(57)【要約】【課題】蛍光内視鏡装置において、蛍光画像に基づいて取得された診断情報の見落としを防止する。【解決手段】通常光の照射を受けた生体組織１によって反射された通常光、および励起光の照射を受けた上記生体組織１から発生した蛍光をそれぞれ受光して通常画像および蛍光画像を撮像する撮像手段１０と、上記蛍光画像に基づいて生体組織１の診断情報を取得する診断情報取得手段２０と、上記通常画像を可視画像として表示する表示手段３０と、この表示手段３０によって通常画像を表示する際に、上記診断情報を、この通常画像に視覚的変化を与えることにより表示する診断支援手段４０とを備える。【選択図】　　　　　図１
2004024656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常光の照射を受けた生体組織によって反射された通常光、および励起光の照射を受けた前記生体組織から発生した蛍光をそれぞれ受光して通常画像および蛍光画像を撮像する撮像手段と、前記蛍光画像に基づいて前記生体組織の診断情報を取得する診断情報取得手段と、前記通常画像を可視画像として表示する表示手段と、該表示手段によって前記通常画像を表示する際に、前記診断情報を、該通常画像に視覚的変化を与えることにより表示する診断支援手段とを備えていることを特徴とする蛍光内視鏡装置。
【請求項２】
前記診断情報取得手段が、前記診断情報として前記生体組織の病変部の位置を示す情報を取得するものであり、前記診断支援手段が、前記病変部の位置を前記通常画像中にマークを表示することにより示すものであることを特徴とする請求項１記載の蛍光内視鏡装置。
【請求項３】
前記診断情報取得手段が、前記診断情報として前記生体組織の病変部の位置を示す情報を取得するものであり、前記診断支援手段が、前記病変部の位置を前記通常画像の中央に位置させるように前記通常画像の表示位置を移動するものであることを特徴とする請求項１または２記載の蛍光内視鏡装置。
【請求項４】
前記診断情報取得手段が、前記診断情報として前記生体組織の病変部の領域を示す情報を取得するものであり、前記診断支援手段が、表示された前記通常画像中に占める前記病変部の割合が一定となるように該通常画像の表示倍率を変化させるものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の蛍光内視鏡装置。
【請求項５】
前記撮像手段が、前記蛍光画像が示す生体組織の領域が、前記通常画像が示す前記生体組織の領域を含み、かつ該領域より大きくなるように、前記通常画像および前記蛍光画像を取得するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の蛍光内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光内視鏡装置に関し、詳しくは、励起光の照射により生体組織から発生した蛍光を受光して取得した蛍光画像に基づく診断情報を表示する蛍光内視鏡装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、体腔内の生体組織を観察する内視鏡装置が広く知られており、通常の観察に使用される白色光等の通常光によって照明された体腔内の生体組織を撮像して通常画像を得、この通常画像を可視画像としてテレビ画面上に表示する電子式の内視鏡が広く実用化されている。また、体腔内の生体組織を通常光で照明して観察するばかりでなく、励起光の照射により生体組織から発生した自家蛍光を受光して蛍光画像を撮像し、この蛍光画像を上記通常画像と共にテレビ画面上に表示する蛍光内視鏡装置も知られている。
【０００３】
上記蛍光内視鏡装置には蛍光画像に基づく診断情報を取得する機能を有するものがあり、例えば、波長４１０ｎｍ近傍の励起光の照射により生体組織から発生した４８０ｎｍ近傍の波長領域の蛍光の強度と４３０ｎｍ〜７３０ｎｍに亘る波長領域の蛍光の強度との比率で表される規格化蛍光強度や、上記励起光の照射を受けて生体組織から発生した蛍光の強度と参照光である近赤外光の照射を受けた生体組織によって反射された近赤外光の強度との比率で表される蛍光収率に基づいて生体組織の病変部を示す診断情報を取得し、この診断情報である病変部の領域を上記蛍光画像の表示画面中に赤色等で色分けして表示させることによって生体の組織性状を診断する蛍光内視鏡装置も提案されている。
【０００４】
なお、この生体の組織性状を診断する蛍光内視鏡装置においては、上記診断情報を含む蛍光画像を、通常画像と共に同一画面上の異なる領域に表示したり、通常画像と切り換えて同一画面上に表示したり、通常画像の表示画面とは異なる他の表示画面に表示し、通常画像を観察する通常観察モードと蛍光画像を観察する蛍光観察モードとを切り換えて観察することにより生体の組織性状の診断が行なわれている。また、この表示モードを切り換えて観察する方式は、精査を行なう場合には高い診断能が得られるが、その反面、診断に要する時間が長いので、短時間で多くの患者のスクリーニングを行なう場合に適した方式とは言えない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記蛍光内視鏡装置による診断では、一般的に通常画像の表示に基づいて観察を行ない、疑わしい組織を発見したときに、表示モードを切り換えてて蛍光画像により診断が行なわれる。この通常画像による診断には以下の優位性がある。すなわち、医師の臨床経験に基づいた知見の活用が可能であり、癌病変に限らず各種炎症、各種疾病に対する診断能力を生かすことができるとともに、蛍光画像で確認しにくいタイプの癌に対する診断能力を生かすことができる。
【０００６】
一方、蛍光画像による診断には以下の優位性がある。すなわち、広がりが小さい病変部、通常画像では変化が少なく視認しにくい病変部に対する診断能力を生かすことができる。
【０００７】
一方で、通常画像による診断においては、病変化している範囲が小さい部位、あるいは生体組織の表面には病変化した特徴が現れていないが既に病変化している部位等、蛍光画像に基づく観察では認識できる病変部が通常画像の観察では見落されてしまうことがあるという問題がある。
【０００８】
また、蛍光画像による診断においては、通常観察モードで観察領域を特定した後に、蛍光観察モードに切り換えてこの特定された観察領域の診断を行なうので、診断に要する時間が長くなり、また、病変部を見落とす可能性があるという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、通常画像による臨床経験豊富な診断を行ないながら蛍光画像の高い診断能力を生かして、効率良く病変部のスクリーニングを行なうことができる蛍光内視鏡装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の蛍光内視鏡装置は、通常光の照射を受けた生体組織によって反射された通常光、および励起光の照射を受けた前記生体組織から発生した蛍光をそれぞれ受光して通常画像および蛍光画像を撮像する撮像手段と、前記蛍光画像に基づいて生体組織の診断情報を取得する診断情報取得手段と、前記通常画像を可視画像として表示する表示手段と、この表示手段によって通常画像を表示する際に、診断情報を、この通常画像に視覚的変化を与えることにより表示する診断支援手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
前記診断情報取得手段を、診断情報として生体組織の病変部の位置を示す情報を取得するものとし、前記診断支援手段を、病変部の位置を通常画像中にマークを表示することにより示すものとすることができる。また、前記診断情報取得手段を、診断情報として生体組織の病変部の位置を示す情報を取得するものとし、前記診断支援手段を、病変部の位置を通常画像の中央に位置させるようにこの通常画像の表示位置を移動するものとすることができる。さらに、前記診断情報取得手段を、診断情報として生体組織の病変部の領域を示す情報を取得するものとし、前記診断支援手段を、表示された通常画像中に占める病変部の割合が一定となるように通常画像の表示倍率を変化させるものとすることができる。
【００１２】
前記撮像手段は、蛍光画像が示す生体組織の領域が、通常画像が示す生体組織の領域を含み、かつこの領域より大きくなるように、通常画像および蛍光画像を取得するものとすることができる。
【００１３】
前記視覚的変化は、表示された通常画像に診断情報を認識させる変化与えるものであればどのような態様のものであってもよい。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の蛍光内視鏡装置によれば、表示手段によって通常画像を表示する際に、蛍光画像に基づいて取得した診断情報を、この通常画像に視覚的変化を与えることにより表示するようにしたので、表示された通常画像を観察中であっても、上記蛍光画像に基づいて取得された診断情報が容易に認識され、通常画像を利用した診断において優位性がある各種炎症や各種疾病に対する診断能力と、蛍光画像を利用した診断において優位性がある通常画像では変化が少なく視認しにくい病変部や広がりが小さい病変部に対する診断能力とを共に生かすことができ、通常画像による臨床経験豊富な診断を行ないながら蛍光画像の高い診断能力を生かして、効率良く病変部のスクリーニングを行なうことができる。
【００１５】
なお、診断情報取得手段を、診断情報として生体組織の病変部の位置を示す情報を取得するものとし、診断支援手段を、病変部の位置を通常画像中にマークを表示することにより示すものとしたり、または、診断情報取得手段を、診断情報として生体組織の病変部の位置を示す情報を取得するものとし、診断支援手段を、病変部の位置を通常画像の中央に位置させるようにこの通常画像の表示位置を移動するものとしたり、あるいは、診断情報取得手段を、診断情報として生体組織の病変部の領域を示す情報を取得するものとし、診断支援手段を、表示された通常画像中に占める病変部の割合が一定となるようにこの通常画像の表示倍率を変化させるものとすれば、表示された通常画像を観察中であっても蛍光画像に基づいて取得された診断情報がより確実に認識され、より効率良く病変部のスクリーニングを行なうことができる。
【００１６】
また、撮像手段を、蛍光画像が示す生体組織の領域が、通常画像が示す上記生体組織の領域を含み、かつ、この領域より大きくなるように、通常画像および蛍光画像を取得するものとすれば、診断情報を通常画像が示す生体組織の範囲より広い範囲から取得することができ、より効率良く病変部のスクリーニングを行なうことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成示す概念図、図２はバンドルファイバの断面を示す断面図、図３は各レーザ光の照射タイミングを示す図、図４は表示された通常画像を示す図、図５は蛍光画像で示される診断情報である生体組織中の病変部の位置と領域を示す図、図６は通常画像中に表示された病変部の輪郭によるマークを示す図、図７は表示された通常画像の中央に病変部を移動した様子を示す図、図８は通常画像の表示倍率を変化させた様子を示す図、図９は蛍光観察領域に含まれ通常観察領域から外れている周縁領域の診断情報を示す図、図１０は周縁領域に病変部が存在する場合に通常画像中に表示される診断情報を示す図、図１１は診断情報を通常画像に視覚的変化を与えて表示する場合の種々の態様を示す図である。
【００１８】
本発明の第１の実施の形態による蛍光内視鏡装置は、通常光の照射を受けた生体組織１によって反射された通常光、および励起光の照射を受けた上記生体組織１から発生した蛍光をそれぞれ受光して通常画像および蛍光画像を撮像する撮像手段１０と、蛍光画像に基づいて生体組織１の診断情報を取得する診断情報取得手段２０と、通常画像を可視画像として表示する表示手段３０と、この表示手段３０によって通常画像を表示する際に、診断情報を、この通常画像に視覚的変化を与えることにより表示する診断支援手段４０とを備えている。
【００１９】
診断情報取得手段２０は、上記診断情報として生体組織１の病変部の位置を示す情報を取得したり、生体組織１の病変部の領域を示す情報を取得したりするものである。
【００２０】
表示手段３０は、撮像手段からの通常画像の出力を入力する第１の入力端子３１と、診断支援手段４０からの通常画像に視覚的変化を与える出力である視覚変化信号を入力する第２の入力端子３２とを備えている。
【００２１】
診断支援手段４０は、病変部の領域を通常画像中に輪郭によるマークで示す視覚変化信号を、表示手段３０の第２の入力端子３２に出力する視覚変化信号出力部４１と、病変部の位置を通常画像の中央に位置させるようにこの通常画像の表示位置を移動するアングル信号を後述する先端アングル調節部６１に出力するアングル信号出力部４２と、表示された通常画像中に占める病変部の割合が一定となるようにこの通常画像の表示倍率を変化させる、後述する照明光ズームレンズ部５８および撮像ズームレンズ部１１にズーム信号を出力するズーム信号出力部４３とを備えている。なお、上記アングル信号は、内視鏡先端部６０の曲げ角度を変更させる信号である。
【００２２】
撮像手段１０は、蛍光および通常光を入射するズーム機能をもった撮像ズームレンズ部１１と、蛍光と通常光とをそれぞれ所定の割合で透過および反射させるハーフミラー１２と、ハーフミラー１２を透過した蛍光に含まれる励起光を遮断する励起光カットフィルタ１３と、励起光カットフィルタ１３を通して蛍光を受光し蛍光画像を撮像する蛍光撮像部１４と、ハーフミラー１２で反射された通常光を受光し通常画像を撮像する通常撮像部１５とを備えている。この撮像手段１０は、蛍光撮像部１４の受光領域を通常撮像部１５の受光領域より大きくしたことにより、蛍光画像が示す生体組織１の蛍光観察領域Ｅ２が、通常画像が示すこの生体組織１の通常観察領域Ｅ１を含み、かつこの通常観察領域Ｅ１より大きくなるように、通常画像および蛍光画像を取得するものである。
【００２３】
さらに、上記内視鏡装置は、内視鏡先端部６０の曲げ角度を変更する先端アングル調節部６１と、通常光および励起光を生体組織１に向けて照射する照射手段５０とを備えている。
【００２４】
この照射手段５０は、通常光の光源となる赤色光を射出する赤色レーザ５１、緑色光を射出する緑色レーザ５２および青色光を射出する青色レーザ５３レーザと、励起光を射出する励起光レーザ５４と、近赤外光を射出する近赤外光レーザ５５と、各レーザから射出されたそれぞれのレーザ光を収束させて後述するバンドルファイバ５７に入射させるコリメータレンズ５６と、各コリメータレンズ５６を通して収束されたレーザ光を内視鏡先端部６０に伝播させる多数のファイバを束ねて形成されたバンドルファイバ５７と、バンドルファイバ５７から出力された各レーザ光の光束の広がり角度を大きくして射出させ、かつこの光束の広がり角度を上記撮像ズームレンズ部１１のズーミングに連動して変更可能な照明光ズームレンズ部５８とを備えている。
【００２５】
なお、照明光ズームレンズ部５８は、撮像手段１０によって生体組織１の通常観察領域Ｅ１が通常画像として取得され、通常観察領域Ｅ１より広い生体組織１の蛍光観察領域Ｅ２が蛍光画像として取得されるように、赤色光、緑色光および青色光を生体組織１の通常観察領域Ｅ１に照射し、励起光および近赤外光を通常観察領域Ｅ１より広い生体組織１の蛍光観察領域Ｅ２に照射する。照明光ズームレンズ部５８から上記のように光を照射するには、以下のような手法を適用すればよい。例えば、図２に示すように、バンドルファイバ５７の断面Ｄの中央Ｃにのみ、赤色光、緑色光および青色光が入射されるファイバを配置し、励起光および近赤外光が入射されるファイバを断面Ｄの全体に分散させて配置するようにすることができる。また、例えば、照明光ズームレンズ部５８のレンズ系に、特定の波長領域の光に対して屈折力が大きく変化するレンズを使用し、波長の短い励起光および波長の長い近赤外光の光束を、赤色光、緑色光および青色光の光束より大きな角度に広げて射出させるようにしてもよい。
【００２６】
なお、上記撮像手段１０の撮像タイミングの制御、照射手段５０からの各レーザ光の照射タイミングの制御、および各部への電源の供給等は図示しないコントローラによって行われる。
【００２７】
次に上記第１の実施の形態における作用について説明する。
【００２８】
以下、図３に示す各レーザ光の照射タイミングにしたがって上記蛍光内視鏡装置の動作を説明する。
【００２９】
まず始めに。いずれのレーザも点灯されていない非点灯のときに、蛍光撮像部１４で撮像された蛍光暗信号画像をこの蛍光撮像部１４内に記憶しておくと共に、通常撮像部１５で撮像された通常暗信号画像をこの通常撮像部１５内に記憶させておく。
【００３０】
次に、赤色レーザ５１を点灯して、生体組織１の通常観察領域Ｅ１に赤色光を照射し、通常撮像部１５により、この通常観察領域Ｅ１で反射した赤色光を受光し撮像して得られた画像から上記通常暗信号画像を差し引いて赤色画像を取得する。つづいて、緑色レーザ５２を点灯して、生体組織１の通常観察領域Ｅ１に緑色光を照射し、通常撮像部１５により、この通常観察領域Ｅ１で反射した緑色光を受光し撮像して得られた画像から上記通常暗信号画像を差し引いて緑色画像を取得する。さらに、青色レーザ５３を点灯して、通常撮像部１５により、生体組織１の通常観察領域Ｅ１に青色光を照射し、この通常観察領域Ｅ１で反射した青色光を受光し撮像して得られた画像から上記通常暗信号画像を差し引いて青色画像を取得する。
【００３１】
上記のようにして得られた赤色画像と緑色画像と青色画像とが合成された通常画像が通常撮像部１５から表示手段３０の第１の入力端子３１に出力され、図４に示すような通常画像が表示される。この通常画像による観察では病変部の存在は認められない。
【００３２】
次に、近赤外光レーザ５５を点灯して生体組織１の蛍光観察領域Ｅ２に近赤外光を照射し、蛍光撮像部１４により、この蛍光観察領域Ｅ２で反射したに近赤外光を受光し撮像して得られた画像から上記蛍光暗信号画像を差し引いて近赤外画像を取得する。つづいて、励起光レーザ５４を点灯して生体組織１の蛍光観察領域Ｅ２に励起光を照射し、蛍光撮像部１４により、この蛍光観察領域Ｅ２から発生した蛍光を受光し撮像して得られた画像から上記蛍光暗信号画像を差し引いて蛍光画像を取得する。上記取得された近赤外画像と蛍光画像とは診断情報取得手段２０に出力される。
【００３３】
近赤外画像と蛍光画像とを入力した診断情報取得手段２０は、この励起光の照射を受けて生体組織から発生した蛍光に基づいて取得された蛍光画像と参照光である近赤外光の照射を受けた生体組織によって反射された近赤外光に基づいて取得された近赤外画像との強度の比率を演算して求めた蛍光収率に基づいて、図５に示すような生体組織１中の病変部Ｂ１を示す診断情報を取得する。すなわち、この診断情報取得手段２０で、生体組織１中の病変部Ｂ１の位置を示す診断情報と、生体組織１中の病変部Ｂ１の領域を示す診断情報とが取得される。これらの診断情報は、診断情報取得手段２０から診断支援手段４０に出力される。
【００３４】
上記生体組織１中の病変部Ｂ１の位置と領域の情報を取得した診断支援手段４０は、病変部の位置と領域の情報を通常画像中に表示する視覚変化信号を視覚変化信号出力部４１で作成し、この視覚変化信号を表示手段３０の第２の入力端子３２に出力する。また、上記病変部の位置を、通常画像の中央に位置させるように内視鏡先端部６０の曲げ角度を調節してこの通常画像の表示位置を移動するアングル信号をアングル信号出力部４２で作成し、このアングル信号を先端アングル調節部６１に出力する。さらに、表示された通常画像中に占める病変部の割合が一定となるようにこの通常画像の表示倍率を変化させるズーム信号をズーム信号出力部４３で作成し、このズーム信号を照明光ズームレンズ部５８および撮像ズームレンズ部１１に出力する。
【００３５】
視覚変化信号を入力した表示手段３０は、図６に示すように病変部Ｂ１の位置と領域を示すこの病変部Ｂ１の輪郭を通常画像中に表示する。
【００３６】
アングル信号を入力した先端アングル調節部６１は、図７に示すように、病変部Ｂ１の位置を、表示された通常画像の中央に位置させるように内視鏡先端部６０の曲げ角度を調節して移動する。
【００３７】
ズーム信号を入力した撮像ズームレンズ部１１は、レンズをズーム調節して図８に示すように通常画像中に病変部Ｂ１の占める割合が一定（例えば１０％）となるようにこの通常画像の表示倍率を変化させる。なお、このとき、ズーム信号を入力した照明光ズームレンズ部５８も、撮像ズームレンズ部１１のズーム調節に応じたズーム調節を行い、レーザ光の光束の広がり角度を変化させる。
【００３８】
ここで、図９に示すように、蛍光画像で示される蛍光観察領域Ｅ２に含まれ、通常画像で示される通常観察領域Ｅ１から外れている周縁領域Ｆに病変部Ｂ２、病変部Ｂ３が存在する場合には、これらの病変部Ｂ２、病変部Ｂ３の位置を示す診断情報が、図１０に示すように、通常画像に視覚的変化である三角印Ｙ２、Ｙ３が与えられて表示される。
【００３９】
上記のように、蛍光画像に基づいて取得した診断情報を、通常画像に視覚的変化を与えることにより表示するようにしたので、通常画像を観察中であっても、上記診断情報を容易に認識することができ、蛍光画像に基づいて取得された上記診断情報の見落としを防止することができる。
【００４０】
なお、蛍光画像に基づいて複数の病変部が発見された場合には、最も中心に近い病変部、あるいは最も大きい病変部を主要な診断情報として取り扱い、この病変部の診断情報を基に上記視覚的変化を通常画像に与えるようにすることができる。また、複数の病変部の中から注目する病変部を選択し、この病変部を上記主要な診断情報として取り扱うようにしてもよい。さらに、複数の病変部全てを上記輪郭等のマークで表示し、現在注目している病変部を選択してから、この病変部を上記主要な診断情報として取り扱うようにしてもよい。
【００４１】
なお、上記マークは、図１１（ａ）に示すように病変部Ｂを三角印Ｙのみで示したり、図１１（ｂ）に示すように病変部Ｂを丸印Ｐ１で囲んだり、図１１（ｃ）に示すように病変部の領域を塗りつぶして表示したり、図１１（ｄ）に示すように病変部Ｂの領域を半透明に覆って表示としたりすることができる。また、上記マークを点滅させたり、四角形状等の図形で囲んだり、周辺の領域の色と異なる識別しやすい色で表示したりすることもでき、さらに、このマークは、上記各表示態様を組み合わせたものであってもよい。
【００４２】
また、上記マークは病変部の位置や領域を示す場合に限らず、その他の診断情報を示すようにしてもよい。
【００４３】
また、上記通常画像の表示倍率を変化させる方式は、撮像された画素数を減少させて表示することにより画像の表示倍率を変化させるデジタル方式であってもよい。
【００４４】
また、上記撮像手段は、蛍光撮像部１４と通常撮像部１５とを１つの撮像部で兼用するものとしてもよい。
【００４５】
以下、本発明による第２の実施の形態の蛍光内視鏡装置について図１２、図１３および図１４を参照して説明する。図１２は第２の実施の形態の蛍光内視鏡装置の概略構成を示すブロック図、図１３はビデオ信号処理回路の詳細を示す拡大ブロック図、図１４は２つの異なる波長透過帯域のフィルタからなる透過フィルタの概略構成を示す図である。
【００４６】
本発明の第２の実施の形態による蛍光内視鏡装置は、通常光である通常画像用の白色光Ｌｗおよび励起光である蛍光画像用の励起光Ｌｒをそれぞれ射出する２つの光源を備えた照明ユニット１１０と、この励起光の照射により生体組織１０から発生した自家蛍光を受光して２次元画像データからなる蛍光画像を撮像する蛍光画像用の撮像手段である画像検出ユニット３００と、画像検出ユニット３００から出力された蛍光画像を表す２次元画像データに基づいて距離補正等の演算を行い演算画像を算出し、演算画像の各画素のデータについて、予め記憶されている基準値と比較して比較結果に応じた信号を診断情報として取得する診断情報取得手段である画像演算ユニット４００と、白色光Ｌｗの照明を受けた生体組織によって反射された通常光である白色光を受光し通常画像を撮像する撮像手段である通常画像用撮像素子１０７と、通常画像を表す２次元画像データをビデオ信号に変換して表示させるとともに、画像演算ユニット４００から出力される診断情報を上記通常画像に視覚的変化を与えて表示させる診断支援手段である表示信号処理ユニット５００と、各ユニットに接続され、動作タイミングの制御を行う制御用コンピュータ１９０と、表示信号処理ユニット５００によって診断情報に基づく視覚的変化が与えられた通常画像を表示する表示手段であるモニタユニット６００と、診断のモード切換えのためのフットスイッチ１４０とを備えている。
【００４７】
通常画像用撮像素子１０７は患者の検査部位に挿入される内視鏡挿入部１００内に配置されており、照明ユニット１１０、画像検出ユニット３００、画像演算ユニット４００、表示信号処理ユニット５００、および制御用コンピュータ１９０が画像信号処理部１を構成し、通常画像用撮像素子１０７と画像信号処理部１との間の情報の伝達は、後述するライトガイド１０１、ＣＣＤケーブル１０２およびイメージファイバ１０３等を介して行なわれる。
【００４８】
内視鏡挿入部１００は、先端まで延びるライトガイド１０１、ＣＣＤケーブル１０２、イメージファイバ１０３を内部に備えている。ライトガイド１０１およびＣＣＤケーブル１０２の先端部、即ち内視鏡挿入部１００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。また、イメージファイバ１０３は石英ガラスファイバであり、その先端部には集光レンズ１０６を備え、集光レンズ１０６によってイメージファイバ１０３の端面に結像された蛍光像Ｚｒがこのイメージファイバ１０３を通して伝播される。ＣＣＤケーブル１０２の先端部には、通常画像用撮像素子１０７が接続され、その通常画像用撮像素子１０７には、プリズム１０８が取り付けられている。ライトガイド１０１は、多成分ガラスファイバである白色光ライトガイド１０１ａおよび石英ガラスファイバである励起光ライトガイド１０１ｂがバンドルされ、ケーブル状に一体化されており、白色光ライトガイド１０１ａおよび励起光ライトガイド１０１ｂは照明ユニット１１０に接続されている。ＣＣＤケーブル１０２の一端は、表示信号処理ユニット５００に接続され、イメージファイバ１０３の一端は、画像検出ユニット３００に接続されている。
【００４９】
照明ユニット１１０は、白色光Ｌｗを発する白色光源１１１、その白色光源１１１に電気的に接続された白色光源用電源１１２、白色光源１１１から射出された白色光を集光する白色光用集光レンズ１１３、励起光Ｌｒを発するＧａＮ系半導体レーザ１１４およびそのＧａＮ系半導体レーザ１１４に電気的に接続されている半導体レーザ用電源１１５、ＧａＮ系半導体レーザ１１４から射出される励起光を集光する励起光用集光レンズ１１６を備えている。
【００５０】
画像検出ユニット３００には、イメージファイバ１０３が接続され、イメージファイバ１０３により伝搬された蛍光像Ｚｊを後述する蛍光用集光レンズ３０５に向けて伝播させる蛍光用レンズ３０１、蛍光像Ｚｊから励起光近傍付近の波長をカットする励起光カットフィルタ３０２、その励起光カットフィルタ３０２を透過した蛍光像Ｚｊから所望の波長帯域を切り出す透過フィルタ３０３、その透過フィルタ３０３を回転させるフィルタ回転装置３０４、その透過フィルタ３０３を透過した蛍光像Ｚｊを結像させる蛍光用集光レンズ３０５、蛍光用集光レンズ３０５により結像された蛍光像Ｚｊを受光して撮像する蛍光画像用高感度撮像素子３０６、蛍光画像用高感度素子３０６により撮像された蛍光画像をデジタル値に変換して２次元画像データとして出力するＡ／Ｄ変換器３０７を備えている。
【００５１】
上記透過フィルタ３０３は図１４に示すような、２種類の光学フィルタ３０３ａおよび３０３ｂから構成され、光学フィルタ３０３ａは４３０ｎｍから７３０ｎｍまでの波長の光を透過させるバンドパスフィルタであり、光学フィルタ３０３ｂは４３０ｎｍから５３０ｎｍの光を透過させるバンドパスフィルタである。
【００５２】
画像演算ユニット４００は、２種類の光学フィルタ３０３ａおよび３０３ｂを通して撮像された蛍光画像をデジタル化した蛍光画像信号データを記憶する画像データメモリ４０１、画像データメモリ４０１に記憶された蛍光画像の各画素で表される生体組織の領域が病変組織であるか正常組織であるかを判定するための予め定められた基準値ＲＥを記憶している基準値用メモリ４０２、画像データメモリ４０１に記憶された２つの異なる波長帯域の蛍光画像の各画素毎の画素値の比率を求める演算を行なって各画素毎の値を算出し、この値と基準値用メモリ４０２の基準値ＲＥとを比較した結果に応じた演算画像を生成し出力する画像間演算部４０３を備えている。
【００５３】
基準値ＲＥは、予め正常であることが明らかな正常組織あるいは病変化していることが明らかな病変組織を撮像して取得された蛍光画像に基づいて設定される値である。
【００５４】
表示信号処理ユニット５００は、通常画像用撮像素子１０７で得られた映像信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器５０１、デジタル化された通常画像を保存する通常画像データメモリ５０２、通常画像データメモリ５０２から出力された信号をビデオ信号に変換するビデオ信号処理回路５０３を備えている。なお、ビデオ信号処理回路５０３は、通常画像データメモリ５０２から出力された信号をビデオ信号に変換する際に、画像間演算部４０３から出力された診断情報を入力し、この診断情報に基づいて上記通常画像データメモリ５０２から出力される通常画像に視覚的変化を与えるように上記ビデオ信号を作成するものである。
【００５５】
次に以上のように構成された第２の実施の形態による蛍光撮像装置の作用について説明する。
【００５６】
まず、内視鏡挿入部１００は、照明光の照射を受けて撮像された生体組織を表す通常画像を表示させながら、体内の生体組織１０付近まで挿入される。次に、フットスイッチ１４０を押すことで診断のモードが切り換わり通常光と励起光とが交互に照射され、通常光が照射されているときに通常画像が撮像されるとともに、励起光の照射を受けた生体組織１０から発生した蛍光の受光により蛍光画像が撮像され、この蛍光画像に基づく診断情報によって視覚的変化が与えられた通常画像がモニタユニット６００に表示される。なお、上記通常画像と蛍光画像とを交互に取得する制御等は制御用コンピュータ１９０によって行なわれる。
【００５７】
ここで、蛍光画像に基づく診断情報を取得する際の作用について説明する。
【００５８】
制御コンピュータ１９０からの指令信号に基づき、励起光源電源１１５が駆動され、ＧａＮ系半導体レーザ１１４から波長４１０ｎｍの励起光Ｌｒが射出される。励起光Ｌｒは、励起光用集光レンズ１１６を透過し、励起光ライトガイド１０１ｂに入射され、内視鏡挿入部１００の先端部まで導光された後、照明レンズ１０４を通して生体組織１０へ照射される。
【００５９】
励起光Ｌｒの照射により生体組織１０から発生した自家蛍光は、集光レンズ１０６により集光されイメージファイバ１０３の先端に蛍光像Ｚｊとして入射され、イメージファイバ１０３を伝播して蛍光用レンズ３０１を通して励起光カットフィルタ３０２に入射する。
【００６０】
励起光カットフィルタ３０２を透過した蛍光像Ｚｊは、透過フィルタ３０３に入射される。なお、励起光カットフィルタ３０２は、波長４２０ｎｍ未満の光を遮断し波長４２０ｎｍ以上の光を透過するロングパスフィルタである。すなわち、この励起光カットフィルタ３０２は、励起光の照射により生体組織から発生する蛍光の略全波長領域の光を透過させる。励起光Ｌｒの波長は４１０ｎｍであるため、生体組織１０で反射された励起光はこの励起光カットフィルタ３０２でカットされ、透過フィルタ３０３へ入射することはない。
【００６１】
また、上記制御コンピュータ１９０からの指令に基づき、フィルタ回転装置３０４も駆動され、透過フィルタ３０３に入射される蛍光像Ｚｊは、光学フィルタ３０３ａを透過した後、蛍光用集光レンズ３０５により結像され蛍光画像用高感度撮像素子３０６により蛍光画像が撮像されるとともに、光学フィルタ３０３ｂを透過した後、蛍光用集光レンズ３０５により結像され蛍光画像用高感度撮像素子３０６により蛍光画像が撮像される、蛍光画像用高感度撮像素子３０６によって撮像されたそれぞれの蛍光画像を表す信号はＡ／Ｄ変換回路３０７へ入力されデジタルデータに変換された後、画像データメモリ４０１に保存される。
【００６２】
画像間演算部４０３では、画像データメモリ４０１に保存されたそれぞれの蛍光画像の各画素値の比率に応じた演算を行って、その演算値と基準値メモリ４０２に予め保存された基準値ＲＥとの比較を行い、各画素について、正常組織であるか病変組織であるかの判定を行い、その判定に基づいて診断情報である演算画像を取得する。基準値メモリ４０２に保存された基準値ＲＥによる正常組織であるか病変組織であるかの判定は、この基準値ＲＥを閾値とし、この閾値と上記各画素におけるそれぞれの画素値の比率に応じて算出された演算値との比較により行われる。
【００６３】
次に、通常画像を取得する際の作用について説明する。通常画像表示時には、制御コンピュータ１９０からの指令信号に基づいて白色光源電源１１２が駆動され、白色光源１１１から白色光Ｌｗが射出される。白色光Ｌｗは、白色光用集光レンズ１１３を経て白色光ライトガイド１０１ａに入射され、内視鏡挿入部１００の先端部まで導光された後、照明レンズ１０４から生体組織１０へ照射される。白色光Ｌｗの反射光は対物レンズ１０５によって集光され、プリズム１０８で反射して、通常画像用撮像素子１０７に結像される。通常画像用撮像素子１０７で受光され撮像された通常画像はＡ／Ｄ変換器５０１へ入力され、デジタル化された後、通常画像データメモリ５０２に保存される。その通常画像データメモリ５０２により保存された通常画像は、ビデオ信号処理回路５０３によってビデオ信号に変換されモニタユニット６００に入力され、モニタユニット６００に可視画像として表示される。
【００６４】
ここで、ビデオ信号処理回路５０３は、通常画像信号をビデオ信号に変換する際に、画像間演算部４０３から出力された演算画像によって表される診断情報に基づいて、可視画像として表示される通常画像に視覚的変化を与える。上記視覚的変化は、第１の実施の形態と概略同様であり、例えば、病変組織の領域の表示色を変えることにより、この病変組織を瞬時に認識可能とすることができる。すなわち、診断者は通常画像による臨床経験豊富な診断を行ないながら蛍光画像の高い診断能力を生かして、効率良く病変部のスクリーニングを行なうことができる。上記一連の動作は、制御コンピュータ１９０によって制御される。
【００６５】
ここで、上記画像間演算部４０３から出力された演算画像によって表される診断情報に基づいて、可視画像として表示される通常画像に視覚的変化を与えるビデオ信号処理回路５０３について詳しく説明する。
【００６６】
図１３に示すように、ビデオ信号処理回路５０３は、以下に説明する視覚変化信号生成部１５０と、画像合成部１５１と、ズーム処理部１５２と、ビデオ信号生成部１５３とを備えている。
【００６７】
視覚変化信号生成部１５０は、画像間演算部４０３から入力された演算画像に基づいて生成された、病変部を表示色を変えた輪郭によるマークで示す輪郭マーク信号を出力する視覚変化信号出力部１４１と、画像間演算部４０３から入力された演算画像に基づいて生成された、上記病変部の位置を通常画像の中央に位置させるようにこの通常画像の表示位置を移動させるアングル信号を制御コンピュータ１９０を通して後述する先端アングル調節部１６１に出力するアングル信号出力部１４２と、画像間演算部４０３から入力された演算画像に基づいて生成された、表示される通常画像中に占める病変部の割合が一定となるようにこの通常画像の表示倍率を変化させるズーム信号を出力するズーム信号出力部１４３とを有している。
【００６８】
画像合成部１５１は、通常画像データメモリ５０２から出力された通常画像を表す信号と視覚変化信号生成部１５０の視覚変化信号出力部１４１から出力された上記輪郭マーク信号を入力し、この輪郭マーク信号に基づいて病変部を表示色を変えた輪郭によるマークで示す画像合成を行なう。
【００６９】
先端アングル調節部１６１は、視覚変化信号生成部１５０のアングル信号出力部１４２から出力され制御コンピュータ１９０を通して入力された上記アングル信号に基づいて、病変部の位置を、表示された通常画像の中央に位置させるようにスコープ部１００の先端の曲げ角度を調節する。
【００７０】
ズームシフト処理部１５２は、上記画像合成部１５１から出力された、画像合成が行なわれた通常画像を表す信号と、視覚変化信号生成部１５０のズーム信号出力部１４３から出力されたズーム信号を入力し、上記画像合成が行なわれた通常画像に対して、この通常画像中に占める病変部の割合が一定（例えば２０％）となるようにこの通常画像の表示倍率をデジタル的に（いわゆるデジタルズームの手法を用いて）変更する。また、このズームシフト処理部１５２は、通常画像の表示倍率をデジタル的に変更するとともに、通常画像中に表示される病変部の位置を通常画像の中央に位置させるようにシフトさせることもできる。
【００７１】
ビデオ信号生成部１５３は、ズーム処理部１５２から出力された、視覚的変化が与えられた通常画像をビデオ信号に変換して出力する。
【００７２】
上記のように、ビデオ信号処理回路５０３は、通常画像データメモリ５０２から入力した通常画像を表す信号に対して、病変部を輪郭によるマークで示す画像合成を施したり、アングル信号を出力して病変部の位置を通常画像の中央に位置させるようにしたり、通常画像中に病変部の占める割合が一定となるようにこの通常画像の表示倍率をデジタル的に変更するとともに通常画像中に表示される病変部の位置を通常画像の中央に位置させるようにシフトさせたりして取得した、視覚的変化が与えられた通常画像をビデオ信号に変換して出力する。そして、このビデオ信号はモニタユニット６００に入力され可視画像として表示される。
【００７３】
なお、上記ビデオ信号処理回路５０３による画像合成、アングル信号の出力、表示倍率の変更は、全て同時に実行される必要はなく、これらの３つの機能の中から１つの機能のみを選択して実行させたり、これらの３つの機能の中の２つの機能を組み合わせて実行させたりするようにしてもよい。
【００７４】
以下、本発明による第３の実施の形態の蛍光内視鏡装置について図１５から２１を参照して説明する。図１５は第３の実施の形態の蛍光内視鏡装置の概略構成を示すブロック図、図１６はＣＣＤ撮像素子に配置されるモザイクフィルタの概略構成を示す図、図１７は赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ透過する３種類のフィルタの組合せからなる切換フィルタの概略構成を示す図、図１８は生体組織に付与されたマークを示す図、図１９から図２２は通常画像または蛍光診断画像によって示される病変部位およびマーク領域を示す図である。
【００７５】
第３の実施の形態の蛍光内視鏡装置は、生体組織に、照明光（Ｌｒ、Ｌｇ、Ｌｂ）を順次照射して、生体組織で反射された反射光を蛍光内視鏡先端に取り付けられたＣＣＤ撮像素子で撮像し、生体組織の画像をカラー画像としてモニタ上に表示する通常画像表示機能と、生体組織に励起光を照射して、生体組織から発せられた蛍光を、上記内視鏡先端に取り付けられたＣＣＤ撮像素子で２つの所定波長帯域において撮像した２つの蛍光画像を得、さらに、これらの蛍光画像同士を演算して上記それぞれの所定波長帯域における蛍光画像の信号強度の比率に応じた蛍光診断画像を診断情報として取得し、この診断情報を通常画像に重ねてモニタ上に表示して診断のスクリーニングを行なう診断支援機能を有するものである。上記蛍光診断情報を表示する場合には、蛍光診断画像によって示される診断情報のみを、この蛍光診断画像を取得した後に取得される現在観察中の通常画像に重ねて表示する。画像を重ねる際には、通常画像によって表示される生体組織の領域と蛍光診断画像によって表示される生体組織の領域とが略一致するように、蛍光診断画像に形状補正処理および回転補正処理を施した上でこの蛍光診断画像を通常画像上に重ねてモニタ上に表示するものである。なお通常画像と蛍光診断画像をモニタ上に表示する際には、蛍光診断画像を半透明化して通常画像に重畳した重畳診断画像を表示する重畳モードあるいは蛍光診断画像によって示される病変部位の輪郭を通常画像に重畳した輪郭重畳診断画像を表示する輪郭重畳モードが選択可能である。なお、診断情報に病変部位を示す情報が含まれていない場合には、通常画像に蛍光診断画像は重ねて表示されない。
【００７６】
上記第３の実施の形態の蛍光内視鏡装置は、先端にＣＣＤ撮像素子２０５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２００、通常像を撮像するときに生体組織に照射する照明光を発する光源と、蛍光像を撮像するときに生体組織に照射する励起光を発する光源を備える照明ユニット２１０、ＣＣＤ撮像素子の動作を制御するＣＣＤドライバ２２０、撮像された通常画像をカラー画像として取得するための画像処理を行う通常画像処理ユニット１３０、蛍光像を撮像して得た２つの所定波長帯域における蛍光画像の信号強度の比率に応じた診断情報を蛍光診断画像として取得する診断情報取得ユニット２３０、各部の動作タイミングの制御、診断のスクリーニングを行う際の蛍光診断画像の補正処理、および表示制御等を行い、通常画像を表示する際に、蛍光診断画像として取得された診断情報をこの通常画像に視覚的変化を与えることにより表示する診断支援手段２４０、上記視覚的変化が与えられた通常画像を可視画像として表示するモニタ１５０、上記モードを切換える信号等を入力する入力部２６０とから構成されている。
【００７７】
スコープ部２００は、先端まで延びるライトガイド２０１およびＣＣＤケーブル２０２を内部に備えている。ライトガイド２０１およびＣＣＤケーブル２０２の先端部、即ちスコープ部２００の先端部には、照明レンズ２０６および対物レンズ２０７を備えている。ライトガイド２０１は、照明光用のライトガイド２０１ａ、励起光用のライトガイド２０１ｂ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２１０へ接続されている。ＣＣＤケーブル２０２の先端部には、モザイク状に組み合わされた微少な帯域フィルタからなるモザイクフィルタ２０４がオンチップされているＣＣＤ撮像素子２０５が接続され、このＣＣＤ撮像素子２０５には、プリズム２０８が取り付けられている。
【００７８】
モザイクフィルタ２０４は、図１６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２０４ａと、４３０ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域の光を透過させる広帯域フィルタ２０４ｂが交互に組み合わされ、各帯域フィルタはＣＣＤ撮像素子２０５の画素に一対一で対応している。なお、通常画像を取得する際には、上記広帯域フィルタ２０４ｂを透過して撮像された画像のみが使用される。
【００７９】
ＣＣＤケーブル２０２、ＣＣＤ撮像素子２０５の駆動信号を伝送する駆動ライン２０３ａと、ＣＣＤ撮像素子２０５から信号電荷を読み出す出力ライン２０３ｂおよび２０３ｃとが組み合わされ、駆動ライン２０３ａはＣＣＤドライバ２２０に接続され、出力ライン２０３ｂは診断情報取得ユニット２３０に接続され、出力ライン２０３ｃは通常画像処理ユニット１３０に接続されている。
【００８０】
照明ユニット２１０は、白色光を射出するキセノンランプからなる白色光源２２１、該白色光源２２１に電気的に接続されている光源用電源２２２、白色光源から射出される白色光を集光する集光レンズ２２３、白色光を、赤色光であるＲ光、緑色光であるＧ光および青色光であるＢ光に順次色分解するための切換フィルタ２２４、および切換フィルタ２２４を回転させるフィルタ回転部２２５を備え、上記切換フィルタ２２４は、図１７に示すように、Ｒ光を透過するＲフィルタ２２４ａ、Ｇ光を透過するＧフィルタ２２４ｂ、Ｂ光を透過するＢフィルタ２２４ｃおよび遮光機能を有するマスク部２２４ｄとから構成されている。さらに、この照明ユニット２１０は、蛍光像を撮像するときに励起光Ｌｅを発するＧａＮ系半導体レーザ２１１と、このＧａＮ系半導体レーザ２１１に電気的に接続されている励起光源用電源２１２と、集光レンズ２１３とを備えている。
【００８１】
ＣＣＤドライバ２２０は、ＣＣＤ撮像素子２０５の動作タイミングを制御する動作制御信号を出力するものである。
【００８２】
診断情報取得ユニット２３０は、ＣＣＤ撮像素子２０５で撮像された信号のプロセス処理を行う信号処理回路２３１、この信号処理回路２３１で得られた画像信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換回路２３２、デジタル化された画像信号を、モザイクフィルタ２０１の狭帯域フィルタ２０４ａと広帯域フィルタ２０４ｂとにそれぞれ対応する画像信号として区分して記憶する画像メモリ２３３、この画像メモリ２３３に記憶された狭帯域フィルタ２０４ａを透過した狭波長帯域の画像信号（以後狭帯域画像信号と記載）と広帯域フィルタ２０４ｂを透過した広波長帯域の画像信号（以後広帯域画像信号と記載）から蛍光診断画像を作成する蛍光診断画像生成回路２３４を備えている。なお、蛍光診断画像は単なる蛍光の強度分布を表す画像や蛍光のスペクトル強度分布の違いを表す画像とは異なり、特定の診断情報を表す画像を意味するものである。
【００８３】
通常画像処理ユニット１３０は、ＣＣＤ撮像素子２０５で撮像された信号のプロセス処理を行う信号処理回路１３１、信号処理回路１３１で得られた画像信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換回路１３２、デジタル化された画像信号を各色毎に保存する通常画像メモリ１３３を備えている。ここで、通常画像を表す画像信号は、モザイクフィルタ２０１の広帯域フィルタ２０４ｂを透過した信号のみが採用される。
【００８４】
なお、診断支援手段２４０は、各部に接続され、各部動作タイミングを制御して診断のスクリーニングを行う際に蛍光診断画像に補正処理を施す補正部２４１、および診断のスクリーニングにおける表示動作を制御する表示制御部２４２を備えている。診断支援手段２４０の補正部２４１は、診断情報取得ユニット２３０から入力した蛍光診断画像を記憶する記憶部２４３、形状補正処理を蛍光診断画像に施す形状補正部２４４および回転補正処理を蛍光診断画像に施す方位補正部２４５とを有し蛍光診断画像に基づいて補正蛍光診断画像を作成する。また表示制御部２４２は、上記補正部２４１で作成された補正蛍光診断画像と通常画像処理ユニット１３０から入力した通常画像とに基づいて重畳診断画像を生成する重畳診断画像生成部２４７、および上記補正蛍光診断画像と通常画像とに基づいて輪郭重畳診断画像を生成する輪郭重畳診断画像生成部２４８とを有している。
【００８５】
なお、この診断支援手段２４０から出力された上記重畳診断画像および輪郭重畳診断画像はビデオ信号処理回路１３５によってビデオ信号に変換して出力される。
【００８６】
以下、上記第３の実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用について説明する。
【００８７】
画像の取得に先立ち、観察者はスコープ部２００を、被験者の体腔内に挿入し、スコープ部２００先端を生体組織１０の近傍に誘導する。なお、本実施例においては、図１８に示すように、生体組織１０内の病変部位１１近傍に第１マーク１２および第２マーク１３が付与されている。この第１マーク１２および第２マーク１３は、事前の内視鏡検査時にあらかじめ病変部位１１近傍に付与されたもので、生体に無害な白色の色素が混入された生体接着剤を用いて付与されたものであり、第１マーク１２は２点のドットで形成され、第２マーク１３は１点のドットで形成されている。
【００８８】
励起光Ｌｅの照射と、蛍光像Ｚｊの撮像と、蛍光診断画像の取得に関し以下詳細な説明を行う。
【００８９】
診断者が入力部２６０を介して蛍光診断画像の取得を指示すると、診断支援手段２４０からの信号に基づき、励起光源用電源２１２が駆動され、ＧａＮ系半導体レーザ２１１から波長４１０ｎｍの励起光Ｌｅが射出される。励起光Ｌｅは、レンズ２１３を透過し、ライトガイド２０１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２０６から生体組織１０に向けて照射される。
【００９０】
励起光Ｌｅを照射されることにより生体組織１０から発生した蛍光は、集光レンズ２０７により集光され、プリズム２０８で反射してモザイクフィルタ２０４を通してＣＣＤ撮像素子２０５上に蛍光像Ｚｊとして結像される。
【００９１】
ＣＣＤ撮像素子２０５では、蛍光像Ｚｊが受光され光電変換されて、光の強弱に応じた電気信号が診断情報取得ユニット２３０へ出力される。
【００９２】
ＣＣＤ撮像素子２０５から出力された信号は、診断情報取得ユニット２３０の信号処理回路２３１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２３２でデジタル信号に変換されて、狭帯域画像信号と広帯域画像信号とに分けて、画像メモリ２３３の記憶領域へ記憶される。蛍光診断画像生成回路２３４では、隣接する画素毎に狭帯域の画像信号と広帯域の画像信号の信号の強度比を算出して蛍光診断画像を取得する。
【００９３】
診断者は、この蛍光診断画像を取得する際に、第１マーク１２と第２マーク１３とが、取得される蛍光診断画像のほぼ中央に適切な大きさとなるように、通常画像を観察しながらスコープ部２００の先端の位置を調整する。図１９に示すような所望の位置に第１マーク１２と第２マーク１３とが表示されている時に、診断者は入力部２６０を操作して、蛍光診断画像を記憶させる指示を入力する。診断支援手段２４０は、この指示が入力された時に取得された蛍光診断画像を蛍光診断画像生成回路２３４から記憶部２４３に転送して記憶させる。この際この蛍光診断画像を特定できる付加情報、例えば被験者名、撮像部位名あるいは撮像日時等をこの蛍光診断画像と共に記憶させる。
【００９４】
次に、通常画像の観察について説明する。なお、以下に説明する通常画像の観察は上記蛍光診断画像が記憶部に記憶された後に行なわれるものであり、この通常画像の観察は、上記蛍光診断画像が取得された直後に行なわれる場合もあれば、上記蛍光診断画像が取得されてから数週間経過してから行なわれる場合もある。
【００９５】
まず、通常画像の赤色成分を表すＲ画像を取得する際の動作を説明する。入力部２６０を介した診断者の指示に基づく診断支援手段２４０からの信号により、光源用電源２２２が駆動され、白色光源２２１から白色光が射出される。白色光は、集光レンズ２２３により集光され、切換フィルタ２２４を透過する。切換フィルタ２２４では、診断支援手段２４０からの信号に基づいて、Ｒフィルタ２２４ａが光路上に配置されるように回転の同期がとられている。このため、白色光は、切換フィルタ２２４を透過するとＲ光Ｌｒとなる。Ｒ光Ｌｒは、ライトガイド１０１に入射され、スコープ部２００の先端まで導光された後、照明レンズ２０６から生体組織１０へ照射される。
【００９６】
生体組織１０で反射されたＲ光（Ｌｒ）の反射光は、集光レンズ２０７により集光され、プリズム２０８で反射して、ＣＣＤ撮像素子２０５上にＲ光反射像Ｚｒとして結像される。
【００９７】
ＣＣＤ撮像素子２０４では、モザイクフィルタの広帯域フィルタ２０４ａを通して、Ｒ光反射像Ｚｒが受光され、光電変換により光の強弱に応じた電気信号に変換されて出力される。ＣＣＤ撮像素子２０５より出力されたＲ画像の出力信号は、通常画像処理ユニット１３０の信号処理回路１３１で、プロセス処理が施され通常画像の赤色成分を表すＲ画像として出力され、Ａ／Ｄ変換回路１３２でデジタル信号に変換されて、通常画像メモリ１３３のＲ画像の記憶領域へ記憶される。
【００９８】
以後、Ｇ光を透過するＧフィルタ２２４ｂおよびＢ光を透過するＢフィルタ２２４ｃが順次光路上に配置され、上記と同様な動作により通常画像の緑色成分を表すＧ画像および通常画像の青色成分を表すＢ画像が取得され、それぞれ、通常画像メモリ１３３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。
【００９９】
３色の画像（通常画像）が通常画像メモリ１３３に記憶されると、表示タイミングに合わせて通常画像処理ユニット１３０から出力され、ビデオ信号処理回路１３５でビデオ信号に変換されて、モニタ１５０にカラー画像として表示される。
【０１００】
第１マーク１２および第２マーク１３が付与されている生体組織１０の病変部位１６の通常画像である上記カラー画像が表示されると、診断者は第１マーク１２および第２マーク１３がこのカラー画像のほぼ中央に表示されるように、スコープ部１００の先端の位置を調整する。図２０に示すような所望のカラー画像（以下通常画像１５と記載）が表示されている時に、診断者は入力部２６０を通して診断のスクリーニングの指示を行なうと、補正部２４１は、上述の通常画像１５の付加情報（被験者名、撮像部位名あるいは撮像日時等）を参照して既に取得されている上記通常画像１５に対応する蛍光診断画像１４を記憶部２４３から読み出す。
【０１０１】
なお、投薬の効果により病変部位１１は病変部位１６まで縮小しているが、図２１の（ａ）に示すように通常画像１５の倍率の方が蛍光診断画像１４の倍率よりも大きいため、蛍光診断画像１４を通常画像１５上に重ねて観察しても、病変部位の縮小を簡単に認識することは困難となる。そのため、診断者が診断のスクリーニングの指示を入力する際には、同時に表示モードを指定する。すなわち、蛍光診断画像を半透明化して通常画像に重畳して表示させる重畳診断画像を作成する重畳モード、あるいは蛍光診断画像の病変部位の輪郭を通常画像に重畳して表示させる輪郭重畳診断画像を作成する輪郭重畳モードを選択する。
【０１０２】
診断支援手段２４０の補正部２４１では、上記の指示が入力されると、蛍光診断画像を入力し、最初に倍率補正部２４４において倍率補正処理が行われる。まず通常画像の第１マークが撮像された第１マーク領域と第２マークが撮像された第２マーク領域とを識別し、第１マーク領域と第２マーク領域との距離（以下マーク間距離と記載）を算出する。上記と同様に蛍光診断画像においてもマーク間距離を算出する。その後通常画像において算出されたマーク間距離と、蛍光診断画像において算出されたマーク間距離とが略等しくなるように蛍光診断画像の倍率を変更して記憶部２４３に補正蛍光診断画像として記憶させる。この時点での補正蛍光診断画像および通常画像を表示させれば、図２１の（ｂ）に示すような画像となる。
【０１０３】
次に、方位補正部２４５において回転補正処理が行われる。通常画像における上記第１マーク領域に対する第２マーク領域の方位（以下マーク間方位と記載）と、補正蛍光診断画像における上記第１マーク領域に対する第２マーク領域の方位を算出し、その後通常画像のマーク間方位と、補正蛍光診断画像のマーク間方位とが略等しくなるように補正蛍光診断画像を回転させて記憶部２４３に再び記憶させる（図２１（ｃ）参照）。なお、第１マーク領域に対する第２マーク領域の方位とは、第１マーク領域と第２マーク領域とがモニタ上に表示されるときの、第１マーク領域に対する第２マーク領域の方位を意味している。
【０１０４】
次に、通常画像上に上記補正蛍光診断画像を重ねて表示させる。表示モードとして重畳モードが選択された場合には、重畳診断画像生成部２４７は、記憶部２４３から補正蛍光診断画像を読み出し、画像メモリ１３３から通常画像を読み出して、補正蛍光診断画像を半透明化して通常画像に重畳して重畳診断画像を作成する。なお補正蛍光診断画像を通常画像に重畳する際には、通常画像の第１マーク領域と第２マーク領域の位置が、半透明化された補正蛍光診断画像の第１マーク領域と第２マーク領域の位置に略一致するように重畳される。この重畳診断画像は表示制御部２４２からビデオ信号処理回路１３５に出力される。重畳診断画像は、ビデオ信号に変換されてモニタ１５０に出力され、図２２の（ａ）に示すような重畳診断画像１７として表示される。診断者はこの重畳診断画像１７を観察することにより、病変部位１６が病変部位１１に比べ縮小していることを容易に識別できる。
【０１０５】
表示モードとして輪郭重畳モードが選択された場合には、輪郭重畳診断画像生成部２４７は、記憶部２４３から補正蛍光診断画像を読み出し、画像メモリ１３３から通常画像を読み出す。補正蛍光診断画像で示される病変部位に基づいて、病変部位の輪郭および第１マーク領域と第２マーク領域からなる輪郭画像を作成し、この輪郭画像を通常画像に重畳して輪郭重畳診断画像を作成する。なお補正蛍光診断画像を通常画像に重畳する際には、通常画像の第１マーク領域と第２マーク領域の位置に、輪郭画像の第１マーク領域と第２マーク領域の位置が略一致するように重畳される。表示制御部２４２は、この輪郭重畳診断画像をビデオ信号処理回路１３５に出力する。輪郭重畳診断画像は、ビデオ信号に変換されて、モニタ１５０に出力され、図２２の（ｂ）に示すような輪郭重畳診断画像１８として表示される。診断者はこの輪郭重畳診断画像１８を観察することにより、病変部位１６が病変部位１１に比べ縮小していることを容易に識別できる。
【０１０６】
なお、上記蛍光診断画像が通常画像上に重ねて表示される際には、蛍光診断画像によって示される診断情報は、広帯域画像信号の信号強度と狭帯域画像信号の信号強度の比率の変化に応じて表示色が変化する疑似カラーで表示されることができ、この場合には正常組織から発せられた蛍光と、病変部位から発せられた蛍光の表示色の差異が明らかになるような疑似カラーを設定することが好ましい。例えば正常組織から発せられた蛍光は白色となり、病変部位から発せられた蛍光はピンクあるいは他の色となるように、疑似カラー表示することにより、観察者は病変部位を容易に認識することができる。
【０１０７】
以上の説明で明らかなように、第３の実施の形態による蛍光内視鏡装置においては、まず蛍光診断画像におけるマーク間距離と、通常画像におけるマーク間距離とが略等しくなるように、蛍光診断画像に倍率補正処理を施し、次に蛍光診断画像におけるマーク間方位が、通常画像におけるマーク間方位と略等しくなるように蛍光診断画像に回転補正処理を施して、補正蛍光診断画像を作成し、この補正蛍光診断画像を通常画像に重ねてモニタに表示するようにしたので、通常画像上に表示される診断情報である補正蛍光診断画像の倍率および方位が略一致し、病変部位の確認が容易になり診断効率が向上する。
【０１０８】
なお、上記第２の実施の形態、および第３の実施の形態において、蛍光画像が撮像される生体組織上の蛍光観察領域が、通常画像が撮像される生体組織上の通常観察領域を含み、かつこの領域より大きくなるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成示す概念図
【図２】バンドルファイバの断面を示す断面図、
【図３】各レーザ光の照射タイミングを示す図
【図４】表示された通常画像を示す図
【図５】診断情報である生体組織中の病変部の位置と領域とを示す図
【図６】通常画像中に表示された病変部の輪郭によるマークを示す図
【図７】表示された通常画像の中央に病変部を移動した様子を示す図
【図８】通常画像の表示倍率を変化させた様子を示す図
【図９】蛍光観察領域に含まれ通常観察領域から外れた周縁領域の診断情報を示す図
【図１０】周縁領域に病変部が存在する場合に通常画像中に表示される診断情報を示す図
【図１１】診断情報を通常画像に視覚的変化を与えて表示する場合の種々の態様を示す図
【図１２】第２の実施の形態の蛍光内視鏡装置の概略構成を示すブロック図
【図１３】ビデオ信号処理回路の詳細を示す拡大ブロック図
【図１４】２つ波長透過帯域のフィルタからなる透過フィルタの概略構成を示す図
【図１５】第３の実施の形態の蛍光内視鏡装置の概略構成を示すブロック図
【図１６】ＣＣＤ撮像素子に配置されるモザイクフィルタの概略構成を示す図
【図１７】３種類のフィルタの組合せからなる切換フィルタの概略構成を示す図
【図１８】生体組織に付与されたマークを示す図
【図１９】病変部位およびマーク領域を示す図
【図２０】病変部位およびマーク領域を示す図
【図２１】病変部位およびマーク領域を示す図
【図２２】病変部位およびマーク領域を示す図
【符号の説明】
１　　生体組織
１０　　撮像手段
２０　　診断情報取得手段
３０　　表示手段
４０　　診断支援手段
５０　　照射手段
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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