(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光、および、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から２以上の自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる２以上の励起光を発する光源部と、
前記白色光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域からの白色光の反射光を受光して通常光画像を撮像し、かつ、前記２以上の励起光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を受光して自家蛍光画像を撮像する撮像部と、
前記光源部から発せられる２以上の励起光が血液により吸収され、該２以上の励起光の発光強度が該血液の量に応じて低下するのを防止するための補正係数を有し、該補正係数の中から、前記通常光画像の画像信号に対応する前記２以上の励起光の発光強度の補正係数をそれぞれ求め、該求めたそれぞれの補正係数を用いて、前記２以上の励起光のそれぞれにおける、前記血液による光の吸収の影響が排除されるように、該２以上の励起光の発光強度の比率を補正する光源制御部とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置。
【請求項２】
前記光源制御部は、前記通常光画像の画像信号が所定値よりも小さくなるに従って、前記血液による光の吸収量が大きい励起光の発光強度の方が、該血液による光の吸収量が大きい励起光よりも血液による光の吸収量が小さい励起光の発光強度よりも大きくなるように、前記２以上の励起光の発光強度の比率を補正するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【請求項３】
前記光源制御部は、前記通常光画像の画像信号が所定値よりも大きい場合に、前記２以上の励起光の発光強度の比率が同じある一定の値となるように補正するものである請求項２に記載の内視鏡診断装置。
【請求項４】
前記光源制御部は、前記通常光画像の画像信号に対応する前記２以上の励起光の発光強度のそれぞれの補正係数が記憶された補正係数テーブルを有し、該補正係数テーブルを用いて、前記通常光画像の画像信号に対応する前記２以上の励起光の発光強度の補正係数をそれぞれ求めるものである請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項５】
前記光源部は、前記２以上の励起光として、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍの第１および第２励起光を含む請求項１〜４のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項６】
前記光源部は、前記第１および第２励起光を発するレーザ光源を備えるものである請求項５に記載の内視鏡診断装置。
【請求項７】
前記光源制御部は、前記通常光画像の緑色の画像信号に基づいて、前記２以上の励起光の発光強度の比率を補正するものである請求項５または６に記載の内視鏡診断装置。
【請求項８】
前記撮像部は、前記通常光画像を撮像する第１撮像素子と、該第１撮像素子の光路上に配置され、青色、緑色および赤色に応じた波長範囲の光を透過する分光透過特性を有するカラーフィルタと、前記自家蛍光画像を撮像する該第１撮像素子よりも高感度の第２撮像素子と、該第２撮像素子の光路上に配置され、前記２以上の励起光の波長範囲の光を透過しないフィルタとを備えるものである請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の被観察領域（生体）に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する内視鏡診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置から発せられる通常光（白色光）を内視鏡先端部まで導光して被検者の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を取得し、通常光観察（白色光観察）を行う内視鏡装置が用いられている。これに対し、近年では、通常光観察に加えて、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被検者の被観察領域に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像（特殊光画像）を取得し、自家蛍光観察（特殊光観察）を行う内視鏡装置が活用されている。
【０００３】
自家蛍光観察を行う内視鏡装置として、例えば、特許文献１がある。
【０００４】
特許文献１には、第１蛍光観察モードとして、３つの励起光を順番に照射し、センサ前面に設けられた励起光カットフィルタを使って励起光をカットして自家蛍光画像を取得する方法が記載されている。３つの励起光はそれぞれ波長が違っており、正常部と病変部とで自家蛍光強度が変化するＮＡＤＨ、エラスチン、コラーゲンの自家蛍光画像を捉えるように波長が最適化されている。
【０００５】
第１蛍光観察モードでは、４つのフィールドを１つのフレームとして扱い、各フレームの各フィールドにおいて、図９に示すように、順次、白色光、励起光１、励起光２、励起光３が被検者に照射される。フィールド１ではセンサにより通常光画像が取得され、続くフィールド２〜４では、励起光カットフィルタにより励起光がカットされ、センサにより自家蛍光画像１，２，３が順次取得される。そして、通常光画像、自家蛍光画像１〜３の動画が同時にモニタに表示される。
【０００６】
また、特許文献１には、第２蛍光観察モードとして、２つの励起光１，２を順番に照射し、センサの前面に設けられた励起光カットフィルタを使って励起光１，２をカットして励起光１，２の自家蛍光画像１，２を取得し、自家蛍光画像１における明部と自家蛍光画像２における暗部とが一致する箇所を特定色へ変換することで病変部を強調して表示する方法が示されている。
【０００７】
第２蛍光観察モードでは、２つのフィールドを１つのフレームとして扱い、各フレームの各フィールドにおいて、図１０に示すように、励起光１、励起光２が被検者に交互に照射される。フィールド１，２では、励起光カットフィルタにより励起光がカットされ、センサにより励起光１，２の自家蛍光画像１，２がそれぞれ取得される。そして、自家蛍光画像１の明部で、かつ、自家蛍光画像２の暗部の箇所が抽出され、抽出された箇所が特定色でモニタに表示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−４３３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１の方法では、違う波長の複数の励起光を順番に照射して自家蛍光画像を得ることが示されているが、励起光の波長によって血液に吸収される度合い（吸収量）が違うため、被検者の血液量が多い場合と少ない場合とでは、撮像される自家蛍光画像の蛍光強度が変わってしまう。従って、特許文献１の第２蛍光観察モードに示されているように、励起光１の明部、励起光２の暗部といっても血液量に依存してしまうため、正常部や病変部の判別が難しいという課題があった。
【００１０】
本発明の目的は、被検者の血液量に依存して蛍光強度が変化しない自家蛍光画像を得ることができる内視鏡診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、白色光、および、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から２以上の自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる２以上の励起光を発する光源部と、
前記白色光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域からの白色光の反射光を受光して通常光画像を撮像し、かつ、前記２以上の励起光が前記光源部から前記被検者の被観察領域に照射された場合に、該被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を受光して自家蛍光画像を撮像する撮像部と、
前記光源部から発せられる２以上の励起光が血液により吸収され、該２以上の励起光の発光強度が該血液の量に応じて低下するのを防止するための補正係数を有し、該補正係数の中から、前記通常光画像の画像信号に対応する前記２以上の励起光の発光強度の補正係数をそれぞれ求め、該求めたそれぞれの補正係数を用いて、前記２以上の励起光のそれぞれにおける、前記血液による光の吸収の影響が排除されるように、該２以上の励起光の発光強度の比率を補正する光源制御部とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置を提供するものである。
【００１２】
ここで、前記光源制御部は、前記通常光画像の画像信号が所定値よりも小さくなるに従って、前記血液による光の吸収量が大きい励起光の発光強度の方が、該血液による光の吸収量が大きい励起光よりも血液による光の吸収量が小さい励起光の発光強度よりも大きくなるように、前記２以上の励起光の発光強度の比率を補正するものであることが好ましい。
【００１３】
また、光源制御部は、通常光画像の画像信号が所定値よりも大きい場合に、２以上の励起光の発光強度の比率が同じある一定の値となるように補正するものであることが好ましい。
【００１４】
また、光源制御部は、通常光画像の画像信号に対応する２以上の励起光の発光強度のそれぞれの補正係数が記憶された補正係数テーブルを有し、補正係数テーブルを用いて、通常光画像の画像信号に対応する２以上の励起光の発光強度の補正係数をそれぞれ求めるものであることが好ましい。
【００１５】
また、前記光源部は、前記２以上の励起光として、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍの第１および第２励起光を含むことが好ましい。
【００１６】
また、前記光源部は、前記第１および第２励起光を発するレーザ光源を備えるものであることが好ましい。
【００１７】
また、光源制御部は、通常光画像の緑色の画像信号に基づいて、２以上の励起光の発光強度の比率を補正するものであることが好ましい。
【００１８】
また、撮像部は、通常光画像を撮像する第１撮像素子と、第１撮像素子の光路上に配置され、青色、緑色および赤色に応じた波長範囲の光を透過する分光透過特性を有するカラーフィルタと、自家蛍光画像を撮像する第１撮像素子よりも高感度の第２撮像素子と、第２撮像素子の光路上に配置され、２以上の励起光の波長範囲の光を透過しないフィルタとを備えるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、励起光の発光強度における、血液による光の吸収の影響を排除することができ、その結果、被検者の血液量に依存して自家蛍光の蛍光強度が変化しないため、血液による光の吸収の影響が排除された自家蛍光画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図である。
【図２】図１に示す内視鏡診断装置の内部構成を表すブロック図である。
【図３】図１に示す内視鏡診断装置の内視鏡挿入部の先端部の様子を表す概念図である。
【図４】酸化ヘモグロビンおよび還元ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。
【図５】励起光の発光強度を補正するための補正係数を表す一例のグラフである。
【図６】図１に示す内視鏡診断装置の作用を表す概念図である。
【図７】図１に示す内視鏡診断装置における通常光観察モードおよび自家蛍光観察モードでの処理を表す概念図である。
【図８】ＦＡＤおよびポルフィリンの正常部および病変部の蛍光強度を表す表である。
【図９】特許文献１における第１蛍光観察モードでの処理を表す概念図である。
【図１０】特許文献１における第２蛍光観察モードでの処理を表す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係る内視鏡診断装置を詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図、図２は、その内部構成を表すブロック図である。これらの図に示す内視鏡診断装置１０は、波長範囲の異なる複数の光を発生する光源装置１２と、光源装置１２から発せられる光を導光して被検者の被観察領域に照射し、被検者からの反射光ないし自家蛍光を撮像する内視鏡装置１４と、内視鏡装置１４で撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置１６と、プロセッサ装置１６から出力される内視鏡画像を表示する表示装置１８と、入力操作を受け付ける入力装置２０とによって構成されている。
【００２３】
ここで、内視鏡診断装置１０は、通常光（白色光）を被検者に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を表示（観察）する通常光観察モード（白色光観察モード）と、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被検者に照射し、自家蛍光を撮像して自家蛍光画像（特殊光画像）を表示する自家蛍光観察モード（特殊光観察モード）とを有する。各観察モードは、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、適宜切り替えられる。
【００２４】
光源装置１２は、光源制御部２２と、それぞれ中心波長の異なるレーザ光を発する２種のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２と、コンバイナ（合波器）２４と、カプラ（分波器）２６とによって構成されている。
【００２５】
本実施形態において、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からは、それぞれ、中心波長が４０５ｎｍ、４４５ｎｍである、所定の波長範囲（例えば、中心波長±１０ｎｍ）の狭帯域光が発せられる。レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２は、生体組織内の自家蛍光物質、例えば、ポルフィリン（Porphyrin）、ＮＡＤＨ（Nicotinamide Adenine dinucleotideの還元型）、ＮＡＤＰＨ（Nicotinamide Adenine dinucleotide Phosphateの還元型）、ＦＡＤ（Flavin Adenine Dinucleotide）等から自家蛍光を発光させるための励起光１，２を照射する光源である。また、レーザ光源ＬＤ２は、後述するように、蛍光体から白色光（疑似白色光）を発生させるための励起光を発生する光源（白色光光源）でもある。
【００２６】
レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２は、後述するプロセッサ装置１６の制御部によって制御される光源制御部２２によりそれぞれ個別にオンオフ制御および光量制御が行われ、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の発光のタイミングや光量比率は変更自在になっている。レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２としては、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を用いることもできる。
【００２７】
なお、通常光を発生するための通常光光源は、励起光および蛍光体の組合せに限定されず、白色光を発するものであればよく、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）などを利用することもできる。自家蛍光観察用の励起光を発生するための励起光光源も、レーザ光源（半導体レーザ）に限定されず、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる十分な強度の励起光を照射できる各種の光源、例えば、白色光光源と帯域制限フィルタとの組合せ等を利用することができる。
【００２８】
また、通常光観察用の励起光の波長（中心波長、狭帯域光の波長範囲）は、特に制限はなく、蛍光体から疑似白色光を発生させることができる波長の励起光が、全て利用可能である。自家蛍光観察用の励起光の波長も、特に制限はなく、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる波長の励起光が、全て利用可能であり、例えば、波長３７０〜４７０ｎｍの光、特に、波長４００〜４５０ｎｍの光を、好適に利用することができる。
【００２９】
また、本実施形態では、通常光光源と励起光光源の１つとを共用しているが、両者を別々の光源で構成してもよい。また、本実施形態では、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍの２つの励起光を使用しているが、自家蛍光観察用の励起光の数は２つに限定されず、発光させようとする自家蛍光の種類に応じて、それぞれの自家蛍光物質に対応する２以上の励起光を使用すればよい。
【００３０】
本実施形態の光源装置１２および蛍光体は本発明の光源部を構成する。本発明の光源部は、白色光、および、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から２以上の自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる２以上の励起光を発するものである。
【００３１】
光源制御部２２は、光源部から発せられる励起光１，２が血液により吸収され、励起光１，２の発光強度が血液の量に応じて低下するのを防止するための補正係数を有し、補正係数の中から、通常光画像のＧ色の画像信号に対応する励起光１，２の発光強度の補正係数ａ、ｂをそれぞれ求め、求めたそれぞれの補正係数ａ、ｂを用いて、励起光１，２のそれぞれにおける、血液による光の吸収の影響が排除されるように、励起光１，２の発光強度の比率を補正する。
【００３２】
光源制御部２２は、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１を消灯、レーザ光源ＬＤ２を点灯する。また、光源制御部２２は、自家蛍光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２を１フレーム毎に順次点灯する。
【００３３】
各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２から発せられるレーザ光は、集光レンズ（図示略）を介してそれぞれ対応する光ファイバに入力され、コンバイナ２４により合波され、カプラ２６により４系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。コンバイナ２４およびカプラ２６は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。なお、これに限らず、コンバイナ２４およびカプラ２６を用いずに、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からのレーザ光を直接コネクタ部３２Ａに送出する構成としてもよい。
【００３４】
続いて、内視鏡装置１４は、被検者内に挿入される内視鏡挿入部の先端から４系統（４灯）の光（通常光、ないし、自家蛍光観察用の励起光１，２）を出射する照明光学系と、被観察領域の内視鏡画像を撮像する２系統（２眼）の撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡装置１４は、内視鏡挿入部２８と、内視鏡挿入部２８の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部３０と、内視鏡装置１４を光源装置１２およびプロセッサ装置１６に着脱自在に接続するコネクタ部３２Ａ，３２Ｂとを備える。
【００３５】
内視鏡挿入部２８は、可撓性を持つ軟性部３４と、湾曲部３６と、先端部（以降、内視鏡先端部とも表記する）３８とから構成されている。
【００３６】
湾曲部３６は、軟性部３４と先端部３８との間に設けられ、操作部３０に配置されたアングルノブ４０の回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部３６は、内視鏡装置１４が使用される被検者の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部３８を、所望の観察部位に向けることができる。
【００３７】
なお、図示していないが、操作部３０及び内視鏡挿入部２８の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。
【００３８】
内視鏡先端部３８の先端面には、図３に示すように、被観察領域へ光を照射する２系統の照明窓４２Ａ，４２Ｂ、被観察領域からの反射光ないし自家蛍光を撮像する１系統の観察窓４４の他、鉗子口４５等が配置されている。
【００３９】
照明窓４２Ａの奥には、２系統の光ファイバ４６Ａ，４８Ａが収納されている。光ファイバ４６Ａ，４８Ａは、光源装置１２からコネクタ部３２Ａを介してスコープ先端部３８まで敷設されている。光ファイバ４６Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）にはレンズ５０Ａ等の光学系が取り付けられている。一方、光ファイバ４８Ａの先端部には蛍光体５４Ａが配置され、さらに蛍光体５４Ａの先にレンズ５２Ａ等の光学系が取り付けられている。
【００４０】
同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部にレンズ５０Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４６Ｂと、先端部に蛍光体５４Ｂおよびレンズ５２Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４８Ｂの、２系統の光ファイバが収納されている。
【００４１】
蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、レーザ光源ＬＤ２からの青色レーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光物質（例えばＹＡＧ系蛍光物質、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17）等の蛍光物質）を含んで構成される。通常光観察用の励起光１，２が蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射されると、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる緑色〜黄色の励起発光光（蛍光）と、蛍光体５４Ａ，５４Ｂにより吸収されず透過した青色レーザ光とが合わされて、白色光（疑似白色光）が生成される。
【００４２】
照明窓４２Ａ側および照明窓４２Ｂ側の照明光学系は同等の構成および作用のものであって、照明窓４２Ａ，４２Ｂから同時に同等の照明光を照射させることで照明むらを防止することができる。なお、照明窓４２Ａ，４２Ｂからそれぞれ異なる照明光を照射させることもできる。また、４系統の照明光を出射する照明光学系を有することは必須ではなく、例えば、２系統ないし１系統の照明光を出射する照明光学系でも同等の機能を実現することができる。
【００４３】
一方、観察窓４４の奥には、レンズ５６等の光学系が取り付けられ、レンズ５６の奥には、ハーフミラー５７が設けられている。そして、ハーフミラー５７を透過する透過光の光路の先、および、ハーフミラー５７で反射される反射光の光路の先には、被観察領域の画像情報を取得するＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子５８Ａ、５８Ｂが取り付けられている。撮像素子５８Ａ（通常センサ）は通常光観察用、撮像素子５８Ｂ（高感度センサ）は自家蛍光観察用である。自家蛍光の信号強度（蛍光強度）は微弱であるため、本実施形態では、自家蛍光観察用の撮像素子５８Ｂとして、通常光観察用の撮像素子５８Ａよりも高感度のものが使用されている。
【００４４】
なお、ハーフミラー５７に限定されず、例えば、全反射ミラーを受光光の光路上に出し入れすることによって、受光光を撮像素子５８Ａもしくは撮像素子５８Ｂに振り分けてもよい。
【００４５】
撮像素子５８Ａは、レンズ５６からの光（透過光）を受光面（撮像面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力するものであって、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を１組として、複数組の画素がマトリクス状に配列されている。撮像素子５８Ａの受光面（光路上）には、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素に対応して、被観察領域からの可視光の約３７０〜７２０ｎｍの波長範囲の反射光を３分割して透過する分光透過特性を有する、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタが設けられている。
【００４６】
一方、撮像素子５８Ｂは、レンズ５６からの光（反射光）を受光面（撮像面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力するものであって、モノクロの複数の画素がマトリクス状に配列されている。撮像素子５８Ｂの受光面（光路上）には、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍの励起光１，２を遮光しつつ、自家蛍光物質から発せられる、Ｒ色、Ｇ色の約５００〜７００ｎｍの波長範囲の自家蛍光を透過する分光透過特性を有する、励起光カットフィルタが設けられている。
【００４７】
本実施形態の撮像素子５８Ａ，５８Ｂは本発明の撮像部を構成する。本発明の撮像部は、白色光が光源部から被検者の被観察領域に照射された場合に、被検者の被観察領域からの白色光の反射光を受光して通常光画像を撮像し、かつ、２以上の励起光が光源部から被検者の被観察領域に照射された場合に、被検者の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を受光して自家蛍光画像を撮像するものである。
【００４８】
光源装置１２から光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび４８Ａ，４８Ｂによって導光された光は、内視鏡先端部３８から被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、光が照射された被観察領域からの反射光、もしくは、被観察領域の自家蛍光物質から発せられる自家蛍光がレンズ５６により撮像素子５８Ａ、５８Ｂの受光面上に結像され、撮像素子５８Ａ、５８Ｂにより光電変換されて撮像される。撮像素子５８Ａ、５８Ｂからは、撮像された被検者の被観察領域の撮像信号（アナログ信号）が出力される。
【００４９】
ここで、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ２から発せられた通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光が、照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検者の被観察領域に照射される。そして、白色光が照射された被検者の被観察領域からの反射光がレンズ５６により集光され、カラーフィルタにより分光され、撮像素子５８Ａによって通常光画像が撮像される。
【００５０】
一方、自家蛍光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２から１フレーム毎に順次発せられた自家蛍光観察用の励起光１，２が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、内視鏡先端部３８から、被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、励起光１，２が照射された被検者の被観察領域の自家蛍光物質から発せられる自家蛍光がレンズ５６により集光され、励起光カットフィルタにより励起光１，２がカットされ、撮像素子５８Ｂによって自家蛍光画像１，２が順次撮像される。
【００５１】
撮像素子５８Ａ，５８Ｂから出力される画像（通常光画像、自家蛍光画像）の撮像信号（アナログ信号）は、それぞれ、スコープケーブル６２Ａ，６２Ｂを通じてＡ／Ｄ変換器６４Ａ，６４Ｂに入力される。Ａ／Ｄ変換器６４Ａ，６４Ｂは、それぞれ、撮像素子５８Ａ，５８Ｂからの撮像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部３２Ｂを介してプロセッサ装置１６の画像処理部７０に入力される。
【００５２】
続いて、プロセッサ装置１６は、制御部６８と、画像処理部７０と、記憶部７２とを備えている。制御部６８には、表示装置１８および入力装置２０が接続されている。プロセッサ装置１６は、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、光源装置１２の光源制御部２２を制御するとともに、内視鏡装置１４から入力される画像信号を画像処理し、表示用画像を生成して表示装置１８に出力する。
【００５３】
制御部６８は、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０からの指示、例えば、観察モード等の指示に基づいて、画像処理部７０および光源装置１２の光源制御部２２の動作を制御する。
【００５４】
画像処理部７０は、制御部６８の制御の下で、観察モードに基づき、通常光画像、自家蛍光画像の画像種別に応じて、内視鏡装置１４から入力される画像信号に対して所定の画像処理を施す。画像処理部７０は、通常光画像処理部７０Ａと、自家蛍光画像処理部７０Ｂとを備えている。
【００５５】
通常光画像処理部７０Ａは、通常光観察モードの場合に、Ａ／Ｄ変換器６４Ａから供給される通常光画像の画像信号（画像データ）に対して、通常光画像に適した所定の画像処理を施し、通常光画像信号（通常光画像）を出力（生成）する。
【００５６】
自家蛍光画像処理部７０Ｂは、自家蛍光観察モードの場合に、Ａ／Ｄ変換器６４Ｂから供給される自家蛍光画像の画像信号（画像データ）に対して、自家蛍光画像に適した所定の画像処理を施し、自家蛍光画像信号（自家蛍光画像）を出力（生成）する。
【００５７】
画像処理部７０で処理された画像信号は、制御部６８に送られる。制御部６８では、観察モードに従って、通常光画像信号、自家蛍光画像信号に基づき、通常光画像、もしくは、通常光画像および自家蛍光画像の合成画像が表示装置１８に表示される。制御部６８は、自家蛍光画像２の画像信号をＧチャンネル、自家蛍光画像１の画像信号をＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てて、自家蛍光画像を表示装置１８に疑似カラー表示させる。
【００５８】
また、制御部６８の制御により、通常光画像信号、自家蛍光画像信号は、必要に応じて、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位として、メモリやストレージ装置からなる記憶部７２に記憶される。
【００５９】
以下、血液による光の吸収とその補正方法について説明する。
【００６０】
図４は、酸化ヘモグロビンおよび還元ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。このグラフの縦軸はヘモグロビンの吸光係数μａ（ｃｍ−１）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフに示すように、血中ヘモグロビンは、照射する光の波長によって吸光係数μａが変化する吸光特性を持っている。吸光係数μａは、ヘモグロビンの光の吸収の大きさである吸光度を表す。また、酸素と結合していない還元ヘモグロビンＨｂと、酸素と結合した酸化ヘモグロビンＨｂＯ2は、異なる吸光特性を持っており、同じ吸光度（吸光係数μａ）を示す等吸収点（図４における還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンとの交点）を除いて、吸光度に差が生じる。一般的に、図４の分布は撮像対象の部位によって非線形に変化するため、実際の生体組織の計測や光伝播シミュレーション等により予め求めておく必要がある。このグラフから、自家蛍光観察用の中心波長４０５ｎｍの励起光１および中心波長４４５ｎｍの励起光２は、血液による光の吸収の影響を大きく受けることが分かる。また、励起光１の方が、励起光２よりも血液による光の吸収の影響を大きく受けることが分かる。
【００６１】
続いて、図５は、励起光の発光強度を補正するための補正係数を表す一例のグラフである。このグラフの縦軸は補正係数、横軸は通常光画像のＧ色の画像信号である。このグラフは、励起光１，２が血液により吸収され、その発光強度が血液の量に応じて低下するのを防止するための補正係数ａ、ｂを表したものである。補正係数ａ、ｂは、通常光画像のＧ色の画像信号に基づいて、励起光１，２の発光強度のそれぞれにおける、血液による光の吸収の影響を排除することができるようにあらかじめ算出されたものである。
【００６２】
補正係数ａ、ｂは、通常光画像のＧ色の画像信号が所定値よりも大きい場合には、つまり、血液量が少なく、血液による光の吸収の影響が無視できる程度に小さい場合には、励起光１の発光強度と励起光２の発光強度との比率が同じある一定の値となるように設定されている。また、補正係数ａ、ｂは、通常光画像のＧ色の画像信号が所定値よりも小さくなるに従って、つまり、血液量が多くなり、血液による光の吸収の影響が無視できない程度から大きくなるに従って、血液による光の吸収の影響（吸収量）が大きい励起光１の発光強度の方が、励起光１よりも血液による光の吸収の影響（吸収量）が小さい励起光２の発光強度よりも大きくなるように、両者の発光強度の比率が設定されている。
【００６３】
補正係数ａ、ｂは、このグラフに示す関係から、通常光画像のＧ色の画像信号（反射光の信号強度）に基づいて求められ、求められた補正係数ａ、ｂを用いて励起光１，２の発光強度が補正される。補正後の励起光１の発光強度は、励起光１を発するレーザ光源を駆動する基準電流値１×補正係数ａにより算出される。同様に、励起光２の補正後の発光強度は、励起光２を発するレーザ光源を駆動する基準電流値２×補正係数ｂにより算出される。これにより、補正後の励起光１，２の発光強度は血液による光の吸収の影響が排除されたものとなり、血液による光の吸収の影響が排除された自家蛍光画像を得ることができる。
【００６４】
前述のように、励起光１，２は血液により吸収され、その発光強度は血液の量に応じて低下する特性を有する。同様に、反射光も血液によって吸収されるため、例えば、通常光画像のＧ色の画像信号（信号強度）から、血液による光の吸収の影響の程度（光の吸収量）を求め、求めた通常光画像のＧ色の画像信号に基づいて、励起光１，２の発光強度における、血液による光の吸収の影響を補正することができる。
【００６５】
なお、通常光画像のＧ色の画像信号に基づいて励起光１，２の発光強度を補正することは必須ではなく、例えば、Ｂ色、Ｒ色、もしくは、ＲＧＢ全色の画像信号を使用することもできる。本実施形態の場合には、通常光画像のＢ色の画像信号には発光強度の強い励起光１，２の成分が含まれ、Ｒ色の画像信号は、血液による光の吸収の影響をほとんど受けないため、Ｇ色の画像信号を使用することが望ましい。
【００６６】
図５に示す補正係数は、あらかじめ実験的に算出することができる。例えば、シャーレなどの容器に散乱物質（生体と同じ散乱特性を持つ溶液、例えば、イントラリピッド溶液１％）および蛍光物質（ＦＡＤ、ポルフィリン（濃度は生体組織中の濃度に近い１０μモル程度にする。））を入れ、血液の濃度（ヘモグロビン濃度）を０〜３００ｍｇ／ｄｌの範囲で変化させながら、通常光撮影と自家蛍光撮影を行う。そして、通常光画像のＧ色の画像信号と自家蛍光の蛍光強度との関係を求め、さらに、蛍光強度と励起光１，２の発光強度との関係から、通常光画像のＧ色の画像信号と励起光１，２の発光強度との関係を求め、求めた関係から、発光強度がある一定の値になるように変換することにより図５のグラフを作成することができる。
【００６７】
なお、通常光画像のＧ色の画像信号に対応する補正係数ａ、ｂが記憶された補正係数テーブルを用いて、通常光画像のＧ色の画像信号に対応する補正係数を求めてもよいし、あるいは、補正係数テーブルの代わりに補正係数の算出関数等を用いてもよい。
【００６８】
次に、図６および図７に示す概念図を参照して、内視鏡診断装置１０の作用を説明する。
【００６９】
通常光観察モードの場合、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１が消灯され、レーザ光源ＬＤ２が点灯される。レーザ光源ＬＤ２から発せられた中心波長４４５ｎｍのレーザ光は蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから白色光が発せられる。図７に示すように、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられた白色光は被検者に照射され、その反射光が撮像素子５８Ａ（通常センサ）で受光されて、Ｒ，Ｇ，Ｂチャンネルの画像信号を含む通常光画像が撮像される。通常光画像は、そのＢ，Ｇ，Ｒチャンネルの画像信号に基づいてカラー表示される（通常光画像処理）。
【００７０】
自家蛍光観察モードの場合、図６に示すように、例えば、３フレームを単位として、撮像が繰り返し行われる。３フレームのうち、１フレーム目は通常光観察モードと同じ観察モードであり、２，３フレーム目は自家蛍光観察モードに固有の観察モードである。
【００７１】
まず、１フレーム目の通常光観察モードでは、前述のように、Ｒ，Ｇ，Ｂチャンネルの画像信号を含む通常光画像が撮像される。そして、その通常光画像信号が、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。
【００７２】
通常光画像が撮像された後、光源制御部２２の制御により、例えば、図５のグラフに示す関係の補正係数テーブルの中から、通常光画像のＧチャンネルの画像信号に対応する補正係数ａ、ｂが求められる。そして、求められた補正係数ａ、ｂを用いて、励起光１，２における、血液による光の吸収の影響を排除することができるように、励起光１の発光強度と励起光２の発光強度との比率が補正される。
【００７３】
これにより、励起光１，２の発光強度における、血液による光の吸収の影響を排除することができる。その結果、被検者の血液量に依存して自家蛍光の蛍光強度が変化しなくなるため、続く２，３フレーム目において、血液による光の吸収の影響が排除された自家蛍光画像を得ることができる。
【００７４】
続いて、２フレーム目の自家蛍光観察モードでは、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１が点灯され、ＬＤ２が消灯される。図７に示すように、レーザ光源ＬＤ１から発せられた中心波長４０５ｎｍの励起光１が被検者に照射されることによって、被検者から発せられた自家蛍光が撮像素子５８Ｂ（高感度センサ）で受光されて、自家蛍光画像１が撮像される。そして、その自家蛍光画像信号１が、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。
【００７５】
前述のように、撮像素子５８Ｂには、励起光１，２をカットするフィルタが設けられている。そのため、中心波長４０５ｎｍの励起光１はカットされ、５００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の自家蛍光が撮像素子５８Ｂで撮像される。
【００７６】
続いて、３フレーム目の自家蛍光観察モードでは、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１が消灯され、ＬＤ２が点灯される。図７に示すように、レーザ光源ＬＤ２から発せられた中心波長４４５ｎｍの励起光２が被検者に照射されることによって、被検者から発せられた自家蛍光が撮像素子５８Ｂ（高感度センサ）で受光されて、自家蛍光画像２が撮像される。そして、その自家蛍光画像信号２が、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。
【００７７】
同様に、中心波長４４５ｎｍの励起光２はカットされ、５００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の自家蛍光が撮像素子５８Ｂで撮像される。
【００７８】
そして、自家蛍光画像処理部７０Ｂにおいて、記憶部７２に記憶された通常光画像信号に対応する通常光画像と、自家蛍光画像１，２とが合成され、両者の合成画像が表示装置１８に表示される。ここで、自家蛍光画像１，２は、制御部６８の制御により、自家蛍光画像２の画像信号をＧチャンネル、自家蛍光画像１の画像信号をＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てることによって表示装置１８に疑似カラー表示される（自家蛍光画像処理）。
【００７９】
ここで、前述のＦＡＤおよびポルフィリンは、腫瘍と相関のある自家蛍光物質である。ＦＡＤは、約２７０〜５４０ｎｍの波長範囲の光を吸収する特性を有し、ポルフィリンは、約３４０〜４５０ｎｍの波長範囲の光を吸収する特性を有する。
【００８０】
従って、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍの励起光１を被検者に照射した場合、主にポルフィリンが励起され、励起光１を照射した被観察領域から、波長約６３０ｎｍを中心とする、約４８０〜７４０ｎｍの波長範囲の自家蛍光が発せられる。また、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４４５ｎｍの励起光２を被検者に照射した場合、主にＦＡＤが励起され、励起光２を照射した被観察領域から、波長約５５０ｎｍを中心とする、約４８０〜７２０ｎｍの波長範囲の自家蛍光が発せられる。
【００８１】
病変部では、正常部よりもＦＡＤの蛍光強度が弱くなり、ポルフィリンの蛍光強度が強くなる。従って、ＦＡＤおよびポルフィリンの蛍光強度の違いを捉えることにより、正常部と病変部とを区別することが可能である（参考文献：田村守、「シリーズ/光が拓く生命科学  第６巻  光による医学診断」、日本光生物学協会編、共立出版、２００１年３月１８日）。
【００８２】
つまり、図８に示すように、正常部では、ＦＡＤの蛍光強度が強くなる一方で、ポルフィリンの蛍光強度は弱くなり、病変部ではその逆の関係になる。また、前述のように、内視鏡診断装置１０では、自家蛍光画像２の画像信号をＧチャンネル、自家蛍光画像１の画像信号をＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てて疑似カラー表示する。そのため、内視鏡診断装置１０により疑似カラー表示された自家蛍光画像は、正常部が緑色、病変部がマゼンタ色で表現されるが、ＦＡＤ、ポルフィリンのそれぞれから発せられる自家蛍光を撮像した単独の自家蛍光画像よりも病変部のコントラストが強くなり、病変部を認識しやすくなっている。
【００８３】
以上のように、内視鏡診断装置１０では、通常光画像のＧ色の画像信号に対応する補正係数ａ、ｂを用いて、励起光１，２の発光強度を補正することにより、血液による光の吸収の影響を受けない自家蛍光画像を得ることができる。
【００８４】
なお、自家蛍光観察モードの場合、３フレームを単位として、撮像を繰り返し行うことは必須ではない。また、自家蛍光観察モードの場合に、中心波長４０５ｎｍのレーザ光と中心波長４４５ｎｍのレーザ光とを順次照射することも必須ではなく、例えば、これらのレーザ光を１フレームで同時に照射してもよい。また、自家蛍光画像を疑似カラー表示する場合に、どの色のチャンネルの画像信号をどの色のチャンネルに割り当てるのかは任意である。また、自家蛍光物質は、ポルフィリンおよびＦＡＤに限定されない。
【００８５】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００８６】
１０  内視鏡診断装置
１２  光源装置
１４  内視鏡装置
１６  プロセッサ装置
１８  表示装置
２０  入力装置
２２  光源制御部
２４  コンバイナ
２６  カプラ
２８  内視鏡挿入部
３０  操作部
３２Ａ，３２Ｂ  コネクタ部
３４  軟性部
３６  湾曲部
３８  先端部
４０  アングルノブ
４２Ａ，４２Ｂ  照明窓
４４  観察窓
４５  鉗子口
４６Ａ，４６Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ  光ファイバ
５０Ａ，５０Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５６  レンズ
５４Ａ，５４Ｂ  蛍光体
５７  ハーフミラー
５８Ａ，５８Ｂ  撮像素子
６２Ａ，６２Ｂ  スコープケーブル
６４Ａ，６４Ｂ  Ａ／Ｄ変換器
６６  切り替えスイッチ
６８  制御部
７０  画像処理部
７０Ａ  通常光画像処理部
７０Ｂ  自家蛍光画像処理部
７２  記憶部
ＬＤ１，ＬＤ２  レーザ光源
【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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