JP2007111357A - 生体撮像装置及び生体観測システム - Google Patents

生体撮像装置及び生体観測システム Download PDF

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Abstract

【課題】狭帯域光観察を行う際のコストを従来に比べて抑制可能な生体観測システムを提供する。
【解決手段】本発明の生体撮像装置は、白色光により照明された生体組織を撮像し、該生体組織の像を撮像信号として出力する複数の撮像手段と、第１の波長帯域の光を透過させ、前記複数の撮像手段のうち、第１の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を第１の像として表示手段に画像表示することを可能とする第１の分光手段と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を透過させ、前記複数の撮像手段のうち、第２の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を、前記生体組織における所定の部位が前記第１の像に比べて強調された第２の像として表示手段に画像表示することを可能とする第２の分光手段とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、生体撮像装置及び生体観測システムに関し、特に、生体組織における所定の部位が強調された像を撮像可能な生体撮像装置及び生体観測システムに関するものである。
内視鏡及び光源装置等を有する内視鏡装置は、従来より、医療分野等において広く用いられている。特に、医療分野における内視鏡装置は、術者等が被検体としての生体内の観察等を行うという用途において主に用いられている。
また、医療分野における内視鏡装置を用いた観察として一般的に知られているものとしては、例えば、白色光を生体内の被写体に照射し、肉眼による観察と略同様の該被写体の像を撮像する通常観察の他に、通常観察における照明光よりも狭い帯域を有する光である狭帯域光を該被写体に照射して観察を行うことにより、通常観察に比べ、生体における粘膜表層の血管等が強調された像を撮像する、狭帯域光観察（ＮＢＩ： Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）がある。
特許文献１に提案されている内視鏡システムは、狭帯域な照明光を出力するための、離散的な分光特性を有するフィルタが設けられた光源装置と、該照明光により照明された被写体の像を撮像するための内視鏡とを有して構成されている。そして、特許文献１に提案されている内視鏡システムは、前述した構成を有することにより、前記被写体に対する狭帯域光観察を行うことができる。
特開２００２−０９５６３５号公報
しかし、特許文献１に提案されている内視鏡システムを用いて狭帯域光観察を行う場合、離散的な分光特性を有するフィルタが設けられた、狭帯域光観察に対応可能な光源装置が必要となる。そのため、前記フィルタが設けられた前記光源装置を製造するためのコスト増大が、結果的に、被写体に対する狭帯域光観察を行う際のコスト増大に繋がってしまうという課題が生じている。
本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、狭帯域光観察を行う際のコストを従来に比べて抑制可能な生体撮像装置及び生体観測システムを提供することを目的としている。
本発明における第１の生体撮像装置は、白色光により照明された生体組織を撮像し、該生体組織の像を撮像信号として出力する複数の撮像手段と、第１の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第１の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を第１の像として表示手段に画像表示することを可能とする第１の分光手段と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第２の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を、前記生体組織における所定の部位が前記第１の像に比べて強調された第２の像として表示手段に画像表示することを可能とする第２の分光手段とを有することを特徴とする。
本発明における第２の生体撮像装置は、前記第１の生体撮像装置において、さらに、前記第１の波長帯域及び前記第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第３の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を、前記生体組織における所定の部位が前記第２の像に比べて強調された第３の像として表示手段に画像表示することを可能とする第３の分光手段を有することを特徴とする。
本発明における第３の生体撮像装置は、前記第１または第２の生体撮像装置において、 前記所定の部位は、血管であることを特徴とする。
本発明における第１の生体観測システムは、生体における被写体を照明するための照明光として白色光を発する光源装置と、前記被写体の像を撮像し、該被写体の像を撮像信号として出力する生体撮像装置と、前記光源装置及び前記生体撮像装置を制御する制御装置とを具備した生体観測システムであって、前記生体撮像装置は、前記被写体の像を撮像し、該被写体の像を撮像信号として出力する複数の撮像手段と、第１の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第１の撮像手段により撮像される前記被写体の像を分光することにより、前記被写体の像を第１の像として表示手段に画像表示することを可能とする第１の分光手段と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第２の撮像手段により撮像される前記被写体の像を分光することにより、前記被写体の像を、前記被写体における所定の生体組織が前記第１の像に比べて強調された第２の像として表示手段に画像表示することを可能とする第２の分光手段とを有し、前記制御装置は、前記第１の像を観察する第１の観察モードと、前記第２の像を観察する第２の観察モードとを切り替えるための観察モード切替信号を出力する操作指示手段と、前記観察モード切替信号に基づき、前記操作指示手段において、一の観察モードによる観察を行うための指示がなされたことを検知した場合、該一の観察モードに応じた、前記複数の撮像手段各々における露光時間の調整、前記光源手段において発せられる前記白色光の光量の制御、及び表示手段における前記第１の像及び前記第２の像の表示状態の切り替えを行うための制御信号を出力する制御手段とを有することを特徴とする。
本発明における第２の生体観測システムは、前記第１の生体観測システムにおいて、 前記所定の生体組織は、血管であることを特徴とする。
本発明における生体撮像装置及び生体観測システムによると、狭帯域光観察を行う際のコストを従来に比べて抑制可能である。
図１から図７は、本発明の実施形態に係るものである。図１は、本実施形態に係る生体撮像装置が用いられる生体観測システムの要部の構成の一例を示す図である。図２は、図１に示す生体撮像装置が有する一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図である。図３は、図１に示す生体撮像装置が有する、図２とは異なる波長帯域の光を透過させる一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図である。図４は、図１に示す生体観測システムにおいて、通常観察モード及び狭帯域光観察モードの際にモニタに表示される画像の一例を示す図である。図５は、本実施形態に係る生体撮像装置が用いられる生体観測システムの要部の構成の、図１とは異なる例を示す図である。図６は、図５に示す生体撮像装置が有する、図２及び図３とは異なる一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図である。図７は、図５に示す生体観測システムにおいて、通常観察モード、第１の狭帯域光観察モード及び第２の狭帯域光観察モードの際にモニタに表示される画像の一例を示す図である。
生体観測システム１は、図１に示すように、被検体としての生体内における、生体組織等の被写体５０１の像を撮像し、撮像信号として出力する生体撮像装置２と、生体撮像装置２が撮像する被写体５０１に対して照明光を供給する光源装置３と、生体撮像装置２から出力される撮像信号に基づき、映像信号を生成して出力するとともに、光源装置３の制御を行う制御装置４と、制御装置４から出力される映像信号に基づき、生体撮像装置２が撮像した被写体５０１の像を画像表示する、表示手段としてのモニタ５とを要部として有している。
内視鏡等として構成される生体撮像装置２は、被写体５０１の像を結像する対物光学系２１Ａと、対物光学系２１Ａにより結像される被写体５０１の像を分光するための、第１の波長帯域を有する光を透過させる分光フィルタ２２Ａと、分光フィルタ２２Ａにより分光された被写体５０１の像を撮像し、撮像した該被写体５０１の像を撮像信号として出力する、ＣＣＤ（電荷結合素子）等により構成された、撮像手段としての撮像素子２３Ａとを有している。そして、前述した、対物光学系２１Ａ、分光フィルタ２２Ａ及び撮像素子２３Ａにより、通常観察用撮像手段が構成されている。
また、生体撮像装置２は、被写体５０１の像を結像する対物光学系２１Ｂと、対物光学系２１Ｂにより結像される被写体５０１の像を分光するための、第２の波長帯域を有する光を透過させる分光フィルタ２２Ｂと、分光フィルタ２２Ｂにより分光された被写体５０１の像を撮像し、撮像した該被写体５０１の像を撮像信号として出力する、ＣＣＤ等により構成された、撮像手段としての撮像素子２３Ｂとを有している。そして、前述した、対物光学系２１Ｂ、分光フィルタ２２Ｂ及び撮像素子２３Ｂにより、第１の狭帯域光観察用撮像手段が構成されている。
さらに、生体撮像装置２は、照明光を出射するための照明対物系２１Ｃと、光源装置３から供給される照明光を照明対物系２１Ｃまで導くライトガイド２４とを有している。
モザイクフィルタまたは帯域制限フィルタ等により構成された、分光手段としての分光フィルタ２２Ａは、第１の波長帯域として、例えば、図２に示すＲ、Ｇ及びＢの波長帯域を有する光を透過させるような透過特性を有して構成されている。具体的には、例えば、Ｒの波長帯域は６００ｎｍ〜７００ｎｍであり、Ｇの波長帯域は５００ｎｍ〜６００ｎｍであり、また、Ｂの波長帯域は４００ｎｍ〜５００ｎｍである。なお、第１の波長帯域は、原色フィルタに略対応した、前述したような波長帯域として設定されているものであっても良いし、また、補色フィルタに対応した波長帯域として設定されているものであっても良い。
モザイクフィルタまたは帯域制限フィルタ等により構成された、分光手段としての分光フィルタ２２Ｂは、第２の波長帯域として、例えば、図３に示す、前述したＧの波長帯域に比べて狭い波長帯域であるＧ１の波長帯域、及び前述したＢの波長帯域に比べて狭い波長帯域であるＢ１の波長帯域を有する光を透過させるような透過特性を有して構成されている。具体的には、例えば、Ｇ１の波長帯域は５３０ｎｍ〜５６０ｎｍであり、Ｂ１の波長帯域は４００ｎｍ〜４３０ｎｍである。
光源装置３は、照明光としての白色光を発するキセノンランプ等により構成され、制御装置４の制御により出射光量を変更可能な、光源手段としてのランプ３１と、ランプ３１において発せられた白色光を集光することにより、被写体５０１を照明するための照明光をライトガイド２４に供給する集光光学系３２とを有して構成されている。
制御装置４は、制御装置４の外装表面上に設けられ、術者等の操作により指示信号を出力する操作パネル４１と、操作パネル４１から出力される指示信号に基づく各種制御を行う制御回路４２と、制御回路４２の制御に基づき、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂから出力される撮像信号に対して処理を行う画像処理回路４３と、制御回路４２の制御に基づき、光源装置３のランプ３１の出射光量を制御する調光回路４４と、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂの露光時間を調整するための電子シャッター４５とを有して構成されている。
操作パネル４１は、生体における所望の被写体を肉眼により観察した場合の像と略同様の像として観察するための通常観察モードと、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が強調された像を観察するための狭帯域光観察モードとを切り替えるための観察モード切替指示信号を出力する、観察モード切替スイッチ等の操作指示手段を有して構成されている。
制御手段としての制御回路４２は、操作パネル４１から出力される指示信号に基づき、例えば、通常観察を行う旨の指示がなされたことを検知した場合、画像処理回路４３と、調光回路４４と、電子シャッター４５とに対し、通常観察モードに応じた制御内容を有する第１の制御信号を出力する。
また、制御回路４２は、操作パネル４１から出力される指示信号に基づき、例えば、狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知した場合、画像処理回路４３と、調光回路４４と、電子シャッター４５とに対し、狭帯域光観察モードに応じた制御内容を有する第２の制御信号を出力する。
画像処理手段としての画像処理回路４３は、制御回路４２から出力される第１の制御信号に基づき、モニタ５において、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像が、撮像素子２３Ｂが撮像した被写体５０１の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ５に出力する。
また、画像処理回路４３は、制御回路４２から出力される第２の制御信号に基づき、モニタ５において、撮像素子２３Ｂが撮像した被写体５０１の像が、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ５に出力する。
調光手段としての調光回路４４は、制御回路４２から出力される第１の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像が通常観察に最適な明るさとしてモニタ５に画像表示されるように、ランプ３１の出射光量を第１の出射光量とする制御を行う。
また、調光回路４４は、制御回路４２から出力される第２の制御信号に基づき、撮像素子２３Ｂが撮像した被写体５０１の像が狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ５に画像表示されるように、ランプ３１の出射光量を、前記第１の出射光量より高い光量である第２の出射光量とする制御を行う。
露光調整手段としての電子シャッター４５は、制御回路４２から出力される第１の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａの露光時間を通常観察に適した第１の露光時間に調整するとともに、撮像素子２３Ｂの露光時間を、該第１の露光時間より長い第２の露光時間に調整する。
また、電子シャッター４５は、制御回路４２から出力される第２の制御信号に基づき、撮像素子２３Ｂの露光時間を狭帯域光観察に適した第３の露光時間に調整するとともに、撮像素子２３Ａの露光時間を該第３の露光時間より短い第４の露光時間に調整する。
次に、本実施形態の生体観測システム１の作用について説明を行う。
術者等は、生体観測システム１の各部、すなわち、生体撮像装置２、光源装置３、制御装置４及びモニタ５の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態において、生体撮像装置２、光源装置３及び制御装置４は、通常観察モードとして設定されているものとする。
制御装置４が通常観察モードとして設定された場合、制御回路４２は、操作パネル４１から出力される観察モード切替指示信号に基づいて通常観察を行う旨の指示がなされたことを検知し、画像処理回路４３と、調光回路４４と、電子シャッター４５とに対して第１の制御信号を出力する。また、制御装置４が通常観察モードとして設定された場合、調光回路４４は、制御回路４２から出力される第１の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像が通常観察に最適な明るさとしてモニタ５に画像表示されるように、ランプ３１の出射光量を第１の出射光量とする制御を行う。さらに、制御装置４が通常観察モードとして設定された場合、電子シャッター４５は、制御回路４２から出力される第１の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａの露光時間を通常観察に適した第１の露光時間に調整するとともに、撮像素子２３Ｂの露光時間を該第１の露光時間より長い第２の露光時間に調整する。
その後、術者等は、生体内における所望の被写体が、対物光学系２１Ａ及び２１Ｂの視野に入る位置であり、かつ、照明光学系２１Ｃから出射される照明光により照明される位置となるように生体撮像装置２を操作して移動させる。
前述したような状態において、照明光学系２１Ｃから出射される広帯域の光により照明された被写体５０１の像は、対物光学系２１Ａ及び２１Ｂにより各々結像され、分光フィルタ２２Ａ及び２２Ｂにより各々分光され、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂにおいて各々撮像された後、撮像信号として各々制御装置４の画像処理回路４３に対して出力される。
画像処理回路４３は、制御回路４２から出力される第１の制御信号と、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂから各々出力される撮像信号とに基づき、撮像素子２３Ａにより撮像された被写体５０１の像が、撮像素子２３Ｂにより撮像された被写体５０１の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ５に出力する。
そして、モニタ５は、画像処理回路４３から出力される映像信号に基づき、例えば、図４に示すように、撮像素子２３Ａにより撮像された被写体５０１の像を通常観察画像５１Ａとして、撮像素子２３Ｂにより撮像された被写体５０１の像を狭帯域光観察画像５１Ｂとして表示する。
以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置２、光源装置３及び制御装置４において行われることにより、モニタ５には、通常観察モードに応じて拡大された通常観察画像５１Ａが最適な明るさとして表示されるとともに、通常観察モードに応じて縮小された狭帯域光観察画像５１Ｂが表示される。さらに、以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置２、光源装置３及び制御装置４において行われることにより、モニタ５には、生体における所望の被写体を肉眼により観察した場合の像と略同様の像が通常観察画像５１Ａとして表示される。
また、操作パネル４１に設けられた観察モード切り替えスイッチが術者等に操作されることにより、例えば、通常観察モードから狭帯域光観察モードへと、生体撮像装置２、光源装置３及び制御装置４における観察モードを切り替えるための指示が行われた場合、操作パネル４１は、該指示に基づく観察モード切替指示信号を制御回路４２に対して出力する。
制御回路４２は、操作パネル４１から出力される観察モード切替指示信号に基づいて狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知し、画像処理回路４３と、調光回路４４と、電子シャッター４５とに対して第２の制御信号を出力する。また、制御装置４が狭帯域光観察モードとして設定された場合、調光回路４４は、制御回路４２から出力される第２の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像が狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ５に画像表示されるように、ランプ３１の出射光量を第２の出射光量とする制御を行う。さらに、制御装置４が狭帯域光観察モードとして設定された場合、電子シャッター４５は、制御回路４２から出力される第２の制御信号に基づき、撮像素子２３Ｂの露光時間を狭帯域光観察に適した第３の露光時間に調整するとともに、撮像素子２３Ａの露光時間を該第３の露光時間より短い第４の露光時間に調整する。
照明光学系２１Ｃから出射される狭帯域の光により照明された被写体５０１の像は、対物光学系２１Ａ及び２１Ｂにより各々結像され、分光フィルタ２２Ａ及び２２Ｂにより各々分光され、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂにおいて各々撮像された後、撮像信号として各々制御装置４の画像処理回路４３に対して出力される。
画像処理回路４３は、制御回路４２から出力される第２の制御信号と、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂから各々出力される撮像信号とに基づき、撮像素子２３Ｂにより撮像された被写体５０１の像が、撮像素子２３Ａにより撮像された被写体５０１の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ５に出力する。
そして、モニタ５は、画像処理回路４３から出力される映像信号に基づき、例えば、図４に示すように、撮像素子２３Ａにより撮像された被写体５０１の像を通常観察画像５２Ａとして、撮像素子２３Ｂにより撮像された被写体５０１の像を狭帯域光観察画像５２Ｂとして表示する。
以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置２、光源装置３及び制御装置４において行われることにより、モニタ５には、狭帯域光観察モードに応じて縮小された通常観察画像５２Ａが表示されるとともに、狭帯域光観察モードに応じて拡大された狭帯域光観察画像５２Ｂが最適な明るさとして表示される。さらに、以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置２、光源装置３及び制御装置４において行われることにより、モニタ５には、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が強調された像が狭帯域光観察画像５２Ｂとして表示される。
なお、生体観測システム１は、生体撮像装置２Ａと、前述した構成と略同様の構成である光源装置３と、制御装置４Ａと、前述した構成と略同様の構成であるモニタ５とを有する、図５に示すような生体観測システム１Ａとして構成されるものであっても良い。
生体撮像装置２Ａは、図５に示すように、生体撮像装置２の構成に加え、被写体５０１の像を結像する対物光学系２１Ｄと、対物光学系２１Ｄにより結像される被写体５０１の像を分光するための、第３の波長帯域を有する光を透過させる分光フィルタ２２Ｄと、分光フィルタ２２Ｄにより分光された被写体５０１の像を撮像し、撮像した該被写体５０１の像を撮像信号として出力する、ＣＣＤ（電荷結合素子）等により構成された、撮像手段としての撮像素子２３Ｄとからなる第２の狭帯域光観察用撮像手段をさらに有して構成される。
分光手段としての分光フィルタ２２Ｄは、第３の波長帯域として、例えば、４００ｎｍ〜５００ｎｍにおいて各々異なるピーク波長を有するような、図６に示すＢ２、Ｂ３及びＢ４の波長帯域の光を透過させる透過特性を有して構成されている。
制御装置４Ａは、制御装置４Ａの外装表面上に設けられ、術者等の操作により指示信号を出力する操作パネル４１Ａと、操作パネル４１Ａから出力される指示信号に基づく各種制御を行う制御回路４２Ａと、制御回路４２Ａの制御に基づき、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄから出力される撮像信号に対して処理を行う画像処理回路４３Ａと、制御回路４２Ａの制御に基づき、光源装置３のランプ３１の出射光量を制御する調光回路４４Ａと、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄの露光時間を調整するための電子シャッター４５Ａとを有して構成されている。
操作パネル４１Ａは、生体における所望の被写体を肉眼により観察した場合の像と略同様の像として観察するための通常観察モードと、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が強調された像を観察するための第１の狭帯域光観察モードと、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が、該第１の狭帯域光観察モードに比べてより強調された像を観察するための第２の狭帯域光観察モードとを切り替えるための観察モード切替指示信号を出力する、観察モード切替スイッチ等の操作指示手段を有して構成されている。
制御手段としての制御回路４２Ａは、操作パネル４１Ａから出力される指示信号に基づき、例えば、通常観察を行う旨の指示がなされたことを検知した場合、画像処理回路４３Ａと、調光回路４４Ａと、電子シャッター４５Ａとに対し、通常観察モードに応じた制御内容を有する第１の制御信号を出力する。
また、制御回路４２Ａは、操作パネル４１Ａから出力される指示信号に基づき、例えば、第１の狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知した場合、画像処理回路４３Ａと、調光回路４４Ａと、電子シャッター４５Ａとに対し、第１の狭帯域光観察モードに応じた制御内容を有する第２の制御信号を出力する。
さらに、制御回路４２Ａは、操作パネル４１Ａから出力される指示信号に基づき、例えば、第２の狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知した場合、画像処理回路４３Ａと、調光回路４４Ａと、電子シャッター４５Ａとに対し、第２の狭帯域光観察モードに応じた制御内容を有する第３の制御信号を出力する。
画像処理手段としての画像処理回路４３Ａは、制御回路４２Ａから出力される第１の制御信号に基づき、モニタ５において、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像が、撮像素子２３Ｂが撮像した被写体５０１の像及び撮像素子２３Ｄが撮像した被写体５０１の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び撮像素子２３Ｄから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ５に出力する。
また、画像処理回路４３Ａは、制御回路４２Ａから出力される第２の制御信号に基づき、モニタ５において、撮像素子２３Ｂが撮像した被写体５０１の像が、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像及び撮像素子２３Ｄが撮像した被写体５０１の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び撮像素子２３Ｄから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ５に出力する。
また、画像処理回路４３Ａは、制御回路４２Ａから出力される第３の制御信号に基づき、モニタ５において、撮像素子２３Ｄが撮像した被写体５０１の像が、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像及び撮像素子２３Ｂが撮像した被写体５０１の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び撮像素子２３Ｄから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ５に出力する。
調光手段としての調光回路４４Ａは、制御回路４２Ａから出力される第１の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像が通常観察に最適な明るさとしてモニタ５に画像表示されるように、ランプ３１の出射光量を第１の出射光量とする制御を行う。
また、調光回路４４Ａは、制御回路４２Ａから出力される第２の制御信号に基づき、撮像素子２３Ｂが撮像した被写体５０１の像が第１の狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ５に画像表示されるように、ランプ３１の出射光量を、前記第１の出射光量より高い光量である第２の出射光量とする制御を行う。
さらに、調光回路４４Ａは、制御回路４２Ａから出力される第３の制御信号に基づき、撮像素子２３Ｄが撮像した被写体５０１の像が第２の狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ５に画像表示されるように、ランプ３１の出射光量を、前記第１の出射光量より高く、かつ、前記第２の出射光量より低い光量である第３の出射光量とする制御を行う。
露光調整手段としての電子シャッター４５Ａは、制御回路４２Ａから出力される第１の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａの露光時間を通常観察に適した第１の露光時間に調整するとともに、撮像素子２３Ｂ及び撮像素子２３Ｄの露光時間を、該第１の露光時間より長い第２の露光時間に調整する。
また、電子シャッター４５Ａは、制御回路４２Ａから出力される第２の制御信号に基づき、撮像素子２３Ｂの露光時間を第１の狭帯域光観察に適した第３の露光時間に調整し、撮像素子２３Ａの露光時間を該第３の露光時間より短い第４の露光時間に調整するとともに、撮像素子２３Ｄの露光時間を該第３の露光時間に調整する。
さらに、電子シャッター４５Ａは、制御回路４２Ａから出力される第３の制御信号に基づき、撮像素子２３Ｄの露光時間を第２の狭帯域光観察に適した、前記第４の露光時間より長い第５の露光時間に調整し、撮像素子２３Ａの露光時間を第４の露光時間に調整するとともに、撮像素子２３Ｂの露光時間を該第５の露光時間に調整する。
次に、本実施形態の生体観測システム１Ａの作用について説明を行う。
術者等は、生体観測システム１Ａの各部、すなわち、生体撮像装置２Ａ、光源装置３、制御装置４Ａ及びモニタ５の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態において、生体撮像装置２Ａ、光源装置３及び制御装置４Ａは、通常観察モードとして設定されているものとする。
制御装置４Ａが通常観察モードとして設定された場合、制御回路４２Ａは、操作パネル４１Ａから出力される観察モード切替指示信号に基づいて通常観察を行う旨の指示がなされたことを検知し、画像処理回路４３Ａと、調光回路４４Ａと、電子シャッター４５Ａとに対して第１の制御信号を出力する。また、制御装置４Ａが通常観察モードとして設定された場合、調光回路４４Ａは、制御回路４２Ａから出力される第１の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像が通常観察に最適な明るさとしてモニタ５に画像表示されるように、ランプ３１の出射光量を第１の出射光量とする制御を行う。さらに、制御装置４Ａが通常観察モードとして設定された場合、電子シャッター４５Ａは、制御回路４２Ａから出力される第１の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａの露光時間を通常観察に適した第１の露光時間に調整するとともに、撮像素子２３Ｂ及び撮像素子２３Ｄの露光時間を該第１の露光時間より長い第２の露光時間に調整する。
その後、術者等は、生体内における所望の被写体が、対物光学系２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｄの視野に入る位置であり、かつ、照明光学系２１Ｃから出射される照明光により照明される位置となるように生体撮像装置２Ａを操作して移動させる。
前述したような状態において、照明光学系２１Ｃから出射される広帯域の光により照明された被写体５０１の像は、対物光学系２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｄにより各々結像され、分光フィルタ２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｄにより各々分光され、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄにおいて各々撮像された後、撮像信号として各々制御装置４Ａの画像処理回路４３Ａに対して出力される。
画像処理回路４３Ａは、制御回路４２Ａから出力される第１の制御信号と、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄから各々出力される撮像信号とに基づき、撮像素子２３Ａにより撮像された被写体５０１の像が、撮像素子２３Ｂ及び撮像素子２３Ｄにより撮像された被写体５０１の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ５に出力する。
そして、モニタ５は、画像処理回路４３Ａから出力される映像信号に基づき、例えば、図７に示すように、撮像素子２３Ａにより撮像された被写体５０１の像を通常観察画像５１ａとして、撮像素子２３Ｂにより撮像された被写体５０１の像を第１の狭帯域光観察画像５１ｂとして、撮像素子２３Ｄにより撮像された被写体５０１の像を第２の狭帯域光観察画像５１ｄとして各々表示する。
以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置２Ａ、光源装置３及び制御装置４Ａにおいて行われることにより、モニタ５には、通常観察モードに応じて拡大された通常観察画像５１ａが最適な明るさとして表示されるとともに、通常観察モードに応じて縮小された第１の狭帯域光観察画像５１ｂ及び第２の狭帯域光観察画像５１ｄが表示される。さらに、以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置２Ａ、光源装置３及び制御装置４Ａにおいて行われることにより、モニタ５には、生体における所望の被写体を肉眼により観察した場合の像と略同様の像が通常観察画像５１ａとして表示される。
また、操作パネル４１Ａに設けられた観察モード切り替えスイッチが術者等に操作されることにより、例えば、通常観察モードから第１の狭帯域光観察モードへと、生体撮像装置２Ａ、光源装置３及び制御装置４Ａにおける観察モードを切り替えるための指示が行われた場合、操作パネル４１Ａは、該指示に基づく観察モード切替指示信号を制御回路４２Ａに対して出力する。
制御回路４２Ａは、操作パネル４１Ａから出力される観察モード切替指示信号に基づいて第１の狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知し、画像処理回路４３Ａと、調光回路４４Ａと、電子シャッター４５Ａとに対して第２の制御信号を出力する。また、制御装置４Ａが第１の狭帯域光観察モードとして設定された場合、調光回路４４Ａは、制御回路４２Ａから出力される第２の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像が第１の狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ５に画像表示されるように、ランプ３１の出射光量を第２の出射光量とする制御を行う。さらに、制御装置４Ａが第１の狭帯域光観察モードとして設定された場合、電子シャッター４５Ａは、制御回路４２Ａから出力される第２の制御信号に基づき、撮像素子２３Ｂ及び撮像素子２３Ｄの露光時間を第３の露光時間に調整するとともに、撮像素子２３Ａの露光時間を該第３の露光時間より短い第４の露光時間に調整する。
照明光学系２１Ｃから出射される狭帯域の光により照明された被写体５０１の像は、対物光学系２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｄにより各々結像され、分光フィルタ２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｄにより各々分光され、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄにおいて各々撮像された後、撮像信号として各々制御装置４Ａの画像処理回路４３Ａに対して出力される。
画像処理回路４３Ａは、制御回路４２Ａから出力される第２の制御信号と、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄから各々出力される撮像信号とに基づき、撮像素子２３Ｂにより撮像された被写体５０１の像が、撮像素子２３Ａ及び２３Ｄにより撮像された被写体５０１の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ５に出力する。
そして、モニタ５は、画像処理回路４３Ａから出力される映像信号に基づき、例えば、図７に示すように、撮像素子２３Ａにより撮像された被写体５０１の像を通常観察画像５２ａとして、撮像素子２３Ｂにより撮像された被写体５０１の像を第１の狭帯域光観察画像５２ｂとして、撮像素子２３Ｄにより撮像された被写体５０１の像を第２の狭帯域光観察画像５２ｄとして各々表示する。
以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置２Ａ、光源装置３及び制御装置４Ａにおいて行われることにより、モニタ５には、第１の狭帯域光観察モードに応じて拡大された狭帯域光観察画像５２ｂが最適な明るさとして表示されるとともに、第１の狭帯域光観察モードに応じて縮小された通常観察画像５２ａ及び第２の狭帯域光観察画像５２ｄが表示される。さらに、以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置２Ａ、光源装置３及び制御装置４Ａにおいて行われることにより、モニタ５には、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が強調された像が狭帯域光観察画像５２ｂとして表示される。
また、操作パネル４１Ａに設けられた観察モード切り替えスイッチが術者等に操作されることにより、例えば、第１の狭帯域光観察モードから第２の狭帯域光観察モードへと、生体撮像装置２Ａ、光源装置３及び制御装置４Ａにおける観察モードを切り替えるための指示が行われた場合、操作パネル４１Ａは、該指示に基づく観察モード切替指示信号を制御回路４２Ａに対して出力する。
制御回路４２Ａは、操作パネル４１Ａから出力される観察モード切替指示信号に基づいて第２の狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知し、画像処理回路４３Ａと、調光回路４４Ａと、電子シャッター４５Ａとに対して第３の制御信号を出力する。また、制御装置４Ａが第２の狭帯域光観察モードとして設定された場合、調光回路４４Ａは、制御回路４２Ａから出力される第３の制御信号に基づき、撮像素子２３Ａが撮像した被写体５０１の像が第２の狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ５に画像表示されるように、ランプ３１の出射光量を第３の出射光量とする制御を行う。さらに、制御装置４Ａが第２の狭帯域光観察モードとして設定された場合、電子シャッター４５Ａは、制御回路４２Ａから出力される第３の制御信号に基づき、撮像素子２３Ｂ及び撮像素子２３Ｄの露光時間を第５の露光時間に調整するとともに、撮像素子２３Ａの露光時間を該第３の露光時間より短い第４の露光時間に調整する。
照明光学系２１Ｃから出射される狭帯域の光により照明された被写体５０１の像は、対物光学系２１Ａ、２１Ｂ及び２１Ｄにより各々結像され、分光フィルタ２２Ａ、２２Ｂ及び２２Ｄにより各々分光され、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄにおいて各々撮像された後、撮像信号として各々制御装置４Ａの画像処理回路４３Ａに対して出力される。
画像処理回路４３Ａは、制御回路４２Ａから出力される第３の制御信号と、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄから各々出力される撮像信号とに基づき、撮像素子２３Ｄにより撮像された被写体５０１の像が、撮像素子２３Ａ及び２３Ｂにより撮像された被写体５０１の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子２３Ａ、２３Ｂ及び２３Ｄから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ５に出力する。
そして、モニタ５は、画像処理回路４３Ａから出力される映像信号に基づき、例えば、図７に示すように、撮像素子２３Ａにより撮像された被写体５０１の像を通常観察画像５３ａとして、撮像素子２３Ｂにより撮像された被写体５０１の像を第１の狭帯域光観察画像５３ｂとして、撮像素子２３Ｄにより撮像された被写体５０１の像を第２の狭帯域光観察画像５３ｄとして各々表示する。
以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置２Ａ、光源装置３及び制御装置４Ａにおいて行われることにより、モニタ５には、第２の狭帯域光観察モードに応じて拡大された狭帯域光観察画像５３ｄが最適な明るさとして表示されるとともに、第２の狭帯域光観察モードに応じて縮小された通常観察画像５３ａ及び第１の狭帯域光観察画像５３ｂが表示される。さらに、以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置２Ａ、光源装置３及び制御装置４Ａにおいて行われることにより、モニタ５には、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が、第１の狭帯域光観察画像５２ｂに比べてより強調された像が第２の狭帯域光観察画像５３ｄとして表示される。
以上に述べたように、本実施形態の生体観測システム１及び生体観測システム１Ａは、ともに分光フィルタを内蔵した生体撮像装置を有して構成されている。そのため、術者等は、生体撮像装置２を有する生体観測システム１または生体撮像装置２Ａを有する生体観測システム１Ａによる観察において、専用の光源装置を用いることなく狭帯域光観察を行うことができ、その結果、狭帯域光観察を行う際のコストを従来に比べて抑制することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
本実施形態に係る生体撮像装置が用いられる生体観測システムの要部の構成の一例を示す図。 図１に示す生体撮像装置が有する一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図。 図１に示す生体撮像装置が有する、図２とは異なる波長帯域の光を透過させる一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図。 図１に示す生体観測システムにおいて、通常観察モード及び狭帯域光観察モードの際にモニタに表示される画像の一例を示す図。 本実施形態に係る生体撮像装置が用いられる生体観測システムの要部の構成の、図１とは異なる例を示す図。 図５に示す生体撮像装置が有する、図２及び図３とは異なる一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図。 図５に示す生体観測システムにおいて、通常観察モード、第１の狭帯域光観察モード及び第２の狭帯域光観察モードの際にモニタに表示される画像の一例を示す図。
符号の説明
１，１Ａ・・・生体観測システム、２，２Ａ・・・生体撮像装置、３・・・光源装置、４，４Ａ・・・制御装置、５・・・モニタ、２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｄ・・・対物光学系、２１Ｃ・・・照明対物系、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｄ・・・分光フィルタ、２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｄ・・・撮像素子、２４・・・ライトガイド、３１・・・ランプ，３２・・・集光光学系、４１，４１Ａ・・・操作パネル、４２，４２Ａ・・・制御回路、４３，４３Ａ・・・画像処理回路、４４，４４Ａ・・・調光回路、４５，４５Ａ・・・電子シャッター、５１Ａ，５１ａ，５２Ａ，５２ａ，５３ａ・・・通常観察画像、５１Ｂ，５２Ｂ・・・狭帯域光観察画像、５１ｂ，５２ｂ，５３ｂ・・・第１の狭帯域光観察画像、５１ｄ，５２ｄ，５３ｄ・・・第２の狭帯域光観察画像、５０１・・・被写体

Claims (5)

  1. 白色光により照明された生体組織を撮像し、該生体組織の像を撮像信号として出力する複数の撮像手段と、
    第１の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第１の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を第１の像として表示手段に画像表示することを可能とする第１の分光手段と、
    前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第２の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を、前記生体組織における所定の部位が前記第１の像に比べて強調された第２の像として表示手段に画像表示することを可能とする第２の分光手段と、
    を有することを特徴とする生体撮像装置。
  2. さらに、前記第１の波長帯域及び前記第２の波長帯域とは異なる第３の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第３の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を、前記生体組織における所定の部位が前記第２の像に比べて強調された第３の像として表示手段に画像表示することを可能とする第３の分光手段を有することを特徴とする請求項１に記載の生体撮像装置。
  3. 前記所定の部位は、血管であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の生体撮像装置。
  4. 生体における被写体を照明するための照明光として白色光を発する光源装置と、前記被写体の像を撮像し、該被写体の像を撮像信号として出力する生体撮像装置と、前記光源装置及び前記生体撮像装置を制御する制御装置とを具備した生体観測システムであって、
    前記生体撮像装置は、前記被写体の像を撮像し、該被写体の像を撮像信号として出力する複数の撮像手段と、第１の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第１の撮像手段により撮像される前記被写体の像を分光することにより、前記被写体の像を第１の像として表示手段に画像表示することを可能とする第１の分光手段と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第２の撮像手段により撮像される前記被写体の像を分光することにより、前記被写体の像を、前記被写体における所定の生体組織が前記第１の像に比べて強調された第２の像として表示手段に画像表示することを可能とする第２の分光手段とを有し、
    前記制御装置は、前記第１の像を観察する第１の観察モードと、前記第２の像を観察する第２の観察モードとを切り替えるための観察モード切替信号を出力する操作指示手段と、前記観察モード切替信号に基づき、前記操作指示手段において、一の観察モードによる観察を行うための指示がなされたことを検知した場合、該一の観察モードに応じた、前記複数の撮像手段各々における露光時間の調整、前記光源手段において発せられる前記白色光の光量の制御、及び表示手段における前記第１の像及び前記第２の像の表示状態の切り替えを行うための制御信号を出力する制御手段とを有することを特徴とする生体観測システム。
  5. 前記所定の生体組織は、血管であることを特徴とする請求項４に記載の生体観測システム。
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