JP2004024392A - 蛍光診断補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】生体組織からの蛍光における緑色帯域の赤色帯域に対する強度比の算出に利用される各成分用の信号のＳ／Ｎ比をそれぞれ向上させ得る蛍光診断補助装置を提供する。
【解決手段】プローブＰの第２分岐バンドルＰ２の基端面から射出される検出光と、受光した光を電気信号に変換する検出器との間に、緑色帯域の成分及び赤色帯域の成分を抽出する第１及び第２の光学フィルタ３２ａ，３２ｂを交互に挿入するホイール３２を、備えるように、蛍光診断補助装置を構成する。また、強度比を算出する演算器３８が一方の成分の電気信号を入力される毎に、その成分の強度値を更新して保持するように、蛍光診断補助装置を構成する。さらに、緑色帯域の成分を抽出するときのみ、励起光の強度を所定倍に増加させ、且つ、増幅器３４の増幅率を所定倍に増加させるように、蛍光診断補助装置を構成する。
【選択図】　　図３

Description

【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いて診断用の情報を取得する蛍光診断補助装置に、関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生体組織に特定の波長の光を照射すると生体組織が励起して蛍光（これは通常「自家蛍光」と称される）を発することが、知られている。また、自家蛍光の強度は、それを発させるために生体組織に照射された励起光の強度に比べると非常に微弱ではあるものの、その励起光の強度に比例することも、良く知られている。さらに、腫瘍や癌などの病変が生じた生体組織が発する自家蛍光は正常な生体組織のそれとは異なる性質を有することも、良く知られている。
【０００３】
この性質を具体的に説明すると、以下の通りである。すなわち、病変が生じた異常組織からの自家蛍光における緑色帯域の強度は、病変が生じていない正常組織からのものよりも小さいが、異常組織からの自家蛍光における赤色帯域の強度は、正常組織からのものと同程度である。このため、異常組織からの自家蛍光における緑色帯域の赤色帯域に対する強度比は、正常組織のものよりも小さい。
【０００４】
近年では、このような知識に基づいて、食道や胃腸などの体腔の体腔壁において異常組織の有無を診断したり異常組織の位置を特定するための蛍光診断補助装置が、開発されつつある。そして、この蛍光診断補助装置のうちの一つに、従来の内視鏡を利用するものがある。
【０００５】
この種の蛍光診断補助装置は、励起光を導く多数の照射光用光ファイバと蛍光を導く多数の検出光用光ファイバとが基端側では別々のバンドルとして先端側では１本のバンドルとして束ねられたプローブ，照射光用光ファイババンドルの基端面に励起光を供給する励起光光源部，及び、検出光用光ファイバによって導かれてそのバンドルの基端面から射出される蛍光を検出する検出部を、備えている。
【０００６】
この蛍光診断補助装置によれば、術者は、プローブの先端を、従来の内視鏡の鉗子チャネルへ引き通し、内視鏡の先端から突出させることにより、プローブの先端面を体腔壁に密着させることができる。従って、術者は、励起光光源部から発せられて照射光用光ファイバに導かれた励起光を体腔壁へ照射することができ、同時に、その励起光を受けて体腔壁内の生体組織が発する微弱な蛍光を検出光用光ファイバによって検出部に導いてその蛍光を検出部に検出させることができる。
【０００７】
なお、検出部では、図６に示されるように、検出光用光ファイババンドル４１の基端面から射出された蛍光は、ハーフミラー５１で別々の光路に分離され、分離された蛍光は、緑色帯域の成分を抽出するフィルタ５２及び赤色帯域の成分を抽出するフィルタ５３を、それぞれ透過する。そして、緑色帯域の成分の光と赤色帯域の成分の光は、それぞれの検出器５４，５５に入射し、それら光が、各検出器５４，５５において電気信号に変換される。その後、両電気信号は、それぞれの増幅器５６ａ，５７ａ，フィルタ回路５６ｂ，５７ｂ，Ａ／Ｄ変換器５６ｃ，５７ｃを経て、一台の演算器５８に送られる。演算器５８では、両信号に基づいて、緑色帯域の赤色帯域に対する強度比が算出され、その強度比は、表示部５９に表示される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図６に示したような蛍光診断補助装置では、検出光用光ファイバによって体腔壁から導かれた蛍光の強度は、ハーフミラー５１により半減されているために、ただでさえ蛍光の強度が微弱であるにも拘わらず、検出器５４，５５で検出される際にはより一層微弱になる。このため、検出器５４，５５に入射する蛍光が微弱すぎて、検出器５４，５５から出力される信号の信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）が小さくなりすぎるという問題があった。その結果、表示部５９に示された強度比が正常組織の強度比を示しているのか異常組織の強度比を示しているのかを、術者が判断できなくなっていた。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、生体組織から発せられる蛍光における緑色帯域の赤色帯域に対する強度比の算出に利用される各成分用の信号のＳ／Ｎ比をそれぞれ向上させ得る蛍光診断補助装置を、提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明による蛍光診断補助装置は、以下のような構成を採用した。
【００１１】
すなわち、本発明による蛍光診断補助装置は、励起光が照射された生体から発せられる蛍光に基づいた診断を可能にする蛍光診断補助装置であって、その先端から入射した前記蛍光を基端へ導くための複数の光ファイバが束ねられてなるプローブと、入射される光から所定の第１の波長帯域の成分を抽出する第１の光学素子と、入射される光から所定の第２の波長帯域の成分を抽出する第２の光学素子と、前記プローブの基端面から射出された前記蛍光の光束全体を、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子に対して、交互に繰り返し入射させる切替機構と、前記第１及び第２の光学素子により交互に抽出された第１及び第２の波長帯域の成分を電気信号に変換する検出部と、前記第１の波長帯域の成分に基づく電気信号が前記検出部から出力されると、その電気信号が示す値を前記第１の波長帯域の成分の強度値として記憶し、前記第２の波長帯域の成分に基づく電気信号が前記検出部から出力されると、その電気信号が示す値を前記第２の波長帯域の成分の強度値として記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された両強度値に基づいて、両成分の強度比を算出して出力する演算部とを備えることを、特徴としている。
【００１２】
このように構成されると、プローブの基端面から射出される蛍光は、その強度が半減されることなく、第１の光学素子又は第２の光学素子へ入射され、検出部において電気信号に変換される。このため、従来の蛍光診断補助装置に比べると、各成分の強度を電気信号に変換した際のＳ／Ｎ比が向上される。
【００１３】
なお、第１及び第２の光学素子は、光学フィルタであっても良いし、ダイクロイックミラーであっても良いし、ダイクロイックプリズムであっても良いし、その他、所定の波長帯域の成分のみを抽出できるものならば何でも良い。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態の内視鏡システムの外観図である。また、図２は、この内視鏡システムの模式図である。この内視鏡システムは、電子内視鏡１，光源プロセッサ装置２，モニタＭ，プローブＰ及び蛍光診断補助装置３を、備えている。
【００１６】
＜電子内視鏡＞
まず、電子内視鏡１について、説明する。電子内視鏡１は、生体内に挿入される可撓管状の挿入部１ａと、その挿入部１ａの先端に組み込まれた湾曲部（図示略）を湾曲操作するためのアングルノブ等が設けられている操作部１ｂとを、備えている。
【００１７】
挿入部１ａの先端面には、少なくとも３つの貫通孔（図示略）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がそれぞれ嵌め込まれている。他の１つの貫通孔は、鉗子口１ｃとして利用される。挿入部１ａ内には、この鉗子口１ｃと操作部に穿たれた鉗子口１ｄとを結ぶ細管１３が、引き通されており、この細管１３が、電気メス等の処置具を挿通するための鉗子チャネルとして、機能する。
【００１８】
さらに、挿入部１ａ内には、先端面が配光レンズ１１に対向しているライトガイド１４と、対物レンズ１２の像面に撮像面が配置された撮像素子１５に対して接続されている電線１６とが、引き通されている。これらライトガイド１４及び電線１６は、さらに、操作部の側面から延びた可撓管１ｅ内に、引き通されており、それらの基端は、可撓管１ｅの先端に設けられたコネクタＣの先端に固定されている。
【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。光源プロセッサ装置２は、通常光源ユニット２１と、モニタＭに繋がれたビデオプロセッサ２２とを、備えている。なお、光源プロセッサ装置２には、上記コネクタＣを嵌め込み可能なコネクタ受け（図示略）が、備えられている。このコネクタ受けにコネクタＣが嵌め込まれると、ライトガイド１４の基端が通常光源ユニット２１に入り込み、電線１６がビデオプロセッサ２２に接続される。
【００２０】
通常光源ユニット２１は、ライトガイド１４の基端面に、青色光，緑色光及び赤色光を順に繰り返し入射させる。入射した青色光，緑色光及び赤色光は、ライトガイド１４に導かれ、配光レンズ１１によって拡散されて、挿入部１ａの先端に対向した被検体を照射する。すると、撮像素子１５の撮像面には、被検体の青色光による像，緑色光による像，赤色光による像が、順次形成される。そして、撮像素子１５は、被検体の青色光による像，緑色光による像，赤色光による像を、青色画像信号，緑色画像信号，赤色画像信号にそれぞれ変換し、電線１６を介してビデオプロセッサ２２へ送信する。
【００２１】
ビデオプロセッサ２２は、青色画像信号，緑色画像信号，赤色画像信号を取得して、被検体のカラー画像を合成する。すなわち、いわゆる面順次方式により、カラー画像が取得される。そして、ビデオプロセッサ２２は、得られたカラー画像を、モニタＭに出力する。術者は、モニタＭに表示された被検体のカラー画像を観察する。
【００２２】
＜プローブ＞
次に、プローブＰについて、説明する。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、何れも多数備えている。なお、両光ファイバＦ１，Ｆ２は、プラスチック製であっても良いし、クオーツ製であっても良い。
【００２３】
両光ファイバＦ１，Ｆ２は、その先端から過半の領域においては、一本の複合バンドルＰ０として束ねられており、この複合バンドルＰ０は、可撓な軟性の管（図示略）によって被覆されている。その管内では、そ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。
【００２４】
一方、基端側の領域においては、プローブＰは、第１の光ファイバＦ１を束ねた第１分岐バンドルＰ１と、第２の光ファイバＦ２を束ねた第２分岐バンドルＰ２とに、分岐されている。各分岐バンドルＰ１，Ｐ２とも、軟性の管（図示略）にて被覆されている。
【００２５】
そして、第１分岐バンドルＰ１及び第２分岐バンドルＰ２の基端は、それぞれ蛍光診断補助装置３内に引き通されている。また、複合バンドルＰ０の先端は、術者が蛍光診断補助装置３を用いて被検体の蛍光診断をする際に、電子内視鏡１の鉗子口１ｄから鉗子チャネルとしての細管１３内へ挿入され、挿入部１ａの先端の鉗子口１ｃから突出した状態となるまで、押し込まれる。
【００２６】
＜蛍光診断補助装置＞
次に、蛍光診断補助装置３について、説明する。図３は、蛍光診断補助装置３の概略的な構成図である。この蛍光診断補助装置３は、光源電源３１Ｓ，励起光光源３１及び励起光用の集光レンズＬ１を、備えている。光源電源３１Ｓは、所定量の電力を励起光光源３１へ供給する。励起光光源３１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。なお、励起光光源３１から射出される励起光の強度は、光源電源３１Ｓから供給される電力量に比例している。集光レンズＬ１は、励起光光源３１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分岐バンドルＰ１の基端面上で収束させる。収束した励起光は、第１分岐バンドルＰ１における各光ファイバＦ１内に入射する。入射した励起光は、これら各光ファイバＦ１に導かれて、複合バンドルＰ０の先端面から射出される。
【００２７】
この複合バンドルＰ０の先端面が、生体組織等の被検体に対向した状態において、この被検体は、複合バンドルＰ０の先端面から射出された励起光を照射される。すると、被検体は励起して、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、複合バンドルＰ０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分岐バンドルＰ２の基端面から射出される。
【００２８】
さらに、蛍光診断補助装置３は、コリメートレンズＬ２，励起光カットフィルタＦＬ，ホイール３２及びオプティカルセンサＯＳを、備えている。コリメートレンズＬ２は、第２分岐バンドルＰ２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。このコリメートレンズ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ＦＬが、配置されている。励起光カットフィルタＦＬ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、蛍光の成分を透過させる。従って、励起光カットフィルタＦＬからは、蛍光のみが射出される。
【００２９】
励起光カットフィルタＦＬから射出された蛍光の光路には、円板状の外形を有するホイール３２が、垂直に挿入されている。励起光カットフィルタＦＬからの蛍光は、ホイール３２の偏心位置に入射している。このホイール３２の中心は、モータ３２Ｍの出力軸に対して固定されている。このモータ３２Ｍは、モータドライバ３２Ｄに繋がれており、モータドライバ３２Ｄによって駆動される。
【００３０】
図４は、ホイール３２の正面図である。このホイール３２は、モータ３２Ｍによって回転された際に励起光カットフィルタＦＬからの蛍光が横切る環状領域に、２つの開口を備えている。それら２つの開口は、上記環状領域の約半周ずつを占めるように、穿たれている。そして、これら２つの開口には、光学フィルタ３２ａ，３２ｂが、嵌め込まれている。第１の光学フィルタ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。また、第２の光学フィルタ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。
【００３１】
さらに、このホイール３２の後面には、光学フィルタ３２ａ，３２ｂが嵌め込まれた環状領域の外側に、後述するオプティカルセンサＯＳが発する光を反射するコーティングとその光を反射しないコーティングとが半周ずつ施されている第２の環状領域が、形成されている。なお、図４に示されるように、光を反射するコーティングが施された領域３２Ｈは、第１の光学フィルタ３２ａの外側に位置し、光を反射しないコーティングが施された領域３２Ｌは、第２の光学フィルタ３２ｂの外側に位置している。以下、光を反射するコーティングが施された領域３２Ｈを、「Ｈ信号検出領域」と称し、光を反射しないコーティングが施された領域３２Ｌを、「Ｌ信号検出領域」と称する。
【００３２】
オプティカルセンサＯＳは、光を発する発光部と光を受光した場合に検出信号を出力する受光部とを互いに並べてなる反射型フォトインタラプタである。発光部は、ホイール３２の第２の環状領域の一部に向けて、光を射出する。発光部から射出された光は、その光路上をＨ信号検出領域３２Ｈが横切っている間は、そのＨ信号検出領域３２Ｈによって反射されて受光部で検出される。逆に、発光部から射出された光は、その光路上をＬ信号検出領域３２Ｌが横切っている間は、そのＬ信号検出領域３２Ｌによって反射されないので、受光部において検出されない。従って、オプティカルセンサＯＳからは、ホイール３２の回転に伴って、高／低（Ｈ／Ｌ）が周期的に変化するパルス状の信号が、出力される。
【００３３】
なお、オプティカルセンサＯＳの位置は、励起光カットフィルタＦＬから射出された蛍光の光路上に第１の光学フィルタ３２ａが挿入されている間のみ受光部で光を検出するように、調整されている。従って、オプティカルセンサＯＳから出力されるＨ／Ｌ信号は、ホイール３２の回転に伴って緑色帯域の成分と赤色帯域の成分とが交互に抽出されるタイミングに、同期している。
【００３４】
さらに、蛍光診断補助装置３は、強度制御回路３１ｃ及び増幅度制御回路３４ｃを、備えている。強度制御回路３１ｃは、オプティカルセンサＯＳに繋がれており、オプティカルセンサＯＳから受信するＨ／Ｌ信号に従って、光源電源３１Ｓが励起光光源３１へ供給する電力量を、制御する。具体的には、強度制御回路３１ｃは、Ｈ信号を受信している間のみ、光源電源３１Ｓに対し、励起光光源３１へ供給する電力量を、Ｌ信号のときの所定倍（以下、２倍として説明する）の電力量に、引き上げさせる。このため、プローブＰの先端からは、蛍光診断補助装置３内のホイール３２の回転に伴って、或る所定の強度を有する励起光と、その強度の２倍の強度を有する励起光とが、繰り返し射出される。従って、生体からも、或る強度を有する自家蛍光と、その強度の２倍の強度を有する自家蛍光とが、交互に放出される。
【００３５】
増幅度制御回路３４ｃも、オプティカルセンサＯＳに繋がれており、オプティカルセンサＯＳから受信するＨ／Ｌ信号に従って、後述する増幅器３４の増幅率を制御する。具体的には、増幅度制御回路３４ｃは、Ｈ信号を受信している間のみ、増幅器３４に対し、増幅率を、Ｌ信号のときの所定倍（以下、２倍として説明する）の増幅率に、引き上げさせる。
【００３６】
さらに、蛍光診断補助装置３は、検出器３３，増幅器３４，ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）回路３５，加算器３６，Ａ／Ｄ変換器３７，演算器３８及び表示部３Ｍを、備えている。検出器３３は、受光した光の強度を検出してその強度を示すアナログ電気信号に変換する。この検出器３３には、ホイール３２の回転に伴って、蛍光の緑色帯域の成分と赤色帯域の成分とが、交互に入力される。従って、この検出器３３は、緑色帯域の成分の強度を示す電気信号（以下、緑色信号という）と、赤色帯域の成分の強度を示す電気信号（以下、赤色信号という）とを、交互に出力する。
【００３７】
増幅器３４は、検出器３３及び増幅度制御回路３４ｃに繋がれており、検出器３３から入力された信号を、増幅度制御回路３４ｃによって制御される増幅率で増幅して出力する。このため、増幅器３４は、オプティカルセンサＯＳがＬ信号を出力しているときは、赤色信号を或る増幅率にて増幅し、オプティカルセンサＯＳがＨ信号を出力しているときは、その増幅率を２倍した増幅率にて緑色信号を増幅する。なお、上述したように、緑色信号は、赤色信号を得るために生体に射出された励起光の強度の２倍の強度の励起光によって、得られたものである。従って、増幅器３４で増幅されたあとの緑色信号は、赤色信号と比べると、４倍に増幅されているのと等価である。
【００３８】
ＨＰＦ回路３５は、増幅器３４に繋がれており、増幅器３４から出力された信号を取得し、低周波成分を除去して出力する。従って、このＨＰＦ回路３５からは、増幅器３４から出力された信号に含まれる高周波成分、すなわち、ノイズ成分のみが出力される。加算器３６は、増幅器３４及びＨＰＦ回路３５に繋がれており、増幅器３４から直接入力される信号から、ＨＰＦ回路３５を経由して入力される信号を、減じる。従って、この加算器３６では、増幅器３４から出力された信号から、主に高周波成分を持つノイズが除去される。Ａ／Ｄ変換器３７は、加算器３６に繋がれており、加算器３６から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００３９】
演算器３８は、オプティカルセンサＯＳに繋がれた第１レジスタ３８ａ，Ａ／Ｄ変換器３７に繋がれた第２レジスタ３８ｂ，ＲＯＭ３８ｃ，ＣＰＵ３８ｄ，ＲＡＭ３８ｅ，及び、表示部制御回路３８ｆが相互に接続されることによって、構成されている。
【００４０】
第１レジスタ３８ａは、オプティカルセンサＯＳからＨ／Ｌ信号を受信すると、それまで保持していた数値を１又は０の数値に更新して保持する置数器である。第２レジスタ３８ｂは、Ａ／Ｄ変換器３７からデジタル信号を受信すると、それまで保持していた数値を、デジタル信号が示す新たな数値に更新して保持する置数器である。ＲＯＭ３８ｃは、後述するプログラムが格納されている記憶装置である。ＣＰＵ３８ｄは、ＲＯＭ３８ｃから読み出したプログラムに従って処理を実行する中央処理装置である。ＲＡＭ３８ｅは、ＣＰＵ３８ｄの作業領域が展開される記憶装置である。表示部制御回路３８ｆは、ＣＰＵ３８ｄの指示に従ってデータを表示部３Ｍに表示させる回路である。
【００４１】
なお、演算器３８のＣＰＵ３８ｄは、主電源が投入されるとＲＯＭ３８ｃからプログラムを読み出して処理の実行を開始する。この処理の内容を、図５に示す。
【００４２】
図５に示されるように、処理開始後、ＣＰＵ３８ｄは、第１レジスタ３８ａ内の数値（変数Ｐｓ）が更新されるのを監視し（Ｓ１０１）、更新されると、第１レジスタ３８ａ内の数値（変数Ｐｓ）が０であるか１であるかを判別する（Ｓ１０２）。
【００４３】
そして、ＣＰＵ３８ｄは、第１レジスタ３８ａ内の数値（変数Ｐｓ）が１であった場合（Ｓ１０２；ＹＥＳ）には、第２レジスタ３８ｂから数値を読み出し、変数Ｖｒｓに代入されている数値を、読み出した数値へ更新し（Ｓ１０３）、変数Ｖｒ１に代入されている数値を、Ｖｒｓを１／４倍した数値へ更新する（Ｓ１０４）。
【００４４】
一方、ＣＰＵ３８ｄは、第１レジスタ３８ａ内の数値（変数Ｐｓ）が０であった場合（Ｓ１０２；ＮＯ）には、第２レジスタ３８ｂから数値を読み出し、変数Ｖｒ２に代入されている数値を、読み出した数値へ更新する（Ｓ１０５）。
【００４５】
そして、ＣＰＵ３８ｄは、変数Ｖｒ１に代入されている数値を、変数Ｖｒ２に代入されている数値で除算し、変数Ｒａｔｉｏに代入されている数値を、除算の結果得られた数値へ更新する（Ｓ１０６）。その後、ＣＰＵ３８ｄは、表示部制御回路３８ｆに対し、変数Ｒａｔｉｏに代入されている数値を表示部３Ｍに表示させる処理を、行わせる（Ｓ１０７）。なお、ＣＰＵ３８ｄは、以上に示したＳ１０１〜Ｓ１０７の処理を、繰り返し実行する。
【００４６】
以上の処理が演算器３８内で実行されることにより、オプティカルセンサＯＳからＨ信号が出力されると、緑色信号の示す数値を１／４倍して得られた数値が、蛍光の緑色帯域の成分の強度値として演算器３８内に保持される。そして、緑色帯域の成分の強度値とそれより半周期（ホイール３２の一回転を一周期とする）前に取得された赤色帯域の成分の強度値とに基づいて、緑色帯域の赤色帯域に対する強度比が、表示部３Ｍに表示される。
【００４７】
また、オプティカルセンサＯＳからＬ信号が出力されると、赤色信号の示す数値が、蛍光の赤色帯域の成分の強度値として演算器３８内に保持される。そして、赤色帯域の成分の強度値とそれより半周期前に取得された緑色帯域の成分の強度値とに基づいて、緑色帯域の赤色帯域に対する強度比が、表示部３Ｍに表示される。
【００４８】
従って、オプティカルセンサＯＳからＨ信号及びＬ信号が交互に出力される毎に、表示部３Ｍには、新たな強度比が表示されることとなる。
【００４９】
＜本実施形態の動作＞
次に、本実施形態の動作について、説明する。術者は、鉗子チャネルとしての細管１３にプローブＰを挿入しないで、内視鏡１の挿入部を体腔内に挿入し、その先端部を、観察対象となる部位に対向させる。なお、モニタには、内視鏡１の先端部が対向した領域が、カラー画像として表示される。術者は、このカラー画像を見て、生体内の状態を観察することができる。
【００５０】
さらに、術者は、カラー画像の観察を通じて選択した部位に対して、蛍光診断補助装置３を利用した蛍光観察を行う。具体的には、術者は、蛍光診断補助装置３のプローブＰの先端を、内視鏡１の鉗子口１ｄから鉗子チャネル１３内へ挿入し、内視鏡１の先端側の鉗子口１ｃから突出させる。そして、術者は、プローブＰの先端を体腔壁に密着させ、プローブＰの先端から励起光を射出させる。この励起光は、体腔壁内の組織を励起して、自家蛍光を放出させる。このため、組織から発せられた自家蛍光及び体腔壁表面で反射された励起光が、検出光としてプローブＰの先端から入射する。このプローブＰにおける第２の光ファイバＦ２に入射した検出光は、第２分岐バンドルＰ２を経て、蛍光診断補助装置３へ導かれる。蛍光診断補助装置３へ導かれた検出光は、検出器３３において電気信号に変換され、増幅器３４で増幅された後、主に高周波成分を持つノイズをＨＰＦ回路３５及び加算器３６において除去され、Ａ／Ｄ変換器３７でデジタル信号に変換され、演算器３８に取得される。そして、ホイール３２の回転に伴ってオプティカルセンサＯＳからＨ信号及びＬ信号が出力される毎に、演算器３８では、緑色帯域の成分及び赤色帯域の成分の強度値が交互に更新されるとともに、表示部３Ｍには、両成分の強度比が表示される。
【００５１】
術者は、このようにして表示部３Ｍに表示された強度比に基づいて、内視鏡１の先端に対向している箇所が異常部位であるか正常部位であるかを診断することができる。
【００５２】
＜まとめ＞
上述したように、本実施形態の蛍光診断補助装置３は、従来の蛍光診断補助装置のようにプローブＰから取得される蛍光の強度をハーフミラーで半減させてから各成分を抽出するのではなく、プローブＰから取得された蛍光をそのまま用いて各成分を抽出している。このため、従来の蛍光診断補助装置に比べると、緑色信号及び赤色信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。
【００５３】
また、本実施形態の蛍光診断補助装置３では、緑色帯域の成分の強度値を得る場合には、赤色帯域の成分の強度値を得るときよりも、励起光の強度が所定倍（上記説明では２倍）に増加される。これにより、検出器３３において検出される緑色帯域の成分の強度が高められるので、緑色信号のＳ／Ｎ比は、更に向上される。
【００５４】
また、本実施形態の蛍光診断補助装置３では、緑色帯域の成分の強度値を得る場合には、赤色帯域の成分の強度値を得るときよりも、増幅器３４における増幅率が所定倍（上記説明では２倍）に増加される。これにより、緑色信号の利得は、向上される。
【００５５】
さらに、本実施形態の蛍光診断補助装置３では、ＨＰＦ回路３５及び加算器３６により、主に高周波成分を持つノイズが緑色信号及び赤色信号から除去される。このため、緑色信号及び赤色信号のＳ／Ｎ比は、更に向上される。
【００５６】
なお、本実施形態の蛍光診断補助装置３では、オプティカルセンサＯＳがＨ信号を出力する間、増幅器３４での増幅率は、Ｌ信号が出力されているときの２倍に変化されるが、この増幅率は可変であっても良い。例えば、トランジスタ及び可変抵抗器などを用いた一般的な増幅回路を、増幅度制御回路３４ｃ及び演算器３８に接続し、増幅率を増加させる率と、Ｖｒｓの代入値を除算する値とが、可変抵抗器の操作により“２”から或る値まで変動するように構成する。このように構成されると、術者は、増幅率を増加させる率を任意に調整することができる。
【００５７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、生体組織から発せられる蛍光における緑色帯域の赤色帯域に対する強度比の算出に利用される各成分用の信号のＳ／Ｎ比を、それぞれ向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の内視鏡システムの概略的な外観図
【図２】内視鏡システムを模式的に示す概略構成図
【図３】蛍光診断補助装置を模式的に示す概略構成図
【図４】ホイールの正面図
【図５】演算器において実行される処理の内容を示すフローチャート
【図６】従来の蛍光診断補助装置を模式的に示す概略構成図
【符号の説明】
１　　　　　内視鏡
１ａ　　　　挿入部
１ｂ　　　　操作部
１ｃ，１ｄ　鉗子口
２　　　　　光源プロセッサ装置
３　　　　　蛍光診断補助装置
３Ｍ　　　　表示部
３１　　　　励起光光源
３１Ｓ　　　光源電源
３１ｃ　　　強度制御回路
３２　　　　ホイール
３２ａ　　　第１の光学フィルタ
３２ｂ　　　第２の光学フィルタ
３２Ｈ　　　Ｈ信号検出領域
３２Ｌ　　　Ｌ信号検出領域
３２Ｍ　　　モータ
３３　　　　検出器
３４　　　　増幅器
３４ｃ　　　増幅度制御回路
３５　　　　ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）回路
３６　　　　加算器
３７　　　　Ａ／Ｄ変換器
３８　　　　演算器
Ｍ　　　　　モニタ
Ｐ　　　　　プローブ
Ｐ０　　　　複合バンドル
Ｐ１　　　　第１分岐バンドル
Ｐ２　　　　第２分岐バンドル

Claims (6)

1. 励起光が照射された生体から発せられる蛍光に基づいた診断を可能にする蛍光診断補助装置であって、
   その先端から入射した前記蛍光を基端へ導くための複数の光ファイバが束ねられてなるプローブと、
   入射される光から所定の第１の波長帯域の成分を抽出する第１の光学素子と、入射される光から所定の第２の波長帯域の成分を抽出する第２の光学素子と、前記プローブの基端面から射出された前記蛍光の光束全体を、前記第１の光学素子及び前記第２の光学素子に対して、交互に繰り返し入射させる切替機構と、前記第１及び第２の光学素子により交互に抽出された第１及び第２の波長帯域の成分を電気信号に変換する検出部と、
   前記第１の波長帯域の成分に基づく電気信号が前記検出部から出力されると、その電気信号が示す値を前記第１の波長帯域の成分の強度値として記憶し、前記第２の波長帯域の成分に基づく電気信号が前記検出部から出力されると、その電気信号が示す値を前記第２の波長帯域の成分の強度値として記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶された両強度値に基づいて、両成分の強度比を算出して出力する演算部と
   を備えることを特徴とする蛍光診断補助装置。
2. 前記検出部は、電気信号を所定の増幅率にて増幅しているとともに、前記第１の波長帯域の成分を電気信号に変換する間だけ、その増幅率を、所定の第１の数値を乗じた増幅率に、増加させ、
   前記記憶部は、前記第１の波長帯域の成分に基づく電気信号が前記検出部から出力されると、その電気信号が示す値に前記第１の数値を除算した値を、前記第１の波長帯域の成分の強度値として記憶する
   ことを特徴とする請求項１記載の蛍光診断補助装置。
3. 前記検出部は、前記電気信号から低周波成分を取り除いた信号を元の電気信号から減算することにより、主に高周波成分を持つノイズを電気信号から除去している
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の蛍光診断補助装置。
4. 生体組織を励起させるための励起光を出力する励起光光源部を、更に備えるとともに、
   前記プローブは、前記励起光光源部から出力される励起光を先端に導く複数の第１の光ファイバと、励起された生体組織から発せられて先端面から入射した自家蛍光を基端側へ導く複数の第２の光ファイバとからなる
   ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の蛍光診断補助装置。
5. 前記励起光光源部は、前記第１の光学素子により前記第１の波長帯域の成分が抽出されている間だけ、前記励起光の強度を、所定の第２の数値を乗じた強度に切り替え、
   前記記憶部は、前記第１の波長帯域の成分に基づく電気信号が前記検出部から出力されると、その電気信号が示す値に前記第２の数値を除算した値を、前記第１の波長帯域の成分の強度値として記憶する
   ことを特徴とする請求項４記載の蛍光診断補助装置。
6. 前記第１及び第２の光学素子は、光学フィルタである
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の蛍光診断補助装置。

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