专利名称：荧光观察装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光观察装置，特别是涉及一种用于观察从多个荧光探剂发出的荧光的荧光观察装置。
背景技术：
近年来，已经开始关注使用分子靶向药剂的癌诊断技术。具体地说，例如近年来， 研究了如下一种方法在向生物体的对象部位撒布或者注入以在癌细胞中异常表现的生物体蛋白质为靶标的荧光探剂(荧光药剂)之后，根据该对象部位所发出的荧光来辨别是否有癌。并且，这种方法在消化道领域的癌的早期发现中是有用的。另外，作为应用上述方法的例子，提出如下一种方法在向生物体的对象部位撒布或者注入多种荧光探剂之后，根据该对象部位所发出的多个波长的荧光，来复合地观察与该多种荧光探剂相对应的多种生物体蛋白质的发现状态。并且，认为这种方法在癌的阶段的估计、癌的浸润性风险的预测以及癌的转移风险的预测等中是有用的。例如，根据日本特开2008-43396号公报，公开了如下结构在向生物体的对象部位撒布或者注入多种荧光探剂来进行观察的内窥镜系统中，通过基于在观察时获得的荧光的强度与荧光探剂的浓度之间的关系进行运算处理，能够获取每种荧光探剂的荧光图像 (荧光的分布图像)。另外，在向生物体的对象部位撒布或者注入多种荧光探剂来进行观察的情况下，发生从该对象部位发出的多个波长的荧光的频带相重叠的现象、即所谓的串扰 (crosstalk)现象。并且，这种串扰现象被视为例如会引起观察图像对比度降低的问题。另一方面，根据日本特开2008-43396号公报所记载的技术，能够在预先确定的荧光探剂的组合中减轻串扰现象，但另一方面，会产生在预先决定的荧光探剂的组合之外难以获得减轻串扰现象的效果的问题。另外，根据日本特开2008-43396号公报所记载的技术，会产生如下问题在使用不了解详细的荧光特性的新型荧光探剂的情况下，难以获得减轻串扰现象的效果。本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种在各种荧光探剂的组合中都能够减轻在观察从多个荧光探剂分别发出的荧光时产生的串扰现象的荧光观察装置。
发明内容
用于解决问题的方案本发明的荧光观察装置的特征在于，具备光源部，其能够射出波长带互不相同的多个激励光，并且能够从该多个激励光中选择要对存在有第一荧光体和第二荧光体的被摄体射出的激励光；可变滤波器部，其选择性地使来自上述被摄体的返回光中的、至少一部分波长带的光透过；光检测部，其对透过了上述可变滤波器部的光进行检测；运算处理部，其根据上述多个激励光的强度特性、上述第一荧光体的荧光特性以及上述第二荧光体的荧光特性，来进行运算，以分别确定从上述光源部发出的激励光的波长带以及上述可变滤波器部的透过波长带；以及控制部，其根据上述运算处理部的运算结果进行使上述光源部与上述可变滤波器部联动的控制。本发明的荧光观察装置的特征在于，具备光源部，其能够射出波长带互不相同的多个激励光，并且能够从该多个激励光中选择要对存在有第一荧光体和第二荧光体的被摄体射出的激励光；可变滤波器部，其选择性地使来自上述被摄体的返回光中的、至少一部分波长带的光透过；光检测部，其对透过了上述可变滤波器部的光进行检测；分析部，其根据上述光检测部的检测结果，获取与从上述第一荧光体发出的荧光相应的荧光图像、与从上述第二荧光体发出的荧光相应的荧光图像以及与从上述第一荧光体和上述第二荧光体的混合区域发出的荧光相应的荧光图像，根据上述荧光图像的各自的亮度来分别确定从上述光源部发出的激励光的波长带以及上述可变滤波器部的透过波长带；以及控制部，其根据上述分析部的分析结果，进行使上述光源部与上述可变滤波器部联动的控制。
图1是表示本发明的第一实施例所涉及的内窥镜系统的主要部分的结构的图。图2是表示能够应用于图1的内窥镜系统的其它光源装置的一例的图。图3是表示本发明的第二实施例所涉及的内窥镜系统的主要部分的结构的图。图4是表示被涂布了两种荧光药剂的被摄体的一例的图。图5是表示在图4所例示的被摄体中，第一荧光药剂所发出的荧光强度变得最大的情况的图。图6是表示在图4所例示的被摄体中，第二荧光药剂所发出的荧光强度变得最大的情况的图。图7是表示在图5所示的情况下获得的荧光图像的一例的示意图。图8是表示在图6所示的情况下获得的荧光图像的一例的示意图。图9是表示仅具备与从第一荧光药剂发出的荧光相对应的一个峰值的亮度分布的一例的图。图10是表示仅具备与从第二荧光药剂发出的荧光相对应的一个峰值的亮度分布的一例的图。图11是表示能够应用于图3的内窥镜系统的其它光源装置的一例的图。
具体实施例方式下面，参照附图来说明本发明的实施方式。(第一实施例)图1以及图2涉及本发明的第一实施例。如图1所示，内窥镜系统1构成为具有内窥镜2，其能够插入生物体内，获取存在于该生物体内的生物体组织等被摄体的像，并且将获取到的被摄体的像作为摄像信号进行输出；光源装置3，其通过被插通到内窥镜2的内部的光导件6来对内窥镜2提供射向被摄体的光；处理器4，其进行与从内窥镜2输出的摄像信号相应的信号处理，将进行了该信号处理后的摄像信号作为影像信号进行输出；以及监视器5，其根据从处理器4输出的影像信号来对内窥镜2所得到的被摄体的像进行图像显示。
内窥镜2构成为具有照明光学系统21，其向被摄体射出由光源装置3提供的、 通过光导件6传送的光；对物光学系统22，其对被摄体的像进行成像；CXD(电荷耦合元件)23，其在对物光学系统22的成像位置处设置摄像面；分光元件23a，其设置在CXD 23的前级；以及分光元件驱动电路25，其根据处理器4的控制来驱动分光元件23a。具有作为可变滤波器部的功能的分光元件23a构成为根据来自分光元件驱动电路25的驱动信号来使自身的透过波长带发生变化，由此能够选择性地仅使经由对物光学系统22而入射的返回光中的、与该驱动信号相对应的波长带的光透过。光源装置3具有LED光源部31、LED驱动电路32以及会聚LED光源部31所发出的光并将其提供给光导件6的聚光光学系统33。以将多个LED 31a配置为阵列状的方式构成LED光源部31，上述多个LED 31a发出波长带(以及中心波长)互不相同的光。LED驱动电路32选择并驱动LED光源部31的多个LED 31a中的、与处理器4的控制相应的LED 31a。如图1所示，处理器4具有(XD驱动器41，其驱动CXD 23 ；放大器42，其放大从 CCD 23输出的摄像信号；处理电路43，其对从放大器42输出的摄像信号实施相关双采样等信号处理；以及A/D变换器44，其将从处理电路43输出的摄像信号变换为数字图像信号。另外，如图1所示，处理器4具有白平衡电路45、帧存储器46、图像处理电路47、 D/A变换器48以及定时发生器49。白平衡电路45根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时，对来自A/D变换器44的图像信号实施白平衡处理，将该白平衡处理后的图像信号输出到帧存储器46。依次将从白平衡电路45输出的图像信号一帧接一帧地存储到帧存储器46中。图像处理电路47根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时，读入帧存储器 46中存储的图像信号。并且，图像处理电路47对读入的图像信号实施规定的图像处理并将处理后的图像信号输出到D/A变换器48。D/A变换器48根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时，将从图像处理电路 47输出的图像信号变换为模拟的影像信号，并输出该影像信号。定时发生器49在生成表示各部的动作定时的定时信号后，将该定时信号分别输出到CXD驱动器41、放大器42、处理电路43、A/D变换器44、白平衡电路45、图像处理电路 47、D/A变换器48以及控制电路53。并且，如图1所示，处理器4具有具备键盘等输入装置的输入接口 50、存储电路 51、运算处理电路52以及控制电路53。在具有作为存储部的功能的存储电路51中，预先存储与每个荧光药剂(荧光探剂)相关联的规定参数以及表示LED光源部31所发出的光(激励光)的波长与强度的相关性的函数。运算处理电路52从存储电路51读入表示LED光源部31所发出的光(激励光)的波长与强度的相关性的函数，和与输入接口 50所输入的荧光药剂的信息相对应的参数。另外，运算处理电路52基于从存储电路51读入的各值进行运算处理，由此在输入接口 50所输入的荧光药剂的组合中获取激励光的中心波长以及荧光的检测波长带。然后，运算处理电路52将激励光的中心波长以及荧光的检测波长带的运算结果输出到控制电路53。
控制电路53根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时和在运算处理电路52 中计算出的激励光的中心波长来对LED驱动电路32进行控制，以使发光的LED 31a依次切换。另外，控制电路53根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时和在运算处理电路 52中计算出的荧光的检测波长带来对分光元件驱动电路25进行控制，以使分光元件23a的透过波长带依次切换。并且，控制电路53根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时，使对LED驱动电路32进行控制的定时与对分光元件驱动电路25进行控制的定时同步。并且，根据控制电路53的这种控制，使光源装置3中的LED光源部31的动作与内窥镜2中的分光元件23a 的动作联动。接着，说明内窥镜系统1的作用。首先，操作者在使用内窥镜系统1之前，通过操作具有作为输入部的功能的输入接口 50来分别输入用于进行荧光观察的η种(11>幻荧光药剂的信息(品名或物质名等)。另一方面，运算处理电路52当检测到由输入接口 50输入了 η种荧光药剂的信息时，从存储电路51读入表示LED光源部31所发出的激励光的波长λΕχ与强度的相关性的函数 Ι(λΕχ)。另外，运算处理电路52当检测到由输入接口 50输入了 η种荧光药剂的信息时，分别读入与这些信息相对应的参数。具体地说，运算处理电路52将对于激励光的波长的激励效率Y ( λ Εχ)、表示从荧光药剂发出的荧光的波长与强度的相关性的函数S(X)、从荧光药剂发出的荧光的长波长侧的检测极限波长λ Χ以及用于使激励光的波长带与荧光的检测波长带不重叠的余量值△读入，作为与输入接口 50所输入的各荧光药剂的信息相对应的参数。在此，在激励光的波长中，从一个荧光药剂发出的荧光的强度F(Xex)的值与由运算处理电路52读入的各值之间满足下述式(1)所示的关系。
_8] f(4>/(AJ.,(AJ· Σ^)….⑴运算处理电路52在将从存储电路51读入的各值代入上述式(1)的右边之后，通过使激励光的波长λ Ex依次变化来获取每个荧光药剂的、荧光强度F(Xex)为最大值的激励光的波长λΕχ。并且，通过这种运算处理来获取与η种荧光药剂分别对应的激励光的中心
波长入Exl、入Ex2、· · ·、入fen。S卩，运算处理电路52通过进行使用了上述式(1)的运算处理来获取能够分别最佳地激励用于荧光观察的各荧光药剂的激励光的中心波长。另外，在被附加了 ID号i(i = 1、2.....n-Un)的荧光药剂中，在将波长λ Exi中
的激励光的强度设为Ii ( λ Exi)，将波长λ Exi中的激励效率设为Y i ( λ Exi)，将检测从该ID号 i的荧光药剂发出的荧光时的检测波长设为λΛ(> λΕχ +Δ)的情况下，能够通过下述式 ⑵求出该荧光的检测强度Fi(Xai)的值。FiUJ =IiUExi) ·。(入耐).SUEn>.“2)并且，在从η种荧光药剂发出的所有的荧光的检测强度 (F1 ( λ Em) +F2 ( λ Em) +... +Fn ( λ Em))中，相当于从ID号i的荧光药剂发出的荧光的检测强度Fi (λ Em)所占的比例的贡献率Ci可通过下述式(3)求出。Ci = Fi ( λ Em) / (F1 ( λ Em) +F2 ( λ J +· . · +Fn (λ Em))... (3)运算处理电路52使用通过上述运算处理得到的激励光的波长λ Exi和上述式(2) 以及式(3)，来获取ID号i的荧光药剂的贡献率Ci超过规定值Pth的所有检测波长λΕω。由此，运算处理电路52获取在检测从ID号i的荧光药剂发出的荧光时所使用的、由多个检测波长λ Em构成的检测波长带λΜ。S卩，运算处理电路52通过进行使用了上述式O)以及式(3)的运算处理，来获取能够分别最佳地检测从用于荧光观察的各荧光药剂发出的荧光的检测波长带。运算处理电路52获取用于激励ID号i的荧光药剂的激励光的中心波长λ Exi以及从该ID号i的荧光药剂发出的荧光的检测波长带λ bi来作为上述运算处理的运算结果。然后，运算处理电路52将激励光的中心波长λΕχ1、λΕχ2.....λ Εχη与荧光的检测波长带λΜ、
.....Abn 一一对应地关联并输出到控制电路53。控制电路53根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时和在运算处理电路52
中算出的激励光的中心波长λΕχ1、λΕχ2.....λ Εχη来对LED驱动电路32进行控制，以使发
光的LED 31a根据该顺序进行切换(选择)。另外，控制电路53根据来自定时发生器49的
定时信号的输入定时和在运算处理电路52中算出的荧光的检测波长带λω、Xb2.....Abn
来对分光元件驱动电路25进行控制，以使分光元件23a的透过波长带根据该顺序进行切换 (选择)。并且，控制电路53根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时，使对LED驱动电路32进行控制的定时与对分光元件驱动电路25进行控制的定时同步。并且，根据控制电路53的这种控制，对于被附加了 ID号i的荧光药剂，使光源装置3的LED光源部31射出中心波长λΕχ 的激励光的动作与内窥镜2的分光元件23a透射检测波长带λΜ的光(荧光图像)的动作联动。另一方面，操作者将内窥镜2的插入部插入到被检者的体腔内，以向癌等期望的被摄体所在的位置射出激励光的方式配置内窥镜2的前端部。另外，操作者使用具有能够插通内窥镜2的形状以及尺寸的未图示的处理器具等，向癌等期望的被摄体撒布或注入通过输入接口 50的操作而被输入了信息的η种荧光药剂。并且，每当向上述期望的被摄体依次射出中心波长λ&1、λΕχ2.....λΕχη的激励光
时，从上述期望的被摄体依次发出与各激励光相应的η种荧光。从上述期望的被摄体发出的荧光在通过对物光学系统22以及分光元件23a之后， 在CXD 23的摄像面上依次形成检测波长带λω、Xb2.....Abn的被摄体的荧光图像。之后，CXD 23依次生成与检测波长带λ bl、λ ......Abn的被摄体的荧光图像相
对应的摄像信号，并将该摄像信号输出到处理器4。从CXD 23输出的各摄像信号被放大器42放大，通过处理电路43进行信号处理， 利用A/D变换器44变换为数字图像信号。并且，从A/D变换器44输出的各图像信号通过白平衡电路45进行白平衡处理后，被输入到帧存储器46中。将分别与检测波长带λ bl、λ .......Abn的被摄体的荧光图像相对应的图像信号
一帧接一帧地依次存储到帧存储器46中。
图像处理电路47根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时，来从帧存储器
46同时读入分别与检测波长带λΜ、Xb2.....Abn的被摄体的荧光图像相对应的最新的各
一帧量的图像信号。然后，图像处理电路47对从帧存储器46读入的各图像信号实施图像处理、即用互不相同的颜色进行着色等，然后将处理后的图像信号输出到D/A变换器48。D/A变换器48根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时，将从图像处理电路 47输出的各图像信号变换为模拟的影像信号并进行输出。由此，在监视器5中显示可独立识别分别从用于荧光观察的η种荧光药剂发出的荧光的分布的图像。如上所述，根据内窥镜系统1，能够在使用多个荧光药剂进行荧光观察时，按照每个荧光药剂将激励光的中心波长以及荧光的检测波长带最优化，由此能够获取大幅减轻了因串扰现象而导致的对比度下降的图像。即，根据内窥镜系统1，能够在各种荧光药剂的组合中减轻在观察分别与多个荧光药剂相应地发出的荧光时产生的串扰现象。此外，本实施例的内窥镜系统1也可以构成为使用图2所示的光源装置3Α来取代图1所示的光源装置3。光源装置3Α具有由氙气灯等构成的灯34、配置在灯34的光路上的分光元件35、 基于控制电路53的控制而驱动分光元件35的分光元件驱动电路36以及会聚透过分光元件35的光并将会聚后的光提供给光导件6的聚光光学系统37。分光元件35根据来自分光元件驱动电路36的驱动信号使自身的透过波长带发生变化，由此具备能够仅使与该驱动信号相应的波长带的光透过的结构。S卩，根据使用图2所示的光源装置3Α时的结构，对分光元件驱动电路36进行控
制，以依次产生中心波长λΕχ1、λΕχ2.....λ Εχη的激励光，由此能够获得与使用图1所示的
光源装置3时的结构大致相同的效果。(第二实施例)图3至图11涉及本发明的第二实施例。此外，在以下的说明中，对具有与第一实施例相同的结构的部分省略详细说明。另外，本实施例中的内窥镜系统的结构具有与第一实施例类似的结构。因此，在本实施例中， 主要说明与第一实施例不同的部分。如图3所示，内窥镜系统IA具有内窥镜2、光源装置3、处理器4Α以及监视器5。处理器4Α构成为对第一实施例的处理器4添加图像分析电路Μ。图像分析电路M在对从A/D变换器44输出的图像信号进行分析后，将分析结果存储到存储电路51中。另外，与控制电路53所进行的控制内容相关的信息被随时输入到图像分析电路讨中。接着，说明内窥镜系统IA的作用。此外，在下面，以使用两种荧光药剂进行观察的情况为例来进行说明。首先，如图4所示，操作者将在实际观察中作为组合使用的两种荧光药剂的第一荧光药剂10 和第二荧光药剂102b分别同样地涂布在无荧光部件101的表面。此时，操作者要至少设置一处将第一荧光药剂10 与第二荧光药剂102b相混合的混合区域。之后，操作者将被涂布了第一荧光药剂10 和第二荧光药剂102b的无荧光部件 101与照明光学系统21以及对物光学系统22面对面地设置。此外，被涂布了第一荧光药剂10 和第二荧光药剂102b的无荧光部件101可以设置在能够让内窥镜2的前端部插入的盖子的底面，或者，也可以形成为平板状。并且，操作者通过操作输入接口 50来进行指示，以使每个荧光药剂的激励光的波长带以及荧光的检测波长带最优化。运算处理电路52向控制电路53通知已发出了上述指示。在通过运算处理电路52检测到上述指示已发出时，控制电路53对LED驱动电路 32进行控制，以使LED光源部31的LED 31a依次点亮，并且对分光元件驱动电路25进行控制，以在分光元件23a处遮断从照明中的LED 31a发出的激励光的波长带的光。然后，控制电路53随时向图像分析电路M输出与上述控制内容有关的信息(实施各控制的定时等)。当LED光源部31的LED 31a依次点亮时，对第一荧光药剂10 和第二荧光药剂 102b射出的激励光的波长带依次发生位移。由此，从第一荧光药剂10 发出的荧光强度与从第二荧光药剂102b发出的荧光强度的关系逐渐变化，例如，在图5所示的情况下，从第一荧光药剂10 发出的荧光强度变为最大，并且在图6所示的情况下，从第二荧光药剂102b 发出的荧光强度变为最大。另一方面，每当激励光的波长带发生位移时，CXD 23获取第一荧光药剂10 和第二荧光药剂102b的荧光图像，并将获取到的荧光图像作为摄像信号依次输出。从CXD 23输出的摄像信号被放大器42放大，通过处理电路43进行信号处理，利用A/D变换器44变换为图像信号之后，被输出到图像分析电路M中。图像分析电路M对经由A/D变换器44输入的各图像信号依次进行分析，由此检测是否得到了例如图7以及图8所示那样的荧光图像。在此，图7所示的荧光图像是在图5所示的情况下获取到的、从第一荧光药剂10 发出的荧光强度变为最大时的图像。因此，图像分析电路M根据与控制电路53的控制内容相关的信息，来获得如下分析结果获取图7所示的荧光图像时的波长带Xca最适合作为激励第一荧光药剂10 的激励光的波长带。另外，图8所示的荧光图像是在图6所示的情况下获取到的、从第二荧光药剂102b 发出的荧光强度变为最大时的图像。因此，图像分析电路M根据与控制电路53的控制内容相关的信息，来获得如下分析结果获取图8所示的荧光图像时的波长带λ。2最适合作为激励第二荧光药剂102b的激励光的波长带。然后，图像分析电路M将激励第一荧光药剂10 的激励光的波长带λ cl和激励第二荧光药剂102b的激励光的波长带λ。2存储到存储电路51中。另一方面，运算处理电路52向控制电路53通知以下内容已将由图像分析电路 M得到的波长带以及λ。2的分析结果存储到存储电路51。在通过运算处理电路52检测到已将通过图像分析电路讨得到的波长带λε1以及 Ac2的分析结果存储到存储电路51时，控制电路53对LED驱动电路32进行控制，以从LED 光源部31射出包含波长带以及λ。2的白色光，并且对分光元件驱动电路25进行控制， 以使分光元件23a的透过波长带逐渐位移。然后，控制电路53随时向图像分析电路M输出与上述控制内容有关的信息(实施各控制的定时等)。当从LED光源部31射出包含波长带λ el以及λ。2的白色光时，从第一荧光药剂 10 和第二荧光药剂102b同时发出荧光。在这种状态下，通过使分光元件23a的透过波长带逐渐位移，来在CCD 23的摄像面上依次形成具备该透过波长带的被摄体的光的像。
每当分光元件23a的透过波长带发生位移时，CXD 23获取第一荧光药剂10 和第二荧光药剂102b的荧光图像，并将获取到的荧光图像作为摄像信号依次输出。从CXD 23输出的摄像信号被放大器42放大，通过处理电路43进行信号处理，利用A/D变换器44变换为图像信号之后，被输出到图像分析电路M中。图像分析电路M对经由A/D变换器44而依次输入的各图像信号进行分析，由此分别获取与该各图像信号相应的分光图像。之后，图像分析电路M在各分光图像中分别检测仅涂布了第一荧光药剂10 的第一区域的荧光图像的亮度值A、仅涂布了第二荧光药剂102b的第二区域的荧光图像的亮度值4以及将第一荧光药剂10 与第二荧光药剂102b相混合而得到的混合区域的荧光图像的亮度值Bm。接着，图像分析电路M通过进行使用了下述式⑷的运算来算出被输入自身的各图像信号的亮度比CN115CN1 = (Bm-B1)Z(B^B1) . . . (4)图像分析电路M根据亮度比CN1的计算结果和与控制电路53的控制内容有关的信息来获得以下分析结果获取亮度比CN1小于等于规定值Qth的分光图像时的透过波长带 λ dl最适合作为用于检测从第一荧光药剂10 发出的荧光的检测波长带。接着，图像分析电路M通过进行使用了下述式(5)的运算来算出被输入自身的各图像信号的亮度比C^2。CN2 = (Bm-B2)/(Bm+B2) · · · (5)图像分析电路M根据亮度比CN2的计算结果和与控制电路53的控制内容有关的信息来获得以下分析结果获取亮度比CN2小于等于规定值Rth的分光图像时的透过波长带 λ d2最适合作为用于检测从第二荧光药剂102b发出的荧光的检测波长带。然后，图像分析电路M将用于检测从第一荧光药剂10 发出的荧光的透过波长带λ dl和用于检测从第二荧光药剂102b发出的荧光的透过波长带λ d2存储到存储电路51 中。之后，当通过操作输入接口 50指示将第一荧光药剂10 与第二荧光药剂102b这两种荧光药剂进行组合使用时，运算处理电路52从存储电路51读入激励光的波长带λ cl 以及λ。2和透过波长带Xdl以及Xd2，之后将二者一一对应地关联并输出到控制电路53。控制电路53根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时和从运算处理电路52 输出的激励光的波长带λ el以及λ。2，来对LED驱动电路32进行控制，以根据该顺序依次切换发光的LED 31a。另外，控制电路53根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时和从运算处理电路52输出的透过波长带Xdl以及Xd2，来对分光元件驱动电路25进行控制， 以使分光元件23a的透过波长带根据该顺序依次切换。并且，控制电路53根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时，使对LED驱动电路32进行控制的定时与对分光元件驱动电路25进行控制的定时同步。并且，根据控制电路53的这种控制，在第一荧光药剂10 中，使光源装置3的LED光源部31射出波长带 λ。i的激励光的动作与内窥镜2的分光元件23a使透过波长带λ dl的光(荧光图像)透过的动作联动。另外，根据上述控制电路53的控制，在第二荧光药剂102b中，使光源装置3 的LED光源部31射出波长带λ。2的激励光的动作与内窥镜2的分光元件23a使透过波长带λ d2的光(荧光图像)透过的动作联动。另一方面，操作者将内窥镜2的插入部插入到被检者的体腔内，以向癌等期望的被摄体所在的位置射出激励光的方式配置内窥镜2的前端部。另外，操作者使用具有足以插通内窥镜2的形状以及尺寸的未图示的处理器具等，向癌等期望的被摄体撒布或注入通过操作输入接口 50而被输入了信息的第一荧光药剂10 和第二荧光药剂102b。并且，每当向上述期望的被摄体依次射出波长带λ 以及λ。2的激励光时，从上述期望的被摄体依次发出与各激励光相应的两种荧光。从上述期望的被摄体发出的荧光在通过对物光学系统22以及分光元件23a之后， 在CXD 23的摄像面上依次形成透过波长带λ dl以及λ d2的被摄体的荧光图像。之后，CXD 23依次生成与透过波长带λ dl以及λ d2的被摄体的荧光图像相对应的摄像信号，并将该摄像信号输出到处理器4A。从CXD 23输出的各摄像信号被放大器42放大，通过处理电路43进行信号处理， 利用A/D变换器44变换为数字图像信号。并且，从A/D变换器44输出的各图像信号通过白平衡电路45进行白平衡处理后，被输入到帧存储器46中。将分别与透过波长带λ dl以及λ d2的被摄体的荧光图像相对应的图像信号一帧接一帧地依次存储到帧存储器46中。图像处理电路47根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时，来从帧存储器 46同时读入分别与透过波长带Xdl以及Xd2的被摄体的荧光图像相对应的最新的各一帧量的图像信号。然后，图像处理电路47对从帧存储器46读入的各图像信号实施图像处理、 即用互不相同的颜色进行着色等，然后将处理后的图像信号输出到D/A变换器48。D/A变换器48根据来自定时发生器49的定时信号的输入定时，将从图像处理电路 47输出的各图像信号变换为模拟的影像信号并进行输出。由此，在监视器5中显示可独立识别分别从第一荧光药剂10 和第二荧光药剂102b发出的荧光的分布的图像。此外，根据本实施例，从获取在上述式中的亮度比CN1小于等于规定值Qth那样的分光图像时的各透过波长带中选择荧光图像的亮度值B1取最大值的一个波长带来作为透过波长带Xdl，由此能够兼顾使检测从第一荧光药剂10 发出的荧光而得到的荧光图像的对比度和亮度。此外，根据本实施例，从获取在上述式(5)中的亮度比CN2小于等于规定值Rth那样的分光图像时的各透过波长带中选择荧光图像的亮度值4取最大值的一个波长带来作为透过波长带λ d2，由此能够兼顾使检测从第二荧光药剂102b发出的荧光而得到的荧光图像的对比度和亮度。另一方面，在本实施例的图像分析电路M根据与经由A/D变换器44输入的各图像信号相对应的分光图像来确定分光元件23a的透过波长带时，也可以进行如下所述的处理。图像分析电路M按照每个分光图像获取用亮度值与像素数的相关性表示的亮度分布。在此，关于上述亮度分布，以将一个分光图像的亮度值设定为横轴，并且将与该亮度值对应的像素数设定为纵轴的情况为例来进行说明。
图像分析电路M呈现如下特点在一个分光图像的亮度分布中具有用亮度值(设定为横轴的值)对该亮度分布进行微分而得到的微分值从正数变为负数的点，并且，将规定亮度值的范围所包含的像素数大于等于基准值的部分看做一个峰值。并且，针对按照每个分光图像而获得的亮度分布，图像分析电路M使用上述方法来确定峰值，由此，例如图9所示，获得仅具备与从第一荧光药剂10 发出的荧光相对应的一个峰值的亮度分布。图9的亮度分布在以下情况下获得检测到大量从第一荧光药剂10 发出的荧光，并且几乎没有检测到从第二荧光药剂102b发出的荧光以及上述两种荧光的混合光。因此，图像分析电路M根据亮度分布的获取结果和与控制电路53的控制内容有关的信息来得到以下分析结果获取仅具备与从第一荧光药剂10 发出的荧光对应的一个峰值的亮度分布时的透过波长带λ el，最适合作为用于检测从第一荧光药剂10 发出的荧光的检测波长带。另外，针对按照每个分光图像所获得的亮度分布，图像分析电路M使用上述方法来确定峰值，由此，例如图10所示，获得仅具备与从第二荧光药剂102b发出的荧光相对应的一个峰值的亮度分布。图10的亮度分布在以下情况下获得检测到大量从第二荧光药剂102b发出的荧光，并且几乎没有检测到从第一荧光药剂10 发出的荧光以及上述两种荧光的混合光。因此，图像分析电路M根据亮度分布的获取结果和与控制电路53的控制内容有关的信息得到以下分析结果获取仅具备与从第二荧光药剂102b发出的荧光对应的一个峰值的亮度分布时的透过波长带λ e2，最适合作为用于检测从第二荧光药剂102b发出的荧光的检测波长带。并且，通过将透过波长带Adl替换为λ ，并将透过波长带Xd2替换为，能够在本实施例中大致相同地应用上述一系列动作以及处理。如上所述，根据内窥镜系统1Α，能够在使用多个荧光药剂进行荧光观察时，按照每个荧光药剂将激励光的波长带以及荧光的检测波长带最优化，由此获取大幅减轻了因串扰现象而导致的对比度下降的图像。即，根据内窥镜系统1Α，能够在各种荧光药剂的组合中减轻在观察分别与多个荧光药剂相应地发出的荧光时产生的串扰现象。另外，根据内窥镜系统1Α，在得到被实际涂布了用于观察的组合的荧光药剂的被摄体的像之后，根据该被摄体的像的分析结果使激励光的波长带以及荧光的检测波长带实现最优化。因此，根据内窥镜系统1Α，即使在组合使用不了解详细的荧光特性的荧光药剂的情况下，也能够使激励光的中心波长以及荧光的检测波长实现最优化，并且能够获取大幅减轻了因串扰现象而导致的对比度下降的图像。此外，本实施例的内窥镜系统IA也可以构成为使用图11所示的光源装置:3Β来替代图3所示的光源装置3。光源装置;3Β具有白色光源301 ；衍射光栅302，其使从白色光源301发出的白色光发生衍射；数字微镜设备(下面略称为DMD) 303，其反射经由衍射光栅302分光而得到的光；DMD驱动电路304，其根据控制电路53的控制来驱动DMD 303 ；以及准直透镜305，其将通过DMD 303反射的光变为平行光提供给光导件6。DMD 303形成为具备格子状配置的多个微镜，并且具有能够根据DMD驱动电路304的驱动控制来改变每个微镜的定向的结构。根据具备上述结构的光源装置:3B，例如能够通过使DMD驱动电路304进行如下的驱动控制，由此向光导件6提供按照从白色光源301发出的白色光所包含的各波长进行分光而得到的平行光对每一个DMD 303的微镜独立地分配由衍射光栅302进行分光而得到的光的波长并使该光发生反射。并且，在向第一荧光药剂10 射出上述平行光时得到的荧光图像中，由上述波长带λ &的激励光所激励的部分的亮度值变得最高。另外，在向第二荧光药剂102b射出上述平行光时得到的荧光图像中，由上述波长带λ。2的激励光所激励的部分的亮度值变得最
尚οS卩，在使用了具备上述结构的光源装置IBB的情况下，能够大幅减少确定上述波长带λ。i以及λ。2时的荧光图像的获取次数。此外，本发明并不限定于上述实施方式，很显然，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种变更、应用。本申请要求2009年3月M日在日本申请的专利申请2009-72167号的优先权，本说明书、权利要求、附图引用上述的公开内容。
权利要求
1.一种荧光观察装置，其特征在于，具备光源部，其能够射出波长带互不相同的多个激励光，并且能够从该多个激励光中选择要对存在有第一荧光体和第二荧光体的被摄体射出的激励光；可变滤波器部，其选择性地使来自上述被摄体的返回光所具备的波长带的至少一部分透过；光检测部，其对透过了上述可变滤波器部的光进行检测；运算处理部，其根据上述多个激励光的强度特性、上述第一荧光体的荧光特性以及上述第二荧光体的荧光特性，来进行运算，以分别确定从上述光源部发出的激励光的波长带以及上述可变滤波器部的透过波长带；以及控制部，其根据上述运算处理部的运算结果进行使上述光源部与上述可变滤波器部联动的控制。
2.根据权利要求1所述的荧光观察装置，其特征在于，还具备存储部，该存储部预先存储包括上述第一荧光体的荧光特性以及上述第二荧光体的荧光特性的多个荧光特性，上述运算处理部根据在进行上述运算之前由输入部输入的信息，来从上述存储部读入上述第一荧光体的荧光特性和上述第二荧光体的荧光特性。
3.根据权利要求1所述的荧光观察装置，其特征在于，上述控制部根据上述运算处理部的运算结果进行以下控制使从上述光源部射出激励上述第一荧光体的第一激励光的定时与使从上述第一荧光体发出的第一荧光的波长带透过上述可变滤波器部的定时同步，并且，使从上述光源部射出激励上述第二荧光体的第二激励光的定时与使从上述第二荧光体发出的第二荧光的波长带透过上述可变滤波器部的定时同步。
4.一种荧光观察装置，其特征在于，具备光源部，其能够射出波长带互不相同的多个激励光，并且能够从该多个激励光中选择要对存在有第一荧光体和第二荧光体的被摄体射出的激励光；可变滤波器部，其选择性地使来自上述被摄体的返回光所具备的波长带的至少一部分透过；光检测部，其对透过了上述可变滤波器部的光进行检测；分析部，其根据上述光检测部的检测结果，获取与从上述第一荧光体发出的荧光相应的荧光图像、与从上述第二荧光体发出的荧光相应的荧光图像以及与从上述第一荧光体和上述第二荧光体的混合区域发出的荧光相应的荧光图像，根据上述荧光图像的各自的亮度来分别确定从上述光源部发出的激励光的波长带以及上述可变滤波器部的透过波长带；以及控制部，其根据上述分析部的分析结果，进行使上述光源部与上述可变滤波器部联动的控制。
5.根据权利要求4所述的荧光观察装置，其特征在于，上述控制部根据上述分析部的分析结果进行以下控制使从上述光源部射出激励上述第一荧光体的第一激励光的定时与使从上述第一荧光体发出的第一荧光的波长带透过上述可变滤波器部的定时同步，并且，使从上述光源部射出激励上述第二荧光体的第二激励光的定时与使从上述第二荧光体发出的第二荧光的波长带透过上述可变滤波器部的定时同步。
全文摘要
本发明的荧光观察装置具备光源部，其能够射出波长带互不相同的多个激励光，并且能够从多个激励光中选择对存在有第一荧光体和第二荧光体的被摄体射出的激励光；可变滤波器部，其选择性地使来自被摄体的返回光中的、至少一部分波长带的光透过；光检测部，其对透过可变滤波器部的光进行检测；运算处理部，其根据多个激励光的强度特性、第一荧光体的荧光特性以及第二荧光体的荧光特性来进行运算，以分别确定从光源部发出的激励光的波长带以及可变滤波器部的透过波长带；以及控制部，其根据运算处理部的运算结果来进行使光源部与可变滤波器部联动的控制。
文档编号A61B1/00GK102333473SQ20098015745
公开日2012年1月25日 申请日期2009年10月9日 优先权日2009年3月24日
发明者武井俊二 申请人:奥林巴斯医疗株式会社