DE112016006140T5 - Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung und Endoskopsystem - Google Patents

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DE112016006140T5
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Abstract

Ein Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung (1) umfasst eine Lichtquelleneinheit (10), die Beleuchtungslicht und Projektionslicht im sichtbaren Bereich ausgibt, eine optische Abtasteinheit (30), die das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht, die von der Lichtquelleneinheit ausgegeben werden, entlang einer vorbestimmten Abtastbahn abtastet, eine Schalteinheit (20), welche die Ausgabe aus der Lichtquelleneinheit (10) umschaltet, so dass das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht abwechselnd ausgegeben werden, eine optische Detektionseinheit (40), die Beobachtungslicht detektiert, das durch ein Subjekt erzeugt wird, das mit dem Beleuchtungslicht bestrahlt wird, eine Speichereinheit (50), die Daten speichert, in denen eine Intensität des detektierten Beobachtungslicht mit einer Information verknüpft wird, die eine Detektionsposition auf der Abtastbahn angibt, und eine Einheit (62) zum Steuern von Projektionslicht, die auf der Grundlage der Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, eine Intensität des Projektionslichts, das auf jede Position auf der Abtastbahn anzuwenden ist, steuert.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung und ein Endoskopsystem.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • Es ist ein Endoskopgerät bekannt, das mit einem Videoskop und einem Abtastendoskop, das in einen Zangenkanal des Videoskops einfügbar ist, ausgestattet ist, mit dem eine Weißlichtbeobachtung mit dem Videoskop und eine Fluoreszenzbeobachtung mit dem Abtastendoskop gleichzeitig ausgeführt werden, um ein zusammengesetztes Bild anzuzeigen, das aus einem Weißlichtbild und einem Fluoreszenzbild, die einander überlagert sind, besteht (siehe beispielsweise PTL 1).
  • LITERATURSTELLEN
  • Patentschriften
  • PTL 1: Japanische Patent-Auslegeschrift, Nr. 2011-5002
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Technisches Problem
  • Das in der PTL 1 beschriebene Endoskopgerät weist jedoch dadurch ein Problem auf, dass, um die Positionen des Weißlichtbildes und des Fluoreszenzbildes aneinander auszurichten, ein spezieller komplexer Prozessor benötigt wird, um die Positionsbeziehung zwischen dem Videoskop und dem Abtastendoskop zu begreifen.
  • Des Weiteren werden das Weißlichtbild, das durch das Videoskop erfasst wird, und das Fluoreszenzbild, das durch das Abtastendoskop erfasst wird, von unterschiedlichen Blickpunkten aus abgebildet. Somit entsteht das Problem, dass Abweichungen der Position und Form des Subjektbildes zwischen dem Weißlichtbild und dem Fluoreszenzbild auf Grund des unterschiedlichen Blickpunktes (Disparität) entstehen. Wenn ein derartiges Weißlichtbild und ein derartiges Fluoreszenzbild verwendet werden, ist es schwierig, in dem zusammengesetzten Bild das Subjektbild in dem Weißlichtbild und das Subjektbild in dem Fluoreszenzbild genau auszurichten.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter den zuvor beschriebenen Umständen erdacht, und eine Aufgabe derselben besteht darin, ein Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung und ein Endoskopsystem bereitzustellen, mit denen zwei Arten von Subjektbildern, die einander ohne Verlagerung überlagert sind, beobachtet werden können, ohne einen speziellen komplexen Prozessor zu benötigen.
  • Problemlösung
  • Die vorliegende Erfindung stellt die folgenden Lösungen bereit, um die zuvor beschriebene Aufgabe zu erfüllen.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung, das eine Lichtquelleneinheit umfasst, die Beleuchtungslicht und Projektionslicht ausgibt, wobei das Projektionslicht im sichtbaren Bereich liegt; eine optische Abtasteinheit, die das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht, die von der Lichtquelleneinheit ausgegeben werden, entlang einer vorbestimmten Abtastbahn abtastet; eine Schalteinheit, welche die Ausgabe aus der Lichtquelleneinheit umschaltet, so dass das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht abwechselnd ausgegeben werden; eine optische Detektionseinheit, die Beobachtungslicht detektiert, das durch ein Subjekt erzeugt wird, das mit dem Beleuchtungslicht bestrahlt wird; eine Speichereinheit, die Daten speichert, in denen eine Intensität des Beobachtungslichts, das mit der optischen Detektionseinheit detektiert wird, mit einer Information verknüpft wird, die eine Detektionsposition auf der Abtastbahn angibt; und eine Einheit zum Steuern von Projektionslicht, die auf der Grundlage der Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, eine Intensität des Projektionslichts, das auf jede Position auf der Abtastbahn anzuwenden ist, steuert, bereit.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Beleuchtungslicht, das von Lichtquelleneinheit ausgegeben wird, an dem Subjekt durch die optische Abtasteinheit abgetastet, das Beobachtungslicht, das durch das Subjekt erzeugt wird, wird mit der optischen Detektionseinheit detektiert, und die Intensität des detektierten Beobachtungslichts, die mit der Information verknüpft ist, welche die Detektionsposition angibt, wird in den Daten in der Speichereinheit gespeichert. Somit wird das Bild aus Beobachtungslicht, das durch das Subjekt erzeugt wird, abgebildet, und die Daten, welche die Intensitätsverteilung des Bildes aus Beobachtungslicht an dem Subjekt angeben, werden erfasst.
  • Als Nächstes schaltet die Schalteinheit die Ausgabe von der Lichtquelleneinheit auf das Projektionslicht, und das Projektionslicht wird an dem Subjekt durch die optische Abtasteinheit abgetastet. Während dieses Prozesses wird die Intensität des Projektionslichts, das auf jede Position auf der Abtastbahn angewendet wird, durch die Einheit zum Steuern von Projektionslicht auf der Grundlage des Intensität des Beobachtungslichts in den Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, gesteuert, und somit wird das Bild aus Beobachtungslicht unter Verwendung des Projektionslichts auf das Subjekt projiziert.
  • Da die Positionen, die mit dem Beleuchtungslicht und dem Projektionslicht bestrahlt werden, durch die gleiche optische Abtasteinheit abgetastet werden, genau zusammenfallen, kann das Projektionslicht, das eine Intensität aufweist, die der Intensität des Beobachtungslichts entspricht, genau auf die Position an dem Subjekt angewendet werden, wo das Beobachtungslicht erzeugt wurde. Somit wird das projizierte Bild, das durch das Projektionslicht im sichtbaren Bereich gebildet wird und das die gleiche Form wie das Bild aus Beobachtungslicht aufweist, auf dem Subjekt und in der gleichen Position wie die Position, in der das Bild aus Beobachtungslicht gebildet ist, gebildet. Durch Beobachten des somit gebildeten projizierten Bildes auf dem Subjekt unter Verwendung einer Beobachtungsvorrichtung, die ein anderes Licht als das Beleuchtungslicht verwendet, können zwei Arten von Subjektbildern, die einander ohne Verlagerung überlagert sind, beobachtet werden, ohne einen speziellen komplexen Prozessor zu verwenden.
  • Bei dem ersten zuvor beschriebenen Aspekt kann die Schalteinheit zwischen dem Beleuchtungslicht und dem Projektionslicht bei jeder Einzelbildzykluseinheit umschalten.
  • Der Einzelbildzyklus bezieht sich auf den Zyklus, in dem das Beleuchtungslicht die vorbestimmte Abtastbahn einmal abtastet. Somit können Bildgebung und Projektion des Bildes aus Beobachtungslicht schnell umgeschaltet werden, und die Echtzeiteigenschaften des projizierten Bildes können verbessert werden.
  • Bei dem zuvor beschriebenen ersten Aspekt kann die Schalteinheit zwischen dem Beleuchtungslicht und dem Projektionslicht entweder bei jeder Detektionszykluseinheit des Beobachtungslichts durch die optische Detektionseinheit oder bei jeder Abtastzykluseinheit des Beleuchtungslichts und des Projektionslichts durch die optische Abtasteinheit umschalten.
  • Somit können Bildgebung und Projektion des Bildes aus Beobachtungslicht in einem Zeitintervall umgeschaltet werden, das kürzer als der Einzelbildzyklus ist, und die Echtzeiteigenschaft des projizierten Bildes kann weiter verbessert werden.
  • Bei dem zuvor beschriebenen ersten Aspekt kann die Lichtquelleneinheit als Beleuchtungslicht ein Erregerlicht ausgeben, das die Fluoreszenz erregt, die in dem Subjekt enthalten ist, und die optische Detektionseinheit kann mit einem Erregerlichtsperrfilter, welches das Erregerlicht blockiert und die Fluoreszenz durchlässt, ausgestattet sein und kann die Fluoreszenz detektieren, die durch das Erregerlichtsperrfilter gegangen ist.
  • Somit kann das Fluoreszenzbild abgebildet werden, und das Fluoreszenzbild kann unter Verwendung des Projektionslichts im sichtbaren Bereich projiziert werden.
  • Bei dem zuvor beschriebenen ersten Aspekt kann die Lichtquelleneinheit als Beleuchtungslicht Infrarotlicht ausgeben.
  • Somit kann das Infrarotbild abgebildet werden, und das Infrarotbild kann unter Verwendung des Projektionslichts im sichtbaren Bereich projiziert werden.
  • Bei dem zuvor beschriebenen ersten Aspekt kann die Lichtquelleneinheit in der Lage sein, therapeutisches Licht zum Behandeln von Körpergewebe auszugeben, und die Schalteinheit kann die Ausgabe der Lichtquelleneinheit zwischen dem Beleuchtungslicht, dem Projektionslicht und dem therapeutischen Licht umschalten.
  • Somit kann eine Behandlung unter Verwendung des therapeutischen Lichts gleichzeitig mit der Beobachtung des Bildes aus Beobachtungslicht erfolgen.
  • Bei dem zuvor beschriebenen ersten Aspekt kann die Speichereinheit die Reihenfolge, in der das Beobachtungslicht mit der optischen Detektionseinheit detektiert wird, als die Information speichern, welche die Detektionsposition angibt, und kann die Intensität des Beobachtungslichts in Übereinstimmung mit der Reihenfolge innerhalb der Daten aufführen, und das Einheit zum Steuern von Projektionslicht kann die Intensität des Projektionslichts gemäß der Reihenfolge der Intensität des Beobachtungslichts innerhalb der Daten steuern.
  • Somit kann der Prozess des Erzeugens von Daten und des Steuern der Intensität des Projektionslichts vereinfacht werden.
  • Bei dem zuvor beschriebenen ersten Aspekt kann das Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung ferner eine Koordinatenberechnungseinheit umfassen, welche die Koordinaten der Detektionsposition des Beobachtungslichts, das mit der optischen Detektionseinheit detektiert wird, berechnet, und die Speichereinheit kann die Koordinaten, die durch die Koordinatenberechnungseinheit berechnet werden, als die Information, welche die Detektionsposition angibt, speichern.
  • Somit können zweidimensionale Bilddaten als Daten in der Speichereinheit erzeugt werden.
  • Bei dem zuvor beschriebenen ersten Aspekt kann das Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung ferner eine Datenverarbeitungseinheit umfassen, welche die Daten verarbeitet, die in der Speichereinheit gespeichert sind, und die Einheit zum Steuern von Projektionslicht kann die Intensität des Projektionslichts auf der Grundlage der Daten, die durch die Datenverarbeitungseinheit verarbeitet werden, steuern.
  • Somit können die intensitätsbezogenen Daten in den Daten derart verarbeitet werden, dass die Sichtbarkeit des projizierten Bildes an dem Subjekt verbessert wird.
  • Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Endoskopsystem bereit, das eines der zuvor beschriebenen Abbildungs-/Projektionsgeräte mit optischer Abtastung und ein Endoskopgerät, das ein endoskopisches Bild des Subjekts erfasst, umfasst.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung weist die vorteilhafte Wirkung auf, dass zwei Arten von Subjektbildern, die einander ohne Verlagerung überlagert sind, beobachtet werden können, ohne einen speziellen komplexen Prozessor zu verwenden.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 ein Diagramm, das die Gesamtkonfiguration eines Endoskopsystems gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
    • 2 ein Diagramm, das den Betriebszustand des in 1 abgebildeten Endoskopsystems abbildet.
    • 3 ein Beispiel eines endoskopischen Bildes, das an einem Anzeigegerät in dem in 1 abgebildeten Endoskopsystem angezeigt ist.
    • 4 ein Diagramm, das den Betriebszustand eines geänderten Beispiels des in 1 abgebildeten Endoskopsystems abbildet.
    • 5 ein Funktionsblockdiagramm eines Abbildungs-/ Projektionsgeräts mit optischer Abtastung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 6 ein Diagramm, das Änderungen der Amplitude des distalen Endes einer Lichtleitfaser im Verlauf der Zeit (oberer Teil), die Abtastbahnen von Beleuchtungslicht und Projektionslicht (mittlerer Teil) und das Betriebszeitdiagramm (unterer Teil) für das in 5 abgebildete Abbildungs-/ Projektionsgerät mit optischer Abtastung abbildet.
    • 7 ein Beispiel einer Datentabelle, die in einer Speichereinheit gespeichert ist.
    • 8 ein Diagramm, das die Adresse in der in 7 abgebildeten Datentabelle abbildet.
    • 9 ein Ablaufschema, das die Vorgänge des in 5 abgebildeten Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung abbildet.
    • 10 ein Diagramm, das ein geändertes Beispiel der Änderungen der Amplitude des distalen Endes einer Lichtleitfaser im Verlauf der Zeit (oberer Teil), die Abtastbahnen von Beleuchtungslicht und Projektionslicht (mittlerer Teil) und das Betriebszeitdiagramm (unterer Teil) für das in 5 abgebildete optische Abtastabbildungs-/ Projektionsgerät abbildet.
    • 11A ein Zeitdiagramm, das ein anderes geändertes Beispiel der Vorgänge des in 5 abgebildeten Abbildungs-/ Projektionsgeräts mit optischer Abtastung abbildet.
    • 11B ein Zeitdiagramm, das noch ein anderes geändertes Beispiel der Vorgänge des in 5 abgebildeten Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung abbildet.
    • 12 ein Diagramm, das ein geändertes Beispiel der Lichtquelleneinheit in dem in 5 abgebildeten Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung abbildet.
    • 13 ein Diagramm, das ein anderes geändertes Beispiel der Lichtquelleneinheit in dem in 5 abgebildeten Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung abbildet.
    • 14A ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel der Vorgänge des Abtastabbildungs-/Projektionsgeräts abbildet, das mit der in 13 abgebildeten Lichtquelleneinheit ausgestattet ist.
    • 14B ein Zeitdiagramm, das ein anderes Beispiel der Vorgänge des Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung abbildet, das mit der in 13 abgebildeten Lichtquelleneinheit ausgestattet ist.
    • 14C ein Zeitdiagramm, das ein anderes Beispiel der Vorgänge des Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung abbildet, das mit der in 13 abgebildeten Lichtquelleneinheit ausgestattet ist.
    • 15 ein geändertes Beispiel einer Datentabelle, die in der Speichereinheit gespeichert sind.
    • 16 ein Diagramm, das die Gesamtkonfiguration eines geänderten Beispiels des in 5 abgebildeten Abbildungs-/ Projektionsgeräts mit optischer Abtastung abbildet.
    • 17 ein Ablaufschema, das die Vorgänge des in 16 abgebildeten Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung abbildet.
    • 18 ein Diagramm, das die Gesamtkonfiguration eines anderen geänderten Beispiels des in 5 abgebildeten Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung abbildet.
  • BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Ein Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung 1 und ein Endoskopsystem 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Wie in 1 abgebildet ist das Endoskopsystem 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit dem Abbildungs-/ Projektionsgerät mit optischer Abtastung 1, einem Endoskopgerät 2 und einem Anzeigegerät 3, das ein Endoskopbild anzeigt, das durch das Endoskopgerät 2 erfasst wird, ausgestattet.
  • Das Endoskopgerät 2 ist ein typisches Endoskopgerät und ist mit einem Endoskophauptteil 4, der in den Körper einzufügen ist, und einem Prozessor 5, der mit einem proximalen Ende des Endoskophauptteils 4 verbunden ist, ausgestattet. Der Endoskophauptteil 4 umfasst eine Beleuchtungsoptik (nicht abgebildet), die weißes Licht von einem distalen Ende des Endoskophauptteils 4 emittiert, und eine Beobachtungsoptik (nicht abgebildet), die Licht von einem Körpergewebe, d.h. einem Subjekt A, empfängt und die endoskopischen Bilddaten erfasst. Im Innern des Endoskophauptteils 4 ist ein Behandlungsinstrumentenkanal 4a, der durch den Endoskophauptteil 4 in der Längsrichtung eindringt, angeordnet.
  • Das Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung 1 ist mit einem langen, dünnen Einfügeabschnitt 6, der in den Behandlungsinstrumentenkanal 4a eingefügt werden kann, und mit einer Controller-Vorrichtung 7, die mit dem proximalen Ende des Einfügeabschnitts 6 verbunden ist, ausgestattet. Im Gebrauch wird der Einfügeabschnitt 6 in den Behandlungsinstrumentenkanal 4a eingefügt, so dass das Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung 1 und der Endoskophauptteil 4 integriert sind. Wie in 2 und 3 abgebildet, ist das Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung 1 derart ausgelegt, dass in diesem integrierten Zustand der Abbildungsbereich des Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung 1 innerhalb des Abbildungsbereichs des Endoskopgeräts 2 liegt. 3 ist ein endoskopisches Bild, das an dem Anzeigegerät 3 angezeigt wird.
  • Alternativ können, wie in 4 abgebildet, das Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung 1 und das Endoskopgerät 2 getrennt verwendet werden. In diesem Fall wird die relative Position zwischen dem Endoskophauptteil 4 und dem Einfügeabschnitt 6 im Innern des Körpers derart angepasst, dass der Bildgebungsbereich des optischen Abtastabbildungs-/Projektionsgeräts 1 innerhalb des Bildgebungsbereichs des Endoskopgeräts 2 liegt.
  • Als Nächstes werden ausführliche Merkmale des Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung 1 beschrieben.
  • Wie in 5 gezeigt, ist das Abbildungs-/ Projektionsgerät mit optischer Abtastung 1 mit einer Lichtquelleneinheit 10, die Beleuchtungslicht und Projektionslicht ausgibt; einer Schalteinheit 20, welche die Ausgabe der Lichtquelleneinheit 10 zwischen Beleuchtungslicht und Projektionslicht umschaltet; einer optischen Abtasteinheit 30, die das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht, das von der Lichtquelleneinheit 10 ausgegeben wird, an dem Subjekt A abtastet; einer optischen Detektionseinheit 40, die Beobachtungslicht detektiert, das durch das Subjekt A, das mit dem Beleuchtungslicht bestrahlt wird, erzeugt wird; einer Speichereinheit 50, welche die Intensität des Beobachtungslichts, das mit der optischen Detektionseinheit 40 detektiert wird, speichert; einer Einheit 61 zum Steuern von Beleuchtungslicht, welche die Intensität des Beleuchtungslichts steuert; einer Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht, welche die Intensität des Projektionslichts steuert; und einer Haupt-Controller-Einheit 70, welche die Schalteinheit 20, die optische Abtasteinheit 30 und die optische Detektionseinheit 40 steuert, ausgestattet.
  • Die Lichtquelleneinheit 10 ist mit einer Beleuchtungslaserlichtquelle 11, die Beleuchtungslicht ausgibt, einer Projektionslaserlichtquelle 12, die Projektionslicht ausgibt, einem Optokoppler 13 und einem Lasertreiber 14, der die Laserlichtquellen 11 und 12 ansteuert, ausgestattet.
  • Die Beleuchtungslaserlichtquelle 11 gibt als Beleuchtungslicht einen Laserstrahl aus, der eine Erregerwellenlänge einer fluoreszierenden Substanz, die in dem Subjekt A vorliegt, aufweist.
  • Die Projektionslaserlichtquelle 12 gibt als Projektionslicht einen Laserstrahl im sichtbaren Bereich aus. Die Farbe des Projektionslichts ist bevorzugt eine Farbe, die in dem endoskopischen Bild gut zu sehen ist (beispielsweise Grün).
  • Der Optokoppler 13 weist zwei Eingangsklemmen, die jeweils mit der Beleuchtungslaserlichtquelle 11 und der Projektionslaserlichtquelle 12 gekoppelt sind, und eine Ausgangsklemme, die mit einer Lichtleitfaser 31 für die Beleuchtung gekoppelt ist, auf. Der Optokoppler 13 gibt das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht aus, die von der Beleuchtungslaserlichtquelle 11 und der Projektionslaserlichtquelle 12 ausgegeben werden, an die Lichtleitfaser 31 aus.
  • Der Lasertreiber 14 steuert die Beleuchtungslaserlichtquelle 11 gemäß einem Beleuchtungslichtsteuersignal, das von der Einheit 61 zum Steuern von Beleuchtungslicht über die Schalteinheit 20 eingegeben wird, an und steuert die Projektionslaserlichtquelle 12 gemäß einem Projektionslichtsteuersignal, das von der Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht über die Schalteinheit 20 eingegeben wird, an.
  • Die Schalteinheit 20 wird durch die Haupt-Controller-Einheit 70 derart gesteuert, dass die Schalteinheit 20 eines von dem Beleuchtungslichtsteuersignal, das von der Einheit 61 zum Steuern von Beleuchtungslicht eingegeben wird, und dem Projektionslichtsteuersignal, das von der Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht eingegeben wird, auswählt und das ausgewählte Signal an den Lasertreiber 14 sendet. Somit steuert die Schalteinheit 20 die ausgewählte Lichtquelle der Laserlichtquellen 11 und 12 derart an, dass das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht von der Lichtquelleneinheit 10 abwechselnd ausgegeben werden.
  • Die optische Abtasteinheit 30 umfasst die Lichtleitfaser 31, einen Scanner 32, der an dem distalen Endabschnitt des Einfügeabschnitts 6 angeordnet ist und das Licht abtastet, das von dem distalen Ende der Lichtleitfaser 31 emittiert wird, eine Signalgebereinheit 33, die ein Abtastansteuersignal auf der Grundlage des Abtaststeuersignals von der Haupt-Controller-Einheit 70 erzeugt, und einen Scanner-Treiber 34, der den Scanner 32 auf der Grundlage des Abtastansteuersignals, das in der Signalgebereinheit 33 erzeugt wird, ansteuert.
  • Die Lichtleitfaser 31 erstreckt sich in der Längsrichtung im Innern des Einfügeabschnitts 6, und das distale Ende der Lichtleitfaser 31 ist an dem distalen Endabschnitt des Einfügeabschnitts 6 angeordnet.
  • Der Scanner 32 ist beispielsweise ein Lichtleitfaser-Scanner, der das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht abtastet, indem er bewirkt, dass das distale Ende der Lichtleitfaser 31 in der radialen Richtung der Lichtleitfaser 31 vibriert. Wie in 6 abgebildet, wird der Scanner 32 durch den Scanner-Treiber 34 derart angesteuert, dass das distale Ende der Lichtleitfaser 31 eine spiralförmige Vibration entlang einer vorbestimmten Spiralbahn innerhalb einer im Wesentlichen flachen Oberfläche, die zur Längsrichtung der Lichtleitfaser 31 orthogonal ist, erfährt. Dadurch tasten das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht, die von dem distalen Ende des Einfügeabschnitts 6 emittiert werden, das Subjekt A entlang einer vorbestimmten spiralförmigen Abtastbahn T spiralförmig ab.
  • In 6 zeigt der obere Teil die Änderungen der Amplitude des spiralförmig vibrierenden distalen Endes der Lichtleitfaser 31 im Verlauf der Zeit in einer Richtung. Der mittlere Teil zeigt die Abtastbahn T des Beleuchtungslichts und des Projektionslichts an dem Subjekt A. Der untere Teil zeigt den Vorgang des Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung 1. Wie in dem oberen Teil und dem mittleren Teil in 6 gezeigt, werden bei dem spiralförmigen Abtasten eine Abtastung nach außen, bei der Licht von der Mitte der Abtastbahn T in Richtung auf die äußere Seite abgetastet wird, und eine Abtastung nach innen, bei der Licht von der äußeren Seite der Abtastbahn T zur Mitte abgetastet wird, abwechselnd wiederholt.
  • Der Scanner 32 ist nicht auf einen Lichtleitfaser-Scanner eingeschränkt und kann eine beliebige andere Art von Scanner sein (beispielsweise ein Scanner mit Galvanometerspiegel). Die Abtastbahn T ist nicht auf eine spiralförmige Bahn eingeschränkt und kann eine beliebige andere Form annehmen (beispielsweise eine Rasterform oder eine Lissajous-Form).
  • Die optische Detektionseinheit 40 ist mit einer Licht empfangenden Lichtleitfaser 41, die im Innern des Einfügeabschnitts 6 angeordnet ist; und einem optischen Filter 42, einem optischen Detektor 43 und einem Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) 44, der im Innern der Controller-Vorrichtung 7 angeordnet ist, ausgestattet.
  • Das distale Ende der Lichtleitfaser 41 ist an der distalen Endoberfläche des Einfügeabschnitts 6 angeordnet, und das proximale Ende der Lichtleitfaser 41 ist mit der Controller-Vorrichtung 7 gekoppelt. Die distale Endoberfläche der Lichtleitfaser 41 empfängt die Fluoreszenz (Beobachtungslicht), die durch das Subjekt A erzeugt wird, das mit dem Beleuchtungslicht bestrahlt wird, und die Lichtleitfaser 41 leitet die empfangene Fluoreszenz in die Controller-Vorrichtung 7. Um die Menge der empfangenen Fluoreszenz zu erhöhen, sind bevorzugt mehrere Lichtleitfasern 41 in dem Einfügeabschnitt 6 angeordnet.
  • Das optische Filter 42 ist ein Erregerlichtsperrfilter, das derartige Durchlasseigenschaften aufweist, dass die Fluoreszenz selektiv durchgelassen wird, und anderes Licht als die Fluoreszenz (Beleuchtungslicht und weißes Licht) blockiert wird. Das optische Filter 42 ist zwischen dem proximalen Ende der Lichtleitfaser 41 und dem optischen Detektor 43 angeordnet, und von dem Licht, das durch die Lichtleitfaser 41 empfangen wird, tritt nur die Fluoreszenz in den optischen Detektor 43 ein.
  • Der optische Detektor 43 empfängt die Fluoreszenz, die durch das optische Filter 42 gegangen ist, wandelt die empfangene Fluoreszenz in elektrische Energie um, um ein elektrisches Signal mit einer Größe, die der Intensität der Fluoreszenz entspricht, zu erzeugen, und gibt das erzeugte elektrische Signal an den A/D-Wandler 44 aus.
  • Der A/D-Wandler 44 tastet das elektrische Signal, das von dem optischen Detektor 43 eingegeben wird, in einem vorbestimmten Abtastzyklus ab und wandelt das abgetastete elektrische Signal in einen digitalen Wert um, um einen digitalen Wert (Intensitätswert) zu erzielen, der die Intensität der Fluoreszenz angibt. Der A/D-Wandler 44 sendet den erzielten Intensitätswert an die Speichereinheit 50.
  • Die optische Detektionseinheit 40 wird durch die Haupt-Controller-Einheit 70 derart gesteuert, dass der zuvor beschriebene Vorgang des Detektierens des Beobachtungslichts nur während der Abtastung nach innen durchgeführt wird. Dadurch wird das Bildgeben der Fluoreszenz nur während der Abtastung nach innen durchgeführt, und der Intensitätswert für ein Einzelbild wird erzielt. Bei dieser Ausführungsform ist die Periode, während der die Abtastbahn T einmal nach innen und nach außen abgetastet wird, der eine Einzelbildzyklus.
  • Wie in 7 abgebildet speichert die Speichereinheit 50 in Verbindung mit der Adresse N, welche die Detektionsposition des Beobachtungslichts auf der Abtastbahn T angibt, den Intensitätswert DN des Beobachtungslichts, der von dem A/D-Wandler 44 empfangen wird, um Daten in Tabellenform zu erzeugen (Datentabelle). Wie in 8 abgebildet bedingt die Adresse die Reihenfolge, in der das Beobachtungslicht mit der optischen Detektionseinheit 40 während einer Periode des Abtastens nach innen detektiert wird, d.h. die Reihenfolge N = 0, 1, 2, ..., Nend. Δt entspricht dem Abtastzyklus. In der Datentabelle sind die Intensitätswerte in der Reihenfolge der Detektion aufgeführt. Nachdem der Intensitätswert, welcher der letzten Adresse, Nend, entspricht, gespeichert wurde, setzt die Speichereinheit 50 die Adresse auf 0 zurück. Somit wird die Datentabelle bei jeder einzelnen Einzelbildzykluseinheit derart erneut, dass in der Datentabelle die Intensitätswerte von der letzten Bildgebung aufgezeichnet sind.
  • Das Format der Daten, die in der Speichereinheit 50 gespeichert sind, kann ein beliebiges Format sein, so lange drei Elemente, nämlich die Abtastreihenfolge, die Information der Detektionsposition und der Intensitätswert, in Verbindung miteinander gespeichert werden können. Das Format ist nicht auf die in 7 abgebildete Tabellenform eingeschränkt und kann eine beliebige andere Form sein.
  • Die Einheit 61 zum Steuern von Beleuchtungslicht erzeugt ein Beleuchtungslichtsteuersignal und sendet das Beleuchtungslichtsteuersignal an die Schalteinheit 20.
  • Die Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht erzeugt ein Projektionslichtsteuersignal und sendet das Projektionslichtsteuersignal an die Schalteinheit 20.
  • Dabei liest die Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht aus der Datentabelle in der Speichereinheit 50 die Intensitätswerte DN in aufsteigender Reihenfolge der Adresse N aus, die mit den Intensitätswerten verknüpft ist. Dann wird die Intensität des Projektionslichts unter Verwendung des ausgelesenen Intensitätswerts DN und der voreingestellten Funktion F(DN) berechnet. Dann wird ein Projektionslichtsteuersignal zum Ausgeben von Projektionslicht, das die berechnete Intensität aufweist, erzeugt. Die Funktion F(DN) wird derart eingestellt, dass die Intensität des Projektionslichts mit dem Intensitätswert DN zunimmt. Mit anderen Worten steuert die Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht die Projektionslaserlichtquelle 12, so dass starkes Projektionslicht auf die Position angewendet wird, in der eine starke Fluoreszenz detektiert wurde, schwaches Projektionslicht auf die Position angewendet wird, in der eine schwache Fluoreszenz detektiert wurde, und das Projektionslicht auf die Position angewendet, in der keine Fluoreszenz detektiert wurde, nicht angewendet wird. Somit wird das Projektionsbild des Fluoreszenzbilds, das bei der letzten Bildgebung erzielt wurde, auf dem Subjekt A unter Verwendung des Projektionslichts gebildet.
  • Die Haupt-Controller-Einheit 70 steuert die Schalteinheit 20, so dass die Ausgabe an den Lasertreiber 14 zwischen dem Beleuchtungslichtsteuersignal und dem Projektionslichtsteuersignal bei jeweils einer Einzelbildzykluseinheit umgeschaltet wird. Mit anderen Worten steuert, wie in dem unteren Teil in 6 abgebildet, die Haupt-Controller-Einheit 70 die Lichtquelleneinheit 10, so dass das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht abwechselnd bei jeweils einer Einzelbildzykluseinheit abgetastet werden. Somit werden der Vorgang des Bildgebens des Fluoreszenzbilds an dem Subjekt A und der Vorgang des Projizierens des abgebildeten Fluoreszenzbilds auf das Subjekt A jeweils bei einer Einzelbildzykluseinheit abwechselnd ausgeführt.
  • Als Nächstes werden die Wirkungen des Endoskopsystems 100, das die zuvor beschriebenen Merkmale aufweist, beschrieben.
  • Um das Innere des Körpers unter Verwendung des Endoskopsystems 100 der vorliegenden Ausführungsform zu beobachten, wird der Endoskophauptteil 4 in den Körper eingefügt. Dann wird der Einfügeabschnitt 6 des Abbildungs-/ Projektionsgeräts mit optischer Abtastung 1 durch den Behandlungsinstrumentenkanal 4a des Endoskophauptteils 4 hindurch in den Körper eingefügt. Dann wird der Einfügeabschnitt 6 derart angeordnet, dass der Bildgebungsbereich des Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung 1 (Abtastbereich des Beleuchtungslichts) innerhalb des Bildgebungsbereichs des Endoskopgeräts 2 liegt, und der Vorgang des Abbildungs-/Projektionsgeräts mit optischer Abtastung 1 wird gestartet.
  • Wie in 9 gezeigt, startet die Haupt-Controller-Einheit 70 das Ansteuern der optischen Abtasteinheit 30 (Schritt S1) und führt dann den Vorgang des Bildgebens des Fluoreszenzbildes (Schritt S2 bis S8) und den Vorgang des Projizierens des Fluoreszenzbildes (Schritt S9 bis S15) abwechselnd für jeweils eine Einzelbildzykluseinheit aus.
  • Bei dem Bildgebungsvorgang steuert die Haupt-Controller-Einheit 70 die Schalteinheit 20, so dass das Beleuchtungslicht von der Lichtquelleneinheit 10 (Schritt S2) ausgegeben wird. Somit wird das Beleuchtungslicht an dem Subjekt A abgetastet, die Fluoreszenz, die in der Position erzeugt wird, die mit dem Beleuchtungslicht bestrahlt wird, wird mit der optischen Detektionseinheit 40 detektiert (Schritt S4), und der Intensitätswert der detektierten Fluoreszenz wird in Verbindung mit der Detektionsreihenfolge N (Schritt S3 und S7) in der Datentabelle in der Speichereinheit 50 gespeichert (Schritt S5).
  • Sobald die Abtastung nach außen beendet ist (JA in Schritt S6), steuert die Haupt-Controller-Einheit 70 die Schalteinheit 20, so dass die Ausgabe von der Lichtquelleneinheit 10 von dem Beleuchtungslicht auf das Projektionslicht (Schritt S8 und S9) umgeschaltet wird. Dadurch ist der Bildgebungsvorgang beendet und der Projektionsvorgang beginnt.
  • Bei dem Projektionsvorgang liest die Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht die Intensitätswerte der Fluoreszenz aus der Datentabelle in der Speichereinheit 50 in der aufsteigenden Reihenfolge der Adresse aus (Schritt S10, S11 und S14). Dann wird die Intensität des Projektionslichts auf der Grundlage der ausgelesenen Intensitätswerte eingestellt (Schritt S12), und die Intensität des Projektionslichts wird gesteuert, um die Intensität einzustellen. Somit wird das Fluoreszenzbild an dem Subjekt A, das bei der letzten Abtastung abgebildet wurde, durch das Projektionslicht projiziert. Das projizierte Bild wird unter Verwendung des Endoskophauptteils 4 abgebildet, und der Endoskophauptteil 4 erfasst ein endoskopisches Bild, in dem das Weißlichtbild und das projizierte Bild des Subjekts A einander überlagert sind.
  • Sobald die Abtastung nach außen abgeschlossen ist (JA in Schritt S13), steuert die Schalteinheit 20 die Schalteinheit 20, so dass das Licht, das von Lichtquelleneinheit 10 ausgegeben wird, von dem Projektionslicht auf das Beleuchtungslicht umgeschaltet wird (Schritt S15 und S2). Dadurch ist der Projektionsvorgang beendet und der nächste Bildgebungsvorgang beginnt.
  • Da das Projektionslicht sichtbares Licht ist, kann der Benutzer das projizierte Bild in dem endoskopischen Bild, das an dem Anzeigegerät 3 angezeigt wird, betrachten. Somit kann unter Verwendung eines fluoreszierenden Farbstoffs, der sich in einer Region innerhalb des Körpergewebes (beispielsweise einer Läsion oder eines Blutgefäßes) ansammelt, die in einem Weißlichtbild schwer zu sehen ist, diese Region als projiziertes Bild in dem endoskopischen Bild betrachtet werden.
  • Da in diesem Fall gemäß der vorliegenden Ausführungsform die gleiche Optik verwendet wird, um das Fluoreszenzbild abzubilden und zu projizieren, wird das Projektionslicht auf die gleiche Position angewendet, in der die Fluoreszenz detektiert wird. Da insbesondere sowohl die Bildgebung als auch die Projektion während der nach innen gehenden Abtastung erfolgen, werden das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht entlang der gleichen Abtastbahn T abgetastet, und somit fallen die Fluoreszenzdetektionsposition und die Position der Anwendung des Projektionslichts genau zusammen. Somit wird das projizierte Bild, das die gleiche Form wie das abgebildete Fluoreszenzbild aufweist, in der gleichen Position wie das abgebildete Fluoreszenzbild gebildet, und die Positionsbeziehung zwischen dem Weißlichtbild und dem projizierten Bild des Subjekts A ist innerhalb des endoskopischen Bildes immer genau. Somit wird der Vorteil geboten, dass ein endoskopisches Bild, in dem ein Fluoreszenzbild, das eine Farbe des Projektionslichts aufweist, auf einem Weißlichtbild überlagert wird, ohne Positionsverlagerung erzielt werden kann, ohne einen speziellen komplexen Prozessor zu verwenden.
  • Durch Umschalten zwischen Bildgebung und Projektion bei jeweils einer Einzelbildzykluseinheit mit einer hohen Geschwindigkeit kann das abgebildete Fluoreszenzbild auf Echtzeitbasis projiziert werden, und selbst wenn sich das Subjekt A bewegt, kann das projizierte Bild mit Bezug auf das Subjekt A genau positioniert werden.
  • Bei dieser Ausführungsform führt die Haupt-Controller-Einheit 70 den Bildgebungsvorgang und den Projektionsvorgang während der Abtastung nach innen durch; die Zeiteinstellung des Ausführens des Bildgebungsvorgangs und des Projektionsvorgangs ist jedoch nicht darauf eingeschränkt.
  • Beispielsweise können der Bildgebungsvorgang und der Projektionsvorgang während der Abtastung nach außen durchgeführt werden.
  • Alternativ, wie in 10 gezeigt, kann der Bildgebungsvorgang während der Abtastung nach außen durchgeführt werden, und der Projektionsvorgang kann während der Abtastung nach innen durchgeführt werden. In einem derartigen Fall wird die optische Abtasteinheit 30 derart gesteuert, dass die Abtastbahn des Beleuchtungslichts während der Abtastung nach außen im Wesentlichen mit der Abtastbahn des Projektionslicht während der Abtastung nach innen zusammenfällt.
  • Statt zwischen dem Bildgebungsvorgang und dem Projektionsvorgang bei jeweils einem Einzelbildzyklus umzuschalten, kann mindestens einer von dem Bildgebungsvorgang und dem Projektionsvorgang während mehr als einem Einzelbildzyklus kontinuierlich durchgeführt werden.
  • Wie beispielsweise in 11A gezeigt, können mehrere Einzelbildzyklen des Bildgebungsvorgangs und ein Einzelbildzyklus des Projektionsvorgangs abwechselnd durchgeführt werden. Wenn der Bildgebungsvorgang auf diese Art und Weise kontinuierlich durchgeführt wird, kann die Fluoreszenzmenge, die von jeder Detektionsposition empfangen wird, erhöht werden, und eine schwache Fluoreszenz kann mit hoher Empfindlichkeit detektiert werden. Alternativ können, wie in 11B abgebildet, ein Einzelbildzyklus des Bildgebungsvorgangs und mehrere Einzelbildzyklen des Projektionsvorgangs abwechselnd durchgeführt werden. Somit kann die Lichtmenge während der Projektion erhöht werden, und die Sichtbarkeit des projizierten Bildes kann verbessert werden.
  • Bei dieser Ausführungsform können die Einstellungen der Intensität des Projektionslichts in der Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht in Abhängigkeit davon, wie oft die Projektion ausgeführt wird, geändert werden.
  • Bei dieser Ausführungsform wird Erregerlicht als Beleuchtungslicht von der Beleuchtungslaserlichtquelle 11 ausgegeben; alternativ kann Infrarotlicht, schmalbandiges Licht oder Weißlicht als Beleuchtungslicht ausgegeben werden.
  • Wenn das Beleuchtungslicht Infrarotlicht ist, wird das reflektierte Infrarotlicht als Beobachtungslicht detektiert. Somit wird in einem derartigen Fall ein optisches Filter 42 verwendet, das Eigenschaften aufweist, die Infrarotlicht selektiv durchlassen. Durch die Verwendung des Infrarotlichts als Beleuchtungslicht kann ein Blutgefäßbild im Körpergewebe erfasst werden, und das Blutgefäßbild kann projiziert werden.
  • Wenn das Beleuchtungslicht schmalbandiges Licht ist, wird das reflektierte schmalbandige Licht als Beobachtungslicht detektiert. Somit wird in einem derartigen Fall ein optisches Filter 42 verwendet, das Eigenschaften aufweist, die schmalbandiges Licht selektiv durchlassen. Wenn mehrere Strahlen von schmalbandigem Licht als Beleuchtungslicht verwendet werden, ist die Farbe des Projektionslichts bevorzugt zu der Farbe komplementär, die durch die mehreren Strahlen des schmalbandigen Lichts gebildet wird. Wenn beispielsweise blaue und rote Strahlen von schmalbandigem Licht verwendet werden, wird violettes Licht auf das Subjekt A angewendet. In einem derartigen Fall wird bevorzugt grünes Projektionslicht verwendet. Während der Projektion erscheint ein Nachbild des Beleuchtungslichts, das auf das Subjekt A angewendet wird, während die letzte Abbildung in den Augen des Benutzers erscheint. Durch die Verwendung von Projektionslicht einer Farbe, die zu der Farbe des Beleuchtungslichts komplementär ist, kann die Sichtbarkeit des projizierten Bildes verbessert werden.
  • Alternativ kann, wie in 12 abgebildet, eine Lichtquelleneinheit 101 mit drei Laserlichtquellen 15R, 15G und 15B ausgestattet sein, die jeweils rote (R), grüne (G) und blaue (B) Laserstrahlen ausgeben, von denen mindestens einer als Beleuchtungslaserlichtquelle verwendet werden kann und mindestens einer als Projektionslaserlichtquelle verwendet werden kann.
  • Ein Beispiel der Anwendung der Lichtquelleneinheit 101 ist die Projektion eines Bildes eines Blutgefäßes.
  • Hämoglobin reflektiert rotes Licht stark und absorbiert blaues Licht stark, und somit besteht eine Differenz zwischen der Intensität des roten reflektierten Lichts und der Intensität des blauen reflektierten Lichts zwischen der Position, in der ein Blutgefäß vorhanden ist, und der Position, in der kein Blutgefäß vorhanden ist. Somit werden bei dem Bildgebungsvorgang rotes Beleuchtungslicht und blaues Beleuchtungslicht auf das Subjekt A angewendet, um rotes reflektiertes Licht und blaues reflektiertes Licht zu detektieren, und die Differenz zwischen der Intensität von rotem reflektierten Licht und blauem reflektierten Licht wird berechnet, um auf der Grundlage der Differenz die Position zu identifizieren, in der ein Blutgefäß vorhanden ist. Bei dem Projektionsvorgang kann durch Anwenden von grünem Projektionslicht auf die identifizierte Position ein klares Bild des Blutgefäßes auf das Subjekt A projiziert werden.
  • Bei dieser Ausführungsform, wie in 13 abgebildet, kann eine Lichtquelleneinheit 102 ferner mit einer therapeutischen Laserlichtquelle 16 ausgestattet sein, die therapeutisches Licht ausgibt. Das therapeutische Licht ist ein Laserstrahl zum Behandeln von Körpergewebe.
  • In einem derartigen Fall kann eine Behandlung, die therapeutisches Licht verwendet, kombiniert mit der Bildgebung des Bildes aus Beobachtungslicht und der Projektion des Bildes aus Beobachtungslicht erfolgen. In einem derartigen Fall wird bevorzugt Beleuchtungslicht, das die Beobachtung der zu behandelnden Stelle ermöglicht, verwendet. Beispielsweise wird Erregerlicht auf die zu behandelnde Stelle angewendet, an der sich eine fluoreszierende Substanz angesammelt hat. Dann werden, wie in 14A und 14B abgebildet, die Behandlung, Bildgebung und Projektion nacheinander ausgeführt; dadurch kann die Wirkung der Behandlung auf Echtzeitbasis überprüft werden, indem das projizierte Fluoreszenzbild verwendet wird, und das therapeutische Licht kann auf der Grundlage der Wirkung der Behandlung gesteuert werden. Wenn die Behandlung und Bildgebung nacheinander ausgeführt werden, sind die Farbe des therapeutischen Lichts und die Farbe des Beleuchtungslichts bevorzugt komplementär zueinander.
  • Wenn der gleiche Laserstrahl als therapeutisches Licht und als Beleuchtungslicht verwendet wird, wie in 14C abgebildet, können Behandlung und Abbildung gleichzeitig erfolgen.
  • Bei dieser Ausführungsform ist in der Datentabelle der Intensitätswert des Beobachtungslichts mit der Reihenfolge N verknüpft, in der das Beobachtungslicht detektiert wird; alternativ kann, wie in 15 abgebildet, der Intensitätswert mit den zweidimensionalen Koordinaten der Position verknüpft sein, in der das Beobachtungslicht detektiert wird. In einem derartigen Fall, wie in 16 abgebildet, ist ein Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung 200 ferner mit einer Koordinatenberechnungseinheit 80 ausgestattet, welche die zweidimensionalen Koordinaten jeder Detektionsposition berechnet.
  • 17 bildet die Vorgänge bei dieser Variante ab. Während des Bildgebungsvorgangs empfängt die Koordinatenberechnungseinheit 80 ein Abtastansteuersignal von der Signalgebereinheit 33, berechnet aus dem Ansteuersignal die Koordinaten der Detektionsposition, wobei es sich um die Position des Beleuchtungslichts auf der Abtastbahn T zu jedem Detektionszeitpunkt handelt (Schritt S21), und sendet die berechneten Koordinaten an die Speichereinheit 50. In der Datentabelle werden die Koordinaten der Detektionsposition des Beobachtungslichts und die Intensität in Verbindung miteinander aufgezeichnet (Schritt S22). Somit werden zweidimensionale Bilddaten des Beobachtungslichts als Datentabelle erzeugt.
  • Während des Projektionsvorgangs empfängt die Koordinatenberechnungseinheit 80 ein Abtastansteuersignal von der Signalgebereinheit 33, berechnet die Koordinaten (X, Y) der Position des Projektionslichts auf der Abtastbahn T (Schritt S23) und sendet die berechneten Koordinaten an die Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht. Die Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht liest den Intensitätswert D(X,Y), der mit den Koordinaten (X, Y) verknüpft ist, aus der Speichereinheit 50 aus (Schritt S24) und berechnet die Intensität des Projektionslichts aus der Funktion F(D(X,Y)) unter Verwendung des Intensitätswertes D(X,Y).
  • Bei dieser Ausführungsform, wie in 18 abgebildet, kann ein Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung 300 ferner mit einer Datenverarbeitungseinheit 90 ausgestattet sein, welche die Datentabelle, die in der Speichereinheit 50 erzeugt wird, verarbeitet.
  • Die Datenverarbeitungseinheit 90 verarbeitet die Datentabelle zwischen dem Bildgebungsvorgang und dem Projektionsvorgang (zwischen Schritt S8 und Schritt S9). Somit steuert die Einheit 62 zum Steuern von Projektionslicht die Intensität des Projektionslichts auf der Grundlage der Datentabelle, die durch die Datenverarbeitungseinheit 90 verarbeitet wird.
  • Die Datenverarbeitung bedingt beispielsweise eine Binarisierung des Intensitätswertes oder eine Kontrastverstärkung. Durch diesen Prozess kann die Differenz zwischen dem hohen Intensitätswert und dem niedrigen Intensitätswert erweitert werden, und somit kann die Sichtbarkeit des projizierten Bildes auf dem Subjekt A verbessert werden.
  • Wenn die Datentabelle zweidimensionalen Bilddaten entspricht, kann die Datenverarbeitungseinheit 90 diverse Arten der Bildverarbeitung, wie etwa Kantenverstärkung oder Entrauschen, zusätzlich zur Binarisierung und Kontrastverstärkung an der Datentabelle ausführen.
  • Bei dieser Ausführungsform werden der Bildgebungsvorgang und der Projektionsvorgang bei jeder Einzelbildzykluseinheit umgeschaltet; alternativ können der Bildgebungsvorgang und der Projektionsvorgang bei jeder Zeiteinheit, die kürzer als ein Einzelbildzyklus ist, umgeschaltet werden.
  • Wenn beispielsweise der Bildgebungsvorgang und der Projektionsvorgang jeweils bei einer Detektionszyklus- (Abtastzyklus-) Einheit des Beobachtungslichts durch die optische Detektionseinheit 40 umgeschaltet werden, so dass das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht während des gleichen Einzelbildzyklus abwechselnd auf das Subjekt A angewendet werden, können die Echtzeiteigenschaften des projizierten Bildes, das auf dem Subjekt A gebildet wird, weiter verbessert werden.
  • Alternativ können der Bildgebungsvorgang und der Projektionsvorgang bei jeder Abtastzykluseinheit des Beleuchtungslichts und des Projektionslichts durch die optische Abtasteinheit 30 umgeschaltet werden. Der Abtastzyklus ist der Umlaufbahnzyklus (= 1/Vibrationsfrequenz der Lichtleitfaser 31) beim spiralförmigen Abtasten.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 200, 300
    Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung
    2
    Endoskopgerät
    3
    Anzeigegerät
    4
    Endoskophauptteil
    4a
    Behandlungsinstrumentenkanal
    5
    Prozessor
    6
    Einfügeabschnitt
    7
    Controller-Vorrichtung
    10, 101, 102
    Lichtquelleneinheit
    11
    Beleuchtungslaserlichtquelle
    12
    Projektionslaserlichtquelle
    13
    Optokoppler
    14
    Lasertreiber
    15R, 15G, 15B
    Laserlichtquelle
    16
    Therapeutische Laserlichtquelle
    20
    Schalteinheit
    30
    Optische Abtasteinheit
    31
    Lichtleitfaser
    32
    Scanner
    33
    Signalgebereinheit
    34
    Scanner-Treiber
    40
    Optische Detektionseinheit
    41
    Lichtleitfaser
    42
    Optisches Filter
    43
    Optischer Detektor
    44
    A/D-Wandler
    50
    Speichereinheit
    61
    Beleuchtungslichtsteuereinheit
    62
    Einheit zum Steuern von Projektionslicht
    70
    Haupt-Controller-Einheit
    80
    Koordinatenberechnungseinheit
    90
    Datenverarbeitungseinheit
    100
    Endoskopsystem
    S
    Abtastbahn
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 20115002 [0003]

Claims (10)

  1. Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung, umfassend: eine Lichtquelleneinheit, die Beleuchtungslicht und Projektionslicht ausgibt, wobei das Projektionslicht im sichtbaren Bereich liegt; eine optische Abtasteinheit, die das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht, die von der Lichtquelleneinheit ausgegeben werden, entlang einer vorbestimmten Abtastbahn abtastet; eine Schalteinheit, welche die Ausgabe aus der Lichtquelleneinheit derart umschaltet, dass das Beleuchtungslicht und das Projektionslicht abwechselnd ausgegeben werden; eine optische Detektionseinheit, die Beobachtungslicht detektiert, das durch ein Subjekt, das mit dem Beleuchtungslicht bestrahlt wird, erzeugt wird; eine Speichereinheit, die Daten speichert, in denen eine Intensität des Beobachtungslichts, das mit der optischen Detektionseinheit detektiert wird, mit Information verknüpft wird, die eine Detektionsposition auf der Abtastbahn angibt; und eine Einheit zum Steuern von Projektionslicht, die auf der Grundlage der Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, eine Intensität des Projektionslichts, das auf jede Position auf der Abtastbahn anzuwenden ist, steuert.
  2. Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung nach Anspruch 1, wobei die Schalteinheit zwischen dem Beleuchtungslicht und dem Projektionslicht bei jeder Einzelbildzykluseinheit umschaltet.
  3. Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung nach Anspruch 1, wobei die Schalteinheit zwischen dem Beleuchtungslicht und dem Projektionslicht entweder bei jeder Detektionszykluseinheit des Beobachtungslichts durch die optische Detektionseinheit oder bei jeder Abtastzykluseinheit des Beleuchtungslichts und des Projektionslichts durch die optische Abtasteinheit umschaltet.
  4. Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lichtquelleneinheit als Beleuchtungslicht Erregerlicht ausgibt, das die Fluoreszenz erregt, die in dem Subjekt enthalten ist, und die optische Detektionseinheit mit einem Erregerlichtsperrfilter ausgestattet ist, welches das Erregerlicht blockiert und die Fluoreszenz durchlässt und die Fluoreszenz detektiert, die durch das Erregerlichtsperrfilter gegangen ist.
  5. Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lichtquelleneinheit Infrarotlicht als Beleuchtungslicht ausgibt.
  6. Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lichtquelleneinheit therapeutisches Licht zum Behandeln von Körpergewebe ausgeben kann, und die Schalteinheit die Ausgabe der Lichtquelleneinheit zwischen dem Beleuchtungslicht, dem Projektionslicht und dem therapeutischen Licht umschaltet.
  7. Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Speichereinheit die Reihenfolge, in der das Beobachtungslicht mit der optischen Detektionseinheit detektiert wird, als die Information, welche die Detektionsposition angibt, speichert und die Intensität des Beobachtungslichts in Übereinstimmung mit der Reihenfolge innerhalb der Daten aufführt, und die Einheit zum Steuern von Projektionslicht die Intensität des Projektionslichts gemäß der Reihenfolge der Intensität des Beobachtungslicht innerhalb der Daten steuert.
  8. Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend eine Koordinatenberechnungseinheit, welche Koordinaten der Detektionsposition des Beobachtungslichts, das mit der optischen Detektionseinheit detektiert wird, berechnet, wobei die Speichereinheit die Koordinaten, die durch die Koordinatenberechnungseinheit berechnet werden, als die Information speichert, welche die Detektionsposition angibt, speichert.
  9. Abbildungs-/Projektionsgerät mit optischer Abtastung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner umfassend eine Datenverarbeitungseinheit, welche die Daten, die in der Speichereinheit gespeichert sind, verarbeitet, wobei die Einheit zum Steuern von Projektionslicht die Intensität des Projektionslichts auf der Grundlage der Daten steuert, die durch die Datenverarbeitungseinheit verarbeitet werden.
  10. Endoskopsystem, umfassend das Abbildungs-/ Projektionsgerät mit optischer Abtastung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und ein Endoskopgerät, das ein endoskopisches Bild des Subjekts erfasst.
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