JP2006094907A - Electronic endoscope system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve color reproducibility of a photographed image in an electronic endoscope system enabling PDT (Photodynamic Therapy). <P>SOLUTION: Laser beams for PDT emitted from a PDT device 60 are guided to the distal end 10A of an insertion portion of an electronic scope 10 by fiber optics 61. Leakage light from the fiber optics 61 is detected by a photodiode 62. Detecting signals outputted by the photodiode 62 responding to the detection of the leakage light are inputted in a timing controller 32. The timing controller 32 controls the rotations of a rotary plate 38 and emission of excitation light from an excitation light source 43 based on the input of the detecting signals to implement the irradiation of a living body with white light from a lamp 33, the irradiation of the living body with the excitation light from the excitation light source 43, and the irradiation with the laser beams for PDT alternately. The timing controller 32 drives an electronic shutter of a CCD (charge coupled device) 15 for cutting saturated electric charges during the irradiation with the laser beams for PDT. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、腫瘍親和性蛍光物質を投与した生体にレーザ光を照射し、病変部位の発見及び治療を行う電子内視鏡システムに関する。   The present invention relates to an electronic endoscope system that detects and treats a lesion site by irradiating a living body to which a tumor-affinity fluorescent substance is administered with a laser beam.

従来、生体に腫瘍親和性蛍光物質を投与し、癌等の腫瘍の発見を行う光線力学的診断(以下、PDD(Photodynamic Diagnosis))や、腫瘍を治療する光線力学的治療(以下、PDT(Photodynamic Therapy))が行われている。生体に腫瘍親和性蛍光物質を投与して所定時間経過すると、病変部位には蛍光物質が残留する。PDDはこの特性を利用し、腫瘍親和性蛍光物質の投与後所定時間経過した生体にレーザ光を照射し、その蛍光物質から発した蛍光を測定することにより、病変部位を発見する診断方法である。また、PDTは、上述の蛍光物質が光エネルギーを吸収することにより発生する一重項酸素が、その酸化作用によって病変組織を破壊する特性を利用する治療方法である。   Conventionally, photodynamic diagnosis (hereinafter referred to as PDD (Photodynamic Diagnosis)) in which a tumor-affinity fluorescent substance is administered to a living body to detect a tumor such as cancer, or photodynamic therapy (hereinafter referred to as PDT (Photodynamic) for treating a tumor). Therapy)). When a tumor-affinity fluorescent substance is administered to a living body and a predetermined time elapses, the fluorescent substance remains in the lesion site. PDD is a diagnostic method that uses this property to detect a lesion site by irradiating a living body that has passed a predetermined time after administration of a tumor affinity fluorescent substance with laser light and measuring the fluorescence emitted from the fluorescent substance. . PDT is a treatment method that utilizes the property that singlet oxygen generated when the above-described fluorescent substance absorbs light energy destroys a diseased tissue by its oxidizing action.

近年、PDD、PDTが内視鏡に適用され、病変部位の早期発見・治療に応用されている。PDT用レーザ光は極めて強力である。従って、PDT機能を備えた電子内視鏡システムでは、固体撮像素子の光電変換において電荷が飽和することがないよう、生体からの反射光において、PDT用レーザ光の波長をカットするカットフィルタが対物光学系内に配設される。
実開平6−63009号公報
In recent years, PDD and PDT have been applied to endoscopes and applied to early detection and treatment of lesion sites. The laser light for PDT is extremely powerful. Therefore, in an electronic endoscope system having a PDT function, a cut filter that cuts the wavelength of the laser light for PDT in the reflected light from the living body is an objective so that the charge is not saturated in the photoelectric conversion of the solid-state imaging device. Arranged in the optical system.
Japanese Utility Model Publication No. 6-63009

ところが、このようなカットフィルタは、PDT用のレーザ光の波長のみならず、その近傍の帯域の波長をもカットしてしまう。その結果、固体撮像素子により取得された画像情報をTVモニタに表示させるときの色再現性が悪くなるという問題があった。   However, such a cut filter cuts not only the wavelength of the laser light for PDT but also the wavelength of the nearby band. As a result, there is a problem that the color reproducibility when displaying the image information acquired by the solid-state imaging device on the TV monitor is deteriorated.

本発明は、以上の問題を解決するものであり、PDD、PDTを行うことができる電子内視鏡システムにおいて、生体の画像を再現する際の色再現性を向上させることを目的とする。   An object of the present invention is to solve the above problems and to improve color reproducibility when reproducing an image of a living body in an electronic endoscope system capable of performing PDD and PDT.

本発明に係る電子内視鏡システムは、可視帯域の通常光を出射する通常光光源と、光線力学的診断のための診断用レーザ光を出力する第1の発振手段と、光線力学的治療のための治療用レーザ光を出力する第2の発振手段と、通常光と診断用レーザ光と治療用レーザ光の生体への照射のタイミングを制御する照射光制御手段と、通常光の照射時、固体撮像素子により取得される生体の通常光画像と、診断用レーザ光の照射時、固体撮像素子により取得される生体の蛍光画像とをモニタに表示する表示制御手段と、治療用レーザ光の照射時、固体撮像素子の飽和電荷をカットする固体撮像素子制御手段とを備えることを特徴とする。   An electronic endoscope system according to the present invention includes a normal light source that emits normal light in the visible band, a first oscillation unit that outputs diagnostic laser light for photodynamic diagnosis, and photodynamic therapy. A second oscillating means for outputting therapeutic laser light for irradiation, an irradiation light control means for controlling the irradiation timing of the normal light, the diagnostic laser light, and the therapeutic laser light to the living body, and at the time of normal light irradiation, Display control means for displaying on a monitor a normal light image of a living body acquired by a solid-state image sensor and a fluorescent image of a living body acquired by a solid-state image sensor when irradiated with a diagnostic laser beam, and irradiation with a therapeutic laser beam And a solid-state image sensor control means for cutting a saturation charge of the solid-state image sensor.

照射光制御手段は、通常光の照射の周期と、第1の発振手段の出力の周期と、第2の発振手段の出力の周期との相対的関係を制御することにより照射のタイミングを制御してもよい。   The irradiation light control means controls the irradiation timing by controlling the relative relationship between the normal light irradiation period, the output period of the first oscillation means, and the output period of the second oscillation means. May be.

照射光制御手段は、例えば、第2の発振手段に固有の治療用レーザ光の出力の周期に基づいて、通常光の照射と、診断用レーザ光の照射のタイミングを制御してもよい。その場合、好ましくは、第2の発振手段から出力される治療用レーザ光を電子スコープの挿入部先端に伝送するための光ファイバーと、治療用レーザ光の伝送中に光ファイバーから漏れる治療用レーザ光を検出する光ファイバーからの漏れ光を検出する漏れ光検出手段とを備え、照射光制御手段は、漏れ光検出手段の検出結果に基づいてタイミングを制御する。   For example, the irradiation light control means may control the timing of the irradiation of the normal light and the irradiation of the diagnostic laser light based on the cycle of the output of the therapeutic laser light unique to the second oscillation means. In that case, preferably, an optical fiber for transmitting the therapeutic laser beam output from the second oscillating means to the distal end of the insertion portion of the electronic scope and a therapeutic laser beam leaking from the optical fiber during the transmission of the therapeutic laser beam are provided. Leakage light detection means for detecting leakage light from the optical fiber to be detected, and the irradiation light control means controls the timing based on the detection result of the leakage light detection means.

好ましくは、通常光光源から出射される通常光の光路内に介在するよう配設され、開口部が形成された回転板を備え、照射光制御手段は、回転板の回転を制御することにより、通常光の照射と診断用レーザ光の照射のタイミングを制御する。   Preferably, the rotating plate is disposed so as to be interposed in the optical path of the normal light emitted from the normal light source and formed with an opening, and the irradiation light control means controls the rotation of the rotating plate, Control the timing of normal light irradiation and diagnostic laser light irradiation.

好ましくは、表示制御手段は、通常光画像の画像情報を格納する第1の格納手段と、蛍光画像の画像情報を格納する第2の格納手段とを有し、モニタにおける映像信号の処理仕様に準拠したタイミングで第1及び第2の格納手段から通常光画像の画像情報及び蛍光画像の画像情報を読出し、モニタに出力する。   Preferably, the display control unit includes a first storage unit that stores image information of the normal light image and a second storage unit that stores image information of the fluorescent image, and the processing specification of the video signal in the monitor The image information of the normal light image and the image information of the fluorescent image are read out from the first and second storage means at the compliant timing and output to the monitor.

また、本発明に係る電子内視鏡システムは、可視帯域の通常光の照射と、光線力学的診断のための診断用レーザ光の照射と、光線力学的治療のための治療用レーザ光の照射とが所定の周期で交互に実行され、治療用レーザ光の照射による固体撮像素子の飽和電荷がカットされ、通常光の照射時、固体撮像素子により取得される通常光画像と、診断用レーザ光の照射時、固体撮像素子により取得される蛍光画像とがモニタに並列表示されることを特徴とする。   In addition, the electronic endoscope system according to the present invention includes irradiation of normal light in the visible band, irradiation of diagnostic laser light for photodynamic diagnosis, and irradiation of therapeutic laser light for photodynamic therapy. Are alternately executed at a predetermined cycle, the saturation charge of the solid-state image sensor due to the irradiation of the therapeutic laser light is cut, and the normal light image acquired by the solid-state image sensor and the diagnostic laser light when the normal light is irradiated When irradiating, a fluorescent image acquired by a solid-state imaging device is displayed in parallel on a monitor.

以上のように、本願発明によれば、固体撮像素子制御手段により、治療用レーザ光の照射時、固体撮像素子の飽和電荷がカットされるため、従来のカットフィルタを用いる必要がない。従って、従来のカットフィルタによりカットされていたレーザ光波長の近傍の帯域の波長がカットされることがなく、生体の反射光や自家蛍光が固体撮像素子に導かれ、画像処理が施される。その結果、モニタに表示される通常光画像や蛍光画像の色再現性が向上する。   As described above, according to the present invention, the solid-state image sensor control means cuts the saturation charge of the solid-state image sensor at the time of irradiation with the therapeutic laser beam, so there is no need to use a conventional cut filter. Therefore, the wavelength in the vicinity of the laser light wavelength that has been cut by the conventional cut filter is not cut, and the reflected light and autofluorescence of the living body are guided to the solid-state imaging device, and image processing is performed. As a result, the color reproducibility of the normal light image and the fluorescent image displayed on the monitor is improved.

また、治療用レーザ光照射時の固体撮像素子の飽和電荷をカットすることにより、治療用レーザ光の照射に続いて自家蛍光画像の取得をし、モニタに再現させた場合、再現される映像がハレーションを起こすことがない。従って、治療の経過を逐次把握することができ、病変組織の過不足のない除去をより効率的に実施することができる。   In addition, by cutting the saturation charge of the solid-state imaging device at the time of treatment laser light irradiation, autofluorescence images are acquired following treatment laser light irradiation and reproduced on a monitor. Does not cause halation. Therefore, the progress of treatment can be grasped sequentially, and the removal of the diseased tissue without excess or deficiency can be performed more efficiently.

図1は、本発明に係る実施形態が適用される電子内視鏡システムのブロック図である。電子スコープ10には多数の光ファイバーから成るライトガイド11が挿通している。ライトガイド11は電子スコープ10の挿入部先端10Aまで延びている。挿入部先端10Aにおいてライトガイド11の出射端11Aの前方には配光レンズ12が配置される。   FIG. 1 is a block diagram of an electronic endoscope system to which an embodiment according to the present invention is applied. A light guide 11 made of a large number of optical fibers is inserted through the electronic scope 10. The light guide 11 extends to the insertion portion distal end 10 </ b> A of the electronic scope 10. A light distribution lens 12 is disposed in front of the emission end 11A of the light guide 11 at the insertion portion distal end 10A.

画像処理プロセッサ30のシステムコントローラ31は、電子内視鏡システム全体をコントロールする例えばマイクロプロセッサである。タイミングコントローラ32は、後述する各ドライバ等へ駆動の同期をとるための制御信号を出力する。   The system controller 31 of the image processor 30 is, for example, a microprocessor that controls the entire electronic endoscope system. The timing controller 32 outputs a control signal for synchronizing driving to each driver described later.

画像処理プロセッサ30内には、白色光を出射するランプ33が設けられる。ランプ33には例えばキセノンランプ等が用いられる。電子スコープ10の操作部(図示せず)に設けられたスコープボタン20が操作されると、システムコントローラ31からランプ用電源34へ制御信号が出力され、ランプ用電源34からランプ33への電力の供給が開始され、ランプ33が点灯駆動される。ランプ33から出射された白色光は、絞り35、回転プレート38を介してダイクロックミラー41へ導かれる。白色光はダイクロックミラー41を透過し、集光レンズ42によりライトガイド11の入射端11Bへ集光する。   A lamp 33 that emits white light is provided in the image processor 30. For example, a xenon lamp or the like is used as the lamp 33. When the scope button 20 provided in the operation unit (not shown) of the electronic scope 10 is operated, a control signal is output from the system controller 31 to the lamp power supply 34, and the power from the lamp power supply 34 to the lamp 33 is output. Supply is started and the lamp 33 is driven to light. White light emitted from the lamp 33 is guided to the dichroic mirror 41 through the diaphragm 35 and the rotating plate 38. The white light passes through the dichroic mirror 41 and is condensed by the condenser lens 42 onto the incident end 11B of the light guide 11.

また、画像処理プロセッサ30内には、ランプ33に加えて励起用光源43が設けられる。励起用光源43には例えば、波長が408nm(ナノメータ)のPDD用励起光を出射する半導体レーザが用いられる。スコープボタン20が操作されると、システムコントローラ31から励起用光源ドライバ45へ励起用光源43の立ち上がり開始を指示する制御信号が出力され、励起用光源43が立ち上がる。また、タイミングコントローラ32から出力される制御信号に基づく励起用光源ドライバ45の駆動信号により、励起用光源43のPDD用励起光の出射開始・出射停止が行われる。すなわち、タイミングコントローラ32によりPDD用励起光の出射のタイミングが制御される。励起用光源43から出射されたPDD用励起光は、レンズ44を介してダイクロックミラー41へ導かれる。PDD用励起光はダイクロックミラー41により反射され、集光レンズ42によりライトガイド11の入射端11Bへ集光する。   In addition to the lamp 33, an excitation light source 43 is provided in the image processor 30. For example, a semiconductor laser that emits PDD excitation light having a wavelength of 408 nm (nanometer) is used as the excitation light source 43. When the scope button 20 is operated, a control signal for instructing the start of the rise of the excitation light source 43 is output from the system controller 31 to the excitation light source driver 45, and the excitation light source 43 is started up. The excitation light source 43 starts and stops emitting the PDD excitation light by the excitation light source driver 45 based on the control signal output from the timing controller 32. That is, the timing controller 32 controls the timing of emission of the PDD excitation light. The PDD excitation light emitted from the excitation light source 43 is guided to the dichroic mirror 41 through the lens 44. The PDD excitation light is reflected by the dichroic mirror 41 and condensed by the condenser lens 42 onto the incident end 11B of the light guide 11.

図2は、回転プレート38の正面図である。回転プレート38は円形を呈し、周方向に沿ってセクタ状の開口部38Aが形成されている。開口部38Aは回転プレート38の略1/4の領域を占めている。回転プレート38の中心38Eにはモータ39(図1参照)の出力軸が固定的に嵌合している。モータ39の回転に応じて開口部38Aがランプ33からの白色光の光路内に位置決めされると、白色光はダイクロックミラー41へ導かれ、開口部38A以外の領域38B、38C、38Dが当該光路内に位置決めされると、白色光は遮断される。   FIG. 2 is a front view of the rotating plate 38. The rotating plate 38 has a circular shape, and a sector-shaped opening 38A is formed along the circumferential direction. The opening 38 </ b> A occupies a substantially ¼ area of the rotating plate 38. An output shaft of a motor 39 (see FIG. 1) is fixedly fitted to the center 38E of the rotating plate 38. When the opening 38A is positioned in the optical path of the white light from the lamp 33 according to the rotation of the motor 39, the white light is guided to the dichroic mirror 41, and the regions 38B, 38C, and 38D other than the opening 38A When positioned in the optical path, white light is blocked.

再び図1を参照すると、入射端11Bに入射した白色光若しくはPDD用励起光は、ライトガイド11により挿入部先端10Aまで導かれ、出射端11Aから出射される。出射光は配光レンズ12を介して挿入部先端10Aの前方に出射され、これにより被観察体が照射される。被観察体からの反射光若しくは自家蛍光は、電子スコープ10の挿入部先端10Aに配設された対物レンズ13、PDD用励起光を遮断し白色光及び自家蛍光を通過させる励起光カットフィルタ14を介してCCD15に入射する。これにより、CCD15の受光面に被観察体の光学像及び自家蛍光像が結像される。   Referring to FIG. 1 again, white light or PDD excitation light incident on the incident end 11B is guided to the insertion portion distal end 10A by the light guide 11 and is emitted from the emission end 11A. The emitted light is emitted to the front of the insertion portion distal end 10A through the light distribution lens 12, and the object to be observed is irradiated by this. Reflected light from the object to be observed or autofluorescence passes through the objective lens 13 provided at the distal end 10A of the insertion portion of the electronic scope 10 and an excitation light cut filter 14 that blocks the excitation light for PDD and passes white light and autofluorescence. Through the CCD 15. Thereby, an optical image and an autofluorescence image of the observation object are formed on the light receiving surface of the CCD 15.

CCDドライバ16から出力されるCCD駆動信号によりCCD15の駆動が制御される。CCD15では被観察体の光学像及び自家蛍光像が光電変換され、アナログ画像信号が出力される。アナログ画像信号は画像処理プロセッサ30の前段信号処理回路46でA/D変換、その他所定の画像処理が施される。白色光の照射により得られ、画像処理が施された画像信号は、白色光画像の画像情報として第1の画像メモリ47に格納される。励起光の照射により得られ、画像処理が施された画像信号は、蛍光画像の画像情報として第2の画像メモリ48に格納される。   The drive of the CCD 15 is controlled by a CCD drive signal output from the CCD driver 16. The CCD 15 photoelectrically converts the optical image of the object to be observed and the autofluorescence image, and outputs an analog image signal. The analog image signal is subjected to A / D conversion and other predetermined image processing by a pre-stage signal processing circuit 46 of the image processor 30. An image signal obtained by irradiation with white light and subjected to image processing is stored in the first image memory 47 as image information of a white light image. An image signal obtained by irradiation with excitation light and subjected to image processing is stored in the second image memory 48 as image information of a fluorescent image.

第1及び第2の画像メモリ47、48に格納された画像情報は、タイミングコントローラ32からの同期信号に基づいてそれぞれ読み出され、後段信号処理回路49へ出力される。後段信号処理回路49では、白色光画像の画像情報、蛍光画像の画像情報のそれぞれが、テレビ垂直同期の周波数60Hzに合わせて補完され、TVモニタ50へ出力される。これにより、白色光画像と蛍光画像がTVモニタ50に並列表示される。   The image information stored in the first and second image memories 47 and 48 is read out based on the synchronization signal from the timing controller 32 and output to the subsequent signal processing circuit 49. In the post-stage signal processing circuit 49, the image information of the white light image and the image information of the fluorescent image are complemented in accordance with the TV vertical synchronization frequency of 60 Hz and output to the TV monitor 50. Thereby, the white light image and the fluorescence image are displayed in parallel on the TV monitor 50.

PDT装置60は、PDT用の半導体レーザを出射するレーザ装置である。PDT装置60には光ファイバー61が接続される。この光ファイバー61は電子スコープ10の処置具挿通路に挿通され、その自由端は挿入部先端10Aの鉗子口から露出する。PDT装置60は、所定の周期で波長約640nmのレーザ光を出射する。出射されたレーザ光は光ファイバー61を介して挿入部先端10Aへ導かれ、生体に照射される。   The PDT device 60 is a laser device that emits a semiconductor laser for PDT. An optical fiber 61 is connected to the PDT device 60. The optical fiber 61 is inserted into the treatment instrument insertion path of the electronic scope 10, and the free end thereof is exposed from the forceps opening of the insertion portion distal end 10A. The PDT device 60 emits laser light having a wavelength of about 640 nm at a predetermined period. The emitted laser light is guided to the insertion portion distal end 10A through the optical fiber 61 and is irradiated on the living body.

フォトダイオード62は、光ファイバー61から漏れてくるレーザ光を検出する。レーザ光を検出するとフォトダイオード62から出力される検知信号は、タイミングコントローラ32に入力される。タイミングコントローラ32は、フォトダイオード62の検知信号の入力の周期に合わせて、回転プレート38の回転、励起用光源43のオンオフ、CCD15の駆動の同期をとる。   The photodiode 62 detects laser light leaking from the optical fiber 61. A detection signal output from the photodiode 62 when the laser beam is detected is input to the timing controller 32. The timing controller 32 synchronizes the rotation of the rotating plate 38, the on / off of the excitation light source 43, and the driving of the CCD 15 in accordance with the detection signal input period of the photodiode 62.

図3は、タイミングコントローラ32により制御されるPDT用レーザ光照射、白色光照射、PDD用励起光照射、及び回転プレート38の回転のタイミングチャートである。PDT用レーザ光の照射は、PDT装置60の仕様により定められた所定の周期で実行される。本実施形態では、図3に示すように、t10〜t11、t12〜t13、t14〜t15、t16〜t17、t18〜t19、t20〜t21というタイミングでPDT装置60からレーザ光が出射され、生体に照射される。上述のように、フォトダイオード62はこれらのタイミングで光ファイバー61からの漏れ光を検知し、検知信号をタイミングコントローラ32へ出力する。   FIG. 3 is a timing chart of PDT laser light irradiation, white light irradiation, PDD excitation light irradiation, and rotation of the rotating plate 38 controlled by the timing controller 32. Irradiation with the laser light for PDT is executed at a predetermined cycle determined by the specification of the PDT device 60. In this embodiment, as shown in FIG. 3, laser light is emitted from the PDT device 60 at timings t10 to t11, t12 to t13, t14 to t15, t16 to t17, t18 to t19, and t20 to t21. Irradiated. As described above, the photodiode 62 detects leakage light from the optical fiber 61 at these timings and outputs a detection signal to the timing controller 32.

回転プレート38の回転、及び励起用光源43からのPDD用励起光の出射がPDT装置60からのレーザ光の出射と同期をとって行われるよう、タイミングコントローラ32は、フォトダイオード62からの検知信号の入力のタイミングに基づいてモータ駆動回路40及びレーザ駆動回路45へ制御信号を出力する。   The timing controller 32 detects the detection signal from the photodiode 62 so that the rotation of the rotary plate 38 and the emission of the PDD excitation light from the excitation light source 43 are performed in synchronization with the emission of the laser light from the PDT device 60. A control signal is output to the motor drive circuit 40 and the laser drive circuit 45 based on the input timing.

t11〜t15までで回転プレート38が1回転するよう、タイミングコントローラ32はモータ駆動回路40へ制御信号を出力する。フォトダイオード62の検知信号が入力しないt11〜t12の間、ランプ33からの白色光の光路内に開口部38A(図2参照)が介在し、フォトダイオード62の検知信号が入力されるt12〜t13の間、領域38Bが白色光光路内に介在し、再びフォトダイオード62の検知信号が入力しないt13〜t14の間、領域38Cが白色光光路内に介在し、再びフォトダイオード62の検知信号が入力するt14〜t15の間、領域38Dが白色光光路内に介在するよう、タイミングコントローラ32により回転プレート38の回転が制御される。   The timing controller 32 outputs a control signal to the motor drive circuit 40 so that the rotating plate 38 makes one rotation from t11 to t15. During the period from t11 to t12 when the detection signal of the photodiode 62 is not input, the opening 38A (see FIG. 2) is interposed in the optical path of the white light from the lamp 33, and the detection signal of the photodiode 62 is input. During time t13 to t14, the region 38B is interposed in the white light optical path, and the detection signal of the photodiode 62 is input again. During the period from t14 to t15, the rotation of the rotary plate 38 is controlled by the timing controller 32 so that the region 38D is interposed in the white light optical path.

また、PDT装置60からレーザ光が出射されずフォトダイオード62の検知信号が入力されず、かつ白色光が被観察体に照射されない間、すなわち、t13〜t14の間、レーザ駆動回路45へ制御信号が出力され、PDD用励起光が被観察体に照射される。   Further, the control signal is sent to the laser drive circuit 45 while the laser light is not emitted from the PDT device 60, the detection signal of the photodiode 62 is not inputted, and the observation object is not irradiated with white light, that is, between t13 and t14. Is output, and the object to be observed is irradiated with the excitation light for PDD.

t11〜t12の期間、開口部38Aが白色光の光路内に介在することにより、白色光は回転プレート38に遮光されることなく被観察体に照射される。従って、これらの期間、CCD15により白色光画像が取得される。また、t13〜t14の期間、領域38Cによりランプ33からの白色光が遮光された状態でPDD用励起光が被観察体に照射される。従って、これらの期間、CCD15により蛍光画像が取得される。   During the period from t11 to t12, the opening 38A is interposed in the optical path of white light, so that the white light is irradiated to the object to be observed without being shielded by the rotating plate 38. Accordingly, a white light image is acquired by the CCD 15 during these periods. Further, during the period from t13 to t14, the PDD excitation light is irradiated to the observation object in a state where the white light from the lamp 33 is shielded by the region 38C. Therefore, a fluorescence image is acquired by the CCD 15 during these periods.

t15以降も同様のタイミングで、PDT用レーザ光の照射、白色光の照射、及びPDD用励起光の照射が制御される。すなわち、本実施形態の電子内視鏡システムによれば、PDT装置60による病変部位の治療、及び白色光画像による生体の観察、及び蛍光画像による病変部位の観察が交互に行われる。   After t15, the PDT laser light irradiation, the white light irradiation, and the PDD excitation light irradiation are controlled at the same timing. That is, according to the electronic endoscope system of the present embodiment, treatment of a lesion site by the PDT device 60, observation of a living body by a white light image, and observation of a lesion site by a fluorescence image are alternately performed.

さらに、第1実施形態では、PDT用レーザ光が照射される期間(t10〜t11、t12〜t13、t14〜t15、t16〜t17、t18〜t19、t20〜t21)中、CCD15は電子シャッタ駆動される。すなわち、これらの各期間におけるCCD15のシャッタースピード(電荷蓄積時間)が調整される。図4に示すように、CCD15に蓄積された電荷の読み出しの周期(s30〜s40)に合わせて、蓄積された電荷をカットするためのパルス信号(電荷掃き捨てパルス)がCCD15に印加される(s31)。電荷掃き捨てパルスの印加のタイミングは、タイミングコントローラ32により制御される。この電子シャッタの駆動により、s30〜s31までにCCD15に蓄積された電荷は排除され、s31〜s40までの間に蓄積された電荷がs40で読み出される。   Furthermore, in the first embodiment, the CCD 15 is driven by an electronic shutter during the period (t10 to t11, t12 to t13, t14 to t15, t16 to t17, t18 to t19, t20 to t21) during which the PDT laser beam is irradiated. The That is, the shutter speed (charge accumulation time) of the CCD 15 in each of these periods is adjusted. As shown in FIG. 4, a pulse signal (charge sweeping pulse) for cutting the accumulated charges is applied to the CCD 15 in accordance with the readout period (s30 to s40) of the charges accumulated in the CCD 15. s31). The timing of applying the charge sweeping pulse is controlled by the timing controller 32. By driving the electronic shutter, the charges accumulated in the CCD 15 from s30 to s31 are eliminated, and the charges accumulated from s31 to s40 are read out at s40.

上述のように、PDT用レーザ光は一般に極めて強度が高いため、PDT用レーザ光照射中にCCD15の蓄積電荷が飽和し、TVモニタ50に再現される映像がハレーションを起こす場合がある。しかし、PDT用レーザ光照射中に電子シャッタのシャッタースピードを適宜制御することにより、CCD15の飽和電荷がカットされ、ハレーションが防止される。従って、PDTの治療時でもTVモニタ50により生体を観察することが可能となる。   As described above, since the PDT laser light is generally extremely high in intensity, the charge accumulated in the CCD 15 is saturated during irradiation of the PDT laser light, and the image reproduced on the TV monitor 50 may cause halation. However, by appropriately controlling the shutter speed of the electronic shutter during the PDT laser light irradiation, the saturation charge of the CCD 15 is cut and halation is prevented. Therefore, the living body can be observed by the TV monitor 50 even during the treatment of PDT.

第1実施形態によれば、PDTの治療とPDDの診断とが交互に進行されるため、PDT直後の患部の状態をTVモニタ50で視認することができる。従って、PDTによる患部の除去を過不足なく実行することができる。また、白色光照射による観察も並行して行える。従って、治療及び診断をより円滑に行うことができる。   According to the first embodiment, since the treatment of PDT and the diagnosis of PDD proceed alternately, the state of the affected part immediately after PDT can be visually recognized on the TV monitor 50. Therefore, removal of the affected part by PDT can be executed without excess or deficiency. Observation with white light irradiation can also be performed in parallel. Therefore, treatment and diagnosis can be performed more smoothly.

また、レーザ光カットフィルタを使用することなく、PDT用レーザ光照射時のハレーションが防止される。従って、白色光照射時に取得される白色光画像の表示において色再現性の低下が回避される。すなわち、本実施形態によれば、白色光画像の色再現性を低下させることなく、PDT用レーザ光照射時のハレーションを防止することができる。   Moreover, the halation at the time of the PDT laser beam irradiation is prevented without using a laser beam cut filter. Therefore, a decrease in color reproducibility is avoided in displaying a white light image acquired during white light irradiation. That is, according to the present embodiment, it is possible to prevent halation during irradiation of the PDT laser light without reducing the color reproducibility of the white light image.

図5は、本発明に係る第2実施形態が適用される電子内視鏡システムのブロック図である。図1と同様の構成要素には同一の符号が付されている。第2実施形態においては、PDT装置63のレーザ光の出力の周期をタイミングコントローラ32で制御する。すなわち、PDT装置63のレーザ光出力の仕様に基づいて他の照射光の照射が制御されるのではなく、PDT用レーザ光の出力、PDD用励起光の出力、回転プレート38の回転による白色光の照射の全てのタイミングが、タイミングコントローラ32により制御される。PDT用レーザ光の照射、白色光の照射及び画像の取得、PDD用励起光の照射及び画像の取得のタイミングは、図3のタイミングチャートに示されるのと同様である。   FIG. 5 is a block diagram of an electronic endoscope system to which the second embodiment according to the present invention is applied. Constituent elements similar to those in FIG. In the second embodiment, the timing controller 32 controls the laser light output period of the PDT device 63. That is, the irradiation of the other irradiation light is not controlled based on the specification of the laser light output of the PDT device 63, but the white light generated by the rotation of the rotating plate 38, the output of the laser light for PDT, the output of the excitation light for PDD All timings of irradiation are controlled by the timing controller 32. The timings of irradiation with the PDT laser light, white light irradiation and image acquisition, PDD excitation light irradiation and image acquisition are the same as those shown in the timing chart of FIG.

第2実施形態によれば、PDT装置63をタイミングコントローラ32で制御するため、フォトダイオード62を設ける必要がない。従って、システム構成が簡略化される。   According to the second embodiment, since the PDT device 63 is controlled by the timing controller 32, it is not necessary to provide the photodiode 62. Therefore, the system configuration is simplified.

本発明に係る第1実施形態が適用される電子内視鏡システムのブロック図である。1 is a block diagram of an electronic endoscope system to which a first embodiment according to the present invention is applied. 回転プレートの正面図である。It is a front view of a rotating plate. PDT用レーザ光照射、白色光照射、PDD用励起光照射、及び回転プレートの回転のタイミングチャートである。It is a timing chart of laser light irradiation for PDT, white light irradiation, excitation light irradiation for PDD, and rotation of a rotating plate. CCDの電子シャッタの原理を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the principle of the electronic shutter of CCD. 本発明に係る第2実施形態が適用される電子内視鏡システムのブロック図である。It is a block diagram of an electronic endoscope system to which a second embodiment according to the present invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

10 電子スコープ
30 画像処理プロセッサ
31 システムコントローラ
32 タイミングコントローラ
33 ランプ
38 回転プレート
43 励起用光源
50 TVモニタ
60 PDT装置
61 光ファイバー
62 フォトダイオード

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electronic scope 30 Image processor 31 System controller 32 Timing controller 33 Lamp 38 Rotating plate 43 Excitation light source 50 TV monitor 60 PDT apparatus 61 Optical fiber 62 Photodiode

Claims (7)

可視帯域の通常光を出射する通常光光源と、
光線力学的診断のための診断用レーザ光を出力する第1の発振手段と、
光線力学的治療のための治療用レーザ光を出力する第2の発振手段と、
前記通常光と前記診断用レーザ光と前記治療用レーザ光の生体への照射のタイミングを制御する照射光制御手段と、
前記通常光の照射時、固体撮像素子により取得される前記生体の通常光画像と、前記診断用レーザ光の照射時、前記固体撮像素子により取得される前記生体の蛍光画像とをモニタに表示する表示制御手段と、
前記治療用レーザ光の照射時、前記固体撮像素子の飽和電荷をカットする固体撮像素子制御手段とを備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
A normal light source that emits normal light in the visible band;
First oscillation means for outputting diagnostic laser light for photodynamic diagnosis;
Second oscillation means for outputting a therapeutic laser beam for photodynamic therapy;
Irradiation light control means for controlling the irradiation timing of the normal light, the diagnostic laser light, and the treatment laser light to the living body;
The normal light image of the living body acquired by the solid-state image sensor during irradiation with the normal light and the fluorescent image of the living body acquired by the solid-state image sensor during irradiation of the diagnostic laser light are displayed on a monitor. Display control means;
An electronic endoscope system, comprising: a solid-state image sensor control unit that cuts a saturation charge of the solid-state image sensor when the therapeutic laser beam is irradiated.
前記照射光制御手段は、前記通常光の照射の周期と、前記第1の発振手段の出力の周期と、前記第2の発振手段の出力の周期との相対的関係を制御することにより、前記照射のタイミングを制御することを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。   The irradiation light control unit controls the relative relationship between the period of the normal light irradiation, the period of the output of the first oscillation unit, and the period of the output of the second oscillation unit. The electronic endoscope system according to claim 1, wherein the timing of irradiation is controlled. 前記照射光制御手段は、前記第2の発振手段に固有の前記治療用レーザ光の出力の周期に基づいて、前記通常光の照射と、前記診断用レーザ光の照射のタイミングを制御することを特徴とする請求項2に記載の電子内視鏡システム。   The irradiation light control means controls the timing of the irradiation of the normal light and the irradiation of the diagnostic laser light based on the output period of the treatment laser light unique to the second oscillation means. The electronic endoscope system according to claim 2, wherein the system is an electronic endoscope system. 前記第2の発振手段から出力される前記治療用レーザ光を電子スコープの挿入部先端に伝送するための光ファイバーと、
前記治療用レーザ光の伝送中に前記光ファイバーから漏れる前記治療用レーザ光を検出する漏れ光検出手段とを備え、
前記照射光制御手段は、前記漏れ光検出手段の検出結果に基づいて前記タイミングを制御することを特徴とする請求項3に記載の電子内視鏡システム。
An optical fiber for transmitting the therapeutic laser beam output from the second oscillating means to the distal end of the insertion portion of the electronic scope;
Leakage light detection means for detecting the treatment laser light leaking from the optical fiber during transmission of the treatment laser light,
The electronic endoscope system according to claim 3, wherein the irradiation light control unit controls the timing based on a detection result of the leakage light detection unit.
前記通常光光源から出射される前記通常光の光路内に介在するよう配設され、開口部が形成された回転板を備え、
前記照射光制御手段は、前記回転板の回転を制御することにより、前記通常光の照射と前記診断用レーザ光の照射のタイミングを制御することを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
A rotating plate disposed to be interposed in the optical path of the normal light emitted from the normal light source and having an opening formed therein;
The said irradiation light control means controls the timing of irradiation of the said normal light and the irradiation of the said diagnostic laser beam by controlling rotation of the said rotating plate, The said any one of Claim 2 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. The electronic endoscope system described.
前記表示制御手段は、
前記通常光画像の画像情報を格納する第1の格納手段と、前記蛍光画像の画像情報を格納する第2の格納手段とを有し、
前記モニタにおける映像信号の処理仕様に準拠したタイミングで前記第1及び第2の格納手段から前記通常光画像の画像情報及び前記蛍光画像の画像情報を読出し、前記モニタに出力することを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡システム。
The display control means includes
First storage means for storing image information of the normal light image; and second storage means for storing image information of the fluorescent image;
The image information of the normal light image and the image information of the fluorescent image are read out from the first and second storage means at a timing compliant with the video signal processing specifications in the monitor, and output to the monitor. The electronic endoscope system according to claim 1.
可視帯域の通常光の照射と、光線力学的診断のための診断用レーザ光の照射と、光線力学的治療のための治療用レーザ光の照射とが所定の周期で交互に実行され、
前記治療用レーザ光の照射による固体撮像素子の飽和電荷がカットされ、
前記通常光の照射時、前記固体撮像素子により取得される通常光画像と、前記診断用レーザ光の照射時、前記固体撮像素子により取得される蛍光画像とがモニタに並列表示されることを特徴とする電子内視鏡システム。

Irradiation of normal light in the visible band, irradiation of diagnostic laser light for photodynamic diagnosis, and irradiation of therapeutic laser light for photodynamic treatment are alternately performed at a predetermined cycle,
The saturation charge of the solid-state imaging device due to the irradiation of the therapeutic laser light is cut,
A normal light image acquired by the solid-state image sensor when irradiated with the normal light and a fluorescent image acquired by the solid-state image sensor when irradiated with the diagnostic laser light are displayed in parallel on a monitor. Electronic endoscope system.

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