螢光觀察系統、螢光觀察裝置以及螢光觀察方法

2023-09-20 10:14:15 2

專利名稱：螢光觀察系統、螢光觀察裝置以及螢光觀察方法
技術領域：
本發明涉及螢光觀察系統、螢光觀察裝置以及螢光觀察方法。
背景技術：
以往已知用螢光圖像與反射光圖像相除，校正觀察距離和角度導致的螢光圖像的明亮度變動的方法(例如參見日本專利文獻1 專利文獻3)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1日本特開昭62-M7232號公報專利文獻2日本特公平3-587 號公報專利文獻3日本特開2006-175052號公報

發明內容
發明要解決的課題然而就螢光和反射光而言，所攝像的明亮度對於觀察距離的依賴性和對於觀察角度的依賴性不同，因此存在僅憑螢光圖像除以反射光圖像無法完全校正距離和角度的影響的問題。本發明就是鑑於上述情況而完成的，其目的在於提供一種螢光觀察裝置、螢光觀察系統以及螢光觀察方法，能夠通過充分去除殘留於相除後圖像的相對於距離與角度的依賴性來利用定量性較高的螢光圖像進行觀察。用於解決課題的手段本發明第1方面的螢光觀察系統具有螢光觀察裝置，其具有具備照射照明光和激勵光的光源的照明部、對在被攝體產生的螢光進行攝影並獲得螢光圖像的螢光攝像部、 對從被攝體返回的返回光進行攝影並獲得參照圖像的返回光攝像部、以及使用該返回光攝像部獲得的參照圖像對上述螢光攝像部攝像的螢光圖像進行校正的圖像校正部；校正裝置，其與該螢光觀察裝置連接，具有標準樣本以及以能夠變更的方式對該標準樣本設定上述螢光觀察裝置的觀察距離和觀察角度的觀察狀態設定機構；以及觀察條件調節部，其根據該校正裝置設定的觀察距離和觀察角度以及通過上述螢光觀察裝置對上述標準樣本進行攝影而獲得的螢光圖像和參照圖像，調節觀察條件，該觀察條件調節部根據上述校正裝置設定的觀察距離和觀察角度以及通過上述螢光觀察裝置對上述標準樣本進行攝影而獲得的螢光圖像和參照圖像，計算指數a d，調節上述觀察條件使得ε = ad-bc小於等於既定閾值ε _的方式，上述圖像校正部進行如下處理FLrevice = FLafter/RLafter其中，FLraiee是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter = AXFLbeforexRLafter = BXRLbefor/
FLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值，A、B 是常數，χ = (cn-dm) / (bc-ad)(1)y = (an-bm) / (bc-ad)(2)a是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，rD|ffl| τθ|η| ^ l+efflax(3)rD = Dmax/Dminre = cos θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離，Dfflin是設想的最小觀察距離，θ max是設想的最大觀察角度，emin是設想的最小觀察角度(其中，0°彡θ-< θ·彡90° )，m、η是滿足式(3)的任意常數，emas (FLafter/RLafter) mas~ (FLafter/RLafter) min~l(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值，其中，當bc-ad = 0時，x、y根據滿足χ y = c a = d b的任意實數來設定。根據本發明的第1方面，在螢光觀察之前將螢光觀察裝置設置於校正裝置，從而能夠根據使用標準樣本攝影得到的圖像，通過觀察條件調節部的工作，計算出螢光觀察裝置中更為正確的指數a d，而且能夠設定ε小於等於閾值ε _這樣的觀察條件。由此能夠在不受到螢光觀察裝置所存在的個體差異和存在拆裝部件時的個體差異的影響，設定充分降低了對於觀察距離和觀察角度的依賴性的適當的指數X、y。即，在進行螢光觀察時，若從照明部向被攝體照射激勵光，則存在於被攝體內的螢光物質會被激勵而產生螢光。所產生的螢光被螢光攝像部攝影而獲得螢光圖像。而從照明部向被攝體照射照明光時，在被攝體表面反射等而返回的返回光會被返回光攝像部攝影而獲得參照圖像。圖像校正部使用參照圖像校正所獲得的螢光圖像。其中，所獲得的螢光圖像的各像素的亮度值FLbrftm和參照圖像的亮度值RLbrftm分別為I7Ueftm ^ DaCOSb θ ,RLbefore - DcCosd θ，對於距離和角度具有各自的依賴性。於是考慮通過某指數χ對亮度值FLbrftm求冪，通過某指數y對亮度值RLbrftm求冪，從而降低這些依賴性，此時，使用如上計算出的指數a d和滿足式(3)的常數m、n，還使用通過式(1)、(2)計算出的指數x、y，從而能抑制觀察條件導致的變動，獲得將對於觀察距離和觀察角度的依賴性抑制在最大允許誤差率的範圍內的螢光圖像，能進行定量性較高的螢光觀察。本發明的第2方面的螢光觀察系統具有螢光觀察裝置，其具有具備照射照明光和激勵光的光源的照明部、對在被攝體產生的螢光進行攝影並獲得螢光圖像的螢光攝像部、對從被攝體返回的返回光進行攝影並獲得參照圖像的返回光攝像部、以及使用該返回光攝像部獲得的參照圖像對上述螢光攝像部攝像的螢光圖像進行校正的圖像校正部；校正裝置，其與該螢光觀察裝置連接，具有標準樣本以及以能夠變更的方式對該標準樣本設定上述螢光觀察裝置的觀察距離和觀察角度的觀察狀態設定機構；以及觀察條件調節部，其調節觀察條件，該觀察條件調節部根據上述校正裝置設定的觀察距離和觀察角度以及通過上述螢光觀察裝置對上述標準樣本進行攝影而獲得的螢光圖像和參照圖像，計算指數a d，調節上述觀察條件使得ε = ad-bc小於等於既定閾值ε max，上述圖像校正部進行如下處理FLrevice = (FLafter/RLafter)lA其中，FLraiee是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter = AXFLbeforexRLafter = BXRLbefor/FLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值，A、B 是常數，χ y = c (a-m) = d (b_n)(4)a是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，rD|ffl| τθ|η| ^ l+efflax(3)rD = Dmax/Dminre = cos θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離，Dfflin是設想的最小觀察距離，θ max是設想的最大觀察角度，emin是設想的最小觀察角度(其中，0° ( emin<)，m、η是滿足式(3)和式(4)的任意常數，emas (FLafter/RLafter) mas~ (FLafter/RLafter) min~l(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值。根據本發明第2方面，實施了通過指數χ求冪以降低依賴度的處理之後，再通過指數l/χ求冪，從而能夠在保持最終獲得的所校正的螢光圖像的亮度值與被攝體內包含的螢光物質的濃度的比例關係的情況下，降低距離和角度的依賴性。在上述第1方面和第2方面之中，可以m = 0。這樣能消除對於影響較大的觀察距離的依賴性，將對於觀察角度的依賴性收斂於容許誤差的範圍內，能進行定量性更高的螢光觀察。本發明第3方面的螢光觀察裝置具有具備照射照明光和激勵光的光源的照明部；對在被攝體產生的螢光進行攝影並獲得螢光圖像的螢光攝像部；對從被攝體返回的返回光進行攝影並獲得參照圖像的返回光攝像部；使用該返回光攝像部獲得的參照圖像對上述螢光攝像部所拍攝的螢光圖像進行校正的圖像校正部；拆裝部件，其為了變更觀察條件而被拆裝；識別信息輸入裝置，其輸入該拆裝部件所附的識別信息；存儲部，其將上述識別信息、指數χ、y、上述觀察條件對應起來存儲；以及觀察條件調節部，其在安裝有上述拆裝部件時，設定為與上述識別信息輸入裝置所輸入的上述識別信息對應地存儲於上述存儲部的觀察條件，上述圖像校正部使用與上述識別信息輸入裝置所輸入的上述識別信息對應地存儲於上述存儲部的指數χ、y進行如下處理FLrevice = FLafter/RLafter其中，FLraiee是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter = AXFLbeforexRLafter = BXRLbefor/FLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值，A、B 是常數，χ = (cn-dm) / (bc-ad)(1)y = (an-bm) / (bc-ad)(2)a是對朝上述被攝體照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述被攝體照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述被攝體照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述被攝體照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，rD|ffl| τθ|η| ^ l+efflax(3)rD = Dmax/Dmin
_] re = cos θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離，Dfflin是設想的最小觀察距離，θ max是設想的最大觀察角度，emin是設想的最小觀察角度(其中，0° ( emin<)，
m、η是滿足式(3)的任意常數，emas (FLafter/RLafter) mas~ (FLafter/RLafter) min~l(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值，其中，當bc-ad = 0時，x、y根據滿足χ y = c a = d b的任意實數來設定。本發明第4方面的螢光觀察裝置具有具備照射照明光和激勵光的光源的照明部；對在被攝體產生的螢光進行攝影並獲得螢光圖像的螢光攝像部；對從被攝體返回的返回光進行攝影並獲得參照圖像的返回光攝像部；使用該返回光攝像部獲得的參照圖像對上述螢光攝像部所拍攝的螢光圖像進行校正的圖像校正部；拆裝部件，其為了變更觀察條件而被拆裝；識別信息輸入裝置，其輸入該拆裝部件所附的識別信息；存儲部，其將上述識別信息、指數χ、y、上述觀察條件對應起來存儲；以及觀察條件調節部，其在安裝有上述拆裝部件時，設定為與上述識別信息輸入裝置所輸入的上述識別信息對應地存儲於上述存儲部的觀察條件，上述圖像校正部使用與上述識別信息輸入裝置所輸入的上述識別信息對應地存儲於上述存儲部的指數χ、y進行如下處理FLrevice = (FLafter/RLafter)lA其中，FLraiee是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter = AXFLbeforexRLafter = BXRLbefor/FLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值，A、B 是常數，χ y = c (a-m) = d (b_n)(4)a是對朝上述被攝體照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述被攝體照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，C是對朝上述被攝體照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述被攝體照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，rD|ffl| τθ|η| ^ l+efflax(3)rD = Dfflax/Dfflinre = cos θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離，Dfflin是設想的最小觀察距離，θ max是設想的最大觀察角度，emin是設想的最小觀察角度(其中，0° ( θ-< emax^90° )，m、η是滿足式(3)和式(4)的任意常數，
max ^FLafter/RLafter) max 丁 (FLafter/RLafter) min—1(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值。根據本發明的第4方面，當對拆裝部件進行拆裝而變更觀察條件並從識別信息輸入部輸入了拆裝部件所附的識別信息時，能夠設定在存儲部中與識別信息對應起來存儲的觀察條件和指數x、y。作為拆裝部件，例如能舉出內窺鏡裝置的內窺鏡(scoope)等。此時， 作為通過拆裝部件的拆裝而變更的觀察條件，可舉出物鏡光學系統的NA和瞳徑、可觀察的螢光波長等，作為通過觀察條件調節部而調節的觀察條件，可舉出ε小於等於閾值這樣的照明光的波長和物鏡光學系統的光圈值或者照明部的光圈值。例如當通過內窺鏡的更換而變更了物鏡光學系統的NA和瞳徑的情況下，通過觀察條件調節部對照明光的波長進行了調節，能對於所變更的觀察條件和所調節的觀察條件設定最能夠降低距離依賴性和角度依賴性的指數x、y，在觀察條件變動的情況下也能夠進行定量性較高的螢光觀察。在上述第3方面和第4方面之中，可以m = 0。這樣能消除對於影響較大的觀察距離的依賴性，將對於觀察角度的依賴性收斂於容許誤差的範圍內，能進行定量性更高的螢光觀察。在上述第2方面和第4方面中，上述觀察條件調節部可以是調節上述照明光的波長的波長調節部。在上述第2方面和第4方面中，還可以具有會聚從上述被攝體返回的螢光和返回光的物鏡光學系統，上述觀察條件調節部可以是上述物鏡光學系統所設置的可變光圈。在上述任一方面中，上述觀察條件調節部可以是調節上述照明光和上述激勵光的光束直徑的可變光圈。通過改變照明光的波長、物鏡光學系統的開口直徑、照明光和激勵光的光束直徑， 也能夠使被攝體中光的散射和路徑發生變化，因此表示觀察距離和觀察角度的依賴性的指數a d會發生變動，而用於對其進行校正的指數χ、y也會發生變化。因此能夠通過對觀察條件的調節而獲得用於得到充分抑制了觀察距離和觀察角度的依賴性的校正螢光圖像， 由此能進行定量性更高的螢光觀察。本發明第5方面的螢光觀察方法在變更觀察距離和觀察角度的同時向標準樣本照射照明光和激勵光，對在上述標準樣本產生的螢光進行攝影，獲得觀察距離和/或觀察角度不同的多個螢光圖像，對從上述標準樣本返回的返回光進行攝影，獲得觀察距離和/ 或觀察角度不同的多個參照圖像，根據所獲得的多個螢光圖像和參照圖像，計算指數a d，預先調節觀察條件使得ε = ad-bc小於等於既定閾值ε max，向被攝體照射照明光和激勵光，使用對從被攝體返回的返回光進行攝影而獲得的參照圖像，對拍攝在被攝體產生的螢光而獲得的螢光圖像進行如下校正處理FLrevice 一 FLafter/RLafter其中，FLraiee是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter = AXFLbeforexRLafter = BXRLbefor/
FLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值，A、B 是常數，χ = (cn-dm) / (bc-ad)(1)y = (an-bm) / (bc-ad)(2)a是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是時朝上述標準樣本照射既定強度的照明光對上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，rD|ffl| τθ|η| ^ l+efflax(3)rD = Dfflax/Dfflinre = cos θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離，Dfflin是設想的最小觀察距離，θ max是設想的最大觀察角度，emin是設想的最小觀察角度(其中，0° ( emin<)，m、η是滿足式(3)的任意常數，Gmas (FLafter/RLafter) mas~ (FLafter/RLafter) min—1(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值，其中，當bc-ad = 0時，x、y根據滿足χ y = c a = d b的任意實數來設定。本發明第6方面的螢光觀察方法在變更觀察距離和觀察角度的同時向標準樣本照射照明光和激勵光，對在上述標準樣本產生的螢光進行攝影，獲得觀察距離和/或觀察角度不同的多個螢光圖像，對從上述標準樣本返回的返回光進行攝影，獲得觀察距離和/ 或觀察角度不同的多個參照圖像，根據所獲得的多個螢光圖像和參照圖像，計算指數a d，預先調節觀察條件使得ε = ad-bc小於等於既定閾值ε max，向被攝體照射照明光和激勵光，使用對從被攝體返回的返回光進行攝影而獲得的參照圖像，對拍攝在被攝體產生的螢光而獲得的螢光圖像進行如下校正處理FLrevice = (FLafterALafter)1 A其中，FLraiee是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter = AXFLbeforexRLafter = BXRLbefor/FLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值，A、B 是常數，
χ y = c (a-m) = d (b_n) (4)a是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，rD|ffl| τθ|η| ^ l+efflax(3)rD = Dfflax/Dfflinre = cos θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離，Dfflin是設想的最小觀察距離，θ max是設想的最大觀察角度，emin是設想的最小觀察角度(其中，0° ( θ-< emax^90° )，m、η是滿足式(3)和式(4)的任意常數，emax (FLafter/RLafter) mas~ (FLafter/RLafter) min~l(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值。發明效果本發明可獲得如下效果能通過充分去除殘留於相除後圖像的對距離和角度的依賴性來利用定量性較高的螢光圖像進行觀察。


圖1是示出本發明的一個實施方式的螢光觀察系統的整體構成圖。圖2是示出圖1的螢光觀察系統的校正裝置的圖。圖3是示出圖1的螢光觀察系統的依賴常數確定部對指數x、y的設定方法的流程圖。圖4是說明圖3的流程圖中指數a d的計算子程序的流程圖。圖5是示出圖1的螢光觀察系統的第1變形例的整體構成圖。圖6是示出圖1的螢光觀察系統的第2變形例的整體構成圖。圖7是說明開口具有有限大小時在被攝體上的照射面的照度與距離的關係的圖。圖8A是示出對圖7中改變了開口直徑時的既定條件下獲得的照度的觀察距離特性進行冪近似而得到的圖表的圖。圖8B是示出對圖7中改變了開口直徑時的既定條件下獲得的照度的觀察距離特性進行冪近似而得到的圖表的圖。
圖8C是示出對圖7中改變了開口直徑時的既定條件下獲得的照度的觀察距離特性進行冪近似而得到的圖表的圖。圖9是示出圖1的螢光觀察系統的第3變形例的整體構成圖。圖IOA是說明圖1的螢光觀察系統中距離依賴性的測量的圖。圖IOB是說明圖1的螢光觀察系統中角度依賴性的測量的圖。圖IlA是示出基於圖IOA的測量結果的觀察距離特性與基於該特性的冪近似曲線的圖表的圖。圖IlB是示出基於圖IOB的測量結果的觀察角度特性與基於該特性的冪近似曲線的圖表的圖。圖IlC是示出基於圖IOA的測量結果的觀察距離特性與基於該特性的冪近似曲線的圖表的圖。圖IlD是示出基於圖IOB的測量結果的觀察角度特性與基於該特性的冪近似曲線的圖表的圖。圖12是示出本發明的一個實施方式的螢光觀察裝置的整體構成圖。
具體實施例方式下面參照

本發明一個實施方式的螢光觀察系統1。如圖1所示，本實施方式的螢光觀察系統1具有由內窺鏡裝置構成的螢光觀察裝置100、組合到該螢光觀察裝置100的校正裝置101。螢光觀察裝置100具有插入到體內的細長的插入部2、光源(照明部)3、從插入部 2的前端向被攝體X照射來自該光源3的照明光和激勵光的照明單元(照明部)4、設置於插入部2的前端以獲得作為被攝體X的活體組織的圖像信息的攝像單元5、配置於插入部2 的基端側以對攝像單元5獲得的圖像信息進行處理的圖像處理部6、顯示該圖像處理部6所處理的圖像G的監視器7。光源3具有2個氙燈8、從一個氙燈8所發出的照明光中切取激勵光(例如長頻帶650 740nm)的激勵濾波器9、可以變更從另一個氙燈8所發出的照明光中切取的波長的過濾轉臺(turret)(波長調節部；觀察條件調節部)10、會聚通過濾波器9和過濾轉臺10 切取出的激勵光和照明光的耦合透鏡11、將該耦合透鏡11所會聚的激勵光和照明光合併為同一光路的二向色鏡12。圖中的符號13是鏡片。照明單元4具有配置於插入部2的長度方向的大致全長範圍，弓丨導耦合透鏡11所會聚的激勵光和照明光的光導纖維14 ；設置於插入部2的前端，使光導纖維14所引導的激勵光和照明光擴散，照射到與插入部2的前端面加相對的被攝體X的照明光學系統15。攝像單元5具有會聚從被攝體X的既定觀察範圍返回的返回光的物鏡16 ；對該物鏡16會聚的返回光中大於等於激勵波長的光(激勵光和螢光)進行反射，並透射波長比激勵波長短的照明光的二向色鏡17 ；分別會聚通過了二向色鏡17的照明光和被二向色鏡17 反射的螢光的2個聚光透鏡(攝像光學系統)18 ；對聚光透鏡18會聚的螢光和照明光進行攝像的如CXD那樣的2個攝像元件19、20。圖中的符號21是從二向色鏡17反射的光中切斷激勵光的激勵光截止濾波器。圖像處理部6具有根據攝像元件19獲得的參照圖像信息S1生成參照圖像G1的參照圖像生成部22、根據攝像元件20獲得的螢光圖像信息&生成螢光圖像( 的螢光圖像生成部23、根據這些通過參照圖像生成部22和螢光圖像生成部23生成的參照圖像G1和螢光圖像&生成校正後的螢光圖像&的圖像校正部對、將該圖像校正部M生成的所校正的螢光圖像&與參照圖像生成部22所生成的參照圖像G1合成起來生成圖像G的圖像合成部 25。其中，作為螢光圖像( ，例如使用螢光色素Cy7組成的螢光圖像即可。尤其，若事先向被攝體X投放將對於腫瘤特異性螢光藥劑、例如癌特異性分子CEA的抗體(Anti-CEA 抗體)與Cy7結合起來的螢光藥劑，則能獲得腫瘤特異性螢光圖像(；2。作為參照圖像G1，例如使用基於照明光在被攝體X表面反射的返回光和在被攝體X內部散射的返回光的圖像即可。圖像處理部6還具有依賴常數確定部沈，該依賴常數確定部沈根據從後述的校正裝置101發送來的距離和角度信息以及從參照圖像生成部22發送來的參照圖像G1和從螢光圖像生成部23發送來的螢光圖像(；2，計算後述的指數χ、y。依賴常數確定部沈切換使過濾轉臺10動作而切取的照明光的波長，同時向校正裝置101輸出啟動信號&，對各照明光的波長計算後述的指數a d。而且依賴常數確定部沈求出ε = I ad-bc I最小的照明光的波長，設定過濾轉臺10使得該波長的濾波器IOa 配置於光路上，並根據此時的指數a d選擇指數x、y。依賴常數確定部沈和過濾轉臺10 構成觀察條件調節部。此處說明依賴常數確定部沈的指數a d的計算方法。S卩，改變從照明單元4到被攝體X的距離D，同時對於距離D標繪從照明單元4向被攝體X照射激勵光和照明光而獲得的螢光圖像( 和參照圖像G1中預先確定的區域的亮度值的平均值。對如上獲得的距離特性進行冪近似，即使其回歸冪函數Da、D%從而獲得表示對觀察距離D的依賴性的指數a、c。同樣地，改變照明單元4的光軸與被攝體X的角度θ，同時對於角度的餘弦值 COS θ標繪從照明單元4向被攝體X照射激勵光和照明光而獲得的螢光圖像( 和參照圖像 G1中預先確定的區域的亮度值的平均值。對如上獲得的餘弦特性進行冪近似、即使其回歸為冪函數Cosb θ、Cosd θ，從而獲得表示對觀察角度θ的依賴性的指數b、d。接著說明依賴常數確定部沈的指數χ、y的計算方法。通常螢光圖像(；2和參照圖像G1相對於觀察距離D和觀察角度θ具有如下依賴性。FLbefore - DaCOSb θ、RLbefore - DcCosd θ將其直接相除可得FLbef。re/RLbef。re - Da-cCosw θ。其中，觀察距離D例如可以是從插入部2的前端到被攝體X表面的距離，觀察角度 θ例如可以是被攝體X的表面法線與物鏡16的光軸(或插入部2的長軸方向)構成的角度。於是，當將指數x、y分別求冪為螢光圖像G2、參照圖像G1的亮度值的情況下，成為FLbeforeVRLbefor/ - Da^coSb^dy θ，因此設m = ax-cy、η = bx-dy,設定指數χ、y使得m、η為允許限度。BP, χ = (cn-dm) / (bc-ad) (1)
y = (an-dm) / (bc-ad) (2)，當分母bc-ad = 0的情況下，設定指數x、y使得χ y = c a = d b。設所設想的最大觀察距離為Dmax、最小的觀察距離為Dmin、所設想的最大觀察角度為、最小的觀察角度為9min(0° ( θω η< 彡90° )，則各自的比rD、r0為！^ =Dmax/Dmin，γθ = cos θ min/cos θ _，使用校正螢光圖像的最大允許誤差率emax，計算滿足 rD|m| Telnl ^ l+efflax (3)的 m、n。此時，所設想的觀察距離D的範圍例如可通過物鏡16的被攝場深度求出，所設想的觀察角度θ的範圍例如可通過物鏡16的視場角求出。emax 可通過(FLafter/RLafter) max~ (FLafter/RLafter) min = 1+『χ求出。因此首先設定最大允許誤差率^5max，接著設定滿足式(3)的m、n，根據所設定的m、 η設定滿足式⑴和式(2)的χ、y即可。圖像合成部25例如以並列配置參照圖像G1與所校正的螢光圖像( 並將它們同時顯示於監視器7的方式合成圖像G，並輸出給監視器7。圖像校正部M具有對參照圖像生成部22生成的參照圖像G1和螢光圖像生成部 23生成的螢光圖像( 實施前處理的前處理部27、用在該前處理部27實施了前處理的螢光圖像(V除以實施了前處理的參照圖像G/的除法處理部28。前處理部27實施如下的圖像處理方法。FLafter = AXFLbeforex(5)RLafter = BXRLbefor/(6)，其中，FLbrf_、RLbefore是所獲得的螢光圖像G2、參照圖像G1的亮度值，FLafter, RLafter是進行了前處理的螢光圖像(V、參照圖像G/的亮度值，A、B 是常數。除法處理部28對於每個像素使用上述前處理後的螢光圖像G2』的亮度值FLafte 和參照圖像G/的亮度值RLafte，進行如下除法運算，獲得校正後的螢光圖像( 的亮度值
FI
1 j^revice °FLrevice 一 FLafter/RLafter如圖2所示，校正裝置101具有固定插入部2的支座四、與固定於該支座四的插入部2的前端面加隔開觀察距離相對的標準樣本30、變更插入部2的前端面加與標準樣本30之間的觀察距離D的直動工作檯31、變更標準樣本30相對於物鏡16的光軸的表面角度(觀察角度)的傾斜工作檯32、控制這些工作檯31、32的控制部33。其中，參照圖3和圖4說明依賴常數確定部沈對指數X、y的設定方法。如圖3所示，依賴常數確定部沈首先啟動過濾轉臺10，切換配置於光路上的濾波器IOa (步驟Si)。然後依賴常數確定部沈實施指數a d計算步驟S2。如圖4所示，在指數a d計算步驟S2中由依賴常數確定部沈向控制部33輸出啟動信號& (步驟S21)，控制部33接受到來自依賴常數確定部沈的啟動信號&，驅動各工作檯31、32。控制部33首先以使得插入部2的前端面加處於觀察開始距離的方式向標準樣本 30的表面驅動直動工作檯31 (步驟S2》，將此時的觀察距離D輸出給螢光觀察裝置100的依賴常數確定部沈(步驟S2!3)。在該狀態下，從照明單元4向標準樣本30照射照明光和激勵光，對返回光和螢光進行攝影(步驟S24)。將在螢光圖像生成部21生成的螢光圖像(；2的亮度值和在參照圖像生成部21生成的參照圖像G1的亮度值發送給依賴常數確定部26 (步馬聚S25)ο然後控制部33重複多次上述步驟S22 S25的處理，直到達到預先確定的次數 (步驟S26)。由此，移動標準樣本30，使得插入部2的前端面加與標準樣本30的表面的距離為多點觀察距離D，每次移動都將觀察距離D輸出給依賴常數確定部26。在各觀察距離 D獲得的螢光圖像&的亮度值和參照圖像G1的亮度值從螢光圖像生成部23和參照圖像生成部22發送給依賴常數確定部26。由此，在依賴常數確定部沈中存儲多個觀察距離D和與多個觀察距離D對應起來的螢光圖像&和參照圖像G1的亮度值的數據組。而且當匯集了預先確定數量的據組時，如上所述將其回歸為冪函數(步驟S27)，計算出表示對於觀察距離D的依賴性的指數a、c (步驟 S28)。接下來，控制部33驅動直動工作檯31和傾斜工作檯32，使得插入部2的前端面加相對於標準樣本30的表面成為觀察開始的距離和角度(步驟S29)，將此時的觀察角度 θ輸出給螢光觀察裝置100的依賴常數確定部沈(步驟S30)。在該狀態下，從照明單元4 向標準樣本30照射照明光和激勵光，對返回光和螢光攝影(步驟S31)。將在螢光圖像生成部23生成的螢光圖像( 的亮度值和在參照圖像生成部22生成的參照圖像G1的亮度值發送給依賴常數確定部沈(步驟S32)。然後，控制部33重複多次上述步驟S29 S32，直到達到預先確定的次數(步驟 S33)。由此，移動標準樣本30使得插入部2的前端面加與標準樣本30的表面的角度為多點觀察角度θ，每次移動都將觀察角度θ輸出給依賴常數確定部沈。在各觀察角度θ獲得的螢光圖像( 的亮度值和參照圖像G1的亮度值從螢光圖像生成部23和參照圖像生成部 22發送給依賴常數確定部沈。由此，在依賴常數確定部沈中存儲多個觀察角度θ和與多個觀察角度θ對應起來的螢光圖像( 和參照圖像G1的亮度值的數據組，當匯集了預先確定數量的個數據組時，如上所述將其回歸為冪函數(步驟S34)，計算出表示對於觀察角度 θ的依賴性的指數b、d (步驟S3Q。由此結束指數a d計算步驟S2。接著，依賴常數確定部計算ε = ad-bc (步驟S3)，將ε、a d和照明光的波長對應起來存儲(步驟S4)，對所需的所有波長判定是否計算出指數a d (步驟SQ。當沒有對所需的所有波長計算出指數a d時，返回步驟Sl切換照明光的波長，重複步驟S2 步驟S5。而當對所需的所有波長計算出指數a d時，比較ε，確定為最小值的照明光的波長和指數a d (步驟S6)。然後，依賴常數確定部沈設定過濾轉臺10使得所確定的照明光的波長被照射 (步驟S7)。進而，依賴常數確定部沈使用根據如上求出的指數a d和預先設定的允許誤差^ax而設定的常數m、η,計算用於校正亮度變動的指數χ、y (步驟S8)。其中，若假設能夠設定為m = η = 0，則能夠將允許誤差emax設定為無限接近0的值。即能夠將誤差抑制在最小限度。另一方面，當通常對m = ax-cy、η = bx-dy將常數m、η設定為m = η = 0時，由於不存在Χ = y = 0之外的解，因此無法進行如上設定。其中，設|ad-bc| = ε，若能夠設定照明光的波長以獲得對於ε =0的觀察距離D的依賴性或對於觀察角度θ的依賴性，則對於m = ax-cy, η = bx-dy將常數m、η設定為m = η = 0時，也能夠設定使得χ y = c a = d b 的指數 x、y。因此，優選將照明光的波長設定為ε =0或儘可能接近0的值。這樣就能夠大致消除校正後的螢光圖像&的對於觀察距離D和觀察角度θ的依賴性這雙方，能使誤差大致為零，能夠最大限度提升螢光圖像&的定量性。據此，選擇能獲得對於觀察距離和觀察角度的依賴性的照明光的波長，使得ε為最小值即儘可能接近0的值，從而能將誤差抑制在最小限度。也就是說，存在將允許誤差 emax設定為儘可能小的值也能滿足式(3)的常數m、n，能夠根據常數m、n設定指數x、y。例如當作為螢光觀察裝置100應用於內窺鏡的情況下，即便存在硬性鏡和軟性鏡那樣種類的不同或者上部消化道內窺鏡和下部消化道內窺鏡等觀察部位的不同等，也能對其分別設定ε為最小的照明光的波長，因此能設定分別與之對應的最佳校正用指數x、y。 即使是相同種類的螢光觀察裝置100，也無關於個體差異，能夠對每個裝置設定ε為最小的照明光的波長，能設定分別與之對應的最佳指數χ、y。根據如上構成的本實施方式的螢光觀察系統1，能夠以彼此不同的依賴性在可允許的範圍內充分降低在螢光圖像&和參照圖像G1內包含的觀察距離D和觀察角度θ的依賴性。因此具有能獲得定量性較高的校正後的螢光圖像&，能精度良好地進行觀察的優點。在本實施方式中，在攝像元件19、20獲得的參照圖像G1和螢光圖像( 中含有攝像元件19、20的暗電流和讀取所導致的噪聲。進行除法處理時，若參照圖像G1存在亮度值為零的像素，則除法結果會變得無窮大，無法進行適當校正。於是可以在前處理部27對螢光圖像( 賦予去除暗電流和讀取所導致的噪聲分量的補償(offset)，對參照圖像G1賦予去除暗電流和讀取所導致的噪聲分量之後使得所有像素的像素值不會為零的補償。在本實施方式中，選擇的是能設定ε為最小的指數x、y的照明光的波長，也可以代之設置既定閾值，選擇能設定成為ε ^ 的指數x、y的照明光的波長。作為本實施方式的標準樣本30，既可以使用具有與希望觀察的活體相同的散射和吸收特性的模型，也可以使用人或動物(豬和鼠等)的切除組織。在本實施方式中，作為觀察條件調節部舉例示出了波長調節部即過濾轉臺10，但也可以採用滑動式切換濾波器和音響光學元件等其他任意單元作為波長調節部。可以如圖 5所示，取代過濾轉臺10，在物鏡16的後級設置可變光圈36，調節物鏡16的開口，從而能使得指數a d為最佳。圖中的符號37是使照明光和激勵光的波長頻帶通過的濾波器。所觀察的光不僅包括被攝體X表面的反射光，還包括很多在被攝體X內部散射並返回的光。物鏡16的開口越大，則越能較多地取入多重散射後從大幅偏離光軸的部位傳播來的光。即，開口越大則從被攝體X內部返回的光的作用就越大。由於被攝體X的表面反射與內部空間的返回光的比率同對於觀察距離D和觀察角度θ的依賴性相關，因此通過調整開口就能調節指數a d。如圖6所示，可以在照明單元4設置可變光圈38。例如當開口為點的情況下，被攝體X處的照度與距離的平方成反比例，然而開口不為點的情況下會偏離與平方成反比例的關係。此處作為例子，考察照明光以光軸為中心具有高斯分布，開口具有有限大小時在被攝體X上的照射面的照度與距離的關係。如圖7所示，考慮存在於照明光的光軸上，相比照明光學系統15的開口離開距離Cl1的被攝體X上的照射面的照度與距離的變化。設開口半徑為 ，距離為屯。這裡表示的是在照明光光學系統的開口平面上離開光軸a/ 』+(! 』，從角度θ θ+(1θ的範圍放出的光到達照射面時的照度。角度θ如圖7下側的圖那樣(從下方觀察照明光學系統的開口的圖)定義。2根單點劃線是與照明光學系統的光軸交叉並彼此垂直的直線。作為與照明光的分布成比例的常數α、照明光的總強度Ε， 如下示出照射面的照度。式1
權利要求
1. 一種螢光觀察系統，其具有螢光觀察裝置，其具有具備照射照明光和激勵光的光源的照明部、對在被攝體產生的螢光進行攝影並獲得螢光圖像的螢光攝像部、對從被攝體返回的返回光進行攝影並獲得參照圖像的返回光攝像部、以及使用該返回光攝像部獲得的參照圖像對上述螢光攝像部所拍攝的螢光圖像進行校正的圖像校正部；校正裝置，其與該螢光觀察裝置連接，具有標準樣本以及以能夠變更的方式對該標準樣本設定上述螢光觀察裝置的觀察距離和觀察角度的觀察狀態設定機構；以及觀察條件調節部，其根據該校正裝置設定的觀察距離和觀察角度以及通過上述螢光觀察裝置對上述標準樣本進行攝影而獲得的螢光圖像和參照圖像，調節觀察條件，該觀察條件調節部根據上述校正裝置設定的觀察距離和觀察角度以及通過上述螢光觀察裝置對上述標準樣本進行攝影而獲得的螢光圖像和參照圖像，計算指數a d，調節上述觀察條件使得ε = ad-bc小於等於既定閾值ε·， 上述圖像校正部進行如下處理 FT = FI /RT1 j^revice 1 ^after'^ lvj^after其中，FLmire是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter 一 A X FLbefore RLafter — BX RLbrforeFLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值， A、B是常數，χ = (cn-dm) / (bc-ad)(1)y = (an-bm) / (bc-ad)(2)a是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數， rD|ffl|.reln|^l+efflax(3)r = Γ) /F) ι D "max/ "minΓ θ = COS θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離， Dfflin是設想的最小觀察距離， θ _是設想的最大觀察角度，0min是設想的最小觀察角度(其中，0° ( emin<)，m、η是滿足式(3)的任意常數，emax ^FLafter/RLafter) mas τ- (FLafter/RLafter) min—1(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值，其中，當bc-ad = 0時，x、y根據滿足χ y = c a = d b的任意實數來設定。
2. 一種螢光觀察系統，其具有螢光觀察裝置，其具有具備照射照明光和激勵光的光源的照明部、對在被攝體產生的螢光進行攝影並獲得螢光圖像的螢光攝像部、對從被攝體返回的返回光進行攝影並獲得參照圖像的返回光攝像部、以及使用該返回光攝像部獲得的參照圖像對上述螢光攝像部所拍攝的螢光圖像進行校正的圖像校正部；校正裝置，其與該螢光觀察裝置連接，具有標準樣本以及以能夠變更的方式對該標準樣本設定上述螢光觀察裝置的觀察距離和觀察角度的觀察狀態設定機構；以及觀察條件調節部，其調節觀察條件，該觀察條件調節部根據上述校正裝置設定的觀察距離和觀察角度以及通過上述螢光觀察裝置對上述標準樣本進行攝影而獲得的螢光圖像和參照圖像，計算指數a d，調節上述觀察條件使得ε = ad-bc小於等於既定閾值ε·， 上述圖像校正部進行如下處理FLrevice — (FLafter/RLafter)其中，FLmire是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter 一 A X FLbefore RLafter — BX RLbrforeFLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值， A、B是常數，χ ； y = c ； (a-m) = d ； (b_n)(4)a是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數， rD|ffl|.reln|^l+efflax(3)r = Γ) /F) ι D "max/ "minΓ θ = COS θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離， Dfflin是設想的最小觀察距離， θ _是設想的最大觀察角度，0min是設想的最小觀察角度(其中，0° ( emin<)，m、η是滿足式(3)和式(4)的任意常數，emax ^FLafter/RLafter) mas τ- (FLafter/RLafter) min—1(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值。
3.根據權利要求1或2所述的螢光觀察系統，其中，m= 0。
4.根據權利要求1或2所述的螢光觀察系統，其中，上述觀察條件調節部是調節上述照明光的波長的波長調節部。
5.根據權利要求1或2所述的螢光觀察系統，其中，具有會聚從上述被攝體返回的螢光和返回光的物鏡光學系統，上述觀察條件調節部是設置於上述物鏡光學系統的可變光圈。
6.根據權利要求1或2所述的螢光觀察系統，其中，上述觀察條件調節部是調節上述照明光和上述激勵光的光束直徑的可變光圈。
7.一種螢光觀察裝置，其具有具備照射照明光和激勵光的光源的照明部；對在被攝體產生的螢光進行攝影並獲得螢光圖像的螢光攝像部；對從被攝體返回的返回光進行攝影並獲得參照圖像的返回光攝像部；使用該返回光攝像部獲得的參照圖像對上述螢光攝像部所拍攝的螢光圖像進行校正的圖像校正部；拆裝部件，其為了變更觀察條件而被拆裝； 識別信息輸入裝置，其輸入該拆裝部件所附的識別信息； 存儲部，其將上述識別信息、指數x、y、上述觀察條件對應起來存儲；以及觀察條件調節部，其在安裝有上述拆裝部件時，設定為與上述識別信息輸入裝置所輸入的上述識別信息對應地存儲於上述存儲部的觀察條件，上述圖像校正部使用與上述識別信息輸入裝置所輸入的上述識別信息對應地存儲於上述存儲部的指數χ、y進行如下處理 FI = Fi /RTFLrevice 1 j^after7 ivj^after其中，FLmire是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter 一 A X FLbefore RLafter — BX RLbrforeFLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值， A、B是常數，χ = (cn-dm) / (bc-ad)(1)y = (an-bm) / (bc-ad)(2)a是對朝上述被攝體照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述被攝體照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述被攝體照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述被攝體照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數， rD|ffl|.reln|^l+efflax(3)r = Γ) /F) ι D "max/ "minΓ θ = COS θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離， Dfflin是設想的最小觀察距離， θ _是設想的最大觀察角度，0min是設想的最小觀察角度(其中，0° ( emin<)，m、η是滿足式(3)的任意常數，emax ^FLafter/RLafter) mas τ- (FLafter/RLafter) min—1(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值，其中，當bc-ad = 0時，x、y根據滿足χ y = c a = d b的任意實數來設定。
8. 一種螢光觀察裝置，其具有具備照射照明光和激勵光的光源的照明部；對在被攝體產生的螢光進行攝影並獲得螢光圖像的螢光攝像部；對從被攝體返回的返回光進行攝影並獲得參照圖像的返回光攝像部；使用該返回光攝像部獲得的參照圖像對上述螢光攝像部所拍攝的螢光圖像進行校正的圖像校正部； 拆裝部件，其為了變更觀察條件而被拆裝； 識別信息輸入裝置，其輸入該拆裝部件所附的識別信息； 存儲部，其將上述識別信息、指數x、y、上述觀察條件對應起來存儲；以及觀察條件調節部，其在安裝有上述拆裝部件時，設定為與上述識別信息輸入裝置所輸入的上述識別信息對應地存儲於上述存儲部的觀察條件，上述圖像校正部使用與上述識別信息輸入裝置所輸入的上述識別信息對應地存儲於上述存儲部的指數χ、y進行如下處理 FLrevice — (FLafter/RLafter) 其中，FLmire是校正後的螢光圖像的亮度值， FLafter 一 A X FLbefore RLafter — BX RLbrforeFLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值， A、B是常數，χ ； y = c ； (a-m) = d ； (b_n) (4)a是對朝上述被攝體照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述被攝體照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述被攝體照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述被攝體照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述被攝體的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數， rD|ffl|.reln|^l+efflax(3)r = Γ) /F) ι D "max/ "minΓ θ = COS θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離， Dfflin是設想的最小觀察距離， θ _是設想的最大觀察角度，0min是設想的最小觀察角度(其中，0° ( emin<)，m、η是滿足式(3)和式(4)的任意常數，emax ^FLafter/RLafter) mas τ- (FLafter/RLafter) min—1(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值。
9.根據權利要求7或8所述的螢光觀察裝置，其中，m= 0。
10.根據權利要求7或8所述的螢光觀察裝置，其中，上述觀察條件調節部是調節上述照明光的波長的波長調節部。
11.根據權利要求7或8所述的螢光觀察裝置，其中，上述螢光觀察裝置具有會聚從上述被攝體返回的螢光和返回光的物鏡光學系統，上述觀察條件調節部是設置於上述物鏡光學系統的可變光圈。
12.根據權利要求7或8所述的螢光觀察裝置，其中，上述觀察條件調節部是調節上述照明光和上述激勵光的光束直徑的可變光圈。
13.一種螢光觀察方法，在變更觀察距離和觀察角度的同時向標準樣本照射照明光和激勵光，對在上述標準樣本產生的螢光進行攝影，獲得觀察距離和/或觀察角度不同的多個螢光圖像，對從上述標準樣本返回的返回光進行攝影，獲得觀察距離和/或觀察角度不同的多個參照圖像，根據所獲得的多個螢光圖像和參照圖像，計算指數a d，預先調節觀察條件使得ε = ad-bc小於等於既定閾值ε·，向被攝體照射照明光和激勵光，使用對從被攝體返回的返回光進行攝影而獲得的參照圖像，對拍攝在被攝體產生的螢光而獲得的螢光圖像進行如下校正處理 FI = Fi /RT·1 j^revice 1 j^after7 ivj^after其中，FLmire是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter 一 A X FLbefore RLafter — BX RLbrforeFLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值， A、B是常數，χ = (cn-dm) / (bc-ad)(1)y = (an-bm) / (bc-ad)(2)a是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數， rD|ffl|.reln|^l+efflax(3)r = Γ) /F) ι D "max/ "minΓ θ = COS θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離， Dfflin是設想的最小觀察距離， θ _是設想的最大觀察角度，0min是設想的最小觀察角度(其中，0° ( emin<)，m、η是滿足式(3)的任意常數，emax ^FLafter/RLafter) mas τ- (FLafter/RLafter) min—1(FLeftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值，其中，當bc-ad = 0時，x、y根據滿足χ y = c a = d b的任意實數來設定。
14. 一種螢光觀察方法，在變更觀察距離和觀察角度的同時向標準樣本照射照明光和激勵光，對在上述標準樣本產生的螢光進行攝影，獲得觀察距離和/或觀察角度不同的多個螢光圖像，對從上述標準樣本返回的返回光進行攝影，獲得觀察距離和/或觀察角度不同的多個參照圖像，根據所獲得的多個螢光圖像和參照圖像，計算指數a d，預先調節觀察條件使得ε = ad-bc小於等於既定閾值ε·， 向被攝體照射照明光和激勵光，使用對從被攝體返回的返回光進行攝影而獲得的參照圖像，對拍攝在被攝體產生的螢光而獲得的螢光圖像進行如下校正處理FLrevice — (FLafter/RLafter)其中，FLmire是校正後的螢光圖像的亮度值，FLafter 一 A X FLbefore RLafter — BX RLbrforeFLbefore, RLbefore是所獲得的螢光圖像、參照圖像的亮度值， A、B是常數，χ ； y = c ； (a-m) = d ； (b_n)(4)a是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，b是對朝上述標準樣本照射既定強度的激勵光時上述螢光攝像部獲得的上述螢光圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數，c是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的距離特性進行冪近似而獲得的指數，d是對朝上述標準樣本照射既定強度的照明光時上述返回光攝像部獲得的上述參照圖像的亮度的從上述照明部到上述標準樣本的餘弦特性進行冪近似而獲得的指數， rD|ffl|.reln|^l+efflax(3)r = Γ) /F) ι D "max/ "minΓ θ = COS θ min/cos θ maxDfflax是設想的最大觀察距離， Dfflin是設想的最小觀察距離， θ _是設想的最大觀察角度，0min是設想的最小觀察角度(其中，0° ( emin<)，m、η是滿足式(3)和式(4)的任意常數，emax ^FLafter/RLafter) mas τ- (FLafter/RLafter) min—1(FLaftCT/RLaftJmax是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最大值，(FLaftCT/RLaftJmin是設想的最小觀察距離到最大觀察距離的範圍且最小觀察角度到最大觀察角度的範圍內的最小值。
全文摘要
本發明提供一種螢光觀察系統(1)，其充分去除了殘留於相除圖像的對於距離和角度的依賴性利用定量性較高的螢光圖像進行觀察。螢光觀察系統(1)具有螢光觀察裝置(100)；校正裝置(101)，其與螢光觀察裝置(100)連接，具有標準樣本(30)和以能夠變更的方式對該標準樣本(30)設定螢光觀察裝置(100)的觀察距離(D)和觀察角度(θ)的觀察狀態設定機構(31、32)；以及觀察條件調節部(10)，其根據所設定的觀察距離(D)和觀察角度(θ)以及通過螢光觀察裝置(100)對標準樣本(30)進行攝影而獲得的參照圖像(G1)和螢光圖像(G2)，調節觀察條件。
文檔編號A61B1/00GK102355844SQ20108001255
公開日2012年2月15日 申請日期2010年3月16日 優先權日2009年3月24日
發明者石原康成 申請人:奧林巴斯株式會社