JP2001169999A - Fluorescence yield measuring method and instrument - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、励起光を照射する
ことにより生体組織から発生した蛍光を画像として測定
する蛍光収率測定方法および装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring fluorescence yield, which measures fluorescence generated from a living tissue by irradiation with excitation light as an image.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、可視光の短波長側の波長領域
の光を励起光として生体組織に照射することにより前記
生体組織から発生した蛍光を検出し、この蛍光の強度を
分析することにより各種疾患に伴う生体の組織性状の変
化を測定する蛍光収率測定装置が研究されている。2. Description of the Related Art Conventionally, fluorescent light generated from a living tissue is detected by irradiating the living tissue with light in a wavelength region on the shorter wavelength side of visible light as excitation light, and the intensity of the fluorescent light is analyzed. Fluorescence yield measuring devices for measuring changes in tissue properties of living organisms due to various diseases have been studied.
【0003】例えば、励起光の照射により生体組織から
発生した蛍光による前記生体組織の像(以後蛍光像と呼
ぶ)の強度を、前記励起光が生体組織によって反射され
ることにより形成された前記生体組織の像(以後励起光
像と呼ぶ)の強度によって除算することにより規格化し
て、この規格化された規格化蛍光像に基づき生体の組織
性状の測定を行なう手法が特開昭62−247232号
に提案されている。[0003] For example, the intensity of an image of the living tissue (hereinafter referred to as a fluorescent image) due to the fluorescence generated from the living tissue due to the irradiation of the exciting light is determined by the intensity of the living tissue formed by the reflection of the exciting light by the living tissue. Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-247232 discloses a method of normalizing by dividing by the intensity of a tissue image (hereinafter referred to as an excitation light image) and measuring the tissue properties of a living body based on the normalized fluorescence image. Has been proposed.
【0004】この手法は、生体組織の部位が受光した励
起光の強度と、この励起光の受光により前記部位から発
生した蛍光の強度との比率、すなわち蛍光収率が正常組
織と病変組織とで異なることに基づき各種疾患に伴う生
体の組織性状の変化を測定するものであり、生体組織が
受光した励起光の強度を直接測定することは難しいの
で、生体組織によって反射された励起光の強度を検出す
ることによって生体組織が受光した励起光の強度を代替
し測定を行っている。この蛍光収率は前記励起光の強度
と蛍光の強度との比率で表される値なので、励起光が照
射される照射点と生体組織の被測定部位との距離および
角度等に影響されずに生体の組織性状の測定を行なうこ
とができる。In this method, the ratio of the intensity of the excitation light received by a part of the living tissue to the intensity of the fluorescence generated from the part due to the reception of the excitation light, that is, the fluorescence yield between the normal tissue and the diseased tissue is different. It measures changes in the tissue properties of the living body due to various diseases based on the differences, and it is difficult to directly measure the intensity of the excitation light received by the living tissue. By performing detection, the intensity of the excitation light received by the living tissue is substituted for measurement. Since this fluorescence yield is a value represented by the ratio of the intensity of the excitation light to the intensity of the fluorescence, it is not affected by the distance and angle between the irradiation point irradiated with the excitation light and the measurement site of the living tissue. Measurement of tissue properties of a living body can be performed.
【0005】また、生体組織が受光した励起光の強度の
代替として、前記生体組織によって反射された励起光像
を用いる代わりに、近赤外光を生体組織に照射すること
によりこの生体組織によって反射された近赤外光の反射
光による前記生体組織の像(以後近赤外光像と呼ぶ)を
用い、蛍光像の強度と、近赤外光像の強度との比率によ
って蛍光収率を求め手法も考えられている。[0005] As an alternative to the intensity of the excitation light received by the living tissue, instead of using the excitation light image reflected by the living tissue, the living tissue is irradiated with near-infrared light and reflected by the living tissue. The fluorescence yield is determined by the ratio of the intensity of the fluorescent image to the intensity of the near-infrared light image using an image of the living tissue (hereinafter, referred to as a near-infrared light image) obtained by the reflected light of the near-infrared light. Techniques are also being considered.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可視光
の短波長側の波長領域の光は生体組織によって吸収され
やすく、またその吸収率も生体組織の組織性状等によっ
て異なるので、生体組織によって反射された励起光の強
度は、生体組織が受光した励起光の強度を正しく反映し
ていない場合がある。また、近赤外光を用いて蛍光収率
を求める場合には、上記のような生体組織による光の吸
収は生じないが、近赤外光は励起光と波長が大きく異な
り、励起光と近赤外光とを同じ光学系を通して同じ配光
特性で照射することは難しく、両者の配光特性が異なる
場合には蛍光収率の測定精度が低下するという問題があ
る。However, light in the wavelength region on the shorter wavelength side of visible light is easily absorbed by the living tissue, and its absorptance also varies depending on the tissue properties of the living tissue. The intensity of the excited light may not correctly reflect the intensity of the excited light received by the living tissue. In addition, when the fluorescence yield is determined using near-infrared light, light absorption by living tissue as described above does not occur, but near-infrared light has a wavelength that is significantly different from excitation light, and It is difficult to irradiate infrared light with the same light distribution characteristics through the same optical system, and when the light distribution characteristics are different from each other, there is a problem that the measurement accuracy of the fluorescence yield decreases.
【0007】なお、この種の課題は生体組織に励起光を
照射した際に発生する蛍光(自家蛍光)、および予め蛍
光診断薬を吸収させた生体組織に励起光を照射した際に
発生する蛍光(薬剤蛍光)に共通する課題である。[0007] This type of problem involves fluorescence (auto-fluorescence) generated when a living tissue is irradiated with excitation light and fluorescence generated when a living tissue that has previously absorbed a fluorescent diagnostic agent is irradiated with the excitation light. (Drug fluorescence).
【0008】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、精度の高い蛍光収率を取得することにより生体
の組織性状をより正確に測定することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to obtain a highly accurate fluorescence yield to more accurately measure the tissue properties of a living body.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の蛍光収率測定方
法は、励起光の照射により生体組織から発生した蛍光の
強度と、前記生体組織が受光した前記励起光の受光強度
とから、両者の比率である蛍光収率を求める蛍光収率測
定方法であって、前記励起光と異なる波長領域を有する
と共に互いに異なる波長領域を有する2種類以上の参照
光の前記生体組織への照射により該生体組織によって反
射されたそれぞれの反射参照光の強度を求め、これらの
反射参照光の強度を予め作成された近似演算式に代入す
ることにより近似強度を算出し、この近似強度を前記励
起光の受光強度として前記蛍光収率を求めることを特徴
とする。According to the present invention, there is provided a method for measuring a fluorescence yield, comprising the steps of: measuring the intensity of fluorescence generated from a living tissue by irradiating excitation light; and the intensity of the excitation light received by the living tissue. A fluorescence yield measuring method for determining a fluorescence yield that is a ratio of the excitation light to the living tissue by irradiating the living tissue with two or more types of reference light having wavelength regions different from the excitation light and having wavelength regions different from each other. The intensities of the respective reflected reference lights reflected by the tissue are obtained, and the approximate intensities are calculated by substituting the intensities of the reflected reference lights into a previously created approximation equation. The method is characterized in that the fluorescence yield is obtained as intensity.
【0010】前記2種類以上の反射参照光の強度がそれ
ぞれ代入される変数と未知係数とを組み合わせたモデル
演算式を用意し、このモデル演算式の上記変数に、標準
試料に前記2種類以上の参照光を照射することにより該
標準試料によって反射されたそれぞれの標準反射参照光
の強度を代入したときに得られる強度が、前記標準試料
に前記励起光を照射したときに該標準試料が受光した前
記励起光の受光強度に最も近くなるように上記未知係数
を決定することにより、前記近似演算式を作成すること
ができる。A model operation formula is prepared by combining a variable into which the intensities of the two or more types of reflected reference light are respectively substituted and unknown coefficients, and the variable of the model operation expression is used as a reference sample for the two or more types. The intensity obtained when substituting the intensity of each standard reflection reference light reflected by the standard sample by irradiating the reference light, the standard sample received when the excitation light was irradiated on the standard sample By determining the unknown coefficient so as to be closest to the received light intensity of the excitation light, the approximation equation can be created.
【0011】本発明の蛍光収率測定装置は、生体組織に
励起光を照射する励起光照射手段と、該励起光の照射に
より前記生体組織から発生した蛍光の強度を検出する蛍
光検出手段と、前記励起光の照射により前記生体組織が
受光した前記励起光の受光強度と前記生体組織から発生
した前記蛍光の強度との比率である蛍光収率を求める演
算手段とを備えた蛍光収率測定装置であって、前記励起
光と異なる波長領域を有すると共に互いに異なる波長領
域を有する2種類以上の参照光を照射する参照光照射手
段と、該参照光照射手段により照射された前記2種類以
上の参照光が前記生体組織によって反射されたそれぞれ
の反射参照光の強度を検出する参照光検出手段とを備
え、前記演算手段が、前記参照光検出手段によって得ら
れた前記反射参照光の強度を予め作成された近似演算式
に代入して前記励起光の受光強度の近似強度を算出し、
この近似強度を前記励起光の受光強度として前記蛍光収
率を求めるものであることを特徴とする。The fluorescence yield measuring apparatus according to the present invention comprises: an excitation light irradiating means for irradiating a living tissue with excitation light; a fluorescence detecting means for detecting the intensity of fluorescence generated from the living tissue by the irradiation of the excitation light; A fluorescence yield measuring device comprising: a calculation unit for calculating a fluorescence yield which is a ratio of a received light intensity of the excitation light received by the living tissue by the irradiation of the excitation light and an intensity of the fluorescence generated from the living tissue. Wherein the reference light irradiating means for irradiating two or more types of reference light having different wavelength regions from each other with the excitation light and having different wavelength regions from each other, and the two or more types of reference irradiated by the reference light irradiating means. Reference light detecting means for detecting the intensity of each of the reflected reference lights reflected by the living tissue, and wherein the calculating means comprises the reflected reference light obtained by the reference light detecting means. Intensity is substituted into the previously prepared approximation calculation equation to calculate the approximate intensity of the received light intensity of the excitation light,
The fluorescence yield is obtained by using the approximate intensity as the received light intensity of the excitation light.
【0012】前記蛍光収率測定装置は、該蛍光収率測定
装置に取り付けて使用される前記近似演算式を求めるた
めの治具を備え、該冶具が、前記励起光および参照光の
照射を受ける位置に前記標準試料を装着可能なものとす
ることができる。[0012] The fluorescence yield measuring device includes a jig for obtaining the approximate operation expression used by being attached to the fluorescence yield measuring device, and the jig is irradiated with the excitation light and the reference light. The standard sample can be mounted at a position.
【0013】前記治具は、手のひら等人体の一部分を前
記標準試料として当て付けることが可能なものとするこ
とができる。The jig may be capable of applying a part of a human body such as a palm as the standard sample.
【0014】前記2種類以上の参照光は、青色の波長領
域の光、緑色の波長領域の光、赤色の波長領域の光およ
び近赤外の波長領域の光のうち少なくとも2以上の光を
含むものとすることができる。The two or more types of reference light include at least two or more of light in a blue wavelength region, light in a green wavelength region, light in a red wavelength region, and light in a near-infrared wavelength region. It can be.
【0015】前記近似演算式は、前記画像の画素毎に作
成されたものとすることができる。[0015] The approximation formula may be created for each pixel of the image.
【0016】前記近似演算式は、前記励起光の受光強度
を1つの式によって表すものとすることができる。The approximate calculation expression may express the received light intensity of the excitation light by one expression.
【0017】前記近似演算式は、前記標準試料に照射さ
れた前記励起光あるいは参照光の強度分布の回転中心を
原点とするr−θ座標においてrを変数とする式によっ
て表されたものとすることができる。The approximation equation is expressed by an equation in which r is a variable in r-θ coordinates with the origin being the center of rotation of the intensity distribution of the excitation light or the reference light applied to the standard sample. be able to.
【0018】なお、前記標準試料とは、生体の正常組織
と同等の光の吸収特性、反射・散乱特性および蛍光の発
光特性を有する均質な試料を意味するものである。The standard sample means a homogeneous sample having light absorption characteristics, reflection / scattering characteristics and fluorescence emission characteristics equivalent to those of normal tissue of a living body.
【0019】また、前記蛍光収率とは、生体組織が受光
した励起光の強度と、この励起光の受光によりこの生体
組織から発生した蛍光の強度との比率を意味する。The fluorescence yield means a ratio between the intensity of the excitation light received by the living tissue and the intensity of the fluorescence generated from the living tissue by receiving the excitation light.
【0020】[0020]
【発明の効果】本発明の蛍光収率測定方法および装置に
よれば、蛍光収率を得るときの励起光の受光強度とし
て、この励起光と異なる波長領域を有する互いに異なる
2種類以上の参照光の照射により生体組織によって反射
されたそれぞれの反射参照光の強度を適宜組み合わせて
算出された近似強度を用いるので、1種類の参照光のみ
を用いる場合に比して、生体組織による参照光の吸収あ
るいは配光分布の違いに起因する測定誤差が小さく、よ
り実際の励起光の受光強度に近い近似強度を求めること
ができ、その結果より高い精度で蛍光収率の値を取得す
ることができる。According to the fluorescence yield measuring method and apparatus of the present invention, two or more different types of reference light having different wavelength ranges from the excitation light are used as the intensity of the excitation light to obtain the fluorescence yield. Since the approximate intensity calculated by appropriately combining the intensities of the respective reflected reference lights reflected by the living tissue due to the irradiation is used, the absorption of the reference light by the living tissue is smaller than when only one type of reference light is used. Alternatively, a measurement error due to a difference in light distribution is small, and an approximate intensity closer to the actual received light intensity of the excitation light can be obtained. As a result, a value of the fluorescence yield can be obtained with higher accuracy.
【0021】また、前記2種類以上の反射参照光の強度
がそれぞれ代入される変数と未知係数とを組み合わせた
モデル演算式を用意し、このモデル演算式の上記変数
に、標準試料に前記2種類以上の参照光を照射すること
により該標準試料によって反射されたそれぞれの標準反
射参照光の強度を代入したときに得られる強度が、前記
標準試料に前記励起光を照射したときに該標準試料が受
光した前記励起光の受光強度に最も近くなるように上記
未知係数を決定することにより、前記近似演算式を作成
すれば、より高い精度で蛍光収率の値を取得することが
できる。Further, a model operation formula is prepared by combining a variable into which the intensities of the two or more types of reflected reference light are respectively substituted and unknown coefficients. The intensity obtained when substituting the intensity of each standard reflected reference light reflected by the standard sample by irradiating the above-described reference light, the standard sample is irradiated when the standard sample is irradiated with the excitation light. If the above-mentioned unknown coefficient is determined so as to be closest to the received light intensity of the received excitation light, and the approximate calculation formula is created, the value of the fluorescence yield can be obtained with higher accuracy.
【0022】また、前記蛍光収率測定装置に取り付けて
使用される前記近似演算式を求めるための治具を備え、
この冶具の前記励起光および参照光の照射を受ける位置
に前記標準試料を装着可能なものとすれば、より高い精
度で蛍光収率の値を取得することができる。A jig for obtaining the approximate arithmetic expression used by being attached to the fluorescence yield measuring apparatus;
If the standard sample can be attached to the jig at a position where the excitation light and the reference light are irradiated, the value of the fluorescence yield can be obtained with higher accuracy.
【0023】さらに、前記冶具を、手のひら等人体の一
部分を前記標準試料として当て付けることが可能なもの
とすれば、より高い精度で蛍光収率の値を取得すること
ができる。Further, if the jig can apply a part of a human body such as a palm as the standard sample, the value of the fluorescence yield can be obtained with higher accuracy.
【0024】また、前記2種類以上の参照光が、青色の
波長領域の光、緑色の波長領域の光、赤色の波長領域の
光および近赤外の波長領域の光のうち少なくとも2以上
の光を含むものとすれば、より高い精度で蛍光収率の値
を取得することができる。Further, the two or more types of reference light are at least two or more of light in a blue wavelength region, light in a green wavelength region, light in a red wavelength region, and light in a near infrared wavelength region. Is included, the value of the fluorescence yield can be obtained with higher accuracy.
【0025】また、前記近似演算式を、前記画像の画素
毎に作成されたものとすれば、より高い精度で蛍光収率
の値を取得することができる。Further, if the approximation formula is created for each pixel of the image, the value of the fluorescence yield can be obtained with higher accuracy.
【0026】また、前記近似演算式を、前記標準試料に
照射された前記励起光あるいは参照光の強度分布の回転
中心を原点とするr−θ座標においてrを変数とする式
によって表されたものとすれば、演算をより早く実行す
ることができ演算器およびメモリ等の装置の負担を軽減
することができる。Further, the approximation equation is expressed by an equation in which r is a variable in r-θ coordinates having the origin at the center of rotation of the intensity distribution of the excitation light or the reference light applied to the standard sample. In this case, the operation can be executed faster, and the load on the devices such as the arithmetic unit and the memory can be reduced.
【0027】また、前記近似演算式を、前記励起光の受
光強度を1つの式によって表すものとすれば、演算をよ
り早く実行することができ演算器およびメモリ等の装置
の負担を軽減することができる。[0027] Further, if the approximate calculation expression represents the received light intensity of the excitation light by one expression, the calculation can be executed more quickly, and the burden on devices such as a calculator and a memory can be reduced. Can be.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を用いて説明する。図1は、本発明の蛍
光収率測定方法および装置を適用した蛍光内視鏡装置の
概略構成を示す図である。図に示すように蛍光内視鏡装
置800は、白色光Lw、近赤外光Lsおよび励起光L
eをそれぞれ射出する3つの光源を備えた光源ユニット
100、光源ユニット100から射出された励起光Le
を照射光ファイバ21を通して生体組織1に照射し、こ
の励起光Leの照射により生体組織1から発生した蛍光
による像を撮像し電気的な画像信号に変換して出力する
内視鏡ユニット200、内視鏡ユニット200から出力
された画像信号を入力しデジタル値によって構成される
2次元画像データに変換して出力する中継ユニット30
0、中継ユニット300から出力された2次元画像デー
タを記憶し演算して蛍光収率を表す画像データ(以後蛍
光収率画像データDksと呼ぶ)を求め、さらにこの蛍
光収率画像データDksを表示信号に変換して出力する
蛍光収率演算ユニット400および蛍光収率演算ユニッ
ト400から出力された表示信号を入力し表示する表示
ユニット500から構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a fluorescence endoscope apparatus to which the fluorescence yield measuring method and apparatus of the present invention are applied. As shown in the figure, the fluorescent endoscope device 800 includes a white light Lw, a near infrared light Ls, and an excitation light L
light source unit 100 including three light sources that respectively emit light e, and excitation light Le emitted from the light source unit 100.
Is irradiated to the living tissue 1 through the irradiation optical fiber 21, and an endoscope unit 200 that captures an image of fluorescence generated from the living tissue 1 by the irradiation of the excitation light Le, converts the image into an electric image signal, and outputs the image signal. A relay unit 30 that inputs an image signal output from the endoscope unit 200, converts the image signal into two-dimensional image data composed of digital values, and outputs the two-dimensional image data.
0, storing and calculating the two-dimensional image data output from the relay unit 300 to obtain image data representing the fluorescence yield (hereinafter referred to as fluorescence yield image data Dks), and displaying this fluorescence yield image data Dks It comprises a fluorescence yield calculation unit 400 which converts the signal into a signal and outputs the signal, and a display unit 500 which inputs and displays the display signal output from the fluorescence yield calculation unit 400.
【0029】光源ユニット100には、照射光ファイバ
21から分岐された分岐光ファイバ21Aの端面21a
および照射光ファイバ21から分岐された分岐光ファイ
バ21Bの端面21bが接続されており、モータ12の
回転軸に回転可能に取り付けられた、カラー3原色であ
る赤色、緑色および青色を透過させるフィルタ(Rフィ
ルタ、GフィルタおよびBフィルタ)を備えた図2に示
すような円盤状の回転フィルタ13が白色光光源10と
白色光集光レンズ11との間に配置され、モータ81に
よって回転フィルタ13が回転されることにより、白色
光光源10から射出された白色光Lwは赤色光、緑色光
および青色光に分離され(以後、赤色光、緑色光および
青色光を合わせて面順次光Lmと呼ぶ)、白色光集光レ
ンズ11を介して順次分岐光ファイバ21Aの端面21
aに入射する。The light source unit 100 has an end face 21a of a branch optical fiber 21A branched from the irradiation optical fiber 21.
And a filter (not shown) that is connected to the end face 21b of the branch optical fiber 21B branched from the irradiation optical fiber 21 and that is rotatably attached to the rotating shaft of the motor 12 and that transmits the three primary colors of red, green and blue. A disc-shaped rotary filter 13 having an R filter, a G filter, and a B filter) as shown in FIG. 2 is disposed between the white light source 10 and the white light focusing lens 11. By being rotated, the white light Lw emitted from the white light source 10 is separated into red light, green light, and blue light (hereinafter, red light, green light, and blue light are collectively referred to as surface-sequential light Lm). , The end face 21 of the branch optical fiber 21A through the white light focusing lens 11 sequentially.
a.
【0030】また、GaAs−LDからなる780nm
の波長の光を発生する近赤外光光源14から射出された
近赤外光Lsは410nmの波長の光を反射し780n
mの波長の光を透過させるダイクロイックミラー15を
透過して集光レンズ16によって集光され分岐光ファイ
バ21Bの端面21bに入射する。Further, a GaAs-LD made of 780 nm
The near-infrared light Ls emitted from the near-infrared light source 14 that generates light having a wavelength of 400 nm reflects light having a wavelength of 410 nm and 780 n
The light passes through a dichroic mirror 15 that transmits light having a wavelength of m, is condensed by a condenser lens 16, and is incident on an end face 21b of a branch optical fiber 21B.
【0031】また、InGaN−LDからなる410n
mの波長の光を発生する励起光光源17から射出された
励起光Leは反射ミラー18により略直角に反射され、
さらにダイクロイックミラー15によって略直角に反射
されて集光レンズ16により集光され、分岐光ファイバ
21Bの端面21bに入射する。Further, 410 n of InGaN-LD
The excitation light Le emitted from the excitation light source 17 that generates light having a wavelength of m is reflected by the reflection mirror 18 at a substantially right angle,
Further, the light is reflected by the dichroic mirror 15 at a substantially right angle, is condensed by the condensing lens 16, and is incident on the end face 21b of the branch optical fiber 21B.
【0032】なお、図2に示すように、回転フィルタ1
3のRフィルタ、GフィルタおよびBフィルタ以外の領
域には白色光Lwを透過しない光遮断部13aが設けら
れており、近赤外光Lsまたは励起光Leが射出される
ときに光遮断部13aが白色光光源10と白色光集光レ
ンズ11との間に挿入され、近赤外光Lsと励起光Le
は異なるタイミングで射出されるので、これらの光が同
時に照射光ファイバ21に入射することはない。Note that, as shown in FIG.
A light blocking portion 13a that does not transmit the white light Lw is provided in a region other than the R filter, the G filter, and the B filter of No. 3, and the light blocking portion 13a when the near infrared light Ls or the excitation light Le is emitted. Is inserted between the white light source 10 and the white light condenser lens 11, and the near-infrared light Ls and the excitation light Le
Are emitted at different timings, so that these lights do not enter the irradiation optical fiber 21 at the same time.
【0033】内視鏡ユニット200は、屈曲自在な先端
部201と、光源ユニット100および中継ユニット3
00が接続された操作部202とから構成され、光源ユ
ニット100から射出された励起光Le、近赤外光Ls
および面順次光Lmを伝搬する照射光ファイバ21と、
撮像素子26によって撮像され変換された電気的な画像
信号を伝送するケーブル27とが先端部201から操作
部202に亘ってその内部に敷設されている。そして、
分岐光ファイバ21に入射した近赤外光Lsおよび面順
次光Lmは分岐光ファイバ21の他端の端面21cから
射出され照射レンズ22を通して参照光として生体組織
1に照射される。The endoscope unit 200 includes a bendable end portion 201, a light source unit 100 and a relay unit 3.
00 and an operation unit 202 connected thereto, and the excitation light Le and the near-infrared light Ls emitted from the light source unit 100.
And an irradiation optical fiber 21 for propagating the plane-sequential light Lm;
A cable 27 for transmitting an electrical image signal captured and converted by the image sensor 26 is laid from the distal end 201 to the operation unit 202. And
The near-infrared light Ls and the surface-sequential light Lm that have entered the branch optical fiber 21 are emitted from the end face 21 c at the other end of the branch optical fiber 21, and are irradiated on the living tissue 1 as reference light through the irradiation lens 22.
【0034】上記近赤外光Lsの照射を受けた生体組織
1によって反射された反射参照光である近赤外光による
像(以後近赤外光像Zsと呼ぶ)は、対物レンズ23を
通してプリズム24に入射し、プリズム24によりその
光路は略直角に向きを変えられて撮像素子26上に結像
され、撮像素子26によって撮像され電気的な画像信号
に変換されてケーブル27により中継ユニット300に
伝送される。An image (hereinafter referred to as a near-infrared light image Zs) of near-infrared light, which is reflected reference light reflected by the living tissue 1 irradiated with the near-infrared light Ls, passes through the objective lens 23 and is prism-shaped. 24, the optical path of the light is changed to a substantially right angle by the prism 24, an image is formed on the image sensor 26, the image is captured by the image sensor 26, converted into an electric image signal, and transmitted to the relay unit 300 by the cable 27. Transmitted.
【0035】一方、面順次光Lmの照射を受けた生体組
織1によって反射された反射参照光である面順次光Lm
による像、すなわち赤色光像Zr、緑色光像Zgおよび
青色光像Zb(以後、赤色光像Zr、緑色光像Zgおよ
び青色光像Zbを合わせて面順次光像Zmと呼ぶ)は、
近赤外光Lsを生体組織1に照射したときと同様に撮像
素子26によって撮像され画像信号に変換されてケーブ
ル27により中継ユニット300に伝送される。On the other hand, plane-sequential light Lm which is reflected reference light reflected by the living tissue 1 irradiated with the plane-sequential light Lm
, The red light image Zr, the green light image Zg, and the blue light image Zb (hereinafter, the red light image Zr, the green light image Zg, and the blue light image Zb are collectively referred to as a plane-sequential light image Zm)
As in the case where the living tissue 1 is irradiated with the near-infrared light Ls, the image is captured by the image sensor 26, converted into an image signal, and transmitted to the relay unit 300 via the cable 27.
【0036】また、分岐光ファイバ21に入射した励起
光Leは分岐光ファイバ21の他端の端面21cから射
出され照射レンズ22を通して参照光として生体組織1
に照射され、この励起光Leを受光した生体組織1から
発生した蛍光による像(以下蛍光像Zkと呼ぶ)も、上
記と同様に撮像素子26によって撮像され画像信号に変
換されてケーブル27により中継ユニット300に伝送
される。The excitation light Le incident on the branch optical fiber 21 is emitted from the end face 21c at the other end of the branch optical fiber 21 and passes through the irradiation lens 22 as reference light.
An image (hereinafter, referred to as a fluorescent image Zk) generated by the living tissue 1 that has received the excitation light Le is also captured by the image sensor 26 and converted into an image signal and relayed by the cable 27 in the same manner as described above. Transmitted to unit 300.
【0037】なお、上記撮像素子26はn×mの行列状
の画素を持ち受光面上には410nmの波長を遮断し4
10nmを超える波長領域の光を透過する励起光カット
フィルタ25が配設され蛍光像Zkと同時に対物レンズ
23に入射する励起光Leは遮断される。The image sensor 26 has n × m rows and columns of pixels, and has a wavelength of 410 nm on the light receiving surface.
An excitation light cut filter 25 that transmits light in a wavelength region exceeding 10 nm is provided, and the excitation light Le incident on the objective lens 23 at the same time as the fluorescence image Zk is cut off.
【0038】また、励起光の照射により生体組織から発
生する蛍光は微弱であるので、蛍光像Zkと、赤色光像
Zr、緑色光像Zg、青色光像Zbおよび近赤外光像Z
sとを1つの撮像素子で受光するために、前記それぞれ
の像の強度が適切な値となるように各光の照射強度およ
び各フィルタの透過特性が調整されている。Further, since the fluorescence generated from the living tissue by the irradiation of the excitation light is weak, the fluorescence image Zk, the red light image Zr, the green light image Zg, the blue light image Zb, and the near infrared light image Z
In order to receive s with one image sensor, the irradiation intensity of each light and the transmission characteristics of each filter are adjusted so that the intensity of each image has an appropriate value.
【0039】中継ユニット300には、ケーブル27が
接続されており、ケーブル27によって伝送された赤色
光像Zr、緑色光像Zg、青色光像Zb、近赤外光像Z
s、および蛍光像Zkを担持する画像信号はプロセス回
路部31によって雑音抑圧、欠陥補正および映像信号処
理等が施され、さらにA/D変換器32によってデジタ
ル信号に変換されn×mの行列状の2次元画像データと
して出力される。A cable 27 is connected to the relay unit 300, and the red light image Zr, the green light image Zg, the blue light image Zb, and the near-infrared light image Z transmitted by the cable 27.
s and the image signal carrying the fluorescent image Zk are subjected to noise suppression, defect correction, video signal processing, and the like by the process circuit unit 31, and further converted to a digital signal by the A / D converter 32, and are converted into an n × m matrix. Is output as two-dimensional image data.
【0040】蛍光収率演算ユニット400には、中継ユ
ニット300から出力された各2次元画像データをそれ
ぞれ赤色光画像データDr、緑色光画像データDg、青
色光画像データDb、近赤外光画像データDs、および
蛍光画像データDkとして記憶する赤色光画像メモリ4
1a、緑色光画像メモリ41b、青色光画像メモリ41
c、近赤外光画像メモリ42、および蛍光画像メモリ4
3が配設されている。そして、前記各画像メモリに記憶
された各2次元画像データと、後述する標準試料測定治
具を用いて予め求められ近似演算式メモリ45に記憶さ
れた近似演算式とは受光励起光強度演算器46に入力さ
れ、生体組織1が受光した励起光の受光強度の近似値を
求める演算が施され、その結果は受光励起光画像データ
Dejとして受光励起光画像メモリ47に記憶される。Each of the two-dimensional image data output from the relay unit 300 is converted into red light image data Dr, green light image data Dg, blue light image data Db, and near-infrared light image data in the fluorescence yield calculation unit 400. Ds and a red light image memory 4 for storing as fluorescent image data Dk
1a, green light image memory 41b, blue light image memory 41
c, near-infrared light image memory 42, and fluorescent image memory 4
3 are provided. Each of the two-dimensional image data stored in each of the image memories and the approximate calculation formula previously obtained by using a standard sample measuring jig to be described later and stored in the approximate calculation formula memory 45 are the received light excitation light intensity calculator. The calculation is performed to obtain an approximate value of the received light intensity of the excitation light received by the living tissue 1 and the result is stored in the received light image memory 47 as received light image data Dej.
【0041】蛍光画像メモリ43に記憶された蛍光画像
データDkおよび受光励起光画像メモリ47に記憶され
た受光励起光画像データDejとは蛍光収率演算器に入
力され演算が施されて、その結果は蛍光収率画像データ
Dksとして出力され、さらにこの蛍光収率画像データ
Dksは映像信号処理回路49に入力され表示信号に変
換され出力される。The fluorescence image data Dk stored in the fluorescence image memory 43 and the light-excitation light image data Dej stored in the light-excitation light image memory 47 are input to a fluorescence yield calculator and operated, and the result is obtained. Is output as fluorescence yield image data Dks, and the fluorescence yield image data Dks is input to a video signal processing circuit 49, converted into a display signal, and output.
【0042】表示ユニット500は映像信号処理回路4
9によって変換された表示信号を入力し可視画像として
表示する。The display unit 500 includes the video signal processing circuit 4
The display signal converted by 9 is input and displayed as a visible image.
【0043】なお、蛍光内視鏡装置800には、生体組
織1が受光した励起光の強度を近似する近似演算式の係
数を求めるために必要な図3に示すような標準試料測定
治具600が付属している。この標準試料測定治具60
0は、内視鏡ユニット200の先端部201を装着する
挿入口611を備えた位置決めホルダ610、および生
体の正常組織と同等の光の吸収特性、反射・散乱特性お
よび蛍光の発光特性を有する均質な円盤状の標準試料6
20を備えており、内視鏡ユニット200の先端部20
1を装着した位置決めホルダ610の試料当付部612
に標準試料620を当て付け、光源ユニット100から
射出された光を内視鏡ユニット200を経由して標準試
料620に照射し、この光の照射を受けた標準試料62
0によって反射された光、および標準試料620から発
生した蛍光を測定し、蛍光収率演算ユニット400によ
って演算を施すことにより上記近似演算式の係数が求め
られる。It should be noted that the fluorescence endoscope apparatus 800 has a standard sample measuring jig 600 as shown in FIG. 3 which is necessary for obtaining a coefficient of an approximation equation for approximating the intensity of the excitation light received by the living tissue 1. Comes with. This standard sample measuring jig 60
Reference numeral 0 denotes a positioning holder 610 provided with an insertion port 611 for mounting the distal end portion 201 of the endoscope unit 200, and a homogenous material having light absorption characteristics, reflection / scattering characteristics, and fluorescence emission characteristics equivalent to those of normal tissue of a living body. Disc-shaped standard sample 6
20 and the distal end portion 20 of the endoscope unit 200.
1 is attached to the sample holder 612 of the positioning holder 610 to which the device 1 is attached.
The standard sample 620 is applied to the standard sample 620, and the light emitted from the light source unit 100 is irradiated to the standard sample 620 via the endoscope unit 200.
The light reflected by 0 and the fluorescence generated from the standard sample 620 are measured, and the calculation is performed by the fluorescence yield calculation unit 400, whereby the coefficients of the above approximate calculation expression are obtained.
【0044】なお、この標準試料620の代わり予め正
常組織と診断された人体の一部、例えば図4に示すよう
な手630を試料当付部612に当て付けて同様の測定
を行うこともできる。In place of the standard sample 620, a similar measurement can be performed by applying a part of the human body previously diagnosed as a normal tissue, for example, a hand 630 as shown in FIG. .
【0045】次に、上記実施の形態における作用につい
て説明する。まず始めに、生体組織が受光した励起光の
強度の近似値を2次元画像データとして得るための近似
演算式を標準試料測定治具600を用いて求める方式に
ついて説明する。Next, the operation of the above embodiment will be described. First, a method of using the standard sample measuring jig 600 to obtain an approximate arithmetic expression for obtaining an approximate value of the intensity of the excitation light received by the living tissue as two-dimensional image data will be described.
【0046】図3に示すように内視鏡ユニット200の
先端部201を、位置決めホルダ610の挿入部611
に装着し、さらに位置決めホルダ610の試料当付部6
12に標準試料620を当て付ける。この状態で、光源
ユニット100から励起光Leを射出し照射光ファイバ
21および照射レンズ22を介して標準試料620に照
射する。励起光の照射を受けて標準試料620から発生
した蛍光による標準試料620の標準蛍光像は対物レン
ズ23を通してプリズム24に入射し、プリズム24に
よりその光路は略直角に向きを変えられて撮像素子26
上に結像され撮像されて電気的な画像信号に変換され
る。この画像信号はさらにケーブル27により中継ユニ
ット300に入力されプロセス回路部31を介してA/
D変換器32によってデジタル信号に変換されて標準蛍
光画像データDHkとして出力され、蛍光収率演算ユニ
ット400の蛍光画像メモリ43に記憶される。この標
準試料620は生体の正常組織と同等の蛍光の発生特性
を有する均質な試料であるので、受光した励起光Leの
強度に応じた強度で蛍光を発生し、標準蛍光画像データ
DHkは、標準試料620が受光した励起光Leの強度
を反映する2次元画像データとなる。As shown in FIG. 3, the distal end portion 201 of the endoscope unit 200 is inserted into the insertion portion 611 of the positioning holder 610.
To the sample holder 6 of the positioning holder 610.
12 is applied with a standard sample 620. In this state, the excitation light Le is emitted from the light source unit 100 and is emitted to the standard sample 620 via the irradiation optical fiber 21 and the irradiation lens 22. The standard fluorescence image of the standard sample 620 due to the fluorescence generated from the standard sample 620 by the irradiation of the excitation light is incident on the prism 24 through the objective lens 23, and the optical path of the standard sample 620 is changed to a substantially right angle by the prism 24.
An image is formed on the image, captured, and converted into an electric image signal. This image signal is further input to the relay unit 300 via the cable 27, and is input to the A /
The signal is converted into a digital signal by the D converter 32, output as standard fluorescent image data DHk, and stored in the fluorescent image memory 43 of the fluorescent yield calculation unit 400. Since the standard sample 620 is a homogeneous sample having the same fluorescence generation characteristics as normal tissue of a living body, it generates fluorescence at an intensity corresponding to the intensity of the received excitation light Le, and the standard fluorescence image data DHk is The two-dimensional image data reflects the intensity of the excitation light Le received by the sample 620.
【0047】次に、光源ユニット100から近赤外光L
sを射出し内視鏡ユニット200を経由して上記と同様
に標準試料620を照射し、近赤外光Lsの照射を受け
た標準試料620によって反射された近赤外光による標
準試料620の標準近赤外光像が撮像され、この撮像に
より得られた画像信号は中継ユニット300を介して標
準近赤外光画像データDHsとして近赤外光画像メモリ
42に記憶される。Next, the near-infrared light L
s is emitted, the standard sample 620 is irradiated through the endoscope unit 200 in the same manner as described above, and the standard sample 620 is reflected by the standard sample 620 irradiated with the near-infrared light Ls. A standard near-infrared light image is captured, and an image signal obtained by the capturing is stored in the near-infrared light image memory 42 as standard near-infrared light image data DHs via the relay unit 300.
【0048】また、光源ユニット100から内視鏡ユニ
ット200を経由して射出された面順次光Lmの照射を
受けた標準試料620によって反射された面順次光によ
る標準試料620の標準面順次光像、すなわち標準赤色
光像、標準緑色光像および標準青色光像も上記と同様に
撮像され、この撮像により得られた画像信号は中継ユニ
ット300を介して標準赤色光画像データDHr、標準
緑色光画像データDHgおよび標準青色光画像データD
Hbとして赤色光画像メモリ41a、緑色光画像メモリ
41bおよび青色光画像メモリ41cに記憶される。Further, a standard surface sequential light image of the standard sample 620 by the surface sequential light reflected by the standard sample 620 irradiated with the surface sequential light Lm emitted from the light source unit 100 via the endoscope unit 200 That is, the standard red light image, the standard green light image, and the standard blue light image are also picked up in the same manner as described above, and the image signals obtained by the picked up images are output via the relay unit 300 to the standard red light image data DHr and the standard green light image. Data DHg and standard blue light image data D
Hb is stored in the red light image memory 41a, the green light image memory 41b, and the blue light image memory 41c.
【0049】そして、赤色光画像メモリ41a、緑色光
画像メモリ41b、青色光画像メモリ41c、近赤外光
画像メモリ42、および蛍光画像メモリ43に記憶され
た標準赤色光画像データDHr、標準緑色光画像データ
DHgおよび標準青色光画像データDHb、標準近赤外
光画像データDHsおよび標準蛍光画像データDHkは
近似係数演算器44に入力され、予め外部入力端子40
から入力され近似係数演算器44に記憶された未知係数
を含むモデル演算式に代入され、前記モデル演算式の未
知係数の値が算出される。そして、この未知係数の値が
定められたモデル演算式は生体組織1が受光した励起光
の強度を近似する近似演算式として近似演算式メモリ4
5に記憶される。The standard red light image data DHr and the standard green light stored in the red light image memory 41a, the green light image memory 41b, the blue light image memory 41c, the near-infrared light image memory 42, and the fluorescent image memory 43, respectively. The image data DHg, the standard blue light image data DHb, the standard near-infrared light image data DHs, and the standard fluorescent image data DHk are input to the approximation coefficient calculator 44, and the external input terminal 40
Is input to the approximation coefficient calculator 44 and stored in the approximation coefficient calculator 44 into the model calculation expression including the unknown coefficient, and the value of the unknown coefficient of the model calculation expression is calculated. The model calculation formula in which the value of the unknown coefficient is determined is used as an approximation calculation formula memory 4 as an approximation calculation formula for approximating the intensity of the excitation light received by the living tissue 1.
5 is stored.
【0050】ここで、上記各2次元画像データからモデ
ル演算式の未知係数を求める場合の詳細について説明す
る。Here, a detailed description will be given of the case where the unknown coefficient of the model operation expression is obtained from each of the two-dimensional image data.
【0051】蛍光収率は励起光の照射により生体組織が
受光した励起光の強度と、この励起光を受光した生体組
織から発生した蛍光の強度との比率によって表される値
であるが、生体組織が受光した励起光の強度を直接測定
することは困難であり、また可視光の短波長側の波長領
域の励起光は生体の組織性状によってその吸収率が異な
り生体組織に均一に吸収されず、一方可視光の長波長側
の波長領域の光はその波長領域が励起光の波長領域と大
きく違うため配光特性が異なるので、生体組織が受光し
た励起光の強度をこれらの代替光を用いて測定しようと
しても大きな誤差が発生してしまう。The fluorescence yield is a value represented by the ratio of the intensity of the excitation light received by the living tissue by the irradiation of the excitation light to the intensity of the fluorescence generated from the living tissue receiving the excitation light. It is difficult to directly measure the intensity of the excitation light received by the tissue, and the excitation light in the wavelength region on the short wavelength side of visible light has a different absorption rate depending on the tissue properties of the living body and is not uniformly absorbed by the living tissue. On the other hand, light in the wavelength region on the long wavelength side of visible light has significantly different light distribution characteristics because the wavelength region is significantly different from the wavelength region of the excitation light. A large error will occur even if you try to measure.
【0052】しかしながら、互いに異なる波長領域を持
つ4種類の光を用いて励起光の受光強度を近似すると上
記欠点を補うことができ、標準試料に4種類の互いに異
なる波長領域の光を照射することにより得られた2次元
画像データに基づいて近似演算式を求めることにより、
生体組織が受光した励起光の強度を近似する2次元画像
データのより正確な値を得ることができる。However, if the light receiving intensity of the excitation light is approximated by using four types of light having different wavelength ranges, the above-mentioned disadvantage can be compensated for. By calculating an approximate operation expression based on the two-dimensional image data obtained by
A more accurate value of the two-dimensional image data that approximates the intensity of the excitation light received by the living tissue can be obtained.
【0053】この近似演算式は、外部入力端子40から
入力され近似係数演算器44に記憶された未知係数を含
むモデル演算式に、実際に測定して得られた上記2次元
画像データを既知の値として代入することにより求めら
れる。The approximation equation is obtained by converting the two-dimensional image data actually obtained by actual measurement into a model operation equation including unknown coefficients input from the external input terminal 40 and stored in the approximation coefficient calculator 44. It is obtained by substituting as a value.
【0054】具体的には、面順次光である赤色光Lr、
緑色光Lgおよび青色光Lbと、近赤外光Lsとを標準
試料620に照射することによって得られた標準赤色光
像、標準緑色光像、標準青色光像および標準近赤外光像
を撮像して得られた2次元画像データである標準赤色光
画像データDHr、標準緑色光画像データDHg、標準
青色光画像データDHb、標準近赤外光画像データDH
sおよび標準試料620が受光した励起光Leの強度を
反映する標準蛍光画像データDHkを既知の値としてモ
デル演算式 Q=α×P1+β×P2+γ×P3+δ×P4+ε・・・式(1) のP1、P2、P3、P4、Qにそれぞれ代入すること
により未知係数α、β、γ、δ、εを各画素位置(i,
j)毎に求める式が立てられる。すなわち、 DHk(i,j)=αij×DHr(i,j)+βijDH
g(i,j)×+γij×DHb(i,j)+δij×DH
s(i,j)+εij ここで、i=1〜n、j=1〜m DHk(i,j):画素位置(i,j)における標準蛍
光画像データの値 DHr(i,j):画素位置(i,j)における標準赤
色光画像データの値 DHg(i,j):画素位置(i,j)における標準緑
色光画像データの値 DHb(i,j):画素位置(i,j)における標準青
色光画像データの値 DHs(i,j):画素位置(i,j)における近赤外
光標準画像データの値 αij:画素位置(i,j)における標準赤色光画像デー
タの未知係数 βij:画素位置(i,j)における標準緑色光画像デー
タの未知係数 γij:画素位置(i,j)における標準青色光画像デー
タの未知係数 δij:画素位置(i,j)における標準近赤外光画像デ
ータの未知係数 εij:未知定数 そして、後述する主旨に基づき上記式を満足するように
各画素位置(i,j)毎に下記に示すような未知係数お
よび未知定数の値が定められる。More specifically, red light Lr, which is plane-sequential light,
A standard red light image, a standard green light image, a standard blue light image, and a standard near-infrared light image obtained by irradiating the standard sample 620 with the green light Lg, the blue light Lb, and the near-infrared light Ls Red light image data DHr, standard green light image data DHg, standard blue light image data DHb, and standard near-infrared light image data DH which are two-dimensional image data obtained by
s and the standard fluorescence image data DHk reflecting the intensity of the excitation light Le received by the standard sample 620 as a known value, the model calculation formula Q = α × P1 + β × P2 + γ × P3 + δ × P4 + ε P1 of the formula (1) By substituting the unknown coefficients α, β, γ, δ, and ε into P2, P3, P4, and Q, respectively, the pixel positions (i,
An equation to be obtained is set for each j). That is, DHk (i, j) = αij × DHr (i, j) + βijDH
g (i, j) × + γij × DHb (i, j) + δij × DH
s (i, j) + εij where i = 1 to n, j = 1 to m DHk (i, j): value of standard fluorescence image data at pixel position (i, j) DHr (i, j): pixel Value of standard red light image data at position (i, j) DHg (i, j): value of standard green light image data at pixel position (i, j) DHb (i, j): pixel position (i, j) DHs (i, j): value of near-infrared light standard image data at pixel position (i, j) αij: unknown coefficient of standard red light image data at pixel position (i, j) βij: unknown coefficient of standard green light image data at pixel position (i, j) γij: unknown coefficient of standard blue light image data at pixel position (i, j) δij: standard near-infrared light at pixel position (i, j) Unknown coefficient of optical image data εij: unknown constant Each pixel positions so as to satisfy the above expression based on the gist (i, j) values of unknown coefficients and unknown constants as shown below for each is determined.
【0055】 αij=Rij、βij=Gij、γij=Bij、δij=Sij、ε
ij=Eij 上記のようにモデル演算式の未知係数および未知定数の
値が各画素位置(i,j)毎に定められると、励起光の
受光強度を求める近似演算式は下記式のように定めるこ
とができる。すなわち、 yij=Rij×P1ij+Gij×P2ij+Bij×P3ij+S
ij×P4ij+Eij ここで、P1ij、P2ij、P3ij、P4ijには実際の生
体組織を測定したときに得られた赤色光画像データD
r、緑色光画像データDg、青色光画像データDb、近
赤外光画像データDsの値がそれぞれ代入されることに
よりyijとして受光励起光画像データDejの値が求め
られる。そして、この近似演算式は近似係数演算器44
から出力され近似演算式メモリ45に記憶される。Αij = Rij, βij = Gij, γij = Bij, δij = Sij, ε
ij = Eij As described above, when the values of the unknown coefficient and the unknown constant of the model calculation expression are determined for each pixel position (i, j), the approximate calculation expression for obtaining the received light intensity of the excitation light is determined as the following expression. be able to. That is, yij = Rij × P1ij + Gij × P2ij + Bij × P3ij + S
ij × P4ij + Eij Here, P1ij, P2ij, P3ij, and P4ij are red light image data D obtained when an actual living tissue is measured.
By substituting the values of r, green light image data Dg, blue light image data Db, and near-infrared light image data Ds, the value of received light excitation light image data Dej is obtained as yij. The approximation formula is calculated by the approximation coefficient calculator 44
And stored in the approximate calculation expression memory 45.
【0056】上記近似演算式は、生体組織が受光した励
起光の強度を可視光の短波長側の光の反射強度で近似す
る場合に誤差の原因となる生体組織の光の吸収による影
響を可視光の長波長側の反射参照光の強度で補正し、他
方で、生体組織が受光した励起光の受光強度を可視光の
長波長側の反射強度で近似する場合に誤差の原因となる
波長の差(屈折率の違い)による配光特性の違いの影響
を可視光の短波長側の反射参照光強度で補正するように
設定されたものであり、1種類の波長領域の光を用いて
励起光の受光強度を近似した従来の方式に比較して生体
組織が受光した励起光の強度をより正確に近似すること
ができる。2次元画像データの各画素位置(i,j)毎
に求められた係数Rij、Gij、Bij、Sij、Eijは上
記のような主旨に従って定められたものである。The above approximation equation shows the influence of light absorption of the living tissue which causes an error when the intensity of the excitation light received by the living tissue is approximated by the reflection intensity of the light on the short wavelength side of the visible light. When the light intensity of the excitation light received by the biological tissue is approximated by the reflection intensity on the long wavelength side of the visible light, the correction is performed with the intensity of the reflected reference light on the long wavelength side of the light. It is set so that the influence of the difference in light distribution characteristics due to the difference (difference in refractive index) is corrected by the reflected reference light intensity on the shorter wavelength side of visible light, and is excited using light in one wavelength region. The intensity of the excitation light received by the living tissue can be more accurately approximated as compared with the conventional method in which the light receiving intensity of light is approximated. The coefficients Rij, Gij, Bij, Sij, and Eij obtained for each pixel position (i, j) of the two-dimensional image data are determined according to the above-described purpose.
【0057】次に、上記のように標準試料測定治具を使
用して取得された近似演算式を用いて蛍光収率を求める
場合について説明する。内視鏡ユニット200の先端部
201は、標準試料測定治具600の挿入部611から
取り外され、本来の測定対象である生体組織1を測定す
る位置に配置される。そして、標準試料620を測定し
たときと同様に、光源ユニット100から内視鏡ユニッ
ト200を経由して励起光Le、近赤外光Ls、面順次
光Lmをそれぞれ異なるタイミングで生体組織1に照射
し、生体組織1から発生した蛍光像Zk、および生体組
織によって反射された赤色光像Zr、緑色光像Zg、青
色光像Zb、近赤外光像Zsは、それぞれ撮像されて蛍
光画像データDk、および近赤外光画像データDs、赤
色光画像データDr、緑色光画像データDg、青色光画
像データDbとして蛍光画像メモリ43および近赤外光
画像メモリ41、赤色光画像メモリ41a、緑色光画像
メモリ41b、青色光画像メモリ41cに記憶される。Next, the case where the fluorescence yield is obtained by using the approximate calculation formula obtained by using the standard sample measuring jig as described above will be described. The distal end portion 201 of the endoscope unit 200 is detached from the insertion portion 611 of the standard sample measuring jig 600, and is arranged at a position where the living tissue 1, which is the original measurement target, is measured. Then, similarly to when the standard sample 620 is measured, the living tissue 1 is irradiated with the excitation light Le, the near-infrared light Ls, and the plane-sequential light Lm from the light source unit 100 via the endoscope unit 200 at different timings. Then, the fluorescent image Zk generated from the living tissue 1 and the red light image Zr, the green light image Zg, the blue light image Zb, and the near-infrared light image Zs reflected by the living tissue are respectively imaged to obtain the fluorescent image data Dk. And the near-infrared light image data Ds, the red light image data Dr, the green light image data Dg, and the blue light image data Db as the fluorescent image memory 43 and the near infrared light image memory 41, the red light image memory 41a, and the green light image The data is stored in the memory 41b and the blue light image memory 41c.
【0058】各画像メモリに記憶された赤色光画像デー
タDr、緑色光画像データDg、青色光画像データD
b、近赤外光画像データDsおよび近似演算式メモリ4
5に記憶された近似演算式は、受光励起光強度演算器4
6に入力され上記各2次元画像データの各画素位置
(i,j)の値が近似演算式 yij=Rij×P1ij+Gij×P2ij+Bij×P3ij+S
ij×P4ij+Eij のP1ij、P2ij、P3ij、P4ijにそれぞれ代入さ
れ、生体組織1が受光した励起光の強度を近似する受光
励起光画像データDej(i,j)の値が求められる。
すなわち、 Dej(i,j)=Rij×Dr(i,j)+Gij×Dg
(i,j)+Bij×Db(i,j)+Sij×Ds
(i,j)+Eij ここでi=1〜n、j=1〜m Dej(i,j):画素位置(i,j)における受光励
起光画像データの値 Dr(i,j):画素位置(i,j)における赤色光画
像データの値 Dg(i,j):画素位置(i,j)における緑色光画
像データの値 Db(i,j):画素位置(i,j)における青色光画
像データの値 Ds(i,j):画素位置(i,j)における近赤外光
画像データの値 Rij:画素位置(i,j)における赤色光画像データの
係数 Gij:画素位置(i,j)における緑色光画像データの
係数 Bij:画素位置(i,j)における青色光画像データの
係数 Sij:画素位置(i,j)における近赤外光画像データ
の係数 Eij:画素位置(i,j)における定数 そして、このようにして求められ受光励起光画像メモリ
47に記憶された受光励起光画像データDej(i,
j)と、励起光Leを照射したときに取得され蛍光画像
メモリ43に記憶された蛍光画像データDk(i,j)
とは蛍光収率演算器48に入力され、蛍光画像データD
k(i,j)の値を受光励起光画像データDej(i,
j)の値で除算することにより蛍光収率画像データDk
s(i,j)が求められる。すなわち、 Dks(i,j)=Dk(i,j)/Dej(i,j) ここでi=1〜n、j=1〜m この演算によって求められた蛍光収率画像データDks
(i,j)は、映像信号処理回路49によって表示信号
に変換され表示ユニット500によって可視画像として
表示される。なお、標準試料および生体組織は、可視光
の短波長側の青色光Lbの照射を受けることによっても
蛍光を発生するが、その発光強度は標準試料および生体
組織によって反射される青色光の強度に比べて極微弱で
あるので撮像素子によって検出された青色光像Zbの強
度値からこの蛍光の強度値を除去するような処理は不要
である。The red light image data Dr, green light image data Dg, and blue light image data D stored in each image memory
b, near-infrared light image data Ds and approximate arithmetic expression memory 4
The approximate calculation formula stored in the received light excitation light intensity calculator 4
6 and the value of each pixel position (i, j) of each of the two-dimensional image data is approximated by the following equation: yij = Rij × P1ij + Gij × P2ij + Bij × P3ij + S
The values of the received light excitation light image data Dej (i, j) that are substituted into P1ij, P2ij, P3ij, and P4ij of ij × P4ij + Eij, respectively, and approximate the intensity of the excitation light received by the living tissue 1 are obtained.
That is, Dej (i, j) = Rij × Dr (i, j) + Gij × Dg
(I, j) + Bij × Db (i, j) + Sij × Ds
(I, j) + Eij where i = 1 to n, j = 1 to m Dej (i, j): value of received light excitation light image data at pixel position (i, j) Dr (i, j): pixel position Red light image data value at (i, j) Dg (i, j): green light image data value at pixel position (i, j) Db (i, j): blue light at pixel position (i, j) Image data value Ds (i, j): value of near-infrared light image data at pixel position (i, j) Rij: coefficient of red light image data at pixel position (i, j) Gij: pixel position (i, j) j) coefficient of green light image data at pixel position Bij: coefficient of blue light image data at pixel position (i, j) Sij: coefficient of near-infrared light image data at pixel position (i, j) Eij: pixel position (i, j) The constant in j) and the received excitation light image Receiving excitation light image stored in the re 47 data Dej (i,
j) and the fluorescence image data Dk (i, j) obtained when the excitation light Le is irradiated and stored in the fluorescence image memory 43.
Is input to the fluorescence yield calculator 48 and the fluorescence image data D
The value of k (i, j) is converted to the image data Dej (i,
j) to obtain the fluorescence yield image data Dk
s (i, j) is determined. That is, Dks (i, j) = Dk (i, j) / Dej (i, j) where i = 1 to n, j = 1 to m The fluorescence yield image data Dks obtained by this operation
(I, j) is converted into a display signal by the video signal processing circuit 49 and is displayed as a visible image by the display unit 500. The standard sample and the biological tissue also generate fluorescence when irradiated with blue light Lb on the short wavelength side of visible light, but the emission intensity is reduced to the intensity of the blue light reflected by the standard sample and the biological tissue. Since the intensity is extremely weak, it is not necessary to remove the fluorescence intensity value from the intensity value of the blue light image Zb detected by the image sensor.
【0059】また、前記モデル演算式(1)のP1、P
2、P3をNTSC方式の映像信号の輝度信号Y、I信
号、Q信号にそれぞれ対応させるように、式を立てるこ
ともできる。すなわち、 DHk(i,j)=αij×Y(i,j)+βij×I
(i,j)+γij×Q(i,j)+δij×DHs(i,
j)+εij ここで、i=1〜n、j=1〜m Y(i,j)=0.30DHg(i,j)+0.59D
Hr(i,j)+0.11DHb(i,j) I(i,j)=0.60DHg(i,j)−0.28D
Hr(i,j)−0.32DHb(i,j) Q(i,j)=0.21DHg(i,j)−0.52D
Hr(i,j)+0.31DHb(i,j) DHk(i,j):画素位置(i,j)における標準蛍
光画像データの値 DHr(i,j):画素位置(i,j)における標準赤
色光画像データの値 DHg(i,j):画素位置(i,j)における標準緑
色光画像データの値 DHb(i,j):画素位置(i,j)における標準青
色光画像データの値 DHs(i,j):画素位置(i,j)における近赤外
光標準画像データの値 αij:画素位置(i,j)における標準蛍光画像データ
の未知係数 βij:画素位置(i,j)における標準赤色光画像デー
タの未知係数 γij:画素位置(i,j)における標準緑色光画像デー
タの未知係数 δij:画素位置(i,j)における標準青色光画像デー
タの未知係数 εij:未知定数 これらの式に基づき、標準試料を測定して得た各2次元
画像データの値から未知係数αij、βij、γij、δijお
よび未知定数εijの値を求め、上記と同様に近似演算式
を得ることもできる。Further, P1 and P1 in the model operation expression (1)
An equation can be established so that P3 and P3 correspond to the luminance signals Y, I, and Q signals of the NTSC video signal, respectively. That is, DHk (i, j) = αij × Y (i, j) + βij × I
(I, j) + γij × Q (i, j) + δij × DHs (i, j
j) + εij where i = 1 to n, j = 1 to m Y (i, j) = 0.30DHg (i, j) + 0.59D
Hr (i, j) + 0.11DHb (i, j) I (i, j) = 0.60DHg (i, j) -0.28D
Hr (i, j) -0.32DHb (i, j) Q (i, j) = 0.21DHg (i, j) -0.52D
Hr (i, j) +0.31 DHb (i, j) DHk (i, j): value of standard fluorescence image data at pixel position (i, j) DHr (i, j): value at pixel position (i, j) Value of standard red light image data DHg (i, j): value of standard green light image data at pixel position (i, j) DHb (i, j): value of standard blue light image data at pixel position (i, j) Value DHs (i, j): value of near-infrared light standard image data at pixel position (i, j) αij: unknown coefficient of standard fluorescence image data at pixel position (i, j) βij: pixel position (i, j) ): Unknown coefficient of standard red light image data at pixel position (i, j) δij: unknown coefficient of standard blue light image data at pixel position (i, j) εij: unknown constant Based on these equations, the standard test The values of the unknown coefficients α ij, β ij, γ ij, δ ij and the unknown constant ε ij are obtained from the values of each two-dimensional image data obtained by measuring the materials, and an approximate calculation expression can be obtained in the same manner as described above.
【0060】また、近似演算式を求める他の方式とし
て、受光励起光画像データDejの全領域を1つの近似
演算式で表すことができるように、各未知係数の値が全
ての画素位置(i,j)において共通な1種類の値に定
まるように近似演算式を求めることもできる。すなわ
ち、 Q(i,j)=α×P1(i,j)+β×P2(i,
j)+γ×P3(i,j)+δ×P4(i,j)+ε ここで、i=1〜n、j=1〜m この場合、4つの未知係数α、β、γ、δ、εに対し
て、2次元画像データの各画素位置に対応するn×m個
の式が立ち、最小二乗法を用いて未知係数α、β、γ、
δ、εの値を定めることができる。そして、最小二乗法
によって定められた各未知係数の値を、 α=S、β=R、γ=G、δ=B、ε=E とすると、励起光の受光強度を求める近似演算式は、 yij=R×P1ij+G×P2ij+B×P3ij+S×P4
ij+E によって表される。そして、このようにして得られた近
似演算式を用いて受光励起光画像データDej(i,
j)の値が求められる。すなわち、 Dej(i,j)=R×Dr(i,j)+G×Dg
(i,j)+B×Db(i,j)+S×Ds(i,j)
+E ここでi=1〜n、j=1〜m Dej(i,j):画素位置(i,j)における受光励
起光画像データの値 Dr(i,j):位置(i,j)における赤色光画像デ
ータDrの値 Dg(i,j):位置(i,j)における緑色光画像デ
ータDgの値 Db(i,j):位置(i,j)における青色光画像デ
ータDbの値 Ds(i,j):位置(i,j)における近赤外光画像
データDsの値 R:赤色光画像データDrの係数の値 G:緑色光画像データDgの係数の値 B:青色光画像データDbの係数の値 S:近赤外光画像データDsの係数の値 E:定数の値 さらに、モデル演算式を近赤外光Lsを除いた面順次光
Lmによる3種類の光を用いて表される非線形のモデル
演算式、たとえば、 Q(i,j)=α1×P1(i,j)+α2×P1
(i,j)**2+β1×P2(i,j)+β2×P2
(i,j)**2+γ1×P3(i,j)+γ2×P3
(i,j)**2+δ1×ε のような2次以上の関数を有するモデル演算式を用いて
近似演算式を得ることもできる。As another method for obtaining an approximate operation expression, the value of each unknown coefficient is set at all pixel positions (i) so that the entire region of the received light excitation light image data Dej can be represented by one approximate operation expression. , J), it is also possible to obtain an approximate operation expression so as to be determined to one common value. That is, Q (i, j) = α × P1 (i, j) + β × P2 (i, j
j) + γ × P3 (i, j) + δ × P4 (i, j) + ε where i = 1 to n, j = 1 to m In this case, four unknown coefficients α, β, γ, δ, ε On the other hand, n × m equations corresponding to each pixel position of the two-dimensional image data stand, and the unknown coefficients α, β, γ,
The values of δ and ε can be determined. Then, assuming that the values of the unknown coefficients determined by the least square method are α = S, β = R, γ = G, δ = B, ε = E, the approximate calculation formula for obtaining the light receiving intensity of the excitation light is as follows: yij = R × P1ij + G × P2ij + B × P3ij + S × P4
ij + E. Then, the received excitation light image data Dej (i,
The value of j) is determined. That is, Dej (i, j) = R × Dr (i, j) + G × Dg
(I, j) + B × Db (i, j) + S × Ds (i, j)
+ E where i = 1 to n, j = 1 to m Dej (i, j): value of received light excitation light image data at pixel position (i, j) Dr (i, j): value at position (i, j) Red light image data value Dg (i, j): green light image data Dg value at position (i, j) Db (i, j): blue light image data Db value at position (i, j) Ds (I, j): value of near-infrared light image data Ds at position (i, j) R: value of coefficient of red light image data Dr G: value of coefficient of green light image data Dg B: blue light image data The value of the coefficient of Db S: The value of the coefficient of the near-infrared light image data Ds E: The value of the constant Further, the model operation expression is expressed using three types of light by the surface sequential light Lm excluding the near-infrared light Ls. Non-linear model operation expression, for example, Q (i, j) = α1 × P1 (i, j) + α2 × 1
(I, j) ** 2 + β1 × P2 (i, j) + β2 × P2
(I, j) ** 2 + γ1 × P3 (i, j) + γ2 × P3
An approximate operation expression can also be obtained using a model operation expression having a quadratic or higher order function such as (i, j) ** 2 + δ1 × ε.
【0061】また、上記式の未知係数を最小二乗法を用
いて求める場合には、誤差を少なくするために、S/N
比の高い画素位置の画像データを選択して最小二乗法を
適用したり、あるいはS/N比の高い複数の領域から求
められたそれぞれの未知係数の平均値を全ての領域に共
通な1つの未知係数の値とすることもできる。この場
合、各画素位置あるいは領域に対応する生体組織が受光
した励起光の強度の標準偏差が、上記各画素位置あるい
は領域に対応する正常組織から発生した蛍光の強度の標
準偏差に近くなるように画素位置あるいは領域を選択す
ることにより近似演算式の近似精度を高めることができ
る。When the unknown coefficients of the above equation are obtained by using the least squares method, the S / N
The image data at the pixel position with a high ratio is selected and the least squares method is applied, or the average value of each unknown coefficient obtained from a plurality of regions with a high S / N ratio is calculated as one common value for all regions. The value of the unknown coefficient may be used. In this case, the standard deviation of the intensity of the excitation light received by the living tissue corresponding to each pixel position or region is close to the standard deviation of the intensity of the fluorescence generated from the normal tissue corresponding to each pixel position or region. By selecting a pixel position or a region, the approximation accuracy of the approximation equation can be increased.
【0062】また、測定領域を複数の領域に分割し、1
つのモデル演算式に対してこれらの分割された領域毎に
未知係数の値を求め、複数組の近似演算式を求めたり、
同じく測定領域を複数の領域に分割し、これらの分割さ
れた領域毎に式の形が異なるモデル演算式を設定し、こ
れらのモデル演算式に基づき各領域毎に近似演算式を求
めることもできる。The measurement area is divided into a plurality of areas,
For one model operation formula, the value of the unknown coefficient is calculated for each of these divided regions, and a plurality of sets of approximate calculation formulas are obtained.
Similarly, it is also possible to divide the measurement area into a plurality of areas, set model arithmetic expressions having different expression forms for each of the divided areas, and obtain an approximate arithmetic expression for each area based on these model arithmetic expressions. .
【0063】また、標準励起光画像データDHeを近似
する近似演算式は、4種類の互いに異なる波長領域を有
する光の照射により得られた2次元画像データに基づき
求められる場合に限らず、2種類以上の互いに異なる波
長領域を有する光の照射により得られた2次元画像デー
タに基づき近似演算式を求めるようにしても、従来方式
より近似誤差を小さくする効果が得られる。The approximation formula for approximating the standard excitation light image data DHe is not limited to the case where it is obtained based on the two-dimensional image data obtained by irradiating four types of light having different wavelength ranges. Even when the approximation formula is obtained based on the two-dimensional image data obtained by irradiation with light having different wavelength regions as described above, the effect of reducing the approximation error can be obtained as compared with the conventional method.
【0064】また、上記演算式は行列状の画素に対応す
るX−Yの直交座標により求める方式に限定されるもの
ではなく、例えば、ほぼ回転対称となる照射光の強度分
布の回転中心位置を原点とするr−θ座標によりモデル
演算式作成すれば、θ座標は省略することができるので
r座標のみの変数として近似演算式を表すことができ
る。In addition, the above arithmetic expression is not limited to the method of obtaining the X-Y orthogonal coordinates corresponding to the matrix pixels. For example, the rotation center position of the intensity distribution of the irradiation light, which is substantially rotationally symmetric, is determined. If a model operation expression is created using r-θ coordinates as the origin, the θ coordinate can be omitted, and the approximate operation expression can be expressed as a variable of only the r coordinate.
【0065】近赤外光は、個別の光源から射出しなくと
も、近赤外光の波長領域のみを透過させるフィルタを回
転フィルタ12に追加することにより、白色光源に含ま
れる近赤外光を分離すれば近赤外光源14を省略するこ
ともできる。The near-infrared light included in the white light source can be reduced by adding a filter that transmits only the near-infrared light wavelength region to the rotary filter 12 without emitting the near-infrared light from a separate light source. If separated, the near-infrared light source 14 can be omitted.
【0066】また、これらの光の照射によって得られる
蛍光収率を表す画像は、1フレーム30コマの動画像と
しての表示に限らず、1フレーム15コマあるいは1フ
レーム10コマ等の滑らかな動画像としては表示するこ
とはできないが生体の組織性状を連続して観察すること
ができる画像として表示したり、あるいは静止画像とし
ても表示することができる。The image representing the fluorescence yield obtained by the light irradiation is not limited to the display as a moving image of 30 frames per frame, but may be a smooth moving image such as 15 frames per frame or 10 frames per frame. Can be displayed as an image, but can be displayed as an image from which the tissue properties of the living body can be continuously observed, or as a still image.
【0067】上記のように、本発明によれば、精度の高
い蛍光収率を取得することができ生体の組織性状をより
正確に測定することができる。As described above, according to the present invention, a highly accurate fluorescence yield can be obtained, and the tissue properties of a living body can be measured more accurately.
【図1】本発明の実施の形態による蛍光収率測定装置の
概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fluorescence yield measuring device according to an embodiment of the present invention.
【図2】回転フィルタの詳細を示す図FIG. 2 is a diagram showing details of a rotary filter.
【図3】標準試料測定治具の構造を示す図FIG. 3 is a diagram showing a structure of a standard sample measuring jig.
【図4】標準試料測定治具に人体の一部を当て付けたと
きの配置を示す図FIG. 4 is a diagram showing an arrangement when a part of a human body is applied to a standard sample measuring jig;
1 生体組織 21 照射光ファイバ 26 撮像素子 100 光源ユニット 200 内視鏡ユニット 300 中継ユニット 400 蛍光収率演算ユニット 500 表示ユニット 800 蛍光内視鏡装置 Lw 白色光 Lm 面順次光 Ls 近赤外光 Le 励起光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Living tissue 21 Irradiation optical fiber 26 Image sensor 100 Light source unit 200 Endoscope unit 300 Relay unit 400 Fluorescence yield operation unit 500 Display unit 800 Fluorescence endoscope apparatus Lw White light Lm Surface sequential light Ls Near infrared light Le Excitation light
フロントページの続き Fターム(参考) 2G043 AA04 EA01 FA06 GA06 GB18 HA05 HA09 HA12 JA02 KA01 KA02 KA05 LA03 MA01 NA05 4C061 AA00 BB01 CC06 DD03 HH54 LL01 MM03 NN01 QQ04 RR04 RR14 SS09 WW08 WW15 Continued on front page F term (reference) 2G043 AA04 EA01 FA06 GA06 GB18 HA05 HA09 HA12 JA02 KA01 KA02 KA05 LA03 MA01 NA05 4C061 AA00 BB01 CC06 DD03 HH54 LL01 MM03 NN01 QQ04 RR04 RR14 SS09 WW08 WW15
Claims (9)
た蛍光の強度と、前記生体組織が受光した前記励起光の
受光強度とから、両者の比率である蛍光収率を求める蛍
光収率測定方法であって、 前記励起光と異なる波長領域を有すると共に互いに異な
る波長領域を有する2種類以上の参照光の前記生体組織
への照射により該生体組織によって反射されたそれぞれ
の反射参照光の強度を求め、これらの反射参照光の強度
を予め作成された近似演算式に代入することにより近似
強度を算出し、この近似強度を前記励起光の受光強度と
して前記蛍光収率を求めることを特徴とする蛍光収率測
定方法。1. A fluorescence yield measuring method for determining a fluorescence yield, which is a ratio between the intensity of fluorescence generated from a living tissue by irradiation with excitation light and the intensity of the excitation light received by the living tissue. And determining the intensity of each reflected reference light reflected by the living tissue by irradiating the living tissue with two or more types of reference light having different wavelength ranges from the excitation light and having different wavelength ranges from each other. Calculating the approximate intensity by substituting the intensities of these reflected reference lights into a previously created approximate arithmetic expression, and calculating the approximate yield as the received light intensity of the excitation light to obtain the fluorescence yield. Yield measurement method.
れぞれ代入される変数と未知係数とを組み合わせたモデ
ル演算式を用意し、このモデル演算式の上記変数に、標
準試料に前記2種類以上の参照光を照射することにより
該標準試料によって反射されたそれぞれの標準反射参照
光の強度を代入したときに得られる強度が、前記標準試
料に前記励起光を照射したときに該標準試料が受光した
前記励起光の受光強度に最も近くなるように上記未知係
数を決定することにより、前記近似演算式を作成するこ
とを特徴とする請求項1記載の蛍光収率測定方法。2. A model calculation formula is prepared by combining a variable into which the intensities of the two or more types of reflected reference light are respectively substituted and unknown coefficients, and the variable of the model calculation formula is used for the standard sample. The intensity obtained when substituting the intensity of each standard reflected reference light reflected by the standard sample by irradiating the above-described reference light, the standard sample is irradiated when the standard sample is irradiated with the excitation light. 2. The fluorescence yield measuring method according to claim 1, wherein the approximate calculation expression is created by determining the unknown coefficient so as to be closest to the received light intensity of the received excitation light.
手段と、該励起光の照射により前記生体組織から発生し
た蛍光の強度を検出する蛍光検出手段と、前記励起光の
照射により前記生体組織が受光した前記励起光の受光強
度と前記生体組織から発生した前記蛍光の強度との比率
である蛍光収率を求める演算手段とを備えた蛍光収率測
定装置であって、 前記励起光と異なる波長領域を有すると共に互いに異な
る波長領域を有する2種類以上の参照光を照射する参照
光照射手段と、 該参照光照射手段により照射された前記2種類以上の参
照光が前記生体組織によって反射されたそれぞれの反射
参照光の強度を検出する参照光検出手段とを備え、 前記演算手段が、前記参照光検出手段によって得られた
前記反射参照光の強度を予め作成された近似演算式に代
入して前記励起光の受光強度の近似強度を算出し、この
近似強度を前記励起光の受光強度として前記蛍光収率を
求めるものであることを特徴とする蛍光収率測定装置。3. Exciting light irradiating means for irradiating the living tissue with excitation light, fluorescence detecting means for detecting the intensity of fluorescence generated from the living tissue by irradiating the exciting light, and irradiating the living tissue with the exciting light. A fluorescence yield measuring device comprising: a calculation unit that calculates a fluorescence yield that is a ratio of a received light intensity of the excitation light received by the tissue and an intensity of the fluorescence generated from the living tissue. Reference light irradiating means for irradiating two or more types of reference light having different wavelength regions and having mutually different wavelength regions, and the two or more types of reference light irradiated by the reference light irradiating means are reflected by the living tissue. Reference light detecting means for detecting the intensity of each reflected reference light, wherein the calculating means approximates the intensity of the reflected reference light obtained by the reference light detecting means in advance. A fluorescence yield measuring apparatus for calculating an approximate intensity of the received light intensity of the excitation light by substituting into an arithmetic expression, and calculating the approximated intensity as the received light intensity of the excitation light.
定装置に取り付けて使用される前記近似演算式を求める
ための治具を備え、該冶具が、前記励起光および参照光
の照射を受ける位置に前記標準試料を装着可能なもので
あることを特徴とする請求項3記載の蛍光収率測定装
置。4. The fluorescence yield measuring device includes a jig for determining the approximate operation expression used by being attached to the fluorescence yield measuring device, and the jig irradiates the excitation light and the reference light. 4. The fluorescence yield measuring device according to claim 3, wherein the standard sample can be mounted at a position for receiving the fluorescence.
前記標準試料として当て付けることが可能なものである
ことを特徴とする請求項4記載の蛍光収率測定装置。5. The fluorescence yield measuring apparatus according to claim 4, wherein the jig is capable of applying a part of a human body such as a palm as the standard sample.
領域の光、緑色の波長領域の光、赤色の波長領域の光お
よび近赤外の波長領域の光のうち少なくとも2以上の光
を含むものであることを特徴とする請求項3から5いず
れか1項記載の蛍光収率測定装置。6. The two or more types of reference light are at least two or more of light in a blue wavelength region, light in a green wavelength region, light in a red wavelength region, and light in a near-infrared wavelength region. The fluorescence yield measuring apparatus according to any one of claims 3 to 5, comprising:
作成されたものであることを特徴とする請求項3から6
いずれか1項記載の蛍光収率測定装置。7. The method according to claim 3, wherein the approximation expression is created for each pixel of the image.
The fluorescence yield measuring device according to any one of the preceding claims.
度を1つの式によって表すものであることを特徴とする
請求項3から6のいずれか1項記載の蛍光収率測定装
置。8. The fluorescence yield measuring device according to claim 3, wherein the approximate calculation expression represents the received light intensity of the excitation light by one expression.
された前記励起光あるいは参照光の強度分布の回転中心
を原点とするr−θ座標においてrを変数とする式によ
って表されたものであることを特徴とする請求項3から
8のいずれか1項記載の蛍光収率測定装置。9. The approximation equation is represented by an equation in which r is a variable in an r-θ coordinate having an origin at a rotation center of an intensity distribution of the excitation light or the reference light applied to the standard sample. The fluorescence yield measuring device according to any one of claims 3 to 8, wherein:
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