生体組織の性状診断が試みられ、その結果、種々の測定部位から取得した蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値との比率、例えば規格化蛍光演算値（この場合には蛍光画像データとして狭帯域蛍光画像データを用い、補助画像データとしては広帯域蛍光画像データを用いている）等の分布は、各々の測定部位により異なることが判明した。
【００１０】
図１は、規格化蛍光演算値の測定部位毎の分布を示すものであり、食道（一点破線）、胃（実線）、十二指腸（２点破線）および大腸（点線）に関して、それぞれ多数の正常な組織から発せられた蛍光から取得した規格化蛍光演算値の値とその頻度の関係をグラフ化したものである。この図１から判るように、例えば食道と十二指腸とでは、規格化蛍光演算値の分布が大きく異なっている。
【００１１】
一例として、規格化蛍光演算値の値が０．７以上であれば緑で表示し、０．７から０．３５までは緑から黄色に順次変化し、規格化蛍光演算値の値が０．３５から０までは黄色から赤に順次変化する順次色で表示する場合について、黄色で表示される被測定部（規格化蛍光演算値＝０．３５）の組織性状について考察する。
【００１２】
被測定部が食道であれば、図１から判るように、規格化蛍光演算値が０．３５である被測定部位は正常組織である可能性は非常に低い、一方被測定部が十二指腸であれば、規格化蛍光演算値が０．３５である被測定部位は正常組織である可能性が高い。このため、観察者は黄色で表示される被測定部が、正常組織である可能性が非常に低い組織であるのか、正常組織である可能性が高い組織であるのかを、蛍光診断画像の表示色から認識することは困難である。同様に、蛍光収率演算値に基づいて作成される蛍光診断画像や、加色混合法を用いて作成される蛍光診断画像においても、測定部位が複数種類ある場合には、蛍光診断画像の表示色のみから組織性状を類推することが困難である。
【００１３】
すなわち、従来の蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値との比率に応じて色情報を割り当てて作成された蛍光診断画像を観察しても、測定部位が複数種類ある場合には、その表示色のみから組織性状を認識することが困難であるという問題がある。
【００１４】
本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みて、蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値の比率に応じて色情報を割り当てた蛍光診断画像データを生成して出力する際に、測定部位が複数種類ある場合であっても、表示された蛍光診断画像データの色情報に基づいて、組織性状を容易に認識することができる蛍光診断画像データを生成して出力することのできる蛍光診断画像生成方法および装置を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明による蛍光診断画像生成方法は、励起光の照射により生体組織から発せられる蛍光に基づいた蛍光画像データを取得し、
光の照射により前記生体組織から発せられる再輻射光に基づいた補助画像データを取得し、
画素毎に、前記蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値との比率に応じて色情報を割り当てた蛍光診断画像データを生成して出力する蛍光診断画像生成方法において、
前記生体組織の測定部位に応じて、前記画素値の比率に対して割り当てる色情報を変更することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明による蛍光診断画像生成装置は、生体組織に励起光を照射する励起光照射手段と、
前記励起光の照射により前記生体組織から発せられる蛍光に基づいた蛍光画像データを取得する蛍光画像データ取得手段と、
前記生体組織に光を照射する光照射手段と、
前記光の照射により前記生体組織から発せられる再輻射光に基づいた補助画像データを取得する補助画像データ取得手段と、
画素毎に、前記蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値との比率に応じて色情報を割り当てた蛍光診断画像データを生成して出力する蛍光診断画像データ生成手段とを備えた蛍光診断画像生成装置において、
前記蛍光診断画像データ生成手段が、前記生体組織の測定部位に応じて、前記画素値の比率に対して割り当てる色情報を変更する色情報割当変更手段を備えているものであることを特徴とするものである。
【００１７】
ここで、「再輻射光」とは、光を照射されたことにより生体組織から発せられる光を意味し、具体的には、生体組織で反射された反射光や、生体組織の表面付近で散乱し、その後射出された散乱光あるいは生体組織から発せられる蛍光などを意味している。また、「画素値」としては、撮像素子等における１つの撮像画素に対応した信号値に限らず、ビニング処理などにより複数の撮像画素の信号値が加算された信号値や、複数個の近傍の撮像画素間の信号値から加算処理や減算処理を行って得られた信号値や、コンボリューション処理などにより求めた複数の撮像画素の信号値の平均値である信号値なども含むものである。なお、「前記蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値の比率に応じて色情報を割り当てた蛍光診断画像データを生成する」とは、蛍光画像データと補助画像データの画素値の演算値、例えば除算値に基づいて色情報を割り当てて蛍光診断画像データを生成することや、蛍光画像データと補助画像データの画素値に基づいて加色混合法により蛍光診断画像データを生成すること等を意味している。なお、上記除算値としては、通常の除算により得られた値に限られず、例えば発明者が、特開２００１−３１４３６６号公報において提示しているように、除算値の発散を防止するために、画素値にオフセット値を加算した上で、除算を行った値なども含むものである。また蛍光診断画像データを生成する際に使用する蛍光画像データおよび補助画像データは、略同一の生体組織を略同時に撮像したものであることが好ましい。また、「比率に応じて色情報を割り当てる」とは、比率に応じて、ほぼ連続的に色情報を割り当てることを意味し、具体的に、比率を多数の階調に分けて、それらに順次色情報を割り当てること等を意味している。
【００１８】
また、「前記生体組織の測定部位に応じて、前記画素値の比率に対して割り当てる色情報を変更する」とは、色情報が組織性状を反映するように割り当てる色情報を変更することを意味する。例えば規格化蛍光演算値に基づいて色情報を割り当てる場合であれば、測定部位毎に正常な生体組織から取得した複数の規格化蛍光演算値の分布状態に応じて色情報を割り当てるものである。具体的には、規格化蛍光演算値の最大値、最小値、平均値あるいは標準偏差等に応じて、割り当てる色情報を変更するものである。
【００１９】
前記比率が、前記蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値とに基づいた演算により求めた蛍光演算値であれば、
上記蛍光診断画像生成装置は、前記生体組織の測定部位に応じて、前記蛍光演算値を求める際の演算条件を変更する演算条件変更手段をさらに備えたものであってもよい。なお「演算条件」としては、コンボリューションサイズまたはオフセット量等が考えられる。例えばコンボリューション処理を行う場合であれば、発せられる蛍光の光強度が小さい測定部位の蛍光診断画像データを生成する際に、コンボリューションサイズを大きくし、発せられる蛍光の光強度が大きい測定部位の蛍光診断画像データを生成する際には、コンボリューションサイズを小さくするかコンボリューション処理を行わないように変更すればよい。またオフセット処理を行う場合であれば、発せられる蛍光の光強度が小さい測定部位の蛍光診断画像データを生成する際に、オフセット量を大きくし、発せられる蛍光の光強度が大きい測定部位の蛍光診断画像データを生成する際には、オフセット量を小さくすればよい。
【００２０】
また、上記蛍光診断画像生成装置は、前記生体組織の測定部位に応じて、前記蛍光画像データ取得手段または補助画像データ取得手段における画像データ取得条件を変更する画像データ取得条件変更手段をさらに備えたものであってもよい。
【００２１】
なお、「画像データ取得条件」としては、例えば撮像素子の露光時間、光電変換率や、撮像素子におけるビニングサイズ、撮像素子へ蛍光像を結像する結像光学系の倍率、撮像素子で取得された画像信号の増幅率等が考えられる。例えば「画像データ取得条件」である露光時間を変更する場合であれば、発せられる蛍光の光強度が小さい測定部位の画像データを取得する際には、露光時間を長くし、発せられる蛍光の光強度が大きい測定部位の画像データを取得する際には、露光時間を短くすればよい。また、同様に発せられる蛍光の光強度が小さい測定部位の画像データを取得する際には、光電変換率を大きくするか、ビニングサイズを大きくするか、結像光学系の倍率を低くするか、または画像信号増幅率を大きくする等の処理を行い、発せられる蛍光の光強度が大きい場合には、光電変換率を小さくするか、ビニングサイズを小さくするか、結像光学系の倍率を高くするか、または画像信号増幅率を小さくする等の処理を行えばよい。
【００２２】
参照光を前記生体組織に照射する参照光照射手段と、
上記蛍光診断画像生成装置が、前記参照光が前記生体組織において反射される反射光の強度に基づいて、反射画像データを取得する反射画像データ取得手段とを備え、
前記蛍光診断画像データ生成手段が、前記比率に応じて色情報を割り当てるとともに、さらに、前記反射画像データの画素値に応じて、輝度情報を割り当てて前記蛍光診断画像データを生成するものであれば、
前記生体組織の測定部位に応じて、前記画素値に対して割り当てる輝度情報を変更する輝度情報割当変更手段を備えるものであってもよい。なお、測定部位が平坦で凹凸の少ない構造である場合には、前記反射画像データの画素値が大きい領域の凹凸を強調するよう輝度割当を設定し、測定部位が凹凸の多い複雑な構造である場合には、前記反射画像データの画素値が小さい領域の凹凸を強調するよう輝度割当を設定してもよい。
【００２３】
また、蛍光診断画像生成装置の一部または全部が、生体内部に挿入される内視鏡の形態であってもよい。なお、上記励起光照射手段は、光源として、Ｇａ−Ｎ系半導体レーザを備えるものであってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
本発明による蛍光診断画像生成方法および装置によれば、蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値との比率に応じて色情報を割り当てた蛍光診断画像データを生成して出力する際に、生体組織の測定部位に応じて、前記画素値の比率に対して割り当てる色情報を変更することにより、従来の蛍光診断画像生成装置に比べ、各測定部位間における組織性状と色情報との対応関係の一致度が向上しているので、測定部位が複数種類ある場合であっても、表示された蛍光診断画像の表示色に基づいて組織性状を容易に認識することができる。
【００２５】
また、測定部位が異なると、発せられる蛍光の光強度の平均値も異なる場合がある。例えば食道から発せられる蛍光の光強度の平均値に比べて、十二指腸から発せられる蛍光の光強度の平均値は小さいため、食道の蛍光診断画像データに比べて、十二指腸の蛍光診断画像データはノイズの影響を受けやすい。そのために、モニタなどに蛍光診断画像を表示する場合に、食道の蛍光診断画像に比べると、十二指腸の蛍光診断画像の画質が悪く、組織性状の識別精度が低下する場合がある。
【００２６】
前記生体組織の測定部位に応じて、前記蛍光演算値を求める際の演算条件を変更する演算条件変更手段をさらに備えたものであれば、各々の測定部位から発せられる蛍光の光強度の平均値にバラツキがある場合であっても、演算条件を変更することにより蛍光診断画像データのＳ／Ｎのバラツキを抑制することができる。
【００２７】
例えばコンボリューション処理を行う場合であれば、十二指腸の蛍光診断画像データを生成する際に、コンボリューションサイズを大きくし、食道の蛍光診断画像データを生成する際には、コンボリューションサイズを小さくする、あるいはコンボリューション処理を行わないようすることにより、十二指腸の蛍光診断画像データと、食道の蛍光診断画像データとのＳ／Ｎのバラツキが抑制され、組織性状の識別精度が向上する。
【００２８】
また、前記生体組織の測定部位に応じて、前記蛍光画像データ取得手段または補助画像データ取得手段における画像データ取得条件を変更する画像データ取得条件変更手段を備えたものであれば、各々の測定部位から発せられる蛍光の光強度の平均値にバラツキがある場合であっても、画像データ取得条件を変更することにより蛍光診断画像データのＳ／Ｎのバラツキを抑制することができる。
【００２９】
例えば露光時間が変更可能であれば、十二指腸の蛍光診断画像データを生成する際に、露光時間を長くし、食道の蛍光診断画像データを生成する際には、露光時間を短くすることにより、十二指腸の蛍光診断画像データと、十二指腸の蛍光診断画像データとのＳ／Ｎのバラツキが抑制され、組織性状の識別精度が向上する。
【００３０】
また、前記蛍光画像データの画素値と前記補助画像データの画素値との比率、すなわち規格化蛍光演算値または蛍光収率演算値等に応じて色情報を割り当てて、反射画像データの画素値に応じて、輝度情報を割り当てて前記蛍光診断画像データを生成する場合には、生体組織の凹凸や、距離感を備えた蛍光診断画像が表示可能となる。
【００３１】
しかし、例えば食道は凹凸が少ない平坦な構造を有しているが、十二指腸は凹凸の多い複雑な構造を有している。このため食道の蛍光診断画像においては反射画像データの画素値が大きい領域の凹凸が強調される蛍光診断画像データが望ましいが、十二指腸の蛍光診断画像データにおいては、反射画像データの画素値が大きい領域の凹凸が強調される蛍光診断画像データでは、反射画像データの画素値が小さくなる凹部の凹凸を識別しにくくなってしまう。
【００３２】
一方反射画像データの画素値が小さい領域の凹凸が強調される蛍光診断画像データは、十二指腸の蛍光診断画像データとしては望ましいが、食道の蛍光診断画像データには適していない。
【００３３】
前記蛍光診断画像データ生成手段が、前記比率に応じて色情報を割り当てるとともに、さらに、前記反射画像データの画素値に応じて、輝度情報を割り当てて前記蛍光診断画像データを生成するものであり、前記生体組織の測定部位に応じて、前記画素値に対して割り当てる輝度情報を変更する輝度情報割当変更手段を備えるものであれば、例えば測定部位が平坦で凹凸の少ない構造である食道などの場合には、前記反射画像データの画素値が大きい領域の凹凸を強調するよう輝度割当を設定し、測定部位が凹凸の多い複雑な構造である十二指腸等である場合には、前記反射画像データの画素値が小さい領域の凹凸を強調するよう輝度割当を変更すれば、測定部位が複数種類ある場合であっても、各々の測定部位の構造に適した輝度割当を有する蛍光診断画像データを生成することができ、組織性状の識別精度が向上する。
【００３４】
また本蛍光診断画像生成装置の一部または全部が、生体内部に挿入される内視鏡装置の形態であれば、本装置の利便性を一層向上することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。まず、図２〜図４を参照して、本発明による蛍光診断画像生成装置を適用した第１の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡装置について説明する。図２は蛍光内視鏡装置の概略構成図であり、図３および図４は本蛍光内視鏡装置に搭載される光学フィルタおよび切換フィルタの模式図である。
【００３６】
この蛍光内視鏡装置は、通常のカラー画像である通常画像２を表示する通常画像モード、または生体観察部に励起光を照射して、この生体観察部から発せられた蛍光による蛍光像と、生体観察部に近赤外光である参照光を照射して生体観察部で反射された反射光によるＩＲ反射像と、測定部位情報とに基づいて生成された疑似カラー画像である蛍光診断画像３を表示する蛍光診断画像モードにより動作するものである。２つのモードの切り替え、および測定部位情報の入力は、入力装置６０１　からの手動操作により行われる。
【００３７】
通常画像モードにおいては、面順次光（Ｒ光Ｌｒ、Ｇ光Ｌｇ、Ｂ光Ｌｂ）を照射された生体観察部１の反射光による通常像をスコープ部１０の先端に設けられたＣＣＤ撮像素子１０１　により撮像して、通常のカラー信号処理により作成した通常画像２をモニタ７０上に表示する。
【００３８】
蛍光診断画像モードにおいては、励起光Ｌｅが照射された生体観察部１から発せられた蛍光から狭帯域蛍光画像データと広帯域蛍光画像データとを、ＣＣＤ撮像素子１０１　を用いて取得し、両蛍光画像データの画素値の除算値である規格化蛍光演算値に基づいて色情報を作成し、また近赤外光である参照光Ｌｓを照射された生体観察部１の反射光によるＩＲ反射像ＺｓをＣＣＤ撮像素子１０１　で撮像したＩＲ反射画像データの画素値に基づいて輝度情報を作成し、両画像情報を合成した蛍光診断画像３をモニタ７０上に表示するものである。なお、入力された測定部位情報に応じて、上記規格化蛍光演算値に基づいて割り当てられる色情報が変更され、ＩＲ反射画像データの画素値に基づいて割り当てられる輝度情報が変更されて、各々の測定部位に適した表示色および輝度により蛍光診断画像３が表示される。
【００３９】
本発明の第１の実施の形態にかかる蛍光内視鏡装置は、図１に示すように、先端にＣＣＤ撮像素子１０１　を備え、患者の病巣と疑われる部位に挿入されるスコープ部１０、通常像撮像用の照明光である面順次光（Ｒ光Ｌｒ、Ｇ光ＬｇおよびＢ光Ｌｂ）を射出する光源と、蛍光像撮像用の励起光Ｌｅを射出する光源と、ＩＲ反射像撮像用の参照光Ｌｓを射出する光源とを備える照明ユニット２０、狭帯域蛍光画像データと広帯域蛍光画データ像の画素値から規格化蛍光演算値を算出し、該規格化蛍光演算値に基づいて色情報を作成し、ＩＲ反射画像データの画素値に基づいて輝度情報を作成して、蛍光診断画像データを生成して出力する蛍光画像処理ユニット３０、通常画像データの生成と、その通常画像データおよび蛍光画像処理ユニット３０から出力された蛍光診断画像データをビデオ信号に変換して出力する通常画像処理ユニット４０、ＣＣＤ撮像素子１０１　の動作を制御するＣＣＤ駆動ユニット５０、各ユニットの動作を制御するコントローラ６０、該コントローラ６０に接続されている入力部６０１　および通常画像２または蛍光診断画像３を表示する表示手段としてのモニタ７０から構成されている。なお、照明ユニット２０、蛍光画像処理ユニット３０、通常画像処理ユニット４０、ＣＣＤ駆動ユニット５０およびコントローラ６０はプロセッサ部９０を構成し、スコープ部１０とプロセッサ部９０およびプロセッサ部９０とモニタ７０は、それぞれ図示省略したコネクタにより、接離自在に接続されている。
【００４０】
スコープ部１０は、内部に先端まで延びるライトガイド１０２　およびＣＣＤケーブル１０３　を備えている。ライトガイド１０２　およびＣＣＤケーブル１０３　の先端部、即ちスコープ部１０の先端部には、照明レンズ１０４　および対物レンズ１０５　を備えている。ＣＣＤケーブル１０３　の先端部には、微少な帯域フィルタがモザイク状に組み合わされたモザイクフィルタ１０６　がオンチップされたＣＣＤ撮像素子１０１　が接続され、該ＣＣＤ撮像素子１０１　には、プリズム１０７　が取り付けられている。また、プリズム１０７　と対物レンズ１０５　の間には、波長４２０ｎｍ以下の波長の光をカットする励起光カットフィルタ１０８　が取り付けられている。
【００４１】
ライトガイド１０２　は、面順次光用のライトガイド１０２ａ、励起光用のライトガイド１０２ｂおよび参照光用のライトガイド１０２ｃがバンドルされ、ケーブル状に一体化されており、各ライトガイドは、照明ユニット２０へ接続されている。
【００４２】
ケーブル１０３　は、ＣＣＤ撮像素子１０１　の駆動信号が送信される駆動ライン１０３ａと、ＣＣＤ撮像素子１０１　から画像信号を読み出す出力ライン１０３ｂとが組み合わされている。駆動ライン１０３ａの一端は、ＣＣＤ駆動ユニット５０に接続され、出力ライン１０３ｂの一端は、蛍光画像処理ユニット３０および通常画像処理ユニット４０へ接続されている。
【００４３】
モザイクフィルタ１０６　は、図３に示すように、４３０ｎｍ〜５３０ｎｍの波長帯域の光を透過させる狭帯域フィルタ１０６ａと、全波長帯域の光を透過させる全波長帯域フィルタ１０６ｂが交互に組み合わされ、各帯域フィルタはＣＣＤ撮像素子１０１　の画素に一対一で対応している。
【００４４】
照明ユニット２０は、白色光を射出する白色光源２０１　、白色光源用電源２０２　、白色光をＲ光Ｌｒ、Ｇ光ＬｇおよびＢ光Ｌｂに、順次色分解するための切換フィルタ２０４　、切換フィルタ２０４　を回転させるフィルタ回転部２０５　、蛍光像撮像用の波長４１０ｎｍの励起光Ｌｅを発するＧａＮ系半導体レーザ２０６　および半導体レーザ用電源２０７　、ＩＲ反射像撮像用の近赤外光である参照光Ｌｓを発する参照光源２０９　、その参照光源２０９　に電気的に接続される参照光源用電源２１０　を備えている。
【００４５】
上記切換フイルタ２０４　は、図４に示すように、Ｒ光Ｌｒを透過するＲフィルタ２０４ａ、Ｇ光Ｌｇを透過するＧフィルタ２０４ｂ、Ｂ光Ｌｂを透過するＢフィルタ２０４ｃとから構成されている。
【００４６】
蛍光画像処理ユニット３０は、励起光Ｌｅが照射された時に、ＣＣＤ撮像素子１０１　で撮像された画像信号のプロセス処理を行う信号処理回路３０１　、該信号処理回路３０１　から出力された画像信号をデジタル化するＡ／Ｄ　変換回路３０２　、デジタル化された画像信号を、モザイクフィルタ１０６　の狭帯域フィルタ１０６ａと対応する画素で受光した画像信号からなる狭帯域蛍光画像データと、全波長帯域フィルタ１０６ｂと対応する画素で受光した画像信号からなる広帯域蛍光画像データとで、異なる記憶領域に保存する画像メモリ３０３　と、該画像メモリ３０３　に記憶された隣接する画素で撮像された狭帯域蛍光画像データの画素値を広帯域蛍光画像データの画素値で除算した規格化蛍光演算値を算出する蛍光演算値算出部３０４　と、後述するコントローラ６０の色情報割当変更部６０２　により設定された色情報テーブルに基づいて、規格化蛍光演算値に対応する色情報を作成し、コントローラ６０の輝度情報割当変更部６０３　により設定された輝度情報テーブルに基づいて、後述する画像メモリ３０８　に保存されているＩＲ反射画像データの画素値に対応した輝度情報を作成し、色情報と輝度情報を合成して蛍光診断画像データを生成して、後述するビデオ信号処理回路４０５　へ出力する蛍光診断画像生成部３０５　と、参照光Ｌｓが照射された時に、ＣＣＤ撮像素子１０１　で撮像された画像信号のうち、モザイクフィルタ１０６　の全波長帯域フィルタ１０６ｂと対応する画素で受光した画像信号にプロセス処理を施す信号処理回路３０６　、該信号処理回路３０６　から出力された画像信号をデジタル化するＡ／Ｄ　変換回路３０７　、デジタル化された画像信号からなるＩＲ反射画像データを保存する画像メモリ３０８　とを備えている。
【００４７】
通常画像処理ユニット４０は、Ｒ光Ｌｒ、Ｇ光ＬｇまたはＢ光Ｌｂが照射された時に、モザイクフィルタ１０６　の全波長帯域フィルタ１０６ｂと対応する画素で受光した画像信号にプロセス処理を施す信号処理回路４０１　、該信号処理回路４０１　から出力された画像信号をデジタル化するＡ／Ｄ　変換回路４０２　、デジタル化された画像信号を各色毎の画像（Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像）として保存する画像メモリ４０３　、該画像メモリに保存された各色毎の画像から通常画像ータを生成する通常画像生成部４０４　、通常画像を表示する際には、上記通常画像生成部４０４　から出力された通常画像データをビデオ信号に変換して出力し、また蛍光診断画像を表示する際には、上記の蛍光診断画像生成部３０５　から出力された蛍光診断画像データをビデオ信号に変換して出力するビデオ信号処理回路４０５　を備えている。
【００４８】
コントローラ６０は、各部位に接続され動作タイミングを制御している。また、測定部位情報に応じて色情報テーブルを蛍光診断画像生成部３０５　へ設定する色情報割当変更部６０２　および測定部位情報に応じた輝度情報テーブルを蛍光診断画像生成部３０５　へ設定する輝度情報割当変更部６０３　とを備えている。なお、色情報割当変更部６０２　および輝度情報割当変更部６０３　における色情報テーブルの設定方法および輝度情報テーブルの設定方法に関しては後述する。
【００４９】
以下、本発明による蛍光内視鏡装置の動作について説明する。通常画像モードにおいては、面順次光の照射、通常像の撮像および通常画像２の表示が行われ、蛍光診断画像モードにおいては、励起光Ｌｅまたは参照光Ｌｓの照射と、蛍光像の撮像またはＩＲ反射像の撮像とが時分割で行われ、蛍光像およびＩＲ反射像に基づいた蛍光診断画像３が表示される。
【００５０】
まず、通常画像モードにおける動作を説明する。撮像に先立ち、観察者はスコープ部１０を、被験者の体腔内に挿入し、スコープ部１０先端を生体観察部１の近傍に誘導する。
【００５１】
最初に、Ｒ画像を取得する際の動作を説明する。コントローラ６０からの信号に基づき、白色光源用電源２０２　が駆動され、白色光源２０１　から白色光が射出される。白色光は、集光レンズ２０３　により集光され、切換フィルタ２０４　を透過する。切換フィルタ２０４　では、コントローラ６０からの信号に基づいて、Ｒフィルタ２０４ａが光路上に配置されている。このため、白色光は、切換フイルタ２０４　を透過するとＲ光Ｌｒとなる。Ｒ光Ｌｒは、ライトガイド１０２ａに入射され、スコープ部１０の先端まで導光された後、照明レンズ１０４　から生体観察部１へ照射される。
【００５２】
生体観察部１で反射されたＲ光Ｌｒの反射光は、集光レンズ１０５　により集光され、プリズム１０７　に反射して、ＣＣＤ撮像素子１０１　上にＲ光反射像Ｚｒとして結像される。ＣＣＤ撮像素子１０１　より出力された画像信号の中で、モザイクフィルタ１０６　の全波長帯域フィルタ１０６ｂと対応する画素で受光した信号のみが、通常画像処理ユニット４０の信号処理回路４０１　で、プロセス処理を施されＲ画像信号として出力され、残りの信号は破棄される。Ｒ画像信号は、Ａ／Ｄ　変換回路４０２　でデジタル信号に変換されて、画像メモリ４０３　のＲ画像の記憶領域へ記憶される。以後、同様な動作によりＧ画像およびＢ画像が取得され、それぞれ、画像メモリ４０３　のＧ画像の記憶領域およびＢ画像の記憶領域へ記憶される。
【００５３】
Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像が画像メモリ４０３　に記憶されると、表示タイミングに合わせて通常画像生成部４０４　において、３色の画像から通常画像データが生成され出力される。ビデオ信号処理回路４０５　では、通常画像データをビデオ信号に変換し、モニタ７０に出力する。モニタ７０には、カラー画像である通常画像２が表示される。
【００５４】
次に蛍光診断画像を表示する際の動作について説明する。観察者は、入力部６０１　を用いて、蛍光診断画像モードを選択する。また、この際に観察者は、食道、胃、十二指腸または大腸の中の１つを測定部位情報として入力する。コントローラ６０の色情報割当変更部６０２　には、予め各測定部位毎に異なる色情報テーブルが記憶されている。
【００５５】
以下、色情報テーブルの作成方法を簡単に説明する。例えば食道を例として説明を行えば、まず複数の被験者の正常な食道に対して、それぞれ励起光を照射して発せられた蛍光から規格化蛍光演算値を取得する。これらの規格化蛍光演算値の平均値ＮＦＡおよび標準偏差ＮＦＳを算出する。食道では、ＮＦＡ＝０．５９であり、ＮＦＳ＝０．０５となる。次に平均値ＮＦＡと標準偏差ＮＦＳとの和である割当最大値ＮＦＢ＝０．６４を算出する。規格化蛍光演算値の割当最大値ＮＦＢ＝０．６４から０までの変化に対して緑〜黄〜赤を割り当てる色情報テーブルを作成する。なお規格化蛍光演算値が割当最大値ＮＦＢより大きい場合には緑を割り当てる。
【００５６】
各測定部位毎に同様に、正常な部位から規格化蛍光演算値を取得し、平均値ＮＦＡおよび標準偏差ＮＦＳを求め、それらの和である割当最大値ＮＦＢを算出する。図５は、食道、胃、十二指腸および大腸の平均値ＮＦＡ、標準偏差ＮＦＳおよび割当最大値ＮＦＢを示す図である。
【００５７】
それぞれの測定部位の割当最大値ＮＦＢに基づいて、緑〜黄〜赤が割り当てられ、図６に示すような４種類の直線で表される色情報テーブルが作成される。この４種類の色情報テーブルは、測定部位に対応して、予め色情報割当変更部６０２　に記憶される。
【００５８】
蛍光診断画像モードが選択され、測定部位情報が入力されると、色情報割当変更部６０２　では、入力された測定部位に対応した色情報テーブルを蛍光診断画像生成部３０５　に設定する。
【００５９】
また、コントローラ６０の輝度情報割当変更部６０３　には、予め各測定部位毎に異なる輝度情報テーブルが記憶されている。図７に示すように、組織の凹凸が多い胃および十二指腸に対しては、点線で示すガンマ曲線（γ＝２．５）で表される輝度情報テーブルが記憶され、比較的平坦な組織である食道や大腸に対しては、実線で示すガンマ曲線（γ＝０．４）で表される輝度情報テーブルが記憶されている。
【００６０】
ガンマ曲線（γ＝２．５）で表される輝度情報テーブルが選択された場合には、ＩＲ反射画像データの画素値が小さい場合には、この画素値の変化に対して、輝度の変化が大きく画素値が大きくなるにつれ、画素値の変化に対する輝度の変化が小さくなる。このため、この輝度情報テーブルを用いた蛍光診断画像は、画素値が小さい領域、すなわち胃や十二指腸の凹部における組織の凹凸の観察も詳細に行うことができる。
【００６１】
一方、ガンマ曲線（γ＝０．４）で表される輝度テーブルが選択された場合には、ＩＲ反射画像データの画素値が小さい場合には、規格化蛍光演算値の変化に対して、輝度の変化が小さく、画素値が大きくなるにつれ、画素値の変化に対する輝度の変化が大きくなる蛍光診断画像が表示される。このため、この輝度情報テーブルを用いて生成された蛍光診断画像は、画素値が大きい領域における組織の凹凸の観察を詳細に行うことができるため、画素値の小さい領域が少ない平坦な食道や大腸の観察に適した蛍光診断画像である。
【００６２】
蛍光診断画像モードが選択され、測定部位情報が入力されると、輝度情報割当変更部６０３　では、入力された測定部位に対応した輝度情報テーブルを蛍光診断画像生成部３０５　に出力する。
【００６３】
上記の各設定が終了後、実際の撮像が開始される。まず、コントローラ６０からの信号に基づき、励起光源用電源２０７　が駆動され、ＧａＮ系半導体レーザ２０６　から波長４１０ｎｍの励起光Ｌｅが射出される。励起光Ｌｅは、レンズ２０８　を透過し、ライトガイド１０２ｂに入射され、スコープ部１０先端まで導光された後、照明レンズ１０４　から生体観察部１へ照射される。
【００６４】
励起光Ｌｅを照射されることにより生じる生体観察部１からの蛍光は、集光レンズ１０５　により集光され、プリズム１０７　に反射して、モザイクフィルタ１０６　を透過して、ＣＣＤ撮像素子１０１　上に蛍光像Ｚｊとして結像される。この際励起光Ｌｅの反射光は、励起光カットフィルタ１０８　によりカットされるため、ＣＣＤ撮像素子１０１　に入射することはない。ＣＣＤ撮像素子１０１　では、蛍光像Ｚｊが受光されて、光電変換され、光の強弱に応じた画像信号に変換されて出力される。
【００６５】
ＣＣＤ撮像素子１０１　から出力された信号は、蛍光画像処理ユニット３０の信号処理回路３０１　で、プロセス処理を施され、Ａ／Ｄ　変換回路３０２　でデジタル信号に変換されて、狭帯域フィルタ１０６ａを透過した狭帯域蛍光画像データと全帯域フィルタ１０６ｂを透過した広帯域蛍光画像データに分けて、画像メモリ３０３　の記憶領域へ記憶される。蛍光演算値算出部３０４　では、隣合う画素毎に、狭帯域蛍光画像データの画素値を広帯域蛍光画像データの画素値で除算した規格化蛍光演算値を求め、記憶しておく。
【００６６】
次に参照光ＬｓのＩＲ反射像Ｚｓを撮像する際の動作を説明する。コントローラ６０からの信号に基づき、参照光源用電源２１０　が駆動され、参照光源から近赤外光である参照光Ｌｓが射出される。参照光Ｌｓは、レンズ２１１　を透過し、ライトガイド１０２ｃに入射され、スコープ部先端まで導光された後、照明レンズ１０４　から生体観察部１へ照射される。
【００６７】
生体観察部１で反射された参照光Ｌｓの反射光は、集光レンズ１０５　により集光され、プリズム１０７　に反射して、モザイクフィルタ１０６　を透過して、ＣＣＤ撮像素子１０１　上にＩＲ反射像Ｚｓとして結像される。ＣＣＤ撮像素子１０１　では、ＩＲ反射像Ｚｓが受光されて光電変換され、光の強弱に応じた画像信号に変換されて出力される。
【００６８】
ＣＣＤ撮像素子１０１　から出力された信号は、蛍光画像処理ユニット３０の信号処理回路３０６　で、全帯域フィルタ１０６ｂに対応する画素で受光された信号のみが、プロセス処理を施されて出力され、Ａ／Ｄ　変換回路３０７　でデジタル信号に変換されて、画像メモリ３０８　へＩＲ反射画像データとして記憶される。
【００６９】
画像メモリ３０８　へＩＲ反射画像データが記憶されると、蛍光診断画像生成部３０５　では、まず、各画素毎に、設定されている色情報テーブルを用いて、規格化蛍光演算値に対応する色情報（規格化蛍光演算値の大から小への変化に対して、緑〜黄〜赤が割り当てられる）を作成し、また設定されている輝度テーブルを用いて、画像メモリ３０８　に保存されているＩＲ反射画像データの画素値に対応する輝度情報を作成し、これらの色情報と輝度情報から蛍光診断画像データを生成してビデオ信号処理回路４０５　へ出力する。
【００７０】
ビデオ信号処理回路４０５　では、この蛍光診断画像データをビデオ信号に変換し、モニタ７０に出力する。モニタ７０には、疑似カラー画像である蛍光診断画像が表示される。
【００７１】
観察者が測定部位情報として、食道を入力した場合であれば、色情報テーブルとして図６に一点破線で示す傾きが小さい色情報テーブルが設定され、規格化蛍光演算値の値が０．６４以上であれば緑、０．６４から０．３２までは緑から黄色で表示され、規格化蛍光演算値の値が０．３２から０までは黄色から赤で表示される。このため、例えば規格化蛍光演算値が、０．２８であれば、赤みががった黄色で表示される。また輝度情報テーブルとして図７に実線で示されるガンマ曲線（γ＝０．４）で表される輝度テーブルが選択されているため、ＩＲ反射画像データの画素値が小さい場合には、規格化蛍光演算値の変化に対して、輝度の変化が小さく、画素値が大きくなるにつれ、画素値の変化に対する輝度の変化が大きくなるので、画素値が大きい領域における組織の凹凸の観察を詳細に行うことができる。すなわち、このような蛍光診断画像は、規格化蛍光強度が高く、平坦な構造を有する食道の蛍光診断画像として適切なものである。
【００７２】
観察者が測定部位情報として、胃を入力した場合であれば、色情報テーブルとして図６に実線で示す傾きが中程度の色情報テーブルが設定され、規格化蛍光演算値の値が０．５６以上であれば緑、０５６から０．２８までは緑から黄色で表示され、規格化蛍光演算値の値が０．２８から０までは黄色から赤で表示される。このため、例えば規格化蛍光演算値が、０．２８であれば、黄色で表示される。また輝度情報テーブルとして図７に点線で示されるガンマ曲線（γ＝２．５）で表される輝度テーブルが選択されているため、ＩＲ反射画像データの画素値が小さい場合には、この画素値の変化に対して輝度の変化が大きいので、画素値が小さい領域、例えば胃の凹部における組織の凹凸の観察も詳細に行うことができる。すなわち、このような蛍光診断画像は、規格化蛍光強度が中程度で、凹凸が多い胃の蛍光診断画像として適切なものである。
【００７３】
観察者が測定部位情報として、十二指腸を入力した場合であれば、色情報テーブルとして、図６に２点破線で示す傾きが大きい色情報テーブルが設定され、規格化蛍光演算値の値が０．４６以上であれば緑、０４６から０．２３までは緑から黄色で表示され、規格化蛍光演算値の値が０．２３ら０までは黄色から赤で表示される。このため、例えば規格化蛍光演算値が、０．２８であれば、緑がかった黄色で表示される。また輝度情報テーブルとしてガンマ曲線（γ＝２．５）で表される輝度テーブルが選択されているため、画素値が小さい領域、例えば十二指腸の凹部における組織の凹凸の観察も詳細に行うことができる。すなわち、このような蛍光診断画像は、規格化蛍光強度が小さく、凹凸が多い十二指腸の蛍光診断画像として適切なものである。
【００７４】
観察者が測定部位情報として、大腸を入力した場合であれば、色情報テーブルとして図６に点線で示す傾きが中程度の色情報テーブルが設定され、規格化蛍光演算値の値が０．５８以上であれば緑、０．５８から０．２９までは緑から黄色で表示され、規格化蛍光演算値の値が０．２９から０までは黄色から赤で表示される。このため、例えば規格化蛍光演算値が、０．２８であれば、かすかに赤みががった黄色で表示される。また輝度情報テーブルとして図７にガンマ曲線（γ＝０．４）で表される輝度テーブルが選択されているため、ＩＲ反射画像データの画素値が大きくなるにつれ、画素値の変化に対する輝度の変化が大きくなるので、画素値が大きい領域における組織の凹凸の観察を詳細に行うことができる。すなわち、このような蛍光診断画像は、規格化蛍光強度が中程度で、平坦な構造を有する大腸の蛍光診断画像として適切なものである。
【００７５】
以上の説明であきらかなように、本実施形態における蛍光内視鏡装置においては、生体組織の測定部位に応じて、規格化蛍光演算値に対して割り当てる色情報を変更することにより、従来の蛍光診断画像生成装置に比べ、各測定部位間における組織性状と色情報との対応関係の一致度が向上しているので、測定部位が複数種類ある場合であっても、表示された蛍光診断画像の表示色に基づいて組織性状を容易に認識することができる。
【００７６】
また、生体組織の測定部位に応じて、ＩＲ反射画像データの画素値に対して割り当てる輝度情報を変更しているので、各々の測定部位において、測定部位の構造に適した輝度割当を有する蛍光診断画像データを生成することができ、組織性状の識別精度が向上する。
【００７７】
次に、図８および図９を参照して、本発明による蛍光診断画像生成装置を適用した第２の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡装置について説明する。図８は蛍光内視鏡装置の概略構成図であり、図９は、本蛍光内視鏡装置に搭載されるモザイクフィルタの模式図である。なお、図８においては図２中の要素で同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。
【００７８】
この蛍光内視鏡装置は、通常のカラー画像である通常画像３、生体観察部に励起光を照射して、生体観察部から発せられた蛍光による蛍光像と、生体観察部に近赤外光である参照光を照射して生体観察部で反射された反射光によるＩＲ反射像に基づいて生成された疑似カラー画像である蛍光診断画像４とを同時にモニタ上に表示するものである。このため、通常像、蛍光像およびＩＲ反射像の撮像は時分割で行われる。
【００７９】
また、蛍光診断画像を生成する際には、励起光Ｌｅが照射された生体観察部１から発せられた蛍光から広帯域蛍光画像データを取得し、また近赤外光である参照光Ｌｓを照射された生体観察部１の反射光からＩＲ反射画像データを取得し、各画素毎に広帯域蛍光画像データの画素値をＩＲ反射画像データの画素値で除算した蛍光収率演算値を算出し、この蛍光演算値に基づいて色情報を作成し、ＩＲ反射画像データの画素値に基づいて輝度情報を作成し、両画像情報に基づいて蛍光診断画像を生成するものである。なお、第１の実施の形態と同様に、入力された測定部位情報に応じて、上記蛍光収率演算値に基づいて割り当てられる色情報が変更され、かつＩＲ反射画像データの画素値に基づいて割り当てられる輝度情報が変更されて、各々の測定部位に適した表示色および輝度により蛍光診断画像３が表示される。さらに、本実施の形態においては、蛍光収率演算値を算出する際にコンボリューション処理が施されるものであり、入力された測定部位情報に応じて、コンボリューションサイズが変更され、測定部位の蛍光強度に適したコンボリューション処理が施された蛍光診断画像４が表示される。
【００８０】
本発明の第２の実施の形態にかかる蛍光内視鏡装置は、図８に示すように、先端にＣＣＤ撮像素子１０１　を備え、患者の病巣と疑われる部位に挿入されるスコープ部１１、通常像撮像用の照明光である白色光Ｌｗを射出する光源と、蛍光像撮像用の励起光Ｌｅを射出する光源と、ＩＲ反射像撮像用の参照光Ｌｓを射出する光源とを備える照明ユニット２１、広帯域蛍光画像データの画素値およびＩＲ反射画像データの画素値から蛍光演算値を算出し、該蛍光演算値から色情報を作成し、ＩＲ反射画像データの画素値から輝度情報を作成して、蛍光診断画像データを生成して出力する蛍光画像処理ユニット３１、通常画像データの生成と、その通常画像データおよび蛍光画像処理ユニット３１から出力された蛍光診断画像データをビデオ信号に変換して出力する通常画像処理ユニット４１、ＣＣＤ撮像素子１０１　の動作を制御するＣＣＤ駆動ユニット５１、各ユニットの動作を制御するコントローラ６１、該コントローラ６１に接続されている入力装置６０１　および通常画像３および蛍光診断画像４を表示するモニタ７０から構成されている。なお、照明ユニット２１、蛍光画像処理ユニット３１、通常画像処理ユニット４１、ＣＣＤ駆動ユニット５１およびコントローラ６１はプロセッサ部９１を構成し、スコープ部１１とプロセッサ部９１およびプロセッサ部９１とモニタ７０は、それぞれ図示省略したコネクタにより、接離自在に接続されている。
【００８１】
スコープ部１１は、内部に先端まで延びるライトガイド１０２　およびＣＣＤケーブル１０３　を備えている。ライトガイド１０２　およびＣＣＤケーブル１０３　の先端部、即ちスコープ部１１の先端部には、照明レンズ１０４　および対物レンズ１０５　を備えている。ＣＣＤケーブル１０３　の先端部には、微少な帯域フィルタがモザイク状に組み合わされたモザイクフィルタ１１１　がオンチップされたＣＣＤ撮像素子１０１　が接続され、該ＣＣＤ撮像素子１０１　には、プリズム１０７　が取り付けられている。また、プリズム１０７　と対物レンズ１０５　の間には、波長４２０ｎｍ以下の波長の光をカットする励起光カットフィルタ１０８　が取り付けられている。
【００８２】
モザイクフィルタ１１１　は、図９に示すように、５２０ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域の光を透過させるＧフィルタ１１１ａと、波長４３０ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域の光を透過させるＣｙフィルタ１１１ｂと、波長５２０ｎｍ以上の波長帯域の光を透過させるＹｅフィルタ１１１ｃとが組み合わされ、各帯域フィルタはＣＣＤ撮像素子１０１　の画素に一対一で対応している。
【００８３】
照明ユニット２１は、白色光Ｌｗを射出する白色光源２０１　、白色光源用電源２０２　、励起光Ｌｅを発するＧａＮ系半導体レーザ２０６　、半導体レーザ用電源２０７　、参照光Ｌｓを発する参照光源２０９　、および参照光源用電源２１０　を備えている。
【００８４】
蛍光画像処理ユニット３１は、励起光Ｌｅが照射された時に、ＣＣＤ撮像素子１０１　で撮像された信号のプロセス処理を行う信号処理回路３０１　、該信号処理回路３０１　で得られた画像信号をデジタル化するＡ／Ｄ　変換回路３０２　、デジタル化された画像信号を一時的に記憶する画像メモリ３１１　、該画像メモリ３１１　に記憶された画像信号から、後述するコントローラ６１のコンボリューションサイズ変更部６１２　により設定されたコンボリューションサイズに従ってコンボリューション処理を施し、広帯域蛍光画像データを算出して記憶する演算・画像メモリ３１２　、該演算・画像メモリ３１２　に記憶された広帯域蛍光画像データの画素値を、画像メモリ３０８　に保存されているＩＲ反射画像データの画素値で除算した蛍光収率演算値を算出する蛍光演算値算出部３１３　、後述するの色情報割当変更部６１１　により設定された色情報テーブルに基づいて、蛍光収率演算値に対応する色情報を作成し、コントローラ６１の輝度情報割当変更部６０３　により設定された輝度情報テーブルに基づいて、画像メモリ３０８　に保存されているＩＲ反射画像データの画素値に対応した輝度情報を作成し、色情報と輝度情報を合成して蛍光診断画像データを生成して、ビデオ信号処理回路４０５　へ出力する蛍光診断画像生成部３１４　、参照光Ｌｓが照射された時に撮像された信号のプロセス処理を行う信号処理回路３０６　、Ａ／Ｄ　変換回路３０７およびデジタル化された画像信号のうち、モザイクフィルタ１１１　のＹｅフィルタ１１１ｃと対応する画素で受光した画像信号であるＩＲ反射画像データを保存する画像メモリ３０８　とを備えている。
【００８５】
通常画像処理ユニット４１は、白色光Ｌｗが照射された時に、モザイクフィルタ１１１　の各微少フィルタと対応する画素で受光した信号にプロセス処理を施す信号処理回路４１１　、該信号処理回路から出力された画像信号をデジタル化するＡ／Ｄ　変換回路４０２　、デジタル化された画像信号を保存する画像メモリ４０３　、該画像メモリに保存された画像信号から通常画像データを生成する通常画像生成部４１２　、通常画像を表示する際には、該通常画像生成部４１２　から出力された通常画像データをビデオ信号に変換して出力し、また蛍光診断画像を表示する際には、上記の蛍光診断画像生成部３１４　から出力された蛍光診断画像データをビデオ信号に変換して出力するビデオ信号処理回路４０５　を備えている。
【００８６】
コントローラ６１は、各部位に接続され動作タイミングを制御している。また、測定部位情報に応じて色情報テーブルを蛍光診断画像生成部３１４　へ設定する色情報割当変更部６１１　および測定部位情報に応じた輝度情報テーブルを蛍光診断画像生成部３１４　へ設定する輝度情報割当変更部６０３　と、コンボリューションサイズを演算・画像メモリ３１２　へ設定するコンボリューションサイズ変更部６１２　を備えている。なお、色情報割当変更部６１１　における色情報テーブルの設定方法およびコンボリューションサイズ変更部６１２　におけるコンボリューションサイズの設定方法に関しては後述する。
【００８７】
以下、本発明による蛍光内視鏡装置の動作について説明する。撮像に先立ち、観察者はスコープ部１１を、被験者の体腔内に挿入し、スコープ部１１の先端を生体観察部１の近傍に誘導する。本蛍光内視鏡装置においては、白色光Ｌｗの照射、励起光Ｌｅの照射、参照光Ｌｓの照射と、通常像の撮像、蛍光像の撮像およびＩＲ反射像の撮像とが時分割で行われ、通常画像３および蛍光診断画像４が同時にモニタ７０に表示される。
【００８８】
まず、通常画像の表示動作を説明する。コントローラ６１からの信号に基づき、白色光源用電源２０２　が駆動され、白色光源２０１　から白色光Ｌｗが射出される。白色光Ｌｗは、集光レンズ２０３　により集光され、ライトガイド１０２ａに入射され、スコープ部１１の先端まで導光された後、照明レンズ１０４　から生体観察部１へ照射される。
【００８９】
生体観察部１で反射された白色光Ｌｗの反射光は、集光レンズ１０５　により集光され、プリズム１０７　に反射して、ＣＣＤ撮像素子１０１　上に白色光反射像Ｚｗ（通常像）として結像される。ＣＣＤ撮像素子１０１　より出力された信号は、通常画像処理ユニット４１の信号処理回路４１１　で、プロセス処理を施されて出力され、Ａ／Ｄ　変換回路４０２　でデジタル信号に変換されて、画像メモリ４０３　へ各画素毎に記憶される。表示タイミングに合わせて通常画像生成部４１２　において、各微少フィルタに対応する３色の画像信号からＲＧＢ信号が算出され、該ＲＧＢ信号に基づいて通常画像データが生成されて出力される。ビデオ信号処理回路４０５　では、通常画像データをビデオ信号に変換し、モニタ７０に出力する。モニタ７０には、カラー画像である通常画像３が表示される。
【００９０】
次に蛍光診断画像の表示動作について説明する。測定を開始する前に、観察者は、食道、胃、十二指腸または大腸の中の１つを測定部位情報として入力する。コントローラ６１の色情報割当変更部６１１　には、予め各測定部位毎に異なる蛍光収率演算値用の色情報テーブルが記憶されている。
【００９１】
以下、蛍光収率演算用の色情報テーブルの作成方法を簡単に説明する。第１の実施の形態における色情報テーブルの作成方法とほぼ同様であるため、異なる部分のみを説明する。食道、胃、十二指腸および大腸について、複数の被験者の正常な組織から蛍光収率演算値を取得する。各部位毎に、蛍光収率演算値の平均値ＡＦＡおよび標準偏差ＡＦＳを算出し、割当最大値ＡＦＢ＝平均値ＡＦＡ＋ＡＦＳを算出する。割当最大値ＡＦＢから０までの変化に対して緑〜黄〜赤を割り当てる色情報テーブルを作成する。なお蛍光収率演算値が割当最大値ＡＦＢより大きい場合には緑を割り当てる。
【００９２】
図１０は、食道、胃、十二指腸および大腸の平均値ＡＦＡ（棒線）、標準偏差ＡＦＳ（縦線）および割当最大値ＡＦＢ（棒線＋縦線）を示す図である。
【００９３】
それぞれの測定部位の割当最大値ＡＦＢに基づいて、緑〜黄〜赤が割り当てられ、図１１に示すような４種類の直線で表される色情報テーブルが作成される。この４種類の色情報テーブルは、測定部位に対応して、予め色情報割当変更部６１１　に記憶される。
【００９４】
また、コントローラ６１のコンボリューションサイズ変更部６１２　には、予め各測定部位毎に異なるコンボリューションサイズが記憶されている。食道および大腸に対しては、発せられる蛍光の光強度が大きいため、コンボリューションサイズとしては１＊１が記憶され、胃に対しては、３＊３が記憶され、十二指腸に対しては５＊５が記憶されている。なお、本実施の形態においては、説明を簡単にするために、コンボリューションサイズとして比較しやすい数値を用いたが、実際には、各測定部位毎のＳ／Ｎのバラツキを測定し、これらのＳ／Ｎのバラツキが抑制されるようにコンボリューションサイズを設定することが望ましい。
【００９５】
測定開始前に、測定部位情報が入力されると、色情報割当変更部６１１　では、入力された測定部位に対応した色情報テーブルを蛍光診断画像生成部３１４　に設定し、コンボリューションサイズ変更部６１２　では、入力された測定部位に対応したコンボシューションサイズを演算・画像メモリ３１２　へ設定する。
【００９６】
まず、コントローラ６１からの信号に基づき、励起光Ｌｅが生体観察部１へ照射される。ＣＣＤ撮像素子１０１　で受光された蛍光像Ｚｊは、画像信号に変換されて出力され、蛍光画像処理ユニット３１の信号処理回路３０１　で、プロセス処理を施され画像信号として出力され、Ａ／Ｄ　変換回路３０２　でデジタル信号に変換されて、画像メモリ３１１　へ記憶される。
【００９７】
演算・画像メモリ３１２　では、まず、隣接した画素毎に、モザイクフィルタ１１１　のＣｙフィルタ１１１ｂと対応する画素で受光した画像信号の画素値にＹｅフィルタ１１１ｃと対応する画素で受光した画像信号の画素値を加算し、その加算値からＧフィルタ１１１ａと対応する画素で受光した画像信号の画素値を減算して、仮広帯域蛍光画像データを作成する。なお、Ｙｅ（Ｒ＋Ｇ）フィルタ＋Ｃｙ（Ｂ＋Ｇ）フィルタ−Ｇフィルタの波長帯域は、Ｒ＋Ｇ＋Ｂとなりほぼ全波長帯域となる。
【００９８】
測定部位が食道および大腸であれば、コンボリューションサイズは１＊１であるため、上記の仮広帯域蛍光画像データをそのまま広帯域蛍光画像データとして設定する。
【００９９】
測定部位が胃であれば、コンボリューションサイズは３＊３であるため、上記の仮広帯域蛍光画像データの各画素毎に、その画素を中心とする縦横３×３個の画素値の平均値を算出し、その値を新たな画素値として記憶して、広帯域蛍光画像データを作成する。
【０１００】
測定部位が十二指腸であれば、コンボリューションサイズは５＊５であるため、上記の仮広帯域蛍光画像データの各画素毎に、その画素を中心とする縦横５×５個の画素値の平均値を算出し、その値を新たな画素値として記憶して、広帯域蛍光画像データを作成する。
【０１０１】
次に参照光Ｌｓが、生体観察部１へ照射され、生体観察部１で反射された参照光Ｌｓの反射光は、ＣＣＤ撮像素子１０１　上にＩＲ反射像Ｚｓとして結像されて、画像信号に変換されて出力される。
【０１０２】
ＣＣＤ撮像素子１０１　から出力された信号は、蛍光画像処理ユニット３１の信号処理回路３０６　で、５２０ｎｍ以上の波長帯域の光を透過させるＹｅフィルタ１１１ｃに対応する画素で受光された信号のみが、プロセス処理を施され画像信号として出力され、Ａ／Ｄ　変換回路３０７　でデジタル信号に変換されて、画像メモリ３０８　へＩＲ反射画像データとして記憶される。
【０１０３】
蛍光演算値算出部３１３　では、対応する画素毎に、演算・画像メモリ３１２　に記憶された広帯域蛍光画像データの画素値を、画像メモリ３０８　に保存されているＩＲ反射画像データの画素値で除算した蛍光収率演算値を算出する。
【０１０４】
蛍光診断画像生成部３１４　では、色情報割当変更部６１１　により設定された色情報テーブルに基づいて、蛍光収率演算値に対応する色情報を作成し、輝度情報割当変更部６０３　により設定された輝度情報テーブルに基づいて、画像メモリ３０８　に保存されているＩＲ反射画像データの画素値に対応した輝度情報を作成し、色情報と輝度情報を合成して蛍光診断画像データを生成して、ビデオ信号処理回路４０５　へ出力する。
【０１０５】
なお、測定部位が食道であれば、コンボリューション処理が施されずに算出された蛍光収率演算値と図１１に１点破線で示す傾きが中程度の色情報テーブルとに基づいて色情報が生成され、またＩＲ反射画像データの画素値と図７にガンマ曲線（γ＝０．４）で表される輝度テーブルに基づいて輝度情報が生成され、両情報が合成された蛍光診断画像４がモニタ７０に表示される。
【０１０６】
また、測定部位が胃であれば、コンボリューションサイズ３＊３のコンボリューション処理が施されて算出された蛍光収率演算値と、図１１に実線で示す傾きが中程度の色情報テーブルに基づいて色情報が生成され、またＩＲ反射画像データの画素値と、図７にガンマ曲線（γ＝２．５）で表される輝度テーブルとに基づいて輝度情報が生成され、両情報が合成された蛍光診断画像４がモニタ７０に表示される。コンボリューション処理により、解像度が多少低下するが、Ｓ／Ｎが向上した蛍光診断画像４が表示される。すなわち、胃においては、発せられる蛍光の光強度がさほど大きくなく、胃の蛍光診断画像はノイズの影響をかなり受けやすいため、解像度を多少低下させても、Ｓ／Ｎが向上した蛍光診断画像４を表示することが望ましい。
【０１０７】
測定部位が十二指腸であれば、コンボリューションサイズ５＊５のコンボリューション処理が施されて算出された蛍光収率演算値と、図１１に２点破線で示す傾きが中程度の色情報テーブルに基づいて色情報が生成され、またＩＲ反射画像データの画素値と、図７にガンマ曲線（γ＝２．５）で表される輝度テーブルとに基づいて輝度情報が生成され、両情報が合成された蛍光診断画像４がモニタ７０に表示される。コンボリューション処理により、解像度が低下するが、Ｓ／Ｎが向上した蛍光診断画像４が表示される。十二指腸においては、発せられる蛍光の光強度が小さいため、十二指腸の蛍光診断画像データはノイズの影響を受けやすいので、解像度を低下させても、Ｓ／Ｎが向上した蛍光診断画像データを作成することが望ましい。
【０１０８】
測定部位が大腸であれば、コンボリューション処理が施されずに算出された蛍光収率演算値と図１１に点線で示す傾きが大きい色情報テーブルとに基づいて色情報が生成され、またＩＲ反射画像データの画素値と図７にガンマ曲線（γ＝０．４）で表される輝度テーブルに基づいて輝度情報が生成され、両情報が合成された蛍光診断画像４がモニタ７０に表示される。
【０１０９】
以上の説明であきらかなように、本実施形態における蛍光内視鏡装置においては、生体組織の測定部位に応じて、蛍光収率演算値に対して割り当てる色情報を変更しているので、各々の測定部位において、表示された蛍光診断画像の表示色に基づいて組織性状を容易に認識することができる。
【０１１０】
また、生体組織の測定部位に応じて、ＩＲ反射画像データの画素値に対して割り当てる輝度情報を変更しているので、各々の測定部位において、測定部位の構造に適した輝度割当を有する蛍光診断画像データを生成することができ、組織性状の識別精度が向上する。
【０１１１】
さらに、測定部位に応じて、コンボリューションサイズを変更することにより各測定部位の蛍光診断画像間のＳ／Ｎのバラツキが抑制され、組織性状の識別精度が向上する。
【０１１２】
なお、本実施の形態の変型例として、測定部位毎に上記コンボリューションサイズの代わりに、前述したオフセット数を変更するものも考えられる。この際には、発せられる蛍光の光強度が小さい測定部位ほと、オフセット数を大きくすればよい。
【０１１３】
次に、図１２を参照して、本発明による蛍光診断画像生成装置を適用した第３の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡装置について説明する。図１２は蛍光内視鏡装置の概略構成図である。なお、図１２においては図２中の要素で同等の要素には同番号を付してあり、それらについての説明は特に必要のない限り省略する。
【０１１４】
この蛍光内視鏡装置は、通常のカラー画像である通常画像２を表示する第１の実施形態と同様の通常画像モード、または生体観察部に励起光を照射して、生体観察部から発せられた蛍光による蛍光像と、生体観察部に近赤外光である参照光を照射して生体観察部で反射された反射光によるＩＲ反射像と、測定部位情報とに基づいて生成された疑似カラー画像である蛍光診断画像５を表示する蛍光診断画像モードにより動作するものである。２つのモードの切り替え、および測定部位情報の入力は、入力装置６０１　からの手動操作により行われる。
【０１１５】
蛍光診断画像モードにおいては、第１の実施の形態と同様に、生体観察部１から発せられた蛍光から取得した規格化蛍光演算値に基づいて色情報を作成し、ＩＲ反射画像データの画素値に基づいて輝度情報を作成し、両画像情報を合成した蛍光診断画像５モニタ７０上に表示するものである。なお、入力された測定部位情報に応じて、上蛍光像を撮像する際にＣＣＤ撮像素子の露光時間が変更されるものであり、測定部位の蛍光強度に適した露光時間で撮像された蛍光像に基づいて作成された蛍光診断画像５が表示される。
【０１１６】
本発明の第３の実施の形態にかかる蛍光内視鏡装置は、図１２に示すように、先端にＣＣＤ撮像素子１２１　を備え、患者の病巣と疑われる部位に挿入されるスコープ部１２、照明ユニット２０、蛍光画像処理ユニット３０、通常画像処理ユニット４０、ＣＣＤ撮像素子１０１　の動作を制御するＣＣＤ駆動ユニット５２、各ユニットの動作を制御するコントローラ６２、入力部６０１　およびモニタ７０から構成されている。なお、照明ユニット２０、蛍光画像処理ユニット３２、通常画像処理ユニット４０、ＣＣＤ駆動ユニット５０およびコントローラ６２はプロセッサ部９２を構成し、スコープ部１２とプロセッサ部９２およびプロセッサ部９２とモニタ７０は、それぞれ図示省略したコネクタにより、接離自在に接続されている。
【０１１７】
スコープ部１２のＣＣＤ撮像素子１２１　は、ＣＣＤ駆動ユニット５２に設定された駆動タイミングにより動作するものであり、特に蛍光像Ｚｊ撮像時の露光時間が測定部位毎に変更されるものである。
【０１１８】
コントローラ６２は、各部位に接続され動作タイミングを制御している。また、色情報割当変更部６０２　、輝度情報割当変更部６０３　および蛍光像Ｚｊ撮像の際のＣＤ撮像素子１２１　の露光時間を設定する露光時間変更部６２１を備えている。
【０１１９】
露光時間変更部６２１　には、予め各測定部位毎に異なる露光時間が記憶されている。例えば食道に対しては露光時間として０．１秒が記憶され、胃に対しては０．２秒が記憶され、十二指腸に対しては０．３秒が記憶され、大腸に対しては０．１秒が記憶されている。測定開始前に、測定部位情報が入力されると、露光時間変更部６２１　では、入力された測定部位に対応した露光時間をＣＣＤ駆動ユニット５２に設定する。
【０１２０】
なお、本実施の形態においては、説明を簡単にするために、露光時間として比較しやすい数値を用いたが、実際には、各測定部位毎のＳ／Ｎのバラツキを測定し、これらのＳ／Ｎのバラツキが抑制されるように露光時間を設定することが望ましい。
【０１２１】
蛍光像撮像の際には、励起光Ｌｅを照射されることにより生じる生体観察部１からの蛍光は、集光レンズ１０５　により集光され、プリズム１０７　に反射して、モザイクフィルタ１０６　を透過して、ＣＣＤ撮像素子１２１　上に蛍光像Ｚｊとして結像される。ＣＣＤ撮像素子１０１　では、ＣＣＤ駆動ユニット５２に設定された露光時間の間、露光が行われる。露光時間の間、蛍光像Ｚｊが受光され、光電変換され、光の強弱に応じた画像信号に変換されて出力される。
【０１２２】
ＣＣＤ撮像素子１２１　から出力された信号は、蛍光画像処理ユニット３０へ出力され、以後第１の実施形態と同様の処理により、蛍光診断画像データが生成され、ビデオ信号処理回路４０５　へ出力される。ビデオ信号処理回路４０５　では、この蛍光診断画像データをビデオ信号に変換し、モニタ７０に出力する。モニタ７０には、疑似カラー画像である蛍光診断画像５が表示される。
【０１２３】
なお、測定部位が食道であれば、露光時間０．１秒で撮像された蛍光像から取得された規格化蛍光演算値と図６に１点破線で示された色情報テーブルとに基づいて色情報が生成され、またＩＲ反射画像データの画素値と図７にガンマ曲線（γ＝０．４）で表される輝度テーブルに基づいて輝度情報が生成され、両情報が合成された蛍光診断画像５がモニタ７０に表示される。
【０１２４】
また、測定部位が胃であれば、露光時間０．２秒で撮像された蛍光像から取得された規格化蛍光演算値と図６に実線で示す色情報テーブルに基づいて色情報が生成され、またＩＲ反射画像データの画素値と、図７にガンマ曲線（γ＝２．５）で表される輝度テーブルとに基づいて輝度情報が生成され、両情報が合成された蛍光診断画像５がモニタ７０に表示される。露光時間が長くなるため、撮像コマ数は多少減少するが、Ｓ／Ｎが向上した蛍光診断画像５が表示される。すなわち、胃においては、発せられる蛍光の光強度がさほど大きくなく、胃の蛍光診断画像はノイズの影響をかなり受けやすいため、撮像コマ数が多少減少しても、Ｓ／Ｎが向上した蛍光診断画像４を表示することが望ましい。
【０１２５】
測定部位が十二指腸であれば、露光時間０．３秒で撮像された蛍光像から取得された規格化蛍光演算値と図６に２点破線で示す色情報テーブルに基づいて色情報が生成され、またＩＲ反射画像データの画素値と、図７にガンマ曲線（γ＝２．５）で表される輝度テーブルとに基づいて輝度情報が生成され、両情報が合成された蛍光診断画像５がモニタ７０に表示される。露光時間が長くなるため、撮像コマ数は減少するが、Ｓ／Ｎが向上した蛍光診断画像５が表示される。すなわち、十二指腸においては、発せられる蛍光の光強度が小さいため、十二指腸の蛍光診断画像はノイズの影響を受けやすいので、撮像コマ数が減少しても、Ｓ／Ｎが向上した蛍光診断画像５を表示することが望ましい。
【０１２６】
以上の説明であきらかなように、本実施形態における蛍光内視鏡装置においては、第１の実施の形態と同様に、生体組織の測定部位に応じて、規格化蛍光演算値に対して割り当てる色情報を変更しているので、各々の測定部位において、表示された蛍光診断画像の表示色に基づいて組織性状を容易に認識することができる。また、生体組織の測定部位に応じて、ＩＲ反射画像データの画素値に対して割り当てる輝度情報を変更しているので、各々の測定部位において、測定部位の構造に適した輝度割当を有する蛍光診断画像データを生成することができ、組織性状の識別精度が向上する。さらに、測定部位に応じて露光時間を変更することにより、各測定部位の蛍光診断画像間のＳ／Ｎのバラツキが抑制され、組織性状の識別精度が向上する。
【０１２７】
なお、本実施の形態の変型例として、測定部位毎に露光時間を変更する代わりに、ＣＣＤ撮像素子におけるビニングサイズを変更するもの、ＣＣＤ撮像素子の蛍光像を結像する結像光学系の倍率を変更するもの、ＣＣＤ撮像素子で取得された画像信号の増幅率を変更するもの等が考えられる。蛍光の光強度が小さい測定部位の蛍光診断画像を作成する際には、ビニングサイズを大きくするか、結像光学系の倍率を低くするか、または画像信号増幅率を大きくする等の処理を行い、発せられる蛍光の光強度が大きい測定部位の蛍光診断画像を作成する場合には、ビニングサイズを小さくするか、結像光学系の倍率を高くするか、または画像信号増幅率を小さくする等の処理を行えばよい。
【０１２８】
また、これらの露光時間、ビニングサイズ、結像光学系、画像信号増幅率などの画像データ取得条件の変更は、第２の実施形態においても適用可能であり、蛍光画像、すなわち広帯域蛍光画像データを取得する際に、これらの変更を行うことが多い。この場合には、蛍光収率演算値の分布が、これらの変更の影響により変化するため、予め実際に測定を行う際の画像データ取得条件下で取得した測定部位毎の蛍光収率演算値に基づいて作成した色情報テーブルを記憶しておけばよい。
【０１２９】
また、各実施の形態においては、色情報の割り当て範囲を、演算値の平均値＋演算値の標準偏差から０までとしたが、これに限定されるものではなく、例えば演算値の最大値から最小値までの間であってもよいし、演算値の平均値＋演算値の標準偏差から演算値の最小値までの間等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】測定部位毎の規格化蛍光演算値の説明図
【図２】本発明による第１の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図３】モザイクフィルタの概略構成図
【図４】切替フィルタの概略構成図
【図５】測定部位毎の規格化蛍光演算値の平均値および標準偏差
【図６】色情報テーブルの説明図
【図７】輝度情報テーブルの説明図
【図８】本発明による第２の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図９】モザイクフィルタの概略構成図
【図１０】測定部位毎の蛍光収率演算値の平均値および標準偏差
【図１１】色情報テーブルの説明図
【図１２】本発明による第３の具体的な実施の形態である蛍光内視鏡装置の概略構成図
【符号の説明】
１　　　　　　生体観察部
２　　　　　　通常画像
３，４，５　　　蛍光診断画像
１０，１１　　　　スコープ部
２０，２１　　　　照明ユニット
３０，３１　　　　蛍光画像処理ユニット
４０，４１　　　　通常画像処理ユニット
５０，５１　　　　ＣＣＤ駆動ユニット
６０，６１，６２　　　コントローラ
７０　　　　　　モニタ
１０１　　　　　撮像素子
１０６，１１１　　　モザイクフィルタ
３０４，３１３　　　蛍光演算値算出部
３０５，３１４　　　蛍光診断画像生成
６０２，６１１　　　色情報割当変更部
６０３　　　　　輝度情報割当変更部
６１２　　　　　コンボリューションサイズ変更部
６２１　　　　　露光時間変更部
【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】
2004024496.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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