用于生成包含于在预定波长带从短波长端顺序包括第一等吸光点、第二等吸光点、第三等吸光点以及第四等吸光点的吸收光谱的生物组织的第一生物物质与第二生物物质之间的摩尔浓度比的分布图像的方法包括：通过使用配置成共同选择性提取由第一等吸光点和第二等吸光点划分的第一波长范围的光、由第二等吸光点和第三等吸光点划分的第二波长范围的光以及由第三等吸光点和第四等吸光点划分的第三波长范围的光的第一滤光器从白光提取光得到生物组织的图像获取第一成像数据G1的步骤；通过使用配置成选择性地提取第二波长范围内的光的第二滤光器从白光提取光得到生物组织的图像获取第二成像数据G2的步骤；基于第一成像数据G1和第二成像数据G2生成分布图像的步骤。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于生成示出生物组织中的生物物质浓度分布的图像的方法和 装置。
技术介绍
近来，已经提出了具有拍摄光谱图像的功能的内窥镜装置（光谱内窥镜装置）。通 过使用这样的光谱内窥镜装置，可以获得关于生物组织（如消化器官的黏膜）的光谱特性 (例如，反射光谱）的信息。已知的是，生物组织的反射光谱反映这样的信息：所述信息关 于作为测量目标的生物组织的表层附近包含的组分的类型或密度。具体而言，已知根据生 物组织的反射光谱计算得到的吸收率等于通过将构成生物组织的多种物质的吸收率线性 叠加而得到的吸收率。 已知的是，病变生物组织中的物质的组成和量不同于健康生物组织中的物质的组 成和量。在许多早期研究中表明，病变（如由癌症表示）的异常与血液状况（特别是与血 液或氧饱和总量）极为密切相关。在光谱分析领域中，经常使用这样的方法：通过使用两个 被聚焦的生物组织所具有的可见范围内的光谱特征值来对所述两个被聚焦的生物组织进 行定性和定量。因此，通过将包括病变的生物组织中的血液的光谱特性与并未包括病变的 生物组织中的血液的光谱特性进行比较，可以估计生物组织中的某些种类的病变的存在。 光谱图像是使用不同波长的光来获取的一系列的图像信息组成，且生物组织的更 详细的光谱信息可以从具有更高的波长分辨率（即，用于获取图像信息的更大量的波长） 的光谱图像获得。专利文件1公开了在400nm至800nm的波长范围内以5nm的间隔来获取 光谱图像的光谱内窥镜装置的示例性的配置。 现有技术文献 专利文件 (专利文件1)第2012-245223A号日本专利临时公开
技术实现思路
待解决的问题 然而，为了获取具有高波长分辨率的光谱图像（例如，公开于专利文件1中的光谱 图像）需要许多在改变图像获取波长的情况下获取的图像。此外，需要进行大量计算以分 析大量图像，因此分析这些图像要耗费时间。也就是说，需要重复进行相对复杂的拍摄操作 和计算，以获得有效的诊断支持信息。因此，存在获得有效诊断支持信息要耗费时间的问 题。 鉴于上述情况而提出本专利技术，本专利技术的目的是提供能够在短时间内获取示出生物 物质的分布（例如，氧饱和度分布）的图像信息的方法和装置。 解决问题的方法 根据本专利技术的一个实施方案，提供了用于示出生物组织中包含的第一生物物质与 第二生物物质之间的摩尔浓度比的生成分布图像的方法，所述生物组织的吸收光谱在预定 波长范围内以波长递升的次序具有第一等吸光点、第二等吸光点、第三等吸光点以及第四 等吸光点，所述方法包括：通过使用由第一滤光器从白光中提取的光来获取生物组织的图 像而获取第一成像数据匕的步骤，所述第一滤光器配置成共同选择性地提取由第一等吸光 点和第二等吸光点划分的第一波长范围内的光、由第二等吸光点和第三等吸光点划分的第 二波长范围内的光以及由第三等吸光点和第四等吸光点划分的第三波长范围内的光；通过 使用由第二滤光器从白光中提取的光来获取生物组织的图像而获取第二成像数据G2的步 骤，所述第二滤光器配置成选择性地提取第二波长范围内的光；以及基于所述第一成像数 据Gi和所述第二成像数据G2来生成分布图像的步骤。 此外，在上述方法中，基于第一成像数据Gi和第二成像数据62来生成分布图像的 步骤可以进一步包括：基于第一成像数据A来获取第一滤光器的透射波长范围中的生物组 织的吸收率4的步骤；基于第二成像数据G2来获取第二滤光器的透射波长范围中的生物组 织的吸收率^的步骤；以及基于所述吸收率Ai和吸收率A2来生成分布图像的步骤。 此外，在上述方法中，获取吸收率&的步骤可以包括使用表达式1或表达式2来 计算吸收率&的步骤；以及 (表达式1) Ai=-logG! (表达式2) Ai=-Gi 获取吸收率A2的步骤可以包括使用表达式3或表达式4来计算吸收率六2的步骤。 (表达式3) A2=-logG2 (表达式4) A2=_G2 此外，在上述方法中，基于吸收率&和吸收率六2来生成分布图像的步骤可以包括： 使用表达式5来计算指数X的步骤；以及 (表达式5) X=A「2kA2 (其中k为常数） 基于指数X来生成分布图像的步骤。 此外，在上述方法中，常数k可以是1。 此外，上述方法可以进一步包括：通过使用由第三滤光器从白光中提取的光来获 得生物组织的图像而获取第三成像数据R3的步骤，所述第三滤光器配置成选择性地提取第 四波长范围中的光，相比于预定波长范围内的吸收率，生物组织在所述第四波长范围中的 吸收率足够低，并且获取吸收率4的步骤可以包括：通过将第一成像数据Gi除以第三成像 数据R3来计算第一标准化反射率SR^勺步骤；以及使用表达式6或表达式7来计算吸收率 步骤；而且 (表达式6) Ai= -logSR! (表达式7) Ai=-SRi 获取吸收率^的步骤可以包括：通过将第二成像数据G2除以第三成像数据1?3来 计算第二标准化反射率3私的步骤；以及使用表达式8或表达式9来计算吸收率A2的步骤。 (表达式8)A2=-logSR2 (表达式9)A2=-SR2 此外，上述方法可进一步包括：通过使用由第一滤光器从白光中提取的光来得到 无色基准板的图像而获取第一基线图像数据步骤；以及通过使用由第二滤光器从白 光中提取的光来得到基准板的图像而获取第二基线图像数据bl2的步骤，并且计算第一标 准化反射率SRi的步骤可以包括将第一成像数据G4余以第一基线图像数据BLi的步骤，而且 计算第二标准化反射率SR2的步骤可以包括将第二成像数据G2除以第二基线图像数据BL2 的步骤。 此外，在上述方法中，第四波长范围可以是650nm的带，第三成像数据私可以是通 过包含在设置有RGB滤色器的摄像装置中的设置有R过滤器的光接收元件得到的成像数 据。 此外，在上述方法中，常数k可以确定为使得指数X(基于通过得到已知摩尔浓度 比的生物组织的图像而获取的第一成像数据匕和第二成像数据62来获取所述指数X)变为 最接近理论指数X。 此外，在上述方法中，可以获取多个生物组织（每个生物组织具有彼此不同的已 知摩尔浓度比）中的每一个的测量指数X，并且可以将常数k确定为使得示出已知摩尔浓度 比与测量指数X之间的关系的校准曲线最接近示出已知摩尔浓度比与理论指数X之间的关 系的参考线。 此外，在上述方法中，在获取第一成像数据匕的步骤中，使用第一滤光器从白光中 提取的光可以变暗，从而使得获取第一成像数据匕时的曝光和获取第二成像数据6 2时的曝 光变得相等。 此外，在上述方法中，两种类型的生物物质可以是氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白， 并且生物组织中包含的第一生物物质和第二生物物质的摩尔浓度比可以是氧饱和度。 此外，在上述方法中，预定波长范围可以是血红蛋白的Q带，并且第一成像数据& 和第二成像数据G2可以是通过包括在设置有RGB滤色器的摄像装置中的设置有G过滤器 的光接收元件得到的成像数据。 此外，根据本专利技术的一个实施方案，提供了用于生成分布图像的装置，所述分布图 像示出包括在生物组织中的第一生物物质与第二生物物质之间的摩尔浓度比，所述生物组 织的吸收光谱在预定波长范围内以波长递升的次序具有第一等吸光点、第二等吸光点、第 三等吸光点和第四等吸光点，所述装置包括：发射白光的光本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于生成分布图像的方法，所述分布图像表示在生物组织中包含的第一生物物质与第二生物物质之间的摩尔浓度比，所述生物组织的吸收光谱在预定波长范围内以波长递升的次序具有第一等吸光点、第二等吸光点、第三等吸光点以及第四等吸光点，所述方法包括：通过使用第一滤光器从白光中提取的光来获取生物组织的图像而获取第一成像数据G1的步骤，所述第一滤光器被配置成共同选择性地提取由所述第一等吸光点和所述第二等吸光点划分的第一波长范围内的光、由所述第二等吸光点和所述第三等吸光点划分的第二波长范围内的光，以及由所述第三等吸光点和所述第四等吸光点划分的第三波长范围内的光；通过使用第二滤光器从白光中提取的光来获取所述生物组织的图像而获取第二成像数据G2的步骤，所述第二滤光器被配置成选择性地提取所述第二波长范围内的光；以及基于所述第一成像数据G1和所述第二成像数据G2来生成分布图像的步骤。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：千叶亨，
申请(专利权)人：HOYA株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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