JP2011110272A - Endoscope apparatus - Google Patents

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Eiji Ohashi
永治 大橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an endoscope apparatus which includes an endoscope insertion portion for irradiating a region to be observed with exciting light, the endoscope apparatus accurately acquiring information on distance between the distal end of the endoscope insertion portion and the region to be observed with a simple configuration. <P>SOLUTION: A fluorescent mark M arranged close to the region to be observed is imaged. The information on distance between the distal end of the endoscope insertion portion and the region to be observed is acquired based on the signal strength of the imaged fluorescent mark M. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、体腔内に挿入され、励起光を被観察部に照射する内視鏡挿入部を備えた内視鏡装置に関するものである。   The present invention relates to an endoscope apparatus including an endoscope insertion portion that is inserted into a body cavity and irradiates an observation portion with excitation light.

従来、体腔内の組織を観察する内視鏡システムが広く知られており、白色光の照射によって体腔内の被観察部を撮像して通常画像を得、この通常画像をモニタ画面上に表示する電子式内視鏡システムが広く実用化されている。   Conventionally, endoscope systems for observing tissue in a body cavity are widely known, and a normal image is obtained by imaging a portion to be observed in a body cavity by irradiation with white light, and this normal image is displayed on a monitor screen. Electronic endoscope systems have been widely put into practical use.

また、上記のような内視鏡システムとして、たとえば、特許文献1においては、通常画像とともに、励起光の照射によって被観察部から発せられた自家蛍光像を撮像して自家蛍光画像を得、これらの画像をモニタ画面上に表示する蛍光内視鏡システムが提案されている。   Moreover, as an endoscope system as described above, for example, in Patent Document 1, an autofluorescence image emitted from an observed part by irradiation of excitation light is captured together with a normal image to obtain autofluorescence images. There has been proposed a fluorescence endoscope system that displays the above image on a monitor screen.

また、蛍光内視鏡システムとしては、たとえば、ICG(インドシアニングリーン)を予め体内に投入し、励起光を被観察部に照射して血管内のICGの蛍光を検出することによって血管の蛍光画像を取得するものも提案されている。   In addition, as a fluorescence endoscope system, for example, ICG (Indocyanine Green) is introduced into the body in advance, and the fluorescence image of the blood vessel is detected by irradiating the observation part with excitation light and detecting the fluorescence of ICG in the blood vessel Some have also been proposed.

ここで、上記のような内視鏡システムにおいては、体腔内に挿入される内視鏡挿入部の先端と被観察部との距離情報を得たい場合がある。   Here, in the above endoscope system, there is a case where it is desired to obtain distance information between the distal end of the endoscope insertion portion inserted into the body cavity and the observed portion.

従来、医用機器に用いられる距離測定装置としては、測定定規、超音波測距装置、レーザ測距装置などが提案されている。   Conventionally, as a distance measuring device used for medical equipment, a measuring ruler, an ultrasonic distance measuring device, a laser distance measuring device, and the like have been proposed.

また、たとえば、特許文献2には、被観察部に対して赤色や赤外のレーザスポット光を照射し、そのスポット光の反射光を2つの撮像素子によって撮像し、撮像素子に入射する光路の違いから距離を取得する方法が提案されている。   Further, for example, in Patent Document 2, a laser spot light of red or infrared is irradiated to an observed part, reflected light of the spot light is imaged by two image sensors, and an optical path incident on the image sensor is detected. A method for obtaining the distance from the difference has been proposed.

特開2005−204905号公報JP 2005-204905 A 特許第3191932号公報Japanese Patent No. 3191932

しかしながら、測定定規は生体への侵襲リスクや撮像系への写りこみの問題があり、超音波測距装置やレーザ測距装置は装置が大型化し、コストが増加するという問題があった。   However, the measurement ruler has a problem of invasion to a living body and a problem of reflection in an imaging system, and the ultrasonic distance measuring apparatus and the laser distance measuring apparatus have a problem that the apparatus becomes large and the cost increases.

また、特許文献2に記載の方法では、観察用の照明光である白色光と距離測定用のスポット光を同時に照射すると、白色光の反射成分のために類似スポット光が生じ、正確な距離を測定することができない問題を生じる。また、通常画像内には種々の色成分からなる被写体が含まれているためスポット光の反射光部分のみを認識するのは非常に困難である。すなわち、特許文献2に記載の方法では、通常画像の撮像中に距離の測定を行うことができない問題を生じる。   Further, in the method described in Patent Document 2, when white light that is illumination light for observation and spot light for distance measurement are simultaneously irradiated, similar spot light is generated due to a reflected component of white light, and an accurate distance is obtained. This causes problems that cannot be measured. In addition, since a subject having various color components is included in a normal image, it is very difficult to recognize only the reflected light portion of the spot light. In other words, the method described in Patent Document 2 has a problem that distance cannot be measured during normal image capturing.

また、たとえば、内視鏡挿入部の先端と被観察部との距離情報に応じて被観察部に照射される励起光の強度を制御する場合などには、蛍光画像を撮像中に励起光の強度を制御する必要があるが、特許文献2に記載の方法では、赤色や赤外のレーザスポット光は蛍光画像には現われないため距離の測定を行うことができない。   Also, for example, when controlling the intensity of the excitation light irradiated to the observed part according to the distance information between the distal end of the endoscope insertion part and the observed part, the excitation light Although the intensity needs to be controlled, the method described in Patent Document 2 cannot measure the distance because red or infrared laser spot light does not appear in the fluorescence image.

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、励起光を被観察部に照射する内視鏡挿入部を備えた内視鏡装置において、内視鏡挿入部の先端と被観察部との間の距離情報をより簡易な構成で精度良く取得することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and in an endoscope apparatus including an endoscope insertion portion that irradiates an observation portion with excitation light, the distal end of the endoscope insertion portion and the observation portion It is an object of the present invention to provide an endoscope apparatus that can accurately acquire distance information between the two and a distance between them.

本発明の蛍光内視鏡装置は、体腔内に挿入され、励起光を被観察部に照射する内視鏡挿入部と、内視鏡挿入部による励起光の照射によって被観察部から発せられた蛍光を受光して被観察部の蛍光像を撮像する撮像部とを備えた蛍光内視鏡装置において、撮像部が、被観察部の近傍に設置された蛍光標識を撮像するものであり、撮像部によって撮像された蛍光標識の信号強度に基づいて、内視鏡挿入部先端と被観察部との距離情報を取得する距離情報取得部を備えたことを特徴とする。   The fluorescence endoscope apparatus of the present invention is inserted into a body cavity and is emitted from an observed part by irradiation of excitation light by the endoscope inserting part that irradiates the observed part with excitation light. In a fluorescence endoscope apparatus including an imaging unit that receives fluorescence and captures a fluorescence image of an observed part, the imaging part images a fluorescent label installed in the vicinity of the observed part. And a distance information acquisition unit that acquires distance information between the distal end of the endoscope insertion unit and the observed portion based on the signal intensity of the fluorescent marker imaged by the unit.

また、上記本発明の蛍光内視鏡装置においては、距情報取得部を、撮像部の光学系のコサイン4乗則に起因する補正データが予め設定されたものとし、蛍光標識の信号強度に対して補正データを用いて補正を施した補正済信号強度に基づいて距離情報を取得するものとすることができる。   Further, in the fluorescence endoscope apparatus of the present invention, the distance information acquisition unit is assumed that correction data resulting from the cosine fourth law of the optical system of the imaging unit is set in advance, and the signal intensity of the fluorescent label is Thus, the distance information can be acquired based on the corrected signal intensity corrected using the correction data.

また、距情報取得部を、蛍光標識に照射される励起光の照度分布に起因する補正データが予め設定されたものとし、蛍光標識の信号強度に対して補正データを用いて補正を施した補正済信号強度に基づいて距離情報を取得するものとすることができる。   In addition, the distance information acquisition unit assumes that correction data resulting from the illuminance distribution of the excitation light irradiated to the fluorescent label is set in advance, and corrects the signal intensity of the fluorescent label using the correction data The distance information can be acquired based on the completed signal strength.

また、蛍光標識を所定の間隔を空けて複数配置し、距離情報取得部を、蛍光標識の信号強度と間隔の信号強度とに基づいて距離情報を取得するものとすることができる。   In addition, a plurality of fluorescent labels may be arranged at a predetermined interval, and the distance information acquisition unit may acquire distance information based on the signal intensity of the fluorescent label and the signal intensity of the interval.

また、蛍光標識を、被観察部の近傍に設置される処置具に設けることができる。   In addition, a fluorescent label can be provided on a treatment instrument installed in the vicinity of the observed portion.

また、距離情報取得部によって取得された距離情報に基づいて、励起光の照射強度を制御する照射強度制御部を設けることができる。   An irradiation intensity control unit that controls the irradiation intensity of the excitation light can be provided based on the distance information acquired by the distance information acquisition unit.

本発明の蛍光内視鏡装置によれば、被観察部の近傍に設置された蛍光標識を撮像し、その撮像した蛍光標識の信号強度に基づいて、内視鏡挿入部先端と被観察部との距離情報を取得するようにしたので、内視鏡挿入部の先端と被観察部との間の精度良い距離情報をより簡易な構成で精度良く取得することができる。   According to the fluorescence endoscope apparatus of the present invention, the fluorescent marker installed in the vicinity of the observed portion is imaged, and based on the signal intensity of the captured fluorescent label, the endoscope insertion portion tip, the observed portion, Thus, accurate distance information between the distal end of the endoscope insertion portion and the observed portion can be accurately acquired with a simpler configuration.

また、上記本発明の蛍光内視鏡装置において、撮像部の光学系のコサイン4乗則に起因する補正データや蛍光標識に照射される励起光の照度分布に起因する補正データを予め設定し、蛍光標識の信号強度に対して補正データを用いて補正を施した補正済信号強度に基づいて距離情報を取得するようにした場合には、より精度良い距離情報を取得することができる。   Further, in the fluorescence endoscope apparatus of the present invention, the correction data resulting from the cosine fourth law of the optical system of the imaging unit and the correction data resulting from the illuminance distribution of the excitation light irradiated to the fluorescent label are set in advance. When the distance information is acquired based on the corrected signal intensity obtained by correcting the signal intensity of the fluorescent label using the correction data, it is possible to acquire more accurate distance information.

また、蛍光標識を所定の間隔を空けて複数配置し、蛍光標識の信号強度と上記間隔の信号強度とに基づいて距離情報を取得するようにした場合には、たとえば、蛍光標識の信号距度から上記間隔の信号強度を減算した結果に基づいて距離情報を取得するようにすれば、
蛍光標識の周囲から発せられたバックグランドの蛍光に基づく信号を除去することができ、より精度良い距離情報を取得することができる。
In addition, when a plurality of fluorescent labels are arranged at predetermined intervals and distance information is acquired based on the signal intensity of the fluorescent label and the signal intensity of the interval, for example, the signal distance of the fluorescent label If the distance information is acquired based on the result of subtracting the signal strength of the interval from
Signals based on background fluorescence emitted from around the fluorescent label can be removed, and distance information with higher accuracy can be acquired.

また、蛍光標識を、被観察部の近傍に設置される処置具に設けるようにした場合には、特別な器具などを準備することなく、既存の装置で距離情報を取得することができる。   In addition, when the fluorescent label is provided on a treatment instrument installed in the vicinity of the observed portion, the distance information can be acquired with an existing apparatus without preparing a special instrument or the like.

また、距離情報取得部によって取得された距離情報に基づいて、励起光の照射強度を制御するようにした場合には、被観察部に対して必要以上の励起光が照射されて被観察部が損傷を受けないようにするとともに、被観察部から十分な蛍光の強度を得られるようにすることができる。   Further, when the irradiation intensity of the excitation light is controlled based on the distance information acquired by the distance information acquisition unit, the observation unit is irradiated with more than necessary excitation light. It is possible to prevent damage and to obtain sufficient fluorescence intensity from the observed portion.

本発明の内視鏡装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムの概略構成図Schematic configuration diagram of a rigid endoscope system using an embodiment of an endoscope apparatus of the present invention 硬質挿入部の概略構成図Schematic configuration diagram of hard insertion part 撮像ユニットの概略構成図Schematic configuration diagram of the imaging unit 画像処理装置および光源装置の概略構成を示すブロック図The block diagram which shows schematic structure of an image processing apparatus and a light source device 鉗子の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of forceps 鉗子に設けられたマークの一例を示す図The figure which shows an example of the mark provided in forceps 硬質挿入部と鉗子とが体腔内に挿入された状態の一例を示す図The figure which shows an example of the state by which the hard insertion part and forceps were inserted in the body cavity 通常画像およびマーク画像を含む蛍光画像の一例を示す図The figure which shows an example of the fluorescence image containing a normal image and a mark image 本発明の内視鏡装置の一実施形態における距離情報の取得方法を説明するためのフローチャートThe flowchart for demonstrating the acquisition method of the distance information in one Embodiment of the endoscope apparatus of this invention. 硬質挿入部先端と被観察部との距離を示す図Diagram showing the distance between the hard insertion section tip and the observed section 第1の撮像系のレンズのコサイン4乗則に起因する蛍光画像信号の強度変化C1,C2と、被観察部に照射された励起光の照度分布に起因する蛍光画像信号の強度変化D1,D2との一例を示す図Intensity changes C1 and C2 of the fluorescence image signal due to the cosine fourth power law of the lens of the first imaging system, and intensity changes D1 and D2 of the fluorescence image signal due to the illuminance distribution of the excitation light irradiated to the observed portion Figure showing an example 硬質挿入部の先端と被観察部との距離情報と、補正済蛍光画像信号とを対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図The figure which shows an example of the look-up table which matched the distance information of the front-end | tip of a hard insertion part, and a to-be-observed part, and the correction | amendment fluorescence image signal. マークのその他の実施形態を示す図The figure which shows other embodiment of a mark

以下、図面を参照して本発明の内視鏡装置の一実施形態を用いた硬性鏡システムについて詳細に説明する。図1は、本実施形態の硬性鏡システム1の概略構成を示す外観図である。   Hereinafter, a rigid endoscope system using an embodiment of an endoscope apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an external view showing a schematic configuration of a rigid endoscope system 1 of the present embodiment.

本実施形態の硬性鏡システム1は、図1に示すように、白色の通常光および励起光を射出する光源装置2と、光源装置2から射出された通常光および励起光を導光して被観察部に照射するとともに、通常光の照射により被観察部から反射された反射光に基づく通常像および励起光の照射により被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像を撮像する硬性鏡撮像装置10と、硬性鏡撮像装置10によって撮像された画像信号に所定の処理を施す画像処理装置3と、画像処理装置3において生成された表示制御信号に基づいて被観察部の通常画像および蛍光画像を表示するモニタ4とを備えている。   As shown in FIG. 1, the rigid endoscope system 1 according to the present embodiment guides the normal light and excitation light emitted from the light source device 2 and the light source device 2 that emits white normal light and excitation light. A rigid mirror imaging apparatus that irradiates the observation unit and captures a normal image based on reflected light reflected from the observed portion by irradiation of normal light and a fluorescent image based on fluorescence emitted from the observed portion by irradiation of excitation light 10, an image processing device 3 that performs a predetermined process on the image signal captured by the rigid endoscope imaging device 10, and a normal image and a fluorescence image of the observed portion based on the display control signal generated in the image processing device 3. And a monitor 4 for display.

硬性鏡撮像装置10は、図1に示すように、腹腔内に挿入される硬質挿入部30と、硬質挿入部30によって導光された被観察部の通常像および蛍光像を撮像する撮像ユニット20とを備えている。   As shown in FIG. 1, the rigid endoscope imaging apparatus 10 includes a hard insertion portion 30 that is inserted into the abdominal cavity and an imaging unit 20 that captures a normal image and a fluorescence image of the observed portion guided by the hard insertion portion 30. And.

また、硬性鏡撮像装置10は、図2に示すように、硬質挿入部30と撮像ユニット20とが着脱可能に接続されている。そして、硬質挿入部30は接続部材30a、挿入部材30b、ケーブル接続口30c、照射レンズ30d、および撮像レンズ30eを備えている。   In addition, as shown in FIG. 2, the rigid endoscope imaging apparatus 10 has a hard insertion portion 30 and an imaging unit 20 that are detachably connected. The hard insertion portion 30 includes a connection member 30a, an insertion member 30b, a cable connection port 30c, an irradiation lens 30d, and an imaging lens 30e.

接続部材30aは、硬質挿入部30(挿入部材30b)の一端側30Xに設けられており、たとえば撮像ユニット20側に形成された開口20aに嵌め合わされることにより、撮像ユニット20と硬質挿入部30とが着脱可能に接続される。   The connection member 30a is provided on one end side 30X of the hard insertion portion 30 (insertion member 30b). For example, the connection member 30a is fitted into an opening 20a formed on the imaging unit 20 side, so that the imaging unit 20 and the hard insertion portion 30 are fitted. Are detachably connected.

挿入部材30bは、腹腔内の撮影を行う際に腹腔内に挿入されるものであって、硬質な材料から形成され、たとえば、直径略10mmの円柱形状を有している。挿入部材30bの内部には、被観察部の像を結像するためのレンズ群が収容されており、他端側30Yから入射された被観察部の通常像および蛍光像は撮像レンズ30eおよび上記レンズ群を介して一端側30Xの撮像ユニット20側に射出される。   The insertion member 30b is inserted into the abdominal cavity when photographing inside the abdominal cavity, and is formed of a hard material and has, for example, a cylindrical shape with a diameter of approximately 10 mm. The insertion member 30b accommodates a lens group for forming an image of the observed portion. The normal image and the fluorescent image of the observed portion incident from the other end 30Y are the imaging lens 30e and the above-described lens. The light is emitted to the imaging unit 20 side of the one end side 30X through the lens group.

挿入部材30bの側面にはケーブル接続口30cが設けられており、このケーブル接続口30cに光ケーブルLCが機械的に接続される。これにより、光源装置2と挿入部材30bとが光ケーブルLCを介して光学的に接続されることになる。   A cable connection port 30c is provided on the side surface of the insertion member 30b, and the optical cable LC is mechanically connected to the cable connection port 30c. Thereby, the light source device 2 and the insertion member 30b are optically connected via the optical cable LC.

照射レンズ30dは、硬質挿入部30の他端側30Yに設けられており、光ケーブルLCによって導光された通常光および励起光を被観察部に対し照射するものである。なお、挿入部材30b内にはケーブル接続口30cから照射レンズ30dまで通常光および励起光を導光するライトガイドが収容されており(図示せず)、照射レンズ30dはライトガイドによって導光された通常光および励起光を被観察部に照射するものである。   The irradiation lens 30d is provided on the other end side 30Y of the hard insertion portion 30, and irradiates the observed portion with normal light and excitation light guided by the optical cable LC. In addition, a light guide for guiding normal light and excitation light from the cable connection port 30c to the irradiation lens 30d is accommodated in the insertion member 30b (not shown), and the irradiation lens 30d is guided by the light guide. The light to be observed is irradiated with normal light and excitation light.

図3は、撮像ユニット20の概略構成を示す図である。撮像ユニット20は、硬質挿入部30内のレンズ群により結像された被観察部の蛍光像を撮像して被観察部の蛍光画像信号を生成する第1の撮像系と、硬質挿入部30内のレンズ群により結像された被観察部の通常像を撮像して通常画像信号を生成する第2の撮像系とを備えている。これらの撮像系は、通常像を反射するとともに、蛍光像を透過する分光特性を有するダイクロイックプリズム21によって、互いに直交する2つの光軸に分けられている。   FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of the imaging unit 20. The imaging unit 20 includes a first imaging system that captures a fluorescent image of the observed portion formed by the lens group in the hard insertion portion 30 and generates a fluorescent image signal of the observed portion, and the hard insertion portion 30. And a second imaging system that generates a normal image signal by capturing a normal image of the observed portion formed by the lens group. These imaging systems are divided into two optical axes orthogonal to each other by a dichroic prism 21 having a spectral characteristic that reflects a normal image and transmits a fluorescent image.

第1の撮像系は、硬質挿入部30から射出され、ダイクロイックプリズム21を透過した励起光をカットする励起光カットフィルタ22と、硬質挿入部30から射出され、ダイクロイックプリズム21および励起光カットフィルタ22を透過した蛍光像L4を結像する第1結像光学系23と、第1結像光学系23により結像された蛍光像L4を撮像する高感度撮像素子24とを備えている。   The first imaging system is an excitation light cut filter 22 that cuts the excitation light emitted from the hard insertion portion 30 and transmitted through the dichroic prism 21, and the dichroic prism 21 and the excitation light cut filter 22 that are emitted from the hard insertion portion 30. The first imaging optical system 23 that forms an image of the fluorescent image L4 that has passed through the first imaging optical system 23, and the high-sensitivity imaging device 24 that images the fluorescent image L4 imaged by the first imaging optical system 23.

第2の撮像系は、硬質挿入部30から射出され、ダイクロイックプリズム21を反射した通常像L3を結像する第2結像光学系25と、第2結像光学系25により結像された通常像L3を撮像する撮像素子26を備えている。   The second imaging system is a normal image formed by the second imaging optical system 25 and a second imaging optical system 25 that forms a normal image L3 emitted from the hard insertion portion 30 and reflected by the dichroic prism 21. An image sensor 26 that captures the image L3 is provided.

高感度撮像素子24は、蛍光像L4の波長帯域の光を高感度に検出し、蛍光画像信号に変換して出力するものである。高感度撮像素子24はモノクロの撮像素子である。   The high-sensitivity imaging element 24 detects light in the wavelength band of the fluorescent image L4 with high sensitivity, converts it into a fluorescent image signal, and outputs it. The high sensitivity image sensor 24 is a monochrome image sensor.

撮像素子26は、通常像の波長帯域の光を検出し、通常画像信号に変換して出力するものである。撮像素子26の撮像面には、3原色の赤(R)、緑(G)および青(B)、またはシアン(C)、マゼンダ(M)およびイエロー(Y)のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。   The image sensor 26 detects light in the wavelength band of the normal image, converts it into a normal image signal, and outputs it. On the image pickup surface of the image pickup element 26, color filters of three primary colors red (R), green (G) and blue (B), or cyan (C), magenta (M) and yellow (Y) are arranged in a Bayer array or a honeycomb. It is provided in an array.

また、撮像ユニット20は、撮像制御ユニット27を備えている。撮像制御ユニット27は、高感度撮像素子24から出力された蛍光画像信号および撮像素子26から出力された通常画像信号に対し、CDS/AGC(相関二重サンプリング/自動利得制御)処理やA/D変換処理を施し、ケーブル5(図1参照)を介して画像処理装置3に出力するものである。   In addition, the imaging unit 20 includes an imaging control unit 27. The imaging control unit 27 performs CDS / AGC (correlated double sampling / automatic gain control) processing and A / D on the fluorescence image signal output from the high-sensitivity imaging device 24 and the normal image signal output from the imaging device 26. A conversion process is performed and output to the image processing apparatus 3 via the cable 5 (see FIG. 1).

画像処理装置3は、図4に示すように、通常画像入力コントローラ31、蛍光画像入力コントローラ32、画像処理部33、メモリ34、ビデオ出力部35、操作部36、TG(タイミングジェネレータ)37、CPU38および距離情報取得部39を備えている。   As shown in FIG. 4, the image processing apparatus 3 includes a normal image input controller 31, a fluorescence image input controller 32, an image processing unit 33, a memory 34, a video output unit 35, an operation unit 36, a TG (timing generator) 37, and a CPU 38. And a distance information acquisition unit 39.

通常画像入力コントローラ31および蛍光画像入力コントローラ32は、所定容量のラインバッファを備えており、撮像ユニット20の撮像制御ユニット27から出力された1フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号をそれぞれ一時的に記憶するものである。そして、通常画像入力コントローラ31に記憶された通常画像信号および蛍光画像入力コントローラ32に記憶された蛍光画像信号はバスを介してメモリ34に格納される。   The normal image input controller 31 and the fluorescence image input controller 32 include a line buffer having a predetermined capacity, and temporarily store the normal image signal and the fluorescence image signal for each frame output from the imaging control unit 27 of the imaging unit 20. To remember. Then, the normal image signal stored in the normal image input controller 31 and the fluorescent image signal stored in the fluorescent image input controller 32 are stored in the memory 34 via the bus.

画像処理部33は、メモリ34から読み出された1フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号が入力され、これらの画像信号に所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。   The image processing unit 33 receives a normal image signal and a fluorescence image signal for each frame read from the memory 34, performs predetermined image processing on these image signals, and outputs them to the bus.

距離情報取得部39は、撮像ユニット20から出力された蛍光画像信号に基づいて、硬質挿入部30の先端と被観察部との距離情報を取得するものである。   The distance information acquisition unit 39 acquires distance information between the tip of the hard insertion unit 30 and the observed portion based on the fluorescence image signal output from the imaging unit 20.

ここで、本実施形態の硬性鏡システムにおいては、図5Aに示すような鉗子6が使用される。図5Aに示す鉗子6は、被観察部を挟持したり、所定の処置を施したりする作動部6aと、作動部6aが設けれ、細い円柱形状からなる柄部分6bと、操作者が作動部6aの動作を行うための操作部6cとを備えている。そして、鉗子6の先端部分の柄部分6bの円周上には、図5Bに示すように、距離計測用のマークMが設けられている。本実施形態においては、このマークMは、750nm以上800nm以下の近赤外の励起光の照射によって800nm以上850nm以下の蛍光を発する蛍光材料によって円筒形状に形成されている。なお、マークMを形成する蛍光材料については、後述するICGなどの蛍光薬剤や自家蛍光の波長帯域と同じ波長帯域の蛍光を発する材料を用いることが望ましい。   Here, in the rigid endoscope system of the present embodiment, a forceps 6 as shown in FIG. 5A is used. The forceps 6 shown in FIG. 5A includes an operating portion 6a for holding an observed portion or performing a predetermined treatment, an operating portion 6a, a handle portion 6b having a thin cylindrical shape, and an operator operating the operating portion. And an operation unit 6c for performing the operation 6a. A distance measuring mark M is provided on the circumference of the handle 6b at the tip of the forceps 6 as shown in FIG. 5B. In the present embodiment, the mark M is formed in a cylindrical shape by a fluorescent material that emits fluorescence of 800 nm or more and 850 nm or less when irradiated with near infrared excitation light of 750 nm or more and 800 nm or less. For the fluorescent material forming the mark M, it is desirable to use a fluorescent agent such as ICG described later or a material that emits fluorescence in the same wavelength band as the wavelength band of autofluorescence.

そして、撮像ユニット20から出力される蛍光画像信号には、このマークMを表す信号が含まれており、距離情報取得部39は、このマークMを表す信号の強度に基づいて、硬質挿入部30の先端と被観察部との距離情報を取得するものである。なお、距離情報取得部39の作用については、後で詳述する。   The fluorescent image signal output from the imaging unit 20 includes a signal representing the mark M, and the distance information acquisition unit 39 is based on the intensity of the signal representing the mark M. The distance information between the tip and the observed part is acquired. The operation of the distance information acquisition unit 39 will be described in detail later.

ビデオ出力部35は、画像処理部33から出力された通常画像信号および蛍光画像信号がバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ4に出力するものである。   The video output unit 35 receives the normal image signal and the fluorescence image signal output from the image processing unit 33 via the bus, performs predetermined processing to generate a display control signal, and outputs the display control signal to the monitor 4. Output.

操作部36は、種々の操作指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。また、TG37は、撮像ユニット20の高感度撮像素子24、撮像素子26および後述する光源装置2のLDドライバ45を駆動するための駆動パルス信号を出力するものである。また、CPU36は装置全体を制御するものである。   The operation unit 36 receives input by the operator such as various operation instructions and control parameters. The TG 37 outputs a driving pulse signal for driving the high-sensitivity imaging device 24, the imaging device 26 of the imaging unit 20, and the LD driver 45 of the light source device 2 described later. The CPU 36 controls the entire apparatus.

光源装置2は、図4に示すように、約400〜700nmの広帯域の波長からなる通常光(白色光)L1を射出する通常光源40と、通常光源40から射出された通常光L1を集光する集光レンズ42と、集光レンズ42によって集光された通常光L1を透過するとともに、後述する励起光L2を反射し、通常光L1および励起光L2とを光ケーブルLCの入射端に入射させるダイクロイックミラー43とを備えている。なお、通常光源40としては、たとえばキセノンランプが用いられる。また、通常光源40と集光レンズ42との間には、絞り41が設けられており、ALC(Automatic light control)からの制御信号に基づいてその絞り量が制御される。   As shown in FIG. 4, the light source device 2 condenses the normal light source 40 that emits normal light (white light) L <b> 1 having a broadband wavelength of about 400 to 700 nm and the normal light L <b> 1 emitted from the normal light source 40. The condensing lens 42 and the normal light L1 collected by the condensing lens 42 are transmitted, the excitation light L2 described later is reflected, and the normal light L1 and the excitation light L2 are incident on the incident end of the optical cable LC. And a dichroic mirror 43. For example, a xenon lamp is used as the normal light source 40. A diaphragm 41 is provided between the normal light source 40 and the condenser lens 42, and the amount of the diaphragm is controlled based on a control signal from ALC (Automatic light control).

また、光源装置2は、蛍光色素であるICGを励起して蛍光を発生させる750〜800nmの近赤外光を励起光L2として射出するLD光源44と、LD光源44を駆動するLDドライバ45と、LD光源44から射出された励起光L2を集光する集光レンズ46と、集光レンズ46によって集光された励起光L2をダイクロイックミラー43に向けて反射するミラー47とを備えている。   Further, the light source device 2 emits near-infrared light of 750 to 800 nm that excites the fluorescent dye ICG to generate fluorescence, as an excitation light L2, and an LD driver 45 that drives the LD light source 44. , A condenser lens 46 that condenses the excitation light L2 emitted from the LD light source 44, and a mirror 47 that reflects the excitation light L2 collected by the condenser lens 46 toward the dichroic mirror 43.

また、本実施形態においては、励起光L2として、上述したような波長帯域の光を用いるようにしたが、上記波長帯域の光に限定されず、マークMを形成する蛍光材料、被検者に投入される蛍光色素の種類もしくは自家蛍光させる生体組織の種類によって適宜決定される。   In the present embodiment, the light having the wavelength band as described above is used as the excitation light L2. However, the excitation light L2 is not limited to the light having the above wavelength band, and the fluorescent material that forms the mark M is used for the subject. It is determined appropriately depending on the type of fluorescent dye to be introduced or the type of biological tissue to be autofluorescent.

LDドライバ45は、画像処理装置3の距離情報取得部39において取得された距離情報に基づいて、LD光源44から出力される励起光の強度を制御するものである。すなわち、被観察部に対して必要以上の励起光が照射されて被観察部が損傷を受けないようにするとともに、被観察部から十分な蛍光の強度を得られるように、距離情報が大きくなるにつれて励起光の強度が強くなり、距離情報が小さくなるにつれて励起光の強度を弱くなるようにLD光源44を駆動制御するものである。   The LD driver 45 controls the intensity of the excitation light output from the LD light source 44 based on the distance information acquired by the distance information acquisition unit 39 of the image processing device 3. That is, the distance information becomes large so that the observed part is not damaged by irradiating the observed part with more excitation light than necessary and sufficient fluorescence intensity is obtained from the observed part. The LD light source 44 is driven and controlled so that the intensity of the excitation light increases and the intensity of the excitation light decreases as the distance information decreases.

次に、本実施形態の硬性鏡システムの作用について説明する。   Next, the operation of the rigid endoscope system of this embodiment will be described.

まず、光ケーブルLCが接続された硬質挿入部30およびケーブル5が撮像ユニット20に取り付けられた後、光源装置2および撮像ユニット20および画像処理装置3の電源が投入され、これらが駆動される。   First, after the hard insertion portion 30 and the cable 5 to which the optical cable LC is connected are attached to the imaging unit 20, the light source device 2, the imaging unit 20, and the image processing device 3 are powered on and driven.

次に、図6に示すように、操作者により硬質挿入部30および鉗子6が腹腔内に挿入され、鉗子6により被観察部が挟持されるとともに、硬質挿入部30の先端が被観察部の近傍に設置される。   Next, as shown in FIG. 6, the operator inserts the hard insertion portion 30 and the forceps 6 into the abdominal cavity, the observation portion is sandwiched by the forceps 6, and the distal end of the hard insertion portion 30 is the observation portion. It is installed in the vicinity.

そして、光源装置2の通常光源40から射出された通常光L1が、集光レンズ42、ダイクロイックミラー43および光ケーブルLCを介して硬質挿入部30に入射され、硬質挿入部30の照射レンズ30dから被観察部に照射される。一方、光源装置2のLD光源44から射出された特殊光L2が、集光レンズ46、ミラー47、ダイクロイックミラー43および光ケーブルLCを介して硬質挿入部30に入射され、硬質挿入部30の照射レンズ30dから被観察部に通常光とともに照射される。   Then, the normal light L1 emitted from the normal light source 40 of the light source device 2 is incident on the hard insertion portion 30 via the condenser lens 42, the dichroic mirror 43, and the optical cable LC, and is irradiated from the irradiation lens 30d of the hard insertion portion 30. Irradiate the observation part. On the other hand, the special light L2 emitted from the LD light source 44 of the light source device 2 is incident on the hard insertion portion 30 via the condenser lens 46, the mirror 47, the dichroic mirror 43, and the optical cable LC, and the irradiation lens of the hard insertion portion 30 is obtained. The portion to be observed is irradiated with normal light from 30d.

そして、通常光L1の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像が撮像されるとともに、特殊光L2の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像が撮像される。なお、被観察部には、予めICGが投与されており、このICGから発せられる蛍光を撮像するものとする。   Then, a normal image based on the reflected light reflected from the observed portion by the irradiation of the normal light L1 is captured, and a fluorescent image based on the fluorescence emitted from the observed portion by the irradiation of the special light L2 is captured. It should be noted that ICG is administered to the observed part in advance, and fluorescence emitted from the ICG is imaged.

より具体的には、通常像の撮像の際には、通常光L1の照射によって被観察部から反射された反射光に基づく通常像L3が挿入部材30bの先端30Yから入射し、挿入部材30b内の撮像レンズ30eおよびレンズ群により導光されて撮像ユニット20に向けて射出される。   More specifically, when the normal image is captured, the normal image L3 based on the reflected light reflected from the observed portion by the irradiation of the normal light L1 is incident from the tip 30Y of the insertion member 30b, and the inside of the insertion member 30b. Are guided by the imaging lens 30e and the lens group and emitted toward the imaging unit 20.

撮像ユニット20に入射された通常像L3は、ダイクロイックプリズム21により撮像素子26に向けて直角方向に反射され、第2結像光学系25により撮像素子26の撮像面上に結像され、撮像素子26によって所定間隔を空けて順次撮像される。なお、本実施形態においては、通常画像は30fpsのフレームレートで撮像されるものとする。   The normal image L3 incident on the imaging unit 20 is reflected by the dichroic prism 21 in the direction perpendicular to the imaging element 26, and is imaged on the imaging surface of the imaging element 26 by the second imaging optical system 25. 26 sequentially captures images at predetermined intervals. In the present embodiment, it is assumed that a normal image is captured at a frame rate of 30 fps.

撮像素子26から順次出力された通常画像信号は、撮像制御ユニット27においてCDS/AGC(相関二重サンプリング/自動利得制御)処理やA/D変換処理が施された後、ケーブル5を介して画像処理装置3に順次出力される。   The normal image signal sequentially output from the image sensor 26 is subjected to CDS / AGC (correlated double sampling / automatic gain control) processing and A / D conversion processing in the imaging control unit 27, and then the image is transmitted through the cable 5. The data is sequentially output to the processing device 3.

一方、蛍光像の撮像の際には、特殊光の照射によって被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像L4が挿入部材30bの先端30Yから入射し、挿入部材30b内の撮像レンズ30eおよびレンズ群により導光されて撮像ユニット20に向けて射出される。   On the other hand, when the fluorescent image is picked up, a fluorescent image L4 based on the fluorescence emitted from the observed portion by the irradiation of the special light enters from the tip 30Y of the insertion member 30b, and the imaging lens 30e and the lens in the insertion member 30b. The light is guided by the group and emitted toward the imaging unit 20.

撮像ユニット20に入射された蛍光像L4は、ダイクロイックプリズム21および特殊光カットフィルタ22を通過した後、第1結像光学系23により高感度撮像素子24の撮像面上に結像され、高感度撮像素子24によって所定間隔を空けて撮像される。なお、本実施形態においては、蛍光画像は5〜10fpsのフレームレートで撮像されるものとする。   The fluorescent image L4 incident on the imaging unit 20 passes through the dichroic prism 21 and the special light cut filter 22, and then is imaged on the imaging surface of the high-sensitivity imaging device 24 by the first imaging optical system 23, and has high sensitivity. Images are taken at a predetermined interval by the image sensor 24. In the present embodiment, it is assumed that the fluorescence image is captured at a frame rate of 5 to 10 fps.

高感度撮像素子24から順次出力された蛍光画像信号は、撮像制御ユニット27においてCDS/AGC(相関二重サンプリング/自動利得制御)処理やA/D変換処理が施された後、ケーブル5を介して画像処理装置3に順次出力される。   The fluorescent image signals sequentially output from the high-sensitivity image sensor 24 are subjected to CDS / AGC (correlated double sampling / automatic gain control) processing and A / D conversion processing in the imaging control unit 27, and then passed through the cable 5. Are sequentially output to the image processing apparatus 3.

そして、画像処理装置3に入力された通常画像信号は、通常画像入力コントローラ31において一時的に記憶された後、メモリ34に格納される。そして、メモリ34から読み出された1フレーム毎の通常画像信号は、画像処理部33において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施された後、ビデオ出力部35に順次出力される。   The normal image signal input to the image processing device 3 is temporarily stored in the normal image input controller 31 and then stored in the memory 34. Then, the normal image signal for each frame read from the memory 34 is subjected to gradation correction processing and sharpness correction processing in the image processing unit 33 and then sequentially output to the video output unit 35.

そして、ビデオ出力部35は、入力された通常画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、1フレーム毎の表示制御信号をモニタ4に順次出力する。そして、モニタ4は、入力された表示制御信号に基づいて通常画像を表示する。   Then, the video output unit 35 performs a predetermined process on the input normal image signal to generate a display control signal, and sequentially outputs the display control signal for each frame to the monitor 4. The monitor 4 displays a normal image based on the input display control signal.

一方、画像処理装置3に入力された蛍光画像信号は、蛍光画像入力コントローラ32において一時的に記憶された後、メモリ34に格納される。そして、メモリ34から読み出された1フレーム毎の蛍光画像信号は、画像処理部33において所定の画像処理が施された後、ビデオ出力部35に順次出力される。   On the other hand, the fluorescence image signal input to the image processing device 3 is temporarily stored in the fluorescence image input controller 32 and then stored in the memory 34. The fluorescent image signals for each frame read from the memory 34 are subjected to predetermined image processing in the image processing unit 33 and then sequentially output to the video output unit 35.

そして、ビデオ出力部35は、入力された蛍光画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、1フレーム毎の表示制御信号をモニタ4に順次出力する。そして、モニタ4は、入力された表示制御信号に基づいて蛍光画像を表示する。   The video output unit 35 performs a predetermined process on the input fluorescent image signal to generate a display control signal, and sequentially outputs the display control signal for each frame to the monitor 4. The monitor 4 displays a fluorescent image based on the input display control signal.

本実施形態においては、通常画像と蛍光画像とは同時に表示するものとするが、これに限らず、操作者の指示に応じて切り替えて表示してもよい。図7に、モニタ4に表示された通常画像および蛍光画像の一例を示す。   In the present embodiment, the normal image and the fluorescence image are displayed at the same time. FIG. 7 shows an example of a normal image and a fluorescence image displayed on the monitor 4.

ここで、図7に示すように、蛍光画像内には鉗子6の先端に設けられたマークMのマーク蛍光画像も含まれており、すなわち、蛍光画像信号にマーク蛍光画像を表すマーク蛍光画像信号が含まれている。本実施形態の硬性鏡システムにおいては、この蛍光画像信号に含まれるマーク蛍光画像信号に基づいて、硬質挿入部30の先端と被観察部との距離情報を取得する。   Here, as shown in FIG. 7, the fluorescent image includes the mark fluorescent image of the mark M provided at the tip of the forceps 6, that is, the mark fluorescent image signal representing the mark fluorescent image in the fluorescent image signal. It is included. In the rigid endoscope system of the present embodiment, distance information between the tip of the hard insertion portion 30 and the observed portion is acquired based on the mark fluorescence image signal included in the fluorescence image signal.

具体的には、図8のフローチャートに示すように、距離情報取得部39は蛍光画像信号を取得し(S10)、その取得した蛍光画像信号に対し、第1の撮像系のレンズのコサイン4乗則に起因する影響と被観察部に照射された励起光の照度分布に起因する影響とを除去するための補正処理を施す(S12)。   Specifically, as shown in the flowchart of FIG. 8, the distance information acquisition unit 39 acquires a fluorescence image signal (S10), and the acquired fluorescence image signal is the cosine fourth power of the lens of the first imaging system. Correction processing is performed to remove the influence caused by the law and the influence caused by the illuminance distribution of the excitation light irradiated to the observed part (S12).

補正処理としては、具体的には、各画素の蛍光画像信号Q(x,y)に対し、補正係数k(x,y)をそれぞれ掛け合わせてQ’(x,y)を各画素について取得する。   Specifically, as the correction process, the fluorescence image signal Q (x, y) of each pixel is multiplied by the correction coefficient k (x, y) to obtain Q ′ (x, y) for each pixel. To do.

補正係数k(x,y)は、LD光源44から射出された励起光を、所定の照射距離で完全拡散板などに照射し、その反射光を撮像することによって励起光画像信号を取得し、その励起光画像信号について、k(x,y)=QL(0,0)/QL(x,y)を算出することによって取得される。なお、上式のQL(x,y)は励起光画像信号の各画素の値であり、QL(0,0)は励起光画像信号の最大輝度値の値である。また、本実施形態においては、励起光の光軸と第1の撮像系の光軸とは略同軸であるとし、最大輝度値QL(0,0)は中心画素の値であるとする。   The correction coefficient k (x, y) is obtained by irradiating the complete diffusion plate or the like with the excitation light emitted from the LD light source 44 at a predetermined irradiation distance, and obtaining the excitation light image signal by imaging the reflected light. The excitation light image signal is obtained by calculating k (x, y) = QL (0, 0) / QL (x, y). Note that QL (x, y) in the above equation is the value of each pixel of the excitation light image signal, and QL (0, 0) is the value of the maximum luminance value of the excitation light image signal. In the present embodiment, it is assumed that the optical axis of the excitation light and the optical axis of the first imaging system are substantially coaxial, and the maximum luminance value QL (0, 0) is the value of the center pixel.

ここで、図9に示すように、硬質挿入部30の先端と被観察部との距離がL1の場合とL2の場合とにおける、第1の撮像系のレンズのコサイン4乗則に起因する蛍光画像信号の強度変化C1,C2と、被観察部に照射された励起光の照度分布に起因する蛍光画像信号の強度変化D1,D2とを図10に示す。なお、図10における原点0は中心画素の位置であり、横軸は半径方向についての位置情報を示す。   Here, as shown in FIG. 9, the fluorescence caused by the cosine fourth law of the lens of the first imaging system when the distance between the tip of the hard insertion portion 30 and the observed portion is L1 and L2. FIG. 10 shows intensity changes C1 and C2 of the image signal, and intensity changes D1 and D2 of the fluorescence image signal due to the illuminance distribution of the excitation light irradiated to the observed part. Note that the origin 0 in FIG. 10 is the position of the central pixel, and the horizontal axis indicates position information in the radial direction.

図10に示すように、分布C1と分布D2の積の分布形状と分布C2と分布D2の積の分布形状とは、距離に依存せず相似の関係となる。したがって、上式で算出されるk(x,y)は、すなわち、最大値輝度値と所定の画素の値の比は、距離に依存せずに一定値になることになる。   As shown in FIG. 10, the distribution shape of the product of the distribution C1 and the distribution D2 and the distribution shape of the product of the distribution C2 and the distribution D2 have a similar relationship regardless of the distance. Therefore, k (x, y) calculated by the above equation, that is, the ratio between the maximum luminance value and the value of the predetermined pixel becomes a constant value without depending on the distance.

そして、距離情報取得部39は、上述したようにして算出した補正済蛍光画像信号Q’(x,y)からマーク蛍光画像信号を抽出する(S14)。マーク蛍光画像信号の抽出については、たとえば、パターン認識や蛍光画像信号の強度などに基づいて行うようにすればよい。   Then, the distance information acquisition unit 39 extracts the mark fluorescence image signal from the corrected fluorescence image signal Q ′ (x, y) calculated as described above (S14). The extraction of the mark fluorescence image signal may be performed based on, for example, pattern recognition or the intensity of the fluorescence image signal.

距離情報取得部39には、図11に示すような、硬質挿入部30の先端と被観察部との距離情報と、補正済蛍光画像信号Q’(x,y)とを対応づけたルックアップテーブルが予め設定されており、距離情報取得部39は、上述したようにして抽出したマーク蛍光画像信号に基づいて距離情報Lを取得する(S16)。 In the distance information acquisition unit 39, as shown in FIG. 11, the distance information between the tip of the hard insertion unit 30 and the observed portion is associated with the corrected fluorescence image signal Q ′ (x, y). A table is set in advance, and the distance information acquisition unit 39 acquires distance information L x based on the mark fluorescence image signal extracted as described above (S16).

そして、距離情報取得部39において取得された距離情報LはCPU38に出力され、CPU38において、入力された距離情報Lに応じた励起光の強度が取得される。なお、CPU38には、予め距離情報Lと励起光の強度とを対応付けたルックアップテーブルなどが設定されているものとする。励起光の強度としては、被観察部に対して必要以上の励起光が照射されて被観察部が損傷を受けないようにするとともに、被観察部から十分な蛍光の強度を得られるような強度に設定されている。すなわち、距離情報が大きくなるにつれて励起光の強度が強くなり、距離情報が小さくなるにつれて励起光の強度を弱くなるように設定されている。また、被観察部が損傷を受けない範囲においては、操作者によって任意に励起光の強度を調整可能なようにしてもよい。 Then, the distance information is distance information L x acquired by the acquisition unit 39 is output to the CPU 38, the CPU 38, the intensity of the excitation light corresponding to the input distance information L x is obtained. It is assumed that a lookup table in which the distance information L x and the intensity of excitation light are associated with each other is set in the CPU 38 in advance. The intensity of the excitation light is such that more than necessary excitation light is irradiated to the observed part so that the observed part is not damaged and sufficient fluorescence intensity is obtained from the observed part. Is set to That is, the intensity of the excitation light increases as the distance information increases, and the intensity of the excitation light decreases as the distance information decreases. Further, as long as the observed portion is not damaged, the operator may arbitrarily adjust the intensity of the excitation light.

そして、CPU38は、上述したように取得した励起光の強度に基づいてLDドライバ45に制御信号を出力し、LDドライバ45は、入力された制御信号に基づいてLD光源44から出力される励起光の強度を制御する(S18)。   The CPU 38 outputs a control signal to the LD driver 45 based on the intensity of the excitation light acquired as described above, and the LD driver 45 outputs the excitation light output from the LD light source 44 based on the input control signal. Is controlled (S18).

また、上記実施形態の説明においては、鉗子6に円筒形状のマークMを1つだけ設けるようにしたが、これに限らず、図12に示すように、鉗子6にライン状の複数のマークM1,M2を設けるようにしてもよい。   In the description of the above embodiment, only one cylindrical mark M is provided on the forceps 6. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of line-shaped marks M1 are provided on the forceps 6 as shown in FIG. , M2 may be provided.

そして、たとえば、補正済蛍光画像信号Q’(x,y)からマークM1に対応する第1マーク蛍光画像信号と、マークM2に対応する第2マーク蛍光画像信号と、マークM1とマークM2の間の蛍光材料が塗布されていない部分NMに対応するマーク無し蛍光画像信号とを抽出し、第1マーク蛍光画像信号と第2マーク蛍光画像信号との平均値または最大値などからマーク無し蛍光画像信号を減算し、その減算した第3マーク蛍光画像信号と図11に示すルックアップテーブルとに基づいて距離情報を取得するようにしてもよい。   And, for example, between the corrected fluorescent image signal Q ′ (x, y), the first mark fluorescent image signal corresponding to the mark M1, the second mark fluorescent image signal corresponding to the mark M2, and the mark M1 and the mark M2 The unmarked fluorescent image signal corresponding to the portion NM not coated with the fluorescent material is extracted, and the unmarked fluorescent image signal is obtained from the average value or the maximum value of the first mark fluorescent image signal and the second mark fluorescent image signal. And the distance information may be acquired based on the subtracted third mark fluorescence image signal and the look-up table shown in FIG.

上述したようにマーク無し蛍光画像信号を減算するようにするのは、マークM1,M2に対応する蛍光画像信号にはマークの周囲から発せられたバックグランドの蛍光に基づく信号も含まれているため、このバックグランドの蛍光の影響を少なくし、より精度良い距離情報を取得するためである。   The reason for subtracting the markless fluorescence image signal as described above is that the fluorescence image signals corresponding to the marks M1 and M2 include a signal based on the background fluorescence emitted from the periphery of the mark. This is because the influence of this background fluorescence is reduced, and more accurate distance information is acquired.

また、上記実施形態においては、マークとして、鉗子6の円周上に形成されたラインを用いるようにしたが、これに限らず、たとえば、矩形状のパターンを用いるようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the line formed on the circumference of the forceps 6 was used as a mark, it is not restricted to this, For example, you may make it use a rectangular pattern.

また、上記実施形態においては、マークを鉗子に設けるようにしたが、これに限らず、その他の手術に用いられる処置具に設けるようにしてもよいし、マークが設けられたシートなどを被観察部の近傍に貼付するようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the mark is provided on the forceps. However, the present invention is not limited to this, and the mark may be provided on a treatment instrument used in other surgery, or a sheet provided with the mark may be observed. You may make it stick in the vicinity of a part.

また、上記実施形態においては、距離情報に基づいて励起光の強度を制御するようにしたが、距離情報に基づいて通常光の強度を制御するようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the intensity of excitation light was controlled based on distance information, you may make it control the intensity | strength of normal light based on distance information.

また、上記実施形態においては、通常光源としてキセノンランプを用いるようにしたが、これに限らず、GaN系半導体レーザを用いた高輝度白色光源(商品名:マイクロホワイト、日亜化学工業(株)製)を用いるようにしてもよい。この高輝度白色光源は、波長445nmの半導体レーザから出射する光を,光学レンズを用いて光ファイバに導光し,蛍光体材料を塗布した光ファイバのもう一方の端面から,全光束が501nmの白色光を放出させるものである。   In the above embodiment, a xenon lamp is used as a normal light source. However, the present invention is not limited to this, and a high-intensity white light source using a GaN-based semiconductor laser (trade name: Micro White, Nichia Corporation) May be used. This high-intensity white light source guides light emitted from a semiconductor laser having a wavelength of 445 nm to an optical fiber using an optical lens, and has a total luminous flux of 501 nm from the other end face of the optical fiber coated with a phosphor material. It emits white light.

また、上記実施形態は、本発明の撮像装置を硬性鏡システムに適用したものであるが、これに限らず、たとえば、軟性内視鏡装置を有するその他の内視鏡システムに適用してもよい。   Moreover, although the said embodiment applies the imaging device of this invention to a rigid endoscope system, you may apply not only to this but the other endoscope system which has a flexible endoscope apparatus, for example. .

1 硬性鏡システム
2 光源装置
3 画像処理装置
4 モニタ
6 鉗子
10 硬性鏡撮像装置
20 撮像ユニット
30 硬質挿入部
39 距離情報取得部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rigid endoscope system 2 Light source device 3 Image processing apparatus 4 Monitor 6 Forceps 10 Rigid mirror imaging apparatus 20 Imaging unit 30 Hard insertion part 39 Distance information acquisition part

Claims (6)

体腔内に挿入され、励起光を被観察部に照射する内視鏡挿入部と、該内視鏡挿入部による励起光の照射によって前記被観察部から発せられた蛍光を受光して前記被観察部の蛍光像を撮像する撮像部とを備えた蛍光内視鏡装置において、
前記撮像部が、前記被観察部の近傍に設置された蛍光標識を撮像するものであり、
前記撮像部によって撮像された蛍光標識の信号強度に基づいて、前記内視鏡挿入部先端と前記被観察部との距離情報を取得する距離情報取得部を備えたことを特徴とする蛍光内視鏡装置。
An endoscope insertion part that is inserted into a body cavity and emits excitation light to the observation part, and receives fluorescence emitted from the observation part by irradiation of excitation light by the endoscope insertion part and receives the observation light In a fluorescence endoscope apparatus including an imaging unit that captures a fluorescence image of a part,
The imaging unit captures a fluorescent label installed in the vicinity of the observed portion;
A fluorescence endoscope comprising a distance information acquisition unit that acquires distance information between the distal end of the endoscope insertion unit and the observed portion based on a signal intensity of a fluorescent marker imaged by the imaging unit Mirror device.
前記距情報取得部が、前記撮像部の光学系のコサイン4乗則に起因する補正データが予め設定されたものであり、前記蛍光標識の信号強度に対して前記補正データを用いて補正を施した補正済信号強度に基づいて前記距離情報を取得するものであることを特徴とする請求項1記載の蛍光内視鏡装置。   The distance information acquisition unit is preset with correction data resulting from the cosine fourth law of the optical system of the imaging unit, and corrects the signal intensity of the fluorescent marker using the correction data. The fluorescence endoscope apparatus according to claim 1, wherein the distance information is acquired based on the corrected signal intensity. 前記距情報取得部が、前記蛍光標識に照射される前記励起光の照度分布に起因する補正データが予め設定されたものであり、前記蛍光標識の信号強度に対して前記補正データを用いて補正を施した補正済信号強度に基づいて前記距離情報を取得するものであることを特徴とする請求項1記載の蛍光内視鏡装置。   The distance information acquisition unit is preset with correction data resulting from the illuminance distribution of the excitation light irradiated on the fluorescent label, and corrects the signal intensity of the fluorescent label using the correction data. The fluorescence endoscope apparatus according to claim 1, wherein the distance information is acquired based on the corrected signal intensity subjected to. 前記蛍光標識が、所定の間隔を空けて複数配置されるものであり、
前記距離情報取得部が、前記蛍光標識の信号強度と前記間隔の信号強度とに基づいて前記距離情報を取得するものであることを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の蛍光内視鏡装置。
A plurality of the fluorescent labels are arranged at predetermined intervals,
4. The fluorescent information according to claim 1, wherein the distance information acquisition unit acquires the distance information based on a signal intensity of the fluorescent label and a signal intensity of the interval. Endoscopic device.
前記蛍光標識が、前記被観察部の近傍に設置される処置具に設けられていることを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の蛍光内視鏡装置。   The fluorescence endoscope apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the fluorescent label is provided on a treatment instrument installed in the vicinity of the observed portion. 前記距離情報取得部によって取得された距離情報に基づいて、前記励起光の照射強度を制御する照射強度制御部を備えたことを特徴とする請求項1から5いずれか1項記載の蛍光内視鏡装置。   The fluorescence endoscope according to any one of claims 1 to 5, further comprising an irradiation intensity control unit that controls an irradiation intensity of the excitation light based on distance information acquired by the distance information acquisition unit. Mirror device.
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