[發明專利]生成示出生物組織中生物物質濃度分布圖像的方法和裝置

有效

• 申請號: 201480031366.3
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN105324064B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 千葉亨
• 申請（專利權）人: HOYA株式會社
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00;A61B1/04;A61B1/06;A61B5/1455
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司11314
• 代理人: 程偉,王錦陽

技術領域

本發明涉及一種用于生成示出生物組織中的生物物質濃度分布的圖像的方法和裝置。

背景技術

近來，已經提出了具有拍攝光譜圖像的功能的內窺鏡裝置(光譜內窺鏡裝置)。通過使用這樣的光譜內窺鏡裝置，可以獲得關于生物組織(如消化器官的黏膜)的光譜特性(例如，反射光譜)的信息。已知的是，生物組織的反射光譜反映這樣的信息：所述信息關于作為測量目標的生物組織的表層附近包含的組分的類型或密度。具體而言，已知根據生物組織的反射光譜計算得到的吸收率等于通過將構成生物組織的多種物質的吸收率線性疊加而得到的吸收率。

已知的是，病變生物組織中的物質的組成和量不同于健康生物組織中的物質的組成和量。在許多早期研究中表明，病變(如由癌癥表示)的異常與血液狀況(特別是與血液或氧飽和總量)極為密切相關。在光譜分析領域中，經常使用這樣的方法：通過使用兩個被聚焦的生物組織所具有的可見范圍內的光譜特征值來對所述兩個被聚焦的生物組織進行定性和定量。因此，通過將包括病變的生物組織中的血液的光譜特性與并未包括病變的生物組織中的血液的光譜特性進行比較，可以估計生物組織中的某些種類的病變的存在。

光譜圖像是使用不同波長的光來獲取的一系列的圖像信息組成，且生物組織的更詳細的光譜信息可以從具有更高的波長分辨率(即，用于獲取圖像信息的更大量的波長)的光譜圖像獲得。專利文件1公開了在400nm至800nm的波長范圍內以5nm的間隔來獲取光譜圖像的光譜內窺鏡裝置的示例性的配置。

現有技術文獻

專利文件

(專利文件1)第2012-245223A號日本專利臨時公開

發明內容

待解決的問題

然而，為了獲取具有高波長分辨率的光譜圖像(例如，公開于專利文件1中的光譜圖像)需要許多在改變圖像獲取波長的情況下獲取的圖像。此外，需要進行大量計算以分析大量圖像，因此分析這些圖像要耗費時間。也就是說，需要重復進行相對復雜的拍攝操作和計算，以獲得有效的診斷支持信息。因此，存在獲得有效診斷支持信息要耗費時間的問題。

鑒于上述情況而提出本發明，本發明的目的是提供能夠在短時間內獲取示出生物物質的分布(例如，氧飽和度分布)的圖像信息的方法和裝置。

解決問題的方法

根據本發明的一個實施方案，提供了用于示出生物組織中包含的第一生物物質與第二生物物質之間的摩爾濃度比的生成分布圖像的方法，所述生物組織的吸收光譜在預定波長范圍內以波長遞升的次序具有第一等吸光點、第二等吸光點、第三等吸光點以及第四等吸光點，所述方法包括：通過使用由第一濾光器從白光中提取的光來獲取生物組織的圖像而獲取第一成像數據G₁的步驟，所述第一濾光器配置成共同選擇性地提取由第一等吸光點和第二等吸光點劃分的第一波長范圍內的光、由第二等吸光點和第三等吸光點劃分的第二波長范圍內的光以及由第三等吸光點和第四等吸光點劃分的第三波長范圍內的光；通過使用由第二濾光器從白光中提取的光來獲取生物組織的圖像而獲取第二成像數據G₂的步驟，所述第二濾光器配置成選擇性地提取第二波長范圍內的光；以及基于所述第一成像數據G₁和所述第二成像數據G₂來生成分布圖像的步驟。

此外，在上述方法中，基于第一成像數據G₁和第二成像數據G₂來生成分布圖像的步驟可以進一步包括：基于第一成像數據G₁來獲取第一濾光器的透射波長范圍中的生物組織的吸收率A₁的步驟；基于第二成像數據G₂來獲取第二濾光器的透射波長范圍中的生物組織的吸收率A₂的步驟；以及基于所述吸收率A₁和吸收率A₂來生成分布圖像的步驟。

此外，在上述方法中，獲取吸收率A₁的步驟可以包括使用表達式1或表達式2來計算吸收率A₁的步驟；以及

(表達式1)

A₁＝-logG₁

(表達式2)

A₁＝-G₁

獲取吸收率A₂的步驟可以包括使用表達式3或表達式4來計算吸收率A₂的步驟。

(表達式3)

A₂＝-logG₂

(表達式4)