JP2003339623A - 蛍光診断情報生成方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 励起光が照射された被測定部から発せられた
蛍光に基づいて被測定部の組織性状を識別する際に、粘
液や残渣等の妨害因子が付着している非清浄組織と、清
浄な病変組織との誤識別を低減し、組織性状の識別精度
を向上する。 【解決手段】 蛍光診断モードにおいては、４１０nmの
励起光Ｌｅ１が照射された観察部１から発せられた蛍光
をＣＣＤ撮像素子308 により撮像し、蛍光収率演算値
（Ｌｅ１）を求め、該蛍光収率演算値（Ｌｅ１）に基づ
いて色情報を作成した蛍光診断画像をモニタ70上に表示
する。妨害因子影響度判定モードにおいては、５００nm
の励起光Ｌｅ２が照射された観察部１から発せられた蛍
光から規格化蛍光演算値（Ｌｅ２）を求め、該規格化蛍
光演算値（Ｌｅ２）から算出した妨害因子影響度に基づ
いて色情報を作成した妨害因子影響度判定画像をモニタ
70上に表示する。観察者は、両画像から清浄な病変組織
と非清浄組織とを識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、励起光の照射によ
り被測定部から発せられる蛍光に基づいて、被測定部の
組織性状を反映した蛍光診断情報を生成する蛍光診断情
報生成方法および装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、所定の波長の励起光を生体等の被
測定部に照射して、この被測定部から発せられる蛍光に
基づいて、被測定部の組織性状を反映する蛍光診断画像
等の蛍光診断情報を出力する蛍光診断情報生成装置が提
案されている。このような蛍光診断情報生成装置には、
蛍光診断薬を予め吸収した生体組織から発せられる薬剤
蛍光に基づいて蛍光診断情報を出力する装置と、蛍光診
断薬を使用せず、生体組織から発せられる自家蛍光に基
づいた蛍光診断情報を出力する装置とがある。この種の
蛍光診断情報生成装置は多くの場合、体腔内部に挿入さ
れる内視鏡や、コルポスコープあるいは手術用顕微鏡等
に組み込まれた形に構成される。

【０００３】蛍光診断情報生成装置としては、例えば、
励起光を照射された生体組織から発せられる蛍光の蛍光
強度に基づいた蛍光診断画像を出力する装置がある。図
１３に示すように、病変組織から発せられる蛍光強度
は、正常組織から発せられる蛍光強度に比べ小さいた
め、観察者は、蛍光の蛍光強度に基づいた蛍光診断画像
を観察することにより、正常組織と病変組織とを識別す
ることができる。

【０００４】一方、内視鏡装置等に本発明の蛍光診断情
報生成装置が組み込まれた場合等には、生体部位の凹凸
の影響を受け、励起光光源から被測定部までの距離が均
一ではない場合が多く、このような場合には、生体の被
測定部における励起光照度が不均一となる。通常正常組
織から発せられる蛍光強度は励起光照度にほぼ比例し、
励起光照度は距離の２乗に反比例して低下する。そのた
め、光源から遠くにある正常組織からよりも近くにある
病変組織からの方が強い蛍光を受光する場合があり、蛍
光強度のみに基づいた判定を行うと、組織性状の判定を
誤るケースもある。

【０００５】このような誤判定を防ぐために、生体組織
の部位が受光した励起光の光強度と、この励起光の受光
により被測定部から発せられた蛍光の光強度との比率に
基づいた演算値、すなわち励起光を照射する距離や角度
によって影響を受けない値である蛍光収率に基づいた蛍
光診断情報を出力する蛍光診断情報生成装置が提案され
ている。

【０００６】しかし、上記蛍光収率を反映した値を求め
る際に、紫外〜可視域の励起光は生体の種々の物質によ
って異なる吸収を受けるため、反射された励起光の強度
分布を測定しても生体組織が受光した励起光の強度分布
を正しく測定したことにはならない。

【０００７】そこで、蛍光収率を反映する演算値を求め
る１つの方策として、紫外〜可視域に比べて、一様な吸
収を受ける近赤外光を参照光として生体組織に照射し、
反射された近赤外光の光強度を励起光の光強度の代わり
として用いて、蛍光強度を反射された近赤外光の光強度
により除算した蛍光収率演算値を求め、この蛍光収率演
算値に基づいて、組織性状を判定する装置が提案されて
いる。すなわち、上記蛍光収率演算値を求めることによ
り、励起光光源および蛍光受光部と被測定部との距離に
依存する蛍光強度の項はキャンセルされ、蛍光収率の違
いのみが反映された演算値に基づいて判定を行うことが
できる。

【０００８】一方、図１３に示すように、正常組織から
発せられ蛍光のスペクトル形状と、病変組織から発せら
れる蛍光のスペクトル形状が異なることを利用した蛍光
診断情報生成装置の開発も進められている。例えば特開
平6-54792 号公報では、蛍光の緑色波長帯域の光強度と
赤色波長帯域の光強度の比である蛍光強度比に基づいて
蛍光診断情報を出力する装置が提案されている。

【０００９】さらに、特開平10-225436 号公報では、被
測定部から取得した狭波長帯域の光強度を広波長帯域の
光強度で規格化した規格化蛍光演算値を反映した蛍光診
断情報を出力する装置を本出願人が提案している。本公
報においては、波長帯域４８０nm近傍の狭波長帯域の画
像データと、４３０nm近傍から７３０nm近傍までの広波
長帯域の画像データとを取得し、狭波長帯域の画像デー
タの画素値を広波長帯域の画像データの画素値により除
算した規格化蛍光演算値を求め、この規格化蛍光演算値
に基づいた疑似カラー画像、例えば規格化蛍光演算値が
大きい方から小さい方へ順次緑色から赤色へ色が変化す
る疑似カラー画像を、蛍光診断画像として出力してい
る。すなわち上記規格化蛍光演算値を求めることにより
励起光光源および蛍光受光部と被測定部との距離に依存
する蛍光強度の項はキャンセルされ、蛍光スペクトルの
形状の違いのみが反映された演算値に基づいた蛍光診断
情報を出力することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一方、生体組織には、
蛍光を発する血液、粘液、消化液、唾液、泡、残渣等の
妨害因子が付着している場合があり、これらの妨害因子
が付着している生体組織（以下非清浄組織と記載）に励
起光が照射されると、これらの妨害因子からも蛍光が発
せられる。このような非清浄組織から発せられる蛍光の
中には、この蛍光から取得した上述の規格化蛍光演算値
や蛍光収率演算値等が、病変組織から発せられる蛍光の
規格化蛍光演算値や蛍光収率演算値と紛らわしい場合が
ある。

【００１１】以下、規格化蛍光演算値に基づいた蛍光診
断画像を生成して表示する場合を例として、詳細を説明
する。図１４は、４１０nmの励起光を生体組織に照射し
た場合に発せられる蛍光のスペクトル形状の一例であ
る。この図１には、清浄な正常組織から取得した蛍光強
度スペクトル（点線）と、清浄な病変組織から取得した
蛍光強度スペクトル（一点破線）と、非清浄組織から取
得した蛍光強度スペクトル（実線）とが、その積分値が
１となるように規格化された規格化蛍光強度スペクトル
として示されている。

【００１２】波長帯域４８０nm近傍の狭波長帯域の画像
データと、４３０nm近傍から７３０nm近傍までの広波長
帯域の画像データとを取得し、狭波長帯域の画像データ
の画素値を広波長帯域の画像データの画素値により除算
した規格化蛍光演算値を求め、この規格化蛍光演算値が
大きい方から小さい方へ順次緑色から赤色へ色が変化す
る疑似カラー画像を蛍光診断画像として出力する。この
ような場合には、正常組織から発せられた蛍光から取得
された規格化蛍光演算値は緑色に、病変組織から発せら
れた蛍光から取得された規格化蛍光演算値は赤色に表示
されるように疑似カラーを割り当てる事が多い。通常、
病変組織から発せられた蛍光から取得された規格化蛍光
演算値の値以下の規格化蛍光演算値には全て赤色が割り
当てられる。非清浄組織から発せられた蛍光から取得し
た規格化蛍光演算値は、病変組織から発せられた蛍光か
ら取得された規格化蛍光演算値と近い値、あるいは病変
組織から発せられた蛍光から取得された規格化蛍光演算
値より小さい値である場合が多いため、非清浄組織から
発せられた蛍光から取得した規格化蛍光演算値にも赤色
が割り当てられる。このため、病変組織から発せられた
蛍光から取得された規格化蛍光演算値にも、非清浄組織
から発せられた蛍光から取得した規格化蛍光演算値に
も、共に赤色が割り当てられる。このような蛍光診断画
像に基づいて観察者が正常組織と病変組織との識別を行
うと、観察者が病変組織であると認識した被測定部が、
清浄な病変組織ではなく、非清浄組織である場合があ
り、組織性状の識別精度が低下するという問題がある。

【００１３】また、上述したように非清浄組織には、清
浄な病変組織と同様に、微弱な蛍光を発するものが多
く、蛍光強度や蛍光収率演算値に基づいて蛍光診断画像
を作成した場合等にも、観察者が病変組織であると認識
した被測定部が、清浄な病変組織ではなく、非清浄組織
である場合があり、やはり組織性状の識別精度が低下す
る。

【００１４】本発明は上記のような問題に鑑みて、妨害
因子が付着している非清浄組織と、清浄な病変組織との
誤識別を低減し、組織性状の識別精度を向上することが
できる蛍光診断情報生成方法および装置を提供すること
を目的とするものである

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明による蛍光診断情
報生成方法は、第１の励起光が照射された被測定部から
発せられた蛍光の蛍光情報を検出し、この検出された前
記蛍光情報に基づいて第１の特徴量を取得し、この第１
の特徴量を反映する第１の蛍光診断情報を作成して出力
し、第２の励起光が照射された前記被測定部から発せら
れた蛍光の蛍光情報を検出し、この検出された前記蛍光
情報に基づいて第２の特徴量を取得し、この第２の特徴
量を反映する第２の蛍光診断情報を作成して出力する蛍
光診断情報生成方法であって、前記第１の励起光の波長
が、該第１の励起光を組織性状が異なる清浄な被測定部
へ照射した場合には、それぞれの清浄な被測定部から発
せられる蛍光の蛍光情報に基づいて取得された第１の特
徴量が異なる波長であり、前記第２の励起光の波長が、
該第２の励起光を清浄な被測定部と非清浄な被測定部に
照射した場合には、それぞれの被測定部から発せられる
蛍光の蛍光情報に基づいて取得された第２の特徴量が異
なる波長であることを特徴とする。

【００１６】本発明による他の蛍光診断情報生成方法
は、第１の励起光が照射された被測定部から発せられた
蛍光の蛍光情報を検出し、この検出された前記蛍光情報
に基づいて第１の特徴量を取得し、第２の励起光が照射
された前記被測定部から発せられた蛍光の蛍光情報を検
出し、この検出された前記蛍光情報に基づいて第２の特
徴量を取得し、前記第１の特徴量および前記第２の特徴
量を反映する蛍光診断情報を作成して出力する蛍光診断
情報生成方法であって、前記第１の励起光の波長が、該
第１の励起光を組織性状が異なる清浄な被測定部へ照射
した場合には、それぞれの清浄な被測定部から発せられ
る蛍光の蛍光情報に基づいて取得された第１の特徴量が
異なる波長であり、前記第２の励起光の波長が、該第２
の励起光を清浄な被測定部と非清浄な被測定部に照射し
た場合には、それぞれの被測定部から発せられる蛍光の
蛍光情報に基づいて取得された第２の特徴量が異なる波
長であることを特徴とする。

【００１７】本発明の蛍光診断情報生成装置は、第１の
励起光を被測定部へ照射する第１の励起光照射手段と、
前記第１の励起光が照射された前記被測定部から発せら
れた蛍光の蛍光情報を検出する第１の検出手段と、該第
１の検出手段により検出された前記蛍光情報に基づいて
第１の特徴量を取得する第１の特徴量取得手段と、前記
第１の特徴量を反映する第１の蛍光診断情報を作成して
出力する第１の蛍光診断情報生成手段と、第２の励起光
を前記被測定部へ照射する第２の励起光照射手段と、前
記第２の励起光が照射された前記被測定部から発せられ
た蛍光の蛍光情報を検出する第２の検出手段と、該第２
の検出手段により検出された前記蛍光情報に基づいて第
２の特徴量を取得する第２の特徴量取得手段と、前記第
２の特徴量を反映する第２の蛍光診断情報を作成して出
力する第２の蛍光診断情報生成手段とを備え、前記第１
の励起光の波長が、該第１の励起光を組織性状が異なる
清浄な被測定部へ照射した場合には、それぞれの清浄な
被測定部から発せられる蛍光の蛍光情報に基づいて取得
された第１の特徴量が異なる波長であり、前記第２の励
起光の波長が、該第２の励起光を清浄な被測定部と非清
浄な被測定部に照射した場合には、それぞれの被測定部
から発せられる蛍光の蛍光情報に基づいて取得された第
２の特徴量が異なる波長であることを特徴とするもので
ある。

【００１８】本発明の他の蛍光診断情報生成装置は、第
１の励起光を被測定部へ照射する第１の励起光照射手段
と、前記第１の励起光が照射された前記被測定部から発
せられた蛍光の蛍光情報を検出する第１の検出手段と、
該第１の検出手段により検出された前記蛍光情報に基づ
いて第１の特徴量を取得する第１の特徴量取得手段と、
第２の励起光を前記被測定部へ照射する第２の励起光照
射手段と、前記第２の励起光が照射された前記被測定部
から発せられた蛍光の蛍光情報を検出する第２の検出手
段と、該第２の検出手段により検出された前記蛍光情報
に基づいて第２の特徴量を取得する第２の特徴量取得手
段と、前記第１の特徴量および前記第２の特徴量を反映
する蛍光診断情報を作成して出力する蛍光診断情報生成
手段とを備え、前記第１の励起光の波長が、該第１の励
起光を組織性状が異なる清浄な被測定部へ照射した場合
には、それぞれの清浄な被測定部から発せられる蛍光の
蛍光情報に基づいて取得された第１の特徴量が異なる波
長であり、前記第２の励起光の波長が、該第２の励起光
を清浄な被測定部と非清浄な被測定部に照射した場合に
は、それぞれの被測定部から発せられる蛍光の蛍光情報
に基づいて取得された第２の特徴量が異なる波長である
ことを特徴とするものである。

【００１９】なお、上記各蛍光診断情報生成方法および
装置において、「特徴量が異なる」とは特徴量が完全に
異なっている場合に限定されるものではなく、一部が重
なっていても、実質的に分離可能な場合を含むものであ
る。例えば、複数個の清浄組織から取得した特徴量と複
数個の非清浄組織から取得した特徴量との分布が実質的
に分離できる場合等を含むものである。

【００２０】上記蛍光診断情報生成手段は、予め既知清
浄正常組織および既知清浄病変組織または既知清浄正常
組織若しくは既知清浄病変組織から取得した第１の特徴
量に基づいて作成された第１の判定基準値と、既知清浄
組織および既知非清浄組織または既知清浄組織若しくは
既知非清浄組織から取得した第２の特徴量に基づいて作
成された第２の判定基準値とを記憶する記憶手段と、前
記被測定部から発せられた蛍光から取得された前記第１
の特徴量と、前記第１の判定基準値とに基づいて、前記
被測定部が既知清浄病変組織側に属するか否かを判定
し、また前記被測定部から発せられた蛍光から取得され
た前記第２の特徴量と、前記第２の判定基準値とに基づ
いて、前記被測定部が既知非清浄組織側に属するか否か
を判定する判定手段とを備え、該判定手段による判定結
果を前記蛍光診断情報として出力するものであってもよ
い。

【００２１】上記特徴量としては、具体的には、蛍光強
度、蛍光のスペクトル形状、蛍光のスペクトル形状を反
映した規格化蛍光演算値あるいは蛍光の蛍光収率を反映
した蛍光収率演算値等が考えられる。なお、「規格化蛍
光演算値」とは、蛍光のスペクトル形状を反映する演算
値であり、被測定部から取得した異なる波長帯域の蛍光
の蛍光強度の比率を反映した演算値を意味している。蛍
光の狭波長帯域（例えば４３０nm〜５３０nmの波長帯
域）の光強度を広波長帯域（例えば全波長帯域あるいは
４３０nm〜７３０nmの波長帯域）の光強度で除算したも
の等がある。また、上記の異なる波長帯域として、例え
ば４８０nm近傍の狭波長帯域と６３０nm近傍の狭波長帯
域を選択して算出した、蛍光強度比等も「規格化蛍光演
算値」に含まれるものである。

【００２２】また「蛍光収率」とは、被測定部に照射さ
れる励起光の光強度と、その励起光の照射により被測定
部から発せられる蛍光の光強度の比率を意味している。
また「蛍光収率演算値」とは、例えば上述したように、
参照光を生体組織に照射し、反射された参照光の光強度
を励起光の光強度の代わりとして用いて、被測定部から
発せられる蛍光の光強度を反射された参照光の光強度に
より除算した演算値である。上記参照光としては、組織
によらず比較的均一な反射特性を有する近赤外光を使用
することができる。また、精度は若干悪化するが、参照
光として通常の照明光を利用することもできる。なお、
励起光の射出部、例えば内視鏡であればスコープ部の先
端部と、被測定部との間の距離のバラツキを少なく保つ
ことができれば、蛍光強度を蛍光収率演算値として用い
ることもできる。

【００２３】前記第１の励起光の波長が４１０nm近傍で
あれば、前記第２の励起光としては、その波長が実質的
に３５０nm〜３９０nmまたは４７０nm〜５２０nmの範囲
内に内に入っているものであればよい。なお、上記第１
の励起光は４００nm〜４２０nmの範囲内の波長であるこ
とが望ましい。

【００２４】なお、上記第２の励起光の波長が３５０nm
〜３９０nmの範囲内であり、第２の特徴量として上記規
格化蛍光演算値を用いる場合であれば、異なる波長帯域
の１つを４６０nm近傍の波長帯域としてもよい。また、
上記第２の励起光の波長が４７０nm〜５２０nmの範囲内
であり、第２の特徴量として上記規格化蛍光演算値を用
いる場合であれば、異なる波長帯域の１つを５５０nm近
傍の波長帯域としてもよい。

【００２５】本蛍光診断情報生成装置は、一部または全
部を、生体内部に挿入される内視鏡装置として形成する
ことができる。

【００２６】なお、上記第１の励起光照射手段は、上記
第１の励起光の光源として、Ga-N系半導体レーザを備え
るものであってもよい。また上記第２の励起光照射手段
は、上記第２の励起光の光源として、Ga-N系半導体レー
ザを備えるものであってもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明者は、励起光の波長を種々変更し
て、清浄な生体組織および非清浄な生体組織から発せら
れる蛍光の特徴量について解析を行い、清浄な生体組織
から発せられる蛍光の蛍光情報から取得される特徴量
と、非清浄な生体組織から発せられる蛍光の蛍光情報か
ら取得される特徴量とが異なる場合があることを解明し
た。

【００２８】例えば、波長３６０nmの励起光を清浄な正
常組織、清浄な病変組織および非清浄組織に照射した場
合に、各組織から発せられる蛍光の規格化蛍光強度スペ
クトルを図１に示す。清浄な正常組織から発せられた蛍
光のスペクトル（点線）の形状と清浄な病変組織から発
せられた蛍光のスペクトル（一点破線）の形状とが近似
した形状を有し、非清浄組織から発せられた蛍光のスペ
クトル（実線）の形状は、清浄な正常組織および清浄な
病変組織から発せられた蛍光のスペクトル形状とは、異
なる形状を有するものとなる。このため、清浄な正常組
織および清浄な病変組織から発せられた蛍光から取得さ
れた規格化蛍光演算値と、非清浄組織から発せられた蛍
光から取得された規格化蛍光演算値も異なるものとな
る。したがって、清浄であるか否かが未知である被測定
部に波長３６０nmの励起光を照射し、発せられた蛍光か
ら規格化蛍光演算値を取得すれば、測定者は、この規格
化蛍光演算値に基づいて、被測定部が清浄組織である
か、非清浄組織であるかを識別することができる。

【００２９】また、波長５００nmの励起光を清浄な正常
組織、清浄な病変組織および非清浄組織に照射した場合
に、各組織から発せられた蛍光の規格化蛍光強度スペク
トルを図２に示す。この場合にも、波長３６０nmの励起
光を用いた場合と同様に、非清浄組織から発せられた蛍
光のスペクトル（実線）の形状は、清浄な正常組織から
発せられた蛍光のスペクトル（点線）の形状および清浄
な病変組織から発せられた蛍光のスペクトル（一点破
線）の形状とは、異なる形状を有するものとなり、清浄
であるか否かが未知である被測定部に波長５００nmの励
起光を照射し、発せられた蛍光から規格化蛍光演算値を
取得すれば、測定者はこの規格化蛍光演算値に基づい
て、被測定部が清浄組織であるか、非清浄組織であるか
を識別することができる。一方、従来知られているよう
に、例えば波長４１０nmの励起光を被測定部に照射して
発せられた蛍光からは、被測定部の組織性状を識別する
ことができる。

【００３０】すなわち、本発明による蛍光診断情報生成
方法および装置によれば、まず、第１の励起光として、
この第１の励起光を組織性状が異なる清浄な被測定部へ
照射した場合には、それぞれの清浄な被測定部から発せ
られる蛍光の蛍光情報に基づいて取得された第１の特徴
量が異なる波長の光を準備し、また第２の励起光とし
て、この第２の励起光を清浄な被測定部と非清浄な被測
定部に照射した場合には、それぞれの被測定部から発せ
られる蛍光の蛍光情報に基づいて取得された第２の特徴
量が異なる波長の光を準備し、第１の励起光が照射され
た被測定部から発せられた蛍光の蛍光情報を検出し、こ
の検出された前記蛍光情報に基づいて第１の特徴量を取
得し、この第１の特徴量を反映する第１の蛍光診断情報
を作成して出力し、さらに、第２の励起光が照射された
前記被測定部から発せられた蛍光の蛍光情報を検出し、
この検出された前記蛍光情報に基づいて第２の特徴量を
取得し、この第２の特徴量を反映する第２の蛍光診断情
報を作成して出力することにより、測定者は、第１の特
徴量が反映された蛍光診断情報に基づいて、被測定部
が、清浄な病変組織または清浄な病変組織と近似した第
１の特徴量が取得される非清浄組織であるか否かを識別
することができる。また、測定者は、第２の特徴量が反
映された蛍光診断情報に基づいて、被測定部が、清浄組
織であるか、あるいは非清浄組織であるかを識別するこ
とができる。観察者は、これらの２種類の識別結果を組
み合わせることにより、妨害因子が付着している非清浄
組織と、清浄な病変組織とを識別することができる。従
って、妨害因子が付着している非清浄組織と、清浄な病
変組織との誤識別が低減し、組織性状の識別精度を向上
することができる。

【００３１】本発明による他の蛍光診断情報生成方法お
よび装置によれば、まず、第１の励起光として、この第
１の励起光を組織性状が異なる清浄な被測定部へ照射し
た場合には、それぞれの清浄な被測定部から発せられる
蛍光の蛍光情報に基づいて取得された第１の特徴量が異
なる波長の光を準備し、また第２の励起光として、この
第２の励起光を清浄な被測定部と非清浄な被測定部に照
射した場合には、それぞれの被測定部から発せられる蛍
光の蛍光情報に基づいて取得された第２の特徴量が異な
る波長の光を準備し、第１の励起光が照射された被測定
部から発せられた蛍光の蛍光情報を検出し、この検出さ
れた前記蛍光情報に基づいて第１の特徴量を取得し、第
２の励起光が照射された前記被測定部から発せられた蛍
光の蛍光情報を検出し、この検出された前記蛍光情報に
基づいて第２の特徴量を取得し、前記第１の特徴量およ
び前記第２の特徴量を反映する蛍光診断情報を作成して
出力することにより、測定者は、第１の特徴量および第
２の特徴量が反映された蛍光診断情報に基づいて、被測
定部が非清浄組織であるか、清浄な病変組織であるかを
識別することができる。従って、妨害因子が付着してい
る非清浄組織と、清浄な病変組織との誤識別が低減し、
組織性状の識別精度を向上することができる。

【００３２】また、前記蛍光診断情報生成手段が、予め
既知清浄正常組織および既知清浄病変組織または既知清
浄正常組織若しくは既知清浄病変組織から取得した第１
の特徴量に基づいて作成された第１の判定基準値と、既
知清浄組織および既知非清浄組織または既知清浄組織若
しくは既知非清浄組織から取得した第２の特徴量に基づ
いて作成された第２の判定基準値とを記憶する記憶手段
と、前記被測定部から発せられた蛍光から取得された前
記第１の特徴量と、前記第１の判定基準値とに基づい
て、前記被測定部が既知清浄病変組織側に属するか否か
を判定し、また前記被測定部から発せられた蛍光から取
得された前記第２の特徴量と、前記第２の判定基準値と
に基づいて、前記被測定部が既知非清浄組織側に属する
か否かを判定する判定手段とを備え、該判定手段による
判定結果を前記蛍光診断情報として出力するものであれ
ば、被測定部が清浄な病変組織と近似した第１の特徴量
が取得される非清浄組織あることを判定した判定結果を
出力することができ、観察者は、判定結果を容易に認識
することができる。

【００３３】前記第１の特徴量が前記蛍光のスペクトル
形状を反映した規格化蛍光演算値または前記蛍光の蛍光
収率を反映した蛍光収率演算値であり、前記第２の特徴
量が前記蛍光のスペクトル形状を反映した規格化蛍光演
算値または前記蛍光の蛍光収率を反映した蛍光収率演算
値である場合には、蛍光のスペクトル形状または蛍光収
率に基づいて、被測定部の組織性状を識別することがで
き、一層識別精度が向上する。

【００３４】前記第１の励起光の波長が４１０nm近傍で
あり、前記第２の励起光の波長が３５０nm〜３９０nmま
たは４７０nm〜５２０nmであれば、良好な識別精度を得
ることができる。

【００３５】なお、上記第２の励起光の波長が３５０nm
〜３９０nmの範囲内であり、第２の特徴量として上記規
格化蛍光演算値を用いる場合には、異なる波長帯域の１
つとして、４６０nm近傍の波長帯域を用いることによ
り、図１に示されるように、非清浄組織から発せられた
蛍光のスペクトル（実線）の形状と、清浄組織から発せ
られた蛍光のスペクトル（点線および１点破線）の形状
とに、顕著な差が生じている波長帯域を用いて、被測定
部の組織性状を識別することができ、組織性状の識別精
度がさらに向上する。

【００３６】また、上記第２の励起光の波長が４７０nm
〜５２０nmの範囲内であり、第２の特徴量として上記規
格化蛍光演算値を用いる場合には、異なる波長帯域の１
つとして、５５０nm近傍の波長帯域を用いることによ
り、図２に示されるように、非清浄組織から発せられた
蛍光のスペクトル（実線）の形状と、清浄組織から発せ
られた蛍光のスペクトル（点線および１点破線）の形状
とに、顕著な差が生じている波長帯域を用いて、被測定
部の組織性状を識別することができる。

【００３７】また本蛍光診断情報生成装置の一部または
全部が、生体内部に挿入される内視鏡装置の形態であれ
ば、本装置の利便性を一層向上することができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。まず、本発明による蛍光診
断情報生成方法および装置を適用した第１の具体的な実
施の形態である蛍光内視鏡装置について説明する。図３
は蛍光内視鏡装置の概略構成図であり、図４および図５
は本蛍光内視鏡装置に搭載される切換励起光カットフィ
ルタおよび切換フィルタの模式図である。

【００３９】この蛍光内視鏡装置は、観察部１に波長４
１０nmの励起光Ｌｅ１を照射して、観察部１から発せら
れた蛍光から取得した蛍光収率演算値に基づいて色情報
を割り当てた疑似カラー画像である蛍光診断画像をモニ
タ70に表示する蛍光診断モード、あるいは観察部１に波
長５００nmの励起光Ｌｅ２を照射して、観察部１から発
せられた蛍光に基づいて観察部１の各被測定部２におけ
る妨害因子の影響度を反映した色情報をわりあてた疑似
カラー画像である妨害因子影響度判定画像をモニタ70に
表示する妨害因子影響度判定モードにより動作するもの
である。２つのモードの切り替えは、フットスイッチで
ある入力部601 からの入力操作により行われる。なお、
観察部１内において、ＣＣＤの各画素と対応する領域が
被測定部２であり、この被測定部２毎に色情報が割り当
てられる。すなわち多数（ＣＣＤの画素数）の被測定部
２が集合して観察部１を形成している。

【００４０】また、この蛍光内視鏡装置は、蛍光診断モ
ードにおいては、励起光Ｌｅ１が照射された観察部１か
ら発せられた蛍光から波長帯域４３０nm〜７００nmの広
帯域蛍光画像データ（以下広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ
１）と記載）を取得し、近赤外光である参照光Ｌｓを照
射された観察部１の反射光からIR反射画像を取得し、対
応する画素毎に広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）の画素
値をIR反射画像の画素値で除算した蛍光収率演算値（以
下蛍光収率演算値（Ｌｅ１）と記載）を求め、該蛍光収
率演算値（Ｌｅ１）に基づいて色情報を作成し、IR反射
画像の画素値に基づいて輝度情報を作成し、両画像情報
を合成した蛍光診断画像をモニタ70上に表示するもので
あり、妨害因子影響度判定モードにおいては、励起光Ｌ
ｅ２が照射された観察部１から発せられた蛍光から波長
帯域５３０nm〜５７０nmの狭帯域蛍光画像データ（以下
狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ２）と記載）と波長帯域５
３０nm〜８００nmの広帯域蛍光画像データ（以下広帯域
蛍光画像データ（Ｌｅ２）と記載）とを取得し、また参
照光Ｌｓを照射された観察部１の反射光からIR反射画像
を取得し、対応する画素毎に狭帯域蛍光画像データ（Ｌ
ｅ２）の画素値を広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ２）の画
素値で除算した規格化蛍光演算値（以下規格化蛍光演算
値（Ｌｅ２）と記載）を求め、該規格化蛍光演算値（Ｌ
ｅ２）から算出した妨害因子影響度に基づいて色情報を
作成し、IR反射画像の画素値に基づいて輝度情報を作成
し、両画像情報を合成した妨害因子影響度判定画像をモ
ニタ70上に表示するものである。

【００４１】本発明の第１の実施の形態にかかる蛍光内
視鏡装置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入されるス
コープ部10と、蛍光像撮像用の励起光Ｌｅ１、Ｌｅ２
と、IR反射光像撮像用の参照光Ｌｓを発する光源を備え
る照明ユニット20と、蛍光像Ｚｊ１、Ｚｊ２およびIR反
射光像ＺｓをＣＣＤ撮像素子で撮像する撮像ユニット30
と、蛍光診断モードにおいては、蛍光収率演算値（Ｌｅ
１）に基づいた色情報と、IR反射画像の画素値に基づい
た輝度情報を作成し、両情報から蛍光診断画像データを
生成してビデオ信号に変換して出力し、妨害因子影響度
判定モードにおいては、規格化蛍光演算値（Ｌｅ２）に
基づいた色情報と、IR反射画像の画素値に基づいた輝度
情報を作成し、両情報から妨害因子影響度判定画像デー
タを生成してビデオ信号に変換して出力する蛍光画像処
理ユニット40と、各ユニットに接続され動作タイミング
の制御を行うコントローラ60と、蛍光画像処理ユニット
40から出力された蛍光診断画像データまたは妨害因子影
響度判定画像データを可視画像として表示するモニタ70
とから構成されている。なお、コントローラ60には入力
部601 が接続されている。また、照明ユニット20、撮像
ユニット30、蛍光画像処理ユニット40およびコントロー
ラ60はプロセッサ部90を構成し、スコープ部10とプロセ
ッサ部90およびプロセッサ部90とモニタ70は、それぞれ
図示省略したコネクタにより、接離自在に接続されてい
る。

【００４２】スコープ部10は、内部に先端まで延びるラ
イトガイド101 およびイメージファイバ103 を備えてい
る。ライトガイド101 の先端部、即ちスコープ部10の先
端部には、照明レンズ104 を備えている。また、イメー
ジファイバ103 は多成分ガラスファイバであり、その先
端部には集光レンズ105 を備えている。

【００４３】ライトガイド101 は、励起光Ｌｅ１用のラ
イトガイド102a、励起光Ｌｅ２用のライトガイド102bお
よび参照光Ｌｓ用のライトガイド102cがバンドルされ、
ケーブル状に一体化されており、各ライトガイドは、照
明ユニット20へ接続されている。イメージファイバ103
の一端は、撮像ユニット30へ接続されている。

【００４４】照明ユニット20は、蛍光像撮像用の波長４
１０nmの励起光Ｌｅ１を発するGa-N系半導体レーザ201
および励起光源用電源202 、波長５００nmの励起光Ｌｅ
２を発するGa-N系半導体レーザ204 、励起光源用電源20
5 、IR反射光像撮像用の近赤外光である参照光Ｌｓを発
する半導体レーザである参照光源207 および参照光源用
電源208 を備えている。

【００４５】撮像ユニット30は、２種類の光学フィルタ
が組み合わされた切換励起光カットフィルタ301 と、該
切換励起光カットフィルタ301 を回転させるフィルタ回
転装置303 と、４種類の光学フィルタが組み合わされた
切換フィルタ304 と、該切換フィルタ304 を回転させる
フィルタ回転装置306 と、切換フィルタ304 を透過した
蛍光像Ｚｊ１、Ｚｊ２またはIR反射光像Ｚｓを光学レン
ズ307 を通して撮像するＣＣＤ撮像素子308 とが備えら
れている。

【００４６】切換励起光カットフィルタ301 は、図４に
示すように、蛍光から励起光近傍の波長である４２０nm
以下の波長帯域をカットする光学フィルタ302aと、５１
０nm以下の波長帯域をカットする光学フィルタ302bとか
ら構成されている。光学フィルタ302aは、蛍光診断モー
ドにおいて、波長４１０nmの励起光Ｌｅ１が照射されて
いる場合に使用される励起光カットフィルタであり、光
学フィルタ302bは、妨害因子影響度判定モードにおい
て、波長５００nmの励起光Ｌｅ２が照射されている場合
に使用される励起光カットフィルタであり、蛍光診断モ
ードが選択されている場合には、光路上に光学フィルタ
302aが配置され、妨害因子影響度判定モードが選択され
ている場合には、光路上に光学フィルタ302bが配置され
るように、フィルタ回転装置303 を介してコントローラ
60に制御されている。

【００４７】切換フィルタ304 は、図５に示すように、
４３０nm〜７００nmの波長帯域を透過させる光学フィル
タ305aと、５３０nm〜５７０nmの波長帯域を透過させる
光学フィルタ305bと、５３０nm〜８００nmの波長帯域を
透過させる光学フィルタ305cと、全波長帯域を透過させ
るフィルタ305dとから構成されている。光学フィルタ30
5aは、蛍光診断モードにおける広帯域蛍光画像データ
（Ｌｅ１）取得用の光学フィルタである。光学フィルタ
305bは妨害因子影響度判定モードにおける狭帯域蛍光画
像データ（Ｌｅ２）取得用の光学フィルタであり、光学
フィルタ305cは妨害因子影響度判定モードにおける広帯
域蛍光画像データ（Ｌｅ２）取得用の光学フィルタであ
る。光学フィルタ305dは、IR反射画像取得用の光学フィ
ルタである。この切換フィルタ304 は、蛍光診断モード
において励起光Ｌｅ１が照射されている場合には、光路
上に光学フィルタ305aが配置され、妨害因子影響度判定
モードにおいて励起光Ｌｅ２が照射されている場合に
は、光路上に光学フィルタ305bおよび光学フィルタ305c
が交互に配置され、参照光Ｌｓが照射されている場合に
は、光路上に光学フィルタ305dが配置されるように、フ
ィルタ回転装置306 を介してコントローラ60に制御され
ている。

【００４８】蛍光画像処理ユニット40は、ＣＣＤ撮像素
子308 で撮像された信号のプロセス処理を行う信号処理
回路401 、該信号処理回路401 で得られた画像信号をデ
ジタル化するA/D 変換回路402 、蛍光像Ｚｊ１を撮像し
た広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）と、蛍光像Ｚｊ２を
撮像した狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ２）および広帯域
蛍光画像データ（Ｌｅ２）と、IR反射光像Ｚｓを撮像し
たIR反射画像とを、異なる記憶領域に保存する画像メモ
リ403 と、蛍光診断モードにおいて、対応する画素毎
に、画像メモリ403 に記憶された広帯域蛍光画像データ
（Ｌｅ１）の画素値をIR反射画像の画素値で除算して、
第１の特徴量としての蛍光収率演算値（Ｌｅ１）を算出
する第１の特徴量取得手段としての蛍光演算値算出部40
4と、蛍光収率演算値（Ｌｅ１）に基づいて色情報を割
り当て、IR反射画像の画素値に基づいて輝度情報を割り
当て、色情報および輝度情報を合成して第１の蛍光診断
情報である蛍光診断画像データを生成し、後述するビデ
オ信号処理回路409 へ出力する第１の蛍光診断情報生成
手段としての蛍光診断画像生成部405 と、妨害因子影響
度判定モードにおいて、対応する画素毎に、画像メモリ
403 に記憶された狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ２）の画
素値を、広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ２）の画素値で除
算して、第２の特徴量としての規格化蛍光演算値（Ｌｅ
２）を算出する第２の特徴量取得手段としての蛍光演算
値算出部406と、予め複数の清浄な生体組織から取得さ
れた規格化蛍光演算値（Ｌｅ２）の平均値Ａｖ２および
標準偏差Ｓｔ２を基準値として記憶する記憶部407と、
規格化蛍光演算値（Ｌｅ２）と基準値とに基づいて、妨
害因子影響度Ｂ１を算出し、この影響度Ｂ１に応じて色
情報を割り当て、IR反射画像の画素値に基づいて輝度情
報を割り当て、色情報および輝度情報を合成して第２の
蛍光診断情報である妨害因子影響度判定画像データを生
成し、後述するビデオ信号処理回路409 へ出力する第２
の蛍光診断情報生成手段としての妨害因子影響度判定画
像生成部408 と、蛍光診断画像データまたは妨害因子影
響度判定画像データをビデオ信号に変換してモニタ70へ
出力するビデオ信号処理回路409 とを備えている。コン
トローラ60は、各部位に接続され、動作タイミングを制
御している。

【００４９】以下、本発明による蛍光内視鏡装置の動作
について説明する。まず蛍光診断モードが選択された際
の動作について説明する。蛍光像Ｚｊ１の撮像とIR反射
光像の撮像とが時分割で行われる。各像を時分割で撮像
するために、照明ユニット20からは、励起光Ｌｅ１およ
び参照光Ｌｓが順次射出される。

【００５０】蛍光像の撮像に際して、コントローラ60か
らの信号に基づき、励起光源用電源202 が駆動され、Ga
-N系半導体レーザ201 から波長４１０nmの励起光Ｌｅ１
が射出される。励起光Ｌｅ１は、レンズ203 を透過し、
ライトガイド102aに入射され、スコープ部10先端まで導
光された後、照明レンズ104 から観察部１へ照射され
る。

【００５１】励起光Ｌｅ１を照射されることにより生じ
る観察部１からの蛍光像Ｚｊ１は、集光レンズ105 によ
り集光され、イメージファイバ103 の先端に入射し、イ
メージファイバ103 を経て、レンズ309 により集光さ
れ、切換励起光カットフィルタ301 の光学フィルタ302a
を透過し、４２０nm以下の波長がカットされる。さらに
切換フィルタ304 の光学フィルタ305aを透過する。光学
フィルタ305aは、４３０nm〜７００nmの光を透過させる
バンドパスフィルタであり、光学フィルタ305aを透過し
た蛍光像は、４３０nm〜７００nmの波長帯域の蛍光像と
なる。

【００５２】この蛍光像は、光学レンズ307 で集光さ
れ、ＣＣＤ撮像素子308 で受光され、光電変換された
後、信号処理回路401 でプロセス処理を施され広帯域蛍
光画像データ（Ｌｅ１）として出力される。A/D 変換回
路402 でデジタル化され、画像メモリ403 の広帯域蛍光
画像データ（Ｌｅ１）の記憶領域に保存される。

【００５３】ほぼ同様の動作により、参照光源207 から
射出された参照光Ｌｓの反射光からなる反射光像Ｚｓ
は、切換励起光カットフィルタ301 の光学フィルタ302a
を透過し、さらに切換フィルタ304 の光学フィルタ305d
を透過してＣＣＤ撮像素子308で受光され、光電変換さ
れた後、信号処理回路401 でプロセス処理を施されIR反
射画像として出力され、A/D 変換回路402 でデジタル化
され、画像メモリ403 のIR反射画像の記憶領域に保存さ
れる。

【００５４】画像メモリ403 へ、上記の広帯域蛍光画像
データ（Ｌｅ１）、IR反射画像が記憶されると、蛍光演
算値算出部404 では、画素毎に、画像メモリ403 に記憶
された広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）の画素値をIR反
射画像の画素値により除算して蛍光収率演算値を算出
し、この演算値に基づいて色情報を割り当てる。またIR
反射画像の画素値に基づいて、輝度情報を割り当て、色
情報および輝度情報を合成して蛍光診断画像データを生
成し、ビデオ信号処理回路409 へ出力する。ビデオ信号
処理回路409 では、蛍光診断画像データをビデオ信号に
変換し、モニタ70に出力する。モニタ70には、疑似カラ
ー画像である蛍光診断画像が表示される。

【００５５】なお、蛍光診断画像は、蛍光収率演算値に
応じて表示色が変化し、IR反射画像の画素値に応じて輝
度が変化する疑似カラーで表示されている。通常、清浄
な正常組織から発せられた蛍光の蛍光収率演算値は大き
く、清浄な病変組織から発せられた蛍光の蛍光収率演算
値は小さいので、表示色の差異が明らかになるような疑
似カラーを設定することにより、例えば蛍光収率演算値
が大きい方から小さい方へ、順次緑色から赤色へ変化す
るように色情報を割り当てることにより、観察者は、蛍
光収率演算値（Ｌｅ１）が大きい蛍光が発せられる組
織、すなわち清浄な正常組織あるいは励起光Ｌｅ１を照
射した場合に正常組織と類似した蛍光収率演算値を有す
る蛍光を発する妨害因子が付着している非清浄組織であ
るか、蛍光収率演算値（Ｌｅ１）が小さい蛍光が発せら
れる組織、すなわち清浄な病変組織あるいは励起光Ｌｅ
１を照射した場合に病変組織と類似した蛍光収率演算値
を有する蛍光を発する妨害因子が付着している非清浄組
織であるかを容易に認識することができる。また、IR反
射画像データの信号強度に応じて輝度が異なるため、観
察部の凹凸や、距離感を備えた蛍光診断画像を表示する
ことができる。

【００５６】観察者は、この蛍光診断画像を観察しなが
ら、スコープ部10を移動させる。蛍光診断画像に赤色で
表示される部分が表れ、この赤色で表示される部位が、
清浄な病変組織であるか、あるいは非清浄組織であるか
が判断できない場合には、観察者は、入力装置601 を介
する手動入力により妨害因子影響度判定モードに切り換
える。

【００５７】妨害因子影響度判定モードが選択される
と、蛍光像Ｚｊ２の撮像とIR反射光像Ｚｓの撮像とが時
分割で行われる。各像を時分割で撮像するために、照明
ユニット20からは、励起光Ｌｅ２および参照光Ｌｓが順
次射出される。

【００５８】まず、Ga-N系半導体レーザ204 から波長５
００nmの励起光Ｌｅ２が射出され、ライトガイド102bを
介して観察部１へ照射される。観察部１の蛍光像Ｚｊ２
は、イメージファイバ103 を経て、レンズ309 により集
光され、切換励起光カットフィルタ301 の光学フィルタ
302bを透過し、５１０nm以下の波長がカットされる。さ
らに切換フィルタ304 の光学フィルタ305bを透過する。
光学フィルタ305bは、５３０nm〜５７０nmの光を透過さ
せるバンドパスフィルタであり、光学フィルタ305bを透
過した蛍光像は、５３０nm〜５７０nmの波長帯域の蛍光
像となる。

【００５９】この蛍光像は、光学レンズ307 で集光さ
れ、ＣＣＤ撮像素子308 で受光され、光電変換された
後、信号処理回路401 でプロセス処理を施され狭帯域蛍
光画像データ（Ｌｅ２）として出力され、A/D 変換回路
432 でデジタル化され、画像メモリ403 の狭帯域蛍光画
像データ（Ｌｅ２）の記憶領域に保存される。

【００６０】次に、引き続きGa-N系半導体レーザ204 か
ら波長５００nmの励起光Ｌｅ２が射出され、ライトガイ
ド102bを介して観察部１へ照射される。観察部１の蛍光
像Ｚｊ２は、イメージファイバ103 を経て、レンズ309
により集光され、切換励起光カットフィルタ301 の光学
フィルタ302bを透過し、５１０nm以下の波長がカットさ
れる。さらに切換フィルタ304 の光学フィルタ305cを透
過する。光学フィルタ305cは、５３０nm〜８００nmの光
を透過させるバンドパスフィルタであり、光学フィルタ
305cを透過した蛍光像は、５３０nm〜８００nmの波長帯
域の蛍光像となる。

【００６１】この蛍光像は、光学レンズ307 で集光さ
れ、ＣＣＤ撮像素子308 で受光され、光電変換された
後、信号処理回路401 でプロセス処理を施され広帯域蛍
光画像データ（Ｌｅ２）として出力され、A/D 変換回路
432 でデジタル化され、画像メモリ403 の広帯域蛍光画
像データ（Ｌｅ２）の記憶領域に保存される。

【００６２】さらに、蛍光診断モードと同様に、参照光
源207 から射出された参照光Ｌｓの反射光からなる反射
光像Ｚｓは、切換励起光カットフィルタ301 の光学フィ
ルタ302aを透過し、さらに切換フィルタ304 の光学フィ
ルタ305dを透過してＣＣＤ撮像素子308 で受光され、光
電変換された後、信号処理回路401 でプロセス処理を施
されIR反射画像として出力され、A/D 変換回路402 でデ
ジタル化され、画像メモリ403 のIR反射画像の記憶領域
に保存される。

【００６３】画像メモリ403 へ、上記の狭帯域蛍光画像
データ（Ｌｅ２）、広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ２）お
よびIR反射画像が記憶されると、蛍光演算値算出部406
では、画素毎に、画像メモリ403 に記憶された狭帯域蛍
光画像データ（Ｌｅ２）の画素値を広帯域蛍光画像デー
タ（Ｌｅ２）の画素値で除算して規格化蛍光演算値（Ｌ
ｅ２）を算出する。続いて、妨害因子影響度判定画像生
成部408 では、各画素毎に、規格化蛍光演算値（Ｌｅ
２）の値ＮＦ２と、記憶部407 に記憶されている清浄な
生体組織から取得した規格化蛍光演算値（Ｌｅ２）の平
均値Ａｖ２および標準偏差Ｓｔ２とから次式を用いて、
妨害因子影響度Ｂ１を算出する。

【００６４】Ｂ１＝｛（ＮＦ２−Ａｖ２）／Ｓｔ２｝^２
さらに、このＢ１の値に応じて色情報を割り当てる。こ
の際には、例えば影響度Ｂ１の値が小さい方から大きい
方へ、白色からマゼンダへ順次色が変化するように色情
報を割り当てる。またIR反射画像の画素値に基づいて、
輝度情報を割り当て、色情報および輝度情報を合成して
妨害因子影響度判定画像データを生成し、ビデオ信号処
理回路409 へ出力する。ビデオ信号処理回路409 では、
妨害因子影響度判定画像データをビデオ信号に変換し、
モニタ70に出力する。モニタ70には、疑似カラー画像で
ある妨害因子影響度判定画像が表示される。

【００６５】観察者は、この妨害因子影響度判定画像を
観察することにより、妨害因子の影響を強く受けている
部位を識別することができる。また、蛍光診断画像にお
いて、赤色で表示されている部位が、妨害因子影響度判
定画像において白色で表示されていれば、その部位は清
浄な病変組織であると識別することができる。また蛍光
診断画像において、赤色で表示されている部位が、妨害
因子影響度判定画像においてマゼンダで表示されていれ
ば、その部位は非清浄組織であると識別することができ
る。

【００６６】以上の説明であきらかなように、観察者
は、蛍光診断モードによる蛍光診断画像を観察してい
て、観察部位が、清浄な病変組織であるか非清浄組織で
あるかを判断できない場合には、妨害因子影響度判定モ
ードに切り換えて、妨害因子影響度判定画像を観察する
ことにより、被測定部が清浄な病変組織であるか非清浄
組織であるかを識別することができるので、非清浄組織
と清浄な病変組織との誤識別が低減し、組織性状の識別
精度が向上する。

【００６７】なお、本実施の形態においては、励起光Ｌ
ｅ１としては波長４１０nmの励起光を用い、励起光Ｌｅ
２としては波長５００nmの励起光を用いたがこれに限定
されるものではない。励起光Ｌｅ１の波長は、励起光Ｌ
ｅ１を組織性状が異なる清浄な被測定部へ照射した場合
には、それぞれの清浄な被測定部から発せられる蛍光か
ら取得した蛍光収率演算値が異なる波長であればよく、
また励起光Ｌｅ２の波長は、励起光Ｌｅ２を清浄な被測
定部と非清浄な被測定部に照射した場合には、それぞれ
の被測定部から発せられる蛍光から取得した規格化蛍光
演算値が異なる波長であればよい。例えば励起光Ｌｅ２
としては、３６０nmの波長の光を用いることもできる。

【００６８】次に、本発明による蛍光診断情報生成方法
および装置を適用した第２の具体的な実施の形態である
蛍光内視鏡装置について説明する。図６は本蛍光内視鏡
装置の概略構成図であり、図７は本蛍光内視鏡装置に搭
載されるモザイクフィルタの模式図である。

【００６９】この蛍光内視鏡装置は、観察部１に波長４
１０nmの励起光Ｌｅ１を照射して、観察部１から発せら
れた蛍光から取得した規格化蛍光演算値（以下規格化蛍
光演算値（Ｌｅ１）と記載）と、観察部１に波長３６０
nmの励起光Ｌｅ３を照射して、観察部１から発せられた
蛍光から取得した規格化蛍光演算値（以下規格化蛍光演
算値（Ｌｅ３）と記載）に基づいて観察部１の各被測定
部２が清浄組織であるか非清浄組織であるかを判定した
清浄・非清浄判定結果とに基づいて色情報を作成し、近
赤外光である参照光Ｌｓを照射された観察部１の反射光
からIR反射画像を取得し、IR反射画像の画素値に基づい
て輝度情報を作成し、両情報を合成した疑似カラー画像
である非清浄組織判定・蛍光診断画像をモニタ70に表示
するものである。

【００７０】本発明の第２の実施の形態にかかる蛍光内
視鏡装置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入されるス
コープ部11と、IR反射光像撮像用の参照光Ｌｓおよび蛍
光像撮像用の励起光Ｌｅ１およびＬｅ３を発する光源を
備える照明ユニット21と、規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）
と、規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）から求めた清浄・非清
浄判定結果とに基づいて色情報を作成し、IR反射画像の
画素値に基づいて輝度情報を求め、両画像情報から非清
浄組織判定・蛍光診断画像データを生成して、ビデオ信
号に変換して出力する蛍光画像処理ユニット41と、各ユ
ニットに接続され動作タイミングの制御を行うコントロ
ーラ61と、非清浄組織判定・蛍光診断画像を可視画像と
して表示するモニタ70とから構成されている。

【００７１】なお照明ユニット21、蛍光画像処理ユニッ
ト41およびコントローラ61はプロセッサ部91を構成し、
スコープ部11とプロセッサ部91およびプロセッサ部91と
モニタ70は、それぞれ図示省略したコネクタにより、接
離自在に接続されている。

【００７２】スコープ部11は、内部に先端まで延びるラ
イトガイド111 およびＣＣＤケーブル113 を備えてい
る。ライトガイド111 およびＣＣＤケーブル113 の先端
部、即ちスコープ部11の先端部には、照明レンズ104 お
よび対物レンズ114 を備えている。ＣＣＤケーブル113
の先端部には、微少な帯域フィルタがモザイク状に組み
合わされたモザイクフィルタ115 がオンチップされたＣ
ＣＤ撮像素子117 が接続され、該ＣＣＤ撮像素子117 に
は、プリズム118 が取り付けられている。また、プリズ
ム118 と対物レンズ114 の間には、波長４２０nm以下の
波長の光をカットする励起光カットフィルタ119 が取り
付けられている。

【００７３】ライトガイド111 は、励起光Ｌｅ１用のラ
イトガイド112a、励起光Ｌｅ３用のライトガイド112bお
よび参照光用のライトガイド112cがバンドルされ、ケー
ブル状に一体化されており、各ライトガイドは、照明ユ
ニット21へ接続されている。ＣＣＤケーブル113 の一端
は、蛍光画像処理ユニット41へ接続されている。

【００７４】モザイクフィルタ115 は、図７に示すよう
に、４３０nm〜５３０nmの波長帯域の光を透過させるバ
ンドパスフィルタである微少な光学フィルタ116aと、４
３０nm〜４９０nmの波長帯域の光を透過させるバンドパ
スフィルタである微少な光学フィルタ116bと、４３０nm
〜７００nmの波長帯域の光を透過させるバンドパスフィ
ルタである微少な光学フィルタ116cと、全波長帯域の光
を透過させる光学フィルタ116dが組み合わされ、各帯域
フィルタはＣＣＤ撮像素子117 の画素に一対一で対応し
ている。なお、光学フィルタ116aは、励起光Ｌｅ１が照
射された際の狭帯域蛍光画像データ撮像用の光学フィル
タであり、光学フィルタ116bは励起光Ｌｅ３が照射され
た際の狭帯域蛍光画像データ取得用の光学フィルタであ
り、光学フィルタ116cは励起光Ｌｅ１および励起光Ｌｅ
３が照射された際の広帯域蛍光画像データ取得用の光学
フィルタであり、光学フィルタ116dはIR反射画像取得用
の光学フィルタである。

【００７５】照明ユニット21は、波長４１０nmの励起光
Ｌｅ１を発するGa-N系半導体レーザ201 および半導体レ
ーザ用電源202 と、波長３６０nmの励起光Ｌｅ3を発す
るGa-N系半導体レーザ211 および励起光源用電源212
と、参照光Ｌｓを発する参照光源207 および参照光源用
電源208 とを備えている。

【００７６】蛍光画像処理ユニット41は、ＣＣＤ撮像素
子117 で撮像された画像データのプロセス処理を行う信
号処理回路401 、該信号処理回路401 から出力された画
像データをデジタル化するA/D 変換回路402 、デジタル
化された画像データを、励起光Ｌｅ１が照射された際に
モザイクフィルタ115 の光学フィルタ116aと対応する画
素で受光した画像データからなる狭帯域蛍光画像データ
（Ｌｅ１）および光学フィルタ116cと対応する画素で受
光した画像データからなる広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ
１）と、励起光Ｌｅ３が照射された際にモザイクフィル
タ115 の光学フィルタ116bと対応する画素で受光した画
像データからなる狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ３）およ
び光学フィルタ116cと対応する画素で受光した画像デー
タからなる広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ３）と、参照光
Ｌｓが照射された際に光学フィルタ116dと対応する画素
で受光した画像データからなるIR反射画像とを異なる記
憶領域に保存する画像メモリ411 と、画像メモリ411 に
記憶された隣接する画素に記憶された狭帯域蛍光画像デ
ータ（Ｌｅ１）の画素値を広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ
１）の画素値で除算した規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）を
算出する第１の特徴量取得手段としての蛍光演算値算出
部412 と、画像メモリ411 に記憶された隣接する画素に
記憶された狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ３）の画素値を
広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ３）の画素値で除算した規
格化蛍光演算値（Ｌｅ３）を算出する第２の特徴量取得
手段としての蛍光演算値算出部413 と、予め複数の清浄
な生体組織から取得された規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）
の平均値Ａｖ３および標準偏差Ｓｔ３を基準値として記
憶している記憶部414 と、各画素毎に、蛍光演算値算出
部412 で算出された規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）と、蛍
光演算値算出部413 で算出された規格化蛍光演算値（Ｌ
ｅ３）と記憶部408 に記憶されている基準値とに基づい
て判定された清浄・非清浄判定結果に基づいて色情報を
作成し、また画像メモリ411 に記憶されているIR反射画
像の画素値に基づいて輝度情報を作成し、両情報を合成
して清浄・非清浄判定蛍光診断画像データを生成して出
力する蛍光診断情報生成手段としての蛍光診断画像生成
部415 と、該蛍光診断画像生成部415 から出力された清
浄・非清浄判定蛍光診断画像データをビデオ信号へ変換
してモニタ70に出力するビデオ信号処理回路409 とを備
えている。なお、コントローラ61は、各ユニットに接続
され、動作タイミングを制御している。

【００７７】以下、本発明による蛍光内視鏡装置の動作
について説明する。励起光Ｌｅ１の照射と励起光Ｌｅ1
により発せられた蛍光像Ｚｊ１の撮像と、励起光Ｌｅ３
の照射と励起光Ｌｅ３により発せられた蛍光像Ｚｊ３の
撮像と、参照光Ｌｓの照射とIR反射光像Ｚｓの撮像とが
時分割で行われる。

【００７８】まず、コントローラ61からの信号に基づ
き、励起光源用電源202 が駆動され、Ga-N系半導体レー
ザ201 から波長４１０nmの励起光Ｌｅ１が射出される。
励起光Ｌｅ１は、レンズ203 を透過し、ライトガイド11
2aに入射され、スコープ部11先端まで導光された後、照
明レンズ104 から観察部１へ照射される。

【００７９】励起光Ｌｅ１を照射されることにより生じ
る観察部１からの蛍光は、集光レンズ114 により集光さ
れ、励起光カットフィルタ119 により４２０nm以下の波
長帯域に光がカットされ、プリズム118 に反射して、モ
ザイクフィルタ115 を透過して、ＣＣＤ撮像素子117 上
に蛍光像Ｚｊ１として結像される。この際励起光Ｌｅ１
の反射光は、励起光カットフィルタ119 によりカットさ
れるため、ＣＣＤ撮像素子117 に入射することはない。
ＣＣＤ撮像素子117 では、蛍光像Ｚｊ１が受光されて、
光電変換され、光の強弱に応じた画像信号に変換されて
出力される。

【００８０】ＣＣＤ撮像素子117 から出力された信号
は、蛍光画像処理ユニット41の信号処理回路401 で、プ
ロセス処理を施され、A/D 変換回路402 でデジタル信号
に変換されて、光学フィルタ116aを透過した狭帯域蛍光
画像データ（Ｌｅ１）と光学フィルタ116cを透過した広
帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）に分けて、画像メモリ41
1 へ記憶される。

【００８１】次に、コントローラ61からの信号に基づ
き、励起光源用電源212 が駆動され、Ga-N系半導体レー
ザ211 から波長３６０nmの励起光Ｌｅ３が射出される。
励起光Ｌｅ３は、レンズ213 を透過し、ライトガイド11
2bに入射され、スコープ部11先端まで導光された後、照
明レンズ104 から観察部１へ照射される。

【００８２】励起光Ｌｅ３を照射されることにより生じ
る観察部１からの蛍光は、モザイクフィルタ115 を透過
して、ＣＣＤ撮像素子117 上に蛍光像Ｚｊ３として結像
される。ＣＣＤ撮像素子117 では、蛍光像Ｚｊ３が受光
されて、光電変換され、光の強弱に応じた画像信号に変
換されて出力される。ＣＣＤ撮像素子117 から出力され
た信号は、信号処理回路401 でプロセス処理を施され、
A/D 変換回路402 でデジタル信号に変換されて、光学フ
ィルタ116bを透過した狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ３）
と光学フィルタ116cを透過した広帯域蛍光画像データ
（Ｌｅ３）に分けて、画像メモリ411 の記憶領域へ記憶
される。

【００８３】次に参照光ＬｓのIR反射光像Ｚｓを撮像す
る際の動作を説明する。コントローラ61からの信号に基
づき、参照光源用電源208 が駆動され、参照光源207 か
ら近赤外光である参照光Ｌｓが射出される。参照光Ｌｓ
は、レンズ209 を透過し、ライトガイド112cに入射さ
れ、スコープ部11の先端まで導光された後、照明レンズ
104 から観察部１へ照射される。

【００８４】観察部１で反射された参照光Ｌｓの反射光
は、集光レンズ114 により集光され、プリズム118 に反
射して、モザイクフィルタ115 を透過して、ＣＣＤ撮像
素子117 上にIR反射光像Ｚｓとして結像される。ＣＣＤ
撮像素子117 では、IR反射像Ｚｓが受光されて光電変換
され、光の強弱に応じた画像信号に変換されて出力され
る。ＣＣＤ撮像素子117 から出力された信号は、信号処
理回路401 で、プロセス処理を施されて出力され、A/D
変換回路402 でデジタル信号に変換されて、光学フィル
タ116dを透過した画像データのみが、画像メモリ411 へ
IR反射画像として記憶される。

【００８５】画像メモリ411 へ狭帯域蛍光画像データ
（Ｌｅ１）と、広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）と、狭
帯域蛍光画像データ（Ｌｅ２）と、広帯域蛍光画像デー
タ（Ｌｅ２）と、IR反射画像とが記憶されると、蛍光演
算値算出部412 ではまず、隣合う画素毎に、画像メモリ
411 に記憶された狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）の画
素値を広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）の画素値で除算
して規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）を算出する。また、蛍
光演算値算出部413 では、隣合う画素毎に、画像メモリ
411 に記憶された狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ３）の画
素値を広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ３）の画素値で除算
して規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）を算出する。

【００８６】蛍光診断画像生成部415 では、まず規格化
蛍光演算値（Ｌｅ１）に基づいて、色情報を割り当て
る。通常、正常組織から発せられた蛍光の規格化蛍光演
算値は大きく、病変組織から発せられた蛍光の規格化蛍
光演算値は小さいので、表示色の差異が明らかになるよ
うな疑似カラーを設定することにより、例えば規格化蛍
光演算値が大きい方から小さい方へ、順次緑色から赤色
へ変化するように色情報を割り当てることにより、観察
者は正常組織と病変組織とを識別することができる。

【００８７】さらに、各画素ごとに、規格化蛍光演算値
（Ｌｅ３）の値ＮＦ３と、記憶部414 に記憶されている
清浄組織から取得された規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）の
平均値Ａｖ３および標準偏差Ｓｔ３とに基づいて、被測
定部２が清浄組織であるか非清浄組織であるかを判定
し、非清浄組織であれば、この判定結果に基づいて色情
報を割り当てる。具体的には、値ＮＦ３が次式を満たせ
ば、その被測定部２は清浄組織である判定する。

【００８８】Ａｖ３−Ｓｔ３＜ＮＦ３＜Ａｖ３＋Ｓｔ３ また、値ＮＦ３が、上式をみたさない場合には、その被
測定部２は非清浄組織であると判定し、色情報として緑
色から赤色へ変化する順次色ではなく、マゼンダを割り
当てる。

【００８９】また、画像メモリ411 に記憶されているIR
反射画像の画素値に基づいて輝度情報を作成し、色情報
と輝度情報を合成して清浄・非清浄判定蛍光診断画像を
生成してビデオ信号処理回路409 へ出力する。ビデオ信
号処理回路409 では、清浄・非清浄判定蛍光診断画像デ
ータをビデオ信号に変換し、モニタ70に出力する。モニ
タ70には、疑似カラー画像である清浄・非清浄判定蛍光
診断画像が表示される以上の説明であきらかなように、
観察者は、清浄・非清浄判定蛍光診断画像を観察するこ
とにより、観察部位が、清浄組織であるか非清浄組織で
あるかを識別することができ、また、清浄組織であれば
その順次緑色から赤色に変化する色から、正常組織であ
るか病変組織であるかを識別することができるので、非
清浄組織と清浄な病変組織との誤識別が低減し、組織性
状の識別精度が向上する。

【００９０】次に本発明による蛍光診断情報生成方法お
よび装置を適用した第３の具体的な実施の形態である蛍
光内視鏡装置について説明する。その構成は図６に示す
第２の具体的な実施の形態とほぼ同様であるため、異な
る要素のみ、図６内に要素番号を記載する。なお、第２
の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要
のない限り省略する。

【００９１】この蛍光内視鏡装置は、清浄・非清浄判定
蛍光診断画像を生成する際に、規格化蛍光演算値（Ｌｅ
１）が所定値以上であり、かつ規格化蛍光演算値（Ｌｅ
３）が所定範囲外である画素には白色を割り当て、規格
化蛍光演算値（Ｌｅ１）が所定値以上であり、かつ規格
化蛍光演算値（Ｌｅ３）が所定範囲内である画素には緑
色を割り当て、規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）が所定値よ
り小さくかつ規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）が所定範囲内
である画素には赤色を割り当て、規格化蛍光演算値（Ｌ
ｅ１）が所定値より小さくかつ規格化蛍光演算値（Ｌｅ
３）が所定範囲外である画素にはマゼンダを割り当て
て、色情報を作成し、近赤外光である参照光Ｌｓを照射
された観察部１の反射光からIR反射画像を取得し、IR反
射画像の画素値に基づいて輝度情報を作成し、両画像情
報を合成して清浄・非清浄判定蛍光診断画像データを生
成して、清浄・非清浄判定蛍光診断画像をモニタ70上に
表示するものである。

【００９２】蛍光画像処理ユニット42は、信号処理回路
401 、A/D 変換回路402 、画像メモリ411 と、規格化蛍
光演算値（Ｌｅ１）を算出する蛍光演算値算出部412
と、規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）を算出する蛍光演算値
算出部413 と、予め複数の清浄な正常組織から取得した
規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）と、複数の清浄な病変組織
から取得した規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）に基づいて設
定された閾値Ｓ１と、予め複数の清浄な生体組織から取
得された規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）の平均値Ａｖ３お
よび標準偏差Ｓｔ３とを記憶している記憶部421 と、各
画素毎に、蛍光演算値算出部412 で算出された規格化蛍
光演算値（Ｌｅ１）と、蛍光演算値算出部413 で算出さ
れた規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）と、記憶部421 に記憶
されている閾値Ｓ１、平均値Ａｖ３および標準偏差Ｓｔ
３とに基づいて、色情報を作成し、また画像メモリ411
に記憶されているIR反射画像の画素値に基づいて輝度情
報を作成し、両情報を合成して清浄・非清浄判定蛍光診
断画像データを生成して出力する蛍光診断情報生成手段
としての蛍光診断画像生成部422 と、ビデオ信号処理回
路409 とを備えている。

【００９３】蛍光診断画像生成部422 では、規格化蛍光
演算値（Ｌｅ１）および規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）が
算出されると、各画素毎に規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）
の値ＮＦ１が、しきい値Ｓ１以上であるか否かを判定す
る。次に、その画素の規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）の値
ＮＦ３と、記憶部421 に記憶されている清浄組織から取
得された規格化蛍光演算値（Ｌｅ３）の平均値Ａｖ３お
よび標準偏差Ｓｔ３とに基づいて、被測定部２が清浄組
織であるか非清浄組織であるかを判定する。具体的に
は、値ＮＦ３が次式を満たせば、その被測定部２は清浄
組織である判定する。

【００９４】Ａｖ３−Ｓｔ３＜ＮＦ３＜Ａｖ３＋Ｓｔ３ なお、蛍光診断画像生成部422 は、発明の蛍光診断情報
生成手段および判定手段を兼ねるものである。

【００９５】値ＮＦ１がしきい値Ｓ１以上であり、値Ｎ
Ｆ３が上式を満たさない場合には、その画素に白色を割
り当て、また値ＮＦ１がしきい値Ｓ１以上であり、値Ｎ
Ｆ３が上式を満たす場合には、その画素に緑色を割り当
て、値ＮＦ１がしきい値Ｓ１より小さく、値ＮＦ３が上
式を満たす場合には、その画素に赤色を割り当て、値Ｎ
Ｆ１がしきい値Ｓ１より小さく、値ＮＦ３が上式を満た
さない場合には、その画素にマゼンダを割り当てて、色
情報を作成する。またIR反射画像の画素値に基づいて輝
度情報を作成して両画像情報を合成した清浄・非清浄判
定蛍光診断画像情報を生成してビデオ信号処理回路409
へ出力する。ビデオ信号処理回路409 では、清浄・非清
浄判定蛍光診断画像データをビデオ信号に変換し、モニ
タ70に出力する。モニタ70には、疑似カラー画像である
清浄・非清浄判定蛍光診断画像が表示される。

【００９６】以上の説明であきらかなように、観察者
は、清浄・非清浄判定蛍光診断画像を観察することによ
り、被測定部２が、緑色で表示される清浄な正常組織で
あるか、赤色で表示される清浄な病変組織であるか、白
色で表示される励起光Ｌｅ１を照射した場合に正常組織
と類似したスペクトル形状を有する蛍光を発する妨害因
子が付着している非清浄組織であるか、励起光Ｌｅ１を
照射した場合に病変組織と類似したスペクトル形状を有
する蛍光を発する妨害因子が付着している非清浄組織で
あるかを識別することができるので、非清浄組織と清浄
な病変組織との誤識別が低減し、組織性状の識別精度が
向上する。

【００９７】また、被測定部２が、清浄な正常組織であ
るか、清浄な病変組織であるか、励起光Ｌｅ１を照射し
た場合に正常組織と類似したスペクトル形状を有する蛍
光を発する妨害因子が付着している非清浄組織である
か、あるいは励起光Ｌｅ１を照射した場合に病変組織と
類似したスペクトル形状を有する蛍光を発する妨害因子
が付着している非清浄組織であるかを判定し、その判定
結果を異なる色により表示しているため、容易に判定結
果を認識することができる。

【００９８】なお、上記各実施の形態における蛍光内視
鏡装置においては、蛍光診断画像のみを表示する構成と
したが、ＲＧＢ面順次光を照射して撮像する通常のカラ
ー画像を取得して、表示する構成を備えてもよい。

【００９９】また、上記第２および第３の実施の形態に
おける蛍光内視鏡装置においては、非清浄組織と判定さ
れた被測定部２に対して、色情報として白色あるいはマ
ゼンダ等の単一色を割り当てたが、これに限定されるも
のではなく、例えば第１の実施例で用いた妨害因子影響
度Ｂ１と同様に妨害因子影響度Ｂ２を次式より算出し、
この値に応じた順次色を用いて、階調色表示を行っても
よい。

【０１００】Ｂ２＝｛（ＮＦ３−Ａｖ３）／Ｓｔ３｝^２ また、モザイクフィルタ115 としては、４３０nm〜５３
０nmの波長帯域の光を透過させる光学フィルタ116aと、
４３０nm〜４９０nmの波長帯域の光を透過させる光学フ
ィルタ116bと、４３０nm〜７００nmの波長帯域の光を透
過させる光学フィルタ116cと、全波長帯域の光を透過さ
せる光学フィルタ116dとが組み合わされるものを用いた
が、４３０nm〜５３０nmの波長帯域の光を透過させる光
学フィルタにより、４３０nm〜４９０nmの波長帯域の光
を透過させる光学フィルタを兼用し、全波長帯域の光を
透過させる光学フィルタにより４３０nm〜７００nmの波
長帯域の光を透過させる光学フィルタを兼用してもよ
い。この場合には、２種類の光学フィルタを組み合わせ
ることにより、モザイクフィルタを構成することがで
き、解像度の向上あるいは検出光量の増加が可能とな
る。

【０１０１】また、清浄な病変組織を、マークをつけて
表示するマーカ表示、あるいは点滅させて表示する点滅
表示により表示してもよく、一層清浄な病変組織の識別
が容易となる。同様に、非清浄組織を、マーカ表示ある
いは点滅表示により表示してもよく、一層非清浄組織の
識別が容易となる。また、非清浄組織をモニタ上に表示
しないようにしてもよく、この場合には清浄組織のみを
観察することができる。あるいは、また、非清浄組織の
みをモニタ上に表示してもよく、この場合には非清浄組
織のみを観察することができる。

【０１０２】さらに、上記第１〜第３の実施の形態にお
いては、算出した妨害因子影響度に基づいて、算出した
蛍光収率演算値（Ｌｅ１）または規格化蛍光演算値（Ｌ
ｅ１）を、清浄な組織から得られるであろう値に補正
し、その補正された蛍光収率演算値（Ｌｅ１）または規
格化蛍光演算値（Ｌｅ１）に基づいて色情報を割り当て
て、蛍光診断画像を生成して出力してもよい。例えば第
３の実施形態であれば、規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）に
（１＋Ｂ２・α）を乗算し（但しαは、補正の度合いを
調整する係数であり、０＜α≦１である）、この値に基
づいて色情報を割り当てて蛍光診断画像を生成すればよ
い。

【０１０３】次に図８〜図１１を参照して、本発明によ
る蛍光診断情報生成方法および装置を適用した第４の具
体的な実施の形態である蛍光内視鏡装置について説明す
る。図８は蛍光内視鏡装置の概略構成図であり、図９は
本蛍光内視鏡装置に搭載されるモザイクフィルタの模式
図である。図１０および図１１は本蛍光内視鏡装置に搭
載される切換フィルタの模式図である。

【０１０４】この蛍光内視鏡装置は、通常のカラー画像
である通常画像をモニタ70に表示する通常画像モード、
観察部１に波長４１０nmの励起光Ｌｅ１を照射して、観
察部１から発せられた蛍光の規格化蛍光演算値（Ｌｅ
１）に基づいて色を割り当てた疑似カラー画像である蛍
光診断画像をモニタ70に表示する蛍光診断画像モード、
または石英ファイバ53を介して被測定部２に波長３６０
nmの励起光Ｌｅ３を照射して、これにより生じた蛍光を
石英ファイバにより検出し、被測定部２から発せられた
蛍光の規格化蛍光強度（以下規格化蛍光強度（Ｌｅ３）
と記載）に基づいて、被測定部２の妨害因子影響度を算
出して、蛍光診断情報としてモニタ70に表示する妨害因
子影響度測定モードにおいて動作するものである。３つ
のモードの切り替えは、入力部631からの入力操作によ
り行われる。

【０１０５】通常画像モードにおいては、面順次光（Ｒ
光Ｌｒ、Ｇ光Ｌｇ、Ｂ光Ｌｂ）を照射された観察部１の
反射光による通常像をスコープ部13の先端に設けられた
ＣＣＤ撮像素子117 により撮像して、通常のカラー信号
処理により作成した通常画像をモニタ70上に表示する。

【０１０６】蛍光診断画像モードにおいては、波長４１
０nmの励起光Ｌｅ１が照射された観察部１から発せられ
た蛍光から波長帯域４３０nm〜５３０nmの狭帯域蛍光画
像データ（Ｌｅ１）と、波長帯域４３０nm〜７００nmの
広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）とを取得し、近赤外光
である参照光Ｌｓを照射された観察部１の反射光からIR
反射画像を取得し、狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）の
画素値を広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）の画素値で除
算した規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）を求め、該規格化蛍
光演算値（Ｌｅ１）に基づいて色情報を作成し、IR反射
画像の画素値に基づいて輝度情報を作成し、両画像情報
を合成した蛍光診断画像をモニタ70上に表示するもので
ある。

【０１０７】妨害因子影響度測定モードにおいては、波
長３６０nmの励起光Ｌｅ３が照射された被測定部２から
発せられた蛍光から波長帯域４３０nm〜４９０nmの狭帯
域蛍光強度Ｆ１と、波長帯域４３０nm〜７００nmの広帯
域蛍光強度Ｆ２とを取得し、狭帯域蛍光強度Ｆ１を広帯
域蛍光強度Ｆ２で除算した規格化蛍光強度Ｆ１／Ｆ２を
求め、この規格化蛍光強度Ｆ１／Ｆ２と予め記憶部519
に記憶されている基準値に基づいて、被測定部２の妨害
因子影響度Ｂ３を算出し、出力するものである。

【０１０８】本発明の実施形態である蛍光内視鏡装置
は、図８に示すように、患者の病巣と疑われる部位に挿
入されるスコープ部13、蛍光強度取得用の波長３６０nm
の励起光Ｌｅ３を射出する光源と、蛍光像撮像用の波長
４１０nmの励起光Ｌｅ１を射出する光源と、IR反射光像
撮像用の参照光Ｌｓを射出する光源と、通常像撮像用の
照明光である面順次光（Ｒ光Ｌｒ、Ｇ光ＬｇおよびＢ光
Ｌｂ）を射出する光源とを備える照明ユニット23、通常
画像データを生成して出力する通常画像処理ユニット3
3、狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）および広帯域蛍光
画像データ（Ｌｅ１）から規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）
を算出し、該規格化蛍光演算値およびIR反射画像の画素
値に基づいて第１の蛍光診断情報としの蛍光診断画像デ
ータを生成して出力する蛍光画像処理ユニット43、励起
光Ｌｅ３と測定した蛍光の光路を分ける光路分離ユニッ
ト50、励起光Ｌｅ３により被測定部２から生じた蛍光を
受光し、規格化蛍光強度Ｆ１／Ｆ２を算出し、予め記憶
されている基準値と、算出した規格化蛍光強度Ｆ１／Ｆ
２に基づいて、第２の蛍光診断情報としての妨害因子影
響度Ｂ３を算出して出力する第２の蛍光診断情報生成手
段としての妨害因子影響度算出ユニット51、各ユニット
に接続され、動作タイミングの制御を行うコントローラ
63、該コントローラ63に接続される入力装置631、モニ
タ70、励起光Ｌｅ３および励起光Ｌｅ３を照射された被
測定部２から発せられる蛍光を導光する石英ファイバ53
から構成されている。

【０１０９】なお照明ユニット23、通常画像処理ユニッ
ト33、蛍光画像処理ユニット43、光路分離ユニット50、
妨害因子影響度算出ユニット51およびコントローラ63は
プロセッサ部93を構成し、スコープ部13とプロセッサ部
93、石英ファイバ53とプロセッサ部93およびプロセッサ
部93とモニタ70は、それぞれ図示省略したコネクタによ
り、接離自在に接続されている。

【０１１０】スコープ部13は、内部に先端まで延びるラ
イトガイド131 、ＣＣＤケーブル133 および石英ファイ
バ53が貫通している鉗子口134 を備えている。ライトガ
イド131 およびＣＣＤケーブル133 の先端部、即ちスコ
ープ部13の先端部には、照明レンズ104 および対物レン
ズ114 を備えている。ＣＣＤケーブル133 の先端部に
は、微少な帯域フィルタがモザイク状に組み合わされた
モザイクフィルタ135 がオンチップされたＣＣＤ撮像素
子117 が接続され、該ＣＣＤ撮像素子117 には、プリズ
ム118 が取り付けられている。また、プリズム118 と対
物レンズ114 の間には、波長４２０nm以下の波長の光を
カットする励起光カットフィルタ119 が取り付けられて
いる。

【０１１１】ライトガイド131 は、励起光Ｌｅ１用のラ
イトガイド132a、参照光Ｌｓ用のライトガイド132bおよ
び面順次光用のライトガイド132cがバンドルされ、ケー
ブル状に一体化されており、各ライトガイドは、照明ユ
ニット23へ接続されている。

【０１１２】モザイクフィルタ135 は、図９に示すよう
に、４３０nm〜５３０nmの波長帯域の光を透過させるバ
ンドパスフィルタである微少な光学フィルタ136aと、４
３０nm〜７００nmの波長帯域の光を透過させるバンドパ
スフィルタである微少な光学フィルタ136bと、全波長帯
域の光を透過させる光学フィルタ136cが組み合わされ、
各帯域フィルタはＣＣＤ撮像素子117 の画素に一対一で
対応している。なお、光学フィルタ136aは、励起光Ｌｅ
１が照射された際の狭帯域蛍光画像データ取得用の光学
フィルタであり、光学フィルタ136bは励起光Ｌｅ１が照
射された際の広帯域蛍光画像データ取得用の光学フィル
タであり、光学フィルタ136cは通常像およびIR反射画像
取得用の光学フィルタである。

【０１１３】照明ユニット23は、蛍光像撮像用の波長４
１０nmの励起光Ｌｅ１を発するGa-N系半導体レーザ201
および励起光源用電源202 と、波長３６０nmの励起光Ｌ
ｅ３を発するGa-N系半導体レーザ211 および励起光源用
電源212 と、参照光Ｌｓを発する参照光源207 および参
照光源用電源208 と、白色光を射出する白色光源231、
白色光源用電源232 、白色光をＲ光Ｌｒ、Ｇ光Ｌｇおよ
びＢ光Ｌｂに、順次色分解するための切換フィルタ234
および切換フィルタ234 を回転させるフィルタ回転部23
6 とを備えている。

【０１１４】上記切換フィルタ234 は、図１０に示すよ
うに、Ｒ光Ｌｒを透過するＲフィルタ235a、Ｇ光Ｌｇを
透過するＧフィルタ235b、Ｂ光Ｌｂを透過するＢフィル
タ235cとから構成されている。

【０１１５】通常画像処理ユニット33は、Ｒ光Ｌｒ、Ｇ
光ＬｇまたはＢ光Ｌｂが照射された時に、モザイクフィ
ルタ135 の光学フィルタ136cと対応する画素で受光した
画像データにプロセス処理を施す信号処理回路331 、該
信号処理回路331 から出力された画像データをデジタル
化するA/D 変換回路332 、デジタル化された画像データ
を各色毎の画像（Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像）として
保存する画像メモリ333 、該画像メモリに保存された各
色毎の画像から通常画像データを生成する通常画像生成
部334 、通常画像生成部334 から出力された通常画像デ
ータをビデオ信号に変換して出力するビデオ信号処理回
路335 を備えている。

【０１１６】蛍光画像処理ユニット43は、励起光Ｌｅ１
または参照光Ｌｓが照射された時に、ＣＣＤ撮像素子11
7 で撮像された信号のプロセス処理を行う信号処理回路
401、該信号処理回路401 で得られた画像データをデジ
タル化するA/D 変換回路402、蛍光像Ｚｊ１を撮像した
狭帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）と広帯域蛍光画像デー
タ（Ｌｅ１）と、IR反射光像Ｚｓを撮像したIR反射画像
とを、異なる記憶領域に保存する画像メモリ431 と、対
応する画素毎に、画像メモリ431 に記憶された狭帯域蛍
光画像データ（Ｌｅ１）の画素値を広帯域蛍光画像デー
タ（Ｌｅ１）の画素値で除算して、第１の特徴量として
の規格化蛍光演算値（Ｌｅ１）を算出する第１の特徴量
取得手段としての蛍光演算値算出部432 と、規格化蛍光
演算値（Ｌｅ１）に基づいて色情報を割り当て、IR反射
画像の画素値に基づいて輝度情報を割り当て、色情報お
よび輝度情報を合成して第１の蛍光診断情報である蛍光
診断画像データを生成して出力する蛍光診断画像生成部
433 と、蛍光診断画像データをビデオ信号へ変換してモ
ニタ70へ出力するビデオ信号処理回路434 とを備えてい
る。

【０１１７】光路分離部50はGa-N系半導体レーザ213 か
ら出力される励起光Ｌｅ３を石英ファイバ53へ入射さ
せ、また逆に石英ファイバ53を通ってくる蛍光を妨害因
子影響度算出ユニット51へ透過させるダイクロイックミ
ラー501 を備える。

【０１１８】妨害因子影響度算出ユニット51は、石英フ
ァイバ53を経た蛍光から励起光Ｌｅ３近傍の波長をカッ
トする励起光カットフィルタ511 、該励起光カットフィ
ルタ511 を透過した蛍光から４３０〜４９０nmの波長帯
域または４３０〜７００nmの波長帯域の光を切り出す切
換フィルタ513 、該切換フィルタ513 を回転させるフィ
ルタ回転装置515 、切換フィルタ515 を透過した４３０
〜４９０nmの波長帯域の蛍光強度Ｆ１または４３０〜７
００nmの波長帯域の蛍光強度Ｆ２を測定する光検出器51
6 、該光検出器516 で測定された測定データを記憶する
測定データメモリ517 および蛍光強度Ｆ１を蛍光強度Ｆ
２で除算した第２の特徴量としての規格化蛍光演算値Ｆ
１／Ｆ２を算出する第２の特徴量取得手段としての蛍光
演算値算出部518 と、予め複数の清浄な生体組織から取
得された規格化蛍光強度Ｆ１／Ｆ２の平均値Ａｖ３およ
び標準偏差Ｓｔ３を基準値として記憶する記憶部519
と、基準値と蛍光演算値算出部518 で算出された規格化
蛍光強度Ｆ１／Ｆ２とに基づいて、第２の蛍光診断情報
としての妨害因子影響度Ｂ３を算出する第２の蛍光診断
情報生成手段としての蛍光診断情報生成部520 とを備え
ている。

【０１１９】上記切換フィルタ513 は図１1に示すよう
に、４３０nm〜４９０nmの波長帯域の光を透過させる狭
帯域の光学フィルタ514aおよび４３０nm〜７００nmの波
長帯域の光を透過させる広帯域の光学フィルタ514bから
構成されている。

【０１２０】コントローラ63は、各ユニットに接続され
動作タイミングを制御している。またコントローラ63に
は、入力装置631が接続されている。

【０１２１】以下、本発明による蛍光内視鏡装置の動作
について説明する。まず、通常画像モードにおける動作
を説明する。観察者は、入力装置631を用いて、通常画
像モードを選択する。通常画像モードにおいては、面順
次光の照射が照射され、通常像が撮像されて、通常画像
データが生成され、モニタ70にカラー画像である通常画
像が表示される。撮像に先立ち、観察者はスコープ部13
を、被験者の体腔内に挿入し、スコープ部13先端を観察
部１の近傍に誘導する。

【０１２２】最初に、Ｒ画像を取得する際の動作を説明
する。コントローラ63からの信号に基づき、白色光源用
電源232 が駆動され、白色光源231 から白色光が射出さ
れる。白色光は、集光レンズ233 により集光され、切換
フィルタ234 を透過する。切換フィルタ234 では、コン
トローラ63からの信号に基づいて、Ｒフィルタ235aが光
路上に配置されている。このため、白色光は、切換フィ
ルタ234 を透過するとＲ光Ｌｒとなる。Ｒ光Ｌｒは、ラ
イトガイド132cに入射され、スコープ部13の先端まで導
光された後、照明レンズ104 から観察部１へ照射され
る。

【０１２３】観察部１で反射されたＲ光Ｌｒの反射光
は、集光レンズ114 により集光され、プリズム118 に反
射して、ＣＣＤ撮像素子117 上にＲ光反射光像Ｚｒとし
て結像される。ＣＣＤ撮像素子117 により出力された画
像データの中で、モザイクフィルタ135 の光学フィルタ
136cと対応する画素で受光した信号のみが、通常画像処
理ユニット33の信号処理回路331 で、プロセス処理を施
されＲ画像データとして出力され、残りの信号は破棄さ
れる。Ｒ画像データは、A/D 変換回路332 でデジタル信
号に変換されて、画像メモリ333 のＲ画像の記憶領域へ
記憶される。以後、同様な動作によりＧ画像およびＢ画
像が取得され、それぞれ、画像メモリ333のＧ画像の記
憶領域およびＢ画像の記憶領域へ記憶される。

【０１２４】Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像が画像メモリ
333 に記憶されると、表示タイミングに合わせて通常画
像生成部334 において、３色の画像から通常画像データ
が生成され出力される。ビデオ信号処理回路335 では、
通常画像データをビデオ信号に変換し、モニタ70に出力
する。モニタ70には、カラー画像である通常画像が表示
される。

【０１２５】次に蛍光診断画像モードにおける動作につ
いて説明する。コントローラ63からの信号に基づき、励
起光源用電源202 が駆動され、Ga-N系半導体レーザ201
から波長４１０nmの励起光Ｌｅ１が射出される。励起光
Ｌｅ１は、レンズ203 を透過し、ライトガイド132aに入
射され、スコープ部13先端まで導光された後、照明レン
ズ104 から観察部１へ照射される。

【０１２６】励起光Ｌｅ１を照射されることにより生じ
る観察部１からの蛍光は、集光レンズ114 により集光さ
れ、励起光カットフィルタ119 により４２０nm以下の波
長帯域に光がカットされ、プリズム118 に反射して、モ
ザイクフィルタ135 を透過して、ＣＣＤ撮像素子117 上
に蛍光像Ｚｊ１として結像される。この際励起光Ｌｅ１
の反射光は、励起光カットフィルタ119 によりカットさ
れるため、ＣＣＤ撮像素子117 に入射することはない。
ＣＣＤ撮像素子117 では、蛍光像Ｚｊ１が受光されて、
光電変換され、光の強弱に応じた画像信号に変換されて
出力される。

【０１２７】ＣＣＤ撮像素子117 から出力された信号
は、蛍光画像処理ユニット43の信号処理回路401 で、プ
ロセス処理を施され、A/D 変換回路402 でデジタル信号
に変換されて、光学フィルタ136aを透過した狭帯域蛍光
画像データ（Ｌｅ１）と光学フィルタ136bを透過した広
帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）に分けて、画像メモリ43
1 の記憶領域へ記憶される。

【０１２８】次に参照光ＬｓのIR反射光像Ｚｓを撮像す
る際の動作を説明する。コントローラ61からの信号に基
づき、参照光源用電源208 が駆動され、参照光源207 か
ら近赤外光である参照光Ｌｓが射出される。参照光Ｌｓ
は、レンズ209 を透過し、ライトガイド112cに入射さ
れ、スコープ部11の先端まで導光された後、照明レンズ
104 から観察部１へ照射される。

【０１２９】観察部１で反射された参照光Ｌｓの反射光
は、集光レンズ114 により集光され、プリズム118 に反
射して、モザイクフィルタ135 を透過して、ＣＣＤ撮像
素子117 上にIR反射光像Ｚｓとして結像される。ＣＣＤ
撮像素子117 では、IR反射光像Ｚｓが受光されて光電変
換され、光の強弱に応じた画像信号に変換されて出力さ
れる。ＣＣＤ撮像素子117 から出力された信号は、信号
処理回路401 で、プロセス処理を施されて出力され、A/
D 変換回路402 でデジタル信号に変換されて、光学フィ
ルタ136cを透過した画像データのみが、画像メモリ431
へIR反射画像として記憶される。

【０１３０】画像メモリ431 へ狭帯域蛍光画像データ
（Ｌｅ１）と、広帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）と、IR
反射画像とが記憶されると、蛍光演算値算出部432 では
まず、隣合う画素毎に、画像メモリ431 に記憶された狭
帯域蛍光画像データ（Ｌｅ１）の画素値を広帯域蛍光画
像データ（Ｌｅ１）の画素値で除算して規格化蛍光演算
値（Ｌｅ１）を算出する。

【０１３１】蛍光診断画像生成部433 では、規格化蛍光
演算値（Ｌｅ１）に基づいて、色情報を割り当てる。通
常、正常組織から発せられた蛍光の規格化蛍光演算値は
大きく、病変組織から発せられた蛍光の規格化蛍光演算
値は小さいので、表示色の差異が明らかになるような疑
似カラーを設定することにより、例えば規格化蛍光演算
値が大きい方から小さい方へ、順次緑色から赤色へ変化
するように色情報を割り当てることにより、観察者は正
常組織と病変組織とを識別することができる。

【０１３２】観察者は、この蛍光診断画像を観察し、赤
色に表示される被測定部２が、清浄な病変組織であるの
か非清浄組織であるのかが不明な場合には、石英ファイ
バ53の先端部をその被測定部２へ手動操作にて誘導し、
また入力装置631 を用いて、妨害因子影響度測定モード
を選択する。まず、コントローラ63からの信号に基づ
き、励起光源電源212 が駆動され、Ga-N系半導体レーザ
211 から波長３６０nmの励起光Ｌｅ３が射出される。励
起光Ｌｅ３は、レンズ213 を透過し、ダイクロイックミ
ラー501 に向かう。ダイクロイックミラー501 で反射さ
れた励起光Ｌｅ３は、レンズ502 によって石英ファイバ
53 に入射され、スコープ部13の鉗子口134内を経て、被
測定部２近傍まで導光され、石英ファイバ53先端から被
測定部２へ照射される。

【０１３３】励起光Ｌｅ３を照射されることにより生じ
る被測定部２から発せられる蛍光Ｌ３は、石英ファイバ
53の先端に入射され、石英ファイバ53およびレンズ502
を経て、ダイクロイックミラー501 へ向かう。このダイ
クロイックミラー501 は、図中左側から入射した光線
は、透過させる構造を備えているものである。該ダイク
ロイックミラー501 を透過した蛍光Ｌ３は、励起光カッ
トフィルタ511 およびレンズ512 を透過し、切換フィル
タ513 へ入射する。なお、励起光カットフィルタ511
は、波長４２０nm以下の光をカットするバンドフィルタ
であり、励起光Ｌｅ３の波長は３６０nmであるため、被
測定部２で反射された励起光Ｌｅ３は、この励起光カッ
トフィルタ511 でカットされ、切換フィルタ513 へ入射
することはない。

【０１３４】コントローラ63 の制御により、フィルタ
回転装置515 が駆動され、蛍光Ｌ３は、順次光学フィル
タ514aまたは514bを透過した後、光検出器516 に入射す
る。光検出器516 は、光学フィルタ514aを透過した蛍光
Ｌ３の狭帯域蛍光強度Ｆ１と、光学フィルタ514bを透過
した蛍光Ｌ３の広帯域蛍光強度Ｆ２とを検出し測定デー
タメモリ517 へ出力する。測定データメモリ517 では、
狭帯域蛍光強度Ｆ１と広帯域蛍光強度Ｆ２とを異なる領
域に保存する。

【０１３５】蛍光演算値算出部518 では、狭帯域蛍光強
度Ｆ１を広帯域蛍光強度Ｆ２で除算した規格化蛍光強度
Ｆ１／Ｆ２を算出する。

【０１３６】妨害因子影響度算出部520 では、この規格
化蛍光強度Ｆ１／Ｆ２と、記憶部519 に記憶されている
清浄な生体組織から取得した規格化蛍光強度Ｆ１／Ｆ２
の平均値Ａｖ３および標準偏差Ｓｔ３とから次式を用い
て、妨害因子影響度Ｂ３を算出する。

【０１３７】Ｂ３＝｛（ＮＦ３−Ａｖ３）／Ｓｔ３｝^２ また、算出した妨害因子影響度Ｂ３をモニタ70へ出力す
る。モニタ70へは、妨害因子影響度Ｂ３が数値表示され
る。すなわちこの妨害因子影響度Ｂ３の数値が小さけれ
ば、被測定部２は清浄な生体組織であり、妨害因子影響
度Ｂ３の数値が大きければ、被測定部２は妨害因子が付
着している生体組織であるとみなすことができる。

【０１３８】以上の説明であきらかなように、観察者
は、蛍光診断画像を観察し、かつ被測定部２の妨害因子
影響度Ｂ３を知ることにより、被測定部２が、清浄な病
変組織であるか、励起光Ｌｅ１を照射した場合に清浄な
病変組織と類似したスペクトル形状を有する妨害因子が
付着している非清浄組織であるかを識別することがで
き、清浄な病変組織と非清浄組織との誤識別が低減さ
れ、組織性状の識別精度が向上する。

【０１３９】次に図１２を参照して、本発明による蛍光
診断情報生成方法および装置を適用した第５の具体的な
実施の形態である蛍光内視鏡装置について説明する。図
１２は蛍光内視鏡装置の概略構成図である。なお、図８
に示す第４の具体的な実施の形態と共通の要素について
は同番号を付し、特に必要のない限りその説明は省略す
る。

【０１４０】この蛍光内視鏡装置は、通常のカラー画像
である通常画像をモニタ70に表示する通常画像モード、
観察部１に波長４１０nmの励起光Ｌｅ１を照射して、観
察部１から発せられた蛍光の規格化蛍光演算値に基づい
て色を割り当てた疑似カラー画像である蛍光診断画像を
モニタ70に表示する蛍光診断画像モード、または石英フ
ァイバ53を介して被測定部２に波長５００nmの励起光Ｌ
ｅ２を照射して、これにより生じた蛍光を石英ファイバ
により検出し、被測定部２から発せられた蛍光の蛍光強
度被に基づいて、被測定部２の妨害因子影響度Ｂ４を測
定して、蛍光診断情報としてモニタ70に表示する妨害因
子影響度測定モードにおいて動作するものである。

【０１４１】妨害因子影響度測定モードにおいては、波
長５００nmの励起光Ｌｅ２が照射された被測定部２から
発せられた蛍光から波長５５０nmの光強度Ｆ３と、波長
５７０nmの光強度Ｆ４とを取得し、光強度Ｆ３を光強度
Ｆ４で除算した蛍光強度比Ｆ３／Ｆ４を求め、この蛍光
強度比Ｆ３／Ｆ４と予め記憶部546 に記憶されている基
準値に基づいて、被測定部２の妨害因子影響度Ｂ４を算
出し、出力するものである。

【０１４２】本発明の実施形態である蛍光内視鏡装置
は、図１２に示すように、患者の病巣と疑われる部位に
挿入されるスコープ部13、蛍光強度取得用の波長５００
nmの励起光Ｌｅ２を射出する光源と、蛍光像撮像用の波
長４１０nmの励起光Ｌｅ１を射出する光源と、IR反射光
像撮像用の参照光Ｌｓを射出する光源と、通常像撮像用
の照明光である面順次光（Ｒ光Ｌｒ、Ｇ光ＬｇおよびＢ
光Ｌｂ）を射出する光源とを備える照明ユニット24、通
常画像信号を生成して出力する通常画像処理ユニット3
3、蛍光診断画像信号を生成して出力する蛍光画像処理
ユニット43、励起光Ｌｅ２と測定した蛍光の光路を分け
る光路分離ユニット50、励起光Ｌｅ２により被測定部２
から生じた蛍光Ｌ３の蛍光強度スペクトルを取得し、５
５０nmにおける光強度Ｆ３を５７０nmにおける光強度Ｆ
４で除算した蛍光強度比Ｆ３／Ｆ４を算出し、予め記憶
されている基準値と、算出した蛍光強度比Ｆ３／Ｆ４と
に基づいて、第２の蛍光診断情報としての妨害因子影響
度Ｂ４を算出して出力する第２の蛍光診断情報生成手段
としての妨害因子影響度算出ユニット54、各ユニットに
接続され、動作タイミングの制御を行うコントローラ6
4、該コントローラ64に接続される入力装置631 、モニ
タ70、蛍光を導光する石英ファイバ53から構成されてい
る。

【０１４３】なお照明ユニット24、通常画像処理ユニッ
ト33、蛍光画像処理ユニット43、光路分離ユニット50、
妨害因子影響度算出ユニット54およびコントローラ64は
プロセッサ部94を構成し、スコープ部13とプロセッサ部
94、石英ファイバ53とプロセッサ部94およびプロセッサ
部93とモニタ70は、それぞれ図示省略したコネクタによ
り、接離自在に接続されている。

【０１４４】照明ユニット24は、蛍光像撮像用の波長４
１０nmの励起光Ｌｅ１を発するGa-N系半導体レーザ201
および励起光源用電源202 と、波長５００nmの励起光Ｌ
ｅ３を発するGa-N系半導体レーザ204 および励起光源用
電源205 と、参照光Ｌｓを発する参照光源207 および参
照光源用電源208 と、白色光を射出する白色光源231、
白色光源用電源232 、白色光をＲ光Ｌｒ、Ｇ光Ｌｇおよ
びＢ光Ｌｂに、順次色分解するための切換フィルタ234
およびフィルタ回転部236 とを備えている。

【０１４５】蛍光情報処理ユニット54は、石英ファイバ
53を経た蛍光から励起光Ｌｅ２の波長を含む波長５１０
nm以下の光をカットする励起光カットフィルタ541 、該
励起光カットフィルタ541 を透過した蛍光の蛍光強度ス
ペクトルを取得する蛍光強度スペクトル検出器543、該
スペクトル検出器543 で測定された測定データを記憶す
る測定データメモリ544 および５５０nmでの光強度Ｆ３
を５７０nmでの光強度Ｆ４で除算した第２の特徴量とし
ての蛍光強度比Ｆ３／Ｆ４を算出する第２の特徴量取得
手段としての蛍光強度比算出部545 と、予め複数の清浄
な生体組織から取得された蛍光強度比Ｆ３／Ｆ４の平均
値Ａｖ４および標準偏差Ｓｔ４を基準値として記憶する
記憶部546と、基準値と蛍光強度比算出部545 で算出さ
れた蛍光強度比Ｆ３／Ｆ４とに基づいて、第２の蛍光診
断情報としての妨害因子影響度Ｂ４を算出して出力する
第２の蛍光診断情報生成手段としての蛍光診断情報生成
部547とを備えている。

【０１４６】以下、本発明による蛍光内視鏡装置の動作
について説明する。観察者は、蛍光診断画像を観察し、
赤色に表示される被測定部２が、清浄な病変組織である
のか偽病変組織であるのかが不明な場合には、石英ファ
イバ53の先端部をその被測定部２へ手動捜査にて誘導
し、また入力装置631 を用いて、妨害因子影響度測定モ
ードを選択する。

【０１４７】まず、コントローラ64からの信号に基づ
き、励起光源電源205 が駆動され、Ga-N系半導体レーザ
204 から波長５００nmの励起光Ｌｅ２が射出される。励
起光Ｌｅ２は、レンズ203 を透過し、ダイクロイックミ
ラー501 に向かう。ダイクロイックミラー501 で反射さ
れた励起光Ｌｅ２は、レンズ502 によって石英ファイバ
53に入射され、スコープ部13の鉗子口134 内を経て、被
測定部２近傍まで導光され、石英ファイバ53先端から被
測定部２へ照射される。

【０１４８】励起光Ｌｅ２を照射されることにより生じ
る被測定部２から発せられる蛍光Ｌ２は、石英ファイバ
53の先端に入射され、石英ファイバ53およびレンズ502
を経て、ダイクロイックミラー501 へ向かう。該ダイク
ロイックミラー501 を透過した蛍光Ｌ１は、励起光カッ
トフィルタ541 およびレンズ512 を透過し、スペクトル
検出器543 へ入射する。スペクトル検出器543 は、検出
した蛍光Ｌ２のスペクトルを測定データメモリ544 へ出
力する。強度比算出部545では、５５０nmにおける光強
度Ｆ３を５７０nmにおける光強度Ｆ４で除算して蛍光強
度比Ｆ３／Ｆ４を算出する。

【０１４９】妨害因子影響度算出部547では、この蛍光
強度比Ｆ３／Ｆ４と、記憶部546 に記憶されている清浄
な生体組織から取得した蛍光強度比Ｆ３／Ｆ４の平均値
Ａｖ４および標準偏差Ｓｔ４とから次式を用いて、妨害
因子影響度Ｂ４を算出する。

【０１５０】 Ｂ４＝｛（Ｆ３／Ｆ４−Ａｖ４）／Ｓｔ４｝^２ また、算出した妨害因子影響度Ｂ４をモニタ70へ出力す
る。モニタ70へは、妨害因子影響度Ｂ４が数値表示され
る。すなわちこの妨害因子影響度Ｂ４の数値が小さけれ
ば、被測定部２は清浄な生体組織であり、妨害因子影響
度Ｂ４の数値が大きければ、被測定部２は妨害因子が付
着している生体組織であるとみなすことができる。

【０１５１】以上の説明であきらかなように、観察者
は、蛍光診断画像を観察し、かつ被測定部２の妨害因子
影響度Ｂ４を知ることにより、被測定部２が、清浄な病
変組織であるか、非清浄組織であるかを識別することが
でき、清浄な病変組織と非清浄組織との誤識別が低減
し、組織性状の識別精度が向上する。

【０１５２】また、図２に示すように、非清浄組織から
発せられた蛍光のスペクトル（実線）においては、５５
０nm近傍に蛍光強度のピークが存在し、清浄組織から発
せられた蛍光のスペクトル（点線および１点破線）にお
いては、６１０nm近傍に蛍光強度のピークが存在するた
め、非清浄組織から発せられた蛍光から取得された蛍光
強度比Ｆ３／Ｆ４と、清浄組織から発せられた蛍光から
取得された蛍光強度比Ｆ３／Ｆ４は、大きな差が生じや
すく、組織性状の識別精度が一層向上する。

【０１５３】なお、本実施の形態の変型例として、励起
光Ｌｅ２の波長として３６０nmを用い、４６０nmにおけ
る光強度Ｆ３’を４９０nmにおける光強度Ｆ４’で除算
した蛍光強度比Ｆ３’／Ｆ４’を算出し、予め記憶され
ている基準値と、算出した蛍光強度比Ｆ３’／Ｆ４’と
に基づいて、第２の蛍光診断情報としての妨害因子影響
度Ｂ４’を算出して出力するものが考えられる。図１に
示すように、非清浄組織から発せられた蛍光のスペクト
ル（実線）においては、４６０nm近傍の蛍光強度と４９
０nm近傍の蛍光強度が近似した値であるが、清浄組織か
ら発せられた蛍光のスペクトル（点線および１点破線）
においては、４６０nmにおいて蛍光強度のピークがあ
り、４６０nmにおける蛍光強度に比べ、４９０nmにおけ
る蛍光強度の値が小さいため、非清浄組織から発せられ
た蛍光から取得された蛍光強度比Ｆ３’／Ｆ４’と、清
浄組織から発せられた蛍光から取得された蛍光強度比Ｆ
３’／Ｆ４’とは、大きな差が生じやすく、良好な精度
で、組織性状の識別を行うことができる。

【０１５４】なお、上記各実施の形態における蛍光内視
鏡装置においては、蛍光診断画像または通常画像を表示
する構成としたが、蛍光診断画像のみを表示する構成と
してもよい。

【０１５５】また、上記第４および第５の実施の形態に
おける蛍光内視鏡装置においては、妨害因子影響度Ｂ４
を数値として表示したが、例えば規格化蛍光強度と、記
憶部に記憶されている清浄組織から取得された規格化蛍
光強度の平均値Ａｖおよび標準偏差Ｓｔに基づいて、被
測定部２が清浄組織であるか非清浄組織であるかを判定
し、その判定結果を表示してもよい。具体的には、規格
化蛍光強度の値ＮＦが次式を満たせば、その被測定部２
は清浄組織である判定し、次式を満たさなければ、非清
浄組織であると判定すればよい。

【０１５６】Ａｖ−Ｓｔ＜ＮＦ＜Ａｖ＋Ｓｔ また、モザイクフィルタ135 としては、４３０nm〜５３
０nmの波長帯域の光を光学フィルタ136aと、４３０nm〜
７００nmの波長帯域の光を透過させる光学フィルタ136b
と、全波長帯域の光を透過させる光学フィルタ136cとが
組み合わされるものを用いたが、全波長帯域の光を透過
させる光学フィルタにより４３０nm〜７００nmの波長帯
域の光を透過させる光学フィルタを兼用してもよい。こ
の場合には、２種類の光学フィルタを組み合わせること
により、モザイクフィルタを構成することができ、解像
度の向上あるいは検出光量の増加が可能となる。

【０１５７】なお、上記第５の実施の形態においては、
５５０nmにおける光強度と５７０nmにおける光強度の比
である蛍光強度比を用いて、被測定部２が非清浄組織で
あるか清浄組織であるかの判定を行ったが、これに限定
されるものではなく、例えば予め清浄組織から取得した
蛍光強度スペクトルを記憶しておき、被測定部から取得
した蛍光強度スペクトルと比較する、すなわちスペクト
ル分析を行うことにより、被測定部２が非清浄組織であ
るか清浄組織であるかの判定を行ってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】波長３６０nmの励起光が照射された被測定部か
ら発せられた蛍光の規格化蛍光強度スペクトルの説明図

【図２】波長５００nmの励起光が照射された被測定部か
ら発せられた蛍光の規格化蛍光強度スペクトルの説明図

【図３】本発明による第１の具体的な実施の形態である
蛍光内視鏡装置の概略構成図

【図４】励起光カットフィルタの概略構成図

【図５】切替フィルタの概略構成図

【図６】本発明による第２および第３の具体的な実施の
形態である蛍光内視鏡装置の概略構成図

【図７】モザイクフィルタの概略構成図

【図８】本発明による第４の具体的な実施の形態である
蛍光内視鏡装置の概略構成図

【図９】モザイクフィルタの概略構成図

【図１０】切替フィルタの概略構成図

【図１１】切替フィルタの概略構成図

【図１２】本発明による第５の具体的な実施の形態であ
る蛍光内視鏡装置の概略構成図

【図１３】正常組織および病変組織の蛍光から取得した
蛍光の蛍光強度スペクトルを示す説明図

【図１４】波長４１０nmの励起光が照射された被測定部
から発せられた蛍光の規格化蛍光強度スペクトルの説明
図

【符号の説明】

１ 観察部 ２ 被測定部 10,11,12,13 スコープ部 20,21,23,24 照明ユニット 30 撮像処理ユニット 33 通常画像処理ユニット 40,41,42,43, 蛍光画像処理ユニット 50 光路分離ユニット 51,54 妨害因子影響度算出ユニット 53 石英ファイバ 60,61,62,63,64 コントローラ 70 モニタ 101，111,131 ライトガイド 103 イメージファイバ 115,135 モザイクフィルタ 117,308 ＣＣＤ撮像素子 234,304,513 切換フィルタ 404,406,412,413,432 蛍光演算値算出部 405,415,433 蛍光診断画像生成部 407,414,421,519,546 記憶部 547 蛍光診断情報生成部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G043 BA16 CA05 EA01 FA01 FA05 FA06 GA01 GB01 GB18 GB19 HA01 HA02 HA05 HA09 JA03 KA02 KA05 LA03 NA01 NA06 4C061 AA00 BB02 CC06 DD00 HH51 NN01 NN05 QQ04 QQ07 SS21 WW17

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の励起光が照射された被測定部から
   発せられた蛍光の蛍光情報を検出し、この検出された前
   記蛍光情報に基づいて第１の特徴量を取得し、この第１
   の特徴量を反映する第１の蛍光診断情報を作成して出力
   し、 第２の励起光が照射された前記被測定部から発せられた
   蛍光の蛍光情報を検出し、この検出された前記蛍光情報
   に基づいて第２の特徴量を取得し、この第２の特徴量を
   反映する第２の蛍光診断情報を作成して出力する蛍光診
   断情報生成方法であって、 前記第１の励起光の波長が、該第１の励起光を組織性状
   が異なる清浄な被測定部へ照射した場合には、それぞれ
   の清浄な被測定部から発せられる蛍光の蛍光情報に基づ
   いて取得された第１の特徴量が異なる波長であり、 前記第２の励起光の波長が、該第２の励起光を清浄な被
   測定部と非清浄な被測定部に照射した場合には、それぞ
   れの被測定部から発せられる蛍光の蛍光情報に基づいて
   取得された第２の特徴量が異なる波長であることを特徴
   とする蛍光診断情報生成方法。
2. 【請求項２】 第１の励起光が照射された被測定部から
   発せられた蛍光の蛍光情報を検出し、この検出された前
   記蛍光情報に基づいて第１の特徴量を取得し、 第２の励起光が照射された前記被測定部から発せられた
   蛍光の蛍光情報を検出し、この検出された前記蛍光情報
   に基づいて第２の特徴量を取得し、 前記第１の特徴量および前記第２の特徴量を反映する蛍
   光診断情報を作成して出力する蛍光診断情報生成方法で
   あって、 前記第１の励起光の波長が、該第１の励起光を組織性状
   が異なる清浄な被測定部へ照射した場合には、それぞれ
   の清浄な被測定部から発せられる蛍光の蛍光情報に基づ
   いて取得された第１の特徴量が異なる波長であり、 前記第２の励起光の波長が、該第２の励起光を清浄な被
   測定部と非清浄な被測定部に照射した場合には、それぞ
   れの被測定部から発せられる蛍光の蛍光情報に基づいて
   取得された第２の特徴量が異なる波長であることを特徴
   とする蛍光診断情報生成方法。
3. 【請求項３】 第１の励起光を被測定部へ照射する第１
   の励起光照射手段と、 前記第１の励起光が照射された前記被測定部から発せら
   れた蛍光の蛍光情報を検出する第１の検出手段と、 該第１の検出手段により検出された前記蛍光情報に基づ
   いて第１の特徴量を取得する第１の特徴量取得手段と、 前記第１の特徴量を反映する第１の蛍光診断情報を作成
   して出力する第１の蛍光診断情報生成手段と、 第２の励起光を前記被測定部へ照射する第２の励起光照
   射手段と、 前記第２の励起光が照射された前記被測定部から発せら
   れた蛍光の蛍光情報を検出する第２の検出手段と、 該第２の検出手段により検出された前記蛍光情報に基づ
   いて第２の特徴量を取得する第２の特徴量取得手段と、 前記第２の特徴量を反映する第２の蛍光診断情報を作成
   して出力する第２の蛍光診断情報生成手段とを備え、 前記第１の励起光の波長が、該第１の励起光を組織性状
   が異なる清浄な被測定部へ照射した場合には、それぞれ
   の清浄な被測定部から発せられる蛍光の蛍光情報に基づ
   いて取得された第１の特徴量が異なる波長であり、 前記第２の励起光の波長が、該第２の励起光を清浄な被
   測定部と非清浄な被測定部に照射した場合には、それぞ
   れの被測定部から発せられる蛍光の蛍光情報に基づいて
   取得された第２の特徴量が異なる波長であることを特徴
   とする蛍光診断情報生成装置。
4. 【請求項４】 第１の励起光を被測定部へ照射する第１
   の励起光照射手段と、 前記第１の励起光が照射された前記被測定部から発せら
   れた蛍光の蛍光情報を検出する第１の検出手段と、 該第１の検出手段により検出された前記蛍光情報に基づ
   いて第１の特徴量を取得する第１の特徴量取得手段と、 第２の励起光を前記被測定部へ照射する第２の励起光照
   射手段と、 前記第２の励起光が照射された前記被測定部から発せら
   れた蛍光の蛍光情報を検出する第２の検出手段と、 該第２の検出手段により検出された前記蛍光情報に基づ
   いて第２の特徴量を取得する第２の特徴量取得手段と、 前記第１の特徴量および前記第２の特徴量を反映する蛍
   光診断情報を作成して出力する蛍光診断情報生成手段と
   を備え、 前記第１の励起光の波長が、該第１の励起光を組織性状
   が異なる清浄な被測定部へ照射した場合には、それぞれ
   の清浄な被測定部から発せられる蛍光の蛍光情報に基づ
   いて取得された第１の特徴量が異なる波長であり、 前記第２の励起光の波長が、該第２の励起光を清浄な被
   測定部と非清浄な被測定部に照射した場合には、それぞ
   れの被測定部から発せられる蛍光の蛍光情報に基づいて
   取得された第２の特徴量が異なる波長であることを特徴
   とする蛍光診断情報生成装置。
5. 【請求項５】 前記蛍光診断情報生成手段が、予め既知
   清浄正常組織および既知清浄病変組織または既知清浄正
   常組織若しくは既知清浄病変組織から取得した第１の特
   徴量に基づいて作成された第１の判定基準値と、既知清
   浄組織および既知非清浄組織または既知清浄組織若しく
   は既知非清浄組織から取得した第２の特徴量に基づいて
   作成された第２の判定基準値とを記憶する記憶手段と、 前記被測定部から発せられた蛍光から取得された前記第
   １の特徴量と、前記第１の判定基準値とに基づいて、前
   記被測定部が既知清浄病変組織側に属するか否かを判定
   し、また前記被測定部から発せられた蛍光から取得され
   た前記第２の特徴量と、前記第２の判定基準値とに基づ
   いて、前記被測定部が既知非清浄組織側に属するか否か
   を判定する判定手段とを備え、該判定手段による判定結
   果を前記蛍光診断情報として出力するものであることを
   特徴とする請求項４記載の蛍光診断情報生成装置。
6. 【請求項６】 前記第１の特徴量が前記蛍光のスペクト
   ル形状を反映した規格化蛍光演算値または前記蛍光の蛍
   光収率を反映した蛍光収率演算値であり、前記第２の特
   徴量が前記蛍光のスペクトル形状を反映した規格化蛍光
   演算値または前記蛍光の蛍光収率を反映した蛍光収率演
   算値であることを特徴とする請求項３から５いずれか１
   項記載の蛍光情報生成装置。
7. 【請求項７】 前記第１の励起光の波長が４１０nm近傍
   であり、前記第２の励起光の波長が３５０nm〜３９０nm
   または４７０nm〜５２０nmであることを特徴とする請求
   項３から６いずれか１項記載の蛍光診断情報生成装置。