專利名稱：熒光觀察裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熒光觀察裝置。
背景技術(shù)：
目前，在采用熒光藥劑來診斷病變區(qū)域的熒光觀察裝置中公知有如下這樣的方法，因為照射光的強(qiáng)度根據(jù)觀察距離而變化，所以將熒光圖像的信號強(qiáng)度除以參照光圖像的信號強(qiáng)度來校正熒光圖像(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。還公知有如下這樣的方法在觀察自身熒光的內(nèi)窺鏡裝置中，通過僅將熒光圖像的信號強(qiáng)度與參照光圖像的信號強(qiáng)度的比率為預(yù)定閾值以上的像素顯示在熒光圖像上，容易發(fā)現(xiàn)病變區(qū)域的位置地進(jìn)行顯示(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本特開昭62-247232號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2005-21580號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題但是，熒光藥劑的代謝功能存在個體差異，并且組織的顏色按照每個患者和部位而不同。因此，病變區(qū)域和正常區(qū)域中的、熒光圖像的信號強(qiáng)度與參照光圖像的信號強(qiáng)度的比率按照每個被攝體而不同。因此，在要根據(jù)熒光圖像的信號強(qiáng)度與參照光圖像的信號強(qiáng)度的比率判別作為病變區(qū)域的特定區(qū)域與其他區(qū)域的情況下，需要設(shè)定用于按照每個被攝體進(jìn)行判別的閾值。本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，其目的是提供能夠根據(jù)按照每個被攝體而不同的熒光圖像的信號強(qiáng)度與參照光圖像的信號強(qiáng)度的比率，設(shè)定用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值的熒光觀察裝置。用于解決課題的手段為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下手段。本發(fā)明采用ー種熒光觀察裝置，其具備光源部，其產(chǎn)生對被攝體照射的照明光和激勵光；熒光圖像生成部，其拍攝因來自該光源部的激勵光照射而在所述被攝體中產(chǎn)生的熒光，來生成熒光圖像；返回光圖像生成部，其拍攝因來自所述光源部的照明光照射而從所述被攝體返回的返回光，來生成返回光圖像；圖像校正部，其將由所述熒光圖像生成部生成的熒光圖像中的各個像素的信號強(qiáng)度除以由所述返回光圖像生成部生成的返回光圖像中的各個像素的信號強(qiáng)度，來生成校正熒光圖像；特征量提取部，其提取由該圖像校正部生成的校正熒光圖像的特征量；閾值決定部，其使用由該特征量提取部提取出的特征量的歷史，決定用于對所述校正熒光圖像的特定區(qū)域與其他區(qū)域進(jìn)行判別的閾值；以及判別部，其根據(jù)由該閾值決定部決定的閾值，判別所述校正熒光圖像的特定區(qū)域與其他區(qū)域。
根據(jù)本發(fā)明，將來自光源部的照明光以及激勵光照射至被檢體，利用返回光圖像生成部根據(jù)照明光的返回光生成返回光圖像，并且利用熒光圖像生成部根據(jù)因激勵光照射到被檢體而產(chǎn)生的熒光來生成熒光圖像。然后，利用圖像校正部，將熒光圖像中的各個像素的信號強(qiáng)度除以返回光圖像中的各個像素的信號強(qiáng)度，生成校正熒光圖像，通過特征量提取部提取校正熒光圖像的特征量。利用閾值決定部，使用該特征量的歷史，決定用于判別校正熒光圖像的特定區(qū)域的閾值，并利用判別部，根據(jù)該閾值判別特定區(qū)域與其他區(qū)域。此處，所謂特定區(qū)域，是指在校正熒光圖像內(nèi)信號強(qiáng)度比其周圍高的區(qū)域。例如設(shè)為被攝體是存在病變部的組織，投放容易蓄積于病變部的熒光藥劑。于是，熒光藥劑聚集到被攝體的一部分，因此通過激勵光從該部分較強(qiáng)地產(chǎn)生熒光。并且，在校正熒光圖像內(nèi)，該部分的信號強(qiáng)度變高。所謂特定區(qū)域，是指這樣在校正熒光圖像內(nèi)信號強(qiáng)度比其他區(qū)域高的區(qū)域。熒光藥劑的代謝功能存在個體差異，并且組織的顏色按照每個患者和部位而不同。因此，特定區(qū)域中的熒光圖像的信號強(qiáng)度與返回光圖像的信號強(qiáng)度的比率、和其他區(qū)域 中的熒光圖像的信號強(qiáng)度與返回光圖像的信號強(qiáng)度的比率按照每個被攝體而不同。根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)校正熒光圖像的特征量決定用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值，因此能夠根據(jù)被攝體變更該閾值。并且，能夠進(jìn)行與被攝體對應(yīng)的特定區(qū)域和其他區(qū)域的判別。由此，能夠提高例如病變部等特定區(qū)域的檢查精度。在上述發(fā)明中，所述特征量提取部可提取所述校正熒光圖像的信號強(qiáng)度的最大值作為所述特征量。由此，能夠從校正熒光圖像容易地提取特征量，能夠簡化特征量提取部的處理。在上述發(fā)明中，所述特征量提取部可提取所述校正熒光圖像的各個像素處的信號強(qiáng)度的累計值變?yōu)轭A(yù)定值時的信號強(qiáng)度作為所述特征量。由此，能夠根據(jù)圖像的狀態(tài)改變從校正熒光圖像中提取出的特征量。例如，能夠通過提取校正熒光圖像的各個像素處的信號強(qiáng)度的累計值變?yōu)?8%時的信號強(qiáng)度作為特征量，排除噪聲等的異常值，從而能夠決定用于判別特定區(qū)域和其他區(qū)域的閾值。 在上述發(fā)明中，可具備特征量記錄部，其記錄通過所述特征量提取部提取出的特征量的時間變化；特征量顯示部，其對記錄在該特征量記錄部中的特征量的時間變化進(jìn)行顯示；以及信號強(qiáng)度輸入部，其輸入在該特征量顯示部所顯示的特征量的時間變化中作為基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度，所述閾值決定部將輸入到所述信號強(qiáng)度輸入部的信號強(qiáng)度決定為所述閾值。由此，用戶能夠一邊觀察顯示在特征量顯示部上的特征量的時間變化ー邊向信號強(qiáng)度輸入部輸入作為基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度，能夠任意決定判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。在上述發(fā)明中，可具備特征量記錄部，其記錄通過所述特征量提取部提取出的特征量的時間變化；以及閾值設(shè)定指示部，其指示對所述閾值進(jìn)行設(shè)定的時機(jī)，所述閾值決定部在輸入了來自所述閾值設(shè)定指示部的指示時，根據(jù)記錄在所述特征量記錄部中的所述特征量的時間變化決定所述閾值。由此，能夠在用戶向閾值設(shè)定指示部進(jìn)行輸入的時機(jī)，自動決定用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。在上述發(fā)明中，可具備特征量記錄部，其記錄通過所述特征量提取部提取出的特征量的時間變化，所述閾值決定部在所述特征量記錄部中記錄有預(yù)定時間的所述特征量時，根據(jù)記錄在所述特征量記錄部中的特征量的時間變化決定所述閾值。由此，在特征量記錄部中記錄有預(yù)定時間的特征量時，能夠自動決定用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。在上述發(fā)明中，所述閾值決定部可根據(jù)記錄在所述特征量記錄部中的所述特征量的時間變化生成特征量的信號強(qiáng)度的直方圖，在該直方圖的峰值數(shù)量為I個的情況下，將直方圖的最大信號強(qiáng)度決定為所述閾值，在峰值數(shù)量為2個以上的情況下，將作為最大信號強(qiáng)度的峰值與作為最小信號強(qiáng)度的峰值之間的信號強(qiáng)度決定為所述閾值。由此，根據(jù)記錄在特征量記錄部中的特征量的時間變化生成特征量的信號強(qiáng)度的直方圖，在該直方圖中，在峰值數(shù)量為I個的情況下，能夠判斷為沒有觀察到特定區(qū)域，將該直方圖的最大信號強(qiáng)度決定為用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。此外，在直方圖的峰值數(shù)量為2個以上的情況下，能夠判斷為觀察到特定區(qū)域和其他區(qū)域兩方，能夠通過將 作為最大信號強(qiáng)度的峰值與作為最小信號強(qiáng)度的峰值之間的信號強(qiáng)度決定為用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值，進(jìn)行與被攝體對應(yīng)的特定區(qū)域和其他區(qū)域的判別。由此，能夠提高例如病變部等特定區(qū)域的檢查精度。在上述發(fā)明中，所述閾值決定部可在所述直方圖中出現(xiàn)2個峰值時，將這些峰值之間的信號強(qiáng)度決定為所述閾值。由此，在各個像素的信號強(qiáng)度的直方圖中出現(xiàn)2個峰值時，能夠自動將這些峰值之間的信號強(qiáng)度決定為判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。在上述發(fā)明中，可具備錯誤判定部，其檢測由所述返回光圖像生成部取得的返回光圖像的各個像素的信號強(qiáng)度，在信號強(qiáng)度飽和的像素數(shù)為預(yù)定的像素數(shù)以上的情況下進(jìn)行錯誤判定。例如在內(nèi)窺鏡中采用了本發(fā)明的熒光觀察裝置的情況下，在內(nèi)窺鏡的前端部碰到組織壁時，返回光圖像的基本所有像素都飽和，校正熒光圖像變?yōu)楫惓５偷闹?。因此，通過錯誤判定部在返回光圖像的信號強(qiáng)度飽和的像素數(shù)為預(yù)定的像素數(shù)以上的情況下進(jìn)行錯誤判定，由此用戶能夠識別出是異常的狀態(tài)。在上述發(fā)明中，可具備錯誤判定部，其檢測由所述圖像校正部生成的校正熒光圖像的各個像素的信號強(qiáng)度，在信號強(qiáng)度飽和的像素數(shù)為預(yù)定的像素數(shù)以上的情況下進(jìn)行錯誤判定。例如在內(nèi)窺鏡中采用了本發(fā)明的熒光觀察裝置的情況下，在以較快的速度移動內(nèi)窺鏡時，返回光圖像和熒光圖像的曝光時間不同，因此在各圖像中產(chǎn)生偏差，產(chǎn)生在熒光圖像中有、而在返回光圖像中沒有的像素。該情況下，校正熒光圖像進(jìn)行了除以0的計算，從而產(chǎn)生異常明亮的點。因此，通過錯誤判定部在校正熒光圖像的信號強(qiáng)度飽和的像素數(shù)為預(yù)定的像素數(shù)以上的情況下進(jìn)行錯誤判定，由此用戶能夠識別出是異常的狀態(tài)。在上述發(fā)明中，在所述錯誤判定部進(jìn)行了錯誤判定的情況下，所述特征量提取部可中止所述特征量的提取。由此，能夠防止異常狀態(tài)下的觀察，能夠提高觀察精度。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明可起到如下這樣的效果，即使被攝體不同，也能夠根據(jù)熒光圖像的信號強(qiáng)度與參照光圖像的信號強(qiáng)度的比率，設(shè)定用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。


圖I是本發(fā)明第I實施方式的熒光觀察裝置的功能框圖。圖2是示出圖I的激勵光透射濾波器的透射率特性的曲線圖。 圖3是示出圖I的激勵光截止濾波器的透射率特性的曲線圖。圖4是在圖像中不存在特定區(qū)域時的校正熒光圖像的各個像素處的信號強(qiáng)度的直方圖。圖5是在圖像中存在特定區(qū)域時的校正熒光圖像的各個像素處的信號強(qiáng)度的直方圖。 圖6是示出特征量的時間變化的曲線圖。圖7是說明閾值的決定方法的圖，Ca)是用所設(shè)定的編號進(jìn)行選擇的情況，(b)是用連桿(toggle)進(jìn)行選擇的情況，(C)是直接輸入的情況，(d)是選擇自動分割后的編號的情況。圖8是本發(fā)明第2實施方式的熒光觀察裝置的功能框圖。圖9是示出不存在特定區(qū)域時的特征量的信號強(qiáng)度的曲線圖，(a)示出時間變化，(b)是直方圖。圖10是示出存在特定區(qū)域時的特征量的信號強(qiáng)度的曲線圖，Ca)示出時間變化，(b)是直方圖。圖11是說明自動決定閾值的方法的流程圖。圖12是第I變形例的熒光觀察裝置的功能框圖。圖13是第2變形例的熒光觀察裝置的功能框圖。
具體實施例方式[第I實施方式]以下，參照附圖來說明本發(fā)明第I實施方式的熒光觀察裝置I。這里，說明將本實施方式的熒光觀察裝置I應(yīng)用于內(nèi)窺鏡裝置的例子。如圖I所示，熒光觀察裝置I具備內(nèi)窺鏡10、光源裝置(光源部)17、圖像運算部20和監(jiān)視器(特征量顯示部)43。內(nèi)窺鏡10具有插入體腔內(nèi)的細(xì)長插入部，在其內(nèi)部設(shè)置有光導(dǎo)纖維13。光導(dǎo)纖維13的一端延伸到內(nèi)窺鏡10的前端，另一端與光源裝置17連接。由此，將從光源裝置17射出的光引導(dǎo)至內(nèi)窺鏡10的前端，向體腔內(nèi)的被檢體A (被攝體)照射。內(nèi)窺鏡10和圖像運算部20經(jīng)由圖像傳送電纜16連接。另外，圖像運算部20和監(jiān)視器43經(jīng)由監(jiān)視器電纜45連接。由此，將內(nèi)窺鏡10所取得的圖像數(shù)據(jù)在圖像傳送電纜16中傳送而發(fā)送至圖像運算部20。發(fā)送來的圖像數(shù)據(jù)在圖像運算部20內(nèi)實施圖像處理之后，經(jīng)由監(jiān)視器電纜45傳送到監(jiān)視器43并顯示在監(jiān)視器畫面上。在圖像運算部20上，連接有觀察模式輸入部41和閾值輸入部(信號強(qiáng)度輸入部)42。將輸入到觀察模式輸入部41和閾值輸入部42的信息發(fā)送至圖像運算部20，在圖像運算部20中對通過內(nèi)窺鏡10取得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理作業(yè)。
接著，說明本實施方式的熒光觀察裝置I的詳細(xì)結(jié)構(gòu)以及監(jiān)視器畫面的顯示。如圖I所示，在光源裝置17的內(nèi)部設(shè)置有氙氣燈(Xe燈)21和波長選擇濾波器22。Xe燈21產(chǎn)生白色光以及激勵光。從Xe燈21發(fā)出的光經(jīng)過波長選擇濾波器22，由此僅所設(shè)定的波長區(qū)域的白色光和激勵光通過。具體地說，如圖2所示，波長選擇濾波器22使400nm 750nm的波長區(qū)域的光透射，使其它波長區(qū)域的光反射。另外如圖I所不，在內(nèi)窺鏡10的內(nèi)部設(shè)置有光導(dǎo)纖維13、白色光用彩色(XD23、分光器24、照明光學(xué)系統(tǒng)25、攝像光學(xué)系統(tǒng)26、激勵光截止濾波器27和熒光用單色(XD28。從光源裝置17射出的白色光以及激勵光利用內(nèi)窺鏡10內(nèi)的光導(dǎo)纖維13進(jìn)行傳導(dǎo)，并通過配置在內(nèi)窺鏡10前端的照明光學(xué)系統(tǒng)25向被檢體A照射。通過向被檢體A照射白色光，使來自被檢體A的反射光入射至在內(nèi)窺鏡10前端配置的攝像光學(xué)系統(tǒng)26。另 夕卜，通過向被檢體A照射激勵光，而在被檢體A上產(chǎn)生熒光，并將該熒光入射至攝像光學(xué)系統(tǒng)26。分光器24使來自被檢體A的反射光透射，另ー方面使在被檢體A上產(chǎn)生的熒光反射。通過具有這樣的特性，分光器24分離已入射至攝像光學(xué)系統(tǒng)26的反射光和熒光。此時，熒光波長移動至與激勵光波長相比長的波長側(cè)，所以使用可反射與激勵光波長相比長的波長側(cè)的光的分光器。激勵光截止濾波器27是用于從熒光中去除激勵光(反射光)的濾波器。具體地說，如圖3所示，分光器24使765nm 850nm的波長區(qū)域的光透射，并使其它波長區(qū)域的光反射。由于通過激勵光截止濾波器27,從而突光與激勵光(反射光)完全分離,利用突光用単色CCD28來檢測分離出的熒光。因為分離出的熒光是微弱的，所以熒光用単色CCD28采用比白色光用彩色CCD23靈敏度高的部件。將該熒光用単色CCD28所檢測出的熒光圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像傳送電纜16b發(fā)送至圖像運算部20內(nèi)的熒光圖像生成部30。另ー方面，通過白色光用彩色(XD23來檢測已透過分光器24的來自被檢體A的反射光。將白色光用彩色CCD23所檢測出的白色光圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由圖像傳送電纜16a發(fā)送至圖像運算部20內(nèi)的白色光圖像生成部(返回光圖像生成部)29。如圖I所示，圖像運算部20在功能上具備白色光圖像生成部29、熒光圖像生成部30、熒光圖像校正部(圖像校正部)31、錯誤圖像判定部(錯誤判定部)32、特征量取得部33、曲線圖生成部(特征量記錄部)34、圖像合成部35、顯示圖像選擇部36、偽彩色圖像生成部(判別部)37和閾值設(shè)定部(閾值決定部)38。此外，觀察模式輸入部41與顯示圖像選擇部36連接，閾值輸入部41與閾值設(shè)定部38連接。白色光圖像生成部29根據(jù)由白色光用彩色(XD23檢測出的白色光圖像數(shù)據(jù)來生成白色光圖像。白色光圖像生成部29將所生成的白色光圖像發(fā)送至錯誤圖像判定部32、圖像合成部35和顯示圖像選擇部36。熒光圖像生成部30根據(jù)熒光用単色(XD28所檢測出的熒光圖像數(shù)據(jù)來生成熒光圖像。熒光圖像生成部30將所生成的熒光圖像發(fā)送至熒光圖像校正部31。熒光圖像校正部31通過將熒光圖像生成部30所生成的熒光圖像中的各個像素的亮度值除以在白色光圖像生成部29所生成的白色光圖像中與熒光圖像的各個像素對應(yīng)的各個像素的亮度值，來生成校正熒光圖像。熒光圖像校正部31將生成的校正熒光圖像發(fā)送至錯誤圖像判定部32。錯誤圖像判定部32檢測由白色光圖像生成部29取得的白色光圖像的各個像素的信號強(qiáng)度，在信號強(qiáng)度飽和的像素數(shù)為預(yù)定的像素數(shù)以上的情況下進(jìn)行錯誤判定。此外，錯誤圖像判定部32在進(jìn)行了錯誤判定的情況下，不向特征量取得部33和偽彩色圖像生成部37發(fā)送由熒光圖像校正部31生成的校正熒光圖像。特征量取得部33提取由熒光圖像校正部31生成的校正熒光圖像的特征量。具體而言，如圖4所示，特征量取得部33生成校正熒光圖像的各個像素處的信號強(qiáng)度的直方圖，在該直方圖中提取校正熒光圖像的信號強(qiáng)度的最大值(圖4中的點Pl)作為特征量。由此，能夠從校正熒光圖像容易地提取特征量，能夠簡化特征量取得部33的處理。
另外，特征量取得部33可以在校正熒光圖像的各個像素處的信號強(qiáng)度的直方圖中，提取校正熒光圖像的各個像素處的信號強(qiáng)度的累計值變?yōu)榱祟A(yù)定值(圖4中的點P2)時的信號強(qiáng)度作為特征量。由此，能夠根據(jù)圖像的狀態(tài)等改變從校正熒光圖像中提取出的特征量。例如，能夠通過提取校正熒光圖像的各個像素處的信號強(qiáng)度的累計值變?yōu)榱?98%時的信號強(qiáng)度作為特征量，排除噪聲等的異常值，從而決定判別作為信號強(qiáng)度大于特征量的區(qū)域的特定區(qū)域和其他區(qū)域的閾值。此處，如圖4所示，在所觀察的被檢體A中不存在特定區(qū)域的情況下，在校正熒光圖像的直方圖中，在信號強(qiáng)度低的部分僅出現(xiàn)I個較大的峰值。另ー方面，在觀察視野內(nèi)存在特定區(qū)域的情況下，由于在熒光圖像內(nèi)存在信號強(qiáng)度高的區(qū)域，因此如圖5所示，除了在信號強(qiáng)度低的部分出現(xiàn)的峰值以外還新出現(xiàn)峰值。曲線圖生成部34在內(nèi)部具有未圖示的存儲器(省略圖示)，在該存儲器中對應(yīng)保存由特征量取得部33提取出的特征量的信號強(qiáng)度及其檢測時間。由此，如圖6所示，曲線圖生成部34使由特征量取得部33提取出的特征量的時間變化曲線化，并將該曲線圖作為待顯示在監(jiān)視器43上的圖像發(fā)送到顯示圖像選擇部36。在圖6所示的特征量的時間變化的曲線圖中，在觀察區(qū)域中不存在特定區(qū)域的情況下，曲線圖的值大致恒定。另ー方面，在觀察區(qū)域中存在特定區(qū)域的情況下，由于在校正熒光圖像內(nèi)存在信號強(qiáng)度高的區(qū)域，因此在曲線圖中出現(xiàn)峰值。閾值輸入部42用于使得用戶在由曲線圖生成部34生成、且顯示在監(jiān)視器43上的特征量的時間變化的曲線圖中，輸入作為特定區(qū)域判別基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度(閾值)。具體而言，如圖7(a)所示，閾值輸入部42在特征量的時間變化的曲線圖中，離散地用編號顯示特征量的信號強(qiáng)度(縱軸)，通過用戶選擇任意ー個編號，輸入作為特定區(qū)域判別基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度。另外，閾值輸入部42可以如圖7 (b)所示，在特征量的時間變化的曲線圖中，通過用戶使用鼠標(biāo)等上下移動顯示在縱軸上的連桿，輸入作為特定區(qū)域判別基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度。此外，閾值輸入部42也可以如圖7 (C)所示，在特征量的時間變化的曲線圖中，由用戶使用鍵盤等直接輸入作為特定區(qū)域判別基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度(閾值)。此外，閾值輸入部42還可以如圖7 (d)所示，在特征量的時間變化的曲線圖中，將信號強(qiáng)度的最大值與最小值之間自動分割為預(yù)先設(shè)定的級數(shù)來進(jìn)行顯示，并通過用戶選擇任意ー個編號，輸入作為特定區(qū)域判別基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度。
閾值設(shè)定部38將輸入到閾值輸入部42的信號強(qiáng)度決定為用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值，并將該閾值發(fā)送到偽彩色圖像生成部37。偽彩色圖像生成部37在從錯誤圖像判定部32發(fā)送來的校正熒光圖像中，根據(jù)各個像素的信號強(qiáng)度與通過閾值設(shè)定部38決定的閾值的差異，向各個像素分配顔色(偽彩色化)。具體而言，針對具有大于通過閾值設(shè)定部38決定的閾值的信號強(qiáng)度的像素，按照信號強(qiáng)度從高到低的順序分配紅、綠、藍(lán)。此外，向具有通過閾值設(shè)定部38決定的閾值以下的信號強(qiáng)度的像素分配0 (黒)。圖像合成部35對由白色光圖像生成部29生成的白色光圖像、和由偽彩色圖像生成部37進(jìn)行偽彩色化后的校正熒光圖像進(jìn)行合成，生成合成圖像。具體而言，圖像合成部35在進(jìn)行偽彩色化后的校正熒光圖像中，關(guān)于分配了 0(黒)的像素，將白色光圖像設(shè)為合成圖像的像素，關(guān)于0以外的像素，將進(jìn)行偽彩色化后的校正熒光圖像設(shè)為合成圖像的像素。觀察模式輸入部41用于使得用戶設(shè)定將多個觀察模式中的哪ー個觀察模式的圖像顯示在監(jiān)視器43上。此處，多個觀察模式例如是指將通過白色光圖像生成部29生成的 白色光圖像直接顯示在監(jiān)視器43上的觀察模式(白色光圖像觀察模式);將通過圖像合成部35生成的合成圖像顯示在監(jiān)視器43上的觀察模式(合成圖像觀察模式)；以及同時顯示白色光圖像和合成圖像的觀察模式(2圖像觀察模式)。顯示圖像選擇部36根據(jù)在觀察模式輸入部41中設(shè)定的觀察模式，選擇白色光圖像和/或合成圖像，并將所選擇的圖像顯示在監(jiān)視器43上。此外，顯示圖像選擇部36使監(jiān)視器43顯示通過曲線圖生成部34生成的特征量的時間變化的曲線圖。監(jiān)視器43對通過顯示圖像選擇部36選擇的圖像和通過曲線圖生成部34生成的特征量的時間變化的曲線圖進(jìn)行顯示。以下，說明具有上述結(jié)構(gòu)的熒光觀察裝置I的作用。首先，當(dāng)使用本實施方式的熒光觀察裝置I開始被檢體A的觀察時，將來自光源裝置17的光經(jīng)由光導(dǎo)纖維13照射至被檢體A。由此，取得利用白色光圖像生成部29根據(jù)被檢體A的反射光生成的白色光圖像，并且取得利用熒光圖像生成部30根據(jù)從被檢體A發(fā)出的熒光生成的熒光圖像。接著，利用校正熒光圖像校正部31針對各個像素通過將熒光圖像的亮度值除以白色光圖像的亮度值來生成校正熒光圖像，并通過錯誤圖像判定部32進(jìn)行錯誤判定。在進(jìn)行了錯誤判定的情況下，直接在監(jiān)視器43上顯示白色光圖像。另ー方面，在沒有進(jìn)行錯誤判定的情況下，通過特征量取得部33提取校正熒光圖像的特征量，并通過曲線圖生成部34生成特征量的時間變化的曲線圖。所生成的特征量的時間變化的曲線圖顯示在監(jiān)視器43上，用于設(shè)定作為特定區(qū)域判別基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度。在閾值輸入部42中，由用戶輸入作為特定區(qū)域判別基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度，將該信號強(qiáng)度決定為用于判別正常組織和病變組織的閾值。在偽彩色圖像生成部37中，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的顔色的分配和通過閾值設(shè)定部38決定的閾值，進(jìn)行校正熒光圖像的偽彩色化。偽彩色化后的校正熒光圖像通過圖像合成部35與白色光圖像進(jìn)行合成。這樣生成的合成圖像根據(jù)在觀察模式輸入部41中設(shè)定的觀察模式顯示在顯示部43上。如上所述，根據(jù)本實施方式的熒光觀察裝置1，能夠僅將熒光圖像的信號強(qiáng)度與白色光圖像的信號強(qiáng)度的比率為預(yù)定閾值以上的像素顯示在熒光圖像上，能夠容易發(fā)現(xiàn)被檢體A中的特定區(qū)域的位置地進(jìn)行顯示。此處，熒光藥劑的代謝功能存在個體差異，并且組織的顏色按照每個患者和部位而不同。因此，特定區(qū)域中的熒光圖像的信號強(qiáng)度與白色光圖像的信號強(qiáng)度的比率、和其他區(qū)域中的熒光圖像的信號強(qiáng)度與白色光圖像的信號強(qiáng)度的比率按照每個被攝體而不同。與此相對，根據(jù)本實施方式的熒光觀察裝置1，根據(jù)用熒光圖像除以白色光圖像后的校正熒光圖像的特征量，決定為用于判別正常區(qū)域和病變區(qū)域的閾值，因此能夠根據(jù)患者變更閾值。并且，能夠進(jìn)行與被攝體對應(yīng)的特定區(qū)域和其他區(qū)域的判別。由此，能夠提高病變區(qū)域的檢查精度。此外，閾值設(shè)定部38將輸入到閾值輸入部42的信號強(qiáng)度決定為閾值，由此用戶能夠通過一邊觀察顯示在監(jiān)視器43上的特征量的時間變化ー邊向閾值輸入部42輸入信號強(qiáng)度，任意決定判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。此外，在內(nèi)窺鏡10的前端部碰到組織壁吋，白色光圖像的基本所有像素都飽和， 校正熒光圖像變?yōu)楫惓５偷闹怠Ｒ虼?，通過錯誤圖像判定部32在白色光圖像的信號強(qiáng)度飽和的像素數(shù)為預(yù)定的像素數(shù)以上的情況下進(jìn)行錯誤判定，由此用戶能夠識別出是異常的狀態(tài)。另外，也可以設(shè)為錯誤圖像判定部32檢測由熒光圖像校正部31生成的校正熒光圖像的各個像素的信號強(qiáng)度，在信號強(qiáng)度飽和的像素數(shù)為預(yù)定的像素數(shù)以上的情況下進(jìn)行錯誤判定。此處，在以較快的速度移動內(nèi)窺鏡時，白色光圖像和熒光圖像的曝光時間不同，因此在各圖像中產(chǎn)生偏差，產(chǎn)生在熒光圖像中有、而在白色光圖像中沒有的像素。該情況下，校正熒光圖像進(jìn)行了除以0的計算，從而產(chǎn)生異常明亮的點。因此，通過錯誤圖像判定部32在校正熒光圖像的信號強(qiáng)度飽和的像素數(shù)為預(yù)定的像素數(shù)以上的情況下進(jìn)行錯誤判定，由此用戶能夠識別出是異常的狀態(tài)。并且，在錯誤圖像判定部32進(jìn)行了錯誤判定的情況下，中止特征量取得部33對特征量的提取以及偽彩色圖像生成部37的偽彩色化，而直接在監(jiān)視器43上顯示白色光圖像，由此能夠防止異常狀態(tài)下的觀察，能夠提高觀察精度。[第2實施方式]接著，參照附圖來說明本發(fā)明第2實施方式的熒光觀察裝置2。在本實施方式的說明中，省略與第I實施方式的熒光觀察裝置I相同的點的說明，而主要說明不同點。本實施方式的熒光觀察裝置2與第I實施方式的熒光觀察裝置I的不同點為，自動設(shè)定用于判別正常區(qū)域和病變區(qū)域的閾值。如圖8所示，在本實施方式的熒光觀察裝置2中，圖像運算部50具有閾值計算部(閾值決定部)51，并與自動閾值計算輸入部(閾值設(shè)定指示部)52連接。自動閾值計算輸入部52對設(shè)定用于判別正常區(qū)域和病變區(qū)域的閾值的時機(jī)進(jìn)行指示。閾值計算部51在輸入了來自自動閾值計算輸入部52的指示時，讀出記錄在曲線圖生成部34中的特征量的時間變化，計算用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。具體而言，閾值計算部51根據(jù)圖9 Ca)和圖10 Ca)所示的記錄在曲線圖生成部34中的特征量的時間變化，如圖9 (b)和圖10 (b)所示那樣，生成各個時間的特征量的信號強(qiáng)度的直方圖。并且，閾值計算部51在圖9 (b)和圖10 (b)所示的直方圖中檢測峰值的數(shù)量，并且將成為峰值的信號強(qiáng)度決定為閾值。S卩，如圖9 (a)所示，在特征量的時間變化的曲線圖中，信號強(qiáng)度大致恒定的情況表示在觀察區(qū)域中不存在特定區(qū)域的情況。該情況下，如圖9 (b)所示，在各時間的特征量的信號強(qiáng)度的直方圖中僅出現(xiàn)I個峰值。該情況下，閾值計算部51將該峰值時的信號強(qiáng)度決定為閾值。另ー方面，如圖10 (a)所示，在特征量的時間變化的曲線圖中，信號強(qiáng)度存在較大變化的情況表示在觀察區(qū)域中包含特定區(qū)域的情況。該情況下，如圖10(b)所示，在各時間的特征量的信號強(qiáng)度的直方圖中出現(xiàn)多個峰值。該情況下，閾值計算部51在這些峰值內(nèi)，將作為最大信號強(qiáng)度的峰值與作為最小信號強(qiáng)度的峰值之間的信號強(qiáng)度決定為閾值。這樣決定的閾值被發(fā)送到偽彩色圖像生成部37，用于從錯誤圖像判定部32發(fā)送來的校正熒光圖像的偽彩色化。具體而言，針對具有大于通過閾值計算部51決定的閾值的 信號強(qiáng)度的像素，分配各個顏色(例如紅、綠、藍(lán))，向具有通過閾值設(shè)定部38決定的閾值以下的信號強(qiáng)度的像素分配0 (黒)。以下，說明具有上述結(jié)構(gòu)的熒光觀察裝置2的作用。首先，當(dāng)使用本實施方式的熒光觀察裝置2開始被檢體A的觀察時，將來自光源裝置17的光經(jīng)由光導(dǎo)纖維13照射至被檢體A。由此，取得利用白色光圖像生成部29根據(jù)被檢體A的反射光生成的白色光圖像，并且取得利用熒光圖像生成部30根據(jù)從被檢體A發(fā)出的熒光生成的熒光圖像。接著，利用校正熒光圖像校正部31針對各個像素通過將熒光圖像的信號強(qiáng)度除以白色光圖像的信號強(qiáng)度來生成校正熒光圖像，并通過錯誤圖像判定部32進(jìn)行錯誤判定。在進(jìn)行了錯誤判定的情況下，直接在監(jiān)視器43上顯示白色光圖像。另ー方面，在沒有進(jìn)行錯誤判定的情況下，通過特征量取得部33提取校正熒光圖像的特征量，并通過曲線圖生成部34生成特征量的時間變化的曲線圖。所生成的特征量的時間變化的曲線圖顯示在監(jiān)視器43上。另外，在本實施方式中，如以下說明那樣，自動設(shè)定用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值，因此不一定需要顯示特征量的時間變化的曲線圖。以下，使用圖11所示的流程圖說明閾值計算部51的閾值設(shè)定方法。在由用戶從自動閾值計算輸入部52輸入指示以設(shè)定閾值時(步驟SI )，通過閾值計算部51，根據(jù)記錄在曲線圖生成部34中的特征量的時間變化，如圖9 (b)和圖10 (b)所示那樣，生成各個時間的特征量的信號強(qiáng)度的直方圖(步驟S2)。接著，通過閾值計算部51在如上所述那樣生成的直方圖中，求出取峰值的灰度值(信號強(qiáng)度)(步驟S3)，并且判定該峰值的數(shù)量(步驟S4)。在步驟S4中，在峰值數(shù)量為I個的情況下，將此時的最大信號強(qiáng)度(灰度值)設(shè)定為閾值(步驟S5)。另ー方面，在峰值的數(shù)量為2個的情況下，將這些峰值之間的信號強(qiáng)度(例如中間值)設(shè)定為閾值(步驟S6)。根據(jù)如上所述那樣由閾值計算部51決定的閾值和預(yù)先設(shè)定的顏色分配，通過偽彩色圖像生成部37進(jìn)行校正熒光圖像的偽彩色化。偽彩色化后的校正熒光圖像通過圖像合成部35與白色光圖像進(jìn)行合成。這樣生成的合成圖像根據(jù)在觀察模式輸入部41中設(shè)定的觀察模式顯示在監(jiān)視器43上。如上所述，根據(jù)本實施方式的熒光觀察裝置2，能夠在用戶向自動閾值計算輸入部52進(jìn)行輸入的時機(jī)，設(shè)定用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。此外，閾值計算部51能夠通過讀出記錄在曲線圖生成部34中的特征量的時間變化，生成各個時間的特征量的信號強(qiáng)度的直方圖，自動決定用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。此外，在該直方圖中，在峰值的數(shù)量為I個的情況下，能夠判斷為只觀察到?jīng)]有特定區(qū)域的區(qū)域，能夠?qū)⒃撟畲蟮男盘枏?qiáng)度決定為用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。此夕卜，在直方圖的峰值數(shù)量為2個以上的情況下，能夠判斷為觀察到特定區(qū)域和其他區(qū)域兩方，能夠在這些峰值內(nèi)，將作為最大信號強(qiáng)度的峰值與作為最小信號強(qiáng)度的峰值之間的信號強(qiáng)度決定為用于判別正常區(qū)域和病變區(qū)域的閾值。并且，能夠進(jìn)行與被攝體對應(yīng)的特定區(qū)域和其他區(qū)域的判別。由此，能夠提高病變區(qū)域的檢查精度。[第I變形例]
接著，說明第2實施方式的熒光觀察裝置2的第I變形例。本變形例的熒光觀察裝置3與第2實施方式的熒光觀察裝置2的不同點為，根據(jù)記錄在曲線圖生成部34中的數(shù)據(jù)數(shù)，判斷設(shè)定對特定區(qū)域和其他區(qū)域進(jìn)行判別的閾值的時機(jī)。如圖12所示，在本變形例的熒光觀察裝置3中，圖像運算部60具有數(shù)據(jù)數(shù)判定部61。數(shù)據(jù)數(shù)判定部61對記錄在曲線圖生成部34中的校正熒光圖像的特征量的數(shù)據(jù)數(shù)進(jìn)行計數(shù)，在該數(shù)據(jù)數(shù)成為預(yù)先設(shè)定的預(yù)定值的情況下，向閾值計算部51指示對用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值進(jìn)行設(shè)定的時機(jī)。由此，在曲線圖生成部34中記錄有預(yù)定值的校正熒光圖像的特征量時，能夠自動設(shè)定用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。此外，閾值計算部51能夠通過讀出記錄在曲線圖生成部34中的特征量的時間變化，生成各個時間的特征量的信號強(qiáng)度的直方圖，自動決定判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。另外，在本變形例的熒光觀察裝置3中，也可以設(shè)為數(shù)據(jù)數(shù)判定部61對曲線圖生成部34的校正熒光圖像的特征量的記錄時間進(jìn)行計數(shù)，在該記錄時間成為預(yù)先設(shè)定的預(yù)定時間的情況下，向閾值計算部51指示對用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值進(jìn)行設(shè)定的時機(jī)。[第2變形例]接著，說明第2實施方式的熒光觀察裝置2的第2變形例。本變形例的熒光觀察裝置4與第2實施方式的熒光觀察裝置2的不同點為，根據(jù)由曲線圖生成部34生成的曲線圖，判斷設(shè)定用于對特定區(qū)域和其他區(qū)域進(jìn)行判別的閾值的時機(jī)。如圖13所示，在本變形例的熒光觀察裝置4中，圖像運算部70具有峰值檢測部71。峰值檢測部71讀出通過曲線圖生成部34生成的特征量的時間變化的曲線圖，生成各個時間的特征量的信號強(qiáng)度的直方圖，在該直方圖中出現(xiàn)2個峰值的情況下，向閾值計算部51指示對用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值進(jìn)行設(shè)定的時機(jī)。
由此，在各個時間的特征量的信號強(qiáng)度的直方圖中出現(xiàn)2個峰值的情況下，即在觀察區(qū)域中存在病變區(qū)域的情況下，能夠自動設(shè)定用于判別特定區(qū)域與其他區(qū)域的閾值。以上，參照附圖來詳細(xì)敘述本發(fā)明的各實施方式，但具體的結(jié)構(gòu)不限于此實施方式，還包含不脫離本發(fā)明主g的范圍的設(shè)計變更等。例如，在各實施方式中說明了將本發(fā)明的熒光觀察裝置應(yīng)用于內(nèi)窺鏡裝置的例子，但也可以應(yīng)用于顯微鏡裝置等。另外，在各實施方式中，說明了采用白色光作為照明光的例子，但不限于白色光，可以是激勵光的反射光等。另外，還說明了白色光圖像生成部29根據(jù)來自被檢體A的反射光來生成白色光圖像的情況，但也可以根據(jù)被檢體A的自身熒光等的返回光來生成返回光圖像。 此外，說明了熒光圖像校正部31將熒光圖像中的各個像素的亮度值除以白色光圖像中的各個像素的亮度值，但是也可以關(guān)于R、G、B中的任意ー個分量，將熒光圖像中的各個像素的信號強(qiáng)度除以白色光圖像中的各個像素的信號強(qiáng)度來生成校正熒光圖像。標(biāo)號說明I、2、3、4 :熒光觀察裝置10:內(nèi)窺鏡17:光源裝置(光源部)20、50、60、70 :圖像運算部29 白色光圖像生成部(返回光圖像生成部)30 :熒光圖像生成部31 :熒光圖像校正部(圖像校正部)32 :錯誤圖像判定部(錯誤判定部)33:特征量取得部34 :曲線圖生成部(特征量記錄部)35:圖像合成部36:顯示圖像選擇部37 :偽彩色圖像生成部(判別部)38 :閾值設(shè)定部(閾值決定部)41 :觀察模式輸入部42 :閾值輸入部(信號強(qiáng)度輸入部)43 :監(jiān)視器(特征量顯示部)51 :閾值計算部(閾值決定部)52 自動閾值計算輸入部(閾值設(shè)定指示部)61 :數(shù)據(jù)數(shù)判定部71 :峰值檢測部A:被檢體
權(quán)利要求
1.ー種熒光觀察裝置，其具備 光源部，其產(chǎn)生對被攝體照射的照明光和激勵光； 熒光圖像生成部，其拍攝因來自該光源部的激勵光照射而在所述被攝體中產(chǎn)生的熒光，來生成熒光圖像； 返回光圖像生成部，其拍攝因來自所述光源部的照明光照射而從所述被攝體返回的返回光，來生成返回光圖像； 圖像校正部，其將由所述熒光圖像生成部生成的熒光圖像中的各個像素的信號強(qiáng)度除以由所述返回光圖像生成部生成的返回光圖像中的各個像素的信號強(qiáng)度，來生成校正熒光圖像； 特征量提取部，其提取由該圖像校正部生成的校正熒光圖像的特征量； 閾值決定部，其使用由該特征量提取部提取出的特征量的歷史，決定用于對所述校正熒光圖像的特定區(qū)域與其他區(qū)域進(jìn)行判別的閾值；以及 判別部，其根據(jù)由該閾值決定部決定的閾值，判別所述校正熒光圖像的特定區(qū)域與其他區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熒光觀察裝置，其中， 所述特征量提取部提取所述校正熒光圖像的信號強(qiáng)度的最大值作為所述特征量。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熒光觀察裝置，其中， 所述特征量提取部提取所述校正熒光圖像的各個像素處的信號強(qiáng)度的累計值變?yōu)轭A(yù)定值時的信號強(qiáng)度作為所述特征量。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中的任意一項所述的熒光觀察裝置，其中，該熒光觀察裝置具備 特征量記錄部，其記錄通過所述特征量提取部提取出的特征量的時間變化； 特征量顯示部，其對記錄在該特征量記錄部中的特征量的時間變化進(jìn)行顯示；以及信號強(qiáng)度輸入部，其輸入在該特征量顯示部所顯示的特征量的時間變化中作為基準(zhǔn)的信號強(qiáng)度， 所述閾值決定部將輸入到所述信號強(qiáng)度輸入部的信號強(qiáng)度決定為所述閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3中的任意一項所述的熒光觀察裝置，其中，該熒光觀察裝置具備 特征量記錄部，其記錄通過所述特征量提取部提取出的特征量的時間變化；以及 閾值設(shè)定指示部，其指示對所述閾值進(jìn)行設(shè)定的時機(jī)， 所述閾值決定部在輸入了來自所述閾值設(shè)定指示部的指示時，根據(jù)記錄在所述特征量記錄部中的所述特征量的時間變化決定所述閾值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 3中的任意一項所述的熒光觀察裝置，其中， 該熒光觀察裝置具備特征量記錄部，該特征量記錄部記錄通過所述特征量提取部提取出的特征量的時間變化， 所述閾值決定部在所述特征量記錄部中記錄有預(yù)定時間的所述特征量時，根據(jù)記錄在所述特征量記錄部中的特征量的時間變化決定所述閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的熒光觀察裝置，其中， 所述閾值決定部根據(jù)記錄在所述特征量記錄部中的所述特征量的時間變化生成特征量的信號強(qiáng)度的直方圖，在該直方圖的峰值數(shù)量為I個的情況下，將直方圖的最大信號強(qiáng)度決定為所述閾值，在峰值數(shù)量為2個以上的情況下，將作為最大信號強(qiáng)度的峰值與作為最小信號強(qiáng)度的峰值之間的信號強(qiáng)度決定為所述閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的熒光觀察裝置，其中， 所述閾值決定部在所述直方圖中出現(xiàn)2個峰值吋，將這些峰值之間的信號強(qiáng)度決定為所述閾值。
9.根據(jù)權(quán)利要求I 8中的任意一項所述的熒光觀察裝置，其中， 該熒光觀察裝置具備錯誤判定部，該錯誤判定部檢測由所述返回光圖像生成部取得的返回光圖像的各個像素的信號強(qiáng)度，在信號強(qiáng)度飽和的像素數(shù)為預(yù)定的像素數(shù)以上的情況下進(jìn)行錯誤判定。
10.根據(jù)權(quán)利要求I 8中的任意一項所述的熒光觀察裝置，其中， 該熒光觀察裝置具備錯誤判定部，該錯誤判定部檢測由所述圖像校正部生成的校正熒光圖像的各個像素的信號強(qiáng)度，在信號強(qiáng)度飽和的像素數(shù)為預(yù)定的像素數(shù)以上的情況下進(jìn)行錯誤判定。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的熒光觀察裝置，其中， 在所述錯誤判定部進(jìn)行了錯誤判定的情況下，所述特征量提取部中止所述特征量的提取。
全文摘要
提供能夠根據(jù)按照每個被攝體而不同的熒光圖像的信號強(qiáng)度與參照光圖像的信號強(qiáng)度的比率，設(shè)定用于判別特定區(qū)域及其他區(qū)域的閾值的熒光觀察裝置。采用熒光觀察裝置(1)，其具備光源裝置(17)，其產(chǎn)生照明光和激勵光；熒光圖像生成部(30)，其通過激勵光的照射生成熒光圖像；白色光圖像生成部(29)，其通過照明光的照射生成白色光圖像；熒光圖像校正部(31)，其將熒光圖像中的各個像素的信號強(qiáng)度除以白色光圖像中的各個像素的信號強(qiáng)度，生成校正熒光圖像；特征量取得部(33)，其提取校正熒光圖像的特征量；閾值設(shè)定部(38)，其使用由特征量取得部(33)提取出的特征量的歷史，決定對校正熒光圖像的特定區(qū)域進(jìn)行確定的閾值；以及偽彩色圖像生成部(37)，其根據(jù)該閾值判別校正熒光圖像的特定區(qū)域與其他區(qū)域。
文檔編號A61B1/00GK102802494SQ201180014120
公開日2012年11月28日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者渡邊俊明 申請人:奧林巴斯株式會社