JP2001128925A - 蛍光表示方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正常組織と病変組織から発せられた蛍光スペ
クトルの形状の違いが顕著に現れる中心波長を指定し、
さらに表示コントラストが低下しない帯域幅を指定して
光強度を検出し、組織性状を高い信頼度で判別できる情
報を表示する。 【解決手段】 ＧａＮ系半導体レーザ114 から励起光L2
を生体測定部10に照射する。測定部10から発せられる蛍
光L3は、イメージファイバ103 を介して、透過帯域４８
０nm±７０nmのフィルタと全波長帯域を透過させるブラ
ンクから成るモザイクフィルタ123 がオンチップされた
ＣＣＤ撮像素子125 に受光される。Ｂａ’／Ｗａ算出部
128 は、ＣＣＤ撮像素子125 の画素毎に、４８０nm±７
０nm帯域の光強度Ｂａ’と全波長帯域の光強度Ｗａの比
であるＢａ’／Ｗａを算出する。比較部131 は、予め正
常組織と病変組織から検出した蛍光に基づいて設定され
た基準値ＲＥとＢａ’／Ｗａを比較する。比較結果はモ
ニタ180 に表示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体の観察部に励
起光を照射し、生体内在色素から発せられる自家蛍光の
特性に応じた情報を表示する蛍光表示方法および装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、生体内在色素の励起波長領域
にある励起光を生体に照射した場合に、正常組織と病変
組織では、発する蛍光強度が異なることを利用して、生
体観察部に所定波長の励起光を照射し、生体内在色素が
発する蛍光を受光することにより病変組織の局在・浸潤
範囲を蛍光画像として表示する技術が提案されている。

【０００３】通常、励起光を照射すると、図５に示すよ
うに、正常組織からは強い蛍光が発せられ、病変組織か
らは微弱な蛍光が発せられるため、表示された蛍光画像
に基づいて、観察者は病変状態を判定することができ
る。

【０００４】この種の蛍光表示装置は基本的に、生体内
在色素の励起波長領域にある励起光を生体に対して照射
する励起光照射手段と、生体内在色素が発する蛍光を検
出する蛍光検出手段と、蛍光検出手段の検出結果を表示
する表示手段とからなるものであり、多くの場合、体腔
内部に挿入される内視鏡や、コルポスコープあるいは手
術用顕微鏡等に組み込まれた形に構成される。

【０００５】ところで、上述のような蛍光表示装置にお
いては、病変組織の判定の信頼度を向上させるために
は、全測定波長帯域の総蛍光強度を反映させた蛍光画像
を表示するよりは、正常組織と病変組織の蛍光強度の差
が大きい波長帯域を切り出し、その切り出した波長帯域
の光強度を反映させた蛍光画像を表示したほうが、正常
組織と病変組織のコントラストが大きくなり、病変状態
の判定精度を向上させることができる。このため、正常
組織と病変組織での蛍光強度差が比較的大きい緑色波長
帯域の蛍光強度を選択的に検出して表示する蛍光表示装
置が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、生体組
織から発せられる蛍光は非常に弱いものであるため、従
来では、光強度を確保するために、緑色波長帯域をカバ
ーする広い帯域幅の波長帯域を切り出すことが多かっ
た。このため、望ましい中心波長や帯域幅に関する十分
な検討は行われず、望ましい検出波長および検出帯域幅
が数値として提示されていないという問題があった。

【０００７】本発明は上記問題に鑑み、正常組織と病変
組織から発せられた蛍光の蛍光強度の違いが顕著に顕れ
る検出波長や検出帯域幅に関して検討し、数値で提示さ
れた適切な波長帯域で蛍光を切り出して光強度を検出
し、その光強度に応じた情報を表示する信頼度の向上し
た蛍光表示装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の蛍光
表示方法は、励起光を照射された生体の測定部から発せ
られた蛍光から、４８０nm±７０nm以下であって少なく
とも４５０nm〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂを検
出し、該光強度Ｂに応じた情報を表示することを特徴と
するものである。

【０００９】また、本発明による第２の蛍光表示方法
は、励起光を照射された生体の測定部から発せられた蛍
光から、全測定波長帯域の光強度Ｗと、４８０nm±７０
nm以下であって少なくとも４５０nm〜４８０nmを含む波
長帯域の光強度Ｂ’、６３０nm±７０nm以下であって少
なくとも６００nm〜６３０nmを含む波長帯域の光強度Ｒ
１または７００nm±７０nm以下であって少なくとも７０
０nm〜７１０nmを含む波長帯域の光強度Ｒ２の中の少な
くとも１つの光強度を検出し、この検出した光強度と前
記光強度Ｗとの比率に応じた情報を表示することを特徴
とするものである。

【００１０】本発明による第３の蛍光表示方法は、励起
光を照射された生体の測定部から発せられた蛍光から、
４８０nm±７０nm以下であって少なくとも４５０nm〜４
８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂと、全測定波長帯域の
光強度Ｗと、４８０nm±７０nm以下であって少なくとも
４５０nm〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂ’、６３
０nm±７０nm以下であって少なくとも６００nm〜６３０
nmを含む波長帯域の光強度Ｒ１または７００nm±７０nm
以下であって少なくとも７００nm〜７１０nmを含む波長
帯域の光強度Ｒ２の中の少なくとも１つの光強度を検出
し、前記光強度Ｂ’、Ｒ１、Ｒ２のうち前記検出した光
強度と前記光強度Ｗとの比率と、前記光強度Ｂとに基づ
いた情報を表示することを特徴とするものである。

【００１１】なお、前記少なくとも１つの光強度として
光強度Ｂ’を検出する場合、光強度Ｂ’は光強度Ｂと同
一であっても、異なってもよく、同一の場合には、光強
度Ｂと別個に光強度Ｂ’を検出することなく光強度Ｂを
光強度Ｂ’として用いても良い。この様に光強度Ｂ’と
して光強度Ｂを用いた場合も、本発明では「光強度Ｂ’
を検出し」に該当するものである。

【００１２】また、本発明の第１に蛍光表示装置は、励
起光を生体の測定部に照射する励起光照射手段と、前記
励起光の照射により前記測定部から発せられた蛍光か
ら、４８０nm±７０nm以下であって少なくとも４５０nm
〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂを検出する第１の
光強度検出手段と、前記第１の光強度検出手段で検出さ
れた光強度Ｂに応じた情報を表示する蛍光表示手段とを
備えることを特徴とするものである。

【００１３】本発明の第２の蛍光表示装置は、励起光を
生体の測定部に照射する励起光照射手段と、前記励起光
の照射により前記測定部から発せられた蛍光から、全測
定波長帯域の光強度Ｗを検出する第２の光強度検出手段
と、前記蛍光から、４８０nm±７０nm以下であって少な
くとも４５０nm〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂ’
を検出する第３の光強度検出手段、６３０nm±７０nm以
下であって少なくとも６００nm〜６３０nmを含む波長帯
域の光強度Ｒ１を検出する第４の光強度検出手段または
７００nm±７０nm以下であって少なくとも７００nm〜７
１０nmを含む波長帯域の光強度Ｒ２を検出する第５の光
強度検出手段の中の少なくとも１つの光強度検出手段
と、前記１つの光強度検出手段で検出した光強度と前記
光強度Ｗとの比率に応じた情報を表示する蛍光表示手段
とを備えることを特徴とするものである。

【００１４】さらに、本発明の第３の蛍光表示装置は、
励起光を生体の測定部に照射する励起光照射手段と、前
記励起光の照射により前記測定部から発せられた蛍光か
ら、４８０nm±７０nm以下であって少なくとも４５０nm
〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂを検出する第１の
光強度検出手段と、全測定波長帯域の光強度Ｗを検出す
る第２の光強度検出手段と、前記蛍光から、４８０nm±
７０nm以下であって少なくとも４５０nm〜４８０nmを含
む波長帯域の光強度Ｂ’を検出する第３の光強度検出手
段、６３０nm±７０nm以下であって少なくとも６００nm
〜６３０nmを含む波長帯域の光強度Ｒ１を検出する第４
の光強度検出手段または７００nm±７０nm以下であって
少なくとも７００nm〜７１０nmを含む波長帯域の光強度
Ｒ２を検出する第５の光強度検出手段の中の少なくとも
１つの光強度検出手段と、前記１つの光強度検出手段で
検出した光強度と前記光強度Ｗとの比率と、前記光強度
Ｂとに基づいた情報を表示する蛍光表示手段とを備える
ことを特徴とするものである。

【００１５】なお、前記少なくとも１つの光強度検出手
段として第３の光強度検出手段を備える場合、第３の光
強度検出手段は第１の光強度検出手段と同一であって
も、異なっていてもよく、同一の場合には、第１の光強
度検出手段と別個に第３の光強度検出手段を備えること
なく、第１の光強度検出手段を第３の光強度検出手段と
して用いても良い。この様に、第３の光強度検出手段と
して第１の光強度検出手段を用いる場合も、本発明では
「第３の光強度検出手段を備え」に該当するものであ
る。

【００１６】本発明における蛍光表示装置においては、
上記蛍光強度検出手段が、測定部から発せられる蛍光を
２次元的に撮像する撮像素子と、該撮像素子の前面に設
けられ、所望の波長帯域を選択する波長選択手段とを備
えることが好ましい。

【００１７】また、上記蛍光強度検出手段が、生体部位
上の１点から発せられる蛍光を取得する蛍光取得手段を
備えるものでもよい。

【００１８】また、本発明における蛍光表示装置におい
ては、励起光として、正常組織の特徴的な光強度ピーク
から外れた、３８０nmから４２０nmの波長の光を用いる
ことが望ましい。上記励起光照射手段としては、ＧａＮ
系の半導体レーザが好適である。

【００１９】また上記表示手段における表示方法として
は、如何なるものでも良く、例えば、４８０nmを含む所
定の波長帯域の光強度と全測定波長帯域の光強度を検出
して、両者の比率に応じた情報を表示する場合であれ
ば、光強度の比率をモニタやプリンタ等に表示する方法
でもよく、また単に光強度の比率に応じて、表示色の色
合いや輝度値を変化させる方法でもよく、その種別を問
わない。

【００２０】

【発明の効果】生体組織に励起光が照射されていると
き、生体組織からは、図５にスペクトルを示すような自
家蛍光が発せられる。この自家蛍光は、ＦＡＤ、コラー
ゲン、ファイブロネクチン、ポルフィリン、等の種々の
生体内在色素からの蛍光が重畳したものと推測されてい
る。図５には、発明者等により測定された、正常組織か
ら発せられた蛍光と病変組織から発せられた蛍光の代表
的な蛍光スペクトルが記載されている。

【００２１】正常組織部と病変組織とでは、蛍光スペク
トルの大きさが異なると共に形状も異なり、正常組織は
自家蛍光が全体的に大きいが病変組織は自家蛍光が全体
的に減少する。また、正常組織では、青色帯域である４
８０nm近傍にスペクトル強度のピークを有しているが、
病変組織では、僅かな蛍光が発せられれているのみであ
る。この図から、正常組織と病変組織から発せられた蛍
光スペクトルのスペクトル強度の差異が顕著に現れる波
長は４８０nm近傍であり、検出波長の中心波長としては
４８０nmが望ましいことがわかる。

【００２２】発明者等は、さらに複数の被測定者を対象
とし、病変組織とその近傍の正常組織から発せられた蛍
光スペクトルを検出し、各々の蛍光スペクトルから４８
０nmを中心波長とし、測定帯域幅を変化させた場合の光
強度を算出し、その比を求めた。図６にその算出結果を
示す。

【００２３】この図から、正常組織から検出した光強度
と病変組織から検出した光強度の比は、測定帯域幅が１
００nm以下すなわち４８０nm±５０nm以下の場合にはほ
とんど変化せず、帯域幅が１５０nmに達すると、光強度
の比が増加して１に近づき、正常組織から発せられた蛍
光と病変組織から発せられた蛍光のコントラストが低下
していることがわかる。このことから、正常組織から検
出した光強度と病変組織から検出した光強度の比がほと
んど増加していない帯域幅である１４０nmすなわち４８
０nm±７０nm以下の波長帯域の蛍光を切り出すことが望
ましいことがわかった。

【００２４】なお、蛍光スペクトルのピーク位置は、個
体間や同一個体でも測定部位間に若干ばらつきが生じる
ことがあるため、少なくも４５０nm〜４８０nmを含む波
長帯域の光強度を検出することが望ましいことが、実験
結果より明らかとなった。

【００２５】また、各蛍光スペクトルから全測定帯域幅
の蛍光強度を１とした場合の各波長毎の強度比を求めた
蛍光スペクトル強度比分布を図７に示す。スペクトル強
度比分布では、強度比を算出することにより、測定距離
などの測定条件の違いの影響を除去することができ、正
常組織から発せられた蛍光と病変組織から発せられた蛍
光のスペクトル形状の違いが明確に示される。正常組織
では、４８０nm近傍にスペクトル強度のピークを有し、
病変組織では、６３０nm近傍と７００ｎｍ近傍でスペク
トル強度のピークを有している。

【００２６】発明者等は、正常組織と病変組織から発せ
られた蛍光スペクトルの形状の違いが顕著に現れる測定
波長および測定帯域幅に関して、中心波長を４８０nm、
６００nmおよび７００nmとし、上記と同様の方法で検討
した。図８は４８０nmを中心波長とし、測定帯域幅を変
化させた場合の正常組織と病変組織の光強度を算出し、
その比を求めたものである。

【００２７】その結果、スペクトル強度分布と同様に、
スペクトル強度比分布においても、中心波長が４８０nm
である場合には、正常組織から検出した光強度と病変組
織から検出した光強度の比がほとんど増加せず、正常組
織と病変組織のコントラストが低下していない帯域幅で
ある１４０nmすなわち４８０nm±７０nm以下で少なくも
４５０nm〜４８０nmの波長帯域を含む蛍光を切り出すこ
とが望ましいことがわかった。

【００２８】さらに、説明図は省略したが、中心波長を
６３０nmとした場合には、６３０nm±７０nm以下で少な
くも６００nm〜６３０nmを含む波長帯域の蛍光を切り出
すことが望ましく、中心波長を７００nmとした場合に
は、７００nm±７０nm以下で少なくも７００nm〜７１０
nmを含む波長帯域を切り出すことが望ましいことが明ら
かとなった。

【００２９】すなわち、組織性状が不明な測定部から検
出した蛍光から、上記波長帯域の蛍光を切り出し、光強
度を検出し、光強度に応じた情報を表示することによ
り、観察者はその表示から測定部位が正常組織であるか
病変組織であるかを精度良く推測可能となる。

【００３０】上記検討結果から、本発明による第１の蛍
光表示装置によれば、励起光の照射により測定部から発
せられた蛍光から、４８０nm±７０nm以下であって、少
なくも４５０nm〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂを
検出し、光強度Ｂに応じた情報を表示する信頼度の向上
した情報を表示することができる。

【００３１】本発明の第２の蛍光表示装置によれば、励
起光の照射により測定部から発せられた蛍光の４８０nm
±７０nm以下であって少なくも４５０〜４８０nmを含む
波長帯域の光強度Ｂ’、６３０nm±７０nm以下であって
少なくも６００nm〜６３０nmを含む波長帯域の光強度Ｒ
１または７００nm±７０nm以下であって少なくも７００
〜７１０nmを含む波長帯域の光強度Ｒ２と全測定帯域の
光強度Ｗとの比率に応じた情報を表示することにより、
測定距離あるいは測定角度等の測定条件の変動に起因す
るスペクトル強度変動の影響が低減され、スペクトル波
形の特徴を示す信頼性の向上した情報を表示することが
できる。

【００３２】本発明の第発明による第３の蛍光表示装置
では、励起光の照射により測定部から発せられた蛍光の
４８０nm近傍の波長帯域の光強度Ｂと、４８０nm近傍の
波長帯域の光強度Ｂ’、６３０nm近傍の波長帯域の光強
度Ｒ１または７００nm近傍の波長帯域の光強度Ｒ２と全
測定帯域の光強度Ｗとの比率とに基づいた情報を表示す
ることにより、スペクトル強度およびスペクトル波形の
両者の特性を加味した信頼性の向上した情報を表示する
ことができる。

【００３３】上記第１から第３の蛍光表示装置では、蛍
光を２次元的に撮像する撮像素子を備えることにより、
短時間で広範囲に及ぶ蛍光の情報を表示することができ
る。

【００３４】また、生体部上の１点から発せられる蛍光
を取得する蛍光取得手段を備えることにより、所望の部
位から発せられる蛍光の情報を表示できる。

【００３５】なお、正常組織から発せられる蛍光におい
て特徴的に光強度が大きくなる４８０nm近傍から外れた
３８０nmから４２０nmの波長の励起光を用いることによ
り、望ましい波形の蛍光スペクトルを備える蛍光が発せ
られ、表示される情報の信頼度が向上する。また、上記
励起光照射手段としてＧａＮ系半導体レーザを用いるこ
とにより、装置の小型化および低価格化が可能となる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。まず、図１および図２を参
照して、本発明による蛍光表示装置を適用した第１の具
体的な実施の形態である内視鏡装置について説明する。
図１は本発明による蛍光表示装置を適用した内視鏡装置
の概略構成図であり、生体測定部に励起光を照射して、
測定部から発せられた蛍光をイメージファイバにより２
次元的に検出し、高感度撮像素子で受光して、波長帯域
４８０nm±７０nmの光強度Ｂａ’と全測定波長帯域の光
強度Ｗａを検出し、Ｂａ’／Ｗａを算出し、表示するも
のである。

【００３７】本発明の第１の実施の形態にかかる内視鏡
装置は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡
100 、通常像観察用白色光および蛍光測定用励起光を発
する光源を備える照明ユニット110 、蛍光表示時に前記
励起光により生体測定部から生じた蛍光を受光し、Ｂ
ａ’／Ｗａを算出するＢａ’／Ｗａ算出ユニット120 、
予め記憶されている基準値と、算出したＢａ’／Ｗａを
比較して、比較結果に応じた信号を出力する比較ユニッ
ト130 、通常画像および比較結果を可視画像として表示
するための画像処理を行う画像処理ユニット140 、各ユ
ニットに接続され、動作タイミングの制御を行うコント
ローラ150 、画像処理ユニット140 で処理された通常画
像情報を可視画像として表示するモニタ170 、比較結果
結果を表示するモニタ180 から構成されている。

【００３８】内視鏡100 は、内部に先端まで延びるライ
トガイド101 、ＣＣＤケーブル102およびイメージファ
イバ103 を備えている。ライトガイド101 およびＣＣＤ
ケーブル102 の先端部、即ち内視鏡100 の先端部には、
照明レンズ104 および対物レンズ105 を備えている。ま
た、イメージファイバ103 は石英ガラスファイバであ
り、その先端部には集光レンズ106 を備えている。ＣＣ
Ｄケーブル102 の先端部には、ＣＣＤ撮像素子107 が接
続され、該ＣＣＤ撮像素子107 には、ミラー108が取り
付けられている。ライトガイド101 は、多成分ガラスフ
ァイバである白色光ライトガイド101aおよび石英ガラス
ファイバである励起光ライトガイド101bがバンドルさ
れ、ケーブル状に一体化されており、白色光ライトガイ
ド101aおよび励起光ライトガイド101bは照明ユニット11
0 へ接続されている。ＣＣＤケーブル102 の一端は、画
像処理ユニット140 に接続され、イメージファイバ103
の一端は、Ｂａ’／Ｗａ算出ユニット120 へ接続されて
いる。

【００３９】照明ユニット110 は、通常像観察用の白色
光L1を発する白色光源111 、該白色光源111 に電気的に
接続された白色光源用電源112 、蛍光観察用の励起光L2
を発するＧａＮ系半導体レーザ114 および該ＧａＮ系半
導体レーザ114 に電気的に接続されている半導体レーザ
用電源115 を備えている。

【００４０】Ｂａ’／Ｗａ算出ユニット120 は、イメー
ジファイバ103 を経た蛍光L3から励起光近傍の波長であ
る４２０nm以下の波長帯域をカットする励起光カットフ
ィルタ121 、２種類の光学フィルターがモザイク上に組
み合わされたモザイクフィルタ123 がオンチップされた
ＣＣＤ撮像素子125 、該ＣＣＤ撮像素子125 で受光され
た蛍光信号をデジタル化するA/D 変換回路126 、蛍光画
像を記憶する蛍光画像メモリ127 、蛍光画像メモリ127
に記憶された値からＢａ’／Ｗａを算出するＢａ’／Ｗ
ａ算出部128 を備えている。

【００４１】上記モザイクフィルタ123 は図２に示すよ
うな、４８０nm±７０nmの光を透過させるバンドパスフ
ィルタである光学フィルタ124aと全波長帯域を透過させ
るブランク124bから構成されている。

【００４２】比較ユニット130 は、基準値ＲＥが記憶さ
れている記憶部131 と、Ｂａ’／Ｗａ算出部127 で算出
されたＢａ’／Ｗａと記憶部131 に記憶されている基準
値ＲＥとを比較する比較部132 を備えている。

【００４３】基準値ＲＥは、予め正常組織または病変組
織であることが明らかである生体組織から算出したＢ
ａ’／Ｗａに基づいて設定された値である。

【００４４】画像処理ユニット140 は、ＣＣＤ撮像素子
107 で得られた映像信号をデジタル化するA/D 変換回路
141 、デジタル化された通常画像信号を保存する通常画
像メモリ142 、該通常画像メモリ142 から出力された画
像信号および比較部132 の比較結果をビデオ信号に変換
するビデオ信号処理回路143 を備えている。

【００４５】以下、本発明による蛍光表示装置を適用し
た上記構成の内視鏡装置の作用について説明する。最初
に、本内視鏡装置の通常像観察時の作用を説明する。

【００４６】通常観察時には、コントローラ150 からの
信号に基づき白色光源電源112 が駆動され、白色光源11
1 から白色光L1が射出される。白色光L1は、レンズ113
を経て白色光ライトガイド101aに入射され、内視鏡先端
部まで導光された後、照明レンズ104 から測定部22へ照
射される。

【００４７】白色光L1の反射光は対物レンズ105 によっ
て集光され、ミラー108 に反射して、ＣＣＤ撮像素子10
7 に結像される。ＣＣＤ撮像素子107 からの映像信号は
A/D変換回路141 へ入力され、デジタル化された後、通
常画像メモリ142 により保存される。該通常画像メモリ
142 により保存された通常画像信号は、ビデオ信号発生
回路143 によってDA変換後にモニタ170 に入力され、該
モニタ170 に可視画像として表示される。上記一連の動
作は、コントローラ150 によって制御される。

【００４８】次に、蛍光画像を表示する場合の作用につ
いて説明する。コントローラ150 からの信号に基づき、
励起光源電源115 が駆動され、ＧａＮ系半導体レーザ11
4 から波長４１０nmの励起光L2が射出される。励起光L2
は、レンズ116 を透過し、励起光ライトガイド101bに入
射され、内視鏡先端部まで導光された後、照明レンズ10
4 から測定部22へ照射される。

【００４９】励起光L2を照射されることにより生じる測
定部22からの蛍光L3は、集光レンズ106 により集光さ
れ、イメージファイバ103 の先端に入射され、イメージ
ファイバ103 を経て、励起光カットフィルタ121 に入射
する。

【００５０】レンズ122 により集光された蛍光L3は、Ｃ
ＣＤ撮像素子125 にオンチップされたモザイクフィルタ
123 を透過後、ＣＣＤ撮像素子125 で受光され、ＣＣＤ
撮像素子125 からの映像信号はA/D 変換回路126 へ入力
され、デジタルデータに変換された後、蛍光画像メモリ
127 により保存される。

【００５１】この際、蛍光画像メモリ127 では、モザイ
クフィルタ123 の光学フィルタ124aまたはブランク124b
を透過した蛍光の映像信号は各々異なる領域に保存され
る。従って、波長４８０nm±７０nm帯域の蛍光のデータ
と全測定波長帯域の蛍光のデータが蛍光画像メモリ127
の記憶領域内に交互に保存される。

【００５２】Ｂａ’／Ｗａ算出部128 では、蛍光画像メ
モリ127 の隣合う領域に保存されたデータを用いて、各
領域毎にＢａ’／Ｗａを算出し、記憶する。

【００５３】比較部132 では、Ｂａ’／Ｗａ算出部128
に記憶された各領域のＢａ’／Ｗａと記憶部131 に記憶
されている基準値ＲＥを比較する。

【００５４】比較結果は、モニタ180 に画像表示され
る。Ｂａ’／Ｗａが基準値ＲＥ以下である場合と、Ｂ
ａ’／Ｗａが基準値ＲＥより大きい場合とで、測定され
た領域の表示色を変えることにより、測定者は、比較結
果を瞬時に認識可能となる。

【００５５】また、上記比較は、各画素毎ではなく、Ｃ
ＣＤ撮像素子125 のビニング処理に対応する画素単位で
比較処理を行ったり、測定者の所望する任意の範囲の画
素領域単位で比較を行っても良い。あるいは、測定者の
指定した領域のみの比較を行ったり、適宜画素を間引い
て比較を行うこともできる。

【００５６】比較処理を行っていない領域がある場合に
は、その領域の表示色を所定の色で表示することによ
り、比較領域を明確に表示できる。比較画素を間引いた
場合などには、近傍の比較結果により補完表示を行う。

【００５７】上記のように、励起光の照射により測定部
から発せられた蛍光から、４８０nm±７０nmの波長帯域
と全測定波長帯域の波長帯域とを切り出し、その光強度
の比率Ｂａ’／Ｗａを基準値ＲＥと比較して、比較結果
を表示することにより、信頼度の向上した情報を表示で
きる。また光強度の比率を基準値と比較しているので、
測定距離あるいは測定角度等の測定条件の変動に起因す
るスペクトル強度変動の変動の影響が低減され、一層表
示される情報の信頼度が向上する。

【００５８】また、ＣＣＤ撮像素子125 を用いて蛍光を
２次元的に撮像することにより、短時間で広範囲に及ぶ
蛍光の比較結果を表示することができる。

【００５９】また、励起光照射手段として波長４１０nm
のＧａＮ系半導体レーザを用いることにより、光強度の
検出に支障なく、装置の小型化および低価格化が可能と
なる。

【００６０】また、モザイクフィルタ123 の構成要素と
して、光学フィルタ124aおよびブランク124bに加え、通
常像を得るために必要な光学フィルタを配設すれば、Ｃ
ＣＤ撮像素子125 を通常像検出と蛍光検出に兼用する事
も可能となる。

【００６１】また、上記の様なモザイクフィルタがオン
チップされたＣＣＤ撮像素子を内視鏡先端に配設すれ
ば、同様に通常像検出と蛍光検出に兼用することができ
る。

【００６２】さらに、本装置では、光強度の比率が基準
値ＲＥより大きいかまたは小さいかの比較を行い、表示
するようにしたが、このような比較を行なうことなく、
検出した２つの波長帯域の光強度を加色混合法により表
示し、光強度の比率を表示画面の色合いの変化として表
すこともできる。また、２つの波長帯域の光強度を除算
し、その値をそのまま輝度値や色合いの変化として表示
してもよい。

【００６３】次に図３および４を参照して、本発明によ
る蛍光表示装置を適用した第２の具体的な実施の形態で
ある内視鏡装置について説明する。図３は本発明による
蛍光表示装置を適用した内視鏡装置の概略構成図であ
り、生体測定部に励起光を照射して、これにより生じた
蛍光を石英ファイバにより検出することにより、生体部
位の一点から発せられた蛍光から、波長帯域４８０nm±
３０nmの光強度Ｂｂ’と全測定波長帯域の光強度Ｗｂを
検出し、Ｂｂ’／Ｗｂを算出し、表示するものである。

【００６４】本発明の実施の形態にかかる内視鏡装置
は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡200
、通常像観察用白色光および蛍光測定用励起光を発す
る光源を備える照明ユニット210 、励起光と測定した蛍
光の光路を分ける光路分離部220、蛍光表示時に前記励
起光により生体測定部から生じた蛍光を受光し、Ｂｂ’
／Ｗｂを算出するＢｂ’／Ｗｂ算出ユニット230 、予め
記憶されている基準値と、算出したＢｂ’／Ｗｂを比較
して、比較結果に応じた信号を出力する比較ユニット24
0 、通常画像をおよび比較結果を可視画像として表示す
るための画像処理を行う画像処理ユニット250 、各ユ
ニットに接続され、動作タイミングの制御を行うコント
ローラ260 、画像処理ユニット250 で処理された通常画
像情報を可視画像として表示するモニタ170 、比較結果
を表示するモニタ180 、励起光および蛍光を導光する石
英ファイバ290 から構成されている。

【００６５】内視鏡200 は、内部に先端まで延びるライ
トガイド201 、ＣＣＤケーブル202および石英ファイバ2
90 が貫通している鉗子口203 を備えている。ライトガ
イド201 およびＣＣＤケーブル202 の先端部、即ち内視
鏡200 の先端部には、照明レンズ204 および対物レンズ
205 を備えている。ＣＣＤケーブル202 の先端部には、
ＣＣＤ撮像素子206 が接続され、該ＣＣＤ撮像素子206
には、ミラー207 が取り付けられている。ライトガイド
201 の一端は照明ユニット210 へ接続され、ＣＣＤケー
ブル202 の一端は、画像処理ユニット250 に接続されて
いる。

【００６６】照明ユニット210 は、通常像観察用の白色
光L4を発する白色光源211 、該白色光源211 に電気的に
接続された白色光源用電源212 、蛍光観察用の励起光L5
を発する励起光源としてのＧａＮ系半導体レーザ214 お
よび該ＧａＮ系半導体レーザ214 に電気的に接続されて
いる半導体レーザ用電源215 を備えている。

【００６７】光路分離部220 はＧａＮ系半導体レーザ21
4 から出力される励起光L5を石英ファイバ290 へ入射さ
せ、また逆に石英ファイバ290 を通ってくる蛍光L6を仮
主成分得点算出ユニット230 へ透過させるダイクロイッ
クミラー221 を備える。

【００６８】Ｂｂ’／Ｗｂ算出ユニット230 は、石英フ
ァイバ290 を経た蛍光L6から励起光近傍の波長をカット
する励起光カットフィルタ231 、該励起光カットフィル
タ231 を透過した蛍光L6から所望の波長帯域を切り出す
切換フィルタ233 、該切換フィルタ233 を回転させるフ
ィルタ回転装置235 、切換フィルタ233 を透過した蛍光
の光強度を測定する光検出器236 、該光検出器236 に記
憶された測定データを記憶する測定データメモリ237 お
よび測定データメモリ237 に記憶された値からＢｂ’／
Ｗｂを算出するＢｂ’／Ｗｂ算出部238 を備えている。

【００６９】上記切換フィルタ233 は図４に示すよう
な、４８０nm±３０nmの光を透過させるバンドパスフィ
ルタである光学フィルタ234aおよび全波長帯域を透過さ
せるブランク234bから構成される。

【００７０】比較ユニット240 は、基準値ＲＥ’が記憶
されている記憶部241 と、Ｂｂ’／Ｗｂ算出部237 で算
出されたＢｂ’／Ｗｂと記憶部241 に記憶されている基
準値ＲＥ’とを比較する比較部242 を備えている。

【００７１】基準値ＲＥ’は、予め正常組織または病変
組織であると認められた生体組織から求めたＢｂ’／Ｗ
ｂに基づいて設定され、記憶部241 に記憶されている。

【００７２】画像処理ユニット250 は、ＣＣＤ撮像素子
206 で得られた映像信号をデジタル化するA/D 変換回路
251 、デジタル化された通常画像信号を保存する通常画
像メモリ252 、該通常画像メモリ252 から出力された画
像信号および比較部242 の比較結果をビデオ信号に変換
するビデオ信号処理回路253 を備えている。

【００７３】以下、本発明による蛍光表示装置を適用し
た上記構成の内視鏡装置の作用について説明する。最初
に、本内視鏡装置の通常像観察時の作用を説明する。通
常観察時には、コントローラ260 からの信号に基づき白
色光源電源212 が駆動され、白色光源211 から白色光L4
が射出される。白色光L4は、レンズ213 を経てライトガ
イド201 に入射され、内視鏡先端部まで導光された後、
照明レンズ204 から測定部11を含む観察部20へ照射され
る。

【００７４】白色光L4の反射光は対物レンズ205 によっ
て集光され、ミラー207 により、光路を直角に反射さ
れ、ＣＣＤ撮像素子206 に結像される。ＣＣＤ撮像素子
206 からの映像信号はA/D 変換回路251 へ入力され、デ
ジタル化された後、通常画像メモリ252 により保存され
る。該通常画像メモリ252 により保存された通常画像信
号は、ビデオ信号発生回路253 によってDA変換後にモニ
タ270 に入力され、該モニタ270 に可視画像として表示
される。上記一連の動作は、コントローラ260 によって
制御される。

【００７５】次に、蛍光情報の表示時の作用について説
明する。コントローラ260 からの信号に基づき、励起光
源電源215 が駆動され、ＧａＮ系半導体レーザ214 から
波長４１０nmの励起光L5が射出される。励起光L5は、レ
ンズ216 を透過し、ダイクロイックミラー221 に向か
う。ダイクロイックミラー221 で反射された励起光L5
は、レンズ222 によって石英ファイバ290 に入射され、
内視鏡の鉗子口203 内を経て、測定部11近傍まで導光さ
れ、石英ファイバ290 先端から測定部11へ照射される。

【００７６】励起光L5を照射されることにより生じる測
定部11からの蛍光L6は、石英ファイバ290 の先端に入射
され、石英ファイバ290 およびレンズ222 を経て、ダイ
クロイックミラー221 へ向かう。このダイクロイックミ
ラー221 は、図中左側から入射した光線は、透過させる
構造を備えているものである。該ダイクロイックミラー
221 を透過した蛍光L6は、励起光カットフィルタ231 お
よびレンズ232 を透過し、切換フィルタ233 へ入射す
る。なお、励起光カットフィルタ231 は、波長４２０nm
以上の全蛍光を透過するロングパスフィルタである。励
起光L5の波長は４１０nmであるため、測定部11で反射さ
れた励起光L5は、この励起光カットフィルタ231 でカッ
トされ、切換フィルタ233 へ入射することはない。

【００７７】コントローラ260 の制御により、フィルタ
回転装置235 が駆動され、蛍光L6は、順次光学フィルタ
234aまたはブランク234bを透過した後、光検出器236 に
入射し、光強度が検出される。同時に、測定データメモ
リ237 では、コントローラ260 からの制御により、光学
フィルタ234aを透過した蛍光の光強度Ｂｂ’は、測定デ
ータメモリ237 内の所定領域に保存し、ブランク234bを
透過した蛍光の光強度Ｗｂは異なる領域に保存する。

【００７８】Ｂｂ’／Ｗｂ算出部238 では、測定データ
メモリ237 内に保存された蛍光の光強度データからＢ
ｂ’／Ｗｂを算出する。

【００７９】比較部242 では、記憶部241 に記憶されて
いる基準値ＲＥ’と、Ｂｂ’／Ｗｂ算出部238で算出さ
れたＢｂ’／Ｗｂを比較する。

【００８０】比較結果は、モニタ180 に表示される。

【００８１】従って、上記のように、石英ファイバによ
り導光された蛍光の蛍光スペクトルから波長帯域４８０
nm±３０nmの光強度Ｂｂ’と、全測定波長帯域の光強度
Ｗ’を検出し、その光強度の比率であるＢｂ’／Ｗｂを
算出し、基準値ＲＥ’と比較して、比較結果を表示する
ことにより、信頼度の向上した情報を表示できる。また
光強度の比率を基準値と比較しているので、測定距離あ
るいは測定角度等の測定条件の変動に起因するスペクト
ル強度変動の変動の影響が提言され、一層表示される情
報の信頼度が向上する。

【００８２】さらに、本装置では、測定部位と石英ファ
イバ290 の先端部との距離を小さくすることができ、検
出帯域幅を３０nmにしても十分な光強度が得られる。こ
のため切り出し波長帯域の狭帯域化により、さらに信頼
度の向上した情報を表示することができる。

【００８３】また、励起光照射手段として波長４１０nm
のＧａＮ系半導体レーザを用いることにより、光強度の
検出に支障なく、装置の小型化および低価格化が可能と
なる。

【００８４】なお、本装置では、光強度の比率が基準値
ＲＥ’より大きいかまたは小さいかの比較を行い、表示
するようにしたが、このような比較を行なうことなく、
検出した２つの波長帯域の光強度を加色混合法により表
示し、光強度の比率を表示画面の色合いの変化として表
すこともできる。また、２つの波長帯域の光強度を除算
し、その値をそのまま輝度値や色合いの変化として表示
してもよい。

【００８５】上記第１および第２の実施の形態において
は、全測定波長帯域の光強度と４８０nm近傍の波長帯域
の光強度を求め、両者の比率を求めたが、４８０nm近傍
の波長帯域の蛍光の代わりに６３０nm近傍または７００
nm近傍の波長帯域の蛍光を切り出して光強度を検出し、
その光強度と全測定波長帯域の光強度との比率を求めて
もよい。

【００８６】また、各実施の形態においては、全測定波
長帯域の光強度と４８０nm近傍の波長帯域の光強度の比
率に応じた情報を表示したが、４８０nm近傍の波長帯域
の光強度のみに応じた情報を表示するものでもよい。例
えば、予め正常組織と病変組織から４８０nm近傍の光強
度を検出し、基準値を記憶しておき、測定部から発せら
れた蛍光から４８０nm近傍の光強度Ｂを検出し、基準値
と比較して、比較結果を表示するものでもよい。４８０
nm近傍の光強度Ｂのみを検出する場合には、使用するフ
ィルタは４８０nm近傍を波長帯域を透過させる光学フィ
ルタのみから構成されるもので良いため、光学系を簡素
化することができる。

【００８７】さらに、４８０nm近傍の波長帯域の光強度
と、全測定波長帯域の光強度と４８０nm近傍、６３０nm
または７００nm近傍の波長帯域の光強度の比率との両者
に基づいた情報を表示するものでもよい。例えば、予め
４８０nm近傍の波長帯域の光強度に対応する基準値と、
光強度の比率に対応する基準値を記憶しておき、光強度
も光強度の比率も両者とも、基準値と比較して正常組織
に近い値であった場合のみ、比較結果として正常組織に
近いと表示する方法がある。この場合には、病変組織か
ら発せられた蛍光を正常組織から発せられた蛍光に近い
と誤表示する可能性が低いため、例えば、既往症を有す
る生体において蛍光検出を行う場合など、測定部が病変
組織である可能性の高い場合に好適である。

【００８８】また、他の例として、光強度あるいは、光
強度の比率のどちらかが、基準値と比較して正常組織に
近い値であった場合には、比較結果として正常組織に近
いと表示する方法がある。この場合には、正常組織から
発せられた蛍光を病変組織から発せられた蛍光に近いと
誤表示する可能性が低いため、例えば、測定部が病変組
織である可能性の低い場合に好適である。

【００８９】上記のように光強度の比率と光強度との両
者に基づいた情報を表示する場合には、モザイクフィル
タまたは切換フィルタを構成する光学フィルタの種類を
増加することで、所望の波長帯域で蛍光を切り出すこと
ができる。また、４８０nm近傍の波長帯域の光強度と、
全測定波長帯域の光強度と４８０nm近傍の波長帯域の光
強度の比率との両者に基づいた情報を表示するものであ
れば、４８０nm近傍の波長帯域を透過させる光学フィル
タを、光強度Ｂの検出と光強度の比率の検出とに兼用す
ることもできる。

【００９０】上記第１および第２の実施の形態にかかる
各装置に使用されるモニタは、通常画像情報を表示する
モニタ170 および比較結果を表示するモニタ180 を別個
の構成としているが、一つのモニタで兼用することもで
きる。その際の表示の切換方法は、時系列的に自動的に
切り替えられる方法でもよく、また測定者が切換手段を
用いて、任意に切り替える方法でもよい。

【００９１】なお、ＧａＮ系半導体レーザおよび白色光
源を別個の構成としたが、適当な光学透過フィルタを利
用して、単一の光源を励起光と白色光源とで兼用するこ
ともできる。

【００９２】また、励起光導光用のファイバと蛍光導光
用のファイバを分離することや、通常像をイメージファ
イバにより取得する等の本発明の基本構成内での変更が
可能であることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による蛍光表示装置を適用した第１の具
体的な実施の形態である内視鏡装置の概略構成図

【図２】上記第１の具体的な実施の形態の内視鏡装置に
使用されるモザイクフィルタの概略構成図

【図３】本発明による蛍光表示装置を適用した第２の具
体的な実施の形態である内視鏡装置の概略構成図

【図４】上記第２の具体的な実施の形態の内視鏡装置に
使用される切換フィルタの概略構成図

【図５】蛍光の蛍光スペクトルの強度分布を示す説明図

【図６】測定帯域幅と正常組織および病変組織から検出
した光強度の比との関係を示す説明図

【図７】蛍光の蛍光スペクトルの強度比分布を示す説明
図

【図８】測定帯域幅と正常組織および病変組織から検出
した光強度比の比との関係を示す説明図

【符号の説明】

10,11 測定部 20 観察部 L1,L4 白色光 L2,L5 励起光 L3,L6 蛍光 100,200 内視鏡 101,201 ライトガイド 102,202 ＣＣＤケーブル 107,125,206 ＣＣＤ撮像素子 110,210 照明ユニット 111,211 白色光源 114,214 ＧａＮ系半導体レーザ 120 Ｂａ’／Ｗａ算出ユニット 121,231 励起光カットフィルタ 123 モザイクフィルタ 127 蛍光画像メモリ 128 Ｂａ’／Ｗａ算出部 130,240 比較ユニット 131,241 記憶部 132,242 比較部 140,250 画像処理ユニット 142,252 通常画像メモリ 143,253 ビデオ信号発生回路 150,260 コントローラ 170,180 モニタ 220 光路分離部 221 ダイクロイックミラー 230 Ｂｂ’／Ｗｂ算出ユニット 233 切換フィルタ 236 光検出器 237 測定データメモリ 238 Ｂｂ’／Ｗｂ算出部 290 石英ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G043 AA04 BA16 CA09 DA09 EA01 FA01 GA01 GA06 GA08 GA21 GA25 GB01 HA05 HA09 JA03 JA05 KA03 KA05 KA09 LA03 MA01 NA01 NA06 4C061 AA00 BB05 CC07 DD00 GG01 HH54 JJ17 LL02 LL03 LL08 MM00 NN01 NN05 QQ04 QQ07 RR04 RR14 SS21 VV04 WW02 WW05 WW08 WW17 XX02 5C054 AA01 CA04 CA06 CC06 CC07 EB05 EB07 EE08 FC03 GA04 GB01 HA12

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光を照射された生体の測定部から発
   せられた蛍光から、４８０nm±７０nm以下であって少な
   くとも４５０nm〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂを
   検出し、該光強度Ｂに応じた情報を表示することを特徴
   とする蛍光表示方法。
2. 【請求項２】 励起光を照射された生体の測定部から発
   せられた蛍光から、全測定波長帯域の光強度Ｗと、 ４８０nm±７０nm以下であって少なくとも４５０nm〜４
   ８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂ’、６３０nm±７０nm
   以下であって少なくとも６００nm〜６３０nmを含む波長
   帯域の光強度Ｒ１または７００nm±７０nm以下であって
   少なくとも７００nm〜７１０nmを含む波長帯域の光強度
   Ｒ２の中の少なくとも１つの光強度を検出し、この検出
   した光強度と前記光強度Ｗとの比率に応じた情報を表示
   することを特徴とする蛍光表示方法。
3. 【請求項３】 励起光を照射された生体の測定部から発
   せられた蛍光から、４８０nm±７０nm以下であって少な
   くとも４５０nm〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂ
   と、 全測定波長帯域の光強度Ｗと、 ４８０nm±７０nm以下であって少なくとも４５０nm〜４
   ８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂ’、６３０nm±７０nm
   以下であって少なくとも６００nm〜６３０nmを含む波長
   帯域の光強度Ｒ１または７００nm±７０nm以下であって
   少なくとも７００nm〜７１０nmを含む波長帯域の光強度
   Ｒ２の中の少なくとも１つの光強度を検出し、 前記光強度Ｂ’、Ｒ１、Ｒ２のうち前記検出した光強度
   と前記光強度Ｗとの比率と、前記光強度Ｂとに基づいた
   情報を表示することを特徴とする蛍光表示方法。
4. 【請求項４】 励起光を生体の測定部に照射する励起光
   照射手段と、 前記励起光の照射により前記測定部から発せられた蛍光
   から、４８０nm±７０nm以下であって少なくとも４５０
   nm〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂを検出する第１
   の光強度検出手段と、 前記第１の光強度検出手段で検出された光強度Ｂに応じ
   た情報を表示する蛍光表示手段とを備えることを特徴と
   する蛍光表示装置。
5. 【請求項５】 励起光を生体の測定部に照射する励起光
   照射手段と、 前記励起光の照射により前記測定部から発せられた蛍光
   から、全測定波長帯域の光強度Ｗを検出する第２の光強
   度検出手段と、 前記蛍光から、４８０nm±７０nm以下であって少なくと
   も４５０nm〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂ’を検
   出する第３の光強度検出手段、６３０nm±７０nm以下で
   あって少なくとも６００nm〜６３０nmを含む波長帯域の
   光強度Ｒ１を検出する第４の光強度検出手段または７０
   ０nm±７０nm以下であって少なくとも７００nm〜７１０
   nmを含む波長帯域の光強度Ｒ２を検出する第５の光強度
   検出手段の中の少なくとも１つの光強度検出手段と、 前記１つの光強度検出手段で検出した光強度と前記光強
   度Ｗとの比率に応じた情報を表示する蛍光表示手段とを
   備えることを特徴とする蛍光表示装置。
6. 【請求項６】 励起光を生体の測定部に照射する励起光
   照射手段と、 前記励起光の照射により前記測定部から発せられた蛍光
   から、４８０nm±７０nm以下であって少なくとも４５０
   nm〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂを検出する第１
   の光強度検出手段と、 全測定波長帯域の光強度Ｗを検出する第２の光強度検出
   手段と、 前記蛍光から、４８０nm±７０nm以下であって少なくと
   も４５０nm〜４８０nmを含む波長帯域の光強度Ｂ’を検
   出する第３の光強度検出手段、６３０nm±７０nm以下で
   あって少なくとも６００nm〜６３０nmを含む波長帯域の
   光強度Ｒ１を検出する第４の光強度検出手段または７０
   ０nm±７０nm以下であって少なくとも７００nm〜７１０
   nmを含む波長帯域の光強度Ｒ２を検出する第５の光強度
   検出手段の中の少なくとも１つの光強度検出手段と、 前記１つの光強度検出手段で検出した光強度と前記光強
   度Ｗとの比率と、前記光強度Ｂとに基づいた情報を表示
   する蛍光表示手段とを備えることを特徴とする蛍光表示
   装置。
7. 【請求項７】 前記光強度検出手段が、測定部から発せ
   られる蛍光を２次元的に撮像する撮像素子と、該撮像素
   子の前面に設けられ、所望の波長帯域を選択する波長選
   択手段とを備えることを特徴とする請求項４から６何れ
   か１項記載の蛍光表示装置。
8. 【請求項８】 前記光強度検出手段が、生体部位上の１
   点から発せられる蛍光を取得する蛍光取得手段を備える
   ことを特徴とする請求項４から６何れか１項記載の蛍光
   表示装置。
9. 【請求項９】 前記励起光の波長が３８０nmから４２０
   nmであることを特徴とする請求項４から８何れか１項記
   載の蛍光表示装置。
10. 【請求項１０】 前記励起光照射手段がＧａＮ系の半導
    体レーザであることを特徴とする請求項４から９何れか
    １項記載の蛍光表示装置。