JP2003180616A

JP2003180616A - 蛍光診断用システム

Info

Publication number: JP2003180616A
Application number: JP2001385574A
Authority: JP
Inventors: Hideo Sugimoto; 秀夫杉本
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-02

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光診断用プローブの利用時にも、見やすい
映像を出力する。【解決手段】照明光（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が被検体を照明し
ている期間は、ＣＣＤ１６の蓄積期間に相当する。蓄積
期間中に蓄積された信号電荷は、直後の転送期間に、転
送される。蛍光診断のための励起光は、ＣＣＤ１６の蓄
積期間にのみ射出され、転送期間には射出されない。従
って、転送中の信号電荷は、励起光の影響を受けること
がないので、スミアのない正常な映像が得られる。な
お、励起光が射出されている期間中に取得された被検体
の自家蛍光に基づいて、診断用情報が作成され、リアル
タイムで出力される。励起光が射出されていない期間に
は、直前に作成されて保持された診断用情報が、出力さ
れ続ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生体から発せられ
る自家蛍光に基づき、術者による診断用の情報を取得す
る蛍光診断用システムに、関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、生体組織に対して紫外光（励起
光）が照射されると、この生体組織は励起されて蛍光
（自家蛍光）を発することが、知られている。さらに、
腫瘍等の病変が生じた生体組織が発する蛍光は、正常な
生体組織が発する蛍光とは異なる性質を有することが、
知られている。具体的には、正常な生体組織が発する蛍
光は、その緑色帯域の強度が赤色帯域の強度よりもかな
り大きい。一方、病変が生じた生体組織が発する蛍光
は、その緑色帯域と赤色帯域の強度比が正常組織と較べ
て小さくなる。この特性を利用して、自家蛍光の緑色帯
域の強度と赤色帯域の強度とを比較することにより、生
体組織における病変の有無を診断する蛍光観察用システ
ムが、開発されてきている。

【０００３】この蛍光観察用システムは、励起光を生体
へ照射するとともに生体からの光を導くプローブを備え
ている。このプローブは、励起光を導く多数の照射用光
ファイバと、蛍光を導く多数の検出用光ファイバとが、
束ねられて構成されている。具体的には、両光ファイバ
は、その先端側では複合バンドルとして束ねられてお
り、基端側では、照射用光ファイバのみの照射用バンド
ルと、検出用光ファイバのみの検出用バンドルとして、
個別に束ねられている。さらに、この蛍光観察用システ
ムは、照射用バンドルにその基端面から励起光を入射さ
せる励起光源部と、検出用バンドルの基端側に接続され
るとともに生体からの光を検出する検出部とを、備えて
いる。

【０００４】通常、このプローブは、その先端側が内視
鏡の鉗子チャネル内へ引き通されて、使用される。な
お、内視鏡の先端には、対物光学系及びＣＣＤエリアセ
ンサが設けられている。そして、そのＣＣＤエリアセン
サが撮像した被検体の映像信号は、プロセッサにより処
理されて、モニタに表示される。そして、術者は、モニ
タに表示された映像を見ながら、被検体内部を観察す
る。この観察の結果、病変が生じた疑いのある組織が発
見されたならば、プローブを用いた蛍光診断がなされ
る。

【０００５】具体的には、術者は、内視鏡の先端からプ
ローブを突出させた状態で、このプローブの先端を、病
変が生じた疑いのある組織に当接させる。この状態にお
いて、照射用バンドルに導かれた励起光は、複合バンド
ルを経て、プローブの先端から被検体へ向けて射出され
る。すると、被検体は、励起光によって励起されて、自
家蛍光を発する。このため、この自家蛍光が、被検体表
面で反射された励起光とともに、プローブにその先端か
ら入射する。このプローブの複合バンドルにおける各検
出用光ファイバに入射した光（検出光）は、検出用バン
ドルの基端面から射出されて、検出部によって検出され
る。そして、この検出光の緑色帯域の強度と赤色帯域の
強度とが、モニタにおける所定の領域に表示される。術
者は、双方の強度差が大きければ、当該被検体が正常で
あると判断し、双方の強度差が小さければ、当該被検体
に病変が生じていると判断する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、プローブが、ＣＣＤエリアセンサを備えた内視
鏡とともに使用されると、図９に示されるように、この
プローブＰから射出された励起光の影響で、ＣＣＤエリ
アセンサから出力されるカラー映像中に、スミア（ｓｍ
ｅａｒ）が発生することがある。スミアとは、ＣＣＤエ
リアセンサが、信号電荷を転送している期間中に、その
撮像面の一部に強い光が当たることにより、映像中に生
じてしまう明るい帯のことである。

【０００７】具体的には、プローブＰから射出された励
起光が被検体表面で反射され、内視鏡の対物レンズを透
過して、ＣＣＤエリアセンサの撮像面に至る。この撮像
面における信号電荷の転送経路が充分に遮光されていな
いと、転送中の信号は、励起光による影響を受けてしま
う。従って、転送された信号に基づいて得られた映像中
には、図９に示されるようなスミアが生じてしまう。こ
のため、術者は、プローブＰを利用しているときには、
図９に示されるような見にくい映像に基づいて、被検体
を観察しなければならない。

【０００８】そこで、蛍光診断用のプローブが使用され
ているときであっても、このプローブから射出される励
起光の影響を受けることなく、見やすい映像を提供する
蛍光診断用システムを実現することを、本発明の課題と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の蛍光診断用シス
テムは、上記課題を解決するために、以下のような構成
を採用した。

【００１０】即ち、この蛍光診断用システムは、可視光
により被検体を照明する照明光学系と、前記照明光学系
により照明された前記被検体の像を形成する対物光学系
と、前記対物光学系によって形成された被検体の像を信
号電荷に変換するとともに変換した信号電荷を所定の蓄
積期間に亘って蓄積し、その後の転送期間中に、前記蓄
積期間中に蓄積した信号電荷を、画像信号として出力す
る撮像素子と、前記撮像素子が出力した画像信号に基づ
き、前記被検体の映像を生成する映像処理部と、生体を
励起して自家蛍光を放出させるための励起光を、前記撮
像素子の転送期間以外の所定の照射期間中にのみ、前記
被検体に照射する照射光学系と、前記被検体からの前記
自家蛍光を取得する検出光学系とを、備えたことを特徴
とする。

【００１１】このように構成されると、撮像素子におけ
る転送期間中には、励起光が照射されることがない。従
って、転送期間中に転送される信号電荷は、励起光によ
って乱されることがない故に、正常な映像信号が生成さ
れる。

【００１２】なお、照射期間は、撮像素子における蓄積
期間と一致していてもよい。また、生成される映像は、
モノクロ映像であってもよく、カラー映像であってもよ
い。このカラー映像は、面順次方式により得られてもよ
く、同時方式により得られてもよい。

【００１３】また、検出光学系が取得した自家蛍光が分
析されることにより、診断用情報が出力されてもよい。
なお、照射期間中には、診断用情報は、リアルタイムで
出力されることが好ましい。一方、照射期間以外の期間
中には、直前の照射期間中に得られた診断用情報のうち
の最新のものが、保持されて出力され続けるとよい。な
お、診断用情報の保持は、サンプルホールド回路がアナ
ログ信号を保持することによりなされてもよく、ラッチ
回路がデジタル信号を保持することによりなされてもよ
い。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は、本実施形態の蛍光観察用
システムを模式的に示す概略構成図である。この蛍光観
察用システムは、電子内視鏡１，光源プロセッサ装置
２，プローブＰ，診断用補助装置３，及びモニタ４を、
備えている。

【００１５】＜電子内視鏡＞まず、電子内視鏡（以下、
内視鏡と略記）１について、説明する。この内視鏡１
は、生体内に挿入される可撓管状の挿入部を、有してい
る。但し、図１には、この内視鏡１の詳細な形状は、図
示されていない。この挿入部の先端には湾曲部が組み込
まれており、この湾曲部の先端には、硬質部材製の先端
部が固定されている。また、挿入部の基端には操作部が
連結されている。この操作部には、湾曲部を湾曲操作す
るためのダイヤル及び各種操作スイッチが、設けられて
いる。

【００１６】この内視鏡１の先端部には、少なくとも３
つの貫通孔が穿たれており、そのうちの一対の貫通孔に
は、配光レンズ１１及び対物レンズ１２が夫々填め込ま
れている。他の１つの貫通孔は、鉗子孔１３として利用
される。具体的には、この鉗子孔１３と操作部に開けら
れた開口（基端側の鉗子孔１４）とを結ぶチューブが、
内視鏡１内を引き通されており、このチューブを通じて
両鉗子孔１３，１４の間に形成される管が、鉗子チャネ
ルとして利用される。

【００１７】さらに、内視鏡１は、ライトガイド１５
を、有している。このライトガイド１５は、光ファイバ
が多数束ねられてなるファイババンドルである。そし
て、このライトガイド１５は、その先端面が配光レンズ
１１に対向した状態で、内視鏡１内を引き通され、その
基端が、光源プロセッサ装置２内に引き通されている。

【００１８】さらに、内視鏡１は、ＣＣＤエリアセンサ
（以下、ＣＣＤと略記）１６を、有している。このＣＣ
Ｄ１６の撮像面は、内視鏡１の先端部が被検体に対向配
置されたときに対物レンズ１２が当該被検体像を結ぶ位
置の近傍に、配置されている。なお、対物レンズ１２は
対物光学系に相当し、ＣＣＤ１６は撮像素子に相当す
る。そして、ＣＣＤ１６は、被検体像に基づく画像デー
タを取得して、信号線１７へ出力する。

【００１９】＜光源プロセッサ装置＞次に、光源プロセ
ッサ装置２について説明する。この光源プロセッサ装置
２は、互いに接続されたシステムコントローラ２１及び
タイミングジェネレータ２２を、備えている。システム
コントローラ２１は、光源プロセッサ装置２全体を制御
するコントローラである。タイミングジェネレータ２２
は、各種基準信号を生成する回路であり、光源プロセッ
サ装置２における各種処理は、この基準信号に従って進
行する。

【００２０】さらに、光源プロセッサ装置２は、白色光
源２３，及び集光レンズ２４を、備えている。白色光源
２３は、白色光を平行光として射出する。集光レンズ２
４は、白色光源２３により射出された白色光の光路上に
配置されており、この白色光をライトガイド１５の基端
面上に収束させる。

【００２１】そして、集光レンズ２４及びライトガイド
１５間の光路上には、ホイール２５が、挿入されてい
る。なお、白色光源２３，集光レンズ２４及びホイール
２５，並びに，内視鏡１のライトガイド１５及び配光レ
ンズ１１は、照明光学系に相当する。このホイール２５
は、図２に模式的に示されるように、円板状の外形を有
し、その外周に沿ったリング状の領域に、入射した光の
うちの赤色帯域のみを透過させるＲフィルタ２５Ｒ，緑
色帯域のみを透過させるＧフィルタ２５Ｇ，及び青色帯
域のみを透過させるＢフィルタ２５Ｂが、夫々、相互に
間隔をあけて設けられている。

【００２２】具体的には、リング状の領域は６等分され
ており、その等分された区画のうちの１つに、Ｒフィル
タ２５Ｒが固定されている。このＲフィルタ２５Ｒに隣
接した一対の区画には、夫々、集光レンズ２４から射出
された白色光を遮蔽する一対の遮蔽部２５Ｓ，２５Ｓ
が、形成されている。そして、これら遮蔽部２５Ｓ，２
５Ｓのうちの一方に隣接した区画には、Ｇフィルタ２５
Ｇが固定されており、他方に隣接した区画には、Ｂフィ
ルタ２５Ｂが固定されている。なお、これら両フィルタ
２５Ｇ，２５Ｂの双方に隣接した区画には、もう１つの
遮蔽部２５Ｓが、形成されている。

【００２３】このホイール２５の中心は、図１に示され
たモータ２５Ｍの出力軸に対して固定されている。この
モータ２５Ｍは、図示せぬドライバ回路を介して、タイ
ミングジェネレータ２２に接続されている。そして、モ
ータ２５Ｍは、タイミングジェネレータ２２からの基準
信号に従って動作するドライバ回路に駆動されて、ホイ
ール２５のＲフィルタ２５Ｒ，遮蔽部２５Ｓ，Ｇフィル
タ２５Ｇ，遮蔽部２５Ｓ，Ｂフィルタ２５Ｂ，及び遮蔽
部２５Ｓを、集光レンズ２４及びライトガイド１５間の
光路中に、順次挿入させるように、当該ホイール２５を
等速回転させる。

【００２４】すると、ライトガイド１５の基端面には、
赤色光（Ｒ光），緑色光（Ｇ光），及び青色光（Ｂ光）
が、所定の時間間隔を開けて、順次繰り返して入射す
る。入射したＲ光，Ｇ光，及びＢ光は、ライトガイド１
５に導かれ、配光レンズ１１により拡散されて、内視鏡
１の先端に対向した被検体を照明する。すると、ＣＣＤ
１６の撮像面には、被検体のＲ光による像，Ｇ光による
像，及びＢ光による像が、順次形成される。そして、こ
のＣＣＤ１６は、被検体のＲ光による像，Ｇ光による
像，及びＢ光による像を、Ｒ画像信号，Ｇ画像信号，及
びＢ画像信号に夫々変換し、信号線１７へ順次出力す
る。

【００２５】さらに、光源プロセッサ装置２は、タイミ
ングジェネレータ２２に夫々接続された１つの前段処理
部２６，３つのメモリ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂ，及び３
つの後段処理部２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂを、備えてい
る。なお、これら前段処理部２６，各メモリ２７Ｒ，２
７Ｇ，２７Ｂ，及び各後段処理部２８Ｒ，２８Ｇ，２８
Ｂは、映像処理部に相当する。

【００２６】前段処理部２６は、信号線１７に接続さ
れ、ＣＣＤ１６から出力されたＲ画像信号，Ｇ画像信
号，及びＢ画像信号を順次取得して保持し、信号処理及
びＡ／Ｄ変換することにより、Ｒ画像データ，Ｇ画像デ
ータ，及びＢ画像データを、順次出力する。この前段処
理部２６には、各メモリ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂが、夫
々接続されている。そして、前段処理部２６から出力さ
れたＲ画像データ，Ｇ画像データ，及びＢ画像データ
は、各メモリ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂに、夫々格納され
る。

【００２７】これら各メモリ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂに
は、各後段処理部２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂが、夫々接続
されている。そして、各後段処理部２８Ｒ，２８Ｇ，２
８Ｂは、夫々、各メモリ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂに格納
されたＲ画像データ，Ｇ画像データ，及びＢ画像データ
を読み出して、信号処理及びＤ／Ａ変換することによ
り、Ｒ画像信号，Ｇ画像信号，及びＢ画像信号を、出力
する。出力されたＲ画像信号，Ｇ画像信号，及びＢ画像
信号は、タイミングジェネレータ２２から出力された同
期信号（Ｓｙｎｃ）とともに、一組の映像信号として、
図示せぬ映像出力端子へ出力される。

【００２８】モニタ４は、この映像出力端子に接続され
ており、出力された映像信号を取得して、画面表示す
る。即ち、モニタ４には、被検体のカラー映像が動画表
示される。なお、システムコントローラ２１は、各後段
処理部２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂに夫々接続されており、
後述の如く診断用補助装置３から出力された診断用情報
を、映像信号に含ませる。このため、モニタ４には、診
断用情報がスーパーインポーズされた状態の映像が、表
示される。この診断用情報については、後述する。

【００２９】＜プローブ＞次に、プローブＰについて説
明する。図３は、プローブＰの構成を示す模式図であ
る。このプローブＰは、生体組織を励起して自家蛍光を
放出させるための励起光を導く第１の光ファイバＦ１，
及び，生体組織からの光を導くための第２の光ファイバ
Ｆ２を、いずれも多数備えている。そして、両光ファイ
バＦ１，Ｆ２はその先端から過半の領域において、複合
バンドルとして束ねられている。この複合バンドル及び
それを被覆するチューブが、複合部Ｐ０を構成してい
る。

【００３０】図４は、複合部Ｐ０の横断面図である。チ
ューブＴは、可撓性を有する細管状の部材であり、内視
鏡１の鉗子チャネルに挿通可能な外径を、有している。
そして、このチューブＴ内に、両光ファイバＦ１，Ｆ２
が充填されている。具体的には、チューブＴの中心軸周
辺の領域に、第２の光ファイバＦ２が充填され、その外
側に第１の光ファイバＦ１が充填されている。

【００３１】図３に示されるように、第１の光ファイバ
Ｆ１は、その基端側において、第１の分岐バンドルとし
て束ねられている。この第１の分岐バンドルは、可撓性
を有する管状部材である第１の分岐チューブ（図示せ
ず）に被覆されている。これら第１の分岐バンドル及び
第１の分岐チューブが、第１の分岐部Ｐ１を構成してい
る。

【００３２】同様に、第２の光ファイバＦ２は、その基
端側において、第２の分岐バンドルとして束ねられてい
る。この第２の分岐バンドルは、可撓性を有する管状部
材である第２の分岐チューブ（図示せず）に被覆されて
いる。これら第２の分岐バンドル及び第２の分岐チュー
ブが、第２の分岐部Ｐ２を構成している。

【００３３】そして、このプローブＰは、その複合部Ｐ
０が鉗子チャネルに挿通されるとともに、その先端が鉗
子孔１３から突出した状態で、使用される。なお、この
プローブＰにおける両分岐部Ｐ１，Ｐ２の基端側は、夫
々、診断用補助装置３内に引き通されている。

【００３４】＜診断用補助装置＞次に、図５を参照し
て、診断用補助装置３について説明する。この診断用補
助装置３は、励起光源Ｅ，及び励起光用の集光レンズＬ
１を、備えている。励起光源Ｅは、生体を励起して自家
蛍光を放出させるための所定帯域の紫外光（励起光）
を、平行光として射出する。集光レンズＬ１は、励起光
源Ｅから射出された励起光の光路上に配置されており、
この励起光を、第１の分岐部Ｐ１における分岐バンドル
の基端面上に収束させる。

【００３５】そして、集光レンズＬ１及び分岐部Ｐ１間
の光路上には、回転シャッタ３０が、挿入されている。
この回転シャッタ３０は、図６に模式的に示されるよう
に、円板状の外形を有し、その外周に沿ったリング状の
領域に、透過部３０Ｔ及び遮光部３０Ｓが、交互に設け
られている。

【００３６】具体的には、リング状の領域は６等分され
ており、その等分された区画のうちの１つに、透明な平
行平板である透過部３０Ｔが固定されている。この透過
部３０Ｔに隣接した区画には、集光レンズＬ１から射出
された励起光を遮蔽する遮蔽部３０Ｓが、形成されてい
る。そして、透過部３０Ｔと遮蔽部３０Ｓが交互に配置
されるように、合計３つの透過部３０Ｔ及び合計３つの
遮蔽部３０Ｓが、設けられている。

【００３７】さらに、この回転シャッタ３０には、後述
する同期検出器３０Ｄから射出された光を反射させる３
つの被検出部３０Ｆが、設けられている。これら各被検
出部３０Ｆは、夫々、各遮蔽部３０Ｓにおける回転シャ
ッタ３０の中心側の縁辺に隣接するように、配置されて
いる。換言すれば、各シャッタ３０Ｓが配置されたリン
グ状の領域の内側に、該リング状の領域に内側から隣接
したリング状の領域が、想定されており、この内側のリ
ング状の領域が、外側のリング状の領域と同様に６等分
されていて、その等分された区画のうちの各遮蔽部３０
Ｓに夫々隣接した区画に、各被検出部３０Ｆが、配置さ
れている。なお、等分された６つの区画のうち、各被検
出部３０Ｆが配置されていない３つの区画は、透明にな
っている。

【００３８】そして、回転シャッタ３０の中心は、図５
に示されたモータ３０Ｍの出力軸に対して固定されてい
る。さらに、診断用補助装置３は、このモータ３０Ｍと
接続されたドライバ回路３０Ｖ，タイミングコントロー
ラ３０Ｃ，及び同期分離回路３０Ｐを、備えている。同
期分離回路３０Ｐは、光源プロセッサ装置２のタイミン
グジェネレータ２２に接続されている。そして、この同
期分離回路３０Ｐは、光源プロセッサ装置２のタイミン
グジェネレータ２２から出力された同期信号（Ｓｙｎ
ｃ）を取得し、映像信号の各フレームを規定する信号を
抽出して、出力する。

【００３９】タイミングコントローラ３０Ｃは、同期分
離回路３０Ｐ及びドライバ３０Ｖに、夫々接続されてい
る。そして、このタイミングコントローラ３０Ｃは、同
期分離回路３０Ｐから出力された信号を取得し、この信
号に基づいてドライバ回路３０Ｖを制御する。ドライバ
回路３０Ｖは、映像信号における１フレーム分の期間中
に１回転するように、モータ３０Ｍを等速回転させる。

【００４０】このモータ３０Ｍは、回転シャッタ３０の
透過部３０Ｔ及び遮蔽部３０Ｓを、集光レンズＬ１及び
分岐部Ｐ１間の光路中に、交互に挿入させるように、当
該回転シャッタ３０を、等速回転させる。なお、この回
転シャッタ３０は、光源プロセッサ装置２のホイール２
５と、等速かつ同位相で回転する。すると、分岐部Ｐ１
における各光ファイバＦ１内には、励起光が、所定の時
間間隔を開けて、間歇的に入射する。入射した励起光
は、各光ファイバＦ１に導かれて、その先端面から射出
される。

【００４１】さらに、診断用補助装置３は、回転シャッ
タ３０の各被検出部３０Ｆを含んだリング状の領域に対
向するように固定的に設けられた同期検出器３０Ｄを、
備えている。なお、回転シャッタ３０の円板状の面にお
ける同期検出器３０Ｄが対向した位置及び集光レンズＬ
１から射出された光が照射する領域は、この回転シャッ
タ３０の円板面の直径上において、該円板面の中心を挟
んで位置している。

【００４２】この同期検出器３０Ｄは、光を射出する発
光部と、この発光部から射出された後に反射された光を
検出する受光部とを、有している。そして、同期検出器
３０Ｄが、回転シャッタ３０の被検出部３０Ｆに対向し
ているときには、その発光部から射出された光は、被検
出部３０Ｆにより反射されて、その受光部に受光され
る。従って、回転シャッタ３０が回転していると、その
被検出部３０Ｆが同期検出器３０Ｄに対向している期間
中にのみ、この同期検出器３０Ｄは光を検出して、信号
を出力する。

【００４３】なお、回転シャッタ３０の被検出部３０Ｆ
が同期検出器３０Ｄに対向している期間は、集光レンズ
Ｌ１及び分岐部Ｐ１間の光路中に透過部３０Ｔが挿入さ
れている期間と、一致している。従って、同期検出器３
０Ｄは、集光レンズＬ１及び分岐部Ｐ１間の光路中に透
過部３０Ｔが挿入されている期間にのみＨｉとなったパ
ルス状の信号（後述する図７の（Ｄ））を、出力する。

【００４４】図７は、本実施形態の同期制御を示すタイ
ミングチャートである。この図７の（Ａ）は、診断用補
助装置３の同期分離回路３０Ｐから出力された信号を示
している。この図７の（Ａ）に示された信号は、映像信
号における隣接するフレーム同士の境界に相当する瞬間
にのみＬｏとなった信号を、出力する。

【００４５】図７の（Ｂ）は、ＣＣＤ１６における信号
電荷の転送期間を示している。なお、図７の（Ｂ）にお
いてＨｉとなった期間に、信号電荷の転送が行われる。
図７の（Ｃ）は、配光レンズ１２から照明光が射出され
る期間を示している。この図７の（Ｃ）における
「Ｒ」，「Ｇ」及び「Ｂ」の部分は、夫々、配光レンズ
１２から、Ｒ光，Ｇ光，及びＢ光が射出されている期間
に、相当している。

【００４６】なお、配光レンズ１２からＲ光が射出され
ている期間中に、ＣＣＤ１６は、Ｒ光による被検体像に
対応した信号電荷を蓄積する。そして、蓄積された信号
電荷は、配光レンズ１２からＲ光が射出されている期間
の終了直後に、転送される。次に、配光レンズ１２から
Ｇ光が射出されている期間中に、ＣＣＤ１６は、Ｇ光に
よる被検体像に対応した信号電荷を蓄積する。そして、
蓄積された信号電荷は、配光レンズ１２からＧ光が射出
されている期間の終了直後に、転送される。次に、配光
レンズ１２からＢ光が射出されている期間中に、ＣＣＤ
１６は、Ｂ光による被検体像に対応した信号電荷を蓄積
する。そして、蓄積された信号電荷は、配光レンズ１２
からＢ光が射出されている期間の終了直後に、転送され
る。

【００４７】図７の（Ｄ）は、同期検出器３０Ｄから出
力された信号を示している。また、図７の（Ｅ）は、プ
ローブＰの先端から励起光が射出されている期間を示し
ている。なお、上記のように、同期検出器３０Ｄから出
力された信号がＨｉとなった期間は、プローブＰの先端
から励起光が射出されている期間と、一致している。即
ち、図７の（Ｄ）及び（Ｅ）の波形は、互いに一致して
いる。そして、図７の（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｅ）に示さ
れるように、励起光は、照明光が射出されている期間に
のみ射出されており、信号電荷の転送期間中には、射出
されていない。

【００４８】上記のように射出される励起光は、プロー
ブＰの先端が生体組織等の被検体に当接した状態におい
て、この被検体を照射する。すると、被検体は励起され
て、自家蛍光を発する。なお、励起光の一部は、被検体
表面で反射される。このため、反射された励起光及び発
せられた自家蛍光の一部が、プローブＰの先端面へ向か
う。そして、これら励起光及び自家蛍光のうち、第２の
光ファイバＦ２に入射したものは、これら第２の光ファ
イバＦ２に導かれて、第２の分岐バンドルの基端面から
射出される。なお、第２の光ファイバＦ２は、プローブ
Ｐの中心軸付近に充填されているので、配光レンズ１１
からの光が入射することがない。

【００４９】図５の説明に戻り、さらに、診断用補助装
置３は、コリメータレンズＬ２，励起光カットフィルタ
３１，ビームスプリッタＢＳ，ミラーＭ，バンドパスフ
ィルタ３２ａ，３２ｂ，及び検出器Ｄａ，Ｄｂを、備え
ている。

【００５０】コリメータレンズＬ２は、第２の分岐部Ｐ
２における分岐バンドルの基端面から射出された光（検
出光）の光路上に配置されており、この検出光を平行光
に変換する。このコリメータレンズＬ２から射出された
平行光の光路上には、励起光カットフィルタ３１及びビ
ームスプリッタＢＳが、順に配置されている。励起光カ
ットフィルタ３１は、入射した検出光のうちの励起光の
成分を遮断するとともに自家蛍光の成分を透過させる。
従って、励起光カットフィルタ３１からは、自家蛍光の
みが射出される。そして、ビームスプリッタＢＳは、こ
の自家蛍光の一部を透過させるとともに一部を反射させ
る。

【００５１】ビームスプリッタＢＳを透過した自家蛍光
は、ミラーＭにより反射される。反射された自家蛍光の
光路上には、第１のフィルタ３２ａ，及び第１の検出器
Ｄａが、順に配置されている。第１のフィルタ３２ａ
は、入射した光のうちの緑色帯域（第１の波長帯域）の
成分のみを透過させるとともに他の成分を遮断する。従
って、入射した自家蛍光のうち、緑色帯域の成分のみが
抽出される。そして、第１の検出器Ｄａは、抽出された
緑色帯域の成分の強度を示す電気信号を出力する。

【００５２】一方、ビームスプリッタＢＳにより反射さ
れた自家蛍光の光路上には、第２のフィルタ３２ｂ，及
び第２の検出器Ｄｂが、順に配置されている。第２のフ
ィルタ３２ｂは、入射した光のうちの赤色帯域（第２の
波長帯域）の成分のみを透過させるとともに他の成分を
遮断する。従って、入射した自家蛍光のうち、赤色帯域
の成分のみが抽出される。そして、第２の検出器Ｄｂ
は、抽出された赤色帯域の成分の強度を示す電気信号を
出力する。

【００５３】さらに、診断用補助装置３は、増幅器３３
ａ，３３ｂ，フィルタ回路３４ａ，３４ｂ，サンプルホ
ールド回路３５ａ，３５ｂ，Ａ／Ｄ変換器３６ａ，３６
ｂ，及び演算器３７を、備えている。第１の増幅器３３
ａは、第１の検出器Ｄａに接続されており、該検出器Ｄ
ａから出力された信号を、所定の増幅率で増幅して出力
する。第１のフィルタ回路３４ａは、第１の増幅器３３
ａに接続されており、該増幅器３３ａから出力された信
号を取得し、ノイズの成分を除去して出力する。

【００５４】第１のサンプルホールド回路３５ａは、同
期検出器３０Ｄ，及び第１のフィルタ回路３４ａに、夫
々接続されている。そして、第１のサンプルホールド回
路３５ａは、同期検出器３０Ｄから出力された信号（図
７（Ｄ））が、Ｈｉとなった期間には、フィルタ回路３
４ａから取得した信号をリアルタイムで出力する。一
方、このサンプルホールド回路３５ａは、同期検出器３
０Ｄから出力された信号（図７（Ｄ））が、Ｌｏとなっ
た期間には、直前のＨｉの期間にフィルタ回路３４ａか
ら取得した信号のうちの最新のものを保持して出力し続
ける。換言すれば、第１のサンプルホールド回路３５ａ
は、プローブＰから励起光が射出されている期間中に
は、フィルタ回路３４ａから取得した信号をリアルタイ
ムで出力し、励起光が射出されていない期間中には、保
持している信号を出力し続ける。

【００５５】第１のＡ／Ｄ変換器３６ａは、第１のサン
プルホールド回路３５ａに接続されており、該サンプル
ホールド回路３５ａから出力されたアナログ信号を、デ
ジタル信号に変換して、第１の強度データとして出力す
る。この第１の強度データは、自家蛍光における緑色帯
域の強度を示すデータである。

【００５６】一方、第２の増幅器３３ｂは、第２の検出
器Ｄｂに接続されており、該検出器Ｄｂから出力された
信号を、所定の増幅率で増幅して出力する。第２のフィ
ルタ回路３４ｂは、第２の増幅器３３ｂに接続されてお
り、該増幅器３３ｂから出力された信号を取得し、ノイ
ズの成分を除去して出力する。

【００５７】第２のサンプルホールド回路３５ｂは、同
期検出器３０Ｄ，及び第２のフィルタ回路３４ｂに、夫
々接続されている。そして、第２のサンプルホールド回
路３５ｂは、同期検出器３０Ｄから出力された信号（図
７（Ｄ））が、Ｈｉとなった期間には、フィルタ回路３
４ｂから取得した信号をリアルタイムで出力する。一
方、このサンプルホールド回路３５ｂは、同期検出器３
０Ｄから出力された信号（図７（Ｄ））が、Ｌｏとなっ
た期間には、直前のＨｉの期間にフィルタ回路３４ｂか
ら取得した信号のうちの最新のものを保持して出力し続
ける。換言すれば、第２のサンプルホールド回路３５ｂ
は、プローブＰから励起光が射出されている期間中に
は、フィルタ回路３４ｂから取得した信号をリアルタイ
ムで出力し、励起光が射出されていない期間中には、保
持している信号を出力し続ける。

【００５８】第２のＡ／Ｄ変換器３６ｂは、第２のサン
プルホールド回路３５ｂに接続されており、該サンプル
ホールド回路３５ｂから出力されたアナログ信号を、デ
ジタル信号に変換して、第２の強度データとして出力す
る。この第２の強度データは、自家蛍光における赤色帯
域の強度を示すデータである。

【００５９】演算器３７は、両Ａ／Ｄ変換器３６ａ，３
６ｂに夫々接続されており、これら変換器３６ａ，３６
ｂから夫々出力された第１の強度データ及び第２の強度
データの比を算出して、強度比データとして出力する。
なお、この演算器３７は、光源プロセッサ装置２のシス
テムコントローラ２１に接続されている。そして、シス
テムコントローラ２１は、演算器３７から出力された強
度比データを、取得する。

【００６０】なお、診断用補助装置３の励起光源Ｅ及び
集光レンズＬ１，並びに，プローブＰの第１の光ファイ
バＦ１は、照射光学系に相当する。また、プローブＰの
第２の光ファイバＦ２，並びに，診断用補助装置３のコ
リメータレンズＬ２，励起光カットフィルタ３１，ビー
ムスプリッタＢＳ，ミラーＭ，及び両バンドパスフィル
タ３２ａ，３２ｂは、検出光学系に相当する。また、診
断用補助装置３の両検出器Ｄａ，Ｄｂ，両増幅器３３
ａ，３３ｂ，両フィルタ回路３４ａ，３４ｂ，両サンプ
ルホールド回路３５ａ，３５ｂ，両Ａ／Ｄ変換器３６
ａ，３６ｂ，及び演算器３７は、分析部に相当する。

【００６１】＜実施形態の動作＞上記構成の蛍光診断用
システムにおいて、光源プロセッサ装置２のシステムコ
ントローラ２１は、診断用補助装置３の演算器３７から
出力された強度比データを、取得する。そして、システ
ムコントローラ２１は、この強度比データが示す値を百
分率で示したキャラクタデータを作成するとともに、こ
の強度比データを表すグラフ（イメージデータ）を作成
する。これらキャラクタデータ及びグラフは、診断用情
報と総称される。そして、システムコントローラ２１
は、図１に示された各後段信号処理部２８Ｒ，２８Ｇ，
２８Ｂを制御して、各メモリ２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂか
ら読み出された画像データに診断用情報をスーパーイン
ポーズさせた画像データを、出力させる。

【００６２】すると、図８に示されるように、モニタ４
には、被検体のカラー画像４０とともに自家蛍光の緑色
帯域と赤色帯域との強度比を示すキャラクタデータ４１
及びグラフ４２が、表示される。この図８に示された例
では、自家蛍光の緑色帯域と赤色帯域との強度比は、百
分率で「５０％」と表示されている。

【００６３】なお、ＣＣＤ１６における信号電荷の転送
期間中には、被検体に対して励起光が照射されることは
ないので、転送された信号に基づいて得られるカラー画
像４０には、スミアが生じることはない。従って、術者
は、プローブＰを使用しているときであっても、見やす
いカラー画像４０により被検体を観察することができ
る。

【００６４】また、励起光は、間歇的に被検体を照射す
る。このため、励起光が射出されていない期間には、被
検体から自家蛍光は発せられない。この励起光が射出さ
れていない期間には、両サンプルホールド回路３５ａ，
３５ｂが、励起光が射出されていた期間（照射期間）に
得られた信号のうちの最新のものを、保持して出力し続
けている。従って、キャラクタデータ４１及びグラフ４
２は、照射期間には、リアルタイムで更新され、それ以
外の期間には、直前の照射期間に得られた最新の状態
に、保持される。

【００６５】なお、励起光の射出は、映像信号の１フレ
ームに相当する期間中に、３回なされる。従って、術者
にとっては、キャラクタデータ４１及びグラフ４２は、
連続的に更新されてゆくように見える。また、プローブ
Ｐから励起光が射出されていない期間に得られた検出光
に基づく信号は、強度比データの算出に利用されること
がない。従って、診断用情報に、信頼性の低い情報が混
入するおそれがない。

【００６６】

【発明の効果】以上のように構成された本発明の蛍光診
断用システムによると、励起光を照射してなされる蛍光
診断の際にも、被検体の映像が乱れることなく取得され
る。従って、術者は、常に、見やすい状態で表示された
被検体の映像を観察しながら、蛍光診断を実行すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の蛍光診断用システムを
模式的に示す概略構成図

【図２】ホイールの構成を示す模式図

【図３】プローブの構成を示す模式図

【図４】プローブにおける複合部の横断面図

【図５】診断用補助装置を模式的に示す構成図

【図６】回転シャッタの構成を示す模式図

【図７】同期制御を示すタイミングチャート

【図８】被検体像及び診断用情報を含んだ表示例を示
す模式図

【図９】従来例による被検体像の表示例を示す模式図

【符号の説明】

１電子内視鏡１１配光レンズ１２対物レンズ１５ライトガイド１６ＣＣＤエリアセンサ２光源プロセッサ装置２１システムコントローラ２２タイミングジェネレータ２３白色光源２４集光レンズ２５ホイール２６前段処理部２７Ｒ，２７Ｇ，２７Ｂメモリ２８Ｒ，２８Ｇ，２８Ｂ後段処理部３診断用補助装置３０回転シャッタ３０Ｄ同期検出器３７演算器Ｅ励起光源Ｌ１集光レンズＤａ，Ｄｂ検出器ＰプローブＰ０複合部Ｐ１第１の分岐部Ｐ２第２の分岐部Ｆ１第１の光ファイバＦ２第２の光ファイバ４モニタ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｃ 5/321 5/321 Ｆターム(参考） 2G043 AA03 BA16 CA09 EA01 FA01 FA05 FA06 GA06 GA08 GB18 GB21 HA01 HA02 HA05 HA09 HA11 HA12 JA02 KA02 KA03 LA03 MA12 NA01 NA04 NA05 2H040 CA09 CA11 CA27 GA01 GA02 4C061 CC06 DD03 FF46 GG11 HH54 LL02 MM03 NN01 NN05 QQ04 QQ07 QQ09 RR03 RR15 RR18 RR26 WW18 XX01 5C022 AA09 AB15 AB52 AC42 AC54 AC55 5C024 AX02 BX02 CX13 EX54 GY01 GZ04 HX29

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可視光により被検体を照明する照明光学系
と、前記照明光学系により照明された前記被検体の像を形成
する対物光学系と、前記対物光学系によって形成された被検体の像を信号電
荷に変換するとともに変換した信号電荷を所定の蓄積期
間に亘って蓄積し、その後の転送期間中に、前記蓄積期
間中に蓄積した信号電荷を、画像信号として出力する撮
像素子と、前記撮像素子が出力した画像信号に基づき、前記被検体
の映像を生成する映像処理部と、生体を励起して自家蛍光を放出させるための励起光を、
前記撮像素子の転送期間以外の所定の照射期間中にの
み、前記被検体に照射する照射光学系と、前記被検体からの前記自家蛍光を取得する検出光学系と
を備えたことを特徴とする蛍光診断用システム。
【請求項２】前記照射期間中に前記検出光学系が取得し
た自家蛍光における所定の第１の波長帯域の成分の強度
と所定の第２の波長帯域の成分の強度との比に基づく診
断用情報を取得して出力する分析部を、さらに備えたこ
とを特徴とする請求項１記載の蛍光診断用システム。
【請求項３】前記分析部は、前記照射期間中には、前記
診断用情報をリアルタイムで出力し、それ以外の期間中
には、直前の前記照射期間中に得られた前記診断用情報
を、出力し続けることを特徴とする請求項２記載の蛍光
診断用システム。