熒光觀察裝置和熒光觀察系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供熒光觀察裝置和熒光觀察系統(tǒng)，熒光觀察裝置（1）具有：光源（3），其對觀察對象（X）照射參照光和激勵光；熒光圖像生成部（62），其拍攝由于照射激勵光而產(chǎn)生的來自觀察對象（X）的熒光并生成熒光圖像（G2）；參照圖像生成部（61），其拍攝由于照射參照光而產(chǎn)生的從觀察對象（X）返回的返回光并生成參照圖像（G1）；圖像合成部（65），其通過在參照圖像（G1）上重疊熒光圖像（G2）而生成合成圖像（G）；判別部（63），其判別參照圖像（G1）內(nèi)是否存在亮度值為規(guī)定閾值以下的位置；以及報知部（65），其在由該判別部（63）判別為存在亮度值為規(guī)定閾值以下的位置的情況下，報知該位置的存在。
【專利說明】熒光觀察裝置和熒光觀察系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及熒光觀察裝置和熒光觀察系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，公知有如下的熒光觀察裝置:從拍攝體內(nèi)組織而得到的熒光圖像中，提取信號電平比周邊高的熒光區(qū)域作為病變部，告知用戶該病變部的存在(例如參照專利文獻I)。
[0003]【專利文獻I】日本特開2006-191989號公報
[0004]在專利文獻I中，例如，將比熒光圖像的背景電平高20%的信號電平設(shè)定為閾值，通過對該閾值與各像素的信號電平進行比較，提取熒光區(qū)域。但是，由于從組織發(fā)出的熒光微弱，所以，當觀察條件變動時，很難準確提取熒光區(qū)域。并且，即使提取出熒光區(qū)域，由于該熒光區(qū)域的亮度值較低，用戶也可能未在圖像中識別到熒光區(qū)域。
[0005]例如，熒光圖像中的熒光的信號電平依賴于觀察距離。即，關(guān)于從存在于相同觀察視野中的凹部和凸部發(fā)出的2個熒光，在兩個熒光的強度相同的觀察條件(距離或激勵光強度等)下，即使發(fā)出相同熒光強度，在熒光圖像中，來自凹部的熒光由于觀察距離較大，所以，被捕捉為比來自凸部的熒光弱的信號電平。其結(jié)果，可能未提取凹部內(nèi)的熒光區(qū)域。
[0006]并且，例如，在根據(jù)該熒光區(qū)域的亮度值在組織的白色光圖像中重疊顯示從熒光圖像中提取出的熒光區(qū)域的情況下，熒光區(qū)域的亮度值比白色光圖像的亮度值低，當該差異較大時，即使在白色光圖像中重疊顯示熒光區(qū)域，也很難鮮明地視覺辨認熒光區(qū)域。特別地，在熒光區(qū)域的顯示顏色和該熒光區(qū)域的背景的組織顏色類似的情況下，更難視覺辨認熒光區(qū)域。因此，即使提取出熒光區(qū)域并顯示在圖像中，用戶可能也沒有注意到該熒光區(qū)域的存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供如下的熒光觀察裝置和熒光觀察系統(tǒng):不依賴于觀察條件的差異，能夠可靠地向用戶報知觀察視野內(nèi)存在熒光區(qū)域。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下手段。
[0009]本發(fā)明提供一種熒光觀察裝置，其具有:光源，其對觀察對象照射參照光和激勵光；熒光圖像生成部，其拍攝通過照射來自該光源的所述激勵光而在所述觀察對象中產(chǎn)生的熒光并生成熒光圖像；參照圖像生成部，其拍攝通過照射來自所述光源的所述參照光而從所述觀察對象返回的返回光并生成參照圖像；圖像合成部，其通過在該參照圖像生成部所生成的所述參照圖像上重疊所述熒光圖像生成部所生成的所述熒光圖像，生成合成圖像；判別部，其對所述參照圖像生成部所生成的所述參照圖像內(nèi)的各位置處的亮度值與規(guī)定閾值進行比較，判別有無所述亮度值為所述規(guī)定閾值以下的位置；以及報知部，其在由該判別部判別為存在亮度值為所述規(guī)定閾值以下的位置的情況下，報知該位置的存在。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，當對觀察對象照射從光源發(fā)出的激勵光時，通過熒光圖像生成部生成在觀察對象中產(chǎn)生的熒光的熒光圖像，當對觀察對象照射與激勵光一起從光源發(fā)出的參照光時，通過參照圖像生成部生成其返回光的參照圖像。然后，在圖像合成部中，通過在參照圖像上重疊熒光圖像，生成將熒光區(qū)域和觀察對象的形式對應(yīng)起來的合成圖像。
[0011]該情況下，當在參照圖像中存在具有規(guī)定閾值以下的亮度值的位置的情況下，通過判別部判別該位置的存在并通過報知部進行報知。即使觀察距離等觀察條件變動，由熒光圖像生成部和參照圖像生成部拍攝的熒光和返回光的強度也相互保持比例關(guān)系。因此，在參照圖像中具有規(guī)定閾值以下的亮度值的位置對應(yīng)于由熒光圖像生成部拍攝的熒光的強度低于規(guī)定值的位置。即，判別部根據(jù)參照圖像的亮度值，判別有無如下位置:雖然在觀察對象中產(chǎn)生熒光，但是由熒光圖像生成部拍攝的熒光的強度不充分，所以，在熒光圖像中不顯示為能夠視覺辨認的亮度值。
[0012]即使返回光的強度由于觀察條件的變動而變化，與熒光相比，也維持充分高。因此，通過使用這種返回光，能夠準確判別在熒光圖像中存在不顯示為能夠視覺辨認的亮度值的熒光區(qū)域。由此，能夠不依賴于觀察條件的差異，可靠地向用戶報知在觀察視野內(nèi)存在熒光區(qū)域。
[0013]在上述發(fā)明中，也可以是，所述熒光圖像生成部具有拍攝所述熒光的攝像元件，所述判別部具有檢測極限閾值作為所述規(guī)定閾值，該檢測極限閾值是拍攝了具有與如下熒光強度對應(yīng)的強度的所述返回光時的所述參照圖像的亮度值，該熒光強度與所述攝像元件的針對所述熒光的檢測極限一致。
[0014]由此，在熒光的強度為無法由攝像元件檢測的電平時，與產(chǎn)生該熒光的位置對應(yīng)的參照圖像內(nèi)的位置的亮度值為檢測極限閾值以下，通過判別部判別該位置的存在。由此，能夠報知如下情況:雖然產(chǎn)生熒光，但是該熒光相對于攝像元件的感光度很微弱，所以，在熒光圖像中不進行顯示。
[0015]并且，在上述發(fā)明中，也可以是，所述圖像合成部對所述熒光圖像賦予規(guī)定色相并將所述熒光圖像重疊在所述參照圖像上，所述熒光觀察裝置具有色相識別部，該色相識別部識別由所述參照圖像生成部生成的所述參照圖像內(nèi)的所述各位置處的色相，所述判別部根據(jù)所述規(guī)定色相與由所述色相識別部識別到的色相之間的對比度，對所述參照圖像內(nèi)的各位置設(shè)定視覺辨認極限閾值作為所述規(guī)定閾值。
[0016]合成圖像中的熒光區(qū)域的視覺辨認性還依賴于作為背景的參照圖像的色相和熒光區(qū)域的色相的對比度。即，在參照圖像的色相和熒光區(qū)域的色相類似時，很難視覺辨認熒光區(qū)域，在參照圖像的色相和熒光區(qū)域的色相存在對比時，容易視覺辨認熒光區(qū)域。參照圖像的各位置處的色相根據(jù)觀察對象的形式而不同。這樣，通過對參照圖像的各位置設(shè)定與該位置的色相對應(yīng)的視覺辨認極限閾值，除了由熒光圖像生成部拍攝的熒光的強度以外，還考慮色相的對比度，能夠報知用戶很難識別的熒光區(qū)域的存在。
[0017]并且，在上述發(fā)明中，也可以是，所述熒光觀察裝置具有提取部，該提取部提取由所述判別部判別為所述亮度值為所述規(guī)定閾值以下的位置，所述報知部報知由所述提取部提取出的位置。
[0018]由此，能夠?qū)τ脩魣笾獰o法識別或很難識別的熒光區(qū)域的位置。
[0019]并且，在上述發(fā)明中，也可以是，所述報知部在所述合成圖像中顯示表示由所述提取部提取出的位置的標記。
[0020]由此，能夠通 過合成圖像中顯示的標記向用戶報知無法識別或很難識別的熒光區(qū)域的位置。
[0021]并且，在上述發(fā)明中，也可以是，所述判別部具有多個所述規(guī)定閾值，所述報知部根據(jù)由所述判別部判別為所述規(guī)定閾值以下的所述各位置的亮度值對應(yīng)于由所述多個規(guī)定閾值劃分的多個范圍中的哪一個范圍，在所述合成圖像中顯示不同顯示方式的所述標記。[0022]由此，用戶能夠根據(jù)顯示方式的差異來識別由標記示出的位置中的未拍攝熒光的可能性的程度或視覺辨認難度的程度。
[0023]并且，在上述發(fā)明中，也可以是，所述報知部通過改變輸出的聲音來報知所述存在。
[0024]由此，用戶能夠根據(jù)報知部輸出的聲音的變化來識別不能診斷區(qū)域的存在。
[0025]并且，在上述發(fā)明中，也可以是，所述熒光觀察裝置具有存儲部，該存儲部相對應(yīng)地存儲由所述判別部判別為所述亮度值為所述規(guī)定閾值以下的所述參照圖像內(nèi)的位置和該參照圖像，所述報知部對由判別部判別為存在亮度值為所述規(guī)定閾值以下的位置的參照圖像和所述存儲部中存儲的參照圖像進行對照，在所述存儲部中存儲有相應(yīng)參照圖像的情況下，中止報知。
[0026]由此，能夠防止此后對已經(jīng)向用戶報知的熒光區(qū)域反復(fù)進行報知。
[0027]并且，本發(fā)明提供一種熒光觀察系統(tǒng)，其具有:上述任意一項所述的熒光觀察裝置；以及對所述判別部中使用的所述檢測極限閾值進行校正的校正裝置，該校正裝置具有:標準樣本，其通過照射來自所述光源的所述激勵光和參照光而產(chǎn)生熒光和返回光；光強度調(diào)節(jié)部，其改變對該標準樣本照射的所述激勵光和參照光的強度；以及閾值決定部，其根據(jù)拍攝該光強度調(diào)節(jié)部對所述標準樣本照射不同強度的所述激勵光和參照光時的所述熒光和返回光而生成的多個所述參照圖像和所述熒光圖像的亮度值的關(guān)系，決定所述檢測極限閾值，并將該檢測極限閾值設(shè)定在所述判別部中。
[0028]根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮如下效果:不依賴于觀察條件的差異，能夠可靠地向用戶報知觀察視野內(nèi)存在熒光區(qū)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的一個實施方式的熒光觀察裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖2 Ca)是示出由圖1的熒光觀察裝置觀察到的觀察對象的圖，(b)是示出拍攝該觀察對象而得到的白色光圖像和熒光圖像的圖，(C)是示出由各攝像元件檢測到的白色光和熒光的強度的圖。
[0031]圖3是說明圖1的熒光觀察裝置的動作的流程圖。
[0032]圖4是示出由圖1的熒光觀察裝置生成的白色光圖像和從該白色光圖像中提取出的不能診斷區(qū)域的圖。
[0033]圖5是示出由圖1的熒光觀察裝置生成的熒光圖像和從該熒光圖像中提取出的熒光區(qū)域的圖。
[0034]圖6是示出由圖1的熒光觀察裝置生成的合成圖像的圖。
[0035]圖7是示出由圖1的熒光觀察裝置生成的合成圖像的變形例的圖。
[0036]圖8是示出圖1的熒光觀察裝置的變形例的整體結(jié)構(gòu)圖。[0037]圖9是說明圖8的熒光觀察裝置的動作的流程圖。
[0038]圖10是示出圖1的熒光觀察裝置的另一個變形例的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0039]圖11是示出本發(fā)明的一個實施方式的熒光觀察系統(tǒng)所具有的校正裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0040]圖12是示出由圖11的校正裝置得到的觀察距離與白色光圖像的亮度值和熒光圖像的亮度值之間的關(guān)系的曲線圖。
[0041]標號說明
[0042]1:熒光觀察裝置；2:插入部；2a:前端；3:光源(光強度調(diào)節(jié)部)；31:氣燈；32 ：濾鏡；33:f禹合透鏡；4:照明單元；41:光纖；42:照明光學(xué)系統(tǒng)；5:攝像單兀；51:物鏡；52:二色鏡；53、54:會聚透鏡；55、56:攝像元件；57:激勵光截止濾鏡；6:圖像處理部；61:白色光圖像生成部(參照圖像生成部);62:熒光圖像生成部；63:不能診斷區(qū)域提取部(判別部、提取部);64:熒光區(qū)域提取部；65:圖像合成部(報知部)；66:色相識別部；67:存儲部；7:顯示部；10:校正裝置；11:保持架；12:標準樣本；13:工作臺(光強度調(diào)節(jié)部)；14:控制部；15:閾值決定部；X:觀察對象；G1:白色光圖像(參照圖像)；G2:滅光圖像；G:合成圖像；E:不能診斷區(qū)域；F:熒光區(qū)域；M:標記。
【具體實施方式】
[0043]下面，參照圖1~圖10對本發(fā)明的一個實施方式的熒光觀察裝置I進行說明。
[0044]本實施方式的熒光觀察裝置I是內(nèi)窺鏡裝置，如圖1所示，具有被插入體內(nèi)的細長的插入部2、光源3、從插入部2的前端2a朝向觀察對象X照射來自該光源3的激勵光和白色光的照明單元4、設(shè)置在插入部2的前端2a上并取得作為觀察對象X的活體組織的圖像信息S1、S2的攝像單元5、配置在插入部2的基端側(cè)并對由攝像單元5取得的圖像信息S1、S2進行處理的圖像處理部6、以及顯示由該圖像處理部6進行處理后的圖像G的顯示部7。
[0045]光源3具有氣燈31、從由該氣燈31發(fā)出的光中切出激勵光和白色光(照明光:波段400nm~740nm)的濾鏡32、以及使由濾鏡32切出的激勵光和白色光會聚的耦合透鏡33。
[0046]照明單元4具有在插入部2的長度方向的大致全長范圍內(nèi)配置的光纖41、以及設(shè)置在插入部2的前端2a上的照明光學(xué)系統(tǒng)42。光纖41引導(dǎo)由耦合透鏡33會聚的激勵光和白色光。照明光學(xué)系統(tǒng)42使由光纖41引導(dǎo)的激勵光和白色光擴散，對與插入部2的前端2a對置的觀察對象X進行照射。
[0047]攝像單元5具有:物鏡51，其使從觀察對象X的規(guī)定觀察范圍返回的光會聚；二色鏡52，其反射由該物鏡51會聚的光中的激勵波長以上的光(激勵光和熒光)，并透射波長比激勵波長短的白色光(返回光);2個會聚透鏡53、54，它們分別使由該二色鏡52反射的熒光和透射過二色鏡52的白色光會聚；以及CXD這樣的2個攝像元件55、56，它們拍攝由會聚透鏡53、54會聚的白色光和熒光。
[0048]攝像元件55、56以一定的幀率取得白色光圖像信息SI和熒光圖像信息S2。
[0049]在圖中，標號57是遮斷由二色鏡52反射的光中的激勵光(例如僅透射波段760nm~850nm的光)的激勵光截止濾鏡。
[0050]圖像處理部6具有:白色光圖像生成部(參照圖像生成部)61，其根據(jù)由攝像元件55取得的白色光圖像信息SI生成白色光圖像(參照圖像)Gl ;熒光圖像生成部62，其根據(jù)由攝像元件56取得的熒光圖像信息S2生成熒光圖像G2 ;不能診斷區(qū)域提取部(判別部、提取部)63，其提取白色光圖像Gl中的具有規(guī)定檢測極限閾值以下的亮度值的像素；熒光區(qū)域提取部64，其提取熒光圖像G2中的具有規(guī)定熒光閾值以上的亮度值的像素；以及圖像合成部(報知部)65，其使用由不能診斷區(qū)域提取部63和熒光區(qū)域提取部64提取出的像素和白色光圖像Gl生成合成圖像G。
[0051]不能診斷區(qū)域提取部63將從白色光圖像生成部61輸入的白色光圖像Gl的各像素的亮度值與規(guī)定檢測極限閾值進行比較，如圖4所示，提取具有該檢測極限閾值以下的亮度值的像素群作為不能診斷區(qū)域E。這里，如后所述，檢測極限閾值是使用攝像元件55、56預(yù)先取得白色光圖像Gl和熒光圖像G2并根據(jù)所取得的各圖像Gl、G2的亮度值彼此的關(guān)系而決定的值。
[0052]熒光區(qū)域提取部64將從熒光圖像生成部62輸入的熒光圖像G2的各像素的亮度值與規(guī)定熒光閾值進行比較，提取具有該熒光閾值以上的亮度值的像素群作為熒光區(qū)域F。
[0053]圖2 (a)~(C)是說明觀察對象X的形狀、由攝像元件55、56檢測到的白色光和熒光的強度Iw、If、在各圖像生成部61、62中生成的白色光圖像Gl和熒光圖像G2的關(guān)系的圖。圖2 (a)示出觀察對象X的形狀。圖2 (b)在相互重疊的狀態(tài)下示出拍攝圖2 (a)所示的觀察對象X而得到的白色光圖像Gl和熒光圖像G2。圖2 (c)示出在與圖2 (b)的I1-1I線對應(yīng)的位置由攝像元件55、56檢測到的白色光的強度Iw和熒光的強度If。
[0054]關(guān)于對觀察對象X照射的白色光和激勵光的強度，在接近插入部2的前端2a的觀察對象X的平坦部分V或凸部中十分高，但是，在遠離插入部2的前端2a的凹部X”的內(nèi)部較低。但是，由于對觀察對象X照射的白色光具有充分的強度，所以，在觀察對象X中反射并入射到攝像元件55的白色光如圖2 (c)所示，在凹部X”中也具有充分的強度Iw。因此，得到十分清楚地拍攝了觀察對象X整體的白色光圖像Gl。
[0055]另一方面，一般情況下，在觀察對象X中產(chǎn)生的熒光的強度比反射光(白色光)的強度弱。因此，在平坦部分V和凹部X”中產(chǎn)生相同強度的熒光的情況下，從接近插入部2的前端2a的平坦部分X’入射到攝像元件`56的熒光具有充分的強度If，但是，從遠離插入部2的前端2a的凹部X”的內(nèi)部入射到攝像元件56的熒光的強度If不充分。
[0056]即，如圖2 (c)所示，從凹部X”的內(nèi)部入射到攝像元件56的熒光的強度If小于攝像元件56針對熒光的檢測極限Lim，攝像元件56未檢測到，或者，即使被檢測到，在熒光圖像G2中也表現(xiàn)為小于規(guī)定熒光閾值的亮度值。其結(jié)果，如圖2 (b)所示，熒光區(qū)域提取部64未提取凹部X”內(nèi)的熒光區(qū)域F。
[0057]這樣，從觀察對象X入射到各攝像元件55、56的白色光和熒光的強度Iw、If在相互維持比例關(guān)系的前提下，依賴于觀察距離而變化。而且，在觀察距離增大時，在白色光的強度Iw到達攝像元件55的檢測極限之前，熒光的強度If低于攝像元件56的檢測極限Lim。將拍攝了具有與和該攝像元件56的檢測極限Lim —致的熒光的強度If對應(yīng)的強度Iw的白色光時的白色光圖像Gl的亮度值設(shè)定為不能診斷區(qū)域提取部63中的檢測極限閾值。
[0058]圖像合成部65生成表示由不能診斷區(qū)域提取部63提取出的不能診斷區(qū)域E的位置的標記M。然后，圖像合成部65通過在白色光圖像Gl中重疊標記M和由熒光區(qū)域提取部64提取出的熒光區(qū)域F，生成合成圖像G (參照圖6)。圖像合成部65將所生成的合成圖像G輸出到顯示部7。作為標記M，例如使用對不能診斷區(qū)域E施加的陰影、包圍不能診斷區(qū)域E的圓、箭頭等。
[0059]顯示部7顯示從圖像合成部65輸入的合成圖像G。
[0060]接著，下面對這樣構(gòu)成的熒光觀察裝置I的作用進行說明。
[0061]在使用本實施方式的熒光觀察裝置I對作為觀察對象X的體內(nèi)的活體組織進行觀察時，將插入部2插入體內(nèi)，使插入部2的前端2a與觀察對象X對置。然后，使光源3工作而產(chǎn)生激勵光和白色光。激勵光和白色光通過耦合透鏡33入射到光纖41，在光纖41內(nèi)被引導(dǎo)到插入部2的前端2a，通過照明光學(xué)系統(tǒng)42擴散，對觀察對象X進行照射。
[0062]在觀察對象X中，內(nèi)部包含的熒光物質(zhì)由激勵光激勵而發(fā)出熒光，并且，白色光在觀察對象X的表面反射。熒光和被反射的白色光從觀察對象X返回插入部2的前端2a，通過物鏡51會聚。
[0063]圖3示出說明本實施方式的熒光觀察裝置I進行的合成圖像G的生成處理的流程圖。
[0064]通過二色鏡52按照每個波長對由物鏡51會聚的熒光和白色光進行分支，例如400nm~700nm的波段的白色光由會聚透鏡54會聚，作為白色光圖像信息SI由攝像元件55取得(步驟SI)。
[0065]并且，通過激勵光截止濾鏡57從由物鏡51會聚的熒光和白色光中的由二色鏡52反射的光、例如700nm~850nm的波段的包含激勵光和熒光的光中去除激勵光(例如740nm以下的光)后，僅熒光由會聚透鏡54會聚，作為熒光圖像信息S2由攝像元件56取得(步驟S2)。
[0066]由各攝像元件55、56取得的圖像信息S1、S2被送出到圖像處理部6。在圖像處理部6中，白色光圖像信息SI被輸入到白色光圖像生成部61而生成白色光圖像Gl(步驟S3)。另一方面，熒光圖像信息S2被輸入到熒光圖像生成部62而生成熒光圖像G2 (步驟S4)。
[0067]所生成的白色光圖像Gl被送出到不能診斷區(qū)域提取部63，如圖4所示，在不能診斷區(qū)域提取部63中，從白色光圖像Gl中提取具有規(guī)定檢測極限閾值以下的亮度值的不能診斷區(qū)域E(步驟S5)。提取出的不能診斷區(qū)域E被送出到圖像合成部65，在該圖像合成部65中生成表示不能診斷區(qū)域E的位置的標記M (步驟S6)。
[0068]另一方面,所生成的突光圖像G2被送出到突光區(qū)域提取部64,如圖5所不,在突光區(qū)域提取部64中，從熒光圖像G2中提取具有規(guī)定熒光閾值以上的亮度值的熒光區(qū)域F(步驟S7)。提取出的熒光區(qū)域F被送出到圖像合成部65。
[0069]如圖6所示，圖像合成部65通過在白色光圖像Gl中重疊所生成的標記M和熒光區(qū)域F，生成合成圖像G (步驟S8)，將該合成圖像G輸出到顯示部7 (步驟S9)。在圖6中，作為標記M，示出對不能診斷區(qū)域E整體施加的陰影。
[0070]在顯示部7所顯示的合成圖像G中出現(xiàn)了熒光區(qū)域F的情況下，用戶能夠?qū)⒃摕晒鈪^(qū)域F識別為病變部。并且，在合成圖像G中出現(xiàn)了標記M的情況下，用戶識別到在該標記M所示的位置可能無法正常檢測病變部，例如，通過使插入部2的前端2a接近標記M所示的區(qū)域并對該區(qū)域進行放大觀察，能夠確認有無病變部。
[0071]如以上說明的那樣，根據(jù)本實施方式的熒光觀察裝置1，在不能診斷區(qū)域提取部63中，提取可能所產(chǎn)生的熒光未被攝像元件56檢測到的白色光圖像Gl中的較暗的區(qū)域作為不能診斷區(qū)域E，在合成圖像G中，作為標記M，提示所提取出的不能診斷區(qū)域E的存在。由此，具有如下優(yōu)點:使用戶可靠地識別到可能存在雖然產(chǎn)生熒光但是在合成圖像G中不顯示為熒光區(qū)域F的假陰性區(qū)域，能夠支援用戶進行更加準確的診斷。
[0072]另外，在本實施方式中，作為標記M，例示了均勻地對不能診斷區(qū)域E整體施加的陰影，但是，也可以生成使用多個顯示方式示出不能診斷區(qū)域E中的白色光圖像Gl的亮度值的分布的標記M。[0073]即，不能診斷區(qū)域提取部63具有多個閾值作為檢測極限閾值，圖像合成部65判別具有最大的閾值以下的亮度值的各像素的亮度值符合由多個閾值劃分的范圍中的哪個范圍，按照每個范圍使用不同圖案的陰影生成標記M。由此，如圖7所示，通過不同圖案的陰影示出具有不同亮度值的區(qū)域。
[0074]由此，用戶能夠根據(jù)顯示方式的差異來識別不能診斷區(qū)域E中的未檢測到產(chǎn)生的熒光的可能性的程度。
[0075]接著，對上述實施方式的熒光觀察裝置I的變形例進行說明。
[0076]在熒光觀察裝置I中，將與攝像元件56的檢測極限Lim對應(yīng)的白色光圖像Gl的亮度值設(shè)定為規(guī)定檢測極限閾值，提取具有該檢測極限閾值以下的亮度值的區(qū)域作為不能診斷區(qū)域E。本變形例的熒光觀察裝置I’與熒光觀察裝置I的不同之處在于，取而代之或在此基礎(chǔ)上，根據(jù)白色光圖像Gl的各位置處的色相，按照每個位置設(shè)定規(guī)定視覺辨認極限閾值。即，如圖8所示，熒光觀察裝置I’在圖像處理部6中具有識別白色光圖像Gl的各像素的色相的色相識別部66。
[0077]并且，在本變形例中，作為合成圖像G的生成方法，使用以下方法。即，攝像元件55具有針對白色光中的紅色、綠色和藍色具有不同感光度的3種受光元件。白色光圖像生成部61根據(jù)由各種受光元件得到的圖像信息，生成分別賦予了紅色、綠色和青色的虛擬顏色的R圖像、G圖像和B圖像，將這3個單色圖像輸出到圖像合成部65。
[0078]圖像合成部65對從熒光區(qū)域提取部64輸入的熒光區(qū)域F賦予綠色的虛擬顏色，通過在G圖像內(nèi)的同一位置加上該熒光區(qū)域F的信號，生成G’圖像。然后，圖像合成部65通過對R圖像、G’圖像和B圖像進行重疊，生成作為彩色圖像的合成圖像G。在合成圖像G中，熒光區(qū)域F顯示為綠色的明亮區(qū)域。
[0079]色相識別部66針對白色光圖像Gl的各像素計算R圖像、G圖像和B圖像中的亮度值之比，根據(jù)計算出的比，識別該像素所具有的色相屬于預(yù)先設(shè)定的多個色相區(qū)域中的哪一個區(qū)域。
[0080]不能診斷區(qū)域提取部63根據(jù)由色相識別部66識別到的各像素的色相區(qū)域，設(shè)定針對各像素的視覺辨認極限閾值。例如，如上所述，在將熒光區(qū)域F顯示為綠色的情況下，針對具有屬于紅色色相區(qū)域的色相的像素設(shè)定更低的視覺辨認極限閾值，針對具有屬于黃色或白色色相區(qū)域的色相的像素設(shè)定更高的視覺辨認極限閾值。
[0081]接著，參照圖9的流程圖對本變形例的熒光觀察裝置I’的合成圖像G的生成處理進行說明。
[0082]根據(jù)熒光觀察裝置1’，當在步驟S3中生成白色光圖像Gl后，通過色相識別部66識別白色光圖像Gl的各像素的色相(步驟S10)，接著，通過不能診斷區(qū)域提取部63，根據(jù)各像素的色相設(shè)定針對該各像素的視覺辨認極限閾值(步驟S11)。
[0083]這里，在作為熒光區(qū)域F的背景的活體組織的色相為紅色的情況下，由于熒光區(qū)域F的色相和活體組織的色相為對比色，所以，在合成圖像G中，即使熒光區(qū)域F的亮度值較低，用戶也容易視覺辨認熒光區(qū)域F。另一方面，在活體組織的色相為黃色或白色的情況下，由于熒光區(qū)域F的色相和活體組織的色相為類似色，所以，在合成圖像G中，即使熒光區(qū)域F的亮度值較高，用戶也很難視覺辨認熒光區(qū)域F。這樣，除了熒光區(qū)域F的亮度值的高低以外，熒光區(qū)域F的視覺辨認性還依賴于熒光區(qū)域F的色相與背景的色相的對比度。在步驟Sll中由不能診斷區(qū)域提取部63設(shè)定的視覺辨認極限閾值高于具有與熒光區(qū)域F的色相類似的色相的像素，低于具有與熒光區(qū)域F的色相形成對比的色相的像素。
[0084]接著，在步驟S5中，提取與熒光圖像G2內(nèi)的熒光區(qū)域F中的亮度值不充分的熒光區(qū)域F對應(yīng)的白色光圖像Gl內(nèi)的區(qū)域，作為不能診斷區(qū)域E。其中，針對背景組織的色相為紅色的熒光區(qū)域F，僅在亮度值較低的情況下提取為不能診斷區(qū)域E，針對背景組織的色相為黃色或白色的熒光區(qū)域F，在亮度值較高的情況下也提取為不能診斷區(qū)域E。接著，在步驟S6中，生成表示在步驟S5中提取為不能診斷區(qū)域E的熒光區(qū)域F的標記。
[0085]這樣，根據(jù)本變形例，利用標記示出雖然顯示在合成圖像G中但是由于亮度值較低且以與作為背景的組織類似的色相顯示而使用戶很難視覺辨認的熒光區(qū)域F，由此，具有如下優(yōu)點:使用戶可靠地識別到這種熒光區(qū)域F，能夠支援用戶進行更加準確的診斷。
[0086]在上述實施方式及其變形例中，使用合成圖像G中的標記M的顯示/非顯示，向用戶報知不能診斷區(qū)域提取部63有無提取不能診斷區(qū)域E，但是，也可以取而代之而使用聲音的變化。即，熒光觀察裝置具有輸出聲音的揚聲器，根據(jù)有無提取不能診斷區(qū)域E而改變從揚聲器輸出的聲音的音高、節(jié)奏、音量，或者對聲音的接通斷開進行切換。這樣，也能夠可靠地向用戶報知不能診斷區(qū)域E的存在。
[0087]并且，也可以與通過對插入部2的前端2a進行操作而導(dǎo)致的白色光圖像Gl內(nèi)的不能診斷區(qū)域E的移動連動地改變聲音的音高、節(jié)奏、音量，由此，向用戶報知不能診斷區(qū)域E和插入部2的前端2a的位置 關(guān)系，用戶將聲音的變化作為著眼點，能夠容易地將插入部2的前端2a導(dǎo)向不能診斷區(qū)域E的方向。
[0088]并且，在上述實施方式及其變形例中，如圖10所示，也可以構(gòu)成為，具有存儲部67，該存儲部67在不能診斷區(qū)域提取部63從白色光圖像Gl中提取出不能診斷區(qū)域E的情況下存儲該白色光圖像G1，圖像合成部65每當輸入不能診斷區(qū)域E時，將提取出該不能診斷區(qū)域E的白色光圖像Gl與存儲部67中存儲的白色光圖像Gl進行對照，在存儲部67中存在相應(yīng)的白色光圖像Gl的情況下，中止生成表示該不能診斷區(qū)域E的標記M,或者對標記M進行變更。圖10所例示的熒光觀察裝置I”以熒光觀察裝置I為基礎(chǔ)。
[0089]在用戶移動視野并對觀察對象X進行觀察時，雖然是已經(jīng)確認的不能診斷區(qū)域E，但是，當反復(fù)向用戶提示表示該不能診斷區(qū)域E的標記M時，用戶可能感到厭煩并再次確認相同的不能診斷區(qū)域E。因此，針對已經(jīng)報知的不能診斷區(qū)域E，此后不進行報知，由此能夠提聞使用便利性。
[0090]并且，在本實施方式中，也可以構(gòu)成為，根據(jù)插入部信息來設(shè)定不能診斷區(qū)域提取部63的規(guī)定檢測極限閾值。即，作為插入部2，熒光觀察裝置也可以具備具有存儲插入部信息的IC芯片(圖示省略)且能夠相對于光源3和/或圖像處理部6進行裝卸的插入部，光源3或圖像處理部6具有判別IC芯片中存儲的插入部信息的插入部判別部(圖示省略)。作為插入部信息，舉出與各插入部2對應(yīng)的觀察對象X的部位、熒光物質(zhì)的種類、各光學(xué)系統(tǒng)的規(guī)格等的信息等。
[0091]該情況下，當插入部2與光源3或圖像處理部6連接時，插入部判別部讀出IC芯片中存儲的插入部信息，將該插入部信息送出到不能診斷區(qū)域提取部63。不能診斷區(qū)域提取部63保持將插入部信息和規(guī)定檢測極限閾值對應(yīng)起來的表，選擇并設(shè)定與從插入部判別部輸入的插入部信息對應(yīng)的檢測極限閾值。
[0092]由此，不需要根據(jù)用戶要使用的插入部2來設(shè)定檢測極限閾值，能夠提高使用便利性。，
[0093]接著，參照圖11和圖12對具有熒光觀察裝置I和校正該熒光觀察裝置I所使用的檢測極限閾值的校正裝置10的熒光觀察系統(tǒng)進行說明。
[0094]如圖11所示，本實施方式的校正裝置10具有固定插入部2的保持架11、與固定在該保持架11上的插入部2的前端2a隔開觀察距離D而對置的標準樣本12、對插入部2的前端2a與標準樣本12之間的觀察距離D進行變更的工作臺(光強度調(diào)節(jié)部)13、控制該工作臺13的控制部14、以及根據(jù)在各觀察距離D拍攝的白色光圖像Gl和熒光圖像G2的亮度值來決定檢測極限閾值的閾值決定部15。
[0095]標準樣本12構(gòu)成為，在與插入部2的前端2a對置配置的觀察面上具有均勻的構(gòu)造，在該整個觀察面中均勻地反射白色光，并且，均勻地產(chǎn)生熒光。
[0096]控制部14通過驅(qū)動工作臺13，階段地變更觀察距離D，每次進行變更時，將觀察距離D輸出到閾值決定部15。閾值決定部15從控制部14接受觀察距離D后，從白色光圖像生成部61和熒光圖像生成部62接受在該觀察距離D的條件下生成的白色光圖像Gl和熒光圖像G2。
[0097]由此，閾值決定部15得到將觀察距離D與白色光圖像Gl的亮度值和熒光圖像G2的亮度值對應(yīng)起來的數(shù)據(jù)。圖12是示出閾值決定部15得到的觀察距離D與白色光圖像Gl的亮度值Vw和熒光圖像G2的亮度值Vf之間的關(guān)系的曲線圖。
[0098]如圖12所示，白色光圖像Gl的亮度值Vw和熒光圖像G2的亮度值Vf均與觀察距離D成反比例變化。這里，拍攝了具有充分強度的白色光的白色光圖像Gl在觀察距離D充分大的范圍內(nèi)也具有充分的亮度值Vw。另一方面，關(guān)于拍攝了比白色光微弱的熒光的熒光圖像G2，在白色光具有充分強度的觀察距離D的范圍內(nèi)，通過使熒光的強度低于攝像元件56的檢測極限Lim，成為亮度值Vf恒定的電平。閾值決定部15將熒光圖像G2的亮度值Vf較高的觀察距離D中的白色光圖像Gl的亮度值Vw決定為檢測極限閾值Th，在不能診斷區(qū)域提取部63中設(shè)定所決定的檢測極限閾值Th。
[0099]另外，在本實施方式的校正裝置10中，代替控制部14對工作臺13進行控制而變更觀察距離D的情況，控制部14也可以對光源(光強度調(diào)節(jié)部)3進行控制而變更對標準樣本12照射的白色光和激勵光的強度。
[0100]這樣，也能夠得到圖12所示的白色光圖像的亮度值Vw與熒光圖像的亮度值Vf的關(guān)系，能夠同樣決定檢測極限閾值Th。
【權(quán)利要求】
1.一種熒光觀察裝置，其具有: 光源，其對觀察對象照射參照光和激勵光； 熒光圖像生成部，其拍攝通過照射來自該光源的所述激勵光而在所述觀察對象中產(chǎn)生的熒光并生成熒光圖像； 參照圖像生成部，其拍攝通過照射來自所述光源的所述參照光而從所述觀察對象返回的返回光并生成參照圖像； 圖像合成部，其通過在該參照圖像生成部所生成的所述參照圖像上重疊所述熒光圖像生成部所生成的所述熒光圖像，生成合成圖像； 判別部，其對所述參照圖像生成部所生成的所述參照圖像內(nèi)的各位置處的亮度值與規(guī)定閾值進行比較，判別有無所述亮度值為所述規(guī)定閾值以下的位置；以及 報知部，其在該判別部判別為存在亮度值為所述規(guī)定閾值以下的位置的情況下，報知該位置的存在。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光觀察裝置，其中， 所述熒光圖像生成部具有拍攝所述熒光的攝像元件， 所述判別部具有檢測極限閾值作為所述規(guī)定閾值，該檢測極限閾值是拍攝了具有與如下熒光強度對應(yīng)的強度的所述返回光時的所述參照圖像的亮度值，該熒光強度與所述攝像元件的針對所述熒光的檢測極限一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光觀察裝置，其中， 所述圖像合成部對所述熒光·圖像賦予規(guī)定色相并將所述熒光圖像重疊在所述參照圖像上， 所述熒光觀察裝置具有色相識別部，該色相識別部識別由所述參照圖像生成部生成的所述參照圖像內(nèi)的所述各位置處的色相， 所述判別部根據(jù)所述規(guī)定色相與由所述色相識別部識別到的色相之間的對比度，對所述參照圖像內(nèi)的各位置設(shè)定視覺辨認極限閾值作為所述規(guī)定閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項所述的熒光觀察裝置，其中， 所述熒光觀察裝置具有提取部，該提取部提取由所述判別部判別為所述亮度值為所述規(guī)定閾值以下的位置， 所述報知部報知由所述提取部提取出的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熒光觀察裝置，其中， 所述報知部在所述合成圖像上顯示表示由所述提取部提取出的位置的標記。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熒光觀察裝置，其中， 所述判別部具有多個所述規(guī)定閾值， 所述報知部根據(jù)由所述判別部判別為所述規(guī)定閾值以下的所述各位置的亮度值對應(yīng)于由所述多個規(guī)定閾值劃分的多個范圍中的哪一個范圍，在所述合成圖像中顯示不同顯示方式的所述標記。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項所述的熒光觀察裝置，其中， 所述報知部通過改變輸出的聲音來報知所述存在。
8.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任意一項所述的熒光觀察裝置，其中， 所述熒光觀察裝置具有存儲部，該存儲部相對應(yīng)地存儲由所述判別部判別為所述亮度值為所述規(guī)定閾值以下的所述參照圖像內(nèi)的位置和該參照圖像， 所述報知部對由判別部判別為存在亮度值為所述規(guī)定閾值以下的位置的參照圖像和所述存儲部中存儲的參照圖像進行對照，在所述存儲部中存儲有相應(yīng)參照圖像的情況下，中止報知。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熒光觀察裝置，其中， 所述熒光觀察裝置具有存儲部，該存儲部相對應(yīng)地存儲由所述判別部判別為所述亮度值為所述規(guī)定閾值以下的所述參照圖像內(nèi)的位置和該參照圖像， 所述報知部對由判別部判別為存在亮度值為所述規(guī)定閾值以下的位置的參照圖像和所述存儲部中存儲的參照圖像進行對照，在所述存儲部中存儲有相應(yīng)參照圖像的情況下，中止報知。
10.一種突光觀察系統(tǒng)，其具有: 權(quán)利要求2所述的熒光觀察裝置；以及 對所述判別部中使用的所述檢測極限閾值進行校正的校正裝置， 該校正裝置具有: 標準樣本，其通過照射來自所述光源的所述激勵光和參照光而產(chǎn)生熒光和返回光；光強度調(diào)節(jié)部，其改變對該標準樣本照射的所述激勵光和參照光的強度；以及閾值決定部，其根據(jù)拍攝由該光強度調(diào)節(jié)部對所述標準樣本照射不同強度的所述激勵光和參照光時的所述熒光和返回光而生成的多個所述參照圖像和所述熒光圖像的亮度值的關(guān)系，決定所述檢測極限閾值，并將該檢測極限閾值設(shè)定在所述判別部中。
【文檔編號】A61B1/07GK103565393SQ201310302276
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月1日
【發(fā)明者】志田裕美, 石原康成, 竹腰聰, 久保圭 申請人:奧林巴斯株式會社, 奧林巴斯醫(yī)療株式會社