JP3923595B2 - Fluorescence observation equipment - Google Patents

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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
    • A61B1/043—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for fluorescence imaging

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、励起光を生体組織の観察対象部位へ照射して励起光による蛍光像を得る蛍光観察装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生体組織の観察対象部位へ励起光を照射し、この励起光によって生体組織から直接発生する自家蛍光や生体へ注入しておいた薬物の蛍光を２次元画像として検出し、その蛍光像から生体組織の変性や癌等の疾患状態（例えば、疾患の種類や浸潤範囲）を診断する技術が用いられつつあり、この蛍光観察を行うための蛍光観察装置が開発されている。
【０００３】
自家蛍光においては、生体組織に励起光を照射すると、その励起光より長い波長の蛍光が発生する。生体における蛍光物質としては、例えばコラーゲン，ＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンヌクレオチド），ＦＭＮ（フラビンモノヌクレオチド），ビリジンヌクレオチド等がある。最近では、このような蛍光を発生する生体内因物質と疾患との相互関係が明確になりつつあり、これらの蛍光により癌等の診断が可能である。
【０００４】
また、薬物の蛍光においては、生体内へ注入する蛍光物質としては、ＨｐＤ（ヘマトポルフィリン），Photofrin ，ＡＬＡ（δ−amino levulinic acid）等が用いられる。これらの薬物は癌などへの集積性があり、これを生体内に注入して蛍光を観察することで疾患部位を診断できる。また、モノクローナル抗体に蛍光物質を付加させ、抗原抗体反応により病変部に蛍光物質を集積させる方法もある。
【０００５】
励起光としては例えばレーザ光，水銀ランプ，メタルハライドランプ等が用いられ、励起光を生体組織へ照射することによって観察対象部位の蛍光像を得る。この励起光による生体組織における微弱な蛍光を検出して２次元の蛍光画像を生成し、観察、診断を行う。
【０００６】
このような蛍光観察装置においては、一般に生体組織より発生する蛍光から特定波長帯域を抜き出して、演算処理を行い画像化して診断を行っている。例えば特開平６−１２５９１１号公報には、励起光による蛍光像と通常の白色照明光による外観像とを観察可能な内視鏡装置において、所定の光強度以上の蛍光を検出した場合に、蛍光像を外観像と共に合成して表示できるようにしたものが開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述した特開平６−１２５９１１号公報に記載の装置のように、従来の構成で得られる観察画像は、蛍光画像と白色光画像とを相互に表示するため、フリッカーにより見づらい画像となる。また、蛍光画像のみを表示したものでは、観察画像において器官の構造的な影の部分と病変部との見分けが付けにくく、診断能を低下させてしまう問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、蛍光観察時に、器官の構造が明瞭に確認でき、また通常観察画像と蛍光観察画像を光源や撮像手段を切換えることなく得ることができ、正確な診断を行うことが可能な蛍光観察装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による蛍光観察装置は、体腔内組織からの蛍光を励起するための励起光を発生する光源と、前記体腔内組織を前記励起光により励起して得られる蛍光のうち少なくとも２つ以上の異なる色調帯域の蛍光像を撮像する第１の撮像手段と、前記体腔内組織からの前記励起光の反射により得られる反射光像を撮像する第２の撮像手段と、前記反射光像を撮像する第２の撮像手段の感度を調節する感度調節手段と、前記第１及び第２の撮像手段からの出力画像信号を重ね合わせる画像処理手段と、を備えたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１ないし図３は本発明の第１実施形態に係り、図１は蛍光観察装置の概略構成を示す構成説明図、図２は蛍光観察時の観察画像における各部位の表示色を示す色分布図、図３は蛍光画像の生成に赤色領域と緑色領域の蛍光像のみを使用した場合と赤色領域及び緑色領域の蛍光像と青色領域の反射光像を使用した場合の各部位の色表示を示す比較説明図である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の蛍光観察装置は、励起光を発生させる光源装置１と、光源装置１からの励起光を生体内の観察部位に照射して、励起光による蛍光像と励起光の反射光像とを検出し生体外に伝達する内視鏡２と、内視鏡２で得られた蛍光像と反射光像とを撮像し電気信号に変換するカメラ３と、カメラ３からの画像信号を処理し、蛍光画像と反射光画像とを合成し観察画像を生成する画像処理部４と、画像処理部４により生成された観察画像を表示するＣＲＴモニタ等からなる表示部５とを備えて主要部が構成されている。
【００１２】
光源装置１は、蛍光を励起するための青色領域の狭帯域（特に４００ｎｍ〜４５０ｎｍ）に波長を持つ励起光を発生する励起用光源６を備えて構成される。
【００１３】
内視鏡２は、生体内へ挿入する細長の挿入部を有し、光源装置１からの励起光を挿入部先端まで伝達するライトガイド７を含む照明光学系と、観察部位の蛍光像及び反射光像を手元側の接眼部まで伝達するイメージガイド８を含む観察光学系とを備えて構成される。
【００１４】
カメラ３は、内視鏡２の接眼部に着脱自在に接続され、内視鏡２より入射する蛍光像及び反射光像を３つの光路に分割するダイクロイックミラー９，ダイクロイックミラー１０，ミラー１１と、蛍光を検出する波長帯域λ1 を透過するバンドパスフィルタ１２と、蛍光を検出する波長帯域λ2 を透過するバンドパスフィルタ１３と、励起用光源６からの励起光の反射光の波長帯域のみを透過するバンドパスフィルタ１４と、バンドパスフィルタ１２を透過した蛍光像を増幅するイメージインテンシファイア（図中ではI.I.と略記する）１５と、バンドパスフィルタ１３を透過した蛍光像を増幅するイメージインテンシファイア１６と、イメージインテンシファイア１５の出力像を撮像するＣＣＤ１７と、イメージインテンシファイア１６の出力像を撮像するＣＣＤ１８と、バンドパスフィルタ１４を透過した反射光像を撮像する感度可変ＣＣＤ１９と、感度可変ＣＣＤ１９の感度を任意に調整する感度調節装置２０とを備えて構成される。
【００１５】
光源装置１において、励起用光源６により光の波長が青色領域にある励起光λ0 を発生する。この光は内視鏡２のライトガイド７に導光される。ライトガイド７に導光された励起光λ0 は、内視鏡２内部を通って挿入部先端部まで伝達され、生体内の観察部位に照射される。
【００１６】
そして、観察部位からの励起光による蛍光像と反射光像は、内視鏡２のイメージガイド８を通じて手元側の接眼部まで伝達され、カメラ３に入射される。カメラ３に入射された蛍光像と反射光像は、ダイクロイックミラー９，ダイクロイックミラー１０，ミラー１１により透過及び反射して３つの光路に分割される。分割された３つの光は、それぞれバンドパスフィルタ１２，バンドパスフィルタ１３，バンドパスフィルタ１４を透過する。
【００１７】
バンドパスフィルタ１２を透過した蛍光像は、イメージインテンシファイア１５で増幅された後にＣＣＤ１７で撮像されてビデオ信号に変換される。また同様に、バンドパスフィルタ１３を透過した蛍光像は、イメージインテンシファイア１６で増幅された後にＣＣＤ１８で撮像されてビデオ信号に変換される。バンドパスフィルタ１４を透過した反射光像は、感度可変ＣＣＤ１９で撮像されてビデオ信号に変換される。
【００１８】
ＣＣＤ１７，ＣＣＤ１８及び感度可変ＣＣＤ１９で得られた蛍光像と反射光像のビデオ信号は画像処理部４に入力される。画像処理部４では、２つの波長帯域の蛍光像のビデオ信号と、反射光像のビデオ信号を演算処理して観察画像を生成する。
【００１９】
励起光による観察部位における可視領域の蛍光は、励起光λ0 より長い波長の帯域の強度分布となり、正常部位では特に緑色領域λ2 付近（特に４９０ｎｍ〜５６０ｎｍ）で強く、病変部では弱くなる。よって、画像処理部４において、緑色領域λ2 付近と、これよりも波長の長い赤色領域λ1 付近（特に６２０ｎｍ〜８００ｎｍ）の蛍光像の信号を演算処理することにより、得られる蛍光画像から正常部位と病変部との判別が可能である。
【００２０】
ところで、ＣＣＤ１７，ＣＣＤ１８で得られる蛍光像の明るさは、感度可変ＣＣＤ１９で得られる反射光像に比べて非常に暗い。従って、そのまま各像を重ね合わせたのでは、反射光像となんら変わらない画像となってしまう。そこで、感度調節装置２０により感度可変ＣＣＤ１９の感度を調節し、反射光像の明るさをＣＣＤ１７，ＣＣＤ１８で得られる蛍光像の明るさに合わせる。そして、各像の画像信号を画像処理部４で演算処理をして、白色光源を使用して得られる白色光画像とほぼ同等の通常観察画像を生成する。
【００２１】
このとき、赤色領域λ1 付近の蛍光像、緑色領域λ2 付近の蛍光像、青色領域の反射光像を合成演算することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂの三原色の画像を合成してカラー画像を得る場合と同等の処理となり、白色光画像とほぼ同等の通常観察画像を得ることができる。
【００２２】
また、感度調節装置２０により感度可変ＣＣＤ１９の感度を下げ、反射光像の明るさをＣＣＤ１７，ＣＣＤ１８で得られる蛍光像より暗くすることによって、蛍光像の信号のみを演算したときとほぼ同等の蛍光観察画像を生成する。
【００２３】
画像処理部４により生成された画像信号は、表示部５に送られ、表示部５において観察画像が表示される。このときの観察画像において、正常部、病変部、器官の構造的な影の部分の各部位に対応する表示色の分布を図２に示す。また、図３には、蛍光画像の生成に赤色領域（Ｒ）と緑色領域（Ｇ）の蛍光像のみを使用した場合とＲ，Ｇの蛍光像と青色領域（Ｂ）の反射光像を使用した場合の各部位の色表示の違いを示す。
【００２４】
蛍光観察画像は青色領域の反射光像の信号が含まれるため、図２及び図３に示すように、病変部は紫色、正常部は青緑色、器官の構造的な影の部分は黒色で表示される。なお、赤色領域と緑色領域の蛍光像の信号のみを演算した場合は、病変部は赤色、正常部は緑色、器官の構造的な影の部分は黒色となり、反射光像の信号を加えた場合と異なる。
【００２５】
このように本実施形態の蛍光観察装置では、励起光からの反射光像の明るさを調節して、蛍光像に重ね合わせることにより、カメラや光源の交換等の煩雑な操作を行うことなく、通常観察画像と蛍光観察画像のそれぞれ同等の観察画像を表示することができる。このため、操作性が向上すると共に、白色光源を用意する必要がなくなり、装置の小型化をはかることができる。
【００２６】
さらに、蛍光観察画像は、緑色，赤色の蛍光像に加えて、青色の反射光像が含まれることで、器官の構造が見やすくなり、器官の構造的な影により暗くなっている部分と病変部が存在することにより暗くなっている部分とが判別しやすくなるため、診断能が向上する。
【００２７】
なお、本実施形態において示した蛍光観察画像の病変部、正常部等の表示色は、一例を示したにすぎず、これと異なる色であってもよい。
【００２８】
また、励起光の反射光は生体組織からの蛍光の強度に比べ、強い光の強度を持つ。そのため、上記実施形態にて示したように励起光の帯域のみを抜き出す手段は必ずしも必要でない。そこで、カメラ３内の各ＣＣＤの構成を、図４に示す第２実施形態のカメラ２２のような構成とし、カメラ２２の可動ミラー３５をハーフミラーに変更すれば、バンドパスフィルタ１４を不要とすることができる。
【００２９】
図４及び図５は本発明の第２実施形態に係り、図４は蛍光観察装置の概略構成を示す構成説明図、図５はゲインコントロールと蛍光観察画像及び白色光観察画像の輝度との関係を示す特性図である。
【００３０】
第２実施形態の蛍光観察装置は、白色光画像と蛍光画像を同時に得るものであり、内視鏡と、白色光観察及び蛍光観察のためのそれぞれの光源装置と、それぞれの光源装置に対応する撮像装置と、それぞれの撮像装置に対応する画像処理装置とから構成されるようになっている。
【００３１】
図４に示すように、励起光と白色光を発生させる光源装置２１と、光源装置２１からの励起光または白色光を生体内の観察部位に照射して、励起光による蛍光像または白色光による白色光像を検出し生体外に伝達する内視鏡２と、内視鏡２で得られた蛍光像または白色光像を蛍光観察用撮像装置または白色光観察用撮像装置で撮像して電気信号に変換するカメラ２２と、カメラ２２からの蛍光画像信号を処理して蛍光画像を生成する蛍光画像処理部２３と、カメラ２２からの白色光画像信号を処理して白色光画像を生成する白色光画像処理部２４と、蛍光画像処理部２３により生成された画像信号の各色信号のゲインを調整するゲインコントローラ２５と、ゲインを調整後の白色光画像と蛍光画像の画像信号を重ね合わせるスーパーインポーズ部２６と、スーパーインポーズ部２６からの出力信号を入力して観察画像を表示するＣＲＴモニタ等からなる表示部５とを備えて主要部が構成されている。
【００３２】
光源装置２１は、蛍光を励起するための励起光を発生する励起用光源２７と、白色光像を得るための白色光を発生する白色光源２８と、白色光を内視鏡２のライトガイド７へ導光するためのミラー２９と、励起光と白色光を選択的にライトガイド７へ導光する可動ミラー３０と、可動ミラー３０を駆動させるドライバ３１とを備えて構成される。
【００３３】
カメラ２２は、内視鏡２の接眼部に着脱自在に接続され、内視鏡２より入射する蛍光像または白色光像を選択的に蛍光像撮影用ＣＣＤ３２，蛍光像撮影用ＣＣＤ３３，白色光像撮影用ＣＣＤ３４へ導くための可動ミラー３５と、可動ミラー３５を駆動させるドライバ３６と、可動ミラー３５により導光された蛍光像を２つの光路に分割するダイクロイックミラー３７，ミラー３８と、蛍光を検出する波長帯域λ1 を透過するバンドパスフィルタ３９と、蛍光を検出する波長帯域λ2 を透過するバンドパスフィルタ４０と、バンドパスフィルタ３９を透過した蛍光像を増幅するイメージインテンシファイア４１と、バンドパスフィルタ４０を透過した蛍光像を増幅するイメージインテンシファイア４２と、イメージインテンシファイア４１の出力像を撮像する蛍光像撮影用ＣＣＤ３２と、イメージインテンシファイア４２の出力像を撮像する蛍光像撮影用ＣＣＤ３３と、白色光像を撮像する白色光像撮影用ＣＣＤ３４とを備えて構成される。
【００３４】
また、白色光画像と蛍光画像の切換えタイミングを制御するタイミングコントローラ４３が設けられ、可動ミラー３０と可動ミラー３５の角度はそれぞれドライバ３１，ドライバ３６を介してタイミングコントローラ４３により制御されるようになっている。
【００３５】
蛍光観察時には、光源装置２１において、励起用光源２７により励起光λ0 を発生する。またこのとき、可動ミラー３０はドライバ３１を介してタイミングコントローラ４３の制御により励起光λ0 を内視鏡２のライトガイド７に導光する角度に置かれる。ライトガイド７に導光された励起光λ0 は、内視鏡２内部を通って挿入部先端部まで伝達され、生体内の観察部位に照射される。
【００３６】
そして、観察部位からの励起光による蛍光像は、内視鏡２のイメージガイド８を通じて手元側の接眼部まで伝達され、カメラ２２に入射される。カメラ２２に入射された蛍光像は、可動ミラー３５，ダイクロイックミラー３７，ミラー３８により透過及び反射して２つの光路に分割される。このとき、可動ミラー３５はドライバ３６を介してタイミングコントローラ４３の制御により蛍光像をダイクロイックミラー３７に導光する角度に置かれる。分割された２つの光は、それぞれバンドパスフィルタ３９，バンドパスフィルタ４０を透過する。
【００３７】
バンドパスフィルタ３９を透過したλ1 の波長帯域の成分を持った蛍光像は、イメージインテンシファイア４１で増幅された後にＣＣＤ３２で撮像されてビデオ信号に変換される。同様に、バンドパスフィルタ４０を透過したλ2 の波長帯域の成分を持った蛍光像は、イメージインテンシファイア４２で増幅された後にＣＣＤ３３で撮像されてビデオ信号に変換される。
【００３８】
ＣＣＤ３２及びＣＣＤ３３で得られた蛍光像のビデオ信号は蛍光画像処理部２３に入力される。蛍光画像処理部２３では、２つの波長帯域の蛍光像のビデオ信号を演算処理して蛍光画像を生成する。
【００３９】
蛍光画像処理部２３で生成された蛍光画像の画像信号はゲインコントローラ２５に入力され、ゲインコントローラ２５においてＲＧＢの各色信号のゲイン調整を行うことにより輝度が調整される。この輝度調整後の画像信号は蛍光観察画像としてタイミングコントローラ４３により制御されたスーパーインポーズ部２６内のメモリに蓄えられる。
【００４０】
次に、白色光源２８より発生した白色光は、ミラー２９により反射され、タイミングコントローラ４３の制御により白色光をライトガイド７に導光する角度に移動した可動ミラー３０に反射して、内視鏡２のライトガイド７に導光される。この白色光は、内視鏡２内部を通って挿入部先端部まで伝達され、生体内の観察部位に照射される。
【００４１】
そして、観察部位からの反射光による白色光像は、内視鏡２のイメージガイド８を通じて手元側の接眼部まで伝達され、カメラ２２に入射される。カメラ２２に入射された白色光像は、ＣＣＤ３４で撮像されてビデオ信号に変換される。このとき、可動ミラー３５はドライバ３６を介してタイミングコントローラ４３の制御により内視鏡２の接眼部とＣＣＤ３４の間の光路を妨げない位置に移動される。
【００４２】
ＣＣＤ３４で得られた白色光像のビデオ信号は白色光画像処理部２４に入力される。白色光画像処理部２４では、公知の画像信号処理により白色光画像を生成する。白色光画像処理部２４で生成された白色光画像の画像信号はゲインコントローラ２５に入力され、ゲインコントローラ２５においてＲＧＢの各色信号のゲイン調整を行うことにより輝度が調整される。この輝度調整後の画像信号は白色光観察画像としてタイミングコントローラ４３により制御されたスーパーインポーズ部２６内のメモリに蓄えられる。
【００４３】
これらの蛍光観察画像，白色光観察画像の生成、及びメモリへの書き込みは、タイミングコントローラ４３によって１／３０秒〜１／６０秒間隔で交互に行われる。
【００４４】
ゲインコントローラ２５においては、図５に示すように、ゲインコントロールの高低に対して白色光観察画像と蛍光観察画像の輝度レベルが段階的に反比例して変化するように、輝度調整がなされる。
【００４５】
ゲインコントローラ２５により、輝度を調整されてスーパーインポーズ部２６に蓄えられた蛍光観察画像と白色光観察画像は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号毎に重ね合わされ、表示部５に送られて画像表示される。
【００４６】
このように、蛍光観察画像と白色光観察画像とを重ね合わせて表示する際に、これらの画像の相対的な輝度を調節し、病変部が存在することにより暗赤色に表示されているのか、あるいは単に構造的な影によって暗く表示されているのかを明確に判別できるようにする。蛍光観察画像において暗赤色に表示されている部分は病変部であり、白色光観察画像において暗黒色に表示されている部分は器官の構造的な影であると考えられる。例えば、蛍光観察画像の輝度を高くし、暗赤色に表示されている部分があった場合は、白色光観察画像の輝度を高くして、この部分が単に構造的な影で暗くなっているのかどうかを判別する。
【００４７】
第２実施形態によれば、蛍光観察装置の観察画像において、病変部であるか構造的な影の部分であるか判別困難な場合に、蛍光観察画像と白色光観察画像とを重ね合わせ、ゲインコントロールを行って蛍光観察画像と白色光観察画像の相対的な輝度を調整することにより、容易に組織性状の判別を行うことが可能となる。これにより、蛍光観察時の診断能を向上させることができる。
【００４８】
上述した第１実施形態あるいは第２実施形態の構成に対して、以下に示すような蛍光観察装置の変形例の構成を追加することもできる。
【００４９】
第３実施形態として、蛍光観察装置の変形例の一つを説明する。図６は第３実施形態に係る蛍光観察装置の概略構成を示す構成説明図、図７は蛍光検出波長範囲を切り換える回転フィルタの概略構成を示す構成説明図、図８は回転フィルタの透過波長帯域を示す特性図である。
【００５０】
図６に示すように、蛍光観察装置は、励起光を発生させる光源１と、光源１からの励起光を生体内の観察部位に照射して、励起光による蛍光像を検出し生体外に伝達する内視鏡２と、内視鏡２で得られた蛍光像を撮像し電気信号に変換するカメラ４４と、カメラ４４からの画像信号を処理し、蛍光観察画像を生成する蛍光画像処理部２３と、蛍光画像処理部２３により生成された蛍光観察画像を表示するＣＲＴモニタ等からなる表示部５とを備えて主要部が構成されている。
【００５１】
カメラ４４は、内視鏡２の接眼部に着脱自在に接続され、内視鏡２より入射する蛍光像を２つの光路に分割するダイクロイックミラー３７，ミラー３８と、検出する蛍光の波長帯域を可変させる回転フィルタ４５と、回転フィルタ４５を回転させるモータ４６と、回転フィルタ４５の回転角を制御する波長範囲切換え手段４７と、回転フィルタ４５を透過した蛍光像を増幅するイメージインテンシファイア４１，４２と、イメージインテンシファイア４１，４２からの出力像を撮像するＣＣＤ３２，３３とを備えて構成される。
【００５２】
回転フィルタ４５は、図７に示すように、円板状の回転体に波長透過帯域の異なる３つのフィルタ領域４５ａ，４５ｂ，４５ｃを有して構成され、回転位置によって異なる波長帯域の蛍光像を透過するようになっている。
【００５３】
図８に示すように、回転フィルタ４５のフィルタ領域４５ａは６００ｎｍ以上の赤色の波長の光を透過する帯域特性を持ち、フィルタ領域４５ｂは４９０〜５６０ｎｍの緑色の波長を透過する帯域特性を持ち、フィルタ領域４５ｃは６２０〜７００ｎｍの波長の光を透過する帯域特性を持つ。
【００５４】
内視鏡を用いた蛍光観察による診断の初期において、カメラ４４に導光された蛍光像は、ダイクロイックミラー３７，ミラー３８により２つの光路に分割される。分割された２つの光の一方は、回転フィルタ４５のフィルタ領域４５ａを透過してイメージインテンシファイア４１に入射する。また、もう一方は回転フィルタ４５のフィルタ領域４５ｂを透過してイメージインテンシファイア４２に入射する。
【００５５】
イメージインテンシファイア４１，４２に入射した蛍光像は、それぞれ増幅された後にＣＣＤ３２，３３で撮像されてビデオ信号に変換され、蛍光画像処理部２３で信号処理されて蛍光観察画像として表示部５に表示される。
【００５６】
蛍光観察において、病変部は赤色の蛍光が強調される。従って、回転フィルタ４５のフィルタ領域４５ａによって赤色の波長帯域の蛍光を広帯域で取ることにより、病変部が発見しやすくなる。
【００５７】
次に、病変部らしき部分を発見した後、波長範囲切換え手段４７により、モータ４６を駆動して回転フィルタ４５を回転させる。このとき、イメージインテンシファイア４１には回転フィルタ４５のフィルタ領域４５ｃを透過した光が入射する。
【００５８】
回転フィルタ４５のフィルタ領域４５ｃによって透過する蛍光の波長範囲を狭め、赤色の波長帯域の蛍光を少なくすることにより、病変部以外の赤く観察される部分（例えば組織の構造的な影の部分）は赤色を発しなくなる。このため、蛍光観察による診断能を向上させることができる。
【００５９】
このように、第３実施形態では、まず赤色の蛍光を広帯域で取ることにより、病変部の発見を容易にすることができる。また、次に、赤色領域の蛍光の波長範囲を狭めることにより、病変部が存在することにより暗くなっている部分か、あるいは器官の構造的な影により暗くなっている部分であるか、判別困難な部分の組織性状の判別を容易に行うことができる。よって、観察能及び診断能を向上させることができる。
【００６０】
なお、本実施形態においては、赤色の蛍光波長帯域を変化させたが、緑色の蛍光波長帯域を変化させ、観察初期に緑色のある帯域を観察し、次にこの緑色領域よりも広い帯域を観察するようにしても良い。
【００６１】
次に第４実施形態として、蛍光観察装置の他の変形例を説明する。図９は第４実施形態に係る蛍光観察装置の主要部の構成を示す構成説明図、図１０は接続アダプタの構成を示す図９のＡ−Ａ線断面図である。第４実施形態は内視鏡２と蛍光像を撮像するカメラ５１とを接続する接続アダプタを設けた構成例であり、この接続アダプタに関する特徴部分についてのみ説明する。
【００６２】
図９に示すように、蛍光観察装置は、励起光を生体内の観察部位に照射して励起光による蛍光像を検出し生体外に伝達する内視鏡２と、内視鏡２で得られた蛍光像を撮像し電気信号に変換する蛍光観察用カメラ５１と、蛍光観察用カメラ５１からの画像信号を処理して蛍光観察画像を生成する蛍光画像処理部２３と、蛍光画像処理部２３により生成された蛍光観察画像を表示する表示部５とを備えると共に、蛍光観察用カメラの接続アダプタとして、内視鏡２と蛍光観察用カメラ５１とを接続するためのアダプタ本体４８が設けられて主要部が構成されている。
【００６３】
アダプタ本体４８は、アダプタ本体４８に対して回転可能に取り付けられ、内視鏡２の接眼部に着脱自在に接続される接眼回転部４９と、内視鏡２からの蛍光像を蛍光観察用カメラ５１に伝送する伝送ライトガイド５０とを有して構成される。接眼回転部４９は、筒状のアダプタ本体４８の一端部に内嵌された円柱状の部材からなり、図１０に示すように、接眼回転部４９の外周の一部には、アダプタ本体４８内部のストッパ４８ａに対して当接することで接眼回転部４９の回転を規制する回転規制部材５２が突設されている。
【００６４】
内視鏡２の接眼部は、接眼回転部４９に接続固定され、アダプタ本体４８に対して回転可能となっている。伝送ライトガイド５０は、内視鏡２の接眼部側では接眼回転部４９に固定されており、蛍光観察用カメラ５１側ではアダプタ本体４８に固定されている。また、伝送ライトガイド５０は、その端面付近以外は固定されておらず、ねじれることが可能である。
【００６５】
内視鏡２からの蛍光像は、アダプタ本体４８内の伝送ライトガイド５０を通り、蛍光観察用カメラ５１に導かれて撮像され、蛍光画像処理部２３で蛍光観察画像が生成されて表示部５に表示される。
【００６６】
蛍光観察中、内視鏡２を回転させると、これに伴って接眼回転部４９が回転する。しかし、アダプタ本体４８及び蛍光観察用カメラ５１は接眼回転部４９に対して回転自在であるため回転しない。接眼回転部４９が回転すると、伝送ライトガイド５０の接眼回転部４９側は回転するが、蛍光観察用カメラ５１側は回転しないため、伝送ライトガイド５０の中央部がねじれて回転が吸収される。このとき、接眼回転部４９に設けられた回転規制部材５２によって、アダプタ本体４８に対して接眼回転部４９の回転量を規制することにより、伝送ライトガイド５０がねじ切れることを防止している。
【００６７】
このように、第４実施形態では、内視鏡２と蛍光観察用カメラ５１との間に回転自在な像伝送手段として伝送ライトガイド５０を配設したアダプタを装着することにより、蛍光観察中に内視鏡２を回転させても、伝送ライトガイド５０がねじれることにより、観察画像が回転せずカメラ自体を固定することができる。
【００６８】
蛍光検出用のカメラは大型であるため、従来の構成では、消化管における観察のような内視鏡を複雑に回転操作することがある場合には、操作性を低下させてしまう問題点を有していた。
【００６９】
本実施形態の構成によれば、内視鏡の回転に伴って大型のカメラを回転させる必要が無いため、蛍光観察時に内視鏡の操作を妨げたり操作に支障をきたすことがなく、内視鏡の操作性を向上させることができる。
【００７０】
図１１に第５実施形態として第４実施形態の変形例を示す。第５実施形態は、第４実施形態におけるアダプタ本体４８を軟性の管状部材からなるアダプタ部材５３に変更して構成したものである。
【００７１】
この構成によれば、アダプタ部材５３は十分長く、蛍光観察用カメラ５１を内視鏡２の接眼部より離しておくことができるため、操作性が更に向上する。
【００７２】
次に第６実施形態として、蛍光観察装置の他の変形例を説明する。図１２は第６実施形態に係る蛍光観察装置の主要部の構成を示す構成説明図である。
【００７３】
蛍光観察装置は、励起光または白色光を生体内の観察部位に照射して、励起光による蛍光像または白色光による白色光像を検出し生体外に伝達する蛍光観察用内視鏡５４と、蛍光画像を得るための光源及び撮像部と白色光画像を得るための光源及び撮像部とを一つのユニットとした蛍光観察ユニット５９とを備えて主要部が構成されている。
【００７４】
蛍光観察ユニット５９は、蛍光画像を得るための、励起光を発生させるレーザ光源５５，蛍光観察用カメラ５６と、白色光画像を得るための、白色光源５７，白色光観察用ＣＣＤ５８とを有して構成される。
【００７５】
蛍光観察用内視鏡５４は、ライトガイド７とイメージガイド８を有し、これらの端面部はコネクタ６０により一体に保持固定された構成となっている。蛍光観察ユニット５９には、コネクタ６０に対応した白色光観察用コネクタ受け６１と蛍光観察用コネクタ受け６２とが設けられ、これらのコネクタ受け６１，６２のいずれかにコネクタ６０が装着されるようになっている。白色光観察用コネクタ受け６１は、コネクタ６０のライトガイド７，イメージガイド８端部と白色光源５７，白色光観察用ＣＣＤ５８とをそれぞれ接続するように構成される。蛍光観察用コネクタ受け６２は、コネクタ６０のライトガイド７，イメージガイド８端部とレーザ光源５５，蛍光観察用カメラ５６とをそれぞれ接続するように構成される。
【００７６】
白色光観察時には、蛍光観察ユニット５９の白色光観察用コネクタ受け６１に内視鏡５４のコネクタ６０を装着し接続する。白色光源５７からの白色光は、ライトガイド７に導光され、内視鏡５４内部を通って挿入部先端部まで伝達され、生体内の観察部位に照射される。そして、観察部位からの白色光の反射による白色光像は、内視鏡５４のイメージガイド８を通じて白色光観察用ＣＣＤ５８に伝達され、白色光観察用ＣＣＤ５８によりビデオ信号に変換される。
【００７７】
蛍光観察時には、内視鏡５４のコネクタ６０を蛍光観察ユニット５９の蛍光観察用コネクタ受け６２に差し替えて装着する。レーザ光源５５において光の波長が青色領域にある励起光λ0 が発生し、この励起光は内視鏡５４のライトガイド７に導光される。ライトガイド７に導光された励起光は、内視鏡５４内部を通って挿入部先端部まで伝達され、生体内の観察部位に照射される。そして、観察部位からの励起光による蛍光像は、内視鏡５４のイメージガイド８を通じて蛍光観察用カメラ５６まで伝達され、蛍光観察用カメラ５６によってビデオ信号に変換される。
【００７８】
白色光観察用ＣＣＤ５８，蛍光観察用カメラ５６で得られたビデオ信号は、他の実施形態で示したものと同様に、画像処理部に送られて観察画像が生成され、モニタに表示される。
【００７９】
このように、第６実施形態では、白色光観察から蛍光観察へ切り換えるとき、カメラと光源の双方の交換を１つの操作で行うことができる。このため、操作性をより向上させることができる。
【００８０】
次に第７実施形態として、蛍光観察装置の他の変形例を説明する。図１３は第７実施形態に係る蛍光観察用内視鏡の主要部の構成を示す構成説明図である。蛍光観察装置の基本構成は他の実施形態と同じであるため、ここでは特徴となる部分のみ説明する。
【００８１】
図１３には第７実施形態における蛍光観察用内視鏡６３の挿入部先端部の概略構成が示されている。蛍光観察用内視鏡６３は、挿入部先端を伸縮させるブタジエンゴム等のポリマーからなる蛇腹部６４と、蛍光観察用内視鏡６３の挿入部先端に蛇腹部６４と合わせて気密部分を形成するシール部材６５と、前記気密部分に一端が連通したガス送気、吸引用のダクト６６と、ダクト６６を通して前記気密部分にガスを送気またはこの気密部分からガスを吸引する加圧・吸引駆動部６７と、加圧・吸引駆動部６７を制御する制御部６８とを有して構成されている。
【００８２】
蛍光観察用内視鏡６３は、挿入部内にライトガイド７とイメージガイド８を有し、これらライトガイド７とイメージガイド８の先端部は蛇腹部６４において蛇行配置されており、蛇腹部６４の伸縮を妨げないように配設されている。通常時には、蛇腹部６４とシール部材６５により形成される気密部分にはガスが注入されておらず、蛇腹部６４は収縮状態にある。
【００８３】
制御部６８は、加圧・吸引駆動部６７を制御して前記気密部分に対するガスの送気・吸引を行う。蛍光観察用内視鏡６３の挿入部先端を伸長させる際には、加圧・吸引駆動部６７によってガスをダクト６６を介して気密部分に送り込む。送り込まれたガスは気密部分に充満して蛇腹部６４を伸展させ、この結果、挿入部先端が伸長する。これにより、蛍光観察用内視鏡６３の挿入部先端を観察組織に接近させることができ、容易に接近観察が可能となる。
【００８４】
第７実施形態では、蛍光観察時に必要な組織の遠方よりの観察から近方への観察への移動を、内視鏡の先端部のみを伸縮させて移動させることにより、内視鏡全体の複雑で微妙な操作を行うことなく、容易に行うことができる。従って、遠方から近方への観察点の移動が容易にできるため、操作性が向上する。
【００８５】
次に第８実施形態として、第７実施形態の変形例を説明する。図１４は第８実施形態に係る蛍光観察用内視鏡の主要部の構成を示す構成説明図である。基本構成は第７実施形態と同じであるため、ここでは特徴となる部分のみ説明する。
【００８６】
図１４には第８実施形態における蛍光観察用内視鏡６９の挿入部先端部の概略構成が示されている。蛍光観察用内視鏡６９は、挿入部先端を伸縮させるブタジエンゴム等のポリマーからなる蛇腹部６４と、蛇腹部６４を含む挿入部先端を引っ張るための牽引用ワイヤ７０と、牽引用ワイヤ７０を移動させるアクチュエータ７１と、アクチュエータ７１の駆動を制御する制御部７２とを有して構成されている。
【００８７】
蛍光観察用内視鏡６９は、挿入部内にライトガイド７とイメージガイド８を有し、これらライトガイド７とイメージガイド８の先端部は蛇腹部６４において蛇行配置されており、蛇腹部６４の伸縮を妨げないように配設されている。
【００８８】
制御部７２は、アクチュエータ７１を駆動制御して牽引用ワイヤ７０の引っ張り量を制御する。牽引用ワイヤ７０の先端部は蛇腹部６４の挿入部先端側で接続固定されており、通常時は蛇腹部６４を収縮させた状態に保っている。
【００８９】
蛍光観察用内視鏡６９の挿入部先端を伸長させる際には、制御部７２はアクチュエータ７１を制御して牽引用ワイヤ７０の引っ張り量を下げ、蛇腹部６４を伸展させる。この結果、挿入部先端が伸長し、蛍光観察用内視鏡６９の挿入部先端を観察組織に接近させることができ、容易に接近観察が可能となる。
【００９０】
第８実施形態においても第７実施形態と同様に、蛍光観察時に必要な組織の遠方よりの観察から近方への観察への移動を、内視鏡の先端部のみを伸縮させて移動させることにより、内視鏡全体の複雑で微妙な操作を行うことなく、容易に行うことができる。従って、遠方から近方への観察点の移動が容易にできるため、操作性が向上する。
【００９１】
なお、前述の第７，第８実施形態で示した蛇腹部の部組を内視鏡先端部から着脱自在の構成としても良い。これにより、専用の内視鏡とする必要がなく、汎用の内視鏡の先端部に装着して用いることができるため、低コストにて同様の機能を実現できる。
【００９２】
次に第９実施形態として、蛍光観察装置の他の変形例を説明する。図１５は第９実施形態に係る蛍光観察装置の主要部の構成を示す構成説明図である。蛍光観察装置の基本構成は他の実施形態と同じであるため、ここでは特徴となる部分のみ説明する。
【００９３】
第９実施形態の蛍光観察装置は、内視鏡２の処置具チャンネル７３に挿通可能に設けられた励起光を検出するセンサ７４と、このセンサ７４と接続されセンサ７４の出力信号を処理する励起光強度検出装置７５とをさらに備えている。
【００９４】
励起光強度検出装置７５は、センサ７４の出力信号を処理して光強度値を生成する信号処理部７６と、信号処理部７６により生成された光強度値を記録するメモリ７７と、メモリ７７に記録された治療前の光強度値と信号処理部７６により生成された現在の光強度値を比較する比較部７８と、比較部７８の出力に基づいて両者の光強度値が等しくなったことを知らせる告知部７９とを備えて構成される。
【００９５】
ＥＭＲ（内視鏡的粘膜切除術）等の治療前に蛍光観察を行う際、蛍光観察開始時に、内視鏡２の処置具チャンネル７３にセンサ７４を挿通して内視鏡先端より突出させ、病変組織に接近または接触させる。そして、光源装置１からの励起光をセンサ７４で検出する。センサ７４からの出力信号は、信号処理部７６へ伝達されて信号処理され、光強度値が測定される。信号処理部７６で生成された治療前の光強度値はメモリ７７に記録される。
【００９６】
次に、治療後の蛍光観察の際に、前述の蛍光観察開始時と同様にセンサ７４を病変組織に接近または接触させ、センサ７４の出力信号を信号処理部７６で信号処理して現在の光強度値を測定する。そして、治療前の蛍光観察時に記録したメモリ７７からの値と、信号処理部７６からのリアルタイムで変動する値とを、比較部７８に送る。比較部７８は、メモリ７７からの値と信号処理部７６からの値とを比較する。
【００９７】
この状態で、内視鏡２を操作して挿入部先端と病変組織との距離を変化させ、センサ７４と励起光照射端面との距離を変化させる。これにより、信号処理部７６からの光強度値はリアルタイムで変動する。比較部７８は、メモリ７７に記録された光強度値と信号処理部７６からの光強度値とがある一定の範囲内で等しくなったところで、その結果として検知信号を告知部７９に出力する。告知部７９は、比較部７８からの検知信号を受けて、ブザー等で告知音を発するなどの手段によって術者に前回との観察条件が等しくなったことを知らせる。
【００９８】
このように第９実施形態では、病変部に照射される励起光の強度を測定してメモリに保存しておき、現在の光強度値と比較することにより、治療処置の前後の蛍光観察条件を等しくすることができる。これにより、治療後の経過観察、比較等を正確に行うことが可能となる。
【００９９】
［付記］
（１） 体腔内組織からの蛍光を励起するための励起光を発生する光源と、
前記体腔内組織を前記励起光により励起して得られる蛍光のうち少なくとも２つ以上の異なる色調帯域の蛍光像を撮像する第１の撮像手段と、
前記体腔内組織からの前記励起光の反射により得られる反射光像を撮像する第２の撮像手段と、
前記反射光像を撮像する第２の撮像手段の感度を調節する感度調節手段と、
前記第１及び第２の撮像手段からの出力画像信号を重ね合わせる画像処理手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光観察装置。
【０１００】
（２） 前記蛍光像の色調帯域は緑色帯域と赤色帯域であり、前記反射光像の色調帯域は青色帯域であることを特徴とする付記１に記載の蛍光観察装置。
【０１０１】
（３） 前記感度調節手段は、蛍光観察時には、前記蛍光像を撮像する第１の撮像手段の感度よりも、前記反射光像を撮像する第２の撮像手段の感度を下げ、白色光観察時には、前記第２の撮像手段の感度を前記第１の撮像手段の感度と同レベルとなるように調節することを特徴とする付記１に記載の蛍光観察装置。
【０１０２】
（４） 前記蛍光像の波長帯域は、４９０ｎｍ〜５６０ｎｍの緑色帯域と、６２０ｎｍ〜８００ｎｍの赤色帯域であることを特徴とする付記１に記載の蛍光観察装置。
【０１０３】
（５） 前記反射光像の波長帯域は４００ｎｍ〜４５０ｎｍの青色帯域であることを特徴とする付記１に記載の蛍光観察装置。
【０１０４】
（６） 体腔内組織からの蛍光を励起するための励起光を発生する光源と、
前記体腔内組織を前記励起光により励起して得られる蛍光より複数の波長帯域の蛍光像を撮像する第１の撮像手段と、
前記体腔内組織からの前記励起光の反射により得られる反射光像を撮像する第２の撮像手段と、
前記第１の撮像手段において検出する複数の蛍光像の波長帯域をそれぞれ異なる色調帯に設定する蛍光像波長帯域設定手段と、
前記反射光像を撮像する第２の撮像手段の感度を調節する感度調節手段と、
前記第１及び第２の撮像手段からの出力画像信号を重ね合わせる画像処理手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光観察装置。
【０１０５】
（７） 白色照明光による反射像を撮像して白色光画像を得る白色光画像生成手段と、
生体組織からの蛍光を検出して蛍光画像を得る蛍光画像生成手段と、
前記白色光画像と蛍光画像とを重ね合わせて表示する画像合成手段と、
前記白色光画像と蛍光画像の輝度を段階的に変化させる輝度調整手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光観察装置。
【０１０６】
（８） 前記輝度調整手段は、前記白色光画像と蛍光画像の輝度を反比例的に変化させることを特徴とする付記７に記載の蛍光観察装置。
【０１０７】
（９） 体腔内組織からの蛍光を励起するための励起光を発生する光源と、
前記体腔内組織を前記励起光により励起して得られる蛍光より複数の波長帯域の蛍光像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像する蛍光像の複数の波長帯域のうちの少なくとも一つの波長帯域を可変とする蛍光像波長帯域可変手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光観察装置。
【０１０８】
（１０） 前記複数の蛍光像の波長帯域は、緑色帯域と赤色帯域であり、前記蛍光像波長帯域可変手段においてその一方の波長帯域幅を可変とすることを特徴とする付記９に記載の蛍光観察装置。
【０１０９】
（１１） 前記蛍光像波長帯域可変手段は、広帯域の特定波長を透過する広帯域透過フィルタと、前記広帯域の波長範囲に含まれる透過波長帯域を持つ狭帯域透過フィルタと、前記広帯域透過フィルタから前記狭帯域透過フィルタに切り換える帯域変更手段と、を有してなることを特徴とする付記９に記載の蛍光観察装置。
【０１１０】
（１２） 生体組織からの蛍光を導光する内視鏡と、前記蛍光による像を撮像する蛍光観察用カメラと、前記内視鏡の接眼部と接続可能な接続部と前記蛍光観察用カメラと接続可能な本体部とを有するアダプタと、を有し、
前記アダプタは、前記接続部が前記本体部に対して回転可能に設けられ、前記接続部に一端を固定し他端を前記本体部に固定した像伝送手段を備えたことを特徴とする蛍光観察装置。
【０１１１】
（１３） 前記像伝送手段はファイババンドルよりなることを特徴とする付記１２に記載の蛍光観察装置。
【０１１２】
（１４） 前記接続部は、前記本体部との回転量を規制する回転規制部材を備えたことを特徴とする付記１２に記載の蛍光観察装置。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、蛍光観察時に、器官の構造が明瞭に確認でき、また通常観察画像と蛍光観察画像を光源や撮像手段を切換えることなく得ることができ、正確な診断を行うことが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る蛍光観察装置の概略構成を示す構成説明図
【図２】蛍光観察時の観察画像における各部位の表示色を示す色分布図
【図３】蛍光画像の生成に赤色領域と緑色領域の蛍光像のみを使用した場合と赤色領域及び緑色領域の蛍光像と青色領域の反射光像を使用した場合の各部位の色表示を示す比較説明図
【図４】本発明の第２実施形態に係る蛍光観察装置の概略構成を示す構成説明図
【図５】ゲインコントロールと蛍光観察画像及び白色光観察画像の輝度との関係を示す特性図
【図６】第３実施形態に係る蛍光観察装置の概略構成を示す構成説明図
【図７】蛍光検出波長範囲を切り換える回転フィルタの概略構成を示す構成説明図
【図８】回転フィルタの透過波長帯域を示す特性図
【図９】第４実施形態に係る蛍光観察装置の主要部の構成を示す構成説明図
【図１０】接続アダプタの構成を示す図９のＡ−Ａ線断面図
【図１１】第５実施形態に係る蛍光観察装置の概略構成を示す構成説明図
【図１２】第６実施形態に係る蛍光観察装置の主要部の構成を示す構成説明図
【図１３】第７実施形態に係る蛍光観察用内視鏡の主要部の構成を示す構成説明図
【図１４】第８実施形態に係る蛍光観察用内視鏡の主要部の構成を示す構成説明図
【図１５】第９実施形態に係る蛍光観察装置の主要部の構成を示す構成説明図
【符号の説明】
１…光源装置
２…内視鏡
３…カメラ
４…画像処理部
５…表示部
６…励起用光源
１２，１３，１４…バンドパスフィルタ
１７，１８…ＣＣＤ
１９…感度可変ＣＣＤ
２０…感度調節装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorescence observation apparatus that irradiates an observation target site of a living tissue with an excitation light to obtain a fluorescence image by the excitation light.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an excitation light is irradiated to an observation target site of a living tissue, and autofluorescence directly generated from the living tissue or fluorescence of a drug injected into the living body is detected as a two-dimensional image by the excitation light. A technique for diagnosing a disease state (for example, a disease type or an infiltration range) such as degeneration of a living tissue or cancer is being used, and a fluorescence observation apparatus for performing this fluorescence observation has been developed.
[0003]
In autofluorescence, when a living tissue is irradiated with excitation light, fluorescence having a wavelength longer than that of the excitation light is generated. Examples of the fluorescent substance in the living body include collagen, NADH (nicotinamide adenine nucleotide), FMN (flavin mononucleotide), viridine nucleotide and the like. Recently, the interrelationship between the endogenous substance that generates such fluorescence and the disease is becoming clearer, and cancer and the like can be diagnosed by these fluorescence.
[0004]
In the fluorescence of drugs, HpD (hematoporphyrin), Photofrin, ALA (δ-amino levulinic acid) and the like are used as fluorescent substances to be injected into a living body. These drugs have the ability to accumulate in cancer and the like, and the site of a disease can be diagnosed by injecting it into a living body and observing fluorescence. There is also a method in which a fluorescent substance is added to a monoclonal antibody, and the fluorescent substance is accumulated in a lesion by an antigen-antibody reaction.
[0005]
As the excitation light, for example, a laser beam, a mercury lamp, a metal halide lamp, or the like is used, and a fluorescence image of the site to be observed is obtained by irradiating the living tissue with the excitation light. The weak fluorescence in the living tissue due to the excitation light is detected to generate a two-dimensional fluorescence image for observation and diagnosis.
[0006]
In such a fluorescence observation apparatus, in general, a specific wavelength band is extracted from fluorescence generated from a living tissue, and an arithmetic process is performed to form an image for diagnosis. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-125911, in an endoscope apparatus capable of observing a fluorescent image by excitation light and an external appearance image by normal white illumination light, fluorescence is detected when fluorescence of a predetermined light intensity or higher is detected. An image in which an image is synthesized and displayed together with an appearance image is disclosed.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Like the apparatus described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-125911 described above, an observation image obtained with a conventional configuration displays a fluorescent image and a white light image to each other, so that the image is difficult to see with flicker. In addition, when only a fluorescent image is displayed, it is difficult to distinguish between a structural shadow part of an organ and a lesioned part in an observation image, and there is a problem that diagnostic ability is lowered.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and at the time of fluorescence observation, the structure of the organ can be clearly confirmed, and the normal observation image and the fluorescence observation image can be obtained without switching the light source or the imaging means. An object of the present invention is to provide a fluorescence observation apparatus capable of making a simple diagnosis.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The fluorescence observation apparatus according to the present invention is different from at least two of a light source that generates excitation light for exciting fluorescence from a body cavity tissue and fluorescence obtained by exciting the body cavity tissue with the excitation light. A first imaging unit that captures a fluorescent image in a color tone band; a second imaging unit that captures a reflected light image obtained by reflection of the excitation light from the tissue in the body cavity; and a first imaging unit that captures the reflected light image. Sensitivity adjustment means for adjusting the sensitivity of the second image pickup means, and image processing means for superimposing output image signals from the first and second image pickup means.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 to 3 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a configuration explanatory view showing a schematic configuration of a fluorescence observation apparatus, and FIG. 2 is a color distribution showing display colors of respective parts in an observation image during fluorescence observation. Fig. 3 shows the color display of each part when only the fluorescent image of the red region and the green region is used for the generation of the fluorescent image and when the fluorescent image of the red region and the green region and the reflected light image of the blue region are used. FIG.
[0011]
As shown in FIG. 1, the fluorescence observation apparatus according to the present embodiment includes a light source device 1 that generates excitation light, an excitation light from the light source device 1 applied to an observation site in a living body, and a fluorescence image by excitation light. An endoscope 2 that detects a reflected light image of excitation light and transmits it to the outside of the living body, a camera 3 that captures a fluorescence image and a reflected light image obtained by the endoscope 2 and converts them into an electrical signal, and a camera 3 The display unit 5 includes an image processing unit 4 that processes an image signal from the image, combines the fluorescent image and the reflected light image to generate an observation image, and a CRT monitor that displays the observation image generated by the image processing unit 4. The main part is comprised.
[0012]
The light source device 1 includes an excitation light source 6 that generates excitation light having a wavelength in a narrow band (particularly 400 nm to 450 nm) of a blue region for exciting fluorescence.
[0013]
The endoscope 2 has an elongated insertion portion that is inserted into a living body, and includes an illumination optical system including a light guide 7 that transmits excitation light from the light source device 1 to the distal end of the insertion portion, and a fluorescence image and reflection of an observation site. And an observation optical system including an image guide 8 that transmits a light image to the eyepiece on the hand side.
[0014]
The camera 3 is detachably connected to the eyepiece portion of the endoscope 2, and dichroic mirror 9, dichroic mirror 10, mirror 11, which divides a fluorescent image and a reflected light image incident from the endoscope 2 into three optical paths. The band-pass filter 12 that transmits the wavelength band λ 1 for detecting fluorescence, the band-pass filter 13 that transmits the wavelength band λ 2 for detecting fluorescence, and the wavelength band of the reflected light of the excitation light from the excitation light source 6 are transmitted. Band pass filter 14, image intensifier (abbreviated as II in the figure) 15 that amplifies the fluorescent image transmitted through band pass filter 12, and image intensifier that amplifies the fluorescent image transmitted through band pass filter 13. A fire 16, a CCD 17 that captures an output image of the image intensifier 15, and an output image of the image intensifier 16 A CCD 18 for imaging, a sensitivity variable CCD 19 for capturing a reflected light image transmitted through the bandpass filter 14, and a sensitivity adjusting device 20 for arbitrarily adjusting the sensitivity of the sensitivity variable CCD 19 are provided.
[0015]
In the light source device 1, the excitation light source 6 generates excitation light λ0 having a light wavelength in the blue region. This light is guided to the light guide 7 of the endoscope 2. The excitation light λ0 guided to the light guide 7 is transmitted through the endoscope 2 to the distal end portion of the insertion portion, and irradiated to the observation site in the living body.
[0016]
Then, the fluorescence image and the reflected light image by the excitation light from the observation site are transmitted to the eyepiece on the hand side through the image guide 8 of the endoscope 2 and are incident on the camera 3. The fluorescent image and the reflected light image incident on the camera 3 are transmitted and reflected by the dichroic mirror 9, the dichroic mirror 10, and the mirror 11, and are divided into three optical paths. The three divided lights pass through the bandpass filter 12, the bandpass filter 13, and the bandpass filter 14, respectively.
[0017]
The fluorescent image transmitted through the bandpass filter 12 is amplified by the image intensifier 15 and then captured by the CCD 17 and converted into a video signal. Similarly, the fluorescent image transmitted through the bandpass filter 13 is amplified by the image intensifier 16 and then captured by the CCD 18 and converted into a video signal. The reflected light image transmitted through the bandpass filter 14 is picked up by the sensitivity variable CCD 19 and converted into a video signal.
[0018]
The video signals of the fluorescent image and the reflected light image obtained by the CCD 17, CCD 18 and sensitivity variable CCD 19 are input to the image processing unit 4. In the image processing unit 4, an observation image is generated by performing arithmetic processing on the video signal of the fluorescent image in the two wavelength bands and the video signal of the reflected light image.
[0019]
The fluorescence in the visible region at the observation site due to the excitation light has an intensity distribution in a wavelength band longer than that of the excitation light λ 0, and is strong in the vicinity of the green region λ 2 (especially 490 nm to 560 nm) in the normal site and weak in the lesioned part. Therefore, in the image processing unit 4, by calculating and processing the fluorescence image signals in the vicinity of the green region λ2 and in the vicinity of the red region λ1 having a longer wavelength (especially 620 nm to 800 nm), a normal site is obtained from the obtained fluorescence image. It is possible to distinguish from a lesioned part.
[0020]
By the way, the brightness of the fluorescent images obtained by the CCD 17 and the CCD 18 is much darker than the reflected light image obtained by the sensitivity variable CCD 19. Therefore, if the images are superposed as they are, an image that is no different from the reflected light image is obtained. Therefore, the sensitivity of the sensitivity variable CCD 19 is adjusted by the sensitivity adjusting device 20 to adjust the brightness of the reflected light image to the brightness of the fluorescent images obtained by the CCD 17 and the CCD 18. Then, the image signal of each image is subjected to arithmetic processing by the image processing unit 4 to generate a normal observation image substantially equivalent to a white light image obtained using a white light source.
[0021]
In this case, a color image is obtained by synthesizing the fluorescent image near the red region λ1, the fluorescent image near the green region λ2, and the reflected light image of the blue region to synthesize the R, G, and B primary images. Thus, a normal observation image almost equivalent to a white light image can be obtained.
[0022]
Further, the sensitivity of the sensitivity variable CCD 19 is lowered by the sensitivity adjusting device 20 so that the brightness of the reflected light image is darker than the fluorescent images obtained by the CCD 17 and the CCD 18, so that the fluorescence is almost the same as when only the fluorescent image signal is calculated. An observation image is generated.
[0023]
The image signal generated by the image processing unit 4 is sent to the display unit 5, and an observation image is displayed on the display unit 5. In the observed image at this time, the distribution of the display color corresponding to each part of the normal part, the lesion part, and the structural shadow part of the organ is shown in FIG. FIG. 3 also shows the case where only the red region (R) and green region (G) fluorescence images are used to generate the fluorescence image, and the R and G fluorescence images and the blue region (B) reflected light image. The difference in the color display of each part at the time of doing is shown.
[0024]
Since the fluorescence observation image includes a signal of the reflected light image of the blue region, as shown in FIGS. 2 and 3, the lesioned part is displayed in purple, the normal part is displayed in blue-green, and the structural shadow part of the organ is displayed in black. Is done. In addition, when only the fluorescence image signals of the red and green regions are calculated, the lesion area is red, the normal area is green, the structural shadow of the organ is black, and the reflected light image signal is added. And different.
[0025]
Thus, in the fluorescence observation apparatus of the present embodiment, by adjusting the brightness of the reflected light image from the excitation light and superimposing it on the fluorescence image, without performing complicated operations such as camera and light source replacement, The observation images equivalent to the normal observation image and the fluorescence observation image can be displayed. For this reason, the operability is improved and it is not necessary to prepare a white light source, and the apparatus can be downsized.
[0026]
In addition to the green and red fluorescence images, the fluorescence observation image contains a blue reflected light image, making it easier to see the structure of the organ, and the darkened part and the lesioned part due to the structural shadow of the organ. Since it becomes easy to distinguish a portion that is darkened due to the presence of, the diagnostic ability is improved.
[0027]
In addition, the display colors of the lesioned part, the normal part, etc. of the fluorescence observation image shown in the present embodiment are merely examples, and may be different colors.
[0028]
The reflected light of the excitation light has a strong light intensity compared to the intensity of fluorescence from the living tissue. Therefore, a means for extracting only the excitation light band as shown in the above embodiment is not necessarily required. Therefore, if each CCD in the camera 3 is configured like the camera 22 of the second embodiment shown in FIG. 4 and the movable mirror 35 of the camera 22 is changed to a half mirror, the bandpass filter 14 is not necessary. can do.
[0029]
4 and 5 relate to the second embodiment of the present invention, FIG. 4 is a configuration explanatory diagram showing a schematic configuration of the fluorescence observation apparatus, and FIG. 5 is a relationship between the gain control and the luminance of the fluorescence observation image and the white light observation image. FIG.
[0030]
The fluorescence observation apparatus according to the second embodiment obtains a white light image and a fluorescence image at the same time, and corresponds to an endoscope, each light source apparatus for white light observation and fluorescence observation, and each light source apparatus. The imaging apparatus and an image processing apparatus corresponding to each imaging apparatus are configured.
[0031]
As shown in FIG. 4, a light source device 21 that generates excitation light and white light, and excitation light or white light from the light source device 21 is applied to an observation site in a living body, and a fluorescence image or white light is generated by the excitation light. An endoscope 2 that detects a white light image and transmits it to the outside of the living body, and a fluorescent image or white light image obtained by the endoscope 2 is picked up by an imaging device for fluorescence observation or an imaging device for white light observation, and an electric signal A camera 22 for converting to a white light, a fluorescent image processing unit 23 for processing a fluorescent image signal from the camera 22 to generate a fluorescent image, and a white light for processing a white light image signal from the camera 22 to generate a white light image. An image processor 24, a gain controller 25 that adjusts the gain of each color signal of the image signal generated by the fluorescence image processor 23, and a super import that superimposes the white light image after the gain adjustment and the image signal of the fluorescence image. And parts 26, the main unit and a display unit 5 as a CRT monitor or the like for displaying an observation image by an output signal from the superimpose unit 26 is constituted.
[0032]
The light source device 21 includes an excitation light source 27 that generates excitation light for exciting fluorescence, a white light source 28 that generates white light to obtain a white light image, and a light guide 7 of the endoscope 2 that emits white light. , A movable mirror 30 that selectively guides excitation light and white light to the light guide 7, and a driver 31 that drives the movable mirror 30.
[0033]
The camera 22 is detachably connected to the eyepiece of the endoscope 2 and selectively selects a fluorescent image or white light image incident from the endoscope 2 as a fluorescent image photographing CCD 32, a fluorescent image photographing CCD 33, white light. A movable mirror 35 for guiding the image to the CCD 34, a driver 36 for driving the movable mirror 35, a dichroic mirror 37 and a mirror 38 for dividing the fluorescent image guided by the movable mirror 35 into two optical paths, and fluorescence. A bandpass filter 39 that transmits the wavelength band λ1 to be detected, a bandpass filter 40 that transmits the wavelength band λ2 that detects fluorescence, an image intensifier 41 that amplifies the fluorescence image that has passed through the bandpass filter 39, and a band An image intensifier 42 that amplifies the fluorescent image transmitted through the pass filter 40 and an output of the image intensifier 41 A fluorescent image photographing CCD32 for capturing a fluorescent image photographing CCD33 for capturing the output image of the image intensifier 42, constituted by a white light image imaging CCD34 for capturing white light image.
[0034]
Further, a timing controller 43 for controlling the switching timing of the white light image and the fluorescent image is provided, and the angles of the movable mirror 30 and the movable mirror 35 are controlled by the timing controller 43 via the driver 31 and the driver 36, respectively. ing.
[0035]
During fluorescence observation, excitation light λ 0 is generated by the excitation light source 27 in the light source device 21. At this time, the movable mirror 30 is placed at an angle for guiding the excitation light λ 0 to the light guide 7 of the endoscope 2 under the control of the timing controller 43 via the driver 31. The excitation light λ0 guided to the light guide 7 is transmitted through the endoscope 2 to the distal end portion of the insertion portion, and irradiated to the observation site in the living body.
[0036]
Then, the fluorescence image by the excitation light from the observation site is transmitted to the eyepiece on the hand side through the image guide 8 of the endoscope 2 and is incident on the camera 22. The fluorescent image incident on the camera 22 is transmitted and reflected by the movable mirror 35, the dichroic mirror 37, and the mirror 38, and is divided into two optical paths. At this time, the movable mirror 35 is placed at an angle for guiding the fluorescent image to the dichroic mirror 37 under the control of the timing controller 43 via the driver 36. The two divided lights pass through the band-pass filter 39 and the band-pass filter 40, respectively.
[0037]
A fluorescent image having a wavelength band component of λ 1 that has passed through the band pass filter 39 is amplified by the image intensifier 41 and then captured by the CCD 32 and converted into a video signal. Similarly, a fluorescent image having a wavelength band component of λ 2 that has passed through the band-pass filter 40 is amplified by the image intensifier 42 and then captured by the CCD 33 and converted into a video signal.
[0038]
Video signals of fluorescent images obtained by the CCD 32 and the CCD 33 are input to the fluorescent image processing unit 23. In the fluorescence image processing unit 23, a fluorescence image is generated by performing arithmetic processing on the video signals of the fluorescence images in the two wavelength bands.
[0039]
The image signal of the fluorescence image generated by the fluorescence image processing unit 23 is input to the gain controller 25, and the gain controller 25 adjusts the luminance by adjusting the gain of each RGB color signal. The image signal after the brightness adjustment is stored as a fluorescence observation image in a memory in the superimpose unit 26 controlled by the timing controller 43.
[0040]
Next, the white light generated from the white light source 28 is reflected by the mirror 29 and reflected by the movable mirror 30 that has been moved to an angle at which the white light is guided to the light guide 7 under the control of the timing controller 43, so that the endoscope 2 is guided to the light guide 7. The white light is transmitted through the endoscope 2 to the distal end portion of the insertion portion, and is irradiated on the observation site in the living body.
[0041]
Then, the white light image by the reflected light from the observation site is transmitted to the eyepiece on the hand side through the image guide 8 of the endoscope 2 and is incident on the camera 22. The white light image incident on the camera 22 is picked up by the CCD 34 and converted into a video signal. At this time, the movable mirror 35 is moved to a position that does not obstruct the optical path between the eyepiece of the endoscope 2 and the CCD 34 under the control of the timing controller 43 via the driver 36.
[0042]
The white light image video signal obtained by the CCD 34 is input to the white light image processing unit 24. The white light image processing unit 24 generates a white light image by known image signal processing. The image signal of the white light image generated by the white light image processing unit 24 is input to the gain controller 25, and the luminance is adjusted by adjusting the gain of each color signal of RGB in the gain controller 25. The image signal after the brightness adjustment is stored as a white light observation image in a memory in the superimpose unit 26 controlled by the timing controller 43.
[0043]
The generation of the fluorescence observation image, the white light observation image, and the writing to the memory are alternately performed by the timing controller 43 at intervals of 1/30 seconds to 1/60 seconds.
[0044]
In the gain controller 25, as shown in FIG. 5, the brightness is adjusted so that the brightness levels of the white light observation image and the fluorescence observation image change in inverse proportion to the gain control level.
[0045]
The fluorescence observation image and the white light observation image, the luminance of which has been adjusted by the gain controller 25 and stored in the superimpose unit 26, are superimposed for each of the R, G, and B signals, and sent to the display unit 5 to be displayed as an image. Is displayed.
[0046]
In this way, when displaying the fluorescence observation image and the white light observation image in an overlapping manner, the relative luminance of these images is adjusted, and whether the lesion is present is displayed in dark red, Alternatively, it is possible to clearly determine whether the display is dark due to the structural shadow. It is considered that the portion displayed in dark red in the fluorescence observation image is a lesioned portion, and the portion displayed in dark black in the white light observation image is a structural shadow of the organ. For example, if the brightness of the fluorescence observation image is increased and there is a part that is displayed in dark red, the brightness of the white light observation image is increased, and is this part simply darkened by a structural shadow? Determine if.
[0047]
According to the second embodiment, in the observation image of the fluorescence observation apparatus, when it is difficult to determine whether it is a lesioned part or a structural shadow part, the fluorescence observation image and the white light observation image are overlaid and gain is obtained. By performing control to adjust the relative luminance of the fluorescence observation image and the white light observation image, it is possible to easily determine the tissue property. Thereby, the diagnostic ability at the time of fluorescence observation can be improved.
[0048]
A configuration of a modified example of the fluorescence observation apparatus as described below can be added to the configuration of the first embodiment or the second embodiment described above.
[0049]
As a third embodiment, one modification of the fluorescence observation apparatus will be described. FIG. 6 is a configuration explanatory diagram showing a schematic configuration of the fluorescence observation apparatus according to the third embodiment, FIG. 7 is a configuration explanatory diagram showing a schematic configuration of a rotary filter for switching the fluorescence detection wavelength range, and FIG. 8 is a transmission wavelength band of the rotary filter. FIG.
[0050]
As shown in FIG. 6, the fluorescence observation apparatus irradiates the observation site in the living body with the light source 1 for generating the excitation light and the excitation light from the light source 1, detects the fluorescence image by the excitation light, and transmits it to the outside of the living body. An endoscope 2 that performs imaging, a camera 44 that captures a fluorescence image obtained by the endoscope 2 and converts the image into an electrical signal, and a fluorescence image processing unit 23 that processes an image signal from the camera 44 and generates a fluorescence observation image. And a display unit 5 composed of a CRT monitor or the like for displaying the fluorescence observation image generated by the fluorescence image processing unit 23, constitutes a main part.
[0051]
The camera 44 is detachably connected to the eyepiece portion of the endoscope 2 and has a dichroic mirror 37 and a mirror 38 that divide a fluorescent image incident from the endoscope 2 into two optical paths, and a wavelength band of fluorescence to be detected. A variable rotation filter 45, a motor 46 for rotating the rotation filter 45, a wavelength range switching means 47 for controlling the rotation angle of the rotation filter 45, and an image intensifier 41 for amplifying the fluorescent image transmitted through the rotation filter 45. 42 and CCDs 32 and 33 for picking up output images from the image intensifiers 41 and 42.
[0052]
As shown in FIG. 7, the rotary filter 45 is configured to have a disk-shaped rotary body having three filter regions 45 a, 45 b, 45 c having different wavelength transmission bands, and generate fluorescent images having different wavelength bands depending on the rotational position. It is designed to be transparent.
[0053]
As shown in FIG. 8, the filter region 45a of the rotary filter 45 has a band characteristic that transmits light having a red wavelength of 600 nm or more, and the filter region 45b has a band characteristic that transmits a green wavelength of 490 to 560 nm. The filter region 45c has a band characteristic that transmits light having a wavelength of 620 to 700 nm.
[0054]
In the initial stage of diagnosis by fluorescence observation using an endoscope, the fluorescent image guided to the camera 44 is divided into two optical paths by the dichroic mirror 37 and the mirror 38. One of the divided two lights passes through the filter region 45 a of the rotary filter 45 and enters the image intensifier 41. The other is transmitted through the filter region 45 b of the rotary filter 45 and enters the image intensifier 42.
[0055]
The fluorescence images incident on the image intensifiers 41 and 42 are respectively amplified, captured by the CCDs 32 and 33, converted into video signals, signal-processed by the fluorescence image processing unit 23, and displayed on the display unit 5 as fluorescence observation images. Is displayed.
[0056]
In fluorescence observation, red fluorescence is emphasized in the lesion. Therefore, it is easy to find a lesion by taking fluorescence in a red wavelength band in a wide band by the filter region 45a of the rotary filter 45.
[0057]
Next, after finding a portion that seems to be a lesion, the motor 46 is driven by the wavelength range switching means 47 to rotate the rotary filter 45. At this time, the light transmitted through the filter region 45 c of the rotary filter 45 is incident on the image intensifier 41.
[0058]
By narrowing the wavelength range of the fluorescence transmitted by the filter region 45c of the rotary filter 45 and reducing the fluorescence in the red wavelength band, a portion observed in red other than the lesion (for example, a structural shadow portion of the tissue) Does not emit red. For this reason, the diagnostic ability by fluorescence observation can be improved.
[0059]
As described above, in the third embodiment, it is possible to easily find a lesion by first taking red fluorescence over a wide band. Next, it is difficult to determine whether the area is dark due to the presence of a lesion or dark due to the structural shadow of the organ by narrowing the fluorescence wavelength range of the red region. Thus, it is possible to easily determine the tissue properties of the parts. Therefore, observation ability and diagnostic ability can be improved.
[0060]
In this embodiment, the red fluorescence wavelength band is changed. However, the green fluorescence wavelength band is changed, the green band is observed at the initial stage of observation, and then a wider band than this green region is observed. You may make it do.
[0061]
Next, another modification of the fluorescence observation apparatus will be described as a fourth embodiment. FIG. 9 is an explanatory diagram showing the configuration of the main part of the fluorescence observation apparatus according to the fourth embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 9 showing the configuration of the connection adapter. The fourth embodiment is a configuration example in which a connection adapter for connecting the endoscope 2 and a camera 51 for capturing a fluorescent image is provided, and only a characteristic part related to this connection adapter will be described.
[0062]
As shown in FIG. 9, the fluorescence observation apparatus is obtained by an endoscope 2 that irradiates an observation site in a living body with an excitation light, detects a fluorescent image by the excitation light, and transmits the fluorescence image outside the living body, and the endoscope 2. A fluorescence observation camera 51 that captures the converted fluorescence image and converts it into an electrical signal, a fluorescence image processing unit 23 that generates a fluorescence observation image by processing an image signal from the fluorescence observation camera 51, and a fluorescence image processing unit 23. And a display unit 5 for displaying the generated fluorescence observation image, and an adapter main body 48 for connecting the endoscope 2 and the fluorescence observation camera 51 is provided as a connection adapter of the fluorescence observation camera. The part is composed.
[0063]
The adapter main body 48 is rotatably attached to the adapter main body 48, and an eyepiece rotating portion 49 that is detachably connected to the eyepiece portion of the endoscope 2, and a fluorescence image from the endoscope 2 for fluorescence observation. A transmission light guide 50 that transmits to the camera 51 is included. The eyepiece rotation unit 49 is formed of a columnar member fitted into one end of the cylindrical adapter main body 48. As shown in FIG. A rotation restricting member 52 that restricts the rotation of the eyepiece rotating portion 49 by abutting against the stopper 48a is provided.
[0064]
The eyepiece part of the endoscope 2 is connected and fixed to the eyepiece rotation part 49 and is rotatable with respect to the adapter main body 48. The transmission light guide 50 is fixed to the eyepiece rotation unit 49 on the eyepiece side of the endoscope 2, and is fixed to the adapter main body 48 on the fluorescence observation camera 51 side. Further, the transmission light guide 50 is not fixed except in the vicinity of its end face, and can be twisted.
[0065]
The fluorescence image from the endoscope 2 passes through the transmission light guide 50 in the adapter main body 48, is guided to the fluorescence observation camera 51, and is captured. The fluorescence image processing unit 23 generates a fluorescence observation image, and the display unit 5 Is displayed.
[0066]
When the endoscope 2 is rotated during fluorescence observation, the eyepiece rotation unit 49 is rotated accordingly. However, since the adapter main body 48 and the fluorescence observation camera 51 are rotatable with respect to the eyepiece rotation unit 49, they do not rotate. When the eyepiece rotation unit 49 rotates, the eyepiece rotation unit 49 side of the transmission light guide 50 rotates, but the fluorescence observation camera 51 side does not rotate, so that the central portion of the transmission light guide 50 is twisted to absorb the rotation. At this time, the rotation restricting member 52 provided in the eyepiece rotating portion 49 restricts the amount of rotation of the eyepiece rotating portion 49 with respect to the adapter main body 48, thereby preventing the transmission light guide 50 from being broken.
[0067]
As described above, in the fourth embodiment, by attaching the adapter in which the transmission light guide 50 is disposed as a rotatable image transmission means between the endoscope 2 and the fluorescence observation camera 51, the fluorescence observation is performed. Even if the endoscope 2 is rotated, the transmission light guide 50 is twisted, so that the observation image does not rotate and the camera itself can be fixed.
[0068]
Since the camera for detecting fluorescence is large, the conventional configuration has a problem that the operability is lowered when an endoscope such as observation in the digestive tract is complicatedly rotated. Was.
[0069]
According to the configuration of the present embodiment, since it is not necessary to rotate a large camera with the rotation of the endoscope, the operation of the endoscope is not hindered or disturbed during fluorescence observation, and the endoscope is The operability of the mirror can be improved.
[0070]
FIG. 11 shows a modification of the fourth embodiment as the fifth embodiment. In the fifth embodiment, the adapter body 48 in the fourth embodiment is changed to an adapter member 53 made of a flexible tubular member.
[0071]
According to this configuration, since the adapter member 53 is sufficiently long and the fluorescence observation camera 51 can be kept away from the eyepiece portion of the endoscope 2, the operability is further improved.
[0072]
Next, as a sixth embodiment, another modification of the fluorescence observation apparatus will be described. FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating the configuration of the main part of the fluorescence observation apparatus according to the sixth embodiment.
[0073]
The fluorescence observation apparatus irradiates an observation site in a living body with excitation light or white light, detects a fluorescence image by excitation light or a white light image by white light, and transmits the fluorescence observation endoscope 54 outside the living body, The main part is composed of a fluorescence observation unit 59 that includes a light source and an imaging unit for obtaining a fluorescent image and a light source and an imaging unit for obtaining a white light image as one unit.
[0074]
The fluorescence observation unit 59 includes a laser light source 55 for generating excitation light and a fluorescence observation camera 56 for obtaining a fluorescence image, and a white light source 57 and a white light observation CCD 58 for obtaining a white light image. Configured.
[0075]
The fluorescence observation endoscope 54 includes a light guide 7 and an image guide 8, and these end surfaces are integrally held and fixed by a connector 60. The fluorescence observation unit 59 is provided with a white light observation connector receiver 61 and a fluorescence observation connector receiver 62 corresponding to the connector 60, and the connector 60 is attached to one of these connector receivers 61, 62. It has become. The white light observation connector receiver 61 is configured to connect the ends of the light guide 7 and the image guide 8 of the connector 60 to the white light source 57 and the white light observation CCD 58. The fluorescence observation connector receiver 62 is configured to connect the ends of the light guide 7 and the image guide 8 of the connector 60 to the laser light source 55 and the fluorescence observation camera 56, respectively.
[0076]
During white light observation, the connector 60 of the endoscope 54 is attached to and connected to the white light observation connector receiver 61 of the fluorescence observation unit 59. White light from the white light source 57 is guided to the light guide 7, transmitted through the endoscope 54 to the distal end portion of the insertion portion, and irradiated to the observation site in the living body. Then, the white light image resulting from the reflection of the white light from the observation site is transmitted to the white light observation CCD 58 through the image guide 8 of the endoscope 54 and converted into a video signal by the white light observation CCD 58.
[0077]
At the time of fluorescence observation, the connector 60 of the endoscope 54 is replaced and attached to the fluorescence observation connector receiver 62 of the fluorescence observation unit 59. In the laser light source 55, excitation light λ 0 having a light wavelength in the blue region is generated, and this excitation light is guided to the light guide 7 of the endoscope 54. The excitation light guided to the light guide 7 is transmitted to the distal end portion of the insertion portion through the endoscope 54 and irradiated to the observation site in the living body. Then, the fluorescence image by the excitation light from the observation site is transmitted to the fluorescence observation camera 56 through the image guide 8 of the endoscope 54 and converted into a video signal by the fluorescence observation camera 56.
[0078]
The video signals obtained by the white light observation CCD 58 and the fluorescence observation camera 56 are sent to an image processing unit to generate an observation image and displayed on a monitor, as in the other embodiments.
[0079]
Thus, in the sixth embodiment, when switching from white light observation to fluorescence observation, both the camera and the light source can be exchanged in one operation. For this reason, operativity can be improved more.
[0080]
Next, another modification of the fluorescence observation apparatus will be described as a seventh embodiment. FIG. 13 is an explanatory diagram showing the configuration of the main part of the fluorescence observation endoscope according to the seventh embodiment. Since the basic configuration of the fluorescence observation apparatus is the same as that of the other embodiments, only the characteristic part will be described here.
[0081]
FIG. 13 shows a schematic configuration of the distal end portion of the insertion portion of the fluorescence observation endoscope 63 according to the seventh embodiment. The fluorescence observation endoscope 63 forms an airtight portion together with the bellows portion 64 made of a polymer such as butadiene rubber for expanding and contracting the distal end of the insertion portion and the bellows portion 64 at the distal end of the insertion portion of the fluorescence observation endoscope 63. A sealing member 65, a gas supply / suction duct 66 having one end communicating with the hermetic part, and a pressurizing / suction drive unit for sending gas to or sucking gas from the hermetic part through the duct 66 67 and a control unit 68 that controls the pressurization / suction drive unit 67.
[0082]
The fluorescence observation endoscope 63 includes a light guide 7 and an image guide 8 in an insertion portion, and the light guide 7 and the tip portion of the image guide 8 are meanderingly arranged at a bellows portion 64. It is arranged so as not to hinder. Normally, gas is not injected into the airtight portion formed by the bellows portion 64 and the seal member 65, and the bellows portion 64 is in a contracted state.
[0083]
The control unit 68 controls the pressurization / suction drive unit 67 to perform gas supply / suction to the airtight portion. When the distal end of the insertion portion of the fluorescence observation endoscope 63 is extended, gas is sent to the airtight portion through the duct 66 by the pressurizing / suction drive portion 67. The fed gas fills the airtight portion and extends the bellows portion 64, and as a result, the distal end of the insertion portion extends. Thereby, the distal end of the insertion part of the fluorescence observation endoscope 63 can be brought close to the observation tissue, and the close observation can be easily performed.
[0084]
In the seventh embodiment, the movement from the distant view to the close view of the tissue necessary for fluorescence observation is moved by expanding and contracting only the distal end portion of the endoscope. It can be done easily without performing subtle operations. Therefore, since the observation point can be easily moved from a distant place to a near place, the operability is improved.
[0085]
Next, as an eighth embodiment, a modification of the seventh embodiment will be described. FIG. 14 is a configuration explanatory view showing the configuration of the main part of the endoscope for fluorescence observation according to the eighth embodiment. Since the basic configuration is the same as that of the seventh embodiment, only the features will be described here.
[0086]
FIG. 14 shows a schematic configuration of the distal end portion of the insertion portion of the fluorescence observation endoscope 69 according to the eighth embodiment. The fluorescence observation endoscope 69 includes a bellows portion 64 made of a polymer such as butadiene rubber that expands and contracts the tip of the insertion portion, a pulling wire 70 for pulling the tip of the insertion portion including the bellows portion 64, and a pulling wire 70. An actuator 71 to be moved and a control unit 72 for controlling the driving of the actuator 71 are included.
[0087]
The fluorescence observation endoscope 69 includes a light guide 7 and an image guide 8 in an insertion portion, and the light guide 7 and the tip portion of the image guide 8 are meanderingly arranged at a bellows portion 64. It is arranged so as not to hinder.
[0088]
The control unit 72 drives and controls the actuator 71 to control the pulling amount of the pulling wire 70. The distal end portion of the pulling wire 70 is connected and fixed at the distal end side of the insertion portion of the bellows portion 64, and normally the bellows portion 64 is kept in a contracted state.
[0089]
When the distal end of the insertion portion of the fluorescence observation endoscope 69 is extended, the control unit 72 controls the actuator 71 to reduce the pulling amount of the pulling wire 70 and extend the bellows portion 64. As a result, the distal end of the insertion portion is extended, the distal end of the insertion portion of the fluorescence observation endoscope 69 can be brought close to the observation tissue, and the close observation can be easily performed.
[0090]
Also in the eighth embodiment, as in the seventh embodiment, the movement from the distant view to the close view of the tissue necessary for fluorescence observation is moved by expanding and contracting only the distal end portion of the endoscope. Thus, the operation can be easily performed without performing complicated and delicate operations of the entire endoscope. Therefore, since the observation point can be easily moved from a distant place to a near place, the operability is improved.
[0091]
The bellows part set shown in the seventh and eighth embodiments may be detachable from the endoscope distal end. This eliminates the need for a dedicated endoscope and can be used by attaching to the distal end portion of a general-purpose endoscope. Therefore, the same function can be realized at low cost.
[0092]
Next, another modification of the fluorescence observation apparatus will be described as a ninth embodiment. FIG. 15 is an explanatory diagram showing the configuration of the main part of the fluorescence observation apparatus according to the ninth embodiment. Since the basic configuration of the fluorescence observation apparatus is the same as that of the other embodiments, only the characteristic part will be described here.
[0093]
The fluorescence observation apparatus according to the ninth embodiment includes a sensor 74 that detects excitation light that can be inserted into the treatment instrument channel 73 of the endoscope 2, and an excitation that is connected to the sensor 74 and processes an output signal of the sensor 74. A light intensity detector 75 is further provided.
[0094]
The excitation light intensity detection device 75 processes a signal output from the sensor 74 to generate a light intensity value, a memory 77 that records the light intensity value generated by the signal processor 76, and a memory 77. Based on the output of the comparison unit 78 that compares the recorded light intensity value before treatment with the current light intensity value generated by the signal processing unit 76, the light intensity values of both are equal. And a notification unit 79 that informs the user.
[0095]
When performing fluorescence observation before treatment such as EMR (endoscopic mucosal resection), at the start of fluorescence observation, a sensor 74 is inserted through the treatment instrument channel 73 of the endoscope 2 to protrude from the distal end of the endoscope. Approach or contact the affected tissue. Then, the sensor 74 detects the excitation light from the light source device 1. The output signal from the sensor 74 is transmitted to the signal processing unit 76 and processed, and the light intensity value is measured. The light intensity value before treatment generated by the signal processing unit 76 is recorded in the memory 77.
[0096]
Next, in the fluorescence observation after the treatment, the sensor 74 is brought close to or in contact with the diseased tissue in the same manner as at the start of the fluorescence observation described above, and the output signal of the sensor 74 is signal-processed by the signal processing unit 76 and the current light Measure the intensity value. Then, the value from the memory 77 recorded at the time of fluorescence observation before treatment and the value that varies in real time from the signal processing unit 76 are sent to the comparison unit 78. The comparison unit 78 compares the value from the memory 77 with the value from the signal processing unit 76.
[0097]
In this state, the endoscope 2 is operated to change the distance between the distal end of the insertion portion and the diseased tissue, and the distance between the sensor 74 and the excitation light irradiation end face is changed. As a result, the light intensity value from the signal processing unit 76 varies in real time. The comparison unit 78 outputs a detection signal to the notification unit 79 as a result when the light intensity value recorded in the memory 77 becomes equal to the light intensity value from the signal processing unit 76 within a certain range. The notification unit 79 receives the detection signal from the comparison unit 78 and notifies the surgeon that the observation conditions are the same as the previous time by means such as generating a notification sound with a buzzer or the like.
[0098]
As described above, in the ninth embodiment, the intensity of the excitation light irradiated to the lesioned part is measured and stored in the memory, and compared with the current light intensity value, the fluorescence observation conditions before and after the treatment treatment are changed. Can be equal. Thereby, follow-up after treatment, comparison, etc. can be accurately performed.
[0099]
[Appendix]
(1) a light source that generates excitation light for exciting fluorescence from tissue in a body cavity;
First imaging means for imaging fluorescent images of at least two or more different tone bands among the fluorescence obtained by exciting the body cavity tissue with the excitation light;
Second imaging means for imaging a reflected light image obtained by reflection of the excitation light from the body cavity tissue;
Sensitivity adjusting means for adjusting the sensitivity of the second imaging means for capturing the reflected light image;
Image processing means for superimposing output image signals from the first and second imaging means;
A fluorescence observation apparatus comprising:
[0100]
(2) The fluorescence observation apparatus according to appendix 1, wherein a color tone band of the fluorescent image is a green band and a red band, and a color tone band of the reflected light image is a blue band.
[0101]
(3) The sensitivity adjusting unit lowers the sensitivity of the second imaging unit that captures the reflected light image in comparison with the sensitivity of the first imaging unit that captures the fluorescent image during fluorescence observation, and during white light observation. The fluorescence observation apparatus according to appendix 1, wherein the sensitivity of the second imaging unit is adjusted to be the same level as the sensitivity of the first imaging unit.
[0102]
(4) The fluorescence observation apparatus according to appendix 1, wherein a wavelength band of the fluorescent image is a green band of 490 nm to 560 nm and a red band of 620 nm to 800 nm.
[0103]
(5) The fluorescence observation apparatus according to appendix 1, wherein a wavelength band of the reflected light image is a blue band of 400 nm to 450 nm.
[0104]
(6) a light source that generates excitation light for exciting fluorescence from the tissue in the body cavity;
First imaging means for imaging fluorescence images of a plurality of wavelength bands from fluorescence obtained by exciting the body cavity tissue with the excitation light;
Second imaging means for imaging a reflected light image obtained by reflection of the excitation light from the body cavity tissue;
A fluorescence image wavelength band setting means for setting the wavelength bands of the plurality of fluorescence images detected by the first imaging means to different tone bands;
Sensitivity adjusting means for adjusting the sensitivity of the second imaging means for capturing the reflected light image;
Image processing means for superimposing output image signals from the first and second imaging means;
A fluorescence observation apparatus comprising:
[0105]
(7) White light image generation means for capturing a reflected image of white illumination light and obtaining a white light image;
Fluorescence image generating means for detecting fluorescence from a living tissue and obtaining a fluorescence image;
Image combining means for displaying the white light image and the fluorescence image in an overlapping manner;
Brightness adjustment means for changing the brightness of the white light image and the fluorescence image in stages;
A fluorescence observation apparatus comprising:
[0106]
(8) The fluorescence observation apparatus according to appendix 7, wherein the brightness adjusting unit changes the brightness of the white light image and the fluorescence image in inverse proportion.
[0107]
(9) a light source that generates excitation light for exciting fluorescence from the body cavity tissue;
Imaging means for capturing fluorescent images of a plurality of wavelength bands from fluorescence obtained by exciting the body cavity tissue with the excitation light;
Fluorescent image wavelength band variable means for changing at least one wavelength band among a plurality of wavelength bands of a fluorescent image captured by the imaging means;
A fluorescence observation apparatus comprising:
[0108]
(10) The fluorescence according to appendix 9, wherein the wavelength bands of the plurality of fluorescent images are a green band and a red band, and one of the wavelength bands is variable in the fluorescent image wavelength band variable means. Observation device.
[0109]
(11) The fluorescent image wavelength band varying means includes a wideband transmission filter that transmits a specific wavelength in a wideband, a narrowband transmission filter having a transmission wavelength band included in the wideband wavelength range, and the narrowband transmission filter. The fluorescence observation apparatus according to appendix 9, further comprising: band changing means for switching to a band transmission filter.
[0110]
(12) An endoscope that guides fluorescence from a living tissue, a fluorescence observation camera that captures an image of the fluorescence, a connection portion connectable to an eyepiece of the endoscope, and the fluorescence observation camera And an adapter having a connectable main body,
The adapter is provided with an image transmission means in which the connection portion is provided so as to be rotatable with respect to the main body portion, one end is fixed to the connection portion, and the other end is fixed to the main body portion. apparatus.
[0111]
(13) The fluorescence observation apparatus according to appendix 12, wherein the image transmission unit includes a fiber bundle.
[0112]
(14) The fluorescence observation apparatus according to appendix 12, wherein the connection portion includes a rotation restricting member that restricts a rotation amount with respect to the main body portion.
[0113]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the structure of the organ can be clearly confirmed at the time of fluorescence observation, and the normal observation image and the fluorescence observation image can be obtained without switching the light source or the imaging means. There is an effect that can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a fluorescence observation apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a color distribution diagram showing display colors of respective parts in an observation image during fluorescence observation
FIG. 3 shows the color display of each part when only a fluorescent image of a red region and a green region is used for generation of a fluorescent image and when a fluorescent image of a red region and a green region and a reflected light image of a blue region are used. Comparison illustration
FIG. 4 is a configuration explanatory view showing a schematic configuration of a fluorescence observation apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the gain control and the brightness of the fluorescence observation image and the white light observation image.
FIG. 6 is a configuration explanatory view showing a schematic configuration of a fluorescence observation apparatus according to a third embodiment.
FIG. 7 is a configuration explanatory diagram showing a schematic configuration of a rotary filter that switches a fluorescence detection wavelength range;
FIG. 8 is a characteristic diagram showing a transmission wavelength band of a rotary filter.
FIG. 9 is a configuration explanatory view showing a configuration of a main part of a fluorescence observation apparatus according to a fourth embodiment.
10 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 9 showing the configuration of the connection adapter.
FIG. 11 is a configuration explanatory view showing a schematic configuration of a fluorescence observation apparatus according to a fifth embodiment.
FIG. 12 is a configuration explanatory view showing the configuration of the main part of the fluorescence observation apparatus according to the sixth embodiment.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing the configuration of the main part of a fluorescence observation endoscope according to a seventh embodiment.
FIG. 14 is an explanatory diagram showing a configuration of a main part of a fluorescence observation endoscope according to an eighth embodiment.
FIG. 15 is an explanatory diagram showing the configuration of the main part of the fluorescence observation apparatus according to the ninth embodiment.
[Explanation of symbols]
1. Light source device
2. Endoscope
3 ... Camera
4. Image processing unit
5 ... Display section
6 ... Excitation light source
12, 13, 14 ... band pass filter
17, 18 ... CCD
19 ... CCD with variable sensitivity
20 ... Sensitivity adjuster

Claims (1)

体腔内組織からの蛍光を励起するための励起光を発生する光源と、
前記体腔内組織を前記励起光により励起して得られる蛍光のうち少なくとも２つ以上の異なる色調帯域の蛍光像を撮像する第１の撮像手段と、
前記体腔内組織からの前記励起光の反射により得られる反射光像を撮像する第２の撮像手段と、
前記反射光像を撮像する第２の撮像手段の感度を調節する感度調節手段と、
前記第１及び第２の撮像手段からの出力画像信号を重ね合わせる画像処理手段と、
を備えたことを特徴とする蛍光観察装置。A light source that generates excitation light to excite fluorescence from tissue in the body cavity;
First imaging means for imaging fluorescent images of at least two or more different tone bands among the fluorescence obtained by exciting the body cavity tissue with the excitation light;
Second imaging means for imaging a reflected light image obtained by reflection of the excitation light from the body cavity tissue;
Sensitivity adjusting means for adjusting the sensitivity of the second imaging means for capturing the reflected light image;
Image processing means for superimposing output image signals from the first and second imaging means;
A fluorescence observation apparatus comprising:
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