本發(fā)明涉及活體觀察系統(tǒng)，尤其涉及能夠在對體腔內(nèi)的活體組織實施外科處置時使用的活體觀察系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

以往提出了能夠在對體腔內(nèi)的活體組織實施外科處置時使用的各種技術(shù)。

具體而言，例如，在國際公開號WO2013/134411號中公開了如下的結(jié)構(gòu)：一種在對體腔內(nèi)的活體組織實施外科處置時所使用的處置器具，其中，在該處置器具上設置有光學傳感器，該光學傳感器配置于接近手術(shù)中的手術(shù)區(qū)域的位置并且接受來自從光源發(fā)出的光所照射的該手術(shù)區(qū)域的返回光，該處置器具用于根據(jù)從該光學傳感器輸出的檢測信號而取得存在于該手術(shù)區(qū)域的活體組織的內(nèi)部的血管的特性。

但是，根據(jù)國際公開號WO2013/134411號所公開的結(jié)構(gòu)，設置于處置器具的光學傳感器的檢測范圍較窄，因此例如產(chǎn)生如下的問題：無法一次確認手術(shù)區(qū)域中的存在于活體組織的深部的期望的血管的分布狀態(tài)。因此，根據(jù)國際公開號WO2013/134411號所公開的結(jié)構(gòu)，例如產(chǎn)生如下的與上述的問題對應的課題：會給對體腔內(nèi)的活體組織實施外科處置的手術(shù)人員帶來過度的負擔。

本發(fā)明是鑒于上述的情況而完成的，其目的在于，提供如下的活體觀察系統(tǒng)：能夠減輕對體腔內(nèi)的活體組織實施外科處置的手術(shù)人員的負擔。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

用于解決課題的手段

本發(fā)明的一個方式的活體觀察系統(tǒng)具有：光源部，其構(gòu)成為至少提供第一照明光和第二照明光作為向包含活體組織在內(nèi)的被觀察區(qū)域照射的照明光，該第一照明光是可見區(qū)域的紅色光或近紅外光中的任意一方的光，該第二照明光是與所述第一照明光不同的可見區(qū)域的光；光檢測部，其構(gòu)成為接受根據(jù)所述照明光的照射而從所述被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光，并輸出與該接受到的返回光的強度對應的輸出信號；信號處理部，其構(gòu)成為通過對從所述光檢測部輸出的所述輸出信號進行頻率分析而提取頻譜信號，該頻譜信號表示根據(jù)所述第一照明光的照射而從所述被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光的頻譜；圖像生成部，其構(gòu)成為基于根據(jù)所述照明光的照射而從所述光檢測部輸出的所述輸出信號來生成一個以上的強度圖像，并且基于根據(jù)所述第一照明光的照射而從所述信號處理部輸出的所述頻譜信號來生成頻譜圖像；以及顯示控制部，其構(gòu)成為進行用于使用所述一個以上的強度圖像中的至少一個強度圖像和所述頻譜圖像來生成所述被觀察區(qū)域的觀察圖像并進行顯示的動作。

附圖說明

圖1是示出實施例的活體觀察系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是用于對實施例的活體觀察系統(tǒng)的光源部的結(jié)構(gòu)的一例進行說明的圖。

圖3是用于對設置在實施例的活體觀察系統(tǒng)的光掃描探針中的致動器部的結(jié)構(gòu)進行說明的剖視圖。

圖4是用于對實施例的活體觀察系統(tǒng)的光檢測部的結(jié)構(gòu)的一例進行說明的圖。

圖5是用于對實施例的活體觀察系統(tǒng)的圖像處理部的結(jié)構(gòu)的一例進行說明的圖。

圖6是示意性示出在實施例的活體觀察系統(tǒng)的顯示裝置上所顯示的觀察圖像的一例的圖。

圖7是示意性示出在實施例的活體觀察系統(tǒng)的圖像處理部中所生成的圖像的一例的圖。

圖8是示意性示出在實施例的活體觀察系統(tǒng)的圖像處理部中所生成的圖像的一例的圖。

圖9是示意性示出在實施例的活體觀察系統(tǒng)的圖像處理部中所生成的圖像的一例的圖。

圖10是示意性示出在實施例的活體觀察系統(tǒng)的圖像處理部中所生成的圖像的一例的圖。

圖11是示意性示出在實施例的活體觀察系統(tǒng)的顯示裝置上所顯示的觀察圖像的一例的圖。

圖12是用于對實施例的變形例的活體觀察系統(tǒng)的光檢測部的結(jié)構(gòu)的一例進行說明的圖。

圖13是用于對實施例的變形例的活體觀察系統(tǒng)的圖像處理部的結(jié)構(gòu)的一例進行說明的圖。

具體實施方式

以下，一邊參照附圖一邊對本發(fā)明的實施方式進行說明。

圖1至圖13是與本發(fā)明的實施例相關(guān)的圖。圖1是示出實施例的活體觀察系統(tǒng)的主要部分的結(jié)構(gòu)的圖。

如圖1所示，活體觀察系統(tǒng)1例如構(gòu)成為具有：光源部2、光纖3、光掃描探針4、致動器部5、掃描驅(qū)動部6、光纖束7、光檢測部8、圖像處理部9、顯示裝置10、輸入裝置11以及控制部12。

光源部2構(gòu)成為能夠生成用于對包含活體組織在內(nèi)的被觀察區(qū)域進行照明的照明光并提供給光纖3的入射端部。并且，如圖2所示，光源部2構(gòu)成為具有半導體光源21a、21b、21c和合波器22。圖2是用于對實施例的活體觀察系統(tǒng)的光源部的結(jié)構(gòu)的一例進行說明的圖。

半導體光源21a例如構(gòu)成為具有LD(激光二極管)或LED(發(fā)光二極管)，能夠根據(jù)控制部12的控制而接通或斷開。并且，半導體光源21a構(gòu)成為在根據(jù)控制部12的控制而接通時將B光向合波器22射出，該B光是中心波長屬于藍色區(qū)域的光。

半導體光源21b例如構(gòu)成為具有LD或LED，能夠根據(jù)控制部12的控制而接通或斷開。并且，半導體光源21b構(gòu)成為在根據(jù)控制部12的控制而接通時將G光向合波器22射出，該G光是中心波長屬于綠色區(qū)域的光。

半導體光源21c例如構(gòu)成為具有LD或LED，能夠根據(jù)控制部12的控制而接通或斷開。并且，半導體光源21c構(gòu)成為在根據(jù)控制部12的控制而接通時將R光向合波器22射出，該R光是中心波長屬于紅色區(qū)域～近紅外區(qū)域(例如600nm～1000nm)的光。另外，在本實施例中，優(yōu)選為只要R光的中心波長是630nm、670nm、780nm或940nm中的任意波長即可。

合波器22構(gòu)成為能夠?qū)陌雽w光源21a發(fā)出的B光、從半導體光源21b發(fā)出的G光以及從半導體光源21c發(fā)出的R光進行合波而向光纖3的入射端部射出。

即，光源部2構(gòu)成為能夠單獨或同時地提供R光、G光以及B光作為對于包含活體組織在內(nèi)的被觀察區(qū)域進行照射的照明光，其中，R光是可見區(qū)域的紅色光或近紅外光中的任意一方的光，G光是與該R光不同的可見區(qū)域的光，B光是與該R光和該G光中的任意光都不同的可見區(qū)域的光。

光纖3例如由單模光纖等構(gòu)成。并且，光纖3的包含光入射面在內(nèi)的入射端部與光源部2連接。并且，光纖3的包含光出射面在內(nèi)的出射端部配置于光掃描探針4的前端部。即，光纖3構(gòu)成為能夠?qū)墓庠床?提供的照明光進行傳送，將該傳送的照明光從出射端部向被觀察區(qū)域射出。

光掃描探針4構(gòu)成為具有能夠向被檢人員的體腔內(nèi)插入的細長形狀。并且，在光掃描探針4的內(nèi)部分別貫穿插入有光纖3和光纖束7。并且，在光掃描探針4的內(nèi)部設置有致動器部5，該致動器部5構(gòu)成為根據(jù)從掃描驅(qū)動部6提供的驅(qū)動信號而使光纖3的出射端部擺動。

光纖3和致動器部5在與光掃描探針4的長度軸方向垂直的截面上例如分別被配置為具有圖3所示的位置關(guān)系。圖3是用于對設置在實施例的活體觀察系統(tǒng)的光掃描探針中的致動器部的結(jié)構(gòu)進行說明的剖視圖。

如圖3所示，在光纖3與致動器部5之間配置有作為接合部件的套圈41。具體而言，套圈41例如由氧化鋯(陶瓷)或鎳等形成。

如圖3所示，套圈41形成為四棱柱，具有與X軸方向垂直的側(cè)面42a、42c和與Y軸方向垂直的側(cè)面42b、42d，其中，X軸方向是與光掃描探針4的長度軸方向垂直的第一軸向，Y軸方向是與光掃描探針4的長度軸方向垂直的第二軸向。并且，光纖3固定配置于套圈41的中心。另外，套圈41只要具有柱形狀，也可以形成為四棱柱之外的其他形狀。

致動器部5構(gòu)成為根據(jù)從掃描驅(qū)動部6提供的驅(qū)動信號使光纖3的出射端部擺動，由此能夠使經(jīng)由該出射端部向被觀察區(qū)域射出的照明光的照射位置沿著規(guī)定的掃描路徑移位。并且，如圖3所示，致動器部5具有：沿著側(cè)面42a配置的壓電元件5a、沿著側(cè)面42b配置的壓電元件5b、沿著側(cè)面42c配置的壓電元件5c以及沿著側(cè)面42d配置的壓電元件5d。

壓電元件5a～5d構(gòu)成為具有預先單獨設定的極化方向并且根據(jù)從掃描驅(qū)動部6提供的驅(qū)動信號進行伸縮。

掃描驅(qū)動部6例如構(gòu)成為具有驅(qū)動電路。并且，掃描驅(qū)動部6構(gòu)成為根據(jù)控制部12的控制而生成用于對致動器部5進行驅(qū)動的驅(qū)動信號，并將該生成的驅(qū)動信號提供給致動器部5。

光纖束7例如將多根光纖捆束而構(gòu)成。光纖束7的入射端部配置于光掃描探針4的前端部。并且，光纖束7的出射端部與光檢測部8連接。即，光纖束7構(gòu)成為能夠接受根據(jù)經(jīng)由光纖3射出的照明光的照射而從被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光，并且將該接受到的返回光傳送給光檢測部8。

光檢測部8構(gòu)成為接受經(jīng)由光纖束7的出射端部而入射的返回光，生成與該接受到的返回光的強度對應的電信號，將該生成的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并依次輸出。即，光檢測部8構(gòu)成為接受根據(jù)照明光對被觀察區(qū)域的照射而從該被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光，并輸出與該接受到的返回光的強度對應的輸出信號。并且，如圖4所示，光檢測部8例如構(gòu)成為具有光檢測元件81和A/D轉(zhuǎn)換電路82。圖4是用于對實施例的活體觀察系統(tǒng)的光檢測部的結(jié)構(gòu)的一例進行說明的圖。

光檢測元件81例如構(gòu)成為具有PD(光電二極管)或APD(雪崩光電二極管)。并且，光檢測元件81構(gòu)成為接受經(jīng)由光纖束7的出射端部而入射的返回光，生成與該接受到的返回光的強度對應的電信號并依次輸出給A/D轉(zhuǎn)換電路82。

A/D轉(zhuǎn)換電路82構(gòu)成為將從光檢測元件81輸出的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并依次輸出給圖像處理部9。

圖像處理部9構(gòu)成為根據(jù)控制部12的控制，通過進行將從光檢測部8依次輸出的數(shù)字信號映射成像素信息的映射處理等而生成觀察圖像，并將該生成的觀察圖像輸出給顯示裝置10。并且，如圖5所示，圖像處理部9例如構(gòu)成為具有：選擇器91、信號處理電路92、圖像生成電路93以及顯示控制電路94。圖5是用于對實施例的活體觀察系統(tǒng)的圖像處理部的結(jié)構(gòu)的一例進行說明的圖。

選擇器91構(gòu)成為能夠根據(jù)控制部12的控制而進行用于切換從光檢測部8輸入的數(shù)字信號的輸出目的地的動作。

信號處理電路92構(gòu)成為通過對于從選擇器91輸出的數(shù)字信號例如實施DFT(離散傅里葉變換)或FFT(快速傅里葉變換)等處理而生成表示頻譜的頻譜信號，并將該生成的頻譜信號輸出給圖像生成電路93，其中，該頻譜是通過對根據(jù)照明光的照射而從被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光進行頻率分析而得到的。

圖像生成電路93構(gòu)成為根據(jù)控制部12的控制，例如在按照規(guī)定的掃描路徑進行被觀察區(qū)域的掃描時，確定該規(guī)定的掃描路徑上的與照明光的照射位置對應的光柵形式的像素位置，通過進行將與從選擇器91依次輸出的數(shù)字信號的灰度值的大小對應的亮度值作為像素信息映射到該確定的像素位置的映射處理等而生成一個場的圖像(之后也稱為強度圖像)，并將該生成的圖像輸出給顯示控制電路94。

圖像生成電路93構(gòu)成為根據(jù)控制部12的控制，例如在按照規(guī)定的掃描路徑進行被觀察區(qū)域的掃描時，確定該規(guī)定的掃描路徑上的與照明光的照射位置對應的光柵形式的像素位置，通過進行將與從信號處理電路92依次輸出的頻譜信號所表示的頻譜的大小的平均值或累積值對應的亮度值作為像素信息映射到該確定的像素位置的映射處理等而生成一個場的圖像(之后也稱為頻譜圖像)，并將該生成的圖像輸出給顯示控制電路94。

顯示控制電路94構(gòu)成為根據(jù)控制部12的控制，通過使用從圖像生成電路93輸出的各圖像并分配給顯示裝置10的紅色通道(之后也稱為R通道)、綠色通道(之后也稱為G通道)以及藍色通道(之后也稱為B通道)而生成一個場的觀察圖像，并將該生成的觀察圖像輸出給顯示裝置10。即，顯示控制電路94構(gòu)成為能夠進行用于使用從圖像生成電路93輸出的一個以上的強度圖像中的至少一個強度圖像和頻譜圖像來生成被觀察區(qū)域的觀察圖像并進行顯示的動作。

顯示裝置10例如構(gòu)成為具有液晶顯示器等。并且，顯示裝置10構(gòu)成為能夠?qū)膱D像處理部9輸出的觀察圖像等進行顯示。

輸入裝置11例如構(gòu)成為具有能夠由用戶進行操作的開關(guān)和/或按鈕等的用戶接口。并且，輸入裝置11構(gòu)成為能夠?qū)τ诳刂撇?2進行與用戶的操作對應的各種指示。具體而言，在輸入裝置11中例如設置有顯示模式切換開關(guān)(未圖示)，該顯示模式切換開關(guān)是能夠進行用于將顯示于顯示裝置10上的觀察圖像的顯示模式設定成從多個顯示模式中所選擇的一個顯示模式的指示的開關(guān)。

控制部12例如構(gòu)成為具有CPU等控制電路。

控制部12構(gòu)成為對于光源部2進行用于使R光、G光以及B光按照規(guī)定的照明圖案向被觀察區(qū)域照射的控制，并且對于圖像處理部9進行用于使輸入給選擇器91的數(shù)字信號的輸出目的地按照該規(guī)定的照明圖案進行切換的控制。

控制部12構(gòu)成為對于掃描驅(qū)動部6進行用于生成在按照規(guī)定的掃描路徑對被觀察區(qū)域進行二維掃描時所使用的驅(qū)動信號的控制，并且對于圖像處理部9進行用于在圖像生成電路93中進行與該規(guī)定的掃描路徑對應的映射處理的控制。

具體而言，控制部12例如構(gòu)成為能夠?qū)τ趻呙栩?qū)動部6進行用于生成驅(qū)動信號DSX和驅(qū)動信號DSY作為按照漩渦狀的掃描路徑對被觀察區(qū)域進行掃描時所使用的驅(qū)動信號的控制，該驅(qū)動信號DSX具有通過對正弦波實施規(guī)定的調(diào)制而得到的信號波形，該驅(qū)動信號DSY具有使該第一驅(qū)動信號的相位偏移了90°后的信號波形。另外，在進行這樣的控制的情況下，例如能夠通過將掃描驅(qū)動部6所生成的驅(qū)動信號DSX提供給壓電元件5a和5c并且將掃描驅(qū)動部6所生成的驅(qū)動信號DSY提供給壓電元件5b和5d，而按照漩渦狀的掃描路徑對被觀察區(qū)域進行二維掃描。

即，光掃描探針4構(gòu)成為根據(jù)因控制部12的控制而從掃描驅(qū)動部6提供的驅(qū)動信號，通過使從光源部2提供的R光、G光以及B光的照射位置沿著漩渦狀等規(guī)定的掃描路徑移位而對被觀察區(qū)域進行掃描，并且將從該被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光傳送給光檢測部8。

控制部12構(gòu)成為對于圖像處理部9進行用于設定由顯示控制電路94針對顯示裝置10的各色通道的圖像的分配方法的控制，以使得顯示與在輸入裝置11的顯示模式切換開關(guān)中所設定的顯示模式對應的觀察圖像。即，控制部12構(gòu)成為對圖像處理部9進行用于顯示與在輸入裝置11的顯示模式切換開關(guān)中所設定的顯示模式對應的觀察圖像的控制。

接下來，對具有以上描述的結(jié)構(gòu)的活體觀察系統(tǒng)1的作用進行說明。

手術(shù)人員等用戶在將活體觀察系統(tǒng)1的各部分連接并接通電源之后，例如通過使輸入裝置11的掃描開始開關(guān)(未圖示)接通，而對于控制部12進行用于使光掃描探針4對被觀察區(qū)域的掃描開始的指示。并且，用戶在將活體觀察系統(tǒng)1的各部分連接并接通電源后，通過對輸入裝置11的顯示模式切換開關(guān)進行操作，而對于控制部12進行用于設定成顯示模式MW的指示，在該顯示模式MW中將白色光圖像作為觀察圖像進行顯示。

控制部12在檢測到掃描開始開關(guān)被接通并且檢測到被設定成顯示模式MW時，例如對于光源部2進行用于按照以時分的方式照射R光、G光以及B光并且該R光的照射頻率、該G光的照射頻率以及該B光的照射頻率彼此相同的照明圖案IPK對被觀察區(qū)域進行照明的控制。而且，根據(jù)這樣的照明圖案IPK的控制，在進行用于生成一個場的觀察圖像的掃描的期間內(nèi)，以成為R光的照射次數(shù)：G光的照射次數(shù)：B光的照射次數(shù)＝1：1：1的方式對被觀察區(qū)域進行照明。

控制部12對于圖像處理部9進行用于根據(jù)照明圖案IPK而切換向選擇器91輸入的數(shù)字信號的輸出目的地的控制。

具體而言，控制部12例如對于圖像處理部9進行用于根據(jù)照明圖案IPK中的R光、G光以及B光的照射時機而在圖像生成電路93中設定向選擇器91輸入的數(shù)字信號的輸出目的地的控制。

控制部12在檢測到掃描開始開關(guān)被接通時，對于掃描驅(qū)動部6進行用于生成按照掃描路徑SP對被觀察區(qū)域進行二維掃描時所使用的驅(qū)動信號的控制，并且對于圖像處理部9進行用于在圖像生成電路93中進行與該掃描路徑SP對應的映射處理的控制。

而且，根據(jù)以上描述的控制部12的控制，通過以沿著掃描路徑SP的方式照射與照明圖案IPK對應的照明光而對被觀察區(qū)域進行二維掃描，根據(jù)該照明光的照射而從該被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光經(jīng)由光纖束7向光檢測部8入射，根據(jù)該返回光的強度而生成的數(shù)字信號被依次輸出給向圖像處理部9。

并且，根據(jù)以上描述的控制部12的控制，在照明圖案IPK中的R光的照射時機由光檢測部8生成的數(shù)字信號DRS經(jīng)由選擇器91被輸出給圖像生成電路93，在該照明圖案IPK中的G光的照射時機由光檢測部8生成的數(shù)字信號DGS經(jīng)由選擇器91被輸出給圖像生成電路93，在該照明圖案IPL中的B光的照射時機由光檢測部8生成的數(shù)字信號DBS經(jīng)由選擇器91被輸出給圖像生成電路93。

圖像生成電路93根據(jù)控制部12的控制，確定掃描路徑SP上的與R光的照射位置對應的光柵形式的像素位置，通過進行將與從選擇器91依次輸出的數(shù)字信號DRS的灰度值的大小對應的亮度值作為像素信息映射到該確定的像素位置的映射處理等而生成一個場的強度圖像PR，并將該生成的強度圖像PR輸出給顯示控制電路94。

圖像生成電路93根據(jù)控制部12的控制，確定掃描路徑SP上的與G光的照射位置對應的光柵形式的像素位置，通過進行將與從選擇器91依次輸出的數(shù)字信號DGS的灰度值的大小對應的亮度值作為像素信息映射到該確定的像素位置的映射處理等而生成一個場的強度圖像PG，并將該生成的強度圖像PG輸出給顯示控制電路94。

圖像生成電路93根據(jù)控制部12的控制，確定掃描路徑SP上的與B光的照射位置對應的光柵形式的像素位置，通過進行將與從選擇器91依次輸出的數(shù)字信號DBS的灰度值的大小對應的亮度值作為像素信息映射到該確定的像素位置的映射處理等而生成一個場的強度圖像PB，并將該生成的強度圖像PB輸出給顯示控制電路94。

控制部12在檢測到被設定成顯示模式MW時，對于圖像處理部9進行用于使強度圖像PR分配給顯示裝置10的R通道、使強度圖像PG分配給顯示裝置10的G通道、使強度圖像PB分配給顯示裝置10的B通道的控制。

顯示控制電路94根據(jù)控制部12的控制，在被設定成顯示模式MW時，例如通過進行將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PR分配給顯示裝置10的R通道、將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PG分配給顯示裝置10的G通道、將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PB分配給顯示裝置10的B通道的動作而生成一個場的觀察圖像，并將該生成的觀察圖像輸出給顯示裝置10。

另一方面，用戶一邊確認在顯示模式MW的設定時顯示于顯示裝置10上的白色光圖像一邊將光掃描探針4逐漸向被檢體的體腔內(nèi)插入，由此將光掃描探針4的前端部配置于能夠?qū)⒃擉w腔內(nèi)的期望的活體組織LM作為被觀察區(qū)域進行掃描的位置。而且，根據(jù)這樣的用戶操作，例如圖6所示那樣的包含存在于期望的活體組織LM的粘膜層的細徑的血管VA、存在于該期望的活體組織LM的粘膜下層的血管VB以及存在于該期望的活體組織LM的固有肌層的粗徑的血管VC在內(nèi)的白色光圖像IWL作為觀察圖像顯示于顯示裝置10上。圖6是示意性示出顯示于實施例的活體觀察系統(tǒng)的顯示裝置上的觀察圖像的一例的圖。

這里，根據(jù)以上描述的活體觀察系統(tǒng)1的各部分的動作等，當在顯示模式MW中對期望的活體組織LM進行二維掃描時，例如在圖像生成電路93中生成圖7～圖9所示的具有與在血管VA、VB以及VC中流動的血液對R光的吸收和散射的大小對應的亮度值的強度圖像PR、具有與在血管VA和VB中流動的血液對G光的吸收和散射的大小對應的亮度值的強度圖像PG、以及具有與在血管VA中流動的血液對B光的吸收和散射的大小對應的亮度值的強度圖像PB。因此，在設定成顯示模式MW時顯示于顯示裝置10上的白色光圖像IWL顯示為圖6所例示的能夠視覺確認血管VA和VB、另一方面難以視覺確認血管VC的圖像。圖7、圖8以及圖9是示意性示出在實施例的活體觀察系統(tǒng)的圖像處理部中所生成的圖像的一例的圖。

與此相對，在本實施例中，作為用于顯示使用強度圖像PR、PG以及PB中的至少一個圖像和圖10所例示的頻譜圖像PF而生成的觀察圖像的顯示模式設置有三種顯示模式MDA、MDB以及MDC，由此與白色光圖像IWL相比提高了血管VC的視覺確認性。關(guān)于在設定成這樣的顯示模式MDA、MDB以及MDC中的任意顯示模式時所進行的具體處理等，以下進行說明。圖10是示意性示出在實施例的活體觀察系統(tǒng)的圖像處理部中所生成的圖像的一例的圖。另外，之后為了簡單，適當省略與已描述的結(jié)構(gòu)等相關(guān)的具體說明。

用戶在將光掃描探針4的前端部配置于能夠?qū)⒈粰z體的體腔內(nèi)的期望的活體組織LM作為被觀察區(qū)域進行掃描的位置的狀態(tài)下，通過對輸入裝置11的顯示模式切換開關(guān)進行操作而對于控制部12進行用于將顯示模式設定成顯示模式MDA、MDB以及MDC中的一個顯示模式的指示。

控制部12在檢測到被設定成顯示模式MDA、MDB以及MDC中的一個顯示模式時，例如對于光源部2進行用于按照以時分的方式照射R光、G光以及B光并且該R光的照射頻率比該G光的照射頻率和該B光的照射頻率都高的照明圖案IPL對被觀察區(qū)域進行照明的控制。而且，根據(jù)這樣的照明圖案IPL的控制，例如在進行用于生成一個場的觀察圖像的掃描的期間內(nèi)，以成為R光的照射次數(shù)：G光的照射次數(shù)：B光的照射次數(shù)＝9：1：1的方式對被觀察區(qū)域進行照明。

控制部12對于圖像處理部9進行用于根據(jù)照明圖案IPL切換向選擇器91輸入的數(shù)字信號的輸出目的地的控制。

具體而言，控制部12例如對于圖像處理部9進行用于將根據(jù)照明圖案IPL中的R光的照射時機向選擇器91輸入的數(shù)字信號的輸出目的地設定成信號處理電路92和圖像生成電路93雙方并且將根據(jù)該照明圖案IPL中的G光和B光的照射時機向選擇器91輸入的數(shù)字信號的輸出目的地設定成圖像生成電路93的控制。

而且，根據(jù)以上描述的控制部12的控制，通過以沿著掃描路徑SP的方式照射與照明圖案IPL對應的照明光而對被觀察區(qū)域進行二維掃描，根據(jù)該照明光的照射而從該被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光經(jīng)由光纖束7向光檢測部8入射，根據(jù)該返回光的強度而生成的數(shù)字信號被依次輸出給圖像處理部9。

并且，根據(jù)以上描述的控制部12的控制，在照明圖案IPL中的R光的照射時機由光檢測部8生成的數(shù)字信號DRS經(jīng)由選擇器91被輸出給信號處理電路92和圖像生成電路93，在該照明圖案IPL中的G光的照射時機由光檢測部8生成的數(shù)字信號DGS經(jīng)由選擇器91被輸出給圖像生成電路93，在該照明圖案IPL中的B光的照射時機由光檢測部8生成的數(shù)字信號DBS經(jīng)由選擇器91被輸出給圖像生成電路93。

信號處理電路92通過對于經(jīng)由選擇器91所輸入的數(shù)字信號DRS實施DFT或FFT等處理而生成表示頻譜的頻譜信號BFS，并將該生成的頻譜信號BFS輸出給圖像生成電路93，其中，該頻譜是通過對根據(jù)R光的照射而從被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光進行頻率分析而得到的。

圖像生成電路93通過根據(jù)控制部12的控制進行映射處理等而生成一個場的強度圖像PR、PG以及PB，并將該生成的強度圖像PR、PG以及PB輸出給顯示控制電路94。

并且，圖像生成電路93根據(jù)控制部12的控制，確定掃描路徑SP上的與R光的照射位置對應的光柵形式的像素位置，通過進行將與從信號處理電路92依次輸出的頻譜信號BFS所示的頻譜的大小的平均值或累積值對應的亮度值作為像素信息映射到該確定的像素位置的映射處理等而生成一個場的頻譜圖像PF，并將該生成的頻譜圖像PF輸出給顯示控制電路94。即，頻譜圖像PF作為具有與受到了移頻的R光的散射的大小對應的亮度值的圖像而生成，該移頻是由于在血管VC中流動的血液中所包含的紅血球等散射體而引起的。

控制部12例如在檢測到被設定成顯示模式MDA時，對于圖像處理部9進行用于使頻譜圖像PF分配給顯示裝置10的R通道、使強度圖像PG分配給顯示裝置10的G通道、使強度圖像PB分配給顯示裝置10的B通道的控制。

顯示控制電路94根據(jù)控制部12的控制，在被設定成顯示模式MDA時，例如通過進行將從圖像生成電路93輸出的一個場的頻譜圖像PF分配給顯示裝置10的R通道、將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PG分配給顯示裝置10的G通道、將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PB分配給顯示裝置10的B通道的動作而生成一個場的觀察圖像，并將該生成的觀察圖像輸出給顯示裝置10。

而且，根據(jù)以上描述的處理等，在被設定成顯示模式MDA時，在顯示裝置10上顯示有能夠視覺確認血管VA和VB并且與白色光圖像IWL相比提高了血管VC的視覺確認性的觀察圖像。

并且，控制部12例如在檢測到被設定成顯示模式MDB時，對于圖像處理部9進行用于將使用強度圖像PR和頻譜圖像PF而得到的圖像分配給顯示裝置10的R通道、將強度圖像PG分配給顯示裝置10的G通道、將強度圖像PB分配給顯示裝置10的B通道的控制。

顯示控制電路94根據(jù)控制部12的控制，在被設定成顯示模式MDB時，例如通過進行將作為使用了從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PR和一個場的頻譜圖像PF的運算處理的運算結(jié)果而得到的一個場的圖像分配給顯示裝置10的R通道、將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PG分配給顯示裝置10的G通道、將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PB分配給顯示裝置10的B通道的動作而生成一個場的觀察圖像，并將該生成的觀察圖像輸出給顯示裝置10。另外，在顯示模式MDB中，在獲取要分配給顯示裝置10的R通道的圖像時所進行的運算處理例如可以是將強度圖像PR與頻譜圖像PF相加的加法處理，可以是將強度圖像PR和頻譜圖像PF平均化的平均化處理，或者也可以是使頻譜圖像PF除以強度圖像PR的除法處理。

而且，根據(jù)以上描述的處理等，在被設定成顯示模式MDB時，在顯示裝置10上顯示有能夠視覺確認血管VA和VB并且與顯示模式MDA的觀察圖像相比進一步提高了血管VC的視覺確認性的觀察圖像。

并且，控制部12例如在檢測到被設定成顯示模式MDC時，對于圖像處理部9進行用于使強度圖像PR分配給顯示裝置10的R通道、使頻譜圖像PF分配給顯示裝置10的G通道、使強度圖像PB分配給顯示裝置10的B通道的控制。

顯示控制電路94根據(jù)控制部12的控制，在被設定成顯示模式MDC時，例如通過進行將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PR分配給顯示裝置10的R通道、將從圖像生成電路93輸出的一個場的頻譜圖像PF分配給顯示裝置10的G通道、將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PB分配給顯示裝置10的B通道的動作而生成一個場的觀察圖像，并將該生成的觀察圖像輸出給顯示裝置10。

而且，根據(jù)以上描述的處理等，在被設定成顯示模式MDC時，在顯示裝置10上顯示有能夠視覺確認血管VA和VB并且與顯示模式MDB的觀察圖像相比進一步提高了血管VC的視覺確認性的觀察圖像。

另外，根據(jù)本實施例，在被設定成顯示模式MDC時，例如也可以通過控制部12進行用于按照以時分的方式照射R光和B光并且該R光的照射頻率比該B光的照射頻率高的照明圖案IPT對被觀察區(qū)域進行照明的控制。

并且，根據(jù)本實施例，在被設定成顯示模式MDC時，也可以通過控制部12和顯示控制電路94進行如下的動作。

控制部12例如在檢測到被設定成顯示模式MDC時，對于圖像處理部9進行用于使強度圖像PR分配給顯示裝置10的R通道、使使用強度圖像PR和頻譜圖像PF而得到的圖像分配給顯示裝置10的G通道、使強度圖像PB分配給顯示裝置10的B通道的控制。

顯示控制電路94根據(jù)控制部12的控制，在被設定成顯示模式MDC時，例如通過進行將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PR分配給顯示裝置10的R通道、將作為使用了從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PR和一個場的頻譜圖像PF的運算處理的運算結(jié)果而得到的一個場的圖像分配給顯示裝置10的G通道、將從圖像生成電路93輸出的一個場的強度圖像PB分配給顯示裝置10的B通道的動作而生成一個場的觀察圖像，并將該生成的觀察圖像輸出給顯示裝置10。另外，在顯示模式MDC中，在獲取要分配給顯示裝置10的G通道的圖像時所進行的運算處理例如可以是將強度圖像PR與頻譜圖像PF相加的加法處理，可以是將強度圖像PR和頻譜圖像PF平均化的平均化處理，或者也可以是使頻譜圖像PF除以強度圖像PR的除法處理。

即，根據(jù)以上描述的處理等，在被設定成顯示模式MDA、MDB以及MDC中的任意顯示模式時，例如在顯示裝置10上顯示有圖11所示的與圖10的白色光圖像IWL相比提高了包含于期望的活體組織LM中的血管VC的視覺確認性的觀察圖像IDV。圖11是示意性示出實施例的活體觀察系統(tǒng)的顯示裝置上所顯示的觀察圖像的一例的圖。

如上所述，根據(jù)本實施例，通過使用光掃描探針4對包含期望的活體組織LM在內(nèi)的被觀察區(qū)域進行二維掃描，而在顯示裝置10上顯示有能夠一次確認存在于該被觀察區(qū)域的深部的血管VC的分布狀態(tài)的觀察圖像。因此，根據(jù)本實施例，例如在對期望的活體組織LM實施外科處置時，能夠避免血管VC的損傷并且安全地進行處置，其結(jié)果為，能夠減輕對體腔內(nèi)的活體組織實施外科處置的手術(shù)人員的負擔。

并且，根據(jù)本實施例，能夠基于根據(jù)R光的照射而從被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光來一次得到強度圖像PR和頻譜圖像PF，因此能夠使在顯示裝置10上顯示觀察圖像時的幀速在各顯示模式之間大致恒定。因此，根據(jù)本實施例，能夠抑制伴隨著顯示模式的切換而產(chǎn)生的視覺上的不適感，其結(jié)果為，能夠減輕對體腔內(nèi)的活體組織實施外科處置的手術(shù)人員的負擔。

并且，根據(jù)本實施例，按照R光的照射頻率比G光的照射頻率和B光的照射頻率都高的照明圖案IPL對被觀察區(qū)域進行照明，進一步對該R光的返回光中所包含的頻譜的大小進行累積或平均，因此能夠生成SN比較高的頻譜圖像PF。因此，根據(jù)本實施例，在顯示模式MDA、MDB以及MDC中能夠顯示易于視覺確認血管VC的觀察圖像，其結(jié)果為，能夠減輕對體腔內(nèi)的活體組織實施外科處置的手術(shù)人員的負擔。

另外，本實施例的光檢測元件81不限于由PD或APD等這樣的一個點一個點地接受經(jīng)由光纖束7的出射端部而入射的返回光并生成電信號的元件(點檢測器)構(gòu)成，例如也可以由CCD或CMOS等這樣的能夠二維地接受經(jīng)由光纖束7的出射端部而入射的返回光并生成電信號的元件(二維檢測器)構(gòu)成。

并且，本實施例的活體觀察系統(tǒng)1不限于構(gòu)成為通過一邊使光纖3的出射端部擺動一邊照射照明光而對被觀察區(qū)域進行二維掃描，例如也可以構(gòu)成為不使光纖3的出射端部擺動而一次且二維地對規(guī)定的范圍內(nèi)的被觀察區(qū)域進行照明。

另一方面，根據(jù)本實施例，例如也可以將活體觀察系統(tǒng)1變形為具有圖12所示的光檢測部8A來代替光檢測部8，并且具有圖13所示的圖像處理部9A來代替圖像處理部9。對于這樣的變形例的結(jié)構(gòu)等，以下進行說明。圖12是用于對實施例的變形例的活體觀察系統(tǒng)的光檢測部的結(jié)構(gòu)的一例進行說明的圖。圖13是用于對實施例的變形例的活體觀察系統(tǒng)的圖像處理部的結(jié)構(gòu)的一例進行說明的圖。

如圖12所示，光檢測部8A構(gòu)成為具有分色棱鏡81P、光檢測元件81A、81B和81C、以及A/D轉(zhuǎn)換電路82A、82B和82C。

分色棱鏡81P例如是使棱鏡和二向色濾光器組合而形成的分光元件，構(gòu)成為按照R光、G光以及B光的波段對經(jīng)由光纖束7的出射端部而入射的返回光進行分離。

光檢測元件81A例如構(gòu)成為具有PD或APD，接受由分色棱鏡81P分離后的包含于返回光中的R光，生成與該接受到的R光的強度對應的電信號并輸出給A/D轉(zhuǎn)換電路82A。

光檢測元件81B例如構(gòu)成為具有PD或APD，接受由分色棱鏡81P分離后的包含于返回光中的G光，生成與該接受到的G光的強度對應的電信號并輸出給A/D轉(zhuǎn)換電路82B。

光檢測元件81C例如構(gòu)成為具有PD或APD，接受由分色棱鏡81P分離后的包含于返回光中的B光，生成與該接受到的B光的強度對應的電信號并輸出給A/D轉(zhuǎn)換電路82C。

A/D轉(zhuǎn)換電路82A構(gòu)成為將從光檢測元件81A輸出的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并依次輸出給圖像處理部9A。

A/D轉(zhuǎn)換電路82B構(gòu)成為將從光檢測元件81B輸出的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并依次輸出給圖像處理部9A。

A/D轉(zhuǎn)換電路82C構(gòu)成為將從光檢測元件81C輸出的電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并依次輸出給圖像處理部9A。

如圖13所示，圖像處理部9A具有與從圖像處理部9去除了選擇器91后的結(jié)構(gòu)大致相同的結(jié)構(gòu)。因此，在圖像處理部9A中構(gòu)成為將從A/D轉(zhuǎn)換電路82A輸出的數(shù)字信號輸入給信號處理電路92和圖像生成電路93雙方。并且，在圖像處理部9A中構(gòu)成為將從A/D轉(zhuǎn)換電路82B輸出的數(shù)字信號和從A/D轉(zhuǎn)換電路82C輸出的數(shù)字信號分別輸入給圖像生成電路93。

圖像處理部9A的信號處理電路92構(gòu)成為通過對從A/D轉(zhuǎn)換電路82A輸出的數(shù)字信號實施例如DFT或FFT等處理而生成表示頻譜的頻譜信號，并將該生成的頻譜信號輸出給圖像生成電路93，其中，該頻譜是通過對根據(jù)照明光的照射而從被觀察區(qū)域發(fā)出的返回光進行頻率分析而得到的。

圖像處理部9A的圖像生成電路93構(gòu)成為根據(jù)控制部12的控制，例如在按照規(guī)定的掃描路徑進行被觀察區(qū)域的掃描時，確定該規(guī)定的掃描路徑上的與照明光的照射位置對應的光柵形式的像素位置，通過進行將與從A/D轉(zhuǎn)換電路82A、82B以及82C依次輸出的數(shù)字信號的灰度值的大小對應的亮度值作為像素信息映射到該確定的像素位置的映射處理等而生成一個場的圖像，并將該生成的圖像輸出給顯示控制電路94。

而且，根據(jù)以上描述的本變形例的結(jié)構(gòu)，例如即使在通過控制部12進行用于按照以時分的方式照射R光與混合了G光、B光得到的混合光并且該R光的照射頻率比該混合光的照射頻率高的照明圖案IPM對被觀察區(qū)域進行照明的控制的情況下，也能夠進行用于顯示與上述的各顯示模式對應的觀察圖像的動作。因此，根據(jù)以上描述的本變形例的結(jié)構(gòu)，能夠在上述的各顯示模式中以比上述的實施例的結(jié)構(gòu)高的幀速對觀察圖像進行顯示。另外，根據(jù)上述的照明圖案IPM的控制，例如在進行用于生成一個場的觀察圖像的掃描的期間內(nèi)，以成為R光的照射次數(shù)：混合光的照射次數(shù)＝9：2的方式對被觀察區(qū)域進行照明。

另一方面，在以上描述的本變形例的結(jié)構(gòu)中，不限于上述的照明圖案IPM，例如也可以通過控制部12進行用于按照同時照射R光、G光以及B光并且該R光的照射光量比該G光的照射光量和該B光的照射光量都高的照明圖案IPN對被觀察區(qū)域進行照明的控制。

本發(fā)明不限于上述的實施例和變形例，當然能夠在不脫離發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種變更和應用。

本申請是以2015年4月21日在日本申請的日本特愿2015-86978號為優(yōu)先權(quán)主張的基礎(chǔ)進行申請的，上述的公開內(nèi)容被引用于本申請說明書、權(quán)利要求以及附圖。