(57)【要約】【課題】  動脈の視認性を向上させて鮮明に表示することが可能なイメージング装置を提供する。【解決手段】  動脈の画像の視認性を向上させるためには、可視画像のＲＧＢの画素値のうち、動脈の画像が黒く表現されるＢの画像を利用する。すなわち、画像処理部における反転部により、可視画像のうちのＢの画像を反転する。そして、減算部により、可視画像からＢの画像の反転画像を減算する。これにより、動脈の領域が明るく鮮明となり、動脈の視認性が向上した可視画像を得ることが可能となる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に向けて可視光を照射する可視光源と、
前記被写体を撮影するためのカメラと、
前記カメラにより撮影した前記被写体の可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算する減算部と、
を備えるイメージング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のイメージング装置において、
前記動脈の画像は、前記可視画像におけるＲＧＢ画像のうちのＢの画像であるイメージング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のイメージング装置において、
前記動脈の画像は、被写体に近赤外光を照射し、被写体から反射した近赤外光を前記カメラにより撮影した画像であるイメージング装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のイメージング装置において、
前記被写体に注入された蛍光色素を励起させるための近赤外光を、前記被写体に向けて照射する励起用光源と、
前記カメラにより撮影した前記被写体の可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算した画像と、前記被写体から反射した近赤外光の画像とを合成することにより、合成画像を作成する合成部と、
をさらに備えるイメージング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、動脈の画像を、視認性を向上させて鮮明に表示することが可能なイメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、近赤外蛍光イメージングと呼称される手法が外科手術に利用されている。この近赤外蛍光イメージングにおいては、蛍光色素としてのインドシアニングリーン（ＩＣＧ）を患部に注入する。そして、このインドシアニングリーンに６００〜８５０ｎｍ（ナノメートル）の近赤外光を励起光として照射すると、インドシアニングリーンはおおよそ８００ｎｍをピークとする近赤外領域の蛍光を発する。この蛍光を、近赤外光を検出可能なカメラで撮影し、その画像を液晶表示パネル等の表示部に表示する。この近赤外蛍光イメージングによれば、体表から２０ｍｍ程度までの深さに存在する血管やリンパ管等の観察が可能となる。
【０００３】
特許文献１には、インドシアニングリーンが投与された生体の被検臓器に対して、インドシアニングリーンの励起光を照射して得られた、近赤外蛍光の強度分布イメージと、インドシアニングリーン投与前の被検臓器に対して、Ｘ線、核磁気共鳴または超音波を作用させて得られた、癌病巣分布イメージと、を比較し、近赤外蛍光の強度分布イメージで検出されるが、癌病巣分布イメージでは検出されない領域のデータを、癌の副病巣領域データとして収集するデータ収集方法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、血管造影剤が投与された被写体に対して励起光と可視光とを交互に照射し、撮像手段によって励起光が照射された蛍光画像と可視画像とを交互に取得するとともに、蛍光画像を所定の閾値により閾値処理して血管画像を抽出し、可視画像と抽出した血管画像を重畳させた合成画像を作成する手術支援方法が開示されている。
【０００５】
さらに、特許文献３には、近赤外画像データと可視画像データとを利用することにより、静脈と動脈の識別を容易に実現できる血管可視化装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／１３９４６６号公報
【特許文献２】特開２００９−２２６０７２号公報
【特許文献３】特開２０１４−２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１および特許文献２に記載されたように、造影画像を表示するイメージング装置においては、造影剤が導入された血管のみを蛍光表示することができる。このため、このようなイメージング装置においては、造影剤が血管の全域に到達しているかどうかの確認を行うことができない。特許文献３に記載されたように、血管を識別するための各種のイメージング装置も提案されてはいるが、このような装置においても、体表面近くに存在する静脈を視認することは比較的容易ではあるが、体内の深い位置に存在する動脈を鮮明に認識することは容易ではない。
【０００８】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、動脈の視認性を向上させて鮮明に表示することが可能なイメージング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明では、前記被写体に向けて可視光を照射する可視光源と、前記被写体を撮影するためのカメラと、前記カメラにより撮影した前記被写体の可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算する減算部と、を備える。
【００１０】
第２の発明では、前記動脈の画像は、前記可視画像におけるＲＧＢ画像のうちのＢの画像である。
【００１１】
第３の発明では、前記動脈の画像は、被写体に近赤外光を照射し、被写体から反射した近赤外光を前記カメラにより撮影した画像である。
【００１２】
第４の発明では、前記被写体に注入された蛍光色素を励起させるための近赤外光を、前記被写体に向けて照射する励起用光源と、前記カメラにより撮影した前記被写体の可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算した画像と、前記被写体から反射した近赤外光の画像とを合成することにより、合成画像を作成する合成部と、をさらに備える。
【発明の効果】
【００１３】
第１から第３の発明によれば、可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算することにより動脈の画像を明るく表示して、動脈の視認性を向上させて鮮明に表示することが可能となる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算した画像と、被写体から反射した近赤外光の画像とを合成することにより、双方の画像が動脈の不鮮明を補うことができ、動脈をより鮮明に表すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明に係るイメージング装置の概要図である。
【図２】照明・撮影部１２の斜視図である。
【図３】照明・撮影部１２の正面概要図である。
【図４】この発明に係るイメージング装置の主要な制御系を示すブロック図である。
【図５】動脈の画像の視認性を向上させる工程を説明するための説明図である。
【図６】他の実施形態に係る動脈の画像の視認性を向上させる工程を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、この発明に係るイメージング装置の概要図である。
【００１７】
このイメージング装置は、タッチパネル等の入力部１１を備え、後述する制御部３０等を内蔵した本体１０と、アーム１３により移動可能に支持された照明・撮影部１２と、液晶表示パネル等から構成される表示部１４と、患者１７を載置する治療台１６とを備える。なお、照明・撮影部１２はアーム１３によって支持されたものに限定されず、術者が手に携帯するものであってもよい。
【００１８】
図２は、上述した照明・撮影部１２の斜視図である。また、図３は、照明・撮影部１２の正面概要図である。
【００１９】
この照明・撮影部１２は、近赤外線および可視光を検出可能なカメラ２１と、このカメラ２１の外周部に配設された多数のＬＥＤよりなる可視光源２２と、この可視光源２２の外周部に配設された多数のＬＥＤよりなる励起用光源２３と、可視光源２２を構成する多数のＬＥＤ内に配設された５個のＬＥＤよりなる確認用光源２４とを備える。可視光源２２は、可視光を照射する。励起用光源２３は、インドシアニングリーンを励起させるための励起光であるその波長が７６０ｎｍの近赤外光を照射する。また、確認用光源２４は、インドシアニングリーンから発生する蛍光の波長と近似するその波長が８５０ｎｍの近赤外光を照射する。なお、図３においては、可視光源２２を構成する多数のＬＥＤと、励起用光源２３を構成する多数のＬＥＤのうちの、一部の図示を省略している。
【００２０】
ここで、インドシアニングリーンより発生する８００ｎｍの近赤外光は、目視で確認することはできない。このような状況下において、蛍光を撮影するためのカメラ２１の動作確認を行うためには、従来は、インドシアニングリーンを練り込んだカード状あるいは棒状の治具を準備し、この治具に対して励起光を照射するとともに、励起光を照射された治具をカメラ２１により撮影することで、カメラ２１の動作確認を行っている。このため、専用の治具が必要となるばかりではなく、この治具を準備して撮影動作を実行するという煩雑な動作を必要とした。
【００２１】
このため、この発明に係るイメージング装置においては、カメラ２１に対して、インドシアニングリーンより発生する蛍光のピークの波長と近似する８５０ｎｍの近赤外光を照射するための確認用光源２４を付設し、この確認用光源２４を点灯することでカメラ２１の動作確認を行う構成を採用している。そして、この確認用光源２４から照射される近赤外光を利用して、患者１７における動脈の画像を抽出するようにしている。
【００２２】
図４は、この発明に係るイメージング装置の主要な制御系を示すブロック図である。
【００２３】
このイメージング装置は、論理演算を実行するＣＰＵ、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ等から構成され、装置全体を制御する制御部３０を備える。この制御部３０は、後述する合成部３６、反転部３７および減算部３８を有し、各種の画像処理を実行する画像処理部３１を備える。
【００２４】
また、この制御部３０は、上述した入力部１１および表示部１４と接続されている。また、この制御部３０は、カメラ２１、可視光源２２、励起用光源２３および確認用光源２４を備えた照明・撮影部１２と接続されている。さらに、この制御部３０は、カメラ２１により撮影された画像を記憶する画像記憶部３３とも接続されている。この画像記憶部３３は、近赤外画像を記憶する近赤外画像記憶部３４と、可視画像を記憶する可視画像記憶部３５とから構成される。なお、近赤外画像記憶部３４および可視画像記憶部３５を備える代わりに、可視画像と近赤外画像とを合成した画像を記憶する合成画像記憶部を備えていてもよい。
【００２５】
以下、この発明に係るイメージング装置を使用して外科の手術を行う場合の動作について説明する。なお、以下の説明においては、患者１７に対して乳癌の手術を行う場合について説明する。
【００２６】
この発明に係るイメージング装置を使用して乳癌の手術を行う場合には、最初に、確認用光源２４を点灯するとともに、そのときの画像をカメラ２１における蛍光用センサ５２により撮影する。確認用光源２４からは、インドシアニングリーンから発生する蛍光の波長と近似する、その波長が８５０ｎｍの近赤外光が照射される。この近赤外光は、人の目では確認することができない。一方、確認用光源２４から波長が８５０ｎｍの近赤外光を照射するとともに、この照射領域の画像をカメラ２１により撮影した場合、カメラ２１が正常に動作していた場合においては、近赤外光が照射された領域の画像がカメラ２１により撮影され、その画像が表示部１４に表示される。これにより、カメラ２１の動作確認を容易に実行することが可能となる。
【００２７】
以上の準備工程が完了すれば、治療台１６上の仰臥した患者１７の乳房にインドシアニングリーンを注射により注入する。そして、患部を含む被写体に向けて、励起用光源２３から近赤外線を照射するとともに可視光源２２から可視光を照射する。なお、励起用光源２３から照射される近赤外光としては、上述したように、インドシアニングリーンが蛍光を発するための励起光として作用する７６０ｎｍの近赤外光が採用される。これにより、インドシアニングリーンは、約８００ｎｍをピークとする近赤外領域の蛍光を発生させる。
【００２８】
そして、患者１７の患部付近をカメラ２１により撮影する。このカメラ２１は、近赤外光と可視光とを検出することが可能となっている。カメラ２１により撮影された近赤外画像および可視画像は、図４に示す画像処理部３１に送られる。画像処理部３１においては、近赤外画像および可視画像を表示部１４に表示可能な画像データに変換する。近赤外画像のデータは画像記憶部３３における近赤外画像記憶部３４に記憶される。また、可視画像のデータは、画像記憶部３３における可視画像記憶部３５に記憶される。
【００２９】
また、画像処理部３１における合成部３６は、近赤外画像データと可視画像データとを利用して、可視画像と近赤外画像とを融合させた合成画像を作成する。そして、画像処理部３１は、表示部１４に、近赤外画像、可視画像および合成画像を、領域を分けて同時に、あるいは、選択的に表示する。
【００３０】
この手術中において、造影剤が血管の全域に到達しているかどうかの確認を行うために、血管の画像を確認したい場合がある。このような場合において、患者１７の静脈は患者１７の体表面に近い位置に存在することから、可視画像等によってもその位置を確認することは可能である。一方、動脈は患者１７の体内の深い位置に存在することから、その画像を鮮明に認識することは困難である。この発明に係るイメージング装置においては、患者１７の可視画像から動脈の画像を反転した画像を減算することにより、動脈の画像の視認性を向上させる構成を採用している。
【００３１】
図５は、動脈の画像の視認性を向上させる工程を説明するための説明図である。
【００３２】
動脈の画像の視認性を向上させるためには、可視画像記憶部３５に記憶されたインドシアニングリーンを注入する前の可視画像のＲＧＢの画素値のうち、動脈の画像が黒く表現されるＢの画像を利用する。すなわち、図４に示す画像処理部３１における反転部３７により、可視画像のうちのＢの画像を反転する。そして、減算部３８により、インドシアニングリーンを注入する前の可視画像からＢの画像の反転画像を減算する。これにより、動脈の領域が明るく鮮明となり、動脈の視認性が向上した可視画像を得ることが可能となる。なお、このときには、動脈の画像を着色して表示されてもよい。必要に応じて、可視画像からＢの画像の反転画像を減算した画像に、近赤外画像を合成して合成画像が生成されてもよい。この場合、インドシアニングリーンが十分に流れていない動脈は近赤外画像には鮮明に表れないが、可視画像からＢの画像の反転画像を減算することで動脈を鮮明化した画像で補うことができる。逆に、可視画像からＢの画像の反転画像を減算した画像に動脈の不鮮明部分があったとしても近赤外画像で表される動脈画像で補うことができる。
【００３３】
図６は、他の実施形態に係る動脈の画像の視認性を向上させる工程を説明するための説明図である。
【００３４】
この実施形態においては、動脈の画像の視認性を向上させるために、上述した実施形態におけるＢの画像の代わりに、動脈の画像が黒く表現される近赤外画像を利用する。すなわち、この実施形態においては、確認用光源２４から患者１７の患部に対してその波長が８５０ｎｍの近赤外光を照射し、そのときの画像をカメラ２１により撮影して近赤外画像記憶部３４に記憶しておく。そして、図４に示す画像処理部３１における反転部３７により、近赤外画像記憶部３４に記憶した近赤外画像を反転する。しかる後、減算部３８により、インドシアニングリーンを注入する前の可視画像から近赤外画像の反転画像を減算する。これにより、上述した実施形態と同様、動脈の領域が明るく鮮明となり、動脈の視認性が向上した可視画像を得ることが可能となる。必要に応じて、近赤外画像の反転画像を減算した画像に、近赤外画像を合成して合成画像が生成されてもよい。
【００３５】
なお、上述した実施形態においては、励起用光源２３として、波長が７６０ｎｍの近赤外光を照射するものを使用しているが、励起用光源２３としては、インドシアニングリーンを励起させて励起光を発生させることが可能な７５０ｎｍ〜８１０ｎｍ程度の近赤外光を照射させるものを使用することができる。
【００３６】
また、上述した実施形態においては、確認用光源２４として、波長が８５０ｎｍの近赤外線を照射するものを使用しているが、確認用光源２４としては、インドシアニングリーンより発生する蛍光に近似する８００ｎｍ付近の近赤外線を照射しうるものであればよく、例えば、８１０ｎｍ以上の波長の近赤外線を照射しうるものであればよい。より詳細には、動脈中を流れる酸化ヘモグロビン（ＨｂＯ２  ）と静脈中を流れる還元ヘモグロビン（Ｈｂ）との吸光度の等吸収点である８０５ｎｍ付近より長波長側の近赤外光であればよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０    本体
１１    入力部
１２    照明・撮影部
１３    アーム
１４    表示部
１６    治療台
１７    患者
２１    カメラ
２２    可視光源
２３    励起用光源
２４    確認用光源
３０    制御部
３１    画像処理部
３３    画像記憶部
３４    近赤外画像記憶部
３５    可視画像記憶部
３６    合成部
３７    反転部
３８    減算部
【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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