分析装置以及分析方法制造方法及图纸

一种分析装置以及分析方法，其中分析装置包括：光源装置；摄像装置，所述摄像装置通过摄取所述光源装置发射的光照射到的生物组织而生成图像数据；以及指数计算单元，所述指数计算单元被配置成基于图像数据计算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比的指数，其中：所述光源装置在所述第一生物物质和所述第二生物物质吸收的第一照射波长范围的光与处于所述第一照射波长范围内的第二照射波长范围的光之间切换；并且所述指数计算单元基于通过摄取所述第一照射波长范围的所述光照射下的所述生物组织而获得的第一图像数据以及通过摄取所述第二照射波长范围的所述光照射下的所述生物组织而获得的第二图像数据计算所述指数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了一种用于获得表示生物组织中的生物物质的浓度的指数的分析装置以及和分析方法。
技术介绍
近来，已经提出具有拍摄光谱图像的功能的内窥镜装置(光谱内窥镜装置)。通过使用此光谱内窥镜装置，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，生物组织反射光谱反映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的信息。具体来说，已知的是，根据生物组织反射光谱计算的吸收率等于通过线性叠加组成所述生物组织的多种物质的吸收率而获得的吸收率。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(由例如癌症表示)的异常与血液状况、尤其是与血液或氧饱和度总量密切相关。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学特征值来对两个被聚焦的生物组织进行定性和定量是光谱分析领域的常用方法。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一些种类的病变的存在。光谱图像是由使用不同波长的光来摄取的一系列的图像信息组成，且生物组织的更具体的光谱信息可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。日本专利申请公布号2012-245223A(以下称为专利文献1)公开在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。
技术实现思路
然而，为了获取具有高波长分辨率的光谱图像(如专利文献1中公开的光谱图像)，需要摄取大量图像，同时改变图像拾取波长。此外，必须进行大量计算以便分析大量图像，因此分析这些图像需要耗费时间。即，需要重复进行相对复杂的拍摄操作和计算，以便获得有效诊断支持信息。因此，存在的问题是：要耗费时间来获得有效诊断支持信息。针对以上情况提出本专利技术。即，本专利技术的目的在于提供能够在短时间内获取示出生物物质的分布(如氧饱和度分布)的图像信息的分析装置和分析方法。根据本专利技术的一个方面，提供了一种分析装置，其包括：光源装置；摄像装置，其通过摄取所述光源装置发射的光照射到的生物组织而生成图像数据；以及指数计算单元，其配置成基于图像数据来计算指数X，该指数X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比。在这个配置中，光源装置在第一生物物质和第二生物物质吸收的第一照射波长范围的光与处于第一照射波长范围内的第二照射波长的光之间切换。所述指数计算单元被配置成基于通过摄取第一照射波长范围的光照射下的生物组织而获得的第一图像数据G1以及通过摄取第二照射波长范围的光照射下的生物组织而获得的第二图像数据G2来计算指数X。利用这种配置，可以在短时间内获得表示生物物质(如氧饱和度)的分布的图像信息。在至少一个方面中，第一照射波长范围可以包括第一生物物质的吸收峰值波长和第二生物物质的吸收峰值波长两者，并且第二照射波长范围可以包括第一生物物质和第二生物物质中一者的吸收峰值波长。在至少一个方面中，第一照射波长范围可以包括：较短的波长侧范围，其位于与第二照射波长范围的较短的波长侧边缘相毗邻的位置并且包括第一生物物质和第二生物物质中另一者的吸收峰值；以及较长的波长侧范围，其位于与第二照射波长范围的较长的波长侧边缘相毗邻的位置并且包括第一生物物质和第二生物物质中另一者的吸收峰值。在至少一个方面中，所述光源装置可以包括：光源，其发射出宽带光；第一滤光器，其从宽带光选择性地提取第一照射波长范围的光；以及；第二滤光器，其从宽带光选择性地提取第二照射波长范围的光。在至少一个方面中，所述指数计算单元可操作来：基于第一图像数据G1，计算在第一照射波长范围中生物组织的吸收率A1；基于第二图像数据G2，计算在第二照射波长范围中生物组织的吸收率A2；以及基于吸收率A1和吸收率A2来计算指数X。在至少一个方面中，所述指数计算单元可以按以下表达式(1)和(2)中的一个来计算吸收率A1：A1＝-logG1(1)A1＝-G1(2)。所述指数计算单元可以按以下表达式(3)和(4)中的一个来计算吸收率A2：A2＝-logG2(3)A2＝-G2(4)。在至少一个方面中，所述指数计算单元可以按以下表达式(5)和(6)中的一者计算指数X：X＝A1-2kA2(5)X＝A1-3kA2(6)其中k是常数。在至少一个方面中，所述指数计算单元可以按以下表达式(7)计算指数X：X＝w1·A1-k·(w1+w2)·A2(7)其中k、w1和w2是常数。在至少一个方面中，所述指数计算单元可以按以下表达式(8)计算指数X：X=w1w2·(A1kA2-1)---(8)]]>其中k、w1和w2是常数。在至少一个方面中，所述指数计算单元可以按以下表达式(9)计算指数X：X=(A1-kA2)w1(kA2)w2---(9)]]>其中k、w1和w2是常数。在至少一个方面中，常数k可确定为使得基于通过摄取摩尔比已知的生物组织获得的第一图像数据G1和第二图像数据G2来计算的指数X的值变得最接近于指数X的理论值。在至少一个方面中，通过获得摩尔比已知的多个不同生物组织的指数X的测量值，常数k可确定为使得表示已知摩尔比与指数的测量值之间的关系的校准曲线变得最接近于表示已知摩尔比与指数X的理论值之间的关系的基准线。在至少一个方面中，常数k可以是1。在至少一个方面中，所述光源装置可以包括第三滤光器，所述第三滤光器从宽带光选择性地提取第三照射波长范围的光，其中，在第三照射波长范围中生物组织吸收的程度充分低于在第一照射波长范围中生物组织吸收的程度。在这种情况下，所述摄像装置可以通过摄取第三照射波长范围的光照射下的生物组织而生成第三图像数据R3。所述指数计算单元可以配置成通过将第一图像数据G1除以第三图像数据R3来计算第一标准化反射率SR1，并且按以下表达式(10)和(11)中的一者计算吸收率A1：A1＝-logSR1(10)A1＝-SR1(11)。所述指数计算单元可以配置成通过将第二图像数据G2除以第三图像数据R3来计算第二标准化反射率SR2，并且按以下表达式(12)和(13)中的一者计算吸收率A2：A2＝-logSR2(12)A2＝-SR2(13)。在至少一个方面中，所述摄像装置可以通过摄取第一照射波长范围的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分析装置，其包括：光源装置；摄像装置，其通过摄取所述光源装置发射的光照射到的生物组织而生成图像数据；以及指数计算单元，其配置成基于所述图像数据计算表示在所述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比的指数X，其中：所述光源装置在第一生物物质和第二生物物质吸收的第一照射波长范围的光与处于所述第一照射波长范围内的第二照射波长范围的光之间切换；并且所述指数计算单元被配置成基于通过摄取第一照射波长范围的光照射下的生物组织而获得的第一图像数据G1以及通过摄取第二照射波长范围的光照射下的生物组织而获得的第二图像数据G2来计算指数X。

【技术特征摘要】
2014.11.21 JP 2014-2364711.一种分析装置，其包括：
光源装置；
摄像装置，其通过摄取所述光源装置发射的光照射到的生物组织而生成图
像数据；以及
指数计算单元，其配置成基于所述图像数据计算表示在所述生物组织中包
含的第一生物物质与第二生物物质之间的摩尔比的指数X，
其中：
所述光源装置在第一生物物质和第二生物物质吸收的第一照射波长范围
的光与处于所述第一照射波长范围内的第二照射波长范围的光之间切换；并且
所述指数计算单元被配置成基于通过摄取第一照射波长范围的光照射下
的生物组织而获得的第一图像数据G1以及通过摄取第二照射波长范围的光照
射下的生物组织而获得的第二图像数据G2来计算指数X。
2.根据权利要求1所述的分析装置，
其中：
第一照射波长范围包括第一生物物质的吸收峰值波长和第二生物物质的
吸收峰值波长两者；并且
第二照射波长范围包括第一生物物质和第二生物物质中的一个的吸收峰
值波长。
3.根据权利要求2所述的分析装置，
其中第一照射波长范围包括：
较短的波长侧范围，其位于与第二照射波长范围的较短的波长侧边缘相毗
邻的位置并且包括第一生物物质和第二生物物质中另一者的吸收峰值；以及
较长的波长侧范围，其位于与第二照射波长范围的较长的波长侧边缘相毗
邻的位置并且包括第一生物物质和第二生物物质中另一者的吸收峰值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分析装置，
其中所述光源装置包括：
光源，其发射宽带光；
第一滤光器，其从宽带光选择性地提取第一照射波长范围的光；以及
第二滤光器，其从宽带光选择性地提取第二照射波长范围的光。
5.根据权利要求4所述的分析装置，
其中所述指数计算单元操作以：
基于第一图像数据G1，计算在第一照射波长范围中的生物组织的吸收率
A1；
基于第二图像数据G2，计算在第二照射波长范围中生物组织的吸收率A2；
以及
基于吸收率A1和吸收率A2来计算指数X。
6.根据权利要求5所述的分析装置，
其中，所述指数计算单元按以下表达式(1)和(2)中的一者计算吸收率
A1：
A1＝-logG1(1)
A1＝-G1(2)，
其中，所述指数计算单元按以下表达式(3)和(4)中的一者计算吸收率
A2：
A2＝-logG2(3)
A2＝-G2(4)。
7.根据权利要求5所述的分析装置，
其中所述指数计算单元按以下表达式(5)和(6)中的一者计算指数X：
X＝A1-2kA2(5)
X＝A1-3kA2(6)
其中k是常数。
8.根据权利要求5所述的分析装置，
其中所述指数计算单元按以下表达式(7)计算所述指数X：
X＝w1·A1-k·(w1+w2)·A2(7)
其中k、w1和w2是常数。
9.根据权利要求5所述的分析装置，
其中，所述指数计算单元按以下表达式(8)计算指数X：
X=w1w2·(A1kA2-1)---(8)]]>其中k、w1和w2是常数。
10.根据权利要求5所述的分析装置，
其中所述指数计算单元按以下表达式(9)计算所述指数X：
X=(A1-kA2)w1(kA2)w2---(9)]]>其中k、w1和w2是常数。
11.根据权利要求7所述的分析装置，
其中，常数k被确定为使得基于通过摄取摩尔比已知的生物组织获得的第
一图像数据G1和第二图像数据G2来计算的指数X的值变得最接近于该指数X
的理论值。
12.根据权利要求11所述的分析装置，
其中，通过获得摩尔比已知的多个不同生物组织的指数X的测量值，常数
k被确定为使得表示已知摩尔比与指数的测量值之间的关系的校准曲线变得最
接近于表示已知摩尔比与指数X的理论值之间的关系的基准线。
13.根据权利要求7所述的分析装置，其中常数k是1。
14.根据权利要求5所述的分析装置，
其中：
所述光源装置包括第三滤光器，其从宽带光选择性地提取第三照射波长范
围的光，其中，被生物组织吸收的程度充分低于在第一照射波长范围中被生物
组织吸收的程度；
所述摄像装置通过摄取第三照射波长范围的光照射下的生物组织而生成
第三图像数据R3；
所述指数计算单元被配置...

【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