JPS59228834A

JPS59228834A - 内視鏡生体波長診断装置

Info

Publication number: JPS59228834A
Application number: JP58104000A
Authority: JP
Inventors: 「しし」戸　芳雄
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1983-06-10
Publication date: 1984-12-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の技術分野］本発明は内視鏡に用いて、選択された波長での観察像と
共に、通常の照明光での観察像でも観察可能にすること
によって、より正確な病変部の診断をできるようにした
内視鏡生体波長診断装置に関する。

［発明の技術的背景とその問題点］近年、体腔内等に細長の挿入部を挿入して、体腔内の臓
器等を観察したり、接眼部に装着した撮影装置を用いて
撮影したカラー写真によって癌。

胃潰瘍等になっているか否か、健常部と異常部とを識別
あるいは診断するのに広く内視鏡が用いられる。

上記健常部と異常部とでは、光の波長に対する反射及び
吸光（吸収）特性が異り、観察部位のカラーの色あいが
健常部と異常部とを識別するための貴重な資料となるも
のであるが、通常の白色光等可視領域全域にわたる照明
光のもとての観察ではその病変部に特徴的となる反射吸
光特性が顕著に現われず、健常部と異常部との区別が難
しくなる。

一方、上記カラー写真による場合においては、カラーフ
ィルムの三原色、即ち、青、緑、赤の分光感度曲線はそ
れぞれの半値幅が広いため、この場合においてもその病
変部に特徴的となる波長での反射吸光特性を識別するこ
とが困難となる。

このため、特公昭５７−５５４２０号に開示されている
ように、複数の狭帯域フィルタを通してそれぞれ撮影し
た狭帯域スペクトルでの各画像を合成してカラー画像を
形成することによって、健常部と異常部との区別を診断
できるようにした従来例がある。

しかしながら、この従来例においては、（該従来例を）
装着後は狭帯域化スペクトルを合成した補正された像し
か見ることができなくなるため、通常の照明光のもとて
の肉眼像とを対比して直接診断することができない。こ
のため、それまで肉眼像で知り得た数多くの病変部観察
像との対比による診断を生かすことができず、その診断
をより確実に行うことが不可能になるという欠点があっ
た。

又、撮像装置として三管式等のカメラ、マルチバンドカ
メラ等を必要とするため、装置が高価になるという欠点
があった。

一方実開昭５７−３１８３９号公報に開示されている従
来例においては、狭帯域の波長の光を得るだめにレーザ
ー光を用いているため高価になると共に、装置を高精度
に組立てなければならず、調整等がめんどうになるとい
った欠点があった。

［発明の目的］本発明は上述した点にかんがみなされたもので、健常部
と異常部とを区別し易い波長域で観察可能にすると共に
、通常の可視光域での観察をも可能にすることによって
、より正確に診断できるようにすると共に、低コストで
実現できる内視鏡生体波長診断装置を提供することを目
的とする。

［発明の概要］本発明は、狭帯域フィルタ等を用いて健常部と異常部と
で反射あるいは吸光特性の異る波長領域に対する選択的
波長域の観察手段と、可視光域の観察手段とを形成し、
これらの観察手段を選択しであるいはこれらの観察手段
による像の重ね合わせ可能に形成することによって、狭
帯域化した波長域でのカラー画像による診断と共に、通
常の照明光での観察による診断をも低コストで実現でき
るようにしである。

［発明の実施例コ以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の構造を示し、第２図はターレット枠に
取付けたフィルタを示し、第３図は第１実施例に用いる
狭帯域透過特性を有するフィルタの波長に対する透過特
性を示し、第４図は第１実施例を用いて診断される胃粘
膜の吸光特性を示す。

第１実施例が装着される硬性内？Ｊ！鏡１は、体腔内に
挿入される（図示しない）細長の挿入部と、該挿入部の
後端に連設された大径の操作部（把持部）２と、該操作
部２後端側に形成した接眼部３とよりなり、挿入部先端
側の対物レンズで結像された像をリレーレンズ系で後方
に伝達し、前記接眼部３内に配設された接眼レンズ４を
経て、接眼部３後方から観察できる観察光学系が形成さ
れている。

又、上記操作部３の側部には図示しないライトガイトロ
金が突設され、該口金に装着されたライトガイドケーブ
ルを経て光源装置からの照明光が供給され、口金に端部
が固定され、挿入部内を挿通されたライトガイドを経て
挿入部先端側の出射端面から上記対物レンズで観察可能
になる対象物側を照明するようになっている。

一方、第１実施例の生体波長診断装置５はこの装置本体
の前端側に上記接眼部３外周に嵌合する凹部６を形成し
て着脱自在の係合手段を形成し、この凹部６を装着する
ことによって硬性内視Ｒ１側の観察光学系の光軸と一致
する光軸７に沿った光路が形成されるようになっている
。

上記凹部６内側（後方）の光軸７上には、結像レンズ８
が配設され、該結像レンズ８の後方には装置本体の略中
央が回転軸となるターレット枠９が配設されている。こ
のターレット枠９の後方の光軸７上には第１図の矢符Ａ
で示すように回動して退避可能になるミラー１１が４５
度傾斜して配設され、このミラー１１後方の後端面には
例えばＣマウント１２が形成されて、テレビカメラ１３
が着脱自在で装着できるようになっている。

上記ミラー１１で反射された光路上における上記結像レ
ンズ８で対象物の光学像が結像される位置に焦点板１４
が貼着されたペンタプリズム１５が配設され、ざらに該
ペンタプリズム１５で反射された光路後方に視度補正レ
ンズ１６が配設され、このレンズ６後方に眼１７を近接
させることによって、肉眼にて観察できるようになって
いる。

ところで、上記ターレット枠９は、第２図に示すように
４個の円状中空部が形成されて、各中空部に健常部と異
常部とで光の反射あるいは吸光特性が大きく異る波長領
域（この場合緑色近辺の波長領域）で狭帯域透過特性を
示すフィルタ１８゜１９．２０と、可視光域を通す可視
光透過フィルタ２１とがそれぞれ取付けである。上記各
狭帯域透過特性を示すフィルタ１８．１９．２０は、波
長に対する透過率が第３図の符号Ａ、Ｂ、Ｃでそれぞれ
に示すように、５４０　［ｎｍ］　、　５５０　［ｎｍ
］、　５７０［ｎｍｌをそれぞれ中心として狭い波長の
帯域のみを選択的に透過するものであると共に、例えば
フィルタ１８．１９はそれぞれ第３図の符号Ａ′で示す
７００［＋１１１１］の赤色波長及び符号Ｂ′の４３６
［ｎｍ］の青色の波長を通す透過特性を示すものである
。

これらのフィルタ１８，１９，２０を用いた選択的波長
域での観察手段は後述するように、健常部と異常部とを
識別し易いようにしたものである。

上記ターレット枠９の中央部は前後に突部が形成されて
回動自在に枢支され（枢支手段を図示せず）、後部側突
部はベルト２３を介してモータ２４の回転軸に取付けた
プーリ２５と連結されている。

従って、内蔵されたく外部のものでも良い。）電源２６
から、途中に介装された押ボタンスイッチ２７を押圧し
てモータ２４に電力を供給することによって、ターレッ
ト枠９が例えば矢符Ｂで示す向きに回転され、各フィル
タ１８，１９，２０゜２１が結像レンズ８後方の光路に
順次挿脱されるように構成されている。

尚、ターレット枠９の例えば上部側には該ターレット枠
９かられずかに離間して位置検出用のフォトリフレクタ
２８が配設され、一方、フィルタ２１の外周となるター
レット枠９外周に光の反射部が形成されており、上記押
ボタンスイッチ２７の押圧を停止した場合、上記フォト
リフレクタ２８の検出信号によって、フィルタ２１が光
路に入った位置で制動手段（図示せず）が働き、その位
置でフィルタ２１を停止させるようにしである。

又、上記フォトリフレクタ２８は、押ボタンスイッチ２
７が押圧されている状態においては、上部側のスイッチ
２９を選択することによって該フォトリフレクタ２８が
検出した信号を図示しない光源装置に伝達して光路上に
フィルタ２１がある時のみ光源を消灯したり、又は同期
して回転する遮光板等で遮光できるようになっている。

又、上記スイッチ２９で上記とは別の側に切換えること
によって、点灯と消灯を入れかえることもできるように
なっている。

しかして、上記生体波長診断装置５の後端面側に形成し
たＣマウント１２にヘッド部分が着脱自在で装着される
テレビカメラ１３は、制御用のコントロールユニット３
０を介してビデオテープレコーダ（ＶＴＲと記す。）３
１と接続されると共に、テレビモニタ３２とも接続され
ており、上記ＶＴＲ３１で映像を記録したり、ＶＴＲ３
１で記録された映像、あるいは直接テレビカメラ１３で
撮影された映像をテレビモニタ３２で再生できるように
構成されている。

ところで、通常の（つまり可視光領域で連続スペクトル
分布を有する）照明光のもとで、各フィルタ１８，１９
．２０を通した各波長の光、つまり符号／Ｍ　；Ａ、Ｂ
、ＣＡＢ”で示す各波長の光を重ね合わせると、赤、緑
（黄緑）、青の三原色を重ね合わせることになると共に
これらの強度を調整して白色光となるようにしである。

従って、白色光で照明された対象物をこれらのフィルタ
１８．１９．２０を通し、重ね合わせて観察すると、対
象物が各波長に対し略一様な反射あるいは吸光特性を示
すとすると、直接照明光で照明したもとでの観察したも
のに近似した色あい等で視覚されることになるが、対象
物が特徴的（選択的）な反射吸光特性を示すものに対し
ては上記フィルタ１８．１９．２０を通して観察したも
のと、実際の照明光のもとての可視光域での観察とは視
覚される色あい等は一般的に大きくことなる。この場合
、対象物が特にフィルタ１８，１９．２０の示す透過帯
域波長において、反射あるいは吸光特性が特徴的である
と、可視光域での観察よりも顕著になり、本発明の第１
実施例においては、上記符号Ａ、　。

Ｂ、Ｃで示す波長領域で吸光特性が顕著に変化する癌等
に対しての健常部及び異常部との識別が容易に行い得る
ようにしである。

即ち、第４図の胃粘膜の吸光度特性に示すように健常部
における吸光度曲線ａと、軽症の癌の場合の吸光度曲線
すと、重症の癌の場合の吸光度曲線Ｃとが大きく異り、
重症になるにつれこれらの波長での吸光度が小さく、つ
まり反射強度が大きくなる。従って、健常部においては
これらの波長の強度が小さいもとでの残部の波長領域で
の色あい、つまり符号Ａ”、Ｂ’で示す赤と青との色の
重ね合わせによるマゼンタ系の色あいが濃くなり、重症
になるにつれて、符号Ａ、Ｂ、Ｃで示す波長領域での反
射強度が増大してこれら三色の重ね合わせによる白色に
近い色あいとして視覚されることになる。勿論、これは
青と赤の波長が一定の場合であり、実際には（健常部及
び異常部の場合とも）青の反射強度も相当に小さいので
上述の色とは異ることになるが、可視光透過フィルタ２
１を通したものの色あいに対し、特に上記符号Ａ、Ｂ。

Ｃで示す波長領域での反射吸光特性によって、健常部の
場合における強度の弱い５４０［ｒ＋ｍ］ないし５７０
［ｎｍ］（緑ないし黄）近辺の波長と強度の強い７００
［ｎ１ｌｌｌの赤との重ね合わせによる（赤ないし）橙
色がかかった色から、重症になるにつれて上記５４０［
ｎｍ］ないし５７０［ｎｌｎ］の波長の強度が大きくな
って黄色がかった他側に移行することになる。

上記前の反射強度等の影響によって、健常部と異常部と
で観察される色が異ってくるが、いずれにせよこれは実
際の照明光のもとての観察される色あいからずれるので
、可視光域でのｗ４察像と比較したり、該観察像にフィ
ルタ１８．１９．２０を透過して形成した選択波長域で
の観察像とを重ね合わせることによってより確実に識別
できるようになっている。

尚、可視光透過ファルタ２１は他のフィルタ１８．１９
．２０を通しての重ね合わせによる観察との場合とで明
るさが略等しくなるように、ニュートラルデンシティフ
ィルタ（ＮＤフィルタ）としである。

このように構成された本発明の第１実施例の動作を以下
に説明する。

トラカールの穿刺に案内されて硬性内視鏡１の　　−挿
入部を復壁を通して挿入し、挿入部先端側を診断部位の
近くに設定して診断部位を観察できる状態にする。次に
、接眼部３に第１実施例の生体波長診断装置５を装着し
、視度補整レンズ１６の視度を調整することによって、
可視光透過フィルタ２１を通り、焦点板１４に結像され
た像を該レンズ１６後方から肉眼にて見易い状態で観察
できる。

しかして押ボタンスイッチ２７を押圧すると、モータ２
４が回転駆動されて、ターレット枠９が回転され、結像
レンズ８後方の光路上にフィルタ１８．１９，２０．２
１が順次挿脱されることになる。

この状態においては、残像によって可視光透過フィルタ
２１を通した可視光域の像に、フィルタ１８．１９．２
０を通した選択波長域の像が重ね合わされて視覚される
ことになり、可視光透過フィルタ２１の場合だけよりも
、健常部であると赤ないし橙がかった色あいとなり、重
症になるにつれ黄色ないし緑がかった色あいとなる。

又、スイッチ２９にて選択することによってフィルタ２
１が光路に挿入される際のみ照明光を消灯あるいは遮光
してフィルタ１８，１９．２０の重ね合わせによる観察
もできるし、逆にフィルタ１８．１９．２０が光路に挿
入されたときのみ照明光を消灯あるいは遮光して可視光
透過フィルタ２１のみによる観察もでき、交互に切り換
えて対比することもできる。

従って診断部位をより詳柵且っ識別し易い状態にて診断
あるいは観察できる。又、像伝達にリレーレンズ系を用
いた硬性内視鏡１を用いることによって、詳細な部位ま
で鮮明に観察することができる。

又、Ｃマウント１２にテレビカメラ１３を装着してＶＴ
Ｒ３１に記録したり、テレビモニタ３２に表示すること
もできる。この場合、ミラー１１は矢符Ａで示すように
回動退避されるが、ハーフミラ−を用いれば回動退避す
ることなく肉眼による観察と共に行うことができる。尚
、上記第１実施例において、フィルタ１８，１９．２０
の透過特性を、健常部に対して白色となるようにそれら
の透過率等を調整しておくこともできる。このようにす
れば、健常部のときには可視光域による観察像に重ね合
わせてもほとんど色あいがずれないが、重症になるにつ
れて符号Ａ、Ｂ、Ｃで示す波長域の反射光の強度が顕著
に現われ、可視光域で観察される色あいからこの波長域
の光を加色した色あいにずれていくことになる。

第５図は第２実施例におけるターレット枠を示す。この
第２実施例におけるターレット枠４１には可視光透過フ
ィルタ（ＮＤフィルタ）４２と狭帯域透過フィルタ４３
とが取付けある。

上記フィルタ４３は、例えば第３図に示す符号Ａで示す
狭帯域波長域と、この波長の補色関係にある略４６０［
ｒ＋ｍ］の青（の長波長側）との狭帯域波長域とを通す
ものである。

その他は上記第１実施例と略同様の構成である。

従って、上記ターレット枠４１を回動してフィルタ４３
を通した像をフィルタ４２を通した像に重ねると、フィ
ルタ４２のみの場合よりも健常部に対しては５７０［ｎ
１ｌｌ］成分の色あいが少くなって４６０［ｎｍ］側に
かたより、重症になるにつれ５７Ｑ［ｎｍ］成分側に片
寄った色あいが加色されて観察されることになる。

この実施例においても、一方のフィルタ４２あるいは４
３のみで観察したりすることもできるので、診断部位を
詳細に観察し、より確実に診断することができる。この
第２実施例においては狭帯域透過フィルタ４３が１個で
あるので、ゆっくり回転させて通常の照明状態での観察
に等しい状態及び狭帯域透過フィルタ４３による像とを
時分割的に対比させながら観察することもできる。

尚、上記第２実施例においては、二つの狭帯域波長を互
いに補色関係に選ぶことによって、一方の波長の反射特
性あるいは吸光特性の変化で色あいが大きく異ることに
なり、識別し易くできることになる。

しかしながら本発明は上記補色関係に選定したものに限
定されるのみでなく、識別し易い色であれば任意の組み
合わせのものであってよい（二つの波長領域に限定され
るものでもなく、三つ以上でも良い。）又、上記一方の
波長を５７０［ｎｍ］に限定しなければならないもので
なく、５４０［ｎｍ］、５５０［ｎｍ］等でも良いし、
診断部位で診断しようとする症状に対し、反射あるいは
吸光特性の変化の大きい波長を少くとも含むもの等識別
し易いものが望ましい。

又、第６図に示す第３実施例のように、例えば第１実施
例のターレット９周辺部を光源装置５１側に収納するこ
ともできる。

この第３実施例においては照明ランプ５２の照明光をコ
ンデンサレンズ５３を経てライトガイドコネクタ５４の
端面に照射する間の光路上に、前述したフィルタ１８．
１９．２０．２１等で時分割的にフィルタするものであ
って、その作用効果は上記第１実施例と略同様である。

この他に光源装置５１側に収納することによって、接眼
部３に装着する装置の形状を小さく、且つ軽量化でき、
操作し易いものとなる。

尚、押ボタンスイッチ２７専による信号の伝達はケーブ
ル等を介して光源装置５１側に伝達する場合、ライトガ
イドケーブル（ユニバーサルコード）に一体化する等す
れば操作の邪魔になることがない。

尚、本発明における可視光透過フィルタ及び狭帯域透過
フィルタは上述のものに限定されるものでなく、他の形
状で良く、又、例えばフィルタ１８において符号Ａを示
す特性のフィルタと、符号へ−で示す特性のフィルタと
を２個に分離して配置する等しても同様のものとなる。

この場合、それぞれのフィルタ特性を示すものを例えば
粉末状にして一体化成型したものを用いれば、必ずしも
残像現象を利用しなくても済む場合がある。即ち、例え
ば第２図に示す個々のフィルタ１８．１９゜２０を用い
ないで、これらフィルタを粉末状等に均一に混合する等
して一体化したものを用いれば、単に可視光透過フィル
タ２１と一体化したものとを入れ換えるのみで可視光域
の観察像に選択波長域の観察光を重ね合わせることがで
き回転させないで回動く回転）振動させるのみでよ良い
。又、さらに可視光と透過特性を示すものも狭帯域透過
特性のものと一体化したフィルタを形成して、第２図に
示すように各種隣接して配置し、それぞれ光路上に挿入
されるフィルタを変えるのみで、可視光域による観察、
一体化した狭帯域フィルタによる選択的波長域での観察
、あるいは可視光域と選択的波長域との観察像の重ね合
わせで観察等を選択できるようにすることもできる。こ
のようにすれば、モータ等の駆動手段を必要としない。

又、ターレット枠９でなくスライド移動によって光路に
選択的に挿脱できる構造にすることもできる。

もつとも、ターレット枠９等を光源装置５１側に収容し
た場合には、スイッチ等による電気信号向、上述におけ
る可視光透過フィルタ２１．４２等は、単に透明ガラス
とか孔等による透過窓部でも良い場合がある。又、他の
フィルタ１８等を透明ガラスの一方あるいは両面に選択
的な反射あるいは吸光特性を示す物質と蒸着等して一体
化して形成することもできる。

又、選択的波長域での観察のためのフィルタ４３等は、
透過特性を用いたものに限定されるものでなく、反射特
性においてそのような特性を示すものを用いることもで
きる。

尚、テレビカメラ１３が装着可能となるマウント部はＣ
マウントに限らず、バヨネット構造その他でも良いこと
は明らかである。

尚、本発明は硬性内？Ｊ２鏡１のみならず軟性内視鏡に
も適用できるものである。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、生体内の診断部に可
視光による観察手段と、選択的波長による観察手段とを
形成しであるので、生体の健常部と異常部とを識別し易
い波長のもとて詳細に診断できる。従・て、正晶断及び
処置が可能になる。

又、肉眼による観察もできると共に、構造が簡単で且つ
低コストで実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の構造を示ず説明図、第２図はターレッ
ト枠に取付けられた各フィルタを示す正面図、第３図は
第１実施例に用いられるフィルタの透過特性を示す特性
図、第４図は第１実施例で診断される胃粘膜の波長に対
する吸光度特性を示す特性図、第５図は本発明の第２実
茄例におけるターレット枠に取付けられるフィルタを示
す正面図、第６図は本発明の第３実施例における光源装
置の要部を示す説明図である。１・・・硬性内視鏡　　　　３・・・接眼部８・・・結
像レンズ　　　　９・・・ターレット枠１３・・・テレ
ビカメラ　　１４・・・焦点板１８．１９．２０．４３
・・・（狭帯域透過）フィルタ２１．４２・・・（可視光透過）フィルタ２４・・・モ
ータ　　　　　２７・・・ボタンスイッチ３０・・・コ
ントロールユニット３１・・・ビデオテープレコーダ３２・・・テレビモニタ　　５１・・・光！ｌ置５２・
・・照明ランプ５３・・・コンデンサレンズ５４・・・ライトガイドコネクタ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）生体内の診断部を観察可能とする内視鏡において
、可視光域の観察手段と、選択的波長域の観察手段とを
形成したことを特徴とする内視鏡生体波長診断装置。
（２）前記可視光域及び選択的波長域の両観察手段は、
互いに選択自在に形成されたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の内視鏡生体波長診断装置。
（３）前記可視光域及び選択的波長域の両観察手段は、
回転あるいは回転振動により時分割的に順次切換えて使
用可能とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の内視鏡生体波長診断装置。
（４）前記選択的波長域の観察手段は、投光される光又
は受光される光を選択的に透過若しくは選択的に反射す
る特性のフィルタを用いて形成したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の内視鏡生体波長診断装置。
（５）前記選択的波長域の観察手段は、観察光学系の光
路上に挿脱可能な枠体に取付けたフィルタを用いて形成
されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の内
視鏡生体波長診断装置。
（６）前記両観察手段は、回転可能なターレット枠に取
付けた可視光域透過フィルタ及び選択的波長域透過フィ
ルタを透過した光によって形成されることを特徴とする
特許請求の範囲第３項記載の内視鏡生体波長診断装置。
（７）前記両観察手段は、内視鏡の接眼部に着脱自在に
取付は可能としたことを特徴とする特許請求の範囲第６
項記載の内視鏡生体波長診断装置。