JP2005152367A - Special light observation system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蛍光物質を被検査対象物に投与し前記被検査対象物に励起光を照射して蛍光観察を可能とし、かつ、当該蛍光観察時に蛍光部とバックグランブ部とが適正な明るさと色で観察可能にしてなるようにした特殊光観察システムに関する。 The present invention enables fluorescent observation by administering a fluorescent substance to an object to be inspected and irradiating the object to be inspected with excitation light, and the fluorescent part and the background part have appropriate brightness at the time of the fluorescent observation. The present invention relates to a special light observation system that enables observation by color.
この種の特殊光観察システムは、蛍光物質を被検査対象物に投与し前記被検査対象物に励起光を照射して蛍光観察を可能とた装置として知られている。この種の特殊光観察システムの一つとして光ダイナミック診断装置が提案されている。 This type of special light observation system is known as an apparatus that enables fluorescence observation by administering a fluorescent substance to a test object and irradiating the test object with excitation light. An optical dynamic diagnostic apparatus has been proposed as one of such special light observation systems.
この光ダイナミック診断装置は、380〔nm〕から680〔nm〕の波長域の光を発光するランプ系を有する少なくとも一つの光源と、前記光源からの光を被検査対象物に導く光ガイド及び前記被検査対象物からの反射光を取込み画像用光ガイドを有するスコープと、前記スコープからの画像を画像処理する画像処理手段とを備えている。また、この光ダイナミック診断装置は、前記スコープの光ガイドのスペクトル透過率を被検査対象物に照射する蛍光励起光のスペクトルに合わせ、前記画像用光ガイドのスペクトル透過率を被検査対象物が発する蛍光のスペクトルに合わせ、かつ、光ガイド及び画像用光ガイドのスペクトル透過率を全体の50nmの帯域内で5%以上の透過率を有し、これ以外では前記値より小さいスペクトル透過率を有するようにしたものである(特許文献1:ドイツ公開特許第19639653A1号公報)。 The optical dynamic diagnostic apparatus includes at least one light source having a lamp system that emits light in a wavelength range of 380 [nm] to 680 [nm], a light guide that guides light from the light source to an object to be inspected, and A scope having an image light guide for taking in reflected light from the object to be inspected, and image processing means for image processing the image from the scope; In addition, the optical dynamic diagnostic apparatus matches the spectral transmittance of the light guide of the scope with the spectrum of the fluorescence excitation light that irradiates the inspection target, and the inspection target emits the spectral transmittance of the image light guide. The spectral transmittance of the light guide and the image light guide is 5% or more in the entire 50 nm band according to the fluorescence spectrum, and other than that, the spectral transmittance is smaller than the above value. (Patent Document 1: German Published Patent No. 19639653A1).
このような光ダイナミック診断装置によれば、被検査対象物を蛍光観察ができる。
しかしながら、上述した従来の光ダイナミック診断装置では、被検査対象物に蛍光励起光を与えることができるとともに、被検査対象物が発する蛍光を光ガイドが有効に取り込ことができるものの、蛍光による画像とバックグランド光による画像の色や明るさの調整ができないという不都合があった。 However, in the conventional optical dynamic diagnostic apparatus described above, fluorescence excitation light can be given to the object to be inspected, and the light guide can effectively capture the fluorescence emitted from the object to be inspected. In other words, the color and brightness of the image cannot be adjusted by background light.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、蛍光観察時に、蛍光部分とバックグランド部分とが適正な色や明るさで観察することのできる特殊光観察システムを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a special light observation system capable of observing the fluorescent portion and the background portion with appropriate colors and brightness during fluorescent observation. Yes.
本発明の特殊光観察システムは、蛍光物質を投与して化学変化を起こさせかつ被検査対象物に励起光を照射して蛍光観察を可能とした特殊光観察システムにおいて、前記蛍光物質を励起する所定波長のピーク波形の励起光及び前記所定波長のピーク波形の励起光の長波長側の広帯域に位置し前記所定波長のピーク波形の励起光のピーク値より所定のレベル低い値のバックグランド光を透過する透過特性と、前記蛍光物質が発する蛍光波長のピーク値から短波長側で所定の波長値以下に第1のカットオフ値とを有し、該第1のカットオフ値以上の波長の光をカットオフする特殊フィルタを備えた光源装置と、前記所定波長のピーク波形の励起光より長波長側に所定の波長値以上に設定された第2のカットオフ値を有し、該第2のカットオフ値以下の波長の光をカットオフするカットオフフィルタを備えたスコープとを具備して構成される。 The special light observation system according to the present invention excites the fluorescent substance in the special light observation system in which a fluorescent substance is administered to cause a chemical change and the object to be inspected is irradiated with excitation light to enable fluorescence observation. A background light having a predetermined level lower than the peak value of the excitation light having the peak waveform of the predetermined wavelength and the peak value of the excitation light having the peak waveform of the predetermined wavelength is located in a wide band on the long wavelength side of the excitation light having the peak waveform of the predetermined wavelength. Light having a transmission characteristic to transmit and a first cutoff value below a predetermined wavelength value on the short wavelength side from the peak value of the fluorescence wavelength emitted by the fluorescent material, and having a wavelength equal to or greater than the first cutoff value A light source device including a special filter that cuts off the light, and a second cut-off value that is set to a predetermined wavelength value or longer on the longer wavelength side than the excitation light having the peak waveform of the predetermined wavelength. Less than cut-off value Constituted by and a scope equipped with a cut-off filter that cuts off light of wavelengths.
本発明によれば、蛍光観察時に、蛍光部分とバックグランド部分とが適正な色や明るさで観察することができるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that the fluorescent portion and the background portion can be observed with appropriate colors and brightness during fluorescence observation.
以下、図面を参照しながら本発明の実施例について述べる。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1ないし図3は本発明の実施例1に係わり、図1は特殊光観察システムを示すブロック図、図2は図1の特殊光観察システムで用いられるスコープの先端部を患部とともに示す図、図3は図1の特殊光観察システムで用いられる光源装置に設けられた特殊光透過フィルタによって得られる光の特性及びオフフィルタの透過特性を示す特性図である。図3においては横軸に波長〔nm〕を、縦軸に明るさを、それぞれとったものである。 FIGS. 1 to 3 relate to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing a special light observation system, FIG. 2 is a diagram showing a distal end portion of a scope used in the special light observation system of FIG. FIG. 3 is a characteristic diagram showing the characteristics of light obtained by the special light transmission filter provided in the light source device used in the special light observation system of FIG. 1 and the transmission characteristics of the off filter. In FIG. 3, the horizontal axis represents wavelength [nm] and the vertical axis represents brightness.
図1及び図2において、本実施例の特殊光観察システムは、大別すると、光源装置1と、スコープ3と、画像処理装置5と、モニタ7とを備え、前記光源装置1から出射する光をライトガイドケーブル31で前記スコープ3に導いて被検査対象物に照射し、被検査対象物からの反射波をスコープ3で撮像した撮像信号を複合ケーブル32で前記画像処理装置5に導き、当該画像処理装置5で映像信号に変換してモニタ6で表示できるようにしたものである。
1 and 2, the special light observation system according to the present embodiment is roughly divided into a light source device 1, a
さらに、各構成要素について説明すると、前記光源装置1は、光源であるキセノンランプ11と、回転板12に設けられた特殊光透過フィルタ13と、集光レンズ14と、前記回転板12を回転させる回転板駆動手段15と、前記回転板駆動手段15を制御する回転板コントロールユニット16と、前記回転板12に設けられた可視光透過フィルタ17とを少なくとも備えている。
Further, each component will be described. The light source device 1 rotates the
前記光源装置1には、前記ライトガイドケーブル31の一端に設けられたライトガイドコネクタ33が着脱可能に構成されている。前記キセノンランプ11から出射して光は、例えば特殊光透過フィルタ13を透過して集光レンズ14で集光された後、前記ライトガイドコネクタ33を介してライトガイドケーブル31に供給できるようになっている。
In the light source device 1, a
前記特殊光透過フィルタ13は、図3に示すように、中心周波数λaが例えば410〔nm〕で蛍光物質を励起する波長域の励起光を所定のピーク値で照射可能とする透過率を有している。また、前記特殊光透過フィルタ13は、図3に示すように、前記ピーク値以外の長波長域側において前記ピーク値より所定のレベル(例えば1/3程度)低い光の強の値でかつ所定の広帯域波長のバックグランド光を照射可能とする透過率を有し、かつ、前記広帯域波長の第1のカットオフ値λfを前記蛍光物質が発する蛍光波長λk(=例えば630〔nm〕)のピーク値から短波長側に所定の波長値λf以下に設定されてなる。
As shown in FIG. 3, the special
具体的には、前記特殊光透過フィルタ13は、前記バックグランド光の第1のカットオフ値λfを、前記蛍光物質が発する蛍光波長λk(=例えば630〔nm〕)のピーク値から短波長側に例えば20〔nm〕以下の波長値に設定されている。
Specifically, the special
前記スコープ3は、図2に示すように、ライトガイド34と、レンズ35と、カットオフフィルター36と、撮像素子としてのCCD37とを備え、前記ライトガイド34を介して伝送されてきた光をライトガイド34の先端から被検査対象物20に光を照射し、前記被検査対象物20からの反射光や蛍光をレンズ35、カットオフフィルタ36を介してCCD37に結像させられるようになっている。このCCD37は撮像信号を複合ケーブル32を介して画像処理装置5に入力できるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
前記スコープ3にはカットオフフィルター36が設けられており、このカットオフフィルタ36は、図3に示すように、第2のカットオフ値λpを、前記励起光のピーク値(例えば、波長420〔nm〕)の波長位置から長波長側に20〔nm〕以上になるような透過率に設定されている(図3の特性CF参照)。これにより、前記カットオフフィルタ36は、励起光を透過させずに、しかも、バックグランド光や蛍光を確実に透過できることになる。
The
前記画像処理装置5は、前記スコープ3のCCD37からの撮像信号を複合ケーブル32を介して取込み、当該取り込んだ撮像信号を画像処理して映像信号に変換し、その映像信号をモニタ7に供給できるように構成されている。なお、前記画像処理装置5は、光源装置1の回転板コントロールユニット16に電気的に接続されており、必要に応じて切換え指令を前記画像処理装置5を介して回転板コントロールユニット16に与えることにより、回転板12を回転制御して特殊光透過フィルタ13または可視光透過フィルタ17を選択できるようになっている。
The image processing device 5 can capture an imaging signal from the
前記モニタ7では、前記画像処理装置5からの映像信号を画像としてディスプレイ上に表示できるようになっている。 The monitor 7 can display the video signal from the image processing device 5 on the display as an image.
このように構成された特殊光観察システムの動作について図1ないし図3を参照しながら説明する。 The operation of the special light observation system configured as described above will be described with reference to FIGS.
例えば、膀胱癌の癌組織を検査し、治療する場合には、5−ALA(5−Aminolevulinic acid)を投与することにより、ProtoporphyrinIXに化学変化を起こさせて、被検査対象物20の部分を蛍光観察可能とする。
For example, in the case of examining and treating cancerous tissue of bladder cancer, 5-ALA (5-Aminolevulinic acid) is administered to cause a chemical change in ProtoporphyrinIX, and a portion of the
このような状態になったところで、前記光源装置1では、キセノンランプ11からの光を特殊光透過フィルター13を通した後、集光レンズ14でライトガイドコネクタ33に集光し、ライトガイドケーブル31を介してスコープ3のライトガイド34に光を導き、スコープ3のライトガイド34の先端部分から前記被検査対象物20に照射する。
In such a state, in the light source device 1, after the light from the
このときに、スコープ3のライトガイド34の先端から被検査対象物20に照射される光は、図3に示すように410〔nm〕でピークを持つ所定周波数幅の励起光と、図3に示すように広帯域のバックグランド光を含んでいる。
At this time, the light irradiated onto the
前記被検査対象物20に対して、図3に示すような例えば410〔nm〕でピークを持つ所定周波数幅の励起光が照射されると、前記被検査対象物20の部分は、例えば630〔nm〕の波長λkで蛍光発光する。
When the
また、前記被検査対象物20及びその周辺には、前記スコープ3のライトガイド34の先端からバックグランド光が照射されている。
Further, background light is irradiated to the
前記被検査対象物20及びその周辺からの反射光と蛍光は、前記スコープ3の先端のレンズ35、カットオフフィルター36を介してCCD37に入射される。前記カットオフフィルタ36は、第2のカットオフ周波数(波長λp)が前記励起光の中心波長λa(=410〔nm〕)から20〔nm〕以上に設定されているので、前記被検査対象物20からの励起光の反射光成分などを透過させることがないが、バックグランド光と、被検査対象物20からの蛍光とを透過させる。また、前記被検査対象物20からの蛍光のピーク値と、前記被検査対象物20を照射しているバックグランド光のピーク値とは、図3に示すように、概ね同じかそれよりも小さく設定してあるので、両者を同一レベルに近い状態でCCD37に取り込むことが可能になる。したがって、このような蛍光観察時に、蛍光部分とバックグランド部分とが適正な色や明るさでもって観察できることが可能になる。また、前記特殊光透過フィルター13は、励起光の透過レベルと、バックグランド光の透過レベルと、蛍光の発光レベルとを考慮し、必要に応じて各波長域の透過レベル設定することにより、バックグランド光の色や明るさを調整することが容易になる。
Reflected light and fluorescence from the
なお、前記回転板12には可視光透過フィルタ17が設けられており、この可視光透過フィルタ17は通常光を観察するための可視光を通すことができるようになっている。そして、スイッチなどにより、蛍光観察か可視光観察かを選択可能にし、この切換え情報を回転板コントロールユニット16に入力することにより、特殊光透過フィルタ13または可視光透過フィルタ17に切り換えられるように構成してある。そして、この観察モードの切換えにより、特殊光透過フィルタ13または可視光透過フィルタ17を使用し、蛍光観察の他に可視光観察も可能にされている。
The rotating
図4は本発明の実施例2に係る特殊光観察システムで用いられる光源装置に設けられた特殊光透過フィルターの特性を示す特性図であって、横軸に波長〔nm〕を、縦軸に明るさを、それぞれとったものである。 FIG. 4 is a characteristic diagram showing the characteristics of a special light transmission filter provided in the light source device used in the special light observation system according to Example 2 of the present invention, where the horizontal axis represents wavelength [nm] and the vertical axis represents Brightness is taken individually.
実施例2は、実施例1とほとんど同じであるので、異なる点のみ説明し、同一の構成には同じ符号をつけ説明は省略する。 Since the second embodiment is almost the same as the first embodiment, only different points will be described, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
図4に示すように、本実施例の特殊光観察システムは、光源装置1aの特殊光透過フィルタ13aの透過特性に特徴を持たせたものであって、他の構成用途は図1の特殊光観察システムと全く同一である。したがって、前記特殊光透過フィルタ13aの特性の説明のみをすることにし、本発明を実施するための第2の最良の形態に係る特殊光観察システムの構成や動作については説明を省略する。 As shown in FIG. 4, the special light observation system of the present embodiment is characterized by the transmission characteristics of the special light transmission filter 13a of the light source device 1a. It is exactly the same as the observation system. Accordingly, only the characteristics of the special light transmission filter 13a will be described, and description of the configuration and operation of the special light observation system according to the second best mode for carrying out the present invention will be omitted.
すなわち、前記光源装置1aの特殊光透過フィルタ13aは、図4に示すように、前記蛍光物質を励起する波長λk(=410〔nm〕)を中心とする所定波長域の励起光を所定のピーク値で照射可能とする透過率を有している。さらに、前記特殊光透過フィルタ13aは、この励起光の帯域より長波長域側に透過率が設定されていて、前記ピーク値より所定のレベル低い値でかつ所定の広帯域波長のバックグランド光を照射可能とする透過率を有し、前記広帯域波長の第1のカットオフ値λfを前記蛍光物質が発する蛍光波長λk(=630〔nm〕)のピーク値から短波長側に所定の波長値以下に設定されている。 That is, as shown in FIG. 4, the special light transmission filter 13a of the light source device 1a emits excitation light in a predetermined wavelength region centered on a wavelength λk (= 410 [nm]) for exciting the fluorescent substance at a predetermined peak. It has a transmittance that enables irradiation with a value. Further, the special light transmission filter 13a has a transmittance set to a longer wavelength region side than the excitation light band, and irradiates background light having a predetermined level lower than the peak value and a predetermined broadband wavelength. The first cutoff value λf of the broadband wavelength is set to a predetermined wavelength value or less from the peak value of the fluorescence wavelength λk (= 630 [nm]) emitted by the fluorescent material to the short wavelength side. Is set.
すなわち、前記特殊光透過フィルタ13aは、バックグランド光については、第3のカットオフ波長λeから第1のカットオフ波長λfの間の独立した帯域に設定されており、励起光については、波長λa(=410〔nm〕)を中心とする所定波長域に設定されている。 That is, the special light transmission filter 13a is set to an independent band between the third cutoff wavelength λe and the first cutoff wavelength λf for the background light, and the wavelength λa for the excitation light. (= 410 [nm]) is set in a predetermined wavelength range.
さらに、前記カットオフフィルタ36の第2のカットオフ値λfは、第1の最良の形態と同様に、励起光の中心周波数(中心波長λa=例えば410〔nm〕)から20〔nm〕以上の長波長域側に設定されている(図4の特性CF参照)。また、前記カットオフフィルタ36は、当然、波長域λe〜λfのバックグランド光と、蛍光波長λkの蛍光とを透過できるようになっている。
Further, the second cut-off value λf of the cut-
このように本実施例によっても、実施例1と同様の作用効果を奏することになる。 As described above, this embodiment also achieves the same effects as those of the first embodiment.
本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変えない範囲において、種々の変更、改変等が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
1…光源装置
3…スコープ
5…画像処理装置
7…モニタ
11…キセノンランプ
12…回転板
13…特殊光透過フィルター
14…集光レンズ
15…回転板駆動手段
16…回転板コントロールユニット
17…可視光透過フィルター
31…ライトガイドケーブル
32…複合ケーブル
代理人 弁理士 伊藤 進
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (4)
前記蛍光物質を励起する所定波長のピーク波形の励起光及び前記所定波長のピーク波形の励起光の長波長側の広帯域に位置し前記所定波長のピーク波形の励起光のピーク値より所定のレベル低い値のバックグランド光を透過する透過特性と、前記蛍光物質が発する蛍光波長のピーク値から短波長側で所定の波長値以下に第1のカットオフ値とを有し、該第1のカットオフ値以上の波長の光をカットオフする特殊フィルタを備えた光源装置と、
前記所定波長のピーク波形の励起光より長波長側に所定の波長値以上に設定された第2のカットオフ値を有し、該第2のカットオフ値以下の波長の光をカットオフするカットオフフィルタを備えたスコープと
を具備したことを特徴とする特殊光観察システム。 In a special light observation system that allows fluorescent observation by injecting a fluorescent substance to cause a chemical change and irradiating the object to be inspected with excitation light,
Located in a wide band on the long-wavelength side of the excitation light having a predetermined wavelength for exciting the fluorescent material and the excitation light having the peak waveform having the predetermined wavelength and lower by a predetermined level than the peak value of the excitation light having the peak waveform having the predetermined wavelength A transmission characteristic that transmits background light of a value, and a first cutoff value below a predetermined wavelength value on the short wavelength side from the peak value of the fluorescence wavelength emitted by the fluorescent material, the first cutoff A light source device equipped with a special filter that cuts off light of a wavelength greater than the value,
A cut that has a second cutoff value that is set to a predetermined wavelength value or longer on the longer wavelength side than the excitation light having a peak waveform of the predetermined wavelength, and that cuts off light having a wavelength equal to or less than the second cutoff value. A special light observation system comprising: a scope having an off filter.
ことを特徴とする請求項1に記載の特殊光観察システム。 The special light observation system according to claim 1, wherein the special filter separates and transmits the excitation light having the peak waveform of the predetermined wavelength and the background light.
ことを特徴とする請求項1に記載の特殊光観察システム。 2. The special light according to claim 1, wherein the first cutoff value is set to a wavelength value of 20 nm or less on a short wavelength side from a peak value of a fluorescence wavelength emitted from the fluorescent material. Observation system.
ことを特徴とする請求項1に記載の特殊光観察システム。 The special light observation system according to claim 1, wherein the second cutoff value is set to 20 [nm] or longer on a longer wavelength side than the peak value of the excitation light.
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