JP2005261974A - 蛍光内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】検査対象部位から発せられた蛍光を観察する蛍光内視鏡装置において、前記検査対象部位に前記蛍光の励起波長を含む第1の波長帯域の光を照射する光源手段と、生体内に挿入可能な挿入部を備えた内視鏡と、前記検査対象部位からの光を撮像するために前記内視鏡の先端に配置され、素子内部で増幅可能な固体撮像素子と、前記第1の波長帯域の光の照射に対応して前記固体撮像素子で得られる信号を前記固体撮像素子内で増幅させる制御手段とを具備する。
【選択図】図18
Description
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、蛍光と通常光との双方を適当な明るさで観察することができる蛍光内視鏡装置を提供することを目的とする。
前記固体撮像素子は、生体内に投与された蛍光物質から発せされる赤外光を含む蛍光を撮像することを特徴とする。
前記固体撮像素子は病巣部に集積しやすい蛍光物質から発せされる蛍光を撮像することを特徴とする。
図1ないし図11は、本発明の第1の実施の形態に係り、図1は、第1の実施の形態の蛍光内視鏡装置の全体の構成を示すブロック図、図2は帯域制限回転フィルタの構成を示す説明図、図3は帯域制限回転フィルタの分光透過特性を示す説明図、図4はRGB回転フィルタの構成を示す説明図。図5はRGB回転フィルタの分光透過特性を示す説明図、図6は励起光カットフィルタの分光透過特性を示す説明図、図7はフィルタ絞りの構成を示す説明図、図8はフィルタ絞りの分光透過特性を示す説明図、図9は通常光観察時の動作を示す説明図、図10は蛍光観察時の動作を示す説明図、図11は通常光・蛍光同時観察時の動作を示す説明図である。本実施の形態の目的は蛍光による画像はより明るく、通常光による画像はより深い被写体深度で観察することができる蛍光内視鏡装置を提供することにある。
帯域制限フィルタ11及びRGB回転フィルタ13はそれぞれモータ15、16により回転駆動される。
つまり、最も内側に形成された円形状の可視光透過部22a、その外側に形成されたリング形状の可視光非透過部22b、その外側に形成されたリング形状の遮光部22cとが設けられている。
モニタ5上では、帯域制限回転フィルタ11の位置に応じて通常光像、蛍光像、あるいはその双方を同時に観察することができる。
また、励起光カットの機能はCCD21の前面に設けるものに限らず、対物レンズ20面やフィルタ絞り22面に設けるようにしてもよい。
また、フレームごとの処理の代わりに、フィールドごとに処理を行ってもよい。
絞り部分において蛍光の透過する領域を可視光(通常光)が透過する領域に比べて大きくなる構成にしたので、蛍光が絞り部分を沢山通過でき、蛍光による画像はより明るく、通常光による画像はより深い被写体深度で観察することができるようになる。
次に本発明の第2の実施の形態を説明する。
第2の実施の形態は、第1の実施の形態と類似の構成であるので、異なる点を中心に説明し、類似機能を持つ構成には同じ符号を付けその説明を省略する。
被検査体19の体内には、予めインドシアニングリーン(ICG)誘導体標識抗体のように、癌などの病巣部に対して親和性をもつ蛍光物質が投与されている。
また、蛍光観察時には通常光観察時に比べてCCD21の露光時間を長く(図17では3倍)して、より明るい画像が得られるようにしている。
なお、乗算器43には、乗算結果のオーバーフロー防止のためのクリップ回路が組み込まれている。
モニタ5上では、並列回転フィルタ39の位置に応じて通常光像、又は蛍光像を観察することができる。
また、蛍光物質励起用の照明光は、体外から照射するようにしてもよい。
また、CCD21の位置は挿入部7の先端部17に配置するものに限らず、プロセッサ4B内部に設けてイメージガイドファイバで光を導くようにしてもよいし、光学式内視鏡に着脱可能なカメラヘッド内に配置してもよい。
また、CCD21の前面にイメージインテンシファイアを配して、感度を向上させてもよい。
蛍光観察と通常光観察の切り替えに応じて絞りを制御する構成にしたので、蛍光観察時にはより明るい画像で、通常光観察時にはより深い被写体深度の画像で観察することができる。
次に第3の実施の形態を説明する。図18ないし図21は、本発明の第3の実施の形態に係り、図18は、第3の実施の形態の蛍光内視鏡装置の全体の構成を示すブロック図、図19は通常光観察時の動作を示す説明図、図20は蛍光観察時の動作を示す説明図、図21は通常光・蛍光同時観察時の動作を示す説明図である。
本実施の形態は、第1の実施の形態と類似の構成であるので、異なる点を中心に説明し、類似機能を持つ構成には同じ符号を付け、その説明は省略する。
増幅率を高くすることにより、微弱な蛍光も十分な明るさで観察することができる。
本実施の形態では、観察用光源手段として単一のランプ10を用いたが、例えば通常光観察用のハロゲンランプと蛍光物質励起用のレーザあるいは発光ダイオードのように2つ以上の光源を組み合わせてもよい。
また、照明光の光量を制御する手段は、ランプ電流を変化させるものに限らず、照明光絞りの開きを制御してもよいし、照明光路上に光量制限用のフィルタを挿入するものでもよい。
又、フレームごとの処理の代わりにフィールドごとに処理を行ってもよい。
蛍光観察と通常光観察の切り替えに応じてランプ光量とCCD51の増幅率を制御する構成にしたので、蛍光像と通常観察像の明るさが著しく異なることが無く、蛍光と通常光の双方を適当な明るさで観察することができる。
次に本発明の第4の実施の形態を説明する。図22ないし図27は、本発明の第4の実施の形態に係り、図22は第4の実施の形態の蛍光内視鏡装置の全体の構成を示すブロック図、図23はRGB回転フィルタの構成を示す説明図、図24はRGB回転フィルタの分光透過特性を示す説明図、図25は通常光観察時の動作を示す説明図、図26は蛍光観察時の動作を示す説明図、図27は通常光・蛍光同時観察時の動作を示す説明図である。
また、レーザ治療用のレーザ光を発生するレーザ光源6とレーザ光を導くレーザガイド37が設けられている。
被検査体19の体内には、予めインドシアニングリーン(ICG)誘導体標識抗体のように、癌などの病巣部に対して親和性をもつ蛍光物質が投与されている。
このときタイミング制御回路34は、RGB回転フィルタ65と帯域制限回転フィルタ11が同期して回転するように制御する。
本実施の形態では、観察用光源手段として単一のランプ10を用いたが、例えば通常光観察用のハロゲンランプと蛍光物質励起用のレーザあるいは発光ダイオードのように2つ以上の光源を組み合わせてもよい。
また、CCD21の位置は挿入部7の先端部17に配置するものに限らず、プロセッサ4D内部に設けてイメージガイドファイバで光を導くようにしてもよいし、光学式内視鏡に着脱可能なカメラヘッド内に配置してもよい。
また、フレームごとの処理の代わりにフィールドごとに処理を行ってもよい。 本実施の形態は以下の効果を有する。
励起光照射時の蛍光像と光を照射しないときの背景像との差をとる構成にしたので、外部からの漏れ光によるノイズの少ない蛍光画像を得ることができる。 なお、上述の複数の実施の形態を部分的に組み合わせる等して構成される実施の形態なども本発明に属する。
1.蛍光物質を被検査対象物に投与して診断を行う装置において、
前記蛍光物質の励起波長を含む第1の波長帯域の光と可視光を含む第2の波長帯域の光を前記被検査対象物に照射する光源手段と、
前記被検査対象物の可視光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手段と、 前記被検査対象物と前記撮像手段との光路上に挿入された絞り手段とを有し、 前記絞り手段は可視光を透過する可視光透過部と可視光を透過せず前記蛍光物質の蛍光の波長帯域の光を透過し、前記可視光透過部より透過領域が大きい可視光非透過部を有することを特徴とした蛍光内視鏡装置。
(付記1の作用)絞り部分において蛍光の透過する領域を可視光(通常光)が透過する領域に比べて大きくなる構成にしたので、蛍光が絞り部分を沢山通過でき、蛍光はより明るく、通常光はより深い被写体深度で観察することができる。
前記蛍光物質の励起波長を含む第1の波長帯域の光と可視光を含む第2の波長帯域の光を前記被検査対象物に選択的に照射する光源手段と、
前記第1の波長帯域の光と前記第2の波長帯域の光を切り替える切り替え手段と、
前記被検査対象物の可視光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手段と、 前記被検査対象物と前記撮像手段との光路上に挿入された可変絞り手段と、
前記切り替え手段の切り替えに応じて前記可変絞り手段を制御することを特徴とした蛍光内視鏡装置。
前記蛍光物質の励起波長を含む第1の波長帯域の光と可視光を含む第2の波長帯域の光を前記被検査対象物に選択的に照射する光源手段と、
前記第1の波長帯域の光と前記第2の波長帯域の光を切り替える切り替え手段と、
前記被検査対象物の可視光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段により得られる撮像信号を積分する積分手段と、
前記切り替え手段の切り替えに応じて前記積分手段を制御することを特徴とした蛍光内視鏡装置。
(付記3の作用)蛍光観察と通常光観察の切り替えに応じて積分手段を制御する構成にしたので、蛍光は少ないノイズで、通常光は速い動きに対応して観察することができる。
前記蛍光物質の励起波長を含む第1の波長帯域の光と可視光を含む第2の波長帯域の光を前記被検査対象物に選択的に照射する光源手段と、
前記光源手段の光量を制御する光量制御手段と、
前記第1の波長帯域の光と前記第2の波長帯域の光を切り替える切り替え手段と、
前記被検査対象物の可視光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手段と、 前記切り替え手段の切り替えに応じて前記光量制御手段を制御することを特徴とした蛍光内視鏡装置。
(付記4の作用)蛍光観察と通常光観察の切り替えに応じて光量を制御する構成にしたので、蛍光と通常光の双方を適当な明るさで観察することができる。
前記蛍光物質の励起波長を含む第1の波長帯域の光と可視光を含む第2の波長帯域の光を前記被検査対象物に選択的に照射する光源手段と、
前記第1の波長帯域の光と前記第2の波長帯域の光を切り替える切り替え手段と、
前記被検査対象物の可視光像と前記蛍光物質の蛍光像を撮像する撮像手段と、 前記撮像手段により得られる撮像信号を増幅する増幅手段と、
前記切り替え手段の切り替えに応じて前記増幅手段を制御することを特徴とした蛍光内視鏡装置。
(付記5の作用)蛍光観察と通常光観察の切り替えに応じて増幅器を制御する構成にしたので、蛍光と通常光の双方を適当な明るさで観察することができる。
前記被検査対象物に間欠的に光を照射する光源手段と、
前記光源手段から光が照射されているときの前記被検査対象物からの蛍光像と前記光源手段から光が照射されていないときの前記被検査対象物からの背景像を撮像する撮像手段と、
前記蛍光像と前記背景像との差を算出する減算手段とを有することを特徴とした赤外蛍光内視鏡装置。
(付記6の作用)蛍光像と光を照射しないときの背景像の差をとる構成にしたので、ノイズの少ない蛍光画像を得ることができる。
2A…電子内視鏡
3A…光源装置
4A…プロセッサ
5…モニタ
6…レーザ光源
7…挿入部
8…ライトガイドファイバ
10…ランプ
11…帯域制限回転フィルタ
11a…可視光透過フィルタ
11b…赤外光透過フィルタ
12…照明光絞り
13…RGB回転フィルタ
15,16…モータ
21…CCD
22…フィルタ絞り
22a…可視光透過部
22b…可視光非透過部
22c…遮光部
23…励起光カットフィルタ
24…プリアンプ
25…AGC回路
26…A/D変換回路
27…マルチプレクサ
28,29…フレームメモリ
30…画像処理回路
31…画像表示制御回路
32…D/A変換回路
33…自動調光回路
34…タイミング制御回路
Claims (6)
- 検査対象部位から発せられた蛍光を観察する蛍光内視鏡装置において、
前記検査対象部位に前記蛍光の励起波長を含む第1の波長帯域の光を照射する光源手段と、
生体内に挿入可能な挿入部を備えた内視鏡と、
前記検査対象部位からの光を撮像するために前記内視鏡の先端に配置され、素子内部で増幅可能な固体撮像素子と、
前記第1の波長帯域の光の照射に対応して前記固体撮像素子で得られる信号を前記固体撮像素子内で増幅させる制御手段と、
を具備したことを特徴とする蛍光内視鏡装置。 - 前記固体撮像素子は増幅率可変であることを特徴とする請求項1に記載の蛍光内視鏡装置。
- 前記光源手段は可視光を含む第2の波長帯域の光を照射し、
前記第1の波長帯域の光の照射と第2の波長帯域の光の照射とを切り替える切替手段を有し、
前記制御手段は、前記切替手段による切替に応じて、前記第1の波長帯域の光の照射に対応して前記固体撮像素子で得られる信号を、前記第2の波長帯域の光の照射に対応して前記固体撮像素子で得られる信号よりも高い増幅率で増幅させることを特徴とする請求項2に記載の蛍光内視鏡装置。 - 前記制御手段は、制御信号の振幅により前記固体撮像素子の増幅率を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一に記載の蛍光内視鏡装置。
- 前記固体撮像素子は、生体内に投与された蛍光物質から発せされる赤外光を含む蛍光を撮像することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一に記載の蛍光内視鏡装置。
- 前記固体撮像素子は病巣部に集積しやすい蛍光物質から発せされる蛍光を撮像することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の蛍光内視鏡装置。
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