診断支援装置
【課題】蛍光寿命を利用して、血液等の蛍光吸収物質により影響されることなく腫瘍性病変等の病変判別に利用できる診断支援装置を提供する。
【解決手段】診断支援装置７１は、被検体に照射する励起光を発生する光源部７２と、この励起光の照射により被検体に生じた蛍光を検出する検出部７３と、検出された蛍光に基づき、第１の蛍光寿命及び第２の蛍光寿命を算出する蛍光寿命算出部７４と、第１の蛍光寿命と第２の蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部７５と、を有する。
【解決手段】診断支援装置７１は、被検体に照射する励起光を発生する光源部７２と、この励起光の照射により被検体に生じた蛍光を検出する検出部７３と、検出された蛍光に基づき、第１の蛍光寿命及び第２の蛍光寿命を算出する蛍光寿命算出部７４と、第１の蛍光寿命と第２の蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部７５と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体からの蛍光の寿命を算出して診断の支援を行う診断支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、癌の検出には内視鏡が使用されてきたが、色調の変化が少ない癌や平坦に近い形をした癌の見落としが課題となっている。近年では、生体の自家蛍光を利用した蛍光内視鏡も実用化されており病変の早期検出に利用されている。
自家蛍光とは、生体内に自然に含まれる蛍光物質からの蛍光のことを指し、体外から投与される薬剤蛍光と区別して使われる言葉である。現在の自家蛍光内視鏡では、励起光を照射することにより粘膜の奥にある粘膜下層のコラーゲンから生じる蛍光を主に見ていると考えられている。
癌などの腫瘍性病変においては、粘膜下層を覆う粘膜層の厚みが増すことにより、励起光や蛍光が肥厚した粘膜層に吸収・散乱されて観察される蛍光が減弱する。
また、腫瘍性病変では一般的に組織に含まれる血液量が多<、励起光や蛍光がヘモグロビンに吸収されることによっても蛍光が減弱する。
しかし、血液量は腫瘍ではない炎症性の疾患でも多くなるため、自家蛍光内視鏡下では腫瘍と炎症の区別が難しいという問題があった。
【０００３】
一方、第１の従来例としての例えば特表２００３−５３５６５９号公報は、光ガイドを走査アクチュエータと共に移動させ、光で関心領域を走査し、関心領域からの光を検出し、光の特徴を示す信号を生成し、関心領域の生物物理学的状態を決定するために、関心領域に対して蛍光寿命の分析を実行することを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記第１の従来例は、蛍光寿命を分析することを開示しているが、腫瘍性病変と炎症性疾患とを区別又は判別し易くすることを開示するものでない。
【０００５】
この他に第２の従来例としての特開２００５−２８３２６４号公報は、異なる波長帯域の複数の励起光を同一の資料部位に照射し、それぞれの蛍光を検出手段により検出し、それぞれの蛍光に対応した出力信号同士を比較に基づいて解析する演算手段を備えた蛍光分析装置を開示している。この場合、演算手段は、相互相関分析又は共焦点コインシデンス分析を採用したものであり、第１の従来例と同様に腫瘍と炎症とを区別又は判別し易くすることを開示するものでない。
【０００６】
このため、腫瘍性病変と炎症性疾患とを血液等の蛍光吸収による影響をあまり受けずに区別又は判別し易くして、術者に対して診断を支援する装置が望まれる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、蛍光寿命を利用して、蛍光吸収物質により影響されることなく腫瘍性病変等の病変判別に利用できる診断支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１形態に係る診断支援装置は、
被検体に照射する励起光を発生する光源部と、
前記励起光の照射によって生じた蛍光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された蛍光に基づき、第１の蛍光寿命及び第２の蛍光寿命を算出する蛍光寿命算出部と、
前記第１の蛍光寿命と前記第２の蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部と、
を有する。
【０００８】
本発明の他の１形態に係る診断支援装置は、
被検体に照射する第１の励起光及び該第１の励起光とは波長の異なる第２の励起光を発生する光源部と、
前記第１の励起光の照射によって生じた第１の蛍光と前記第２の励起光の照射によって生じた第２の蛍光を検出する検出部と、
前記検出部で検出されたそれぞれの蛍光の寿命を算出する蛍光寿命算出部と、
前記第１の励起光による蛍光の蛍光寿命と前記第２の励起光による蛍光の蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部と、
を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、蛍光寿命を利用して、蛍光吸収物質により影響されることなく腫瘍性病変等の病変判別に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の診断支援装置の基本的な構成を示す図。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係る診断支援装置の全体構成を示す図。
【図３】図３はレーザ光源により発生される励起光としてのレーザパルスの照射タイミングから蛍光の光子が検出される時間測定の様子を示す図。
【図４】図４は時間相関単一光子計測システムの概略の構成を示す図。
【図５】図５は本発明の第２の実施形態に係る診断支援装置の全体構成を示す図。
【図６】図６は蛍光寿命を算出するために異なる２つの時間での蛍光強度の測定を行うことの説明図。
【図７】図７は本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図。
【図８】図８はＲ，Ｇ，Ｂ光とレーザパルスとを順次照射すると共に、フォトマルチプライヤの増幅率を可変設定する動作の説明図。
【図９】図９は内視鏡の先端部の照明用ファイバと検出用ファイバの配置を示す図。
【図１０】図１０は本発明の第４の実施形態に係る診断支援装置の全体構成を示す図。
【００１１】
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示すように本発明の診断支援装置７１は、被検体に照射する励起光を発生する光源部７２と、この励起光の照射により被検体に生じた蛍光を検出する検出部７３とを有する。
また、この診断支援装置７１は、検出部７３で検出された蛍光に基づき、第１の蛍光寿命及び第２の蛍光寿命を算出する蛍光寿命算出部７４と、第１の蛍光寿命と第２の蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部７５と、を有する。
診断支援装置７１は、後述する第１、第２、第４の実施形態の診断支援装置１Ａ、１Ｂ、１Ｄと第３の実施形態の内視鏡装置１Ｃに該当する。光源部７２は、第１〜第３の実施形態のレーザ光源２と、第４の実施形態のレーザ光源２Ａ、２Ｂに該当する。レーザ光源２Ａ、２Ｂは、第１の励起光としてのレーザパルス及びこの第１の励起光とは波長が異なる第２の励起光としてのレーザパルスを発生する。
【００１３】
検出部７３は、第１〜第４の実施形態の検出部７３Ａ〜７３Ｄに該当する。第４の実施形態の検出部７３Ｄは、第１の励起光によって生じた第１の蛍光と、第２の励起光によって生じた第２の蛍光とをそれぞれ検出する。
蛍光寿命算出部７４は、第１〜第４の実施形態の蛍光寿命算出回路２５に該当する。病変判別部７５は、第１〜第４の実施形態の判別回路２７に該当する。
【００１４】
ここで、本発明における病変判別に用いる蛍光寿命を説明する。
蛍光物質は、励起光の照射により光を吸収して励起状態に遷移するが、不安定なために蛍光を放出して元の状態に戻る。この場合、励起状態から蛍光を放出して元の状態に戻るまでに、一般にピコ秒〜ナノ秒オーダーの時間を要し、この時間のことを蛍光寿命と呼んでいる。
具体的には蛍光寿命は、蛍光強度が１/eに低下するのに要する時間と定義される。蛍光寿命は、物質の種類により異なるというだけではなく、その物質が他の物質と結合している状態や、ｐＨ、温度などといった周囲の環境によって変化する。しかし、この蛍光寿命は、基本的には周囲に蛍光を吸収する他の吸収物質が存在していても、その吸収の影響を受けにくいと考えられる。
換言すると、蛍光寿命から腫瘍性病変の判別を行う方法は、従来例における蛍光強度の測定結果から腫瘍性病変の判別を行う場合には不可避となる粘膜層の厚みや血液量など蛍光を吸収する物質のために蛍光強度が影響を受けてしまう欠点を解消できると考えられる。
【００１５】
一方、生体内にはＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）、ＦＡＤ（フラビンアデニンジヌクレオチド）、コラーゲン、ポルフィリンなどといった様々な蛍光物質が存在している。この中でＮＡＤＨやＦＡＤに関しては、ＮＡＤＨやＦＡＤ単体として存在しているものと、生体内のタンパクと結合した状態のものが混在している。
この場合、蛍光物質は、単体のものとタンパクと結合したものとでは蛍光寿命が異なることが知られている。このタンパクとの結合状態は、細胞の代謝の状況によって変化するので、腫瘍性病変においても細胞の代謝が変化して蛍光寿命が変化する可能性が高い。
本発明者は、ラツトの大腸腫瘍や、人の大腸腫瘍における病変部の蛍光寿命を正常部と比較検討した。例えば、ラットの時に用いた励起光の波長はＦＡＤを励起する４５０ｎｍとし、蛍光の検出波長は５００〜５４０ｎｍとした。
【００１６】
そして、大腸腫瘍の腫瘍部と正常部との蛍光寿命の測定結果を得た。この測定結果は、正常部に比較して腫瘍部では蛍光が時間的に急峻に減衰する傾向を示す。
これら２つの測定結果のカーブを２つの蛍光物質が存在するとして２つの指数関数の和でカーブフィツティングすることにより蛍光寿命が算出される。即ち、
I(t)＝α１・exp(-t/τ１)十α２・exp(-t/τ２) （１）
Ｉ：蛍光強度
ｔ：時間
α１、α２:ｔ＝０における各成分の蛍光強度
τ１、τ２ ： 各成分の蛍光寿命(τ１ <τ２)
という式１を用い、蛍光強度I(t)が実際に測定されたカーブに近くなるようなα１、α２、τ１、τ２を算出する。
【００１７】
また、各成分の蛍光寿命を利用して、寄与率が定義される。第１成分(蛍光寿命が短い方)の寄与率C１は、
C１＝α１ ・τ１／ (α１・τ１＋α２・τ２) （２）
で定義される。
また、平均の蛍光寿命(τAVE)は、
τAVE=(α１・(τ１)２十α２・(τ２)２)／(α１・τ１十α２・τ２) （３）
実験結果では、τ１、τ２は腫瘍部において正常部よりも短くなる傾向が見られた。このような測定結果に基づいて、以下の各実施形態にて説明するように蛍光寿命を利用して病変判別の具体例としての腫瘍性病変の判別を行う。
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の構成及び作用を説明する。
図２に示すように本発明の第１の実施形態に係る診断支援装置１Ａは、被検体に照射するための励起光としてのレーザパルスを発生する（光源部７２としての）レーザ光源２と、このレーザ光源２からのレーザパルスを導光して、被検体としての体腔内の生体組織３に照射する導光手段を備えた内視鏡４とを有する。
また、この診断支援装置１Ａは、生体組織３からの自家蛍光（以下、単に蛍光と略記）を受光して導光する内視鏡４が接続され、導光された光から蛍光を検出する検出部７３Ａ等を備えたプロセッサ５と、このプロセッサ５により判別結果の情報を表示するモニタ６とを有する。
【００１９】
レーザ光源２は、例えばチタンサファイアレーザから、第２次高調波発生用の結晶（ＳＨＧ結晶）により、基本波長（８００ｎｍ）に対する第２次高調波を取り出す。さらに、レーザ光源２は、パルスピッカー等を用いて例えば繰り返し周波数１０ＭＨｚの周期で波長４００ｎｍの超短パルス光としてのレーザパルスを出射する。図３は、このレーザパルスを示す。
このレーザ光源２の出射端には、内視鏡４の挿入部７内に挿通された光導光手段としてのライトガイドファイバ８の入射端が着脱自在に接続される。この入射端に入射されたレーザパルスは、このライトガイドファイバ８の先端の出射端に導光される。
【００２０】
この出射端は、体腔内に挿入される挿入部７の先端部９に配置され、この出射端に対向してダイクロイックミラー１１が配置されている。このダイクロイックミラー１１は、４２０ｎｍ以下の波長の光を反射し、４５０ｎｍ以上の波長帯域の光を透過する特性に設定されている。
このダイクロイックミラー１１により反射されたレーザパルスは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー１２により反射される。
このＭＥＭＳミラー１２は、ダイクロイックミラー１１により反射されたレーザパルスを２次元的に走査（スキャン）する。このＭＥＭＳミラー１２は、例えばプロセッサ５内のタイミング制御回路１３からのタイミング信号に同期して生成される駆動信号により、矢印で示すようにミラー面の角度が変更され、ミラー面は反射されたレーザパルスを２次元的に走査する。
【００２１】
なお、このタイミング制御回路１３は、レーザ光源２のレーザパルスの出射タイミング等の制御と、後述する検出器１９ａ、１９ｂ、時間相関単一光子計測システム（Time Correlated Single Photon Counting System：ＴＣＳＰＣと略記）２１、蛍光寿命算出回路２５、画像処理回路２８等を制御する。
上記ＭＥＭＳミラー１２を経たレーザパルスは、励起光パルスとして集光レンズ１４を経て生体組織３に２次元走査しながら照射される。
生体組織３により照射されたこのレーザパルスにより、この生体組織３で発生した蛍光を含む光は、集光レンズ１４を経てＭＥＭＳミラー１２に入射される。
このＭＥＭＳミラー１２により反射された光は、ダイクロイックミラー１１に入射される。このダイクロイックミラー１２１は、上記のように４２０ｎｍ以下の光を反射し、４５０ｎｍ以上の光を透過する特性に設定されている。従って、このダイクロイックミラー１１を透過した光は、４５０ｎｍ以上の蛍光を多く含む。
【００２２】
ミラー１５により反射された蛍光を多く含む光は、光導光手段としてのライトガイドファイバ１６の先端に入射され、挿入部７内を挿通されたこのライトガイドファイバ１６によりその基端から出射される。なお、内視鏡４は、挿入部７の基端側に操作部１０を備えている。操作部１０を有しない構成でも良い。
このライトガイドファイバ１６の基端が接続されるプロセッサ５内には、このライトガイドファイバ１６の基端に対向して検出部７３Ａを構成するダイクロイックミラー１７が配置されている。
このダイクロイックミラー１７は、６００ｎｍ以上の波長の光を反射し、６００ｎｍ以下の光は透過する特性に設定されている。
ダイクロイックミラー１７を透過した光は、励起光カットフィルタ１８ａを透過して一方の検出器１９ａにて受光され、この検出器１９ａにて検出される。
また、ダイクロイックミラー１７で反射された光は、励起光カットフィルタ１８ｂを透過して検出器１９ｂにて受光され、この検出器１９ｂにて検出される。これら２つの検出器１９ａ及び検出器１９ｂは、例えば高感度なＡＰＤ(アバランシェフオトダイオード)が用いられる。検出器１９ａ及び検出器１９ｂは、ＡＰＤの場合に限定されるものでなく、フォトマルチプライヤー（光電子倍増管）でも良い。検出器１９ａ及び検出器１９ｂは、単一の光子を検出する機能を持つ。
また、励起光カットフィルタ１８ａは、励起光の波長の光を除去し、４８０ｎｍ〜５４０ｎｍを透過するパンドパスフィルタ、励起光カットフィルタ１８ｂは、励起光の波長の光を除去し、６２０ｎｍ〜６５０ｎｍを透過するバンドパスフィルタである。
【００２３】
ダイクロイックミラー１７と励起光カットフィルタ１８ａ、１８ｂの作用により、検出器１９ａは、波長５１０ｎｍ付近の蛍光を検出し、検出器１９ｂは、波長６３５ｎｍ付近の蛍光を検出する。つまり、ダイクロイックミラー１７，励起光カットフィルタ１８ａ，１８ｂ、検出器１９ａ、１９ｂは、特定の波長領域としての第１の波長帯域の蛍光と、この第１の波長帯域の蛍光とは波長の異なる第２の波長帯域の蛍光を検出する検出部７３Ａを形成する。
検出器１９ａ、検出器１９ｂは、タイミング制御回路１３によりその検出動作が制御される。
つまり、タイミング制御回路１３は、一方の検出器１９ａを動作状態に設定した場合には、他方の検出器１９ｂの検出動作を停止させ、他方の検出器１９ｂを動作状態に設定した場合には、一方の検出器１９ａの検出動作を停止させる制御を行う。
【００２４】
検出器１９ａ、検出器１９ｂの各検出信号は、時間相関単一光子計測システム（Time Correlated Single Photon Counting System：ＴＣＳＰＣと略記）２１に例えば交互に入力される。このＴＣＳＰＣ２１は、例えば図４に示すような構成である。
図３で示した繰り返しで発生する励起光パルスとしてのレーザパルスは、フォトダイオード２２により検出され、このフォトダイオード２２の検出信号は、時間／電圧変換器（Time to Amplitude Converter:TAC）２３に入力される。図２においてはフォトダイオード２２の検出信号は、レーザ光源２からタイミング制御回路１３を介したルートでＴＣＳＰＣ２１に入力される。
【００２５】
なお、このフォトダイオード２２は、レーザ光源２内においてライトガイドファイバ８に入射される直前の光路中に配置されたハーフミラー等で分岐されたレーザパルスを検出する。
上記時間／電圧変換器２３は、フォトダイオード２２の検出信号をスタート信号として、このスタート信号からの時間（経過）に比例した電圧を発生する。また、時間／電圧変換器２３は、検出器１９ａ（検出器１９ｂの場合も同様）から検出信号が入力されると、その検出信号をエンド信号として、時間に比例した電圧の変化を停止する。
【００２６】
この時間／電圧変換器２３は、スタート信号とエンド信号間の時間に比例した電圧をマルチチャンネルアナライザ（ＭＣＡ）２４に与える。このＭＣＡ２４は、この電圧を時間に変換してＴＣＳＰＣ２１から蛍光寿命算出部９４としての蛍光寿命算出回路２５に出力する。
蛍光寿命算出回路２５は、ＭＣＡ２４から入力された時間の情報から以下に説明するように蛍光寿命を算出する。なお、図４においてはＴＣＳＰＣ２１がＭＣＡ２４を含む構成で示しているが、蛍光寿命算出回路２５が、ＭＣＡ２４を含む構成にしても良い。
蛍光寿命算出回路２５は、レーザパルスが繰り返し照射により得られる光子の検出タイミングの情報を、走査している位置（つまり走査位置）毎にメモリ２６に蓄積（格納）する。
メモリ２６に格納される走査位置の情報は、例えばタイミング制御回路１３から取得される。
図３は、図４における励起光パルスとしてのレーザパルスの出射のタイミングから、検出器１９ａ又は検出器１９ｂにより蛍光の光子が検出される検出タイミングまでの時間測定の様子を示す。図３の例では、それぞれ時間ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄが測定されたことを示す。
蛍光寿命算出回路２５は、各走査位置毎に、複数回測定されたその複数の時間のヒストグラムから蛍光寿命を算出する。
このようにして、所定回数のレーザパルスの照射後に、検出器１９ａ、１９ｂが蛍光の光子をそれぞれ検出した時間の情報を元にして、式１に基づいて５１０ｎｍの波長の蛍光の蛍光寿命τ５１０と、６３５ｎｍの波長の蛍光の蛍光寿命τ６３５とを走査位置毎に算出し、病変判別部７５としての判別回路２７に出力する。
【００２７】
５１０ｎｍの波長においては、主にＦＡＤの蛍光が検出されるが、腫瘍性病変ではＦＡＤの代謝性変化等により５１０ｎｍの蛍光寿命蛍光寿命τ５１０における第１成分の蛍光寿命τ５１０−１(２成分分析した時)は短くなる特性（傾向）を示す。 ６３５ｎｍ の波長においては主にポルフィリンの蛍光が検出される。
ポルフィリンの蛍光は、他の生体内の蛍光物質と比較して非常に蛍光寿命が長いため、ポルフィリンが沢山含まれる部分については平均蛍光寿命が長くなる。
腫瘍の細胞では含まれるポルフィリンの量が増加することが多いため６３５ｎｍの蛍光寿命τ６３５における平均蛍光寿命は、正常部に比較して腫瘍部分では長くなる（傾向を示す）。
【００２８】
判別回路２７は、５１０ｎｍと６３５ｎｍの波長の蛍光双方の蛍光寿命τ５１０、τ６３５に基づき演算することにより腫瘍性病変の可能性が高いか否かの病変判別を行う。
上記のように５１０ｎｍの第１成分の蛍光寿命をτ５１０−１、６３５ｎｍの平均蛍光寿命をτ６３５−AVE とすると、判別回路２７は、２つの蛍光寿命τ６３５−AVE 、τ５１０−１の相対比としての蛍光寿命比τ６３５−AVE ／τ５１０−１を算出する。
そして、判別回路２７は、蛍光寿命比τ６３５−AVE ／τ５１０−１を閾値Ｖthと比較することにより、腫瘍性病変であるか否かの判別を行う。つまり、
τ６３５−AVE ／τ５１０−１＞Ｖth （４）
である場合には、腫瘍性病変である可能性が高いと判別し、式４を満たさない場合には腫瘍性病変である可能性が低いとの判別を行う。
【００２９】
判別回路２７は、判別結果の情報を、走査位置と共に、画像処理回路２８に出力する。この画像処理回路２８は、判別結果の情報を、２次元の走査位置と共に、その内部のメモリ２９に格納する。
この画像処理回路２８は、２次元の走査位置での生体組織３に対する判別結果の情報を画像情報して表示する表示装置としてのモニタ６に出力する。
この場合、判別結果に応じて表示色を変更してモニタ６で表示する。具体的には、判別結果が式４を満たさない走査位置の判別結果を表す画素を例えば白黒（モノクロ）で表示し、式４を満たす場合には、赤色で表示する。そして、モニタ６に表示された画像から赤い表示色部分が腫瘍性病変の可能性が高い部分であることを術者に知らせる。
【００３０】
なお、式４による判別に限らず、複数の閾値を用いて複数のレベルの判別結果を算出し、そのレベルの大きさに応じて表示色を変更するようにしても良い。例えば、閾値Ｖthを２つの閾値Ｖth１，Ｖth２（Ｖth１＞Ｖth２）に設定して３段階の判別結果、具体的には、τ６３５−AVE ／τ５１０−１＞Ｖth１、Ｖth１＞τ６３５−AVE ／τ５１０−１＞Ｖth２、Ｖth２＞τ６３５−AVE ／τ５１０−１を得るようにしても良い。
【００３１】
図２に示すモニタ６での表示例においては、τ６３５−AVE ／τ５１０−１＞Ｖth１の場合には第１の表示色Ｄ１、Ｖth１＞τ６３５−AVE ／τ５１０−１＞Ｖth２の場合には第２の表示色Ｄ２、Ｖth２＞τ６３５−AVE ／τ５１０−１の場合には、第３の表示色Ｄ３として表示した様子を示す。なお、３段階に限定されるものでなく、３段階以上に分けてカラー表示しても良い。
このように本実施形態は、蛍光寿命を算出して腫瘍性病変の判別を行うようにしているので、蛍光を吸収する物質の量に殆ど影響されることなく、腫瘍性病変の判別を行うことが可能となる。つまり、蛍光を吸収する血液等により、検出される蛍光強度は影響を受けるが、蛍光寿命の値はその影響を受けない。
また、本実施形態によれば、単一の蛍光寿命の情報だけでなく、互いに異なる２つの蛍光寿命の情報（それぞれが腫瘍性病変と、腫瘍性病変以外の例えば正常部の部分とで異なる特性又は傾向を持つ情報）を用いて腫瘍性病変を行うようにしているので、腫瘍性病変の判別を精度良く行うことが可能となる。
術者は、判別結果をモニタ６での表示画像を参考にすることにより腫瘍性病変の診断を円滑に行うことができる。このため、本実施形態は、術者が病変の診断、具体的には腫瘍性病変の診断を行う場合の診断支援を行うことができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に図５を参照して本発明の第２の実施形態の診断支援装置１Ｂを説明する。第１の実施形態においては、ＭＥＭＳミラー１２を用いてレーザパルスを被検体としての生体組織３に対して２次元的に走査した。
これに対して本実施形態は、レーザパルスを（走査手段を用いないで）生体組織３に２次元的に照射し、像導光手段を用いて取得した２次元の蛍光情報を、ゲートが開にされた時に検出するゲート機能付きの蛍光画像検出手段により検出する。
図５に示す診断支援装置１Ｂは、レーザ光源２と、内視鏡４Ｂとプロセッサ５Ｂ及び表示装置としてのモニタ６とから構成される。
【００３３】
この内視鏡４Ｂは、レーザ光源２から出射されるレーザパルスを、挿入部７内に挿通されたライトガイドファイバ８により、その先端の出射端に導光する。この出射端に対向して励起光透過フィルタ３１と集光レンズ１４とが配置されている。導光されたレーザパルスは、この励起光透過フィルタ３１を透過して、集光レンズ１４を経て生体組織３側に２次元的に照射される。
先端部９における集光レンズ１４に隣接して配置された対物レンズ３２の結像位置には像導光手段としてのイメージガイドファイバ３３の先端面が配置され、この先端面に結像された光学像は、挿入部７の基端に導光される。
このイメージガイドファイバ３３の基端は、プロセッサ５Ｂに着脱自在に接続される。
【００３４】
このイメージガイドファイバ３３の基端に対向して検出部７３Ｂを構成する結像レンズ３４とダイクロイックミラー１７が配置されている。
また、ダイクロイックミラー１７を透過した光路側における結像レンズ３４の結像位置には、励起光カットフィルタ１８ａ、高速ゲート付きのイメージインテンシファイア(図５ではII)３５ａが配置され、このイメージインテンシファイア３５ａの出射面にはＣＣＤ３６ａが配置されている。
また、ダイクロイックミラー１７で反射した光路側における結像レンズ３４の結像位置には、励起光カットフィルタ１８ｂ、高速ゲート付きのイメージインテンシファイア３５ｂが配置され、このイメージインテンシファイア３５ｂの出射面にはＣＣＤ３６ｂが配置されている。
【００３５】
なお、イメージインテンシファイア３５ａ、３５ｂは、タイミング制御回路１３により、レーザパルスが照射される毎に所定のタイミングでゲートが開にされる。
そして、イメージインテンシファイア３５ａ、３５ｂは、この所定のタイミングに開にされて入射されたイメージ光（画像光）のみを増幅してＣＣＤ３６ａ、３６ｂにそれぞれ出射し、ＣＣＤ３６ａ、３６ｂは、増幅されたイメージ光を検出する。
蛍光画像検出手段の機能を持つ検出部７３Ｂは、結像レンズ３４、ダイクロイックミラー１７、励起光カットフィルタ１８ａ、１８ｂ、イメージインテンシファイア３５ａ、３５ｂ、ＣＣＤ３６ａ、３６ｂから構成される。
【００３６】
ＣＣＤ３６ａ、３６ｂもタイミング制御回路１３により、ＣＣＤ駆動信号が印加され、ＣＣＤ３６ａ、３６ｂにより検出された蛍光画像の信号が蛍光寿命算出回路２５に入力される。
本実施形態における蛍光寿命算出回路２５は、蛍光寿命の算出を単純化して１成分の蛍光寿命の算出を行う。
各、イメージインテンシファイア３５ｉ（ｉ＝ａ又はｂ）は、図６に示すようにレーザパルスの出射タイミング後における時間t１での短い期間Ｗにゲートを開にして、所定のパルス回数だけ増幅、そしてＣＣＤ３６ｉはその露光を繰り返す。その後にタイミング制御回路１３からのＣＣＤ駆動信号によりＣＣＤ３６ｉに蓄積された蛍光像の信号を読み出す。
【００３７】
つまり、１回の露光ではＣＣＤ３６ｉでの露光量が小さいため、複数回、同じ時間ｔ１で、イメージインテンシファイア３５ｉを介して複数回ＣＣＤ３６ｉを露光した後、そのＣＣＤ３６ｉから光電変換して蓄積された蛍光画像をＣＣＤ駆動信号の印加により読み出す。
次に時間t２における短い期間Ｗにおける蛍光を同様にイメージインテンシファイア３５ｉにより増幅し、その時間t２の期間Ｗで露光した蛍光画像をＣＣＤ３６ｉで蓄積した後、そのＣＣＤ３６ｉから蓄積された蛍光画像の信号を読み出す。
蛍光寿命算出回路２５は、以下の計算により、蛍光寿命を算出する。
【００３８】
時間ｔ１の期間Ｗにおける蛍光強度をＩ１、時間ｔ２の期間Ｗにおける蛍光強度をＩ２、時間ｔ１，ｔ２の時間間隔をｔｏとすると、蛍光寿命は
τ =ｔｏ/ｌｎ（Ｉ１／Ｉ２） （５）
で表される。
蛍光寿命算出回路２５は、５１０ｎｍ、６３５ｎｍの波長帯域それぞれの蛍光寿命τ５１０、τ６３５を式５に従ってＣＣＤ３６ｉの画素位置毎に算出してメモリ２６に格納する。
メモリ２６に格納された蛍光寿命τ５１０、τ６３５は、判別回路２７に出力される。 時間t１、t２を適切に設定することにより、判別回路２７は５１０ｎｍと６３５ｎｍの蛍光寿命τ５１０、τ６３５を利用して、蛍光寿命比τ６３５／τ５１０ の値により腫瘍性病変の判別を行う。
【００３９】
第１の実施形態と同様に、判別回路２７は、蛍光寿命比τ６３５／τ５１０が閾値よりも大きいか否かの判別結果により腫瘍性病変の可能性が高いか否かを判定する。判別回路２７は、その判定結果を画像処理回路２８に出力する。
画像処理回路２８は、この判別結果を、生体組織３におけるこの判別が行われた蛍光を発生した２次元位置の情報と関連付けてメモリ２９に格納する。
そして、モニタ６には生体の２次元位置における判別結果を画像化して表示する。レーザパルスの出射タイミングからゲートを開にする時間ｔ１、ｔ２を、変更可能にして、様々な蛍光物質に対応できるようにすることができる。
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に蛍光を吸収する物質の量に影響されることなく、腫瘍性病変の判別を行うことが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に複数の蛍光寿命に基づいて腫瘍性病変の判別を行うので、精度の高い判別を行うことができる。
また、本実施形態によれば、走査手段を用いることなく、生体組織３の２次元位置に対する蛍光寿命を算出して、判別結果を取得することができる。このため、短時間に所望とする情報を取得できる。また、励起光パルス（レーザパルス）の出射タイミングからゲートをかける時間を変更して取得した蛍光強度から蛍光寿命を算出することにより、簡単に蛍光寿命を算出することができる。
また、本実施形態は、ゲートをかける時間を変更可能（調整可能）とすることにより、様々な蛍光物質に対応できる。そして、本実施形態は、術者が病変診断を行う場合の支援を行うことができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に図７を参照して本発明の第３の実施形態の診断支援装置としての内視鏡装置１Ｃを説明する。この内視鏡装置１Ｃは、レーザ光源２と、内視鏡４Ｃと、プロセッサ５Ｃとモニタ６とから構成される。本実施形態は、生体組織３に照射する励起光を第１の実施形態とは異なる走査手段により２次元走査する。また、本実施形態は、可視領域での反射光画像を取得する通常の内視鏡機能を備える。
本実施形態に係る内視鏡４Ｃは、挿入部７の基端側の例えば操作部１０内に４本に分岐したライトガイドファイバ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを設けている。これら４本のライトガイドファイバ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは、ファイバカップラ４２において、１本の照明用ファイバ４３にされる。
ライトガイドファイバ４１ａ、４１ｂ、４１ｃの入射端となる基端に対向して、照明用のレンズ４４、４４，４４と、可視用光源部としての発光ダイオード部（ＬＥＤ部と略記）４５を構成するＬＥＤ４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂとがそれぞれ配置されている。
【００４２】
また、ライトガイドファイバ４１ｄの入射端にはレーザ光源２からのレーザパルスが入射される。なお、本実施形態におけるレーザ光源２は、その励起波長としてＦＡＤをより効率よく励起する４４０ｎｍのレーザパルスを出射するように設定されている。
ＬＥＤ４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂは、レーザ光源２と共に、タイミング制御回路１３によるタイミング制御下で、それぞれＲ（赤６１０ｎｍ），Ｇ（緑５５０ｎｍ），Ｂ（青４６０ｎｍ），レーザパルスを順次出射する（図９を参照して後述）。
ライトガイドファイバ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４４ｄは、それぞれの入射端から入射された光を照明用ファイバ４３の先端面に導光する。
この照明用ファイバ４３の先端面は、挿入部７の先端部９に配置されており、この照明用ファイバ４３の先端付近には走査手段を構成する例えば圧電素子４６が取り付けられている。
【００４３】
この圧電素子４６は、タイミング制御回路１３内部の駆動回路からの駆動信号で２次元的に駆動される。
圧電素子４６は、駆動信号の印加により、照明用ファイバ４３の先端を２次元的に駆動する。従って、照明用ファイバ４３の先端面からＲ，Ｇ，Ｂ光と、レーザパルスとが集光レンズ１４を経て生体組織３に向けて２次元的に走査しながら照射される。
この集光レンズ１４に隣接して、検出用の集光レンズ４７が配置され、生体組織３からの蛍光等を集光して検出用ファイバ４８の先端面に入射させる。
図８は照射光のタイミングを示す。図８に示すように１画素分の情報を取得するために、Ｒ，Ｇ，Ｂ光と、複数の繰り返しのレーザパルスとが順次、生体組織３に照射される。
【００４４】
生体組織３からの反射光と、蛍光及びレーザパルスは検出用ファイバ４８の先端面に順次入射される。なお、レーザパルスは、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の照明期間においては、レーザ光源２内部の図示しないパルスピッカーによる間引き処理により遮断される。 照明用ファイバ４３と、検出用ファイバ４８の先端面付近での配置例を図９に示す。図９に示すように先端部９の中央に設けられた照明窓５０の中央付近に照明用ファイバ４３が配置されている。この照明窓５０の外側に同心円状に検出用ファイバ４８が配置されている。
そして、照明用ファイバ４３は、圧電素子４６により２次元的に駆動される（図９に示す例えば２つの直交する矢印方向）。
なお、図９では示していないが照明用ファイバ４３、検出用ファイバ４８の端面に対向して集光レンズ１４，４７がそれぞれ配置されている。
【００４５】
上記検出用ファイバ４８に入射された光は、この検出用ファイバ４８の基端に導光される。この基端はプロセッサ５Ｃに着脱自在に接続される。このプロセッサ５Ｃ内には、この基端に対向する光路上に、検出部７３Ｃを構成する励起光カットフィルタ５２及びフォトマルチプライヤ５３とが配置されている。
検出用ファイバ４８の基端から出射された光は、励起光カットフィルタ５２により励起光としてのレーザパルスの波長４４０ｎｍの光がカットされる。
この励起光カットフィルタ５２は、さらに波長４５０ｎｍ〜６２０ｎｍの光を透過するバンドパスフィルタである。従って、励起光カットフィルタ５２を透過した波長４５０ｎｍ〜６２０ｎｍの光は、フォトマルチプライヤ５３に入射される。
【００４６】
このフォトマルチプライヤ５３により入射された光は増幅された検出信号となり、この検出信号はＴＣＳＰＣ２１に入力される。
【００４７】
レーザパルスの照射期間におけるフォトマルチプライヤ５３の出力信号は、ＴＣＳＰＣ２１に入力される。
このＴＣＳＰＣ２１は、フォトマルチプライヤ５３の出力信号をエンド信号として、レーザパルスの照射タイミングからの時間計測を行い、測定した時間の情報を蛍光寿命算出回路２５に出力する。
一方、画像処理回路２８は、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の照明期間におけるフォトマルチプライヤ５３からの出力信号から、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の反射光信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号という）に対応するカラーのＲ，Ｇ，Ｂ画像を生成する。この場合、画像処理回路２８は、タイミング制御回路１３を介して圧電素子４６による走査位置の情報が入力され、走査位置の情報とＲ，Ｇ，Ｂ信号とを関連付けてメモリ２９に記憶する。そして、画像処理回路２８は、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像を生成し、モニタ６に出力する。
また、この画像処理回路２８は、Ｇ光の反射光強度に対応するＧ信号の強度を検出し、レーザパルスの強度を制御するレーザパルス強度制御信号（レーザ強度制御信号と略記）をレーザ光源２に出力する。
【００４８】
レーザ光源２から出射されるレーザパルスの強度は、このレーザ強度制御信号により調整される。
具体的には、レーザ強度制御信号は、Ｇ光が照射された生体組織３からの反射光強度が小さい（暗い）場合には、強度を大きくしたレーザパルスを出射させるようにレーザ光源２を制御する。
これに対して、レーザ強度制御信号は、Ｇ光が照射された生体組織３からの反射光強度が大きい（明るい）場合には、強度を小さくしたレーザパルスを出射させるようにレーザ光源２を制御する。
【００４９】
このような制御を行うことにより、血液による蛍光吸収や距離の影響で画像が暗くなる部分においてもＳ／Ｎを確保して精度の高い蛍光寿命を求めることができるようにしている。
また、蛍光強度は、反射光強度に比べて弱いので、図８に示したようにフォトマルチプライヤ５３の増幅率を調整している。図８に示すようにフォトマルチプライヤ５３の増幅率がタイミング制御回路１３による制御信号で調整される。つまり、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の照明期間では、フォトマルチプライヤ５３の増幅率は小さく、レーザパルスの照射（照明）期間においては、その増幅率が十分に大きく設定される（図８ではフォトマルチプライヤをＰＭＴと略記）。
また、蛍光寿命算出回路２５は、蛍光寿命を測定するために単一光子検出モードで動作する。
本実施形態においては、２成分分析の短い方の蛍光寿命をτ１ａとして、長い方の蛍光寿命τ２ａとして判別回路２７に出力される。
判別回路２７は、例えば２つの蛍光寿命τ１ａ、τ２ａの積算値τ１ａ×τ２ａが閾値より高いか低いかにより腫瘍性病変の判別を行う。つまり、この積算値τ１ａ×τ２ａが閾値よりも小さい場合には腫瘍性病変である可能性が高いと判別する。そして、その判別結果を画像処理回路２８に出力する。
【００５０】
画像処理回路２８は、可視領域の反射光強度に基づくカラー画像を生成すると共に、判別回路２７からの判別結果の信号に 基づき前記カラー画像の腫瘍性病変の可能性が高い部分を点滅(明るさを強弱)させた画像信号をモニタ６に出力する。
この時、明るさの強弱の度合いは上記積算値τ１ａ×τ２ａの値に応じて、腫瘍性病変の可能性が高い程、明るさの変化の割合が大きくなるように画像処理回路２８で制御する。
また、本実施形態においては、算出された蛍光寿命の精度を確認するために、蛍光寿命算出回路２５は、実際に計測されたカーブと算出された蛍光寿命τ１ａ、τ２ａとαからなるカーブとのずれを表す指標値(例えばカイニ乗値)を算出する。そして、蛍光寿命算出回路２５は、算出した指標値を画像処理回路２８に出力し、画像処理回路２８は、モニタ６に指標値も表示する。
【００５１】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に蛍光寿命を算出して腫瘍性病変の判別を行うようにしているので、蛍光を吸収する物質の量に殆ど影響されることなく、腫瘍性病変の判別を行うことが可能となる。
また、本実施形態によれば、単一の蛍光寿命の情報だけでなく、互いに異なる２つの蛍光寿命の情報（腫瘍性病変と、腫瘍性病変以外の例えば正常部の部分とで異なる特性又は傾向を持つ情報）を用いて腫瘍性病変を行うようにしているので、腫瘍性病変の判別を精度良く行うことが可能となる。
また、可視領域での反射光によるカラー画像を表示して、そのカラー画像上において対応する蛍光寿命による判別結果を術者が確認し易いように合成して表示するようにしているので、術者は腫瘍性病変の可能性が高い部分を識別し易い。
また、本実施形態は、挿入部７を体腔内に挿入して、通常の可視領域での内視鏡観察又は内視鏡検査を行う内視鏡装置としても使用することができる。また、内視鏡検査の際に蛍光寿命により腫瘍性病変の判別を行うことができる。
また、本実施形態は、指標値も表示するので、術者はこの指標値を参考にすることにより（その信頼度を考慮して）判別結果をより適切に利用できる。なお、照明用ファイバ４３や検出用ファイバ４８を、励起光と反射光とで別体化して形成しても良い。また、例えば反射光側を通常のファイバスコープのように形成しても良い。
【００５２】
（第４の実施形態）
次に図１０を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。第１の実施形態においては、検出部７３Ａ側において２つの蛍光波長を分離して検出する構成にしていたが、本実施形態においては励起光を発生する光源部側において第１の励起光と、この第１の励起光とは波長が異なる第２の励起光とを順次発生する。
また、本実施形態においては、検出部７３Ｄは１つの検出手段にして、第１の励起光の場合に対応する第１の蛍光と、第２の励起光の場合に対応する第２の蛍光とを時間をずらしてそれぞれ検出する構成にしている。
図１０に示す本発明の第４の実施形態の診断支援装置１Ｄは、２つのレーザ光源２Ａ、２Ｂと、内視鏡４Ｄと、プロセッサ５Ｄ及びモニタ６とから構成される。
【００５３】
レーザ光源２Ａ、２Ｂは、それぞれ４０５ｎｍと３７０ｎｍの波長のレーザパルスを、タイミング制御回路１３の制御により順次発生する。この場合、４０５ｎｍの波長のレーザパルスは、主にＦＡＤを励起するのに用いられ、３７０ｎｍの波長のレーザパルスは、主にＮＡＤＨを励起するのに用いられる。
２つの波長４０５ｎｍと３７０ｎｍのレーザパルスは、内視鏡４Ｄのライトガイドファイバ６１における分岐した２つの入射端６１ａ、６１ｂに順次入射される。分岐したこのライトガイドファイバ６１は、途中で１本になり、入射されたレーザパルスを先端に導光する。
この内視鏡４Ｄは、ライトガイドファイバ６１が異なる他は、第１の実施形態の内視鏡４と同じ構成である。
【００５４】
２つの波長４０５ｎｍと３７０ｎｍのレーザパルスは、ライトガイドファイバ６１の先端からダイクロイックミラー１１で反射された後、ＭＥＭＳミラー１２，集光レンズ１４を経て生体組織３に照射される。なお、ダイクロイックミラー１１は、４２０ｎｍ以下の波長の光を反射し、４３０ｎｍ以上の波長の光を透過する。
生体組織３からの蛍光を含む光は、集光レンズ１４、ＭＥＭＳミラー１２を経てダイクロイックミラー１１に入射される。４３０ｎｍ以上の蛍光を含む光は、ダイクロイックミラー１１を透過し、ミラー１５で反射されてライトガイドファイバ１６の先端に入射される。励起光としてのレーザパルスは、このダイクロイックミラー１１により反射される。
【００５５】
このライトガイドファイバ１６の先端に入射された蛍光を含む光は、このライトガイドファイバ１６の基端に導光され、この基端に対向して検出部７３Ｄを構成する励起光カットフィルタ１８に入射される。この励起光カットフィルタ１８は、励起光の波長帯域をカットすると共に、４５０ｎｍから４９０ｎｍの波長の光を透過するように設定されている。
この励起光カットフィルタ１８により、４５０ｎｍから４９０ｎｍの波長の蛍光が透過して検出器１９により検出される。
この検出器１９の検出信号は、ＴＣＳＰＣ２１に入力される。このＴＣＳＰＣ２１により第１の実施形態と同様にレーザパルスの照射（出射）タイミングから検出器１９により光子を検出したタイミングの時間が測定される。
【００５６】
この場合、ＴＣＳＰＣ２１は４０５ｎｍの励起光のもとでの第１の蛍光の蛍光寿命を算出するための時間の測定と、３７０ｎｍの励起光のもとでの第２の蛍光の蛍光寿命を算出するための時間の測定とを検出器１９の検出信号を用いて行う。
ＴＣＳＰＣ２１は、測定された時間の情報を蛍光寿命算出回路２５に出力する。蛍光寿命算出回路２５は、４０５ｎｍの励起光の場合における第１の蛍光寿命τ１ｂと、３７０ｎｍの励起光の場合の第２の蛍光寿命τ２ｂを算出して、判別回路２７に出力する。
具体的には、蛍光寿命算出回路２５は、蛍光寿命τ１ｂとして４０５ｎｍの励起光の場合における蛍光における第１成分の蛍光寿命（２成分分析の短い方の蛍光寿命）τ405ex-1を算出する。
【００５７】
また、蛍光寿命算出回路２５は、蛍光寿命τ２ｂとして３７０ｎｍの励起光の場合における蛍光における第２成分の蛍光寿命（２成分分析の長い方の蛍光寿命）τ370ex-2を算出する。
そして、蛍光寿命算出回路２５は、これら算出した蛍光寿命を判別回路２７に出力する。
判別回路２７は、２つの蛍光寿命τ405ex-1、τ370ex-2が腫瘍部の場合、正常部に比較してそれぞれ短くなる傾向を示す場合には、これら２つの蛍光寿命τ405ex-1、τ370ex-2における例えば積算値τ405ex-1×τ370ex-2を算出する。そして、判別回路２７は、２つの蛍光寿命τ405ex-1、τ370ex-2の積算値τ405ex-1×τ370ex-2が閾値よりも小さい値のときに腫瘍性病変の可能性が高いと判別する。
一方、積算値τ405ex-1×τ370ex-2が閾値よりも大きい場合には、腫瘍性病変の可能性が低いと判別する。
【００５８】
判別結果の情報は、画像処理回路２８に送られる。画像処理回路２８には、タイミング制御回路１３を介してＭＥＭＳミラー１２による走査位置の情報が入力される。画像処理回路２８は、判別結果の情報を、この判別結果がされた走査位置（つまり蛍光発生位置）と関連付けてメモリ２９に格納する。
【００５９】
画像処理回路２８は、判別結果の情報をモニタ６に出力する。モニタ６は、腫瘍性病変の可能性が高いと判別された生体組織３の位置を、腫瘍性病変の可能性が低いと判別された位置の場合とは、例えば異なる色で表示する。
本実施形態によれば、第１の実施形態の場合と同様に２つの蛍光寿命を用いて病変性判別を行うので、精度の高い判別を行うことができる。
なお、上述した実施形態では時間分解法により蛍光寿命を求める方法について述べているが、本発明は位相変調方式により蛍光寿命を求める場合についても応用可能である。
また、上述した実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施形態も本発明に属する。
【符号の説明】
【００６０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｄ、７１…診断支援装置、１Ｃ…内視鏡装置、２Ａ，２Ｂ…レーザ光源、３…生体組織、４Ａ〜４Ｄ…内視鏡、５Ａ〜５Ｄ…プロセッサ、６…モニタ、８…ライトガイドファイバ、１１、１７…ダイクロイックミラー、１８ａ、１８ｂ…励起光カットフィルタ、１９ａ、１９ｂ…検出器、２１…ＴＣＳＰＣ、２５…蛍光寿命算出回路、２７…判別回路、２８…画像処理回路、７２…光源部、７３，７３Ａ…検出部、７４…蛍光寿命算出部、７４…病変判別部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特表２００３−５３５６５９号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３２６４号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体からの蛍光の寿命を算出して診断の支援を行う診断支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、癌の検出には内視鏡が使用されてきたが、色調の変化が少ない癌や平坦に近い形をした癌の見落としが課題となっている。近年では、生体の自家蛍光を利用した蛍光内視鏡も実用化されており病変の早期検出に利用されている。
自家蛍光とは、生体内に自然に含まれる蛍光物質からの蛍光のことを指し、体外から投与される薬剤蛍光と区別して使われる言葉である。現在の自家蛍光内視鏡では、励起光を照射することにより粘膜の奥にある粘膜下層のコラーゲンから生じる蛍光を主に見ていると考えられている。
癌などの腫瘍性病変においては、粘膜下層を覆う粘膜層の厚みが増すことにより、励起光や蛍光が肥厚した粘膜層に吸収・散乱されて観察される蛍光が減弱する。
また、腫瘍性病変では一般的に組織に含まれる血液量が多<、励起光や蛍光がヘモグロビンに吸収されることによっても蛍光が減弱する。
しかし、血液量は腫瘍ではない炎症性の疾患でも多くなるため、自家蛍光内視鏡下では腫瘍と炎症の区別が難しいという問題があった。
【０００３】
一方、第１の従来例としての例えば特表２００３−５３５６５９号公報は、光ガイドを走査アクチュエータと共に移動させ、光で関心領域を走査し、関心領域からの光を検出し、光の特徴を示す信号を生成し、関心領域の生物物理学的状態を決定するために、関心領域に対して蛍光寿命の分析を実行することを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記第１の従来例は、蛍光寿命を分析することを開示しているが、腫瘍性病変と炎症性疾患とを区別又は判別し易くすることを開示するものでない。
【０００５】
この他に第２の従来例としての特開２００５−２８３２６４号公報は、異なる波長帯域の複数の励起光を同一の資料部位に照射し、それぞれの蛍光を検出手段により検出し、それぞれの蛍光に対応した出力信号同士を比較に基づいて解析する演算手段を備えた蛍光分析装置を開示している。この場合、演算手段は、相互相関分析又は共焦点コインシデンス分析を採用したものであり、第１の従来例と同様に腫瘍と炎症とを区別又は判別し易くすることを開示するものでない。
【０００６】
このため、腫瘍性病変と炎症性疾患とを血液等の蛍光吸収による影響をあまり受けずに区別又は判別し易くして、術者に対して診断を支援する装置が望まれる。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、蛍光寿命を利用して、蛍光吸収物質により影響されることなく腫瘍性病変等の病変判別に利用できる診断支援装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の１形態に係る診断支援装置は、
被検体に照射する励起光を発生する光源部と、
前記励起光の照射によって生じた蛍光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された蛍光に基づき、第１の蛍光寿命及び第２の蛍光寿命を算出する蛍光寿命算出部と、
前記第１の蛍光寿命と前記第２の蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部と、
を有する。
【０００８】
本発明の他の１形態に係る診断支援装置は、
被検体に照射する第１の励起光及び該第１の励起光とは波長の異なる第２の励起光を発生する光源部と、
前記第１の励起光の照射によって生じた第１の蛍光と前記第２の励起光の照射によって生じた第２の蛍光を検出する検出部と、
前記検出部で検出されたそれぞれの蛍光の寿命を算出する蛍光寿命算出部と、
前記第１の励起光による蛍光の蛍光寿命と前記第２の励起光による蛍光の蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部と、
を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、蛍光寿命を利用して、蛍光吸収物質により影響されることなく腫瘍性病変等の病変判別に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の診断支援装置の基本的な構成を示す図。
【図２】図２は本発明の第１の実施形態に係る診断支援装置の全体構成を示す図。
【図３】図３はレーザ光源により発生される励起光としてのレーザパルスの照射タイミングから蛍光の光子が検出される時間測定の様子を示す図。
【図４】図４は時間相関単一光子計測システムの概略の構成を示す図。
【図５】図５は本発明の第２の実施形態に係る診断支援装置の全体構成を示す図。
【図６】図６は蛍光寿命を算出するために異なる２つの時間での蛍光強度の測定を行うことの説明図。
【図７】図７は本発明の第３の実施形態に係る内視鏡装置の全体構成を示す図。
【図８】図８はＲ，Ｇ，Ｂ光とレーザパルスとを順次照射すると共に、フォトマルチプライヤの増幅率を可変設定する動作の説明図。
【図９】図９は内視鏡の先端部の照明用ファイバと検出用ファイバの配置を示す図。
【図１０】図１０は本発明の第４の実施形態に係る診断支援装置の全体構成を示す図。
【００１１】
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１に示すように本発明の診断支援装置７１は、被検体に照射する励起光を発生する光源部７２と、この励起光の照射により被検体に生じた蛍光を検出する検出部７３とを有する。
また、この診断支援装置７１は、検出部７３で検出された蛍光に基づき、第１の蛍光寿命及び第２の蛍光寿命を算出する蛍光寿命算出部７４と、第１の蛍光寿命と第２の蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部７５と、を有する。
診断支援装置７１は、後述する第１、第２、第４の実施形態の診断支援装置１Ａ、１Ｂ、１Ｄと第３の実施形態の内視鏡装置１Ｃに該当する。光源部７２は、第１〜第３の実施形態のレーザ光源２と、第４の実施形態のレーザ光源２Ａ、２Ｂに該当する。レーザ光源２Ａ、２Ｂは、第１の励起光としてのレーザパルス及びこの第１の励起光とは波長が異なる第２の励起光としてのレーザパルスを発生する。
【００１３】
検出部７３は、第１〜第４の実施形態の検出部７３Ａ〜７３Ｄに該当する。第４の実施形態の検出部７３Ｄは、第１の励起光によって生じた第１の蛍光と、第２の励起光によって生じた第２の蛍光とをそれぞれ検出する。
蛍光寿命算出部７４は、第１〜第４の実施形態の蛍光寿命算出回路２５に該当する。病変判別部７５は、第１〜第４の実施形態の判別回路２７に該当する。
【００１４】
ここで、本発明における病変判別に用いる蛍光寿命を説明する。
蛍光物質は、励起光の照射により光を吸収して励起状態に遷移するが、不安定なために蛍光を放出して元の状態に戻る。この場合、励起状態から蛍光を放出して元の状態に戻るまでに、一般にピコ秒〜ナノ秒オーダーの時間を要し、この時間のことを蛍光寿命と呼んでいる。
具体的には蛍光寿命は、蛍光強度が１/eに低下するのに要する時間と定義される。蛍光寿命は、物質の種類により異なるというだけではなく、その物質が他の物質と結合している状態や、ｐＨ、温度などといった周囲の環境によって変化する。しかし、この蛍光寿命は、基本的には周囲に蛍光を吸収する他の吸収物質が存在していても、その吸収の影響を受けにくいと考えられる。
換言すると、蛍光寿命から腫瘍性病変の判別を行う方法は、従来例における蛍光強度の測定結果から腫瘍性病変の判別を行う場合には不可避となる粘膜層の厚みや血液量など蛍光を吸収する物質のために蛍光強度が影響を受けてしまう欠点を解消できると考えられる。
【００１５】
一方、生体内にはＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）、ＦＡＤ（フラビンアデニンジヌクレオチド）、コラーゲン、ポルフィリンなどといった様々な蛍光物質が存在している。この中でＮＡＤＨやＦＡＤに関しては、ＮＡＤＨやＦＡＤ単体として存在しているものと、生体内のタンパクと結合した状態のものが混在している。
この場合、蛍光物質は、単体のものとタンパクと結合したものとでは蛍光寿命が異なることが知られている。このタンパクとの結合状態は、細胞の代謝の状況によって変化するので、腫瘍性病変においても細胞の代謝が変化して蛍光寿命が変化する可能性が高い。
本発明者は、ラツトの大腸腫瘍や、人の大腸腫瘍における病変部の蛍光寿命を正常部と比較検討した。例えば、ラットの時に用いた励起光の波長はＦＡＤを励起する４５０ｎｍとし、蛍光の検出波長は５００〜５４０ｎｍとした。
【００１６】
そして、大腸腫瘍の腫瘍部と正常部との蛍光寿命の測定結果を得た。この測定結果は、正常部に比較して腫瘍部では蛍光が時間的に急峻に減衰する傾向を示す。
これら２つの測定結果のカーブを２つの蛍光物質が存在するとして２つの指数関数の和でカーブフィツティングすることにより蛍光寿命が算出される。即ち、
I(t)＝α１・exp(-t/τ１)十α２・exp(-t/τ２) （１）
Ｉ：蛍光強度
ｔ：時間
α１、α２:ｔ＝０における各成分の蛍光強度
τ１、τ２ ： 各成分の蛍光寿命(τ１ <τ２)
という式１を用い、蛍光強度I(t)が実際に測定されたカーブに近くなるようなα１、α２、τ１、τ２を算出する。
【００１７】
また、各成分の蛍光寿命を利用して、寄与率が定義される。第１成分(蛍光寿命が短い方)の寄与率C１は、
C１＝α１ ・τ１／ (α１・τ１＋α２・τ２) （２）
で定義される。
また、平均の蛍光寿命(τAVE)は、
τAVE=(α１・(τ１)２十α２・(τ２)２)／(α１・τ１十α２・τ２) （３）
実験結果では、τ１、τ２は腫瘍部において正常部よりも短くなる傾向が見られた。このような測定結果に基づいて、以下の各実施形態にて説明するように蛍光寿命を利用して病変判別の具体例としての腫瘍性病変の判別を行う。
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態の構成及び作用を説明する。
図２に示すように本発明の第１の実施形態に係る診断支援装置１Ａは、被検体に照射するための励起光としてのレーザパルスを発生する（光源部７２としての）レーザ光源２と、このレーザ光源２からのレーザパルスを導光して、被検体としての体腔内の生体組織３に照射する導光手段を備えた内視鏡４とを有する。
また、この診断支援装置１Ａは、生体組織３からの自家蛍光（以下、単に蛍光と略記）を受光して導光する内視鏡４が接続され、導光された光から蛍光を検出する検出部７３Ａ等を備えたプロセッサ５と、このプロセッサ５により判別結果の情報を表示するモニタ６とを有する。
【００１９】
レーザ光源２は、例えばチタンサファイアレーザから、第２次高調波発生用の結晶（ＳＨＧ結晶）により、基本波長（８００ｎｍ）に対する第２次高調波を取り出す。さらに、レーザ光源２は、パルスピッカー等を用いて例えば繰り返し周波数１０ＭＨｚの周期で波長４００ｎｍの超短パルス光としてのレーザパルスを出射する。図３は、このレーザパルスを示す。
このレーザ光源２の出射端には、内視鏡４の挿入部７内に挿通された光導光手段としてのライトガイドファイバ８の入射端が着脱自在に接続される。この入射端に入射されたレーザパルスは、このライトガイドファイバ８の先端の出射端に導光される。
【００２０】
この出射端は、体腔内に挿入される挿入部７の先端部９に配置され、この出射端に対向してダイクロイックミラー１１が配置されている。このダイクロイックミラー１１は、４２０ｎｍ以下の波長の光を反射し、４５０ｎｍ以上の波長帯域の光を透過する特性に設定されている。
このダイクロイックミラー１１により反射されたレーザパルスは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー１２により反射される。
このＭＥＭＳミラー１２は、ダイクロイックミラー１１により反射されたレーザパルスを２次元的に走査（スキャン）する。このＭＥＭＳミラー１２は、例えばプロセッサ５内のタイミング制御回路１３からのタイミング信号に同期して生成される駆動信号により、矢印で示すようにミラー面の角度が変更され、ミラー面は反射されたレーザパルスを２次元的に走査する。
【００２１】
なお、このタイミング制御回路１３は、レーザ光源２のレーザパルスの出射タイミング等の制御と、後述する検出器１９ａ、１９ｂ、時間相関単一光子計測システム（Time Correlated Single Photon Counting System：ＴＣＳＰＣと略記）２１、蛍光寿命算出回路２５、画像処理回路２８等を制御する。
上記ＭＥＭＳミラー１２を経たレーザパルスは、励起光パルスとして集光レンズ１４を経て生体組織３に２次元走査しながら照射される。
生体組織３により照射されたこのレーザパルスにより、この生体組織３で発生した蛍光を含む光は、集光レンズ１４を経てＭＥＭＳミラー１２に入射される。
このＭＥＭＳミラー１２により反射された光は、ダイクロイックミラー１１に入射される。このダイクロイックミラー１２１は、上記のように４２０ｎｍ以下の光を反射し、４５０ｎｍ以上の光を透過する特性に設定されている。従って、このダイクロイックミラー１１を透過した光は、４５０ｎｍ以上の蛍光を多く含む。
【００２２】
ミラー１５により反射された蛍光を多く含む光は、光導光手段としてのライトガイドファイバ１６の先端に入射され、挿入部７内を挿通されたこのライトガイドファイバ１６によりその基端から出射される。なお、内視鏡４は、挿入部７の基端側に操作部１０を備えている。操作部１０を有しない構成でも良い。
このライトガイドファイバ１６の基端が接続されるプロセッサ５内には、このライトガイドファイバ１６の基端に対向して検出部７３Ａを構成するダイクロイックミラー１７が配置されている。
このダイクロイックミラー１７は、６００ｎｍ以上の波長の光を反射し、６００ｎｍ以下の光は透過する特性に設定されている。
ダイクロイックミラー１７を透過した光は、励起光カットフィルタ１８ａを透過して一方の検出器１９ａにて受光され、この検出器１９ａにて検出される。
また、ダイクロイックミラー１７で反射された光は、励起光カットフィルタ１８ｂを透過して検出器１９ｂにて受光され、この検出器１９ｂにて検出される。これら２つの検出器１９ａ及び検出器１９ｂは、例えば高感度なＡＰＤ(アバランシェフオトダイオード)が用いられる。検出器１９ａ及び検出器１９ｂは、ＡＰＤの場合に限定されるものでなく、フォトマルチプライヤー（光電子倍増管）でも良い。検出器１９ａ及び検出器１９ｂは、単一の光子を検出する機能を持つ。
また、励起光カットフィルタ１８ａは、励起光の波長の光を除去し、４８０ｎｍ〜５４０ｎｍを透過するパンドパスフィルタ、励起光カットフィルタ１８ｂは、励起光の波長の光を除去し、６２０ｎｍ〜６５０ｎｍを透過するバンドパスフィルタである。
【００２３】
ダイクロイックミラー１７と励起光カットフィルタ１８ａ、１８ｂの作用により、検出器１９ａは、波長５１０ｎｍ付近の蛍光を検出し、検出器１９ｂは、波長６３５ｎｍ付近の蛍光を検出する。つまり、ダイクロイックミラー１７，励起光カットフィルタ１８ａ，１８ｂ、検出器１９ａ、１９ｂは、特定の波長領域としての第１の波長帯域の蛍光と、この第１の波長帯域の蛍光とは波長の異なる第２の波長帯域の蛍光を検出する検出部７３Ａを形成する。
検出器１９ａ、検出器１９ｂは、タイミング制御回路１３によりその検出動作が制御される。
つまり、タイミング制御回路１３は、一方の検出器１９ａを動作状態に設定した場合には、他方の検出器１９ｂの検出動作を停止させ、他方の検出器１９ｂを動作状態に設定した場合には、一方の検出器１９ａの検出動作を停止させる制御を行う。
【００２４】
検出器１９ａ、検出器１９ｂの各検出信号は、時間相関単一光子計測システム（Time Correlated Single Photon Counting System：ＴＣＳＰＣと略記）２１に例えば交互に入力される。このＴＣＳＰＣ２１は、例えば図４に示すような構成である。
図３で示した繰り返しで発生する励起光パルスとしてのレーザパルスは、フォトダイオード２２により検出され、このフォトダイオード２２の検出信号は、時間／電圧変換器（Time to Amplitude Converter:TAC）２３に入力される。図２においてはフォトダイオード２２の検出信号は、レーザ光源２からタイミング制御回路１３を介したルートでＴＣＳＰＣ２１に入力される。
【００２５】
なお、このフォトダイオード２２は、レーザ光源２内においてライトガイドファイバ８に入射される直前の光路中に配置されたハーフミラー等で分岐されたレーザパルスを検出する。
上記時間／電圧変換器２３は、フォトダイオード２２の検出信号をスタート信号として、このスタート信号からの時間（経過）に比例した電圧を発生する。また、時間／電圧変換器２３は、検出器１９ａ（検出器１９ｂの場合も同様）から検出信号が入力されると、その検出信号をエンド信号として、時間に比例した電圧の変化を停止する。
【００２６】
この時間／電圧変換器２３は、スタート信号とエンド信号間の時間に比例した電圧をマルチチャンネルアナライザ（ＭＣＡ）２４に与える。このＭＣＡ２４は、この電圧を時間に変換してＴＣＳＰＣ２１から蛍光寿命算出部９４としての蛍光寿命算出回路２５に出力する。
蛍光寿命算出回路２５は、ＭＣＡ２４から入力された時間の情報から以下に説明するように蛍光寿命を算出する。なお、図４においてはＴＣＳＰＣ２１がＭＣＡ２４を含む構成で示しているが、蛍光寿命算出回路２５が、ＭＣＡ２４を含む構成にしても良い。
蛍光寿命算出回路２５は、レーザパルスが繰り返し照射により得られる光子の検出タイミングの情報を、走査している位置（つまり走査位置）毎にメモリ２６に蓄積（格納）する。
メモリ２６に格納される走査位置の情報は、例えばタイミング制御回路１３から取得される。
図３は、図４における励起光パルスとしてのレーザパルスの出射のタイミングから、検出器１９ａ又は検出器１９ｂにより蛍光の光子が検出される検出タイミングまでの時間測定の様子を示す。図３の例では、それぞれ時間ｔａ、ｔｂ、ｔｃ、ｔｄが測定されたことを示す。
蛍光寿命算出回路２５は、各走査位置毎に、複数回測定されたその複数の時間のヒストグラムから蛍光寿命を算出する。
このようにして、所定回数のレーザパルスの照射後に、検出器１９ａ、１９ｂが蛍光の光子をそれぞれ検出した時間の情報を元にして、式１に基づいて５１０ｎｍの波長の蛍光の蛍光寿命τ５１０と、６３５ｎｍの波長の蛍光の蛍光寿命τ６３５とを走査位置毎に算出し、病変判別部７５としての判別回路２７に出力する。
【００２７】
５１０ｎｍの波長においては、主にＦＡＤの蛍光が検出されるが、腫瘍性病変ではＦＡＤの代謝性変化等により５１０ｎｍの蛍光寿命蛍光寿命τ５１０における第１成分の蛍光寿命τ５１０−１(２成分分析した時)は短くなる特性（傾向）を示す。 ６３５ｎｍ の波長においては主にポルフィリンの蛍光が検出される。
ポルフィリンの蛍光は、他の生体内の蛍光物質と比較して非常に蛍光寿命が長いため、ポルフィリンが沢山含まれる部分については平均蛍光寿命が長くなる。
腫瘍の細胞では含まれるポルフィリンの量が増加することが多いため６３５ｎｍの蛍光寿命τ６３５における平均蛍光寿命は、正常部に比較して腫瘍部分では長くなる（傾向を示す）。
【００２８】
判別回路２７は、５１０ｎｍと６３５ｎｍの波長の蛍光双方の蛍光寿命τ５１０、τ６３５に基づき演算することにより腫瘍性病変の可能性が高いか否かの病変判別を行う。
上記のように５１０ｎｍの第１成分の蛍光寿命をτ５１０−１、６３５ｎｍの平均蛍光寿命をτ６３５−AVE とすると、判別回路２７は、２つの蛍光寿命τ６３５−AVE 、τ５１０−１の相対比としての蛍光寿命比τ６３５−AVE ／τ５１０−１を算出する。
そして、判別回路２７は、蛍光寿命比τ６３５−AVE ／τ５１０−１を閾値Ｖthと比較することにより、腫瘍性病変であるか否かの判別を行う。つまり、
τ６３５−AVE ／τ５１０−１＞Ｖth （４）
である場合には、腫瘍性病変である可能性が高いと判別し、式４を満たさない場合には腫瘍性病変である可能性が低いとの判別を行う。
【００２９】
判別回路２７は、判別結果の情報を、走査位置と共に、画像処理回路２８に出力する。この画像処理回路２８は、判別結果の情報を、２次元の走査位置と共に、その内部のメモリ２９に格納する。
この画像処理回路２８は、２次元の走査位置での生体組織３に対する判別結果の情報を画像情報して表示する表示装置としてのモニタ６に出力する。
この場合、判別結果に応じて表示色を変更してモニタ６で表示する。具体的には、判別結果が式４を満たさない走査位置の判別結果を表す画素を例えば白黒（モノクロ）で表示し、式４を満たす場合には、赤色で表示する。そして、モニタ６に表示された画像から赤い表示色部分が腫瘍性病変の可能性が高い部分であることを術者に知らせる。
【００３０】
なお、式４による判別に限らず、複数の閾値を用いて複数のレベルの判別結果を算出し、そのレベルの大きさに応じて表示色を変更するようにしても良い。例えば、閾値Ｖthを２つの閾値Ｖth１，Ｖth２（Ｖth１＞Ｖth２）に設定して３段階の判別結果、具体的には、τ６３５−AVE ／τ５１０−１＞Ｖth１、Ｖth１＞τ６３５−AVE ／τ５１０−１＞Ｖth２、Ｖth２＞τ６３５−AVE ／τ５１０−１を得るようにしても良い。
【００３１】
図２に示すモニタ６での表示例においては、τ６３５−AVE ／τ５１０−１＞Ｖth１の場合には第１の表示色Ｄ１、Ｖth１＞τ６３５−AVE ／τ５１０−１＞Ｖth２の場合には第２の表示色Ｄ２、Ｖth２＞τ６３５−AVE ／τ５１０−１の場合には、第３の表示色Ｄ３として表示した様子を示す。なお、３段階に限定されるものでなく、３段階以上に分けてカラー表示しても良い。
このように本実施形態は、蛍光寿命を算出して腫瘍性病変の判別を行うようにしているので、蛍光を吸収する物質の量に殆ど影響されることなく、腫瘍性病変の判別を行うことが可能となる。つまり、蛍光を吸収する血液等により、検出される蛍光強度は影響を受けるが、蛍光寿命の値はその影響を受けない。
また、本実施形態によれば、単一の蛍光寿命の情報だけでなく、互いに異なる２つの蛍光寿命の情報（それぞれが腫瘍性病変と、腫瘍性病変以外の例えば正常部の部分とで異なる特性又は傾向を持つ情報）を用いて腫瘍性病変を行うようにしているので、腫瘍性病変の判別を精度良く行うことが可能となる。
術者は、判別結果をモニタ６での表示画像を参考にすることにより腫瘍性病変の診断を円滑に行うことができる。このため、本実施形態は、術者が病変の診断、具体的には腫瘍性病変の診断を行う場合の診断支援を行うことができる。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に図５を参照して本発明の第２の実施形態の診断支援装置１Ｂを説明する。第１の実施形態においては、ＭＥＭＳミラー１２を用いてレーザパルスを被検体としての生体組織３に対して２次元的に走査した。
これに対して本実施形態は、レーザパルスを（走査手段を用いないで）生体組織３に２次元的に照射し、像導光手段を用いて取得した２次元の蛍光情報を、ゲートが開にされた時に検出するゲート機能付きの蛍光画像検出手段により検出する。
図５に示す診断支援装置１Ｂは、レーザ光源２と、内視鏡４Ｂとプロセッサ５Ｂ及び表示装置としてのモニタ６とから構成される。
【００３３】
この内視鏡４Ｂは、レーザ光源２から出射されるレーザパルスを、挿入部７内に挿通されたライトガイドファイバ８により、その先端の出射端に導光する。この出射端に対向して励起光透過フィルタ３１と集光レンズ１４とが配置されている。導光されたレーザパルスは、この励起光透過フィルタ３１を透過して、集光レンズ１４を経て生体組織３側に２次元的に照射される。
先端部９における集光レンズ１４に隣接して配置された対物レンズ３２の結像位置には像導光手段としてのイメージガイドファイバ３３の先端面が配置され、この先端面に結像された光学像は、挿入部７の基端に導光される。
このイメージガイドファイバ３３の基端は、プロセッサ５Ｂに着脱自在に接続される。
【００３４】
このイメージガイドファイバ３３の基端に対向して検出部７３Ｂを構成する結像レンズ３４とダイクロイックミラー１７が配置されている。
また、ダイクロイックミラー１７を透過した光路側における結像レンズ３４の結像位置には、励起光カットフィルタ１８ａ、高速ゲート付きのイメージインテンシファイア(図５ではII)３５ａが配置され、このイメージインテンシファイア３５ａの出射面にはＣＣＤ３６ａが配置されている。
また、ダイクロイックミラー１７で反射した光路側における結像レンズ３４の結像位置には、励起光カットフィルタ１８ｂ、高速ゲート付きのイメージインテンシファイア３５ｂが配置され、このイメージインテンシファイア３５ｂの出射面にはＣＣＤ３６ｂが配置されている。
【００３５】
なお、イメージインテンシファイア３５ａ、３５ｂは、タイミング制御回路１３により、レーザパルスが照射される毎に所定のタイミングでゲートが開にされる。
そして、イメージインテンシファイア３５ａ、３５ｂは、この所定のタイミングに開にされて入射されたイメージ光（画像光）のみを増幅してＣＣＤ３６ａ、３６ｂにそれぞれ出射し、ＣＣＤ３６ａ、３６ｂは、増幅されたイメージ光を検出する。
蛍光画像検出手段の機能を持つ検出部７３Ｂは、結像レンズ３４、ダイクロイックミラー１７、励起光カットフィルタ１８ａ、１８ｂ、イメージインテンシファイア３５ａ、３５ｂ、ＣＣＤ３６ａ、３６ｂから構成される。
【００３６】
ＣＣＤ３６ａ、３６ｂもタイミング制御回路１３により、ＣＣＤ駆動信号が印加され、ＣＣＤ３６ａ、３６ｂにより検出された蛍光画像の信号が蛍光寿命算出回路２５に入力される。
本実施形態における蛍光寿命算出回路２５は、蛍光寿命の算出を単純化して１成分の蛍光寿命の算出を行う。
各、イメージインテンシファイア３５ｉ（ｉ＝ａ又はｂ）は、図６に示すようにレーザパルスの出射タイミング後における時間t１での短い期間Ｗにゲートを開にして、所定のパルス回数だけ増幅、そしてＣＣＤ３６ｉはその露光を繰り返す。その後にタイミング制御回路１３からのＣＣＤ駆動信号によりＣＣＤ３６ｉに蓄積された蛍光像の信号を読み出す。
【００３７】
つまり、１回の露光ではＣＣＤ３６ｉでの露光量が小さいため、複数回、同じ時間ｔ１で、イメージインテンシファイア３５ｉを介して複数回ＣＣＤ３６ｉを露光した後、そのＣＣＤ３６ｉから光電変換して蓄積された蛍光画像をＣＣＤ駆動信号の印加により読み出す。
次に時間t２における短い期間Ｗにおける蛍光を同様にイメージインテンシファイア３５ｉにより増幅し、その時間t２の期間Ｗで露光した蛍光画像をＣＣＤ３６ｉで蓄積した後、そのＣＣＤ３６ｉから蓄積された蛍光画像の信号を読み出す。
蛍光寿命算出回路２５は、以下の計算により、蛍光寿命を算出する。
【００３８】
時間ｔ１の期間Ｗにおける蛍光強度をＩ１、時間ｔ２の期間Ｗにおける蛍光強度をＩ２、時間ｔ１，ｔ２の時間間隔をｔｏとすると、蛍光寿命は
τ =ｔｏ/ｌｎ（Ｉ１／Ｉ２） （５）
で表される。
蛍光寿命算出回路２５は、５１０ｎｍ、６３５ｎｍの波長帯域それぞれの蛍光寿命τ５１０、τ６３５を式５に従ってＣＣＤ３６ｉの画素位置毎に算出してメモリ２６に格納する。
メモリ２６に格納された蛍光寿命τ５１０、τ６３５は、判別回路２７に出力される。 時間t１、t２を適切に設定することにより、判別回路２７は５１０ｎｍと６３５ｎｍの蛍光寿命τ５１０、τ６３５を利用して、蛍光寿命比τ６３５／τ５１０ の値により腫瘍性病変の判別を行う。
【００３９】
第１の実施形態と同様に、判別回路２７は、蛍光寿命比τ６３５／τ５１０が閾値よりも大きいか否かの判別結果により腫瘍性病変の可能性が高いか否かを判定する。判別回路２７は、その判定結果を画像処理回路２８に出力する。
画像処理回路２８は、この判別結果を、生体組織３におけるこの判別が行われた蛍光を発生した２次元位置の情報と関連付けてメモリ２９に格納する。
そして、モニタ６には生体の２次元位置における判別結果を画像化して表示する。レーザパルスの出射タイミングからゲートを開にする時間ｔ１、ｔ２を、変更可能にして、様々な蛍光物質に対応できるようにすることができる。
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に蛍光を吸収する物質の量に影響されることなく、腫瘍性病変の判別を行うことが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に複数の蛍光寿命に基づいて腫瘍性病変の判別を行うので、精度の高い判別を行うことができる。
また、本実施形態によれば、走査手段を用いることなく、生体組織３の２次元位置に対する蛍光寿命を算出して、判別結果を取得することができる。このため、短時間に所望とする情報を取得できる。また、励起光パルス（レーザパルス）の出射タイミングからゲートをかける時間を変更して取得した蛍光強度から蛍光寿命を算出することにより、簡単に蛍光寿命を算出することができる。
また、本実施形態は、ゲートをかける時間を変更可能（調整可能）とすることにより、様々な蛍光物質に対応できる。そして、本実施形態は、術者が病変診断を行う場合の支援を行うことができる。
【００４１】
（第３の実施形態）
次に図７を参照して本発明の第３の実施形態の診断支援装置としての内視鏡装置１Ｃを説明する。この内視鏡装置１Ｃは、レーザ光源２と、内視鏡４Ｃと、プロセッサ５Ｃとモニタ６とから構成される。本実施形態は、生体組織３に照射する励起光を第１の実施形態とは異なる走査手段により２次元走査する。また、本実施形態は、可視領域での反射光画像を取得する通常の内視鏡機能を備える。
本実施形態に係る内視鏡４Ｃは、挿入部７の基端側の例えば操作部１０内に４本に分岐したライトガイドファイバ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを設けている。これら４本のライトガイドファイバ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは、ファイバカップラ４２において、１本の照明用ファイバ４３にされる。
ライトガイドファイバ４１ａ、４１ｂ、４１ｃの入射端となる基端に対向して、照明用のレンズ４４、４４，４４と、可視用光源部としての発光ダイオード部（ＬＥＤ部と略記）４５を構成するＬＥＤ４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂとがそれぞれ配置されている。
【００４２】
また、ライトガイドファイバ４１ｄの入射端にはレーザ光源２からのレーザパルスが入射される。なお、本実施形態におけるレーザ光源２は、その励起波長としてＦＡＤをより効率よく励起する４４０ｎｍのレーザパルスを出射するように設定されている。
ＬＥＤ４５Ｒ，４５Ｇ，４５Ｂは、レーザ光源２と共に、タイミング制御回路１３によるタイミング制御下で、それぞれＲ（赤６１０ｎｍ），Ｇ（緑５５０ｎｍ），Ｂ（青４６０ｎｍ），レーザパルスを順次出射する（図９を参照して後述）。
ライトガイドファイバ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４４ｄは、それぞれの入射端から入射された光を照明用ファイバ４３の先端面に導光する。
この照明用ファイバ４３の先端面は、挿入部７の先端部９に配置されており、この照明用ファイバ４３の先端付近には走査手段を構成する例えば圧電素子４６が取り付けられている。
【００４３】
この圧電素子４６は、タイミング制御回路１３内部の駆動回路からの駆動信号で２次元的に駆動される。
圧電素子４６は、駆動信号の印加により、照明用ファイバ４３の先端を２次元的に駆動する。従って、照明用ファイバ４３の先端面からＲ，Ｇ，Ｂ光と、レーザパルスとが集光レンズ１４を経て生体組織３に向けて２次元的に走査しながら照射される。
この集光レンズ１４に隣接して、検出用の集光レンズ４７が配置され、生体組織３からの蛍光等を集光して検出用ファイバ４８の先端面に入射させる。
図８は照射光のタイミングを示す。図８に示すように１画素分の情報を取得するために、Ｒ，Ｇ，Ｂ光と、複数の繰り返しのレーザパルスとが順次、生体組織３に照射される。
【００４４】
生体組織３からの反射光と、蛍光及びレーザパルスは検出用ファイバ４８の先端面に順次入射される。なお、レーザパルスは、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の照明期間においては、レーザ光源２内部の図示しないパルスピッカーによる間引き処理により遮断される。 照明用ファイバ４３と、検出用ファイバ４８の先端面付近での配置例を図９に示す。図９に示すように先端部９の中央に設けられた照明窓５０の中央付近に照明用ファイバ４３が配置されている。この照明窓５０の外側に同心円状に検出用ファイバ４８が配置されている。
そして、照明用ファイバ４３は、圧電素子４６により２次元的に駆動される（図９に示す例えば２つの直交する矢印方向）。
なお、図９では示していないが照明用ファイバ４３、検出用ファイバ４８の端面に対向して集光レンズ１４，４７がそれぞれ配置されている。
【００４５】
上記検出用ファイバ４８に入射された光は、この検出用ファイバ４８の基端に導光される。この基端はプロセッサ５Ｃに着脱自在に接続される。このプロセッサ５Ｃ内には、この基端に対向する光路上に、検出部７３Ｃを構成する励起光カットフィルタ５２及びフォトマルチプライヤ５３とが配置されている。
検出用ファイバ４８の基端から出射された光は、励起光カットフィルタ５２により励起光としてのレーザパルスの波長４４０ｎｍの光がカットされる。
この励起光カットフィルタ５２は、さらに波長４５０ｎｍ〜６２０ｎｍの光を透過するバンドパスフィルタである。従って、励起光カットフィルタ５２を透過した波長４５０ｎｍ〜６２０ｎｍの光は、フォトマルチプライヤ５３に入射される。
【００４６】
このフォトマルチプライヤ５３により入射された光は増幅された検出信号となり、この検出信号はＴＣＳＰＣ２１に入力される。
【００４７】
レーザパルスの照射期間におけるフォトマルチプライヤ５３の出力信号は、ＴＣＳＰＣ２１に入力される。
このＴＣＳＰＣ２１は、フォトマルチプライヤ５３の出力信号をエンド信号として、レーザパルスの照射タイミングからの時間計測を行い、測定した時間の情報を蛍光寿命算出回路２５に出力する。
一方、画像処理回路２８は、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の照明期間におけるフォトマルチプライヤ５３からの出力信号から、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の反射光信号（Ｒ，Ｇ，Ｂ信号という）に対応するカラーのＲ，Ｇ，Ｂ画像を生成する。この場合、画像処理回路２８は、タイミング制御回路１３を介して圧電素子４６による走査位置の情報が入力され、走査位置の情報とＲ，Ｇ，Ｂ信号とを関連付けてメモリ２９に記憶する。そして、画像処理回路２８は、Ｒ，Ｇ，Ｂ画像を生成し、モニタ６に出力する。
また、この画像処理回路２８は、Ｇ光の反射光強度に対応するＧ信号の強度を検出し、レーザパルスの強度を制御するレーザパルス強度制御信号（レーザ強度制御信号と略記）をレーザ光源２に出力する。
【００４８】
レーザ光源２から出射されるレーザパルスの強度は、このレーザ強度制御信号により調整される。
具体的には、レーザ強度制御信号は、Ｇ光が照射された生体組織３からの反射光強度が小さい（暗い）場合には、強度を大きくしたレーザパルスを出射させるようにレーザ光源２を制御する。
これに対して、レーザ強度制御信号は、Ｇ光が照射された生体組織３からの反射光強度が大きい（明るい）場合には、強度を小さくしたレーザパルスを出射させるようにレーザ光源２を制御する。
【００４９】
このような制御を行うことにより、血液による蛍光吸収や距離の影響で画像が暗くなる部分においてもＳ／Ｎを確保して精度の高い蛍光寿命を求めることができるようにしている。
また、蛍光強度は、反射光強度に比べて弱いので、図８に示したようにフォトマルチプライヤ５３の増幅率を調整している。図８に示すようにフォトマルチプライヤ５３の増幅率がタイミング制御回路１３による制御信号で調整される。つまり、Ｒ，Ｇ，Ｂ光の照明期間では、フォトマルチプライヤ５３の増幅率は小さく、レーザパルスの照射（照明）期間においては、その増幅率が十分に大きく設定される（図８ではフォトマルチプライヤをＰＭＴと略記）。
また、蛍光寿命算出回路２５は、蛍光寿命を測定するために単一光子検出モードで動作する。
本実施形態においては、２成分分析の短い方の蛍光寿命をτ１ａとして、長い方の蛍光寿命τ２ａとして判別回路２７に出力される。
判別回路２７は、例えば２つの蛍光寿命τ１ａ、τ２ａの積算値τ１ａ×τ２ａが閾値より高いか低いかにより腫瘍性病変の判別を行う。つまり、この積算値τ１ａ×τ２ａが閾値よりも小さい場合には腫瘍性病変である可能性が高いと判別する。そして、その判別結果を画像処理回路２８に出力する。
【００５０】
画像処理回路２８は、可視領域の反射光強度に基づくカラー画像を生成すると共に、判別回路２７からの判別結果の信号に 基づき前記カラー画像の腫瘍性病変の可能性が高い部分を点滅(明るさを強弱)させた画像信号をモニタ６に出力する。
この時、明るさの強弱の度合いは上記積算値τ１ａ×τ２ａの値に応じて、腫瘍性病変の可能性が高い程、明るさの変化の割合が大きくなるように画像処理回路２８で制御する。
また、本実施形態においては、算出された蛍光寿命の精度を確認するために、蛍光寿命算出回路２５は、実際に計測されたカーブと算出された蛍光寿命τ１ａ、τ２ａとαからなるカーブとのずれを表す指標値(例えばカイニ乗値)を算出する。そして、蛍光寿命算出回路２５は、算出した指標値を画像処理回路２８に出力し、画像処理回路２８は、モニタ６に指標値も表示する。
【００５１】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に蛍光寿命を算出して腫瘍性病変の判別を行うようにしているので、蛍光を吸収する物質の量に殆ど影響されることなく、腫瘍性病変の判別を行うことが可能となる。
また、本実施形態によれば、単一の蛍光寿命の情報だけでなく、互いに異なる２つの蛍光寿命の情報（腫瘍性病変と、腫瘍性病変以外の例えば正常部の部分とで異なる特性又は傾向を持つ情報）を用いて腫瘍性病変を行うようにしているので、腫瘍性病変の判別を精度良く行うことが可能となる。
また、可視領域での反射光によるカラー画像を表示して、そのカラー画像上において対応する蛍光寿命による判別結果を術者が確認し易いように合成して表示するようにしているので、術者は腫瘍性病変の可能性が高い部分を識別し易い。
また、本実施形態は、挿入部７を体腔内に挿入して、通常の可視領域での内視鏡観察又は内視鏡検査を行う内視鏡装置としても使用することができる。また、内視鏡検査の際に蛍光寿命により腫瘍性病変の判別を行うことができる。
また、本実施形態は、指標値も表示するので、術者はこの指標値を参考にすることにより（その信頼度を考慮して）判別結果をより適切に利用できる。なお、照明用ファイバ４３や検出用ファイバ４８を、励起光と反射光とで別体化して形成しても良い。また、例えば反射光側を通常のファイバスコープのように形成しても良い。
【００５２】
（第４の実施形態）
次に図１０を参照して本発明の第４の実施形態を説明する。第１の実施形態においては、検出部７３Ａ側において２つの蛍光波長を分離して検出する構成にしていたが、本実施形態においては励起光を発生する光源部側において第１の励起光と、この第１の励起光とは波長が異なる第２の励起光とを順次発生する。
また、本実施形態においては、検出部７３Ｄは１つの検出手段にして、第１の励起光の場合に対応する第１の蛍光と、第２の励起光の場合に対応する第２の蛍光とを時間をずらしてそれぞれ検出する構成にしている。
図１０に示す本発明の第４の実施形態の診断支援装置１Ｄは、２つのレーザ光源２Ａ、２Ｂと、内視鏡４Ｄと、プロセッサ５Ｄ及びモニタ６とから構成される。
【００５３】
レーザ光源２Ａ、２Ｂは、それぞれ４０５ｎｍと３７０ｎｍの波長のレーザパルスを、タイミング制御回路１３の制御により順次発生する。この場合、４０５ｎｍの波長のレーザパルスは、主にＦＡＤを励起するのに用いられ、３７０ｎｍの波長のレーザパルスは、主にＮＡＤＨを励起するのに用いられる。
２つの波長４０５ｎｍと３７０ｎｍのレーザパルスは、内視鏡４Ｄのライトガイドファイバ６１における分岐した２つの入射端６１ａ、６１ｂに順次入射される。分岐したこのライトガイドファイバ６１は、途中で１本になり、入射されたレーザパルスを先端に導光する。
この内視鏡４Ｄは、ライトガイドファイバ６１が異なる他は、第１の実施形態の内視鏡４と同じ構成である。
【００５４】
２つの波長４０５ｎｍと３７０ｎｍのレーザパルスは、ライトガイドファイバ６１の先端からダイクロイックミラー１１で反射された後、ＭＥＭＳミラー１２，集光レンズ１４を経て生体組織３に照射される。なお、ダイクロイックミラー１１は、４２０ｎｍ以下の波長の光を反射し、４３０ｎｍ以上の波長の光を透過する。
生体組織３からの蛍光を含む光は、集光レンズ１４、ＭＥＭＳミラー１２を経てダイクロイックミラー１１に入射される。４３０ｎｍ以上の蛍光を含む光は、ダイクロイックミラー１１を透過し、ミラー１５で反射されてライトガイドファイバ１６の先端に入射される。励起光としてのレーザパルスは、このダイクロイックミラー１１により反射される。
【００５５】
このライトガイドファイバ１６の先端に入射された蛍光を含む光は、このライトガイドファイバ１６の基端に導光され、この基端に対向して検出部７３Ｄを構成する励起光カットフィルタ１８に入射される。この励起光カットフィルタ１８は、励起光の波長帯域をカットすると共に、４５０ｎｍから４９０ｎｍの波長の光を透過するように設定されている。
この励起光カットフィルタ１８により、４５０ｎｍから４９０ｎｍの波長の蛍光が透過して検出器１９により検出される。
この検出器１９の検出信号は、ＴＣＳＰＣ２１に入力される。このＴＣＳＰＣ２１により第１の実施形態と同様にレーザパルスの照射（出射）タイミングから検出器１９により光子を検出したタイミングの時間が測定される。
【００５６】
この場合、ＴＣＳＰＣ２１は４０５ｎｍの励起光のもとでの第１の蛍光の蛍光寿命を算出するための時間の測定と、３７０ｎｍの励起光のもとでの第２の蛍光の蛍光寿命を算出するための時間の測定とを検出器１９の検出信号を用いて行う。
ＴＣＳＰＣ２１は、測定された時間の情報を蛍光寿命算出回路２５に出力する。蛍光寿命算出回路２５は、４０５ｎｍの励起光の場合における第１の蛍光寿命τ１ｂと、３７０ｎｍの励起光の場合の第２の蛍光寿命τ２ｂを算出して、判別回路２７に出力する。
具体的には、蛍光寿命算出回路２５は、蛍光寿命τ１ｂとして４０５ｎｍの励起光の場合における蛍光における第１成分の蛍光寿命（２成分分析の短い方の蛍光寿命）τ405ex-1を算出する。
【００５７】
また、蛍光寿命算出回路２５は、蛍光寿命τ２ｂとして３７０ｎｍの励起光の場合における蛍光における第２成分の蛍光寿命（２成分分析の長い方の蛍光寿命）τ370ex-2を算出する。
そして、蛍光寿命算出回路２５は、これら算出した蛍光寿命を判別回路２７に出力する。
判別回路２７は、２つの蛍光寿命τ405ex-1、τ370ex-2が腫瘍部の場合、正常部に比較してそれぞれ短くなる傾向を示す場合には、これら２つの蛍光寿命τ405ex-1、τ370ex-2における例えば積算値τ405ex-1×τ370ex-2を算出する。そして、判別回路２７は、２つの蛍光寿命τ405ex-1、τ370ex-2の積算値τ405ex-1×τ370ex-2が閾値よりも小さい値のときに腫瘍性病変の可能性が高いと判別する。
一方、積算値τ405ex-1×τ370ex-2が閾値よりも大きい場合には、腫瘍性病変の可能性が低いと判別する。
【００５８】
判別結果の情報は、画像処理回路２８に送られる。画像処理回路２８には、タイミング制御回路１３を介してＭＥＭＳミラー１２による走査位置の情報が入力される。画像処理回路２８は、判別結果の情報を、この判別結果がされた走査位置（つまり蛍光発生位置）と関連付けてメモリ２９に格納する。
【００５９】
画像処理回路２８は、判別結果の情報をモニタ６に出力する。モニタ６は、腫瘍性病変の可能性が高いと判別された生体組織３の位置を、腫瘍性病変の可能性が低いと判別された位置の場合とは、例えば異なる色で表示する。
本実施形態によれば、第１の実施形態の場合と同様に２つの蛍光寿命を用いて病変性判別を行うので、精度の高い判別を行うことができる。
なお、上述した実施形態では時間分解法により蛍光寿命を求める方法について述べているが、本発明は位相変調方式により蛍光寿命を求める場合についても応用可能である。
また、上述した実施例等を部分的に組み合わせる等して構成される実施形態も本発明に属する。
【符号の説明】
【００６０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｄ、７１…診断支援装置、１Ｃ…内視鏡装置、２Ａ，２Ｂ…レーザ光源、３…生体組織、４Ａ〜４Ｄ…内視鏡、５Ａ〜５Ｄ…プロセッサ、６…モニタ、８…ライトガイドファイバ、１１、１７…ダイクロイックミラー、１８ａ、１８ｂ…励起光カットフィルタ、１９ａ、１９ｂ…検出器、２１…ＴＣＳＰＣ、２５…蛍光寿命算出回路、２７…判別回路、２８…画像処理回路、７２…光源部、７３，７３Ａ…検出部、７４…蛍光寿命算出部、７４…病変判別部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６１】
【特許文献１】特表２００３−５３５６５９号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３２６４号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体に照射する励起光を発生する光源部と、
前記励起光の照射によって生じた蛍光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された蛍光に基づき、第１の蛍光寿命及び第２の蛍光寿命を算出する蛍光寿命算出部と、
前記第１の蛍光寿命と前記第２の蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部と、
を有する診断支援装置。
【請求項２】
被検体に照射する第１の励起光及び該第１の励起光とは波長の異なる第２の励起光を発生する光源部と、
前記第１の励起光の照射によって生じた第１の蛍光と前記第２の励起光の照射によって生じた第２の蛍光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記第１の蛍光及び前記第２の蛍光それぞれの蛍光寿命を算出する蛍光寿命算部と、
前記第１の蛍光及び前記第２の蛍光それぞれの蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部と、
を有する診断支援装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記励起光の照射によって生じた第１の波長帯域の蛍光と前記第１の波長帯域とは波長の異なる第２の波長帯域の蛍光を検出し、
前記蛍光寿命算出部は、前記検出部で検出された前記第１の波長帯域の蛍光に基づいた前記第１の蛍光寿命及び前記第２の波長帯域の蛍光に基づいた前記第２の蛍光寿命を算出することを特徴とする請求項１に記載の診断支援装置。
【請求項４】
前記病変判別部は、前記第１の蛍光寿命及び前記第２の蛍光寿命との相対比又は積算値を閾値と比較して病変判定を行うことを特徴とする請求項１又は３に記載の診断支援装置。
【請求項５】
さらに前記病変判別部による病変判別結果の情報を、その病変判別された蛍光を発生する被検体の位置に対応付けた画像情報として表示する表示装置を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つの請求項に記載の診断支援装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記蛍光として、腫瘍部と正常部とにおいて蛍光寿命の値が異なる特性を示す特定の波長帯域の蛍光を検出することを特徴とする請求項１に記載の診断支援装置。
【請求項７】
前記光源部及び前記検出部が着脱自在に接続され、前記励起光及び前記蛍光を導光する導光部が挿通された内視鏡を含む内視鏡装置を形成することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つの請求項に記載の診断支援装置。
【請求項８】
前記検出部は、被検体内のＦＡＤ（フラビンアデニンジヌクレオチド）、又はポルフィリンからの蛍光を検出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つの請求項に記載の診断支援装置。
【請求項９】
前記蛍光寿命算出部は、前記光源部から出射される前記励起光としてのレーザパルスの出射タイミングから前記検出部により検出された蛍光の検出タイミングまでの時間を複数回測定して、前記第１の蛍光寿命と前記第２の蛍光寿命とを算出することを特徴とする請求項１に記載の診断支援装置。
【請求項１】
被検体に照射する励起光を発生する光源部と、
前記励起光の照射によって生じた蛍光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された蛍光に基づき、第１の蛍光寿命及び第２の蛍光寿命を算出する蛍光寿命算出部と、
前記第１の蛍光寿命と前記第２の蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部と、
を有する診断支援装置。
【請求項２】
被検体に照射する第１の励起光及び該第１の励起光とは波長の異なる第２の励起光を発生する光源部と、
前記第１の励起光の照射によって生じた第１の蛍光と前記第２の励起光の照射によって生じた第２の蛍光を検出する検出部と、
前記検出部で検出された前記第１の蛍光及び前記第２の蛍光それぞれの蛍光寿命を算出する蛍光寿命算部と、
前記第１の蛍光及び前記第２の蛍光それぞれの蛍光寿命に基づいて病変判別を行う病変判別部と、
を有する診断支援装置。
【請求項３】
前記検出部は、前記励起光の照射によって生じた第１の波長帯域の蛍光と前記第１の波長帯域とは波長の異なる第２の波長帯域の蛍光を検出し、
前記蛍光寿命算出部は、前記検出部で検出された前記第１の波長帯域の蛍光に基づいた前記第１の蛍光寿命及び前記第２の波長帯域の蛍光に基づいた前記第２の蛍光寿命を算出することを特徴とする請求項１に記載の診断支援装置。
【請求項４】
前記病変判別部は、前記第１の蛍光寿命及び前記第２の蛍光寿命との相対比又は積算値を閾値と比較して病変判定を行うことを特徴とする請求項１又は３に記載の診断支援装置。
【請求項５】
さらに前記病変判別部による病変判別結果の情報を、その病変判別された蛍光を発生する被検体の位置に対応付けた画像情報として表示する表示装置を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１つの請求項に記載の診断支援装置。
【請求項６】
前記検出部は、前記蛍光として、腫瘍部と正常部とにおいて蛍光寿命の値が異なる特性を示す特定の波長帯域の蛍光を検出することを特徴とする請求項１に記載の診断支援装置。
【請求項７】
前記光源部及び前記検出部が着脱自在に接続され、前記励起光及び前記蛍光を導光する導光部が挿通された内視鏡を含む内視鏡装置を形成することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つの請求項に記載の診断支援装置。
【請求項８】
前記検出部は、被検体内のＦＡＤ（フラビンアデニンジヌクレオチド）、又はポルフィリンからの蛍光を検出することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つの請求項に記載の診断支援装置。
【請求項９】
前記蛍光寿命算出部は、前記光源部から出射される前記励起光としてのレーザパルスの出射タイミングから前記検出部により検出された蛍光の検出タイミングまでの時間を複数回測定して、前記第１の蛍光寿命と前記第２の蛍光寿命とを算出することを特徴とする請求項１に記載の診断支援装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２３３８４３（Ｐ２０１０−２３３８４３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８５５６９（Ｐ２００９−８５５６９）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（３０４０５０９２３）オリンパスメディカルシステムズ株式会社 (1,905)
【Ｆターム（参考）】
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