CN104159496A - 光学测量装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种不延长测量时间就能够以维持了SN比的状态测量生物体组织的光学测量装置。光学测量装置(3)具备：照明控制部(332a)，其在光学测量装置(3)的测量开始至测量结束为止的时间内，使测量用光源部(321)交替地执行测量光的射出和停止射出，并且以使测量用光源部(321)射出测量光的射出时间比停止射出测量光的停止时间长的方式使测量用光源部(321)射出测量光；以及运算部(332b)，其进行如下运算，即从第一检测部(325)检测出的测量光的返回光的检测强度中去除被生物体组织(S1)反射的内窥镜的观察光的返回光的检测强度。

Description

光学测量装置
技术领域
本发明涉及一种向生物体组织照射照明光并根据被生物体组织反射和/或散射的照明光的返回光的测量值来估计生物体组织的性质和状态的光学测量装置。
背景技术
以往，已知一种光学测量装置，其向生物体组织照射照明光并根据从生物体组织反射或者散射的检测光的测量值来估计生物体组织的性质和状态。光学测量装置与观察消化器官等脏器的内窥镜组合来进行使用。作为这种光学测量装置，提出了使用LEBS(Low-Coherence Enhanced Backscattering：低相干增强散射)的光学测量装置，在该LEBS中，将空间相干长度短的低相干的白光从探头的照射光纤前端照射到生物体组织并使用多个受光光纤测量多个角度的散射光的强度分布，由此检测生物体组织的性质和状态。
作为这种光学测量装置，已知一种使用内窥镜来进行生物体粘膜的光学测量的技术(参照专利文献1)。在该技术中，当利用测量探头进行光学测量时，通过停止内窥镜的观察光的照射来防止测量探头测量内窥镜的观察光。
另外，已知如下技术(参照专利文献2)：在内窥镜的观察光的照明下从当光学测量装置照射了测量光时由检测部检测出的测量值减去当光学测量装置没有照射测量光时由检测部检测出的测量值，来运算测量对象物的测量值。
专利文献1：日本特开平09-248281号公报
专利文献2：日本特开2000-14629号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述专利文献1中，在停止了内窥镜的观察光的照射的情况下该期间的测量对象物的观察影像变暗，因此难以使测量探头的位置对准测量对象物的所期望的位置。
另外，在上述专利文献2中，由于对通常观察和光学测量分配了时间，因此从测量开始至结束为止的测量时间需要成为实际进行光学测量的时间的两倍。如果想要缩短该测量时间，则导致测量出的信息量变少，因此存在导致SN比下降这样的问题。
本发明是鉴于上述情况而作出的，其目的在于提供一种能够防止测量对象物的观察影像变暗、并且不延长测量时间地以维持了SN比的状态对测量对象物进行光学测量的光学测量装置。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题、达成目的，本发明所涉及的光学测量装置，其经由内窥镜的插入部插入到被检体的内部，来测量上述被检体的生物体组织的光学特性，该内窥镜从插入到上述被检体的内部的上述插入部的前端照射用于观察对象物的观察光并对上述被检体内进行拍摄，该光学测量装置的特征在于，具备：测量用光源部，其射出包含上述内窥镜所照射的观察光的波长频带的至少一部分的测量光；测量探头，其具有照明光纤和受光光纤，该照明光纤将上述测量用光源部射出的上述测量光照射到上述生物体组织，该受光光纤接收被上述生物体组织反射和/或散射的上述测量光的返回光；检测部，其检测上述受光光纤接收到的上述测量光的返回光；照明控制部，其在该光学测量装置的测量开始至测量结束为止的时间内，使上述测量用光源部交替地执行上述测量光的射出和停止射出、并且以使上述测量用光源部射出上述测量光的射出时间比上述测量用光源部停止射出上述测量光的停止时间长的方式使上述测量用光源部射出上述测量光；以及运算部，其进行如下运算，即从上述检测部所检测出的上述测量光的返回光的检测强度中去除被上述生物体组织反射的上述内窥镜的上述观察光的返回光的检测强度，其中，上述运算部通过以下的式(1)对从上述测量光的返回光的检测强度去除了上述观察光的返回光的检测强度而得到的检测强度I_C进行运算。
I_C＝I_ton-I_toff×(ton/toff)···(1)
在此，ton是上述射出时间，toff是上述停止时间，I_ton是在上述射出时间的期间内上述检测部所检测出的检测强度，I_toff是在上述停止时间的期间内上述检测部所检测出的检测强度
另外，本发明所涉及的光学测量装置的特征在于，在上述发明中，上述照明控制部根据上述生物体组织的类别对上述射出时间和上述停止时间进行可变控制。
另外，本发明所涉及的光学测量装置的特征在于，在上述发明中，上述照明控制部使上述测量用光源部交替地连续执行多次上述测量光的射出和停止射出，上述运算部对上述检测部反复检测出的多个检测强度的平均值进行运算。
另外，本发明所涉及的光学测量装置的特征在于，在上述发明中，上述光学特性是上述测量光的返回光的光谱，上述检测部具有对上述测量光的返回光的光谱进行检测的分光器。
另外，本发明所涉及的光学测量装置的特征在于，在上述发明中，上述照明控制部利用使得在上述射出时间内上述检测部所检测出的上述检测强度和上述内窥镜的上述观察光的返回光的检测强度各自的SN比相等的上述射出时间和上述停止时间来使上述测量用光源部射出上述测量光。
另外，本发明所涉及的光学测量装置的特征在于，在上述发明中，上述受光光纤具有以不同的角度接收上述测量光的返回光的多个受光通道，上述检测部具有对上述多个受光通道各自接收到的上述测量光的返回光进行检测的多个检测部。
发明的效果
根据本发明所涉及的光学测量装置，起到如下效果：能够防止测量对象物的观察影像变暗，并且不延长测量时间地以维持了SN比的状态对测量对象物进行光学测量。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的内窥镜系统的概要结构的图。
图2是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的内窥镜系统的光学测量装置、内窥镜光源装置以及控制装置的结构的框图。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的光学测量装置照射的测量光的照射定时的图。
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的光学测量装置的第一检测部在测量用光源部的射出时间检测到的检测强度的图。
图5是表示本发明的实施方式1所涉及的光学测量装置的第一检测部在测量用光源部的停止时间检测到的检测强度的图。
图6是表示本发明的实施方式1所涉及的光学测量装置的运算部的运算结果的图。
图7是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的变形例1的内窥镜系统的光学测量装置、内窥镜光源装置以及控制装置的结构的框图。
图8是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的内窥镜系统的光学测量装置、内窥镜光源装置以及控制装置的结构的框图。
图9是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的光学测量装置的旋转滤波器的结构的图。
图10是表示本发明的实施方式2所涉及的光学测量装置在观察被检体时照射测量光时的照射定时的图。
图11是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的内窥镜系统的光学测量装置、内窥镜光源装置以及控制装置的结构的框图。
图12是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的光学测量装置的第一分光器在测量用光源部的射出时间检测到的检测谱的图。
图13是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的光学测量装置的第一分光器在测量用光源部的停止时间检测到的检测谱的图。
图14是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的光学测量装置的运算部运算出的从内窥镜光源装置照射的照明光的返回光的光谱的图。
图15是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的光学测量装置的运算部运算出的仅测量光的光谱的图。
图16是示意性地表示本发明的实施方式4所涉及的内窥镜系统的光学测量装置、内窥镜光源装置以及控制装置的结构的框图。
图17是表示本发明的实施方式4所涉及的光学测量装置照射的测量光的射出定时的图。
具体实施方式
以下参照附图以使用了LEBS技术的光学测量装置为例详细地说明本发明所涉及的光学测量装置以及内窥镜系统的优选实施方式。另外，本发明并不限定于该实施方式。另外，在附图的记载中对相同的部分附加相同的附图标记进行说明。另外，附图是示意性的，需要注意的是各构件的厚度和宽度的关系以及各构件的比例等与现实不同。另外，附图相互之间还包含尺寸、比例彼此不同的部分。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1所涉及的内窥镜系统的概要结构的图。图1所示的内窥镜系统1具备：内窥镜装置2(内窥镜观测器)，其被插入到被检体内，对被检体的体内进行拍摄并生成被检体内的图像信号；光学测量装置3，其经由内窥镜装置2导入到被检体内，估计被检体内的生物体组织的性质和状态；内窥镜光源装置4，其生成内窥镜装置2的照明光；控制装置5(处理器)，其对由内窥镜装置2拍摄到的图像信号进行规定的图像处理并且控制内窥镜系统1的各部；以及显示装置6，其显示与控制装置5实施了图像处理后的图像信号相对应的图像。
内窥镜装置2具备：插入部21，其插入到被检体内；操作部22，其在插入部21的基端部侧，由操作者所把持；以及可挠性的通用线缆23，其从操作部22的侧部延伸出来。
使用照明光纤(导光器线缆)以及电缆等来构成插入部21。插入部21具有：前端部211，其具有内置了CCD传感器或者CMOS传感器等的摄像部作为对被检体内进行拍摄的摄像元件；弯曲部212，其由多个弯曲片构成且自由弯曲；以及可挠管部213，其设置在弯曲部212的基端部侧且具有可挠性。在前端部211设置有经由照明透镜照射被检体内的照明部、对被检体内进行拍摄的观察部、与处置器械用通道相连通的开口部214以及送气送水用喷嘴(未图示)。
操作部22具有：弯曲旋纽221，其使弯曲部212向上下方向以及左右方向弯曲；处置器械插入部222，其向被检体的体腔内插入活检钳子、激光手术刀、光学测量装置3的测量探头等处置器械；以及多个开关部223，其进行光学测量装置3、内窥镜光源装置4、控制装置5、送气装置、送水装置以及气体输送装置等周边设备的操作。从处置器械插入部222插入的处置器械经由设置在内部的处置器械用通道从插入部21前端的开口部214露出。
使用照明光纤以及电缆等来构成通用线缆23。通用线缆23将从内窥镜光源装置4射出的观察光经由操作部22以及可挠管部213传输到前端部211。通用线缆23将设置在前端部211的摄像元件等摄像部所拍摄的图像信号传输到控制装置5。
光学测量装置3具备：测量探头31，其经由内窥镜装置2的处置器械插入部222插入到被检体的体内；主体部32，其向测量探头31输出测量光，并且经由测量探头31接收由测量对象物反射和/或散射的测量光的返回光来估计测量对象物的性质和状态(特性值)；以及传输线缆33，其将主体部32的测量结果等传输到控制装置5。
内窥镜光源装置4向经由通用线缆23的照明光纤连接的内窥镜装置2提供照明光(观察光)。使用白色光源或者特殊光源等来构成内窥镜光源装置4。
控制装置5对经由通用线缆23传输的由内窥镜装置2的前端部211拍摄到的被检体的图像信号实施规定的图像处理并向显示装置6进行输出。控制装置5基于经由通用线缆23从内窥镜装置2的操作部22中的开关部223发送的各种指示信号，来控制内窥镜系统1的各部。
显示装置6经由影像线缆61显示与由控制装置5实施规定的图像处理后的图像信号相对应的图像以及光学测量装置3的测量结果等。显示装置6由使用了液晶或者有机EL(Electro Luminescence：电致发光)的显示器等构成。由此，操作者能够通过一边观察显示装置6所显示的图像一边操作内窥镜装置2，来观察被检体内的所期望的位置以及判断性质和状态。
接着，说明图1中说明的光学测量装置3、内窥镜光源装置4以及控制装置5的详细的结构。图2是示意性地表示图1所示的光学测量装置3、内窥镜光源装置4以及控制装置5的结构的框图。
首先，说明光学测量装置3的详细的结构。光学测量装置3具备测量探头31和主体部32。
使用一个或者多个光纤等来构成测量探头31。具体地说，使用向作为测量对象物的生物体组织S1射出测量光(照明光)的照明光纤311、以及被测量对象物反射和/或散射的测量光的返回光以不同的角度(散射角度)入射的多个受光光纤312(例如第一受光通道、第二受光通道、第三受光通道)来构成测量探头31。照明光纤311以及受光光纤312的至少前端部分相互平行地排列。测量探头31具有基端部313、可挠部314以及前端部315。
基端部313装卸自如地连接在主体部32的连接器部(未图示)。可挠部314具有可挠性，将从主体部32射出的测量光传输到包含照明光纤311的端面露出的前端的前端部315，并且将经由前端部315入射的测量光的返回光传输到主体部32。前端部315向生物体组织S1射出从可挠部314传输的测量光，并且入射被生物体组织S1反射和/或散射的测量光的返回光。在前端部315中，设置具有透光性的棒315a作为光学构件。棒315a形成圆柱状使得生物体组织S1表面与照明光纤311以及受光光纤312的前端之间的距离固定。此外，在图2中以具有三根受光光纤312的测量探头31为例进行了说明，但是只要能够接收散射角度不同的至少两个以上的散射光即可，因此受光光纤312只要是两根以上即可。并且，照明光纤311的数量也能够根据生物体组织S1的种类、部位来适当变更。
主体部32具备测量用光源部321、聚光透镜322、快门323、快门驱动部324、第一检测部325、第二检测部326、第三检测部327、输入部328、输出部329、记录部330、通信部331以及光学控制部332。
测量用光源部321向照明光纤311射出包含内窥镜装置2所照射的观察光的波长频带的至少一部分的非相干光的测量光。使用白色LED(Light EmittingDiode：发光二极管)、氙灯、钨灯以及卤素灯那样的非相干光源以及光源驱动器等来构成测量用光源部321。测量用光源部321在光学控制部332的控制下向照明光纤311射出测量光。
使用一个或者多个透镜来构成聚光透镜322，聚光透镜322将测量用光源部321射出的观察光会聚到照明光纤311的基端部313。
第一检测部325检测从测量探头31的照明光纤311照射且被生物体组织S1反射和/或散射的测量光的返回光，将该检测结果向光学控制部332进行输出。具体地说，第一检测部325检测从测量探头31的受光光纤312入射的测量光的返回光的强度，将该检测结果向光学控制部332进行输出。使用CCD、CMOS等受光传感器来构成第一检测部325。
第二检测部326以及第三检测部327通过与第一检测部325相同的结构来实现，检测从测量探头31照射且经由测量探头31入射的被生物体组织S1反射和/或散射的测量光的返回光，将该检测结果向光学控制部332进行输出。
输入部328接收用于指示启动光学测量装置3的指示信号以及光学测量装置3的光学测量的开始指示等的输入并向光学控制部332进行输出。使用按压式开关、触摸面板等来构成输入部328。
输出部329输出光学测量装置3的测量结果以及与光学测量装置3中的各种处理有关的信息。使用液晶或者有机EL等的显示器以及扬声器等来构成输出部329。
记录部330记录用于使光学测量装置3进行动作的各种程序、光学测量处理中使用的各种数据、各种参数。记录部330暂时记录光学测量装置3的处理中的信息以及生物体组织S1的测量结果。使用易失性存储器以及非易失性存储器等来构成记录部330。此外，记录部330也可以是自由插拔于主体部32的存储卡。
通信部331是用于经由传输线缆33(参照图1)与控制装置5之间进行通信的通信接口。通信部331将光学测量装置3的测量结果向控制装置5进行输出，并且将从控制装置5发送的指示信号、控制信号向光学控制部332进行输出。
使用CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)等来构成光学控制部332，光学控制部332控制光学测量装置3的各部的处理动作。光学控制部332通过进行对光学测量装置3的各部的指示信息、数据的传送等，来统一地控制光学测量装置3的动作。光学控制部332具有照明控制部332a和运算部332b。
照明控制部332a按时间控制从测量用光源部321向生物体组织S1照射的测量光的强度。具体地说，照明控制部332a在光学测量装置3的测量开始至测量结束为止的时间内使测量用光源部321交替地执行测量光的射出和停止射出，并且以使测量用光源部321射出测量光的射出时间比测量用光源部321停止射出测量光的停止时间长的方式使测量用光源部321射出测量光。
运算部332b根据分别从第一检测部325、第二检测部326以及第三检测部327输入的测量结果，来运算与生物体组织S1的性质和状态有关的光学特性。另外，运算部332b进行从第一检测部325、第二检测部326以及第三检测部327分别检测到的测量光的返回光的检测强度中去除被生物体组织S1反射的由内窥镜装置2照射到生物体组织S1的观察光的返回光的检测强度的运算，由此运算测量用光源部321射出的仅测量光的检测强度。
接着，说明内窥镜光源装置4。内窥镜光源装置4具备内窥镜光源部41、聚光透镜42、光源驱动器43以及光源驱动控制部44。
内窥镜光源部41产生提供给内窥镜装置2的观察光(照明光)。使用白色LED或者氙灯等来构成内窥镜光源部41。
聚光透镜42配置在内窥镜光源部41发出的白色光的光路上，会聚内窥镜光源部41发出的观察光并射出到通用线缆23的作为导光器线缆的照明光纤311。
光源驱动器43在光源驱动控制部44的控制下向内窥镜光源部41提供规定的电力。
光源驱动控制部44在控制装置5的控制下控制内窥镜光源部41的驱动。具体地说，光源驱动控制部44根据从控制装置5输入的驱动信号来控制光源驱动器43提供给内窥镜光源部41的电流量、照射定时。使用CPU等来构成光源驱动控制部44。
接着，说明控制装置5。控制装置5具备连接部51、图像处理部52、输入部53、记录部54、通信部55以及内窥镜控制部56。
连接部51连接通用线缆23的电缆(通信线缆)231。连接部51经由通用线缆23的电缆231接收由配置在前端部211的观察窗(未图示)附近的摄像部211b拍摄的作为数字信号的图像信号并向图像处理部52进行输出。
图像处理部52对从连接部51输出的图像信号进行规定的图像处理并向显示装置6进行输出。具体地说，图像处理部52对图像信号(图像数据)进行至少包含光学黑像素减法处理、白平衡(WB)调整处理、彩色矩阵运算处理、伽马校正处理、颜色再现处理以及边沿增强处理等的图像处理。图像处理部52将实施图像处理后的图像信号从数字信号变换为模拟信号、将变换得到的模拟信号的图像信号变更为高清(Hi-Vision)方式等格式并向显示装置6进行输出。由此，在显示装置6中显示一张体内图像。
输入部53接收内窥镜系统1的各种指示信号的输入。具体地说，输入部53接收被检体信息、内窥镜装置2的识别信息以及检查内容等各种信息的输入。使用鼠标、键盘以及触摸面板等操作设备来构成输入部53。
记录部54记录用于使控制装置5以及内窥镜光源装置4进行动作的各种程序。记录部54暂时记录控制装置5的处理中的信息。记录部54记录由图像处理部52实施图像处理后的图像信号以及光学测量装置3的测量结果。使用易失性存储器、非易失性存储器来构成记录部54。此外，也可以使用从控制装置5的外部安装的存储卡等来构成记录部54。
通信部55是用于经由传输线缆33与光学测量装置3之间进行通信的通信接口。
内窥镜控制部56控制控制装置5的各部的处理动作。内窥镜控制部56通过进行对控制装置5的各结构的指示信息、数据的传送等，来控制控制装置5的动作。内窥镜控制部56经由各线缆分别连接在内窥镜装置2、光学测量装置3以及内窥镜光源装置4。内窥镜控制部56使用CPU等来实现。
说明在如以上那样构成的内窥镜系统1中光学测量装置3观察被检体时照射测量光时的照射定时以及运算部332b的运算方法。图3是表示光学测量装置3照射的测量光的照射定时的图。在图3中，横轴表示时间(t)，纵轴表示来自测量用光源部321的测量光的强度Is。此外，在图3中示出规定波长的测量光的强度。
如图3所示，照明控制部332a在测量生物体组织S1的一系列测量时间内使测量用光源部321交替地执行测量光的射出和停止射出。并且，照明控制部332a控制测量用光源部321的射出定时使得测量用光源部321射出测量光的射出时间ton比测量用光源部321停止射出测量光的停止时间toff长。
接着，说明运算部332b的运算方法。图4是表示第一检测部325在测量用光源部321的射出时间检测到的检测强度的图。图5是表示第一检测部325在测量用光源部321的停止时间检测到的检测强度的图。图6是表示运算部332b的运算结果的图。此外，在图4～图6中纵轴表示检测强度Is。
如图4以及图5所示，首先运算部332b使用由第一检测部325在测量用光源部321的射出时间ton的期间检测到的检测强度I_ton、由第一检测部325在测量用光源部321的停止时间toff的期间检测到的检测强度I_toff，通过以下的式(1)来运算由第一检测部325在测量用光源部321的射出时间ton的期间检测到的光中的来自内窥镜光源部41的观察光的返回光成分的检测强度I_B。
I_B＝I_toff×(ton/toff)···(1)
接着，如图6所示，运算部332b通过以下的式(2)来运算来自测量用光源部321的仅测量光的返回光的检测强度I_C。
I_C＝I_ton-I_toff×(ton/toff)···(2)
＝I_ton-I_B
这样，运算部332b使用上述的式(1)以及式(2)来运算来自测量用光源部321的仅测量光的返回光的检测强度。此外，运算部332b对第二检测部326以及第三检测部327也分别进行相同的运算。
根据以上说明的本发明的实施方式1，在照明控制部332a使测量用光源部321的射出时间ton比测量用光源部321的停止时间toff长的情况下，也能够正确地进行生物体组织S1的定量的光学特性。
另外，根据本发明的实施方式1，能够相对地延长在整体的测量时间中进行光学特性的测量的实质性的时间，因此能够加大测量中的SN比。
此外，在本发明的实施方式1中，照明控制部332a也可以根据生物体组织S1的类别或者观察对象的位置，来对测量用光源部321射出测量光的射出时间和停止射出测量光的停止时间进行可变控制。例如照明控制部332a也可以将射出时间变为停止时间的两倍。由此，能够对测量对象物的每个部位测量正确的光学特性。
(实施方式1的变形例1)
接着，说明本发明的实施方式1所涉及的变形例1。本实施方式1所涉及的变形例1与上述实施方式1所涉及的内窥镜系统1的光学测量装置的结构不同。因此，以下说明本实施方式1所涉及的变形例1的光学测量装置的结构。此外，在本实施方式1所涉及的变形例1中对与上述实施方式1所涉及的内窥镜系统1相同的结构附加相同的附图标记并省略说明。
图7是示意性地表示本发明的实施方式1所涉及的变形例1的内窥镜系统的光学测量装置、内窥镜光源装置以及控制装置的结构的框图。图7所示的内窥镜系统10具备内窥镜光源装置4、控制装置5以及光学测量装置11。
光学测量装置11具备测量探头31和主体部110。主体部110具备测量用光源部111、光学控制部112、聚光透镜322、第一检测部325、第二检测部326、第三检测部327、输入部328、输出部329、记录部330以及通信部331。
测量用光源部111将向生物体组织S1照射的非相干光的测量光向照明光纤311射出。使用白色LED以及LED驱动器等来构成测量用光源部111。测量用光源部111在光学控制部112的控制下射出测量光。
使用CPU等来构成光学控制部112，光学控制部112控制光学测量装置11的各部的处理动作。光学控制部112通过进行对光学测量装置11的各部的指示信息、数据的传送等，来统一地控制光学测量装置11的动作。光学控制部112具有照明控制部112a和运算部332b。
照明控制部112a按时间控制从测量用光源部111向生物体组织S1照射的测量光的强度。具体地说，照明控制部112a在光学测量装置11的测量开始至测量结束为止的时间内使测量用光源部111交替地执行测量光的射出和停止射出，并且以使测量用光源部111射出测量光的射出时间比测量用光源部111停止射出测量光的停止时间长的方式使测量用光源部111射出测量光。
这样构成的光学测量装置11以使照明控制部112a的射出时间比照明控制部112a的停止时间大的方式使测量用光源部111向照明光纤311射出测量光。
根据以上说明的本发明的实施方式1所涉及的变形例1，即使缩短测量用光源部111停止射出测量光的停止时间也能够正确地进行定量的光学特性。
另外，根据本发明的实施方式1所涉及的变形例1，在整体的测量时间内能够相对地延长进行光学特性的测量的实质性的时间，因此能够加大测量中的SN比。
(实施方式2)
接着，说明本发明的实施方式2。本实施方式2与上述实施方式1所涉及的光学测量装置的结构以及照明方法不同。因此，以下在说明本实施方式2所涉及的光学测量装置的结构之后，说明本实施方式2所涉及的光学测量装置所执行的照明方法。此外，对与上述实施方式1相同的结构附加相同的附图标记并省略说明。
图8是示意性地表示本发明的实施方式2所涉及的内窥镜系统的光学测量装置、内窥镜光源装置以及控制装置的结构的框图。图8所示的内窥镜系统12具备内窥镜光源装置4、控制装置5以及光学测量装置7。
光学测量装置7具备测量探头31和主体部70。主体部70具备旋转滤波器71、滤波器驱动部72、光学控制部73、测量用光源部321、聚光透镜322、第一检测部325、第二检测部326、第三检测部327、输入部328、输出部329、记录部330以及通信部331。
旋转滤波器71旋转自如地配置在测量用光源部321射出的测量光的光路上，将测量用光源部321照射的测量光周期性地遮光。图9是示意性地表示旋转滤波器71的结构的图。如图9所示，旋转滤波器71形成圆盘状。旋转滤波器71具有使测量光透过的透过部721以及将测量光进行遮光的遮光部722。使用透明的构件来构成透过部721。使用将光进行遮光的构件来构成遮光部722。
滤波器驱动部72在光学控制部73的控制下使旋转滤波器71以规定的轴O为中心进行旋转。使用步进电机等来构成滤波器驱动部72。
使用CPU等来构成光学控制部73，光学控制部73控制光学测量装置7的各部的处理动作。光学控制部73通过进行对光学测量装置7的各部的指示信息、数据的传送等，来统一地控制光学测量装置7的动作。光学控制部73具有照明控制部73a和运算部73b。
照明控制部73a通过驱动滤波器驱动部72来使旋转滤波器71以规定的周期进行旋转，由此进行控制使得测量用光源部321射出测量光的射出时间比测量用光源部321停止射出测量光的停止时间长，并且交替地连续执行多次测量光的射出和停止射出。
运算部73b使用上述的式(1)、(2)来运算第一检测部325反复检测出的多个检测强度的平均。另外，运算部73b与第一检测部325同样地使用上述的式(1)、(2)来运算第二检测部326以及第三检测部327分别反复检测出的多个检测强度的平均。
说明在如以上那样构成的内窥镜系统1中光学测量装置7观察被检体时照射测量光时的照射定时。图10是表示光学测量装置7观察被检体时照射测量光时的照射定时的图。在图10中，横轴表示时间(t)，纵轴表示由第一检测部325检测出的测量光的强度Is。
如图10所示，照明控制部73a在生物体组织S1的一系列测量时间内，通过驱动滤波器驱动部72，来控制旋转滤波器71的旋转定时使得没有对生物体组织S1照射测量光的停止时间toff比由测量用光源部321照射测量光的射出时间ton长。并且，照明控制部73a通过控制测量用光源部321以及滤波器驱动部72，交替地连续执行多次测量用光源部321停止射出测量光的停止时间toff和测量用光源部321射出测量光的射出时间ton。
根据以上说明的本发明的实施方式2，照明控制部73a反复执行以由测量用光源部321照射的测量光的停止时间toff和射出时间ton为一组的照射，因此能够追踪生物体组织S1的变动地进行更正确的测量。
另外，根据本发明的实施方式2，在反复多次执行了以由测量用光源部321照射的测量光的停止时间toff和射出时间ton为一组的照射时，运算部73b通过对由第一检测部325检测出的多个检测强度进行平均运算，能够获得提高了SN比的结果。
(实施方式3)
接着，说明本发明的实施方式3。本实施方式3与上述实施方式1所涉及的光学测量装置的结构以及运算方法不同。因此，以下在说明本实施方式3所涉及的光学测量装置的结构之后，说明本实施方式3所涉及的光学测量装置所执行的运算方法。此外，对与上述实施方式1相同的结构附加相同的附图标记并省略说明。
图11是示意性地表示本发明的实施方式3所涉及的内窥镜系统的光学测量装置、内窥镜光源装置以及控制装置的结构的框图。图11所示的内窥镜系统13具备内窥镜光源装置4、控制装置5以及光学测量装置8。
光学测量装置8具备测量探头31和主体部80。主体部80具备测量用光源部321、聚光透镜322、输入部328、输出部329、记录部330、通信部331、第一分光器81、第二分光器82、第三分光器83以及光学控制部84。
第一分光器81检测从测量探头31的受光光纤312照射且经由测量探头31入射的被生物体组织S1反射和/或散射的测量光的返回光的光谱，将该检测结果输出到光学控制部84。使用分光器来构成第一分光器81。
第二分光器82以及第三分光器83通过与第一分光器81相同的结构来实现，检测经由测量探头31入射的被生物体组织S1反射和/或散射的测量光的返回光的光谱，将该检测结果输出到光学控制部84。
使用CPU等来构成光学控制部84，光学控制部84控制光学测量装置8的各部的处理动作。光学控制部84通过进行对光学测量装置8的各部的指示信息、数据的传送等，来统一地控制光学测量装置8的动作。光学控制部84具有照明控制部332a和运算部84a。
运算部84a根据分别从第一分光器81、第二分光器82以及第三分光器83输入的测量光的返回光的光谱，来运算作为生物体组织S1的光学特性的分光特性。
说明在如以上那样构成的内窥镜系统13中光学测量装置8运算作为被检体的光学特性的分光特性的运算方法。图12是示意性地表示第一分光器81在测量用光源部321的射出时间ton的期间检测出的检测谱La的图。图13是示意性地表示第一分光器82在测量用光源部321的停止时间toff的期间检测出的检测谱Lb的图。图14是示意性地表示运算部84a运算出的从内窥镜光源装置4照射的照明光的返回光的光谱Lb’的图。图15是示意性地表示运算部84a运算出的仅测量光的光谱Lc的图。在图12～图15中，横轴表示波长(λ)，纵轴表示检测强度(IS)。
如图12～图14所示，运算部84a根据第一分光器81在测量用光源部321的射出时间ton以及停止时间toff的各个期间检测出的检测谱I_ton(λ)、检测谱I_toff(λ)、射出时间ton以及停止时间toff，通过以下的式(3)来运算从内窥镜光源装置4照射的照明光的返回光的光谱I_B(λ)。
I_B(λ)＝I_toff(λ)×(ton/toff)···(3)
接着，如图15所示，运算部84a通过以下的式(4)来运算来自测量用光源部321的仅测量光的返回光的光谱I_C(λ)。
I_C(λ)＝I_ton(λ)-I_toff(λ)×(ton/toff)···(4)
＝I_ton(λ)-I_B(λ)
这样，运算部84a使用上述的式(3)以及式(4)来运算作为生物体组织S1的光学特性的分光特性。此外，运算部84a对分别从第二分光器82以及第三分光器83输入的检测结果也进行同样的运算。
根据以上说明的本发明的实施方式3，能够通过分光特性来测量生物体组织S1的光学特性。
(实施方式3的变形例1)
此外，在本实施方式3中，照明控制部332a也可以根据SN比来设定测量用光源部321射出测量光的射出时间ton以及测量用光源部321停止射出测量光的停止时间toff。例如照明控制部332a设定测量用光源部321射出的测量光的射出时间ton以及停止时间toff使得检测谱I_ton(λ)与返回光谱I_B(λ)的SN比大致相等(关于详细的内容，例如参照日本特开2000-14629号公报的式(1))。
根据以上说明的本发明的实施方式3的变形例1，在缩短测量用光源部321停止射出测量光的停止时间toff的情况下，能够通过设定为最优的停止时间toff来防止检测谱I_ton(λ)中包含噪声成分。其结果，能够以最优的SN比来获得生物体组织S1的测量结果。
此外，在本发明的实施方式3所涉及的变形例1中，以分光光谱测量为例进行了说明，但是在上述实施方式1、2中也能够进行同样的设定。
(实施方式4)
接着，说明本发明的实施方式4。本实施方式4与上述实施方式1所涉及的光学测量装置的结构以及照明方法不同。因此，以下在说明本实施方式4所涉及的光学测量装置的结构之后，说明本实施方式4所涉及的光学测量装置所执行的照明方法。此外，对与上述实施方式1相同的结构附加相同的附图标记并省略说明。
图16是示意性地表示本发明的实施方式4所涉及的内窥镜系统的光学测量装置、内窥镜光源装置以及控制装置的结构的框图。图16所示的内窥镜系统14具备内窥镜光源装置4、控制装置5以及光学测量装置9。
光学测量装置9具备测量探头31和主体部90。主体部90具备测量用光源部91、光学控制部92、第一检测部325、第二检测部326、第三检测部327、输入部328、输出部329、记录部330以及通信部331。
测量用光源部91具有第一光源部911、第二光源部912、反光镜913以及测量光源驱动器914。
第一光源部911向测量探头31射出测量光。使用白色LED以及聚光透镜等来构成第一光源部911。
第二光源部912向测量探头31射出测量光。使用白色LED以及聚光透镜等来构成第二光源部912。
反光镜913使第一光源部911照射的测量光透过，另一方面将第二光源部912照射的测量光向测量探头31进行反射。使用半透射半反射镜等来构成反光镜913。
测量光源驱动器914在光学控制部92的控制下向第一光源部911或者第二光源部912提供规定的电力，使第一光源部911或者第二光源部912向测量探头31射出测量光。
使用CPU等来构成光学控制部92，光学控制部92控制光学测量装置9的各部的处理动作。光学控制部92通过进行对光学测量装置9的各部的指示信息、数据的传送等，来统一地控制光学测量装置9的动作。光学控制部92具有照明控制部92a和运算部92b。
照明控制部92a在生物体组织S1的一系列测量期间内控制测量光源驱动器914，使得测量用光源部91不照射测量光的停止时间、第一光源部911照射测量光的射出时间以及第二光源部912射出测量光的射出时间依次变长。
运算部92b根据分别从第一检测部325、第二检测部326以及第三检测部327输入的检测结果来运算生物体组织S1的光学特性。
说明在如以上那样构成的内窥镜系统14中光学测量装置9观察被检体时照射测量光时的射出定时以及运算部92b的运算方法。
图17是表示光学测量装置9照射的测量光的射出定时的图。在图17中，横轴表示时间(t)，纵轴表示测量光的检测强度Is。
如图17所示，照明控制部92a在测量生物体组织S1的一系列时间内控制测量光源驱动器914，使得不射出测量光的停止时间toff、第一光源部911射出测量光的射出时间ton1、第二光源部912射出测量光的射出时间ton2依次变长。并且，照明控制部92a反复执行不照射测量光的停止时间toff、第一光源部911照射测量光的射出时间ton1以及第二光源部912射出测量光的射出时间ton2。
接着，说明运算部92b的运算方法。运算部92b在由第一检测部325在停止时间toff的期间检测出的检测强度设为I_toff、在射出时间ton1的期间检测出的检测强度设为I_ton1、在射出时间ton2的期间检测出的检测强度设为I_ton2时，通过以下的式(5)、(6)来运算第一光源部911以及第二光源部912各自的返回光的检测强度I_C1以及I_C2。
I_C1＝I_ton1-I_toff×(ton1/toff)···(5)
I_C2＝I_ton2-I_toff×(ton2/toff)···(6)
这样运算部92b使用上述的式(5)或者式(6)只根据来自第一光源部911或者第二光源部912的测量光来运算返回光的各检测强度。此外，运算部92b对第二检测部326以及第三检测部327各自检测出的检测结果也进行同样的运算。
根据以上说明的本发明的实施方式4，在第一光源部911以及第二光源部912分别照射了测量光的情况下也能够运算第一光源部911以及第二光源部912各自的返回光的检测强度。
此外，在上述的实施方式4中，射出时间ton1比射出时间ton2短，但是射出时间ton1也可以比射出时间ton2长。
这样，本发明可能包含这里没有记载的各种实施方式，能够在权利要求书所确定的技术思想范围内进行各种设计变更等。
附图标记说明
1、10、12、13、14：内窥镜系统；2：内窥镜装置；3、7、8、9、11：光学测量装置；4：内窥镜光源装置；5：控制装置；6：显示装置；21：插入部；22：操作部；23：通用线缆；31：测量探头；32、70、80、90、110：主体部；41：内窥镜光源部；42：聚光透镜；43：光源驱动器；44：光源驱动控制部；51：连接部；52：图像处理部；53、328：输入部；54、330：记录部；55、331：通信部；56：内窥镜控制部；71：旋转滤波器；72：滤波器驱动部；73、84、92、112、332：光学控制部；73a、92a、112a、332a：照明控制部；73b、84a、92b、332b：运算部；81：第一分光器；82：第二分光器；83：第三分光器；91、111、321：测量用光源部；211b：摄像部；211：前端部；212：弯曲部；222：处置器械插入部；311：照明光纤；312：受光光纤；313：基端部；314：可挠部；315：前端部；315a：棒；322：聚光透镜；323：快门；324：快门驱动部；325：第一检测部；326：第二检测部；327：第三检测部；329：输出部；911：第一光源部；912：第二光源部；913：反光镜；914：测量光源驱动器。

Claims (6)

1.一种光学测量装置，其经由内窥镜的插入部插入到被检体的内部，来测量上述被检体的生物体组织的光学特性，该内窥镜从插入到上述被检体的内部的上述插入部的前端照射用于观察对象物的观察光并对上述被检体内进行拍摄，该光学测量装置的特征在于，具备：
测量用光源部，其射出包含上述内窥镜所照射的观察光的波长频带的至少一部分的测量光；
测量探头，其具有照明光纤和受光光纤，该照明光纤将上述测量用光源部射出的上述测量光照射到上述生物体组织，该受光光纤接收被上述生物体组织反射和/或散射的上述测量光的返回光；
检测部，其检测上述受光光纤接收到的上述测量光的返回光；
照明控制部，其在该光学测量装置的测量开始至测量结束为止的时间内，使上述测量用光源部交替地执行上述测量光的射出和停止射出，并且以使上述测量用光源部射出上述测量光的射出时间比上述测量用光源部停止射出上述测量光的停止时间长的方式使上述测量用光源部射出上述测量光；以及
运算部，其进行如下运算，即从上述检测部所检测出的上述测量光的返回光的检测强度中去除被上述生物体组织反射的上述内窥镜的上述观察光的返回光的检测强度，
其中，上述运算部通过以下的式(1)对从上述测量光的返回光的检测强度去除了上述观察光的返回光的检测强度而得到的检测强度I_C进行运算，
I_C＝I_ton-I_toff×(ton/toff)···(1)
在此，ton是上述射出时间，toff是上述停止时间，I_ton是在上述射出时间的期间内上述检测部所检测出的检测强度，I_toff是在上述停止时间的期间内上述检测部所检测出的检测强度。
2.根据权利要求1所述的光学测量装置，其特征在于，
上述照明控制部根据上述生物体组织的类别对上述射出时间和上述停止时间进行可变控制。
3.根据权利要求1或2所述的光学测量装置，其特征在于，
上述照明控制部使上述测量用光源部交替地连续执行多次上述测量光的射出和停止射出，
上述运算部对上述检测部反复检测出的多个检测强度的平均值进行运算。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的光学测量装置，其特征在于，
上述光学特性是上述测量光的返回光的光谱，
上述检测部具有对上述测量光的返回光的光谱进行检测的分光器。
5.根据权利要求1～4中的任一项所述的光学测量装置，其特征在于，
上述照明控制部利用使在上述射出时间内上述检测部所检测出的上述检测强度和上述内窥镜的上述观察光的返回光的检测强度各自的SN比相等的上述射出时间和上述停止时间来使上述测量用光源部射出上述测量光。
6.根据权利要求1～5中的任一项所述的光学测量装置，其特征在于，
上述受光光纤具有以不同的角度接收上述测量光的返回光的多个受光通道，
上述检测部具有对上述多个受光通道各自接收到的上述测量光的返回光进行检测的多个检测部。
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