JP4420638B2 - Endoscope - Google Patents
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Description
本発明は、胃腸や気管支などの体腔内を観察するための内視鏡に、関する。 The present invention relates to an endoscope for observing a body cavity such as a gastrointestinal tract or a bronchus.
周知のように、生体組織は、特定の波長の光が照射されると、励起して蛍光を発する。また、腫瘍や癌などの病変が生じている異常な生体組織は、正常な生体組織よりも弱い蛍光を発する。この反応現象は、体腔壁下の生体組織によっても引き起こされ得る。近年、体腔壁下の生体組織に生じた異状をこの反応現象を利用して検出するための内視鏡システムが、開発されている。 As is well known, biological tissue is excited to emit fluorescence when irradiated with light of a specific wavelength. In addition, an abnormal living tissue in which a lesion such as a tumor or cancer has occurred emits weaker fluorescence than a normal living tissue. This reaction phenomenon can also be caused by living tissue below the body cavity wall. In recent years, endoscope systems have been developed for detecting abnormalities occurring in living tissue under the body cavity wall by utilizing this reaction phenomenon.
その内視鏡システムの一つとして、内視鏡の先端が体腔内に挿入された際に、体腔壁の表面で反射された照明光により形成される体腔内の像(通常像)の撮影と、体腔壁下の生体組織が発した蛍光により形成される体腔内の像(蛍光像)の撮影とを、何れもすることができるものがある(例えば特許文献1参照)。 As one of the endoscope systems, when the distal end of the endoscope is inserted into a body cavity, an image of a body cavity (normal image) formed by illumination light reflected by the surface of the body cavity wall is taken. In addition, there is one that can both take an image of a body cavity (fluorescence image) formed by fluorescence emitted from a living tissue under a body cavity wall (see, for example, Patent Document 1).
この種の内視鏡システムの光源プロセッサ装置は、体腔内を照明するための照明光を電子内視鏡のライトガイドへ供給できるとともに、さらに、体腔壁下の生体組織を励起させるための励起光をそのライトガイドへ供給することができる。
ところが、このような通常像と蛍光像の観察が共に行える内視鏡システムの光源プロセッサ装置は、通常像の観察しかできない従来の内視鏡システムの光源プロセッサ装置に比べると、かなり大型で且つ極めて高価である。然も、蛍光像の観察は、通常像の観察に対して補助的にしか行われず、そのうえ、その利用回数は、通常像の観察に比して圧倒的に少ない。このため、新規の光源プロセッサ装置を購入することなく既存の光源プロセッサ装置を蛍光像の観察にも用いたいと要望するユーザもいる。 However, the light source processor device of the endoscope system capable of observing both the normal image and the fluorescent image is considerably large and extremely large compared to the light source processor device of the conventional endoscope system that can only observe the normal image. Expensive. However, the observation of the fluorescent image is performed only as an auxiliary to the observation of the normal image, and the number of uses is overwhelmingly smaller than the observation of the normal image. For this reason, there is a user who desires to use an existing light source processor device for observation of a fluorescent image without purchasing a new light source processor device.
そこで、本発明の課題は、通常像の観察にしか用い得ない既存の光源プロセッサ装置を蛍光像の観察にも用いることができるようにする内視鏡を、提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an endoscope that enables an existing light source processor apparatus that can be used only for observation of a normal image to be used for observation of a fluorescent image.
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様による内視鏡は、以下のような構成を採用した。 In order to solve the above problems, the endoscope according to the first aspect of the present invention employs the following configuration.
すなわち、本発明の第1の態様による内視鏡は、体腔内へ射出するための光を出力するとともに画像信号に各種の処理を施す光源プロセッサ装置に対して接続される内視鏡であって、体腔内に挿入される細管状の挿入部と、前記光源プロセッサ装置から出力された光を前記挿入部の基端から先端へ導いて射出するための照明光学系と、前記挿入部の先端が体腔内に挿入された際にその体腔内の像を形成する対物光学系と、前記対物光学系により形成された体腔内の像をカラー撮影することにより、前記光源プロセッサ装置へ出力するための画像信号を生成する撮影部と、生体組織を励起させるための励起光を出力する光源部と、動作モードを通常観察モード又は蛍光観察モードに切り替えるために操作される操作手段と、前記操作手段に対して蛍光観察モードに切り替えるための操作がなされた時には、前記光源プロセッサ装置から出力される光の代わりに、前記光源部から出力される前記励起光を前記照明光学系に供給し、前記操作手段に対して通常観察モードに切り替えるための操作がなされた時には、前記照明光学系に供給される光を、前記光源プロセッサ装置から出力される光へ戻す光路切替部とを備えることを、特徴としている。 That is, the endoscope according to the first aspect of the present invention is an endoscope that is connected to a light source processor device that outputs light to be emitted into a body cavity and performs various processing on an image signal. A thin tubular insertion portion that is inserted into a body cavity, an illumination optical system that guides and emits light output from the light source processor device from a proximal end to a distal end of the insertion portion, and a distal end of the insertion portion. An objective optical system that forms an image in the body cavity when inserted into the body cavity, and an image for output to the light source processor device by color-taking the image in the body cavity formed by the objective optical system An imaging unit that generates a signal, a light source unit that outputs excitation light for exciting biological tissue, an operation unit that is operated to switch the operation mode to a normal observation mode or a fluorescence observation mode, and the operation unit When an operation for switching to the fluorescence observation mode is performed, the excitation light output from the light source unit is supplied to the illumination optical system instead of the light output from the light source processor device, and the operation means is And an optical path switching unit for returning the light supplied to the illumination optical system to the light output from the light source processor device when an operation for switching to the normal observation mode is performed.
このように構成されるので、挿入部の先端が体腔内に挿入されている場合に、通常観察モードに切り替えるための操作が操作者によって操作手段に対してなされることにより、光源プロセッサ装置から出力される光が照明光学系に供給されるようになったときには、その光が挿入部の先端から射出されることによって体腔内が照明され、体腔壁の表面で反射された光によって形成される体腔内の像(通常像)が、撮影部によって撮影される。 With this configuration, when the distal end of the insertion portion is inserted into the body cavity, an operation for switching to the normal observation mode is performed on the operation means by the operator, and the output from the light source processor device When the emitted light is supplied to the illumination optical system, the inside of the body cavity is illuminated by the light being emitted from the distal end of the insertion portion, and the body cavity is formed by the light reflected from the surface of the body cavity wall The inside image (normal image) is photographed by the photographing unit.
また、挿入部の先端が体腔内に挿入されている場合に、蛍光観察モードに切り替えるための操作が操作者によって操作手段に対してなされることにより、励起光が照明光学系に供給されるようになったときには、その励起光が挿入部の先端から射出されることによって体腔壁下の生体組織が励起され、その生体組織が発する蛍光によって形成される体腔内の像(蛍光像)が、撮影部によって撮影される。 Further, when the distal end of the insertion portion is inserted into the body cavity, an operation for switching to the fluorescence observation mode is performed on the operation means by the operator so that the excitation light is supplied to the illumination optical system. In this case, the excitation light is emitted from the distal end of the insertion portion to excite the living tissue below the body cavity wall, and an image (fluorescence image) in the body cavity formed by the fluorescence emitted by the living tissue is captured. Photographed by the department.
このように、光源プロセッサ装置から出力される光と光源部から出力される励起光の何れかが照明光学系に供給された場合でも、通常像の観察にしか用い得ない光源プロセッサ装置が処理を施すことができる画像信号が、その光源プロセッサ装置に入力される。このため、通常像も蛍光像も、カラー画像としてモニタに表示されるようになる。然も、励起光を出力する光源部は、内視鏡内に備えられている。つまり、通常像の観察にしか用い得ない既存のプロセッサ装置を、蛍光像の観察にも用いることができるようになる。 In this way, even when either the light output from the light source processor device or the excitation light output from the light source unit is supplied to the illumination optical system, the light source processor device that can only be used for normal image observation performs processing. An image signal that can be applied is input to the light source processor device. For this reason, both the normal image and the fluorescent image are displayed on the monitor as color images. However, the light source unit that outputs the excitation light is provided in the endoscope. That is, an existing processor device that can only be used for observation of a normal image can be used for observation of a fluorescent image.
また、上記の課題を解決するために、本発明の第2の態様による内視鏡は、以下のような構成を採用した。 In order to solve the above-mentioned problem, the endoscope according to the second aspect of the present invention employs the following configuration.
すなわち、本発明の第2の態様による内視鏡は、体腔内へ射出するための光を出力するとともに画像信号に各種の処理を施す光源プロセッサ装置に対して接続される内視鏡であって、体腔内に挿入される細管状の挿入部と、前記光源プロセッサ装置から出力された光を前記挿入部の基端から先端へ導いて射出するための照明光学系と、前記挿入部の先端が体腔内に挿入された際にその体腔内の像を形成する対物光学系と、前記対物光学系により形成された体腔内の像をカラー撮影することにより、前記光源プロセッサ装置へ出力するための画像信号を生成する撮影部と、生体組織を励起させるための励起光として作用する波長成分の光を透過させてその他の波長成分の光を除去する部分除去部と、動作モードを通常観察モード又は蛍光観察モードに切り替えるために操作される操作手段と、前記操作手段に対して蛍光観察モードに切り替えるための操作がなされた時には、前記光源プロセッサ装置から前記照明光学系に供給される光の光路内に前記部分除去部を挿入し、前記操作手段に対して通常観察モードに切り替えるための操作がなされた時には、当該光路から前記部分除去部を抜き出す波長成分切替部とを備えることを、特徴としている。 That is, the endoscope according to the second aspect of the present invention is an endoscope that is connected to a light source processor device that outputs light to be emitted into a body cavity and performs various processing on an image signal. A thin tubular insertion portion that is inserted into a body cavity, an illumination optical system that guides and emits light output from the light source processor device from a proximal end to a distal end of the insertion portion, and a distal end of the insertion portion. An objective optical system that forms an image in the body cavity when inserted into the body cavity, and an image for output to the light source processor device by color-taking the image in the body cavity formed by the objective optical system An imaging unit that generates a signal, a partial removal unit that transmits light of a wavelength component that acts as excitation light to excite biological tissue and removes light of other wavelength components, and an operation mode of normal observation mode or fluorescence Observation And an operation means operated to switch to a mode, and when an operation for switching to the fluorescence observation mode is performed on the operation means, the light source processor device includes an optical path for light supplied to the illumination optical system. A wavelength component switching unit that extracts the partial removal unit from the optical path when an operation for inserting a partial removal unit and switching the operation unit to the normal observation mode is provided.
このように構成されるので、挿入部の先端が体腔内に挿入されている場合に、通常観察モードに切り替えるための操作が操作者によって操作手段に対してなされることにより、光源プロセッサ装置から照明光学系に供給される光の光路から部分除去部が抜き出されたときには、その光が挿入部の先端から射出されることによって体腔内が照明され、体腔壁の表面で反射された光によって形成される体腔内の像(通常像)が、撮影部によって撮影される。 With this configuration, when the distal end of the insertion portion is inserted into the body cavity, an operation for switching to the normal observation mode is performed on the operation means by the operator, so that illumination from the light source processor device is performed. When the partial removal unit is extracted from the optical path of the light supplied to the optical system, the light is emitted from the distal end of the insertion unit to illuminate the inside of the body cavity and is formed by the light reflected on the surface of the body cavity wall An image inside the body cavity (normal image) is captured by the imaging unit.
また、挿入部の先端が体腔内に挿入されている場合に、蛍光観察モードに切り替えるための操作が操作者によって操作手段に対してなされることにより、光源プロセッサ装置から照明光学系に供給される光の光路内に部分除去部が差し入れられたときには、その部分除去部によってその光から一部の波長成分だけが抽出された光によって体腔壁下の生体組織が励起され、その生体組織が発する蛍光によって形成される体腔内の像(蛍光像)が、撮影部によって撮影される。 In addition, when the distal end of the insertion portion is inserted into the body cavity, an operation for switching to the fluorescence observation mode is performed on the operation means by the operator, so that the light source processor device supplies the illumination optical system. When a partial removal unit is inserted in the optical path of light, the biological tissue under the body cavity wall is excited by the light from which only a part of the wavelength component is extracted from the light by the partial removal unit, and fluorescence emitted from the biological tissue The image in the body cavity (fluorescence image) formed by the above is photographed by the photographing unit.
このように、光源プロセッサ装置から出力される光と光源部から出力される励起光の何れかが照明光学系に供給された場合でも、通常像の観察にしか用い得ない光源プロセッサ装置が処理を施すことができる画像信号が、その光源プロセッサ装置に入力される。このため、通常像も蛍光像も、カラー画像としてモニタに表示されるようになる。つまり、通常像の観察にしか用い得ない既存のプロセッサ装置を、蛍光像の観察にも用いることができるようになる。 In this way, even when either the light output from the light source processor device or the excitation light output from the light source unit is supplied to the illumination optical system, the light source processor device that can only be used for normal image observation performs processing. An image signal that can be applied is input to the light source processor device. For this reason, both the normal image and the fluorescent image are displayed on the monitor as color images. That is, an existing processor device that can only be used for observation of a normal image can be used for observation of a fluorescent image.
以上に説明したように、本発明によれば、通常像の観察にしか用い得ない既存の光源プロセッサ装置を蛍光像の観察にも用いることができるようになる。 As described above, according to the present invention, an existing light source processor device that can only be used for observation of a normal image can be used for observation of a fluorescent image.
以下、図面に基づいて、本発明を実施するための形態を、二例説明する。 Hereinafter, two embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態である電子内視鏡システムの外観図である。この電子内視鏡システムは、電子内視鏡10,光源プロセッサ装置20,及び、モニタ30を、備えている。
FIG. 1 is an external view of an electronic endoscope system according to the first embodiment of the present invention. The electronic endoscope system includes an
図2は、電子内視鏡10の外観図である。また、図3は、この電子内視鏡システムを概略的に示す構成図である。図3には、電子内視鏡10の詳細な形状が図示されていないが、電子内視鏡10は、体腔内に挿入される可撓な細管状の挿入部10aを、有している。この挿入部10aの先端には、湾曲部が組み込まれ、その基端には、湾曲部の湾曲量及び湾曲方向を操作するためのアングルノブや各種のスイッチが設けられた操作部10bが、備えられている。
FIG. 2 is an external view of the
挿入部10aの先端面には、少なくとも2つの貫通孔が穿たれており、そのうちの一対の貫通孔には、対物レンズ11及び配光レンズ12がそれぞれ嵌め込まれている。
At least two through holes are formed in the distal end surface of the
さらに、挿入部10a内には、励起光除去フィルタ13が組み込まれている。励起光除去フィルタ13は、生体組織を励起するための励起光と同じ波長成分の光を除去してその他の波長成分の光を透過させるための光学フィルタであり、対物レンズ11の光軸上に配置されている。
Further, an excitation
さらに、挿入部10a内には、撮像素子14が組み込まれている。撮像素子14は、二次元配列された多数の画素により構成される撮像面を有する単板のエリアイメージセンサであり、その撮像面上には原色系カラーフィルタがオンチップされている。この撮像素子14は、励起光除去フィルタ13における対物レンズ11がある側とは反対側において、対物レンズ11の光軸上に配置されており、その撮像面は、ほぼ、対物レンズ11の像面に位置している。
Further, an
この撮像素子14には、2本の信号線14a,14bが接続されている。一方の信号線14aは、この撮像素子14の駆動信号を伝送するための電線であり、他方の信号線14bは、この撮像素子14から出力される画像信号を伝送するための電線である。
Two
これら信号線14a,14bは、挿入部10a内に引き通されており、さらに、操作部10bの側面から延びた可撓管10c内に引き通されている。その可撓管10cの先端には、コネクタ部10dが固定されており、一方の信号線14aは、コネクタ部10d内の素子ドライバ14cに接続され、他方の信号線14bは、コネクタ部10d内の信号処理回路14dに接続されている。
These
素子ドライバ14cは、撮像素子14の駆動信号を生成してその撮像素子14へ出力する回路である。信号処理回路14dは、撮像素子14から送られてくる画像信号に対し、相関二重サンプリング法による低周波雑音除去や自動利得調整や色分離やアナログデジタル変換などの処理を施すための回路である。
The
さらに、挿入部10a内には、ライトガイド15が引き通されている。ライトガイド15は、可撓な多数の光ファイバからなり、その先端面は、配光レンズ12に対向している。また、このライトガイド15は、挿入部10a内及び上記可撓管10c内に順に引き通されており、その基端は、コネクタ部10d内に固定されている。
Further, the
さらに、コネクタ部10dには、2本のロッドレンズ15a,15bが組み込まれている。これら2本のロッドレンズ15a,15bは、何れも、リレーレンズとして機能し、それらの直径は、ライトガイド15の直径と同じ長さである。
Further, two
なお、コネクタ部10dにおける可撓管10cが接続されている側とは反対側の端面からは、金属パイプ10eが突出形成されている。一方の第1のロッドレンズ15aの先端は、この金属パイプ10e内に挿入されており、この第1のロッドレンズ15aの基端面は、コネクタ部10d内において、ライトガイド15の基端面に対し、それとの間に所定幅の間隙を有しつつ対向している。
A
他方の第2のロッドレンズ15bは、上記所定幅より若干短い長さを有している。このため、第2のロッドレンズ15bは、ライトガイド15と第1のロッドレンズ15aとによって形成される間隔内に挿入可能となっている。
The other
さらに、コネクタ部10d内には、ステージ機構16が組み込まれている。ステージ機構16は、ステージ上に設置された物体を、上記ライトガイド15の基端部分及び第1のロッドレンズ15aの軸方向に直交する方向にのみ平行移動させるための機構であり、そのステージには、上記第2のロッドレンズ15bの他、励起光光源装置17,ミラー18a,及び、遮蔽板18bが、設置されている。
Further, a
励起光光源装置17は、励起光の出力及びその開始又は停止をするための装置であり、具体的には、励起光を発する励起光光源である小型の発光ダイオードや、その励起光光源を駆動するための駆動回路などを、備えている。ミラー18aは、励起光光源装置17が発する励起光の光路を直角に折り曲げるための反射板である。遮蔽板18bは、第1のロッドレンズ15aの先端面から射出される光を遮蔽するための板である。
The excitation
そして、ステージ上では、励起光光源装置17が励起光を出力する方向が、そのステージの移動方向と平行な方向となるように、調整されている。また、ミラー18aは、励起光光源装置17から出力された励起光の光路上において、この励起光をライトガイド15側に90度反射するように45度傾けられて固定されている。
On the stage, the direction in which the excitation
また、遮蔽板18bは、ステージの移動方向に直交する方向におけるミラー18aに対する第1のロッドレンズ15a側においてこのミラー18aと隣接した状態で、固定されている。また、第2のロッドレンズ15bは、ステージの移動方向に対して垂直であってステージ面に対しては平行な方向に中心軸を向けた状態で、ミラー18aを挟んで励起光光源装置17とは反対側に配置されている。
The shielding
そして、このステージが正逆に移動されたときには、ステージ上の第2のロッドレンズ15b,又は、ミラー18a及び遮蔽板18bが、ライトガイド15と第1のロッドレンズ15aとによって形成される間隙内に、挿入される。なお、初期状態では、ステージは、その間隙内に第2のロッドレンズ15bが挿入された位置(初期位置)で、静止している(図3の状態)。このとき、ライトガイド15の基端部分並びに第1及び第2のロッドレンズ15a,15bは、全体として、1本の棒状となっている。
When the stage is moved in the forward and reverse directions, the
このステージ機構16には、モータ16a,モータドライバ16b,及び、位置センサ16cが、組み付けられている。モータ16aは、このステージ機構16を駆動するためのアクチュエータであり、モータドライバ16bは、モータ16aの駆動を制御するための回路であり、位置センサ16cは、ステージの移動量を検出するためのセンサである。
The
さらに、コネクタ部10d内には、制御回路19が組み込まれている。制御回路19は、励起光光源装置17及びモータドライバ16bを制御するための回路である。この制御回路19は、操作部10bに設けられたスイッチSWに信号線を介して接続されており、このスイッチSWが投入状態(蛍光観察モード)に切り替えられた時には、以下に説明する処理を実行する。
Further, a
すなわち、制御回路19は、位置センサ16cから得られる信号に基づいてステージの移動量を検出しつつ、ステージが初期位置から所定位置に達するまでモータ16aを駆動するように、モータドライバ16bに指示する。同時に、この制御回路19は、励起光の出力を開始するように励起光光源装置17に指示する。
That is, the
なお、ステージが上記所定位置で静止している時には、第2のロッドレンズ15bは、ライトガイド15と第1のロッドレンズ15aとによって形成される間隙から抜き出された状態にあり、その間隙には、ミラー18a及び遮蔽板18bが挿入された状態となっている。このとき、第1のロッドレンズ15aの先端面の前方は、遮蔽板18bによって塞がれており、また、励起光光源装置17から励起光が出力されると、その励起光は、ミラー18aに反射されてライトガイド15の基端面に入射する。
When the stage is stationary at the predetermined position, the
また、この制御回路19は、スイッチSWが切断状態(通常観察モード)に切り替えられた時には、上述した処理と同じ処理を実行することによりステージを逆行させる。すなわち、この制御回路19は、位置センサ16cから得られる信号に基づいてステージの移動量を検出しつつ、ステージが所定位置から初期位置に達するまでモータ16aを駆動するように、モータドライバ16bに指示する。同時に、この制御回路19は、励起光の出力を停止するように励起光光源装置17に指示する。
In addition, when the switch SW is switched to the disconnected state (normal observation mode), the
さらに、この制御回路19は、以上に説明したような処理を実行する他、励起光光源装置17に対して励起光を出力させている期間だけ、画像信号の増幅率を一定量だけ増加するように指示する信号を、光源プロセッサ装置20へ出力する。
Further, in addition to executing the processing as described above, the
光源プロセッサ装置20は、タイミングコントロール部21,光源部22,操作盤23,システムコントロール部24,及び、画像処理部25を、備えている。
The light
なお、光源プロセッサ装置20の筐体の側面には、上記コネクタ部10dを装着可能なコネクタ受け部が、備えられている。このコネクタ受け部にコネクタ部10dが装着されると、コネクタ部10d内の素子ドライバ14c及びモータドライバ16bが、図示せぬ信号線を介してタイミングコントロール部21に接続され、コネクタ部10dの先端から突出した金属パイプ10e(すなわち、ライトガイド15の基端)が、光源部22に入り込み、コネクタ部10d内の制御回路19及び信号処理回路14dが、図示せぬ信号線を介してそれぞれシステムコントロール部24及び画像処理部25に接続される。
Note that a connector receiving portion to which the
タイミングコントロール部21は、各種基準信号を生成してその信号の出力を制御するコントローラであり、光源プロセッサ装置20とコネクタ部10d内の素子ドライバ14c及びモータドライバ16bとにおける各種処理は、この基準信号に従って進行する。
The
光源部22は、挿入部10aの先端前方を照明するための照明光を第1のロッドレンズ15aの基端面に導入するユニットである。この光源部22は、照明光光源装置221,集光レンズ222,及び、調光装置223を、備えている。
The light source unit 22 is a unit that introduces illumination light for illuminating the front end of the
照明光光源装置221は、照明光の出力及びその開始又は停止をするための装置であり、具体的には、照明光を発する照明光光源であるハロゲンランプや、その照明光光源を駆動するための駆動回路などを、備えている。
The illumination
集光レンズ222は、照明光光源装置221から出力された照明光を第1のロッドレンズ15aの基端面に集光するためのレンズである。
The condensing
調光装置223は、第1のロッドレンズ15aに入射する照明光の光量を調節するための装置である。この調光装置223は、絞り機構223a,モータ223b,及び、モータドライバ223cを、備えている。
The
絞り機構223aは、略円形開口を形成する複数の絞り羽根が変位されるとその開口の直径を変化させる周知の構造を有しており、第1のロッドレンズ15aと集光レンズ222との間に配置されている。モータ223bは、この絞り機構223aを駆動するためのアクチュエータであり、モータドライバ223cは、このモータ223bの駆動を制御するための制御回路である。
The
操作盤23は、電源スイッチや各種のボタンなどを備える入力装置であり、システムコントロール部24に接続されている。
The
システムコントロール部24は、光源プロセッサ装置20全体を制御するコントローラである。このシステムコントロール部24は、操作盤23上のスイッチ及びボタン,並びに、電子内視鏡10の操作部10bに設けられている各種のスイッチに接続されており、これらスイッチやボタンを通じて入力を受け付けると、その入力に応じた処理を実行する。
The
さらに、このシステムコントロール部24は、コネクタ部10d内の制御回路19から出力される信号を受信すると、これに応じて、画像信号を増幅する際の増幅率を一定量だけ増加させるように、画像処理部25に指示する。
Further, when the
画像処理部25は、信号処理回路14dから送られてくる画像信号に各種の処理を施してモニタ30へ出力するユニットである。この画像処理部25が画像信号に施す処理としては、高周波成分除去,増幅,ブランキング,クランピング,ホワイトバランス,ガンマ補正,色空間変換,エンコーディング,及び、インピーダンスマッチングなどがある。この画像処理部25は、このような処理を画像信号に施すことによって、セパレートビデオ信号や複合ビデオ信号などのビデオ信号を生成し、モニタ30へ出力する。
The
モニタ30は、光源プロセッサ装置20から出力されるビデオ信号を受信すると、そのビデオ信号に基づいてカラー画像を表示する。
When the
以上に説明したように構成されているため、第1の実施形態の電子内視鏡システムは、以下に説明するように動作する。 Since it is configured as described above, the electronic endoscope system according to the first embodiment operates as described below.
まず、操作者は、電子内視鏡10と光源プロセッサ装置20とモニタ30とを接続し、
光源プロセッサ装置20とモニタ30の電源を投入する。続いて、操作者は、電子内視鏡10の操作部10bのスイッチSWを切断状態に切り替えて、挿入部10aを体腔内に挿入する。
First, the operator connects the
The light
すると、挿入部10aの先端からは照明光が射出され、体腔内が照明される。そして、体腔壁の表面で反射された照明光のうち、対物レンズ11を透過した光は、撮像素子14の撮像面に入射する。このとき、この撮像面には、体腔内の像(通常像)が、対物レンズ11によって形成される。
Then, illumination light is emitted from the distal end of the
撮像面上に形成された通常像は、撮像素子14によって撮像され、撮像素子14が画像信号を信号処理回路14dを介して画像処理部25へ出力し、画像処理部25が画像信号をビデオ信号に変換してモニタ30へ出力する。
The normal image formed on the image pickup surface is picked up by the
このため、モニタ30には、通常像が、カラー画像として表示される。操作者は、モニタ30に表示された通常像を見ながら、体腔壁の状態を観察することができる。
For this reason, the normal image is displayed on the
さらに、操作者は、モニタ30上の通常像の観察を通じて選択した部位に対して、励起光を利用して得られる蛍光像の観察を行う。具体的には、操作者は、電子内視鏡10の操作部10bのスイッチSWを投入状態に切り替える。
Further, the operator observes the fluorescence image obtained by using the excitation light at the site selected through the observation of the normal image on the
すると、ライトガイド15と第1のロッドレンズ15aとにて形成される間隙には、第2のロッドレンズ15bの代わりに、ミラー18a及び遮蔽板18bが挿入され、ライトガイド15の基端面には、励起光が入射するようになる。これにより、挿入部10aの先端からは励起光が射出され、その励起光が体腔内に照射される。
Then, in the gap formed by the
そして、体腔壁の表面で反射された励起光の一部と、体腔壁下の生体組織が発した蛍光の一部とが、対物レンズ11へ入射する。対物レンズ11を透過した光は、何れも、励起光除去フィルタ13に入射するが、励起光と同じ波長成分の光は、励起光除去フィルタ13によって除去され、その波長成分以外の蛍光だけが、この励起光除去フィルタ13を透過して、撮像素子14の撮像面に入射する。このとき、この撮像面には、体腔内の像(蛍光像)が、対物レンズ11によって形成される。
Then, a part of the excitation light reflected by the surface of the body cavity wall and a part of the fluorescence emitted by the living tissue under the body cavity wall are incident on the
撮像面上に形成された蛍光像は、撮像素子14によって撮像され、撮像素子14が画像信号を信号処理回路14dを介して画像処理部25へ出力し、画像処理部25が画像信号をビデオ信号に変換してモニタ30へ出力する。
The fluorescent image formed on the imaging surface is picked up by the
このため、モニタ30には、蛍光像が、カラー画像として表示される。操作者は、モニタ30に表示された蛍光像を見ながら、相対的に弱い蛍光を発する生体組織の集合体、すなわち、腫瘍や癌などの病変が生じている可能性の高い部位を、認識することができる。
For this reason, the fluorescence image is displayed on the
なお、生体組織が発する蛍光の強度は、生体組織に照射される励起光の強度に比して非常に弱いものの、画像処理部25では、蛍光像観察時にのみ、画像信号を増幅する際の増幅率が一定量だけ増加されている。このため、モニタ30に表示された蛍光像が、操作者にとって見にくくなることはない。
Although the intensity of the fluorescence emitted from the living tissue is very weak compared to the intensity of the excitation light irradiated to the living tissue, the
以上に説明したように動作する第1の実施形態の電子内視鏡システムにおいて、光源プロセッサ装置20には、電子内視鏡10の操作部10bにあるスイッチSWが切断状態であろうと投入状態であろうと、常に同質の画像信号が入力される。そして、光源プロセッサ装置20は、通常像の観察時に画像信号に施す処理と同じ処理を、蛍光像の観察時の画像信号に対しても施す。このため、通常像も蛍光像も、カラー画像としてモニタ30に表示される。
In the electronic endoscope system according to the first embodiment that operates as described above, the
つまり、第1の実施形態の電子内視鏡システムでは、光源プロセッサ装置20を、通常像の観察時に電子内視鏡10から出力される画像信号に対してしか処理を施せない装置、すなわち、通常像の観察にしか用い得ない従来の光源プロセッサ装置とすることができる。
That is, in the electronic endoscope system according to the first embodiment, the light
従って、通常像の観察の他に蛍光像の観察を行う必要が生じたときには、通常像と蛍光像の観察を共におこなうことができる電子内視鏡や光源プロセッサ装置を揃えなくとも、第1の実施形態の電子内視鏡システムの電子内視鏡10を用意するだけで、通常像の観察にしか用い得ない既存のプロセッサ装置を、蛍光像の観察にも用いることができるようになる。
Therefore, when it becomes necessary to observe the fluorescent image in addition to the observation of the normal image, the first endoscope can be used without equipping the electronic endoscope and the light source processor device that can observe both the normal image and the fluorescent image. By simply preparing the
図4は、本発明の第2の実施形態である電子内視鏡システムを概略的に示す構成図である。図4と図3とを比べて明らかなように、この電子内視鏡システムは、第1の実施形態とは若干異なる内部構成を有している。そのため、第1の実施形態とは若干動作が異なっている。但し、第2の実施形態と第1の実施形態とには、外観上の差異はない。 FIG. 4 is a block diagram schematically showing an electronic endoscope system according to the second embodiment of the present invention. As is clear from comparison between FIG. 4 and FIG. 3, the electronic endoscope system has an internal configuration slightly different from that of the first embodiment. Therefore, the operation is slightly different from that of the first embodiment. However, there is no difference in appearance between the second embodiment and the first embodiment.
この第2の実施形態において、構成について第1の実施形態と相違する点を簡単に説明すると、励起光光源装置17,ミラー18a,及び、遮蔽板18bの代わりに、励起光透過部材15cが、電子内視鏡10のコネクタ部10d内のステージ機構16に設置されており、且つ、コネクタ部10d内の制御回路19がシステムコントロール部24へ出力する信号が、1種類増えている。
In the second embodiment, the difference from the first embodiment in terms of the configuration will be briefly described. Instead of the excitation
励起光透過部材15cは、励起光と同じ波長成分の光を透過させてその他の波長成分の光を除去する光学フィルタと、この光学フィルタが一方の端面(円柱底面)に形成されたロッドレンズとから、構成されている。そのロッドレンズは、第2のロッドレンズ15bと同じ形状及び同じ大きさを有している。
The excitation
この励起光透過部材15cは、ステージ機構16のステージ上では、第2のロッドレンズ15bと同様に、ステージの移動方向に対して垂直であってステージ面に対しては平行な方向に中心軸を向けている。然も、励起光透過部材15cと第2のロッドレンズ15bは、互いの中心軸が平行となるとともに互いの両端面がそれぞれ同一面内に含まれるように、配置されている。
On the stage of the
そして、このステージが正逆に移動された時には、ステージ上の励起光透過部材15c又は第2のロッドレンズ15bが、ライトガイド15と第1のロッドレンズ15aとによって形成される間隙内に、挿入される。
When the stage is moved forward and backward, the excitation
一方、制御回路19は、操作部10bにあるスイッチSWが投入状態に切り替えられた時には、位置センサ16cから得られる信号に基づいてステージの移動量を検出しつつ、ステージが初期位置から所定位置に達するまでモータ16aを駆動するように、モータドライバ16bに指示する。
On the other hand, when the switch SW in the
ステージが上記所定位置で静止している時には、第2のロッドレンズ15bは、ライトガイド15と第1のロッドレンズ15aとによって形成される間隙から抜き出された状態にあり、その間隙には、励起光透過部材15cが挿入された状態となっている。このとき、ライトガイド15の基端部分と励起光透過部材15cと第1のロッドレンズ15aとは、全体として、1本の棒状となっている。
When the stage is stationary at the predetermined position, the
また、この状態において、第1のロッドレンズ15aを通じて光源プロセッサ装置20の光源部22から励起光透過部材15cに照明光が入力されると、この励起光透過部材15cは、その照明光の中から、励起光として作用する波長成分の光だけを透過させ、それ以外の波長成分の光を除去する。その結果、ライトガイド15の基端面には、励起光だけが入射することとなる。
Further, in this state, when illumination light is input from the light source unit 22 of the light
逆に、スイッチSWが切断状態に切り替えられた時には、制御回路19は、上述した処理と同じ処理を実行することによりステージを逆行させる。すなわち、この制御回路19は、位置センサ16cから得られる信号に基づいてステージの移動量を検出しつつ、ステージが所定位置から初期位置に達するまでモータ16aを駆動するように、モータドライバ16bに指示する。
On the contrary, when the switch SW is switched to the disconnected state, the
ステージがその初期位置で静止している時には、励起光透過部材15cは、ライトガイド15と第1のロッドレンズ15aとによって形成される間隙から抜き出された状態にあり、その間隙には、第2のロッドレンズ15bが挿入された状態となっている。このとき、ライトガイド15の基端部分並びに第1及び第2のロッドレンズ15a,15bは、全体として、1本の棒状となっている。
When the stage is stationary at its initial position, the excitation
また、この状態において、第1のロッドレンズ15aを通じて光源プロセッサ装置20の光源部22から第2のロッドレンズ15bに照明光が入力されると、この第2のロッドレンズ15bは、その照明光をそのまま透過させる。その結果、ライトガイド15の基端面には、照明光がそのまま入射することとなる。
In this state, when illumination light is input from the light source unit 22 of the light
さらに、制御回路19は、以上に説明したような処理を実行する他、ライトガイド15と第1のロッドレンズ15aとによって形成される間隙内に励起光透過部材15cを挿入している期間だけ、つまり蛍光観察モードが選択されている期間のみ画像信号の増幅率を一定量だけ増加するように指示する信号を、光源プロセッサ装置20へ出力する。これと同時に、制御回路19は、その期間だけ、照明光の強度を一定量だけ増加するように指示する信号も、光源プロセッサ装置20へ出力する。
Further, the
これに対し、光源プロセッサ装置20のシステムコントロール部24は、この制御回路19から出力される信号をそれぞれ受信すると、これらに応じて、画像信号を増幅する際の増幅率を一定量だけ増加させるように画像処理部25に指示するとともに、照明光の強度を一定量だけ増加するように光源部22に指示する。
On the other hand, when the
このような処理が光源プロセッサ装置20内で行われるので、生体組織が発する蛍光の強度が、生体組織に照射される励起光の強度に比して非常に弱いものの、照明光の中から励起光が取り出されている期間においては、光源部22が、照明光の強度を増加させ、画像処理部25が、画像信号を増幅する際の増幅率を一定量だけ増加させるため、モニタ30に表示された蛍光像が、操作者にとって見にくくなることはない。
Since such processing is performed in the light
以上に説明した第2の実施形態の電子内視鏡システムにおいては、光源プロセッサ装置20に入力される画像信号やそれに施される処理は、第1の実施形態と同様である。つまり、第2の実施形態は、内部構成や動作が若干異なっているものの、得られる出力や効果については、第1の実施形態と同じである。
In the electronic endoscope system according to the second embodiment described above, the image signal input to the light
このため、第1の実施形態の説明において用いた理由と同様の理由に因り、第2の実施形態においても、光源プロセッサ装置20を、通常像の観察時に電子内視鏡10から出力される画像信号に対してしか処理を施せない装置、すなわち、通常像の観察にしか用い得ない従来の光源プロセッサ装置とすることができる。
For this reason, for the same reason as that used in the description of the first embodiment, in the second embodiment, the light
従って、通常像の観察の他に蛍光像の観察を行う必要が生じたときには、通常像と蛍光像の観察を共におこなうことができる電子内視鏡や光源プロセッサ装置を揃えなくとも、第2の実施形態の電子内視鏡システムの電子内視鏡10を用意するだけで、通常像の観察にしか用い得ない既存のプロセッサ装置を、蛍光像の観察にも用いることができるようになる。
Therefore, when it becomes necessary to observe the fluorescent image in addition to the observation of the normal image, the second endoscope can be used without arranging an electronic endoscope and a light source processor device that can observe both the normal image and the fluorescent image. By simply preparing the
10 電子内視鏡
10a 挿入部
10b 操作部
10c 可撓管
10d コネクタ部
11 対物レンズ
12 配光レンズ
13 励起光除去フィルタ
14 撮像素子
14a 信号線
14b 信号線
14c 素子ドライバ
14e 信号処理回路
15 ライトガイド
15a 第1のロッドレンズ
15b 第2のロッドレンズ
15c 励起光透過部材
16 ステージ機構
16a モータ
16b モータドライバ
16c 位置センサ
17 励起光光源装置
18a ミラー
18b 遮蔽板
19 制御回路
20 光源プロセッサ装置
21 タイミングコントロール部
22 光源部
23 操作盤
24 システムコントロール部
25 画像処理部
30 モニタ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
体腔内に挿入される細管状の挿入部と、
前記光源プロセッサ装置から出力された光を前記挿入部の基端から先端へ導いて射出するための照明光学系と、
前記挿入部の先端が体腔内に挿入された際にその体腔内の像を形成する対物光学系と、
前記対物光学系により形成された体腔内の像をカラー撮影することにより、前記光源プロセッサ装置へ出力するための画像信号を生成する撮影部と、
生体組織を励起させるための励起光を出力する光源部と、
動作モードを通常観察モード又は蛍光観察モードに切り替えるために操作される操作手段と、
前記操作手段に対して蛍光観察モードに切り替えるための操作がなされた時には、前記光源プロセッサ装置から出力される光の代わりに、前記光源部から出力される前記励起光を前記照明光学系に供給し、前記操作手段に対して通常観察モードに切り替えるための操作がなされた時には、前記照明光学系に供給される光を、前記光源プロセッサ装置から出力される光へ戻す光路切替部と
を備えることを特徴とする内視鏡。 An endoscope connected to a light source processor device that outputs light to be emitted into a body cavity and performs various processes on an image signal,
A narrow tubular insertion portion to be inserted into the body cavity;
An illumination optical system for guiding and emitting the light output from the light source processor device from the proximal end to the distal end of the insertion portion;
An objective optical system that forms an image in the body cavity when the distal end of the insertion portion is inserted into the body cavity;
An imaging unit that generates an image signal to be output to the light source processor device by performing color imaging of an image inside the body cavity formed by the objective optical system;
A light source unit that outputs excitation light for exciting the biological tissue;
Operation means operated to switch the operation mode to the normal observation mode or the fluorescence observation mode;
When the operation means is operated to switch to the fluorescence observation mode, the excitation light output from the light source unit is supplied to the illumination optical system instead of the light output from the light source processor device. And an optical path switching unit for returning light supplied to the illumination optical system to light output from the light source processor device when an operation for switching to the normal observation mode is performed on the operation means. Features an endoscope.
ことを特徴とする請求項1記載の内視鏡。 The endoscope according to claim 1, wherein the light source unit is a light emitting diode that outputs excitation light for exciting biological tissue.
ことを特徴とする請求項1記載の内視鏡。 The light source part is incorporated in a connector part fixed to a distal end of a flexible tube extending from an operation part including the operation means provided at a base end of the insertion part. Item 1. The endoscope according to Item 1.
体腔内に挿入される細管状の挿入部と、
前記光源プロセッサ装置から出力された光を前記挿入部の基端から先端へ導いて射出するための照明光学系と、
前記挿入部の先端が体腔内に挿入された際にその体腔内の像を形成する対物光学系と、
前記対物光学系により形成された体腔内の像をカラー撮影することにより、前記光源プロセッサ装置へ出力するための画像信号を生成する撮影部と、
生体組織を励起させるための励起光として作用する波長成分の光を透過させてその他の波長成分の光を除去する部分除去部と、
動作モードを通常観察モード又は蛍光観察モードに切り替えるために操作される操作手段と、
前記操作手段に対して蛍光観察モードに切り替えるための操作がなされた時には、前記光源プロセッサ装置から前記照明光学系に供給される光の光路内に前記部分除去部を挿入し、前記操作手段に対して通常観察モードに切り替えるための操作がなされた時には、当該光路から前記部分除去部を抜き出す波長成分切替部と
を備えることを特徴とする内視鏡。 An endoscope connected to a light source processor device that outputs light to be emitted into a body cavity and performs various processes on an image signal,
A narrow tubular insertion portion to be inserted into the body cavity;
An illumination optical system for guiding and emitting the light output from the light source processor device from the proximal end to the distal end of the insertion portion;
An objective optical system that forms an image in the body cavity when the distal end of the insertion portion is inserted into the body cavity;
An imaging unit that generates an image signal to be output to the light source processor device by performing color imaging of an image inside the body cavity formed by the objective optical system;
A partial removal unit that transmits light of a wavelength component that acts as excitation light to excite biological tissue and removes light of other wavelength components;
Operation means operated to switch the operation mode to the normal observation mode or the fluorescence observation mode;
When an operation for switching to the fluorescence observation mode is performed on the operation means, the partial removal unit is inserted into an optical path of light supplied from the light source processor device to the illumination optical system, and the operation means is And a wavelength component switching unit that extracts the partial removal unit from the optical path when an operation for switching to the normal observation mode is performed.
ことを特徴とする請求項4記載の内視鏡。 The partial removal unit includes an optical filter that transmits light of a wavelength component that acts as excitation light for exciting biological tissue and removes light of another wavelength component, and a rod that includes the optical filter on one end surface The endoscope according to claim 4, wherein the endoscope is configured by a lens.
ことを特徴とする請求項4記載の内視鏡。 The partial removal portion is incorporated in a connector portion fixed to a distal end of a flexible tube extending from an operation portion including the operation means provided at a proximal end of the insertion portion. The endoscope according to claim 4.
ことを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の内視鏡。 The optical filter which removes the light of the wavelength component which acts as said excitation light, and permeate | transmits the light of another wavelength component is further provided between the said objective optical system and the said imaging | photography part. The endoscope in any one of thru | or 6.
ことを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の内視鏡。 2. The imaging device according to claim 1, wherein the imaging unit is an imaging element that generates an image signal to be output to the light source processor device by performing color imaging of an image inside the body cavity formed by the objective optical system. The endoscope in any one of thru | or 7.
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