JP2011019706A - 医療用観察システムおよびプロセッサ - Google Patents

Abstract

【課題】レーザー光が術者等の目に入るような状況においては、レーザー光の光量を安全なレベルに制限することが可能な医療用観察システムを提供することを目的とする。
【解決手段】 医療用観察システムであって、レーザー光を走査させて対象物を観察する医療用プローブと、医療用プローブにレーザー光を供給するレーザー光源と、医療用プローブが所定の状態であるか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて、レーザー光源から射出されるレーザー光の光量を制御する制御手段とを備える構成とした。
【選択図】図５

Description

この発明は、対象物を走査して画像情報を取得する走査型医療用プローブを用いた医療用観察システム、および走査型医療用プローブ用プロセッサに関する。

医師が患者の体腔内を観察するときに使用する装置として、電子スコープが一般的に知られている。電子スコープを使用する医師は、電子スコープの挿入部を体腔内に挿入し、挿入部の先端に備えられた先端部を観察対象近傍に導く。そして、先端部に内蔵されたＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の固体撮像素子により体腔内の画像が撮影される。体腔内で撮影された画像は、電子スコープからビデオプロセッサへ送信される。ビデオプロセッサでは、受信した画像に所定の処理を行ってモニタに体腔内の映像を表示させる。医師はこのようにモニタに表示される体腔内の映像を観察して検査や施術等を行う。

また、近年、電子スコープの挿入部を咽喉部に差し込まれることに因る患者の苦痛を軽減するために、固体撮像素子等を構成要素から排除することにより、電子スコープに比べて外径を細く構成した医療用プローブ、および該医療用プローブを用いた観察システムが提案されている。

かかる医療用プローブの一例が、特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の医療用プローブは、単一の光ファイバの先端を共振させて所定の走査光により対象物を所定の走査パターンで走査する。そして、対象物からの反射光を検出して光電変換しビデオプロセッサに順次出力する。ビデオプロセッサは、光電変換された信号を処理して画像化しモニタに出力する。医師は、このようにして得られた体腔内の映像を、電子スコープを使用した場合と同様にモニタ上で観察して検査や施術等を行うことができる。

米国特許第６，２９４，７７５号明細書

上述のような医療用プローブにおいては、光ファイバより射出される走査光としてレーザー光が用いられる。また、走査光は単一の光ファイバ内を伝搬されて対象物へと射出されるため、体腔内の状態を観察するのに十分な画像を得るためにはある程度光量の高いレーザー光を用いる必要がある。一般的に、レーザー光は人に直視されることなどによって危害を及ぼす恐れがあるため、ＪＩＳ規格などにおいては、レーザー光を射出する装置に対してレーザー光の光量における安全基準が定められている。

通常、当該医療用プローブから射出されるレーザー光は、医療用プローブが直接または電子スコープの鉗子チャンネルを通して体腔内に挿入された状態で、体腔壁に向けて射出されるため、術者や患者の目に入ることは想定されていない。ところが、実際には、検査前後にレーザー光を放射している状態の医療用プローブが検査室内に置かれる場合もあり、該レーザー光が術者など検査室内にいる人の目に直接入る可能性もある。

そこで、本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、レーザー光が術者等の目に入るような状況においては、レーザー光の光量を安全なレベルに制限することが可能な医療用観察システムを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明により、レーザー光を走査させて対象物を観察する医療用プローブと、医療用プローブにレーザー光を供給するレーザー光源と、医療用プローブが所定の状態であるか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて、レーザー光源から射出されるレーザー光の光量を制御する制御手段と、を備える医療用観察システムが提供される。また、上記所定の状態は、医療用プローブが体内に挿入されていない状態であっても良い。さらに、上記制御手段は、判定手段によって、医療用プローブが所定の状態であると判定された場合に、レーザー光源から射出されるレーザー光の光量を低減するものであっても良い。

このように構成することにより、医療用プローブが体内に挿入されているか否かに基づいて、適切にレーザー光の光量を制御することができる。そして、医療用プローブが体内に挿入されてない場合には、レーザー光の光量を制御し、安全な光量に低減することで、走査型医療用プローブから射出されるレーザ光が、術者等の眼に入る場合であっても、安全性を確保して体腔内観察を行なうことが可能となる。

また、上記制御手段は、判定手段による判定結果に基づいて、レーザー光源から射出されるレーザー光の光量を段階的に低減させるものであっても良い。このように構成することで、必要な量だけレーザー光の光量を低減させることが可能となり、様々な状況に応じて、柔軟にレーザー光の光量を制御することが可能となる。

また、上記医療用プローブは、レーザー光を導光して対象物に射出するための導光手段と、レーザー光を対象物上で走査させるために導光手段の射出端近傍を振動させる振動手段と、記対象物の反射光を受光する受光手段とを備える構成としても良い。

また、上記判定手段は、受光手段によって受光された反射光に基づいて、医療用プローブが所定の状態であるか否かを判定するものであっても良い。

また、上記判定手段は、受光手段によって受光された反射光の光量が、所定の光量より大きい場合に、医療用プローブが所定の状態であると判定するものであっても良い。または、上記判定手段は、受光手段によって受光された反射光が、所定の範囲の周波数で点滅するものである場合に、医療用プローブが所定の状態であると判定するものであっても良い。このように構成することにより、反射光から医療用プローブの状態を容易に判定することが可能となる。

また、上記判定手段は、レーザー光が対象物に射出されていない期間に、受光手段によって受光された反射光に基づいて、医療用プローブが所定の状態であるか否かを判定するものであっても良い。このように構成することにより、受光手段によって受光されたレーザー光以外の光に基づいて、医療用プローブの状態を判定することが可能となる。

また、上記判定手段は、受光手段によって受光された反射光に基づく信号の輝度値が変化しない場合に、医療用プローブが所定の状態であると判定するものであっても良い。このように構成することにより、より正確に走査型医療用プローブの状態を判定することが可能となる。

また、上記医療用プローブは、医療用プローブの使用環境を検出するためのセンサを備え、上記判定手段は、センサの検出結果に基づいて、医療用プローブが所定の状態であるか否かを判定するものであっても良い。このように構成することにより、信号処理等における負荷を軽減できるとともに、より迅速に光量制御を行なうことが可能となる。

また、上記センサは、導光手段の先端に備えられた湿度センサと、医療用プローブの把持部に備えられた接触センサと、からなる構成としても良い。また、この場合、上記判定手段は、湿度センサおよび接触センサの検出結果に基づいて、医療用プローブが所定の状態であるか否かを判定するものであっても良い。

また、上記センサは、複数の温度センサからなり、判定手段は、複数の温度センサにおける温度差に基づいて、医療用プローブが所定の状態であるか否かを判定するものであっても良い。

さらに、本発明により、レーザー光を走査させて対象物を観察する医療用プローブにレーザー光を供給するためのプロセッサであって、レーザー光を射出するレーザー光源と、
医療用プローブが所定の状態であるか否かを判定する判定手段と、判定手段による判定結果に基づいて、レーザー光源から射出されるレーザー光の光量を制御する制御手段とを備える医療用プローブ用プロセッサが提供される。

本発明の医療用観察システムによれば、医療用プローブの状態に応じて、レーザー光源の光量を適切に制限することができ、レーザー光が術者等の目に入る状況においても、安全性を確保することができる。

本発明の実施形態における走査型医療用プローブの先端部の内部構成を模式的に示す図である。 本発明の実施形態におけるプロセッサの構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における走査型医療用プローブによる走査パターンを示す図である。 本発明の実施形態におけるプロセッサの信号処理回路による画素位置補正処理の具体例を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態における光量制御処理を示すフローチャートである。 外光検出のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態における光量制御処理を示すフローチャートである。 レーザー停止時に検出される外光信号の例を示す図である。 本発明の第３の実施形態における光量制御処理を示すフローチャートである。 （ａ）本発明の第４の実施形態における医療用プローブの外観図、および（ｂ）本発明の第５の実施形態における医療用プローブの外観図である。 本発明の第４の実施形態における光量制御処理を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施形態における光量制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の走査型医療用プローブ１０における先端部の内部構成を模式的に示す図である。また、図２は、走査型医療用プローブ１０に接続されるプロセッサ２０の構成を示すブロック図である。なお、図２においては、走査型医療用プローブ１０およびモニタ３０とプロセッサ２０との接続関係等を明確にするため、走査型医療用プローブ１０の一部の構成およびモニタ３０も模式的に示している。モニタ３０は周知の構成を有した受像装置である。これらの走査型医療用プローブ１０、プロセッサ２０、およびモニタ３０によって、本実施形態の医療用観察システム１が構成される。

まず、図１を参照して、本実施形態の走査型医療用プローブ１０の構成について説明する。走査型医療用プローブ１０は、患者の体腔内に挿入される長尺の可撓管からなる挿入部１０ａ、術者によって把持される把持部１０ｂ（図１０）、およびプロセッサ２０と電気的および光学的に接続される接続部１０ｃ（図２）からなる。図１は、走査型医療用プローブ１０の挿入部１０ａの先端部を示すものであり、該先端部には、シングルモードファイバ１１０（以下、「ＳＭＦ１１０」という）、アクチュエータ１１２、支持体１１４、筒体１１６、およびレンズユニット１１８が配置されている。また、これらの部材は可撓性を有する保護チューブであるシース１３０に収容されており、シース１３０の内部には、さらに複数の受光ファイバ１２０が円環上に埋設されている。

ＳＭＦ１１０は、プロセッサ２０から供給される走査光を体腔内まで伝搬するためのファイバであり、走査型医療用プローブ１０の接続部１０ｃから、挿入部１０ａの先端まで延在している。また、ＳＭＦ１１０の先端付近は、円筒型のアクチュエータ１１２の長軸方向に設けられた貫通孔に通され、アクチュエータ１１２に接着材などで固定されている。

アクチュエータ１１２は、圧電素子などで形成され、複数の電極１１３を有している。そして、アクチュエータ１１２は、後述するプロセッサ２０のＸ軸ドライバ２２０ＸおよびＹ軸ドライバ２２０Ｙから、各電極１１３に接続された電線（不図示）を通じて所定の駆動電圧が供給されることにより、所定の振動を開始する。また、アクチュエータ１１２は、支持体１１４に設けられた貫通孔に通されて支持される。これにより、ＳＭＦ１１０の先端部が、支持体１１４に片持ち梁の状態で支持される。尚、以降の説明について、便宜上、走査型医療用プローブ１０の長手方向をＺ方向、Ｚ方向に直交しかつ互いに直交する二方向をＸ方向、Ｙ方向と定義する。

筒体１１６は、ステンレスなどの金属で形成される円筒上の部品であり、レンズユニット１１８および支持体１１４の固定に用いられる他、走査型医療用プローブ１０の先端部近傍に配置される部品を保護する役割を備えている。また、レンズユニット１１８は、複数のレンズから構成され、ＳＭＦ１１０の射出端１１０ａから射出される走査光を観察対象上に集光するための光学系である。

また、シース１３０内部に埋設される複数の受光ファイバ１２０は、観察対象によって反射された光を入射端１２０ａから受光するためのファイバであり、走査型医療用プローブ１０の接続部１０ｃから挿入部１０ａの先端まで延在している。複数の受光ファイバ１２０にて受光された反射光は、受光ファイバ１２０内を伝搬され、走査型医療用プローブ１０の接続部１０ｃにて結合されて、プロセッサ２０へ送られる。

なお、本実施形態においては、体腔内を観察するために走査型医療用プローブ１０単体が患者の体腔内に直接挿入される。別の実施形態においては、例えば走査型医療用プローブ１０の先端を観察対象近傍にスムーズに導くために挿入部１０ａにガイドワイヤ等を添えて挿入するようにしてもよい。また、例えば電子スコープ等が有する鉗子チャンネルに挿入部１０ａを挿入し通して先端を観察対象近傍に近接させるようにしてもよい。

次に、図２を参照して、本実施形態のプロセッサ２０の構成について説明する。プロセッサ２０は、走査型医療用プローブ１０に照明光を供給するための光源部、走査型医療用プローブ１０を駆動制御するための駆動部、および走査型医療用プローブ１０により取得される反射光を検出し、モニタ３０での表示に適した画像信号を生成する信号処理部を備える。なお、本実施形態においては、プロセッサ２０は、光源部、駆動部、信号処理部を備えた一体型のプロセッサであるが、別の実施形態では各部を別体で構成してもよい。

プロセッサ２０の光源部は、観察対象を走査するための光源として、ＲＧＢの各波長に対応したレーザー光を供給するレーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂ、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂを駆動するドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂ、ならびにレーザー結合器２３４から構成される。ここで、ＲＧＢの各波長に対応する光源が備えられる理由は、カラー画像に対応するためである。したがって、光源は、例えば広帯域であるスーパーコンティニューム光等を発振する単一の白色ファイバレーザーとしてもよい。

プロセッサ２０の駆動部は、走査型医療用プローブ１０のアクチュエータ１１２を駆動するためのＸ軸ドライバ２２０ＸおよびＹ軸ドライバ２２０Ｙから構成される。Ｘ軸ドライバ２２０ＸおよびＹ軸ドライバ２２０Ｙは、タイミングコントローラ２４０の制御の下、図示しない電線を介してアクチュエータ１１２へ所定の駆動電圧を印加する。

プロセッサ２０の信号処理部は、受光ファイバ１２０によって伝搬される反射光をＲＧＢの各波長を有する光へと分離するレーザー分離器２５４、分離されたＲＧＢ光を受光する検出器２５０Ｒ、２５０Ｇおよび２５０Ｂ、各検出器２５０Ｒ、２５０Ｇおよび２５０Ｂの出力をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄコンバータ２５２Ｒ、２５２Ｇおよび２５２Ｂ、Ａ/Ｄ変換された信号に対して所定の処理を行う信号処理回路２６０、ならびに処理された信号を映像信号へと変換してモニタ３０に出力するエンコーダ２７０から構成される。

さらに、本実施形態のプロセッサ２０は、レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂから射出されるレーザー光の光量を制御するための光量制御回路２８０を備えている。光量制御回路２８０は、後述する光量制御処理を実行し、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇ、および２３２Ｂを制御することにより、レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂから射出されるレーザー光の光量を変化させる。また、上記各部は、同じくプロセッサ２０が備えるタイミングコントローラ２４０によって処理のタイミングが統括的にコントロールされる。

次に、上述のような構成を備えた医療用観察システム１における体腔内観察の流れについて、各部の具体的な動作とともに説明する。まず、プロセッサ２０に電源が投入されると、システムコントローラ２１０の制御の下、タイミングコントローラ２４０からドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂに駆動信号が出力される。ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂは、該駆動信号に従ってレーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂを駆動する。そして、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂは、ＲＧＢに対応するレーザー光を射出する。

各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂから射出されたレーザー光は、レーザー結合器２３４に入射される。そして、レーザー結合器２３４が備えるダイクロイックミラー等によって、ＲＧＢの各レーザー光が結合される。なお、図２においてレーザー結合器２３４内を進行するＲＧＢ光の光路長が異なるように見えるが、実際には、各光の光路長は同一である。そして、結合されたレーザー光（以下、「走査光」という）は、カップリングレンズ２３４ａによって収束され、ＳＭＦ１１０へと射出される。なお、レーザー光結合器２３４は、ダイクロイックミラーを使用した光結合器でなく、光ファイバ結合された各レーザー光源を光コンバイナや光導波路に接続した構成としてもよい。また、光源が単一の白色ファイバレーザーである場合には、光源から射出される白色レーザーをそのままカップリングレンズ２３４ａにて集束して射出すれば良い。ＳＭＦ１１０へと射出された光は、ＳＭＦ１１０内を伝搬され、走査型医療用プローブ１０の挿入部先端に位置するＳＭＦ１１０の射出端１１０ａから射出される。

また、上述のような光源部の起動と同期して、タイミングコントローラ２４０から、アクチュエータ１１２を駆動するための駆動信号が、Ｘ軸ドライバ２２０ＸおよびＹ軸ドライバ２２０Ｙにそれぞれ出力される。Ｘ軸ドライバ２２０ＸおよびＹ軸ドライバ２２０Ｙは、受信した駆動信号に従って、アクチュエータ１１２を駆動させる。具体的には、Ｘ軸ドライバ２２０Ｘは、駆動信号に基づいて、アクチュエータ１１２に第一の交流電圧を印加し、Ｙ軸ドライバ２２０Ｙは、駆動信号に基づいて、アクチュエータ１１２に第一の交流電圧と同一周波数であって位相が直交する第二の交流電圧を印加する。

アクチュエータ１１２は、Ｘ軸ドライバ２２０ＸおよびＹ軸ドライバ２２０Ｙから印加された第一および第二の交流電圧に応じて振動する。アクチュエータ１１２の振動はそれぞれ、ＳＭＦ１１０の先端部のＸ方向、Ｙ方向への共振運動を生じさせる。そして、ＳＭＦ１１０の射出端は、アクチュエータ１１２によるＸ方向およびＹ方向への運動エネルギーが合成されることにより、Ｘ−Ｙ平面に近似する面上において所定半径を有する円の軌跡を描く。そして、Ｘ軸ドライバ２２０ＸおよびＹ軸ドライバ２２０Ｙから印加される駆動電圧の振幅を変化させながらＳＭＦ１１０を共振させることにより、ＳＭＦ１１０の先端部が中心から外側に向かって螺旋状に駆動される。その結果、図３に示されるように、ＳＭＦ１１０の射出端１１０ａから、走査光が、観察対象へ向けて螺旋状の走査パターンＳＰを描くように射出される。

そして、Ｘ軸ドライバ２２０ＸおよびＹ軸ドライバ２２０Ｙから、アクチュエータ１１２へ第一および第二の交流電圧の印加が開始されてから、ＳＭＦ１１０の射出端１１０ａが所定の半径Ｒを有する円の軌跡を描く迄の期間（以下、「走査パターン期間」という）、ＳＭＦ１１０から走査光が射出され続ける。そして、この走査パターン期間において受光された反射光が、１フレーム分の画像として取得される。その後、ＳＭＦ１１０の射出端１１０ａが、所定半径Ｒを有する円の軌跡を描く状態となると、アクチュエータ１１２に対する交流電圧の印加が停止される。すると、ＳＭＦ１１０の先端部の振動は徐々に減衰されていく。かかる減衰に伴って、ＳＭＦ１１０の射出端１１０ａは、略螺旋状の軌跡を描きながら中心に向かい、最終的には中心軸ＡＸ上で停止する。アクチュエータ１１２に対する交流電圧の印加が停止されてから、ＳＭＦ１１０の射出端１１０ａが中心軸ＡＸ上で停止するまでの期間を「ブレーキング期間」という。

なお、ＳＭＦ１１０の射出端１１０ａが停止した状態（つまり、射出端１１０ａが中心軸ＡＸ上にある状態）から所定半径Ｒを有する円の軌跡を描く状態に達する迄にかかる時間（すなわち走査パターン期間が開始されてから終了する迄にかかる時間）、およびアクチュエータ１１２に対する交流電圧の印加が停止されてから、ＳＭＦ１１０の射出端１１０ａが中心軸ＡＸ上で停止するまでにかかる時間（すなわちブレーキング期間が開始されてから終了するまでにかかる時間）は既知である。さらに、走査パターン期間中のＳＭＦ１１０の射出端１１０ａの位置も既知である。そのため、タイミングコントローラ２４０は、かかる既知の情報に基づき、Ｘ軸ドライバ２２０ＸおよびＹ軸ドライバ２２０Ｙに対するタイミング制御（つまり、アクチュエータ１１２に対する交流電圧の印加と停止のタイミング制御）、およびドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂに対するタイミング制御（つまり、走査パターン期間中における各レーザー光源に対する駆動電圧の印加と停止のタイミング制御）のそれぞれをフレームレートに応じた周期で繰り返す。

このように観察対象が走査されることによって得られた反射光は、複数の受光ファイバ１２０にて受光される。そして、該反射光は受光ファイバ１２０によって伝搬され、走査型医療用プローブ１０の接続部１０ｃにて結合されてプロセッサ２０に送られる。プロセッサ２０では、受光ファイバ１２０によって伝搬された反射光が、レーザー分離器２５４にて、ダイクロイックミラー等によりＲ、Ｇ、Ｂに対応する反射光に分離される。レーザー分離器２５４にて分離された各反射光は、それぞれ検出器２５０Ｒ、２５０Ｇおよび２５０Ｂに入射する。なお、光源部から供給される走査光は、単一のＳＭＦ１１０により導光されて観察対象にて反射される。そのため、反射光の光量は非常に少ない。このような微弱な光を確実にかつ低ノイズで検出する必要があるため、各検出器には光電子増倍管（ＰＭＴ：Photomultiplier Tube）等の高感度光検出器が用いられる。

各検出器２５０Ｒ、２５０Ｇおよび２５０Ｂは、それぞれ検出した反射光を光電変換し、アナログ信号を生成する。そして、各検出器によって生成されたアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ２５２Ｒ、２５２Ｇおよび２５２Ｂにそれぞれ出力される。各Ａ／Ｄコンバータは、タイミングコントローラ２４０の制御の下、各検出器から出力されたアナログ信号をサンプリングおよびホールドして、図３のスポットＳ_１、Ｓ_２、Ｓ_３・・・に対応する画素データへと変換する。そして各Ａ／Ｄコンバータによって変換された画素データは、それぞれ信号処理回路２６０に出力される。

信号処理回路２６０では入力された画素データに対して、モニタ３０の表示形式に合わせて画素位置を補正する処理が行われる。具体的には、走査型医療用プローブ１０にて螺旋状の走査パターンによって得られた各画素データを、信号処理回路２６０にて固体撮像素子で言うところの画素アドレスに対応付けて、フレームメモリ（不図示）へと一時的に記憶する処理が行なわれる。信号処理回路２６０には、各スポットに対応する時間Ｔと画素アドレスとの変換テーブルが予め保持されている。当該変換テーブルは、既知の情報である走査パターン期間中の各スポットの形成位置および形成時間、ならびにサンプリング周波数などの既知の情報に基づき作成される。信号処理回路２６０は、特定の時間Ｔに対応する画素データ（Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する各画素データ）が入力されたとき、変換テーブルに基づき該画素データの画素アドレスを特定する。

図４を用いて、信号処理回路２６０による画素位置補正処理の具体例を説明する。ここでは、説明の便宜上、画素データを１９×１９からなる画素アドレスに割り当てる場合を考える。信号処理回路２６０は、例えばスポットＳ_１に対応する時間ｔ_１の画素データが入力されたとき、上記変換テーブルに基づき当該画素データを画素アドレス（１０，１０）に記憶する。次いで、スポットＳ_２に対応する時間ｔ_２の画素データが入力されたとき、上記変換テーブルに基づき、当該画素データを画素アドレス（１１，９）に記憶する。信号処理回路２６０は、入力される画素データに対して、画素アドレスを特定し、順次フレームメモリに記憶させる。

このように、１フレーム分の画素データが所定の画素アドレスに記憶されることにより、フレームメモリにおいて、１フレーム分の画像データが記憶される。また、信号処理回路２６０では、さらに、画像データに対して、エンハンス処理やゲイン調整処理等の画像処理が施される。続いて、タイミングコントローラ２４０の制御に従い、信号処理回路２６０にて処理が施された画像データが読み出され、エンコーダ２７０に出力される。エンコーダ２７０は、入力された画像データをＮＴＳＣ（National Television Standards Committee）やＰＡＬ（Phase Alternating Line）等の所定の規格に準拠した映像信号に変換してモニタ３０に出力する。これにより、モニタ３０に観察対象の映像が表示される。

続いて、医療用観察システム１の光量制御回路２８０による光量制御処理について説明する。上述のように、医療用観察システム１における通常の体腔内観察では、走査型医療用プローブ１０の挿入部１０ａが患者の体腔内に挿入された状態で、走査光（レーザー光）が体腔内の観察対象に向けて射出される。しかしながら、検査の前後などに、挿入部１０ａの先端から走査光が射出された状態で、走査型医療用プローブ１０が検査室内に置かれる場合がある。そのため、本実施形態では、光量制御回路２８０によって、走査型医療用プローブ１０が体外にある場合、すなわち走査型医療用プローブ１０から射出されるレーザー光が術者や患者に直視される可能性のある場合には、レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂから射出されるレーザー光の光量を制限するための光量制御処理が行なわれる。具体的には、本実施形態の光量制御回路２８０では、走査型医療用プローブ１０から射出される走査光の光量が、以下の３段階のレベルＡ〜Ｃのいずれかの光量となるよう、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇ、および２３２Ｂを制御する。

・レベルＡ：直視は危険であるが、体腔内観察を行なうのに十分な光量（例えば５．０ｍＷ）
・レベルＢ：まばたき等により眼への保護が達せられ、且つある程度の体腔内観察を行なうことができる光量（例えば１．０ｍＷ）
・レベルＣ：直視しても危険はないが、診断をするための体腔内観察はほとんど行なえない光量（例えば０．４ｍＷ以下）

図５は、第１の実施形態における光量制限処理の流れを示すフローチャートである。本処理は、光量制御回路２８０によって実行される処理であり、プロセッサ１０の電源が投入されるのと同時に開始される。本処理では、まず、レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂの駆動が停止されているか否かが判断される（Ｓ１０１）。

図６は、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂの駆動および停止のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。図６（ａ）は、アクチュエータ１１２に印加される駆動電圧のタイミングチャートであり、図６（ｂ）はレーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂに印加される駆動電圧のタイミングチャートである。上述のように、体腔内観察時には、タイミングコントローラ２４０によって、Ｘ軸ドライバ２２０ＸおよびＹ軸ドライバ２２０Ｙ、ならびにドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂに対するタイミング制御が行なわれる。

具体的には、走査型医療用プローブ１０のフレームレートが３０ｆｐｓの場合、１フレームあたりの走査パターン期間、およびブレーキング期間の合計時間が３３．３ｍｓｅｃとなる。そして、走査パターン期間を２００スパイラル、ブレーキング期間を１３３スパイラルとした場合、走査パターン期間は、２０ｍｓｅｃ、ブレーキング期間は１３．３ｍｓｅｃとなる。従って、タイミングコントローラ２４０は、走査パターン期間である２０ｍｓｅｃのみ、走査光が射出されるよう、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂの駆動を制御する。これにより、ブレーキング期間中である１３．３ｍｓｅｃは、レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂの駆動が停止され、レーザー光の射出が停止される。

そして、現在各レーザー光源が停止されていない場合（すなわち走査パターン期間中である場合）には（Ｓ１０１：Ｎｏ）、各レーザー光源が停止されるまで待機する。一方、現在各レーザー光源が停止されている場合（すなわちブレーキング期間中である場合）には（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）、各検出器２５０Ｒ、２５０Ｇおよび２５０Ｂにて検出された各アナログ信号における光量Ｌ１が検出される（Ｓ１０２）。上述のように、ブレーキング期間中は、レーザー光の射出が停止されている。そのため、このブレーキング期間中（１３．３ｍｓｅｃ）にＳ１０２で検出される光量Ｌ１は、受光ファイバ１２０によって受光されたレーザー光以外の光（以下、「外光」という）の光量である。

続いて、プロセッサ２０の図示しないメモリに記憶される基準レベルＬｂが読み出される（Ｓ１０３）。この基準レベルＬｂは、医療用観察システム１における黒レベルの基準となる光量を示す値であり、工場出荷時やキャリブレーション時に取得され、メモリに予め記憶されている。続いて、受光量Ｌ１と基準レベルＬｂとの比較が行なわれる（Ｓ１０４）。一般的に、患者の体内には外光がないため、走査型医療用プローブ１０が患者の体腔内に挿入され、かつレーザー光が射出されていない状態では、受光ファイバ１２０には何の光も入射しない。一方、走査型医療用プローブ１０が、体外にある場合、すなわち検査室等に置かれている場合には、レーザー光が射出されていなくても、受光ファイバ１２０には検査室の照明などの外光が入射する。そのため、ブレーキング期間に受光した光の光量が、黒の基準レベルと比べて大きいか否かを判断することにより、走査型医療用プローブ１０が患者の体腔内に挿入されているか否かを判定することができる。

そして、光量Ｌ１が、基準レベルＬｂ以下であると判断された場合（Ｓ１０４：Ｎｏ）、走査型医療用プローブ１０は、患者の体腔内に挿入されていると判定され、レーザー光の光量制限が解除される。これにより、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０ＢからレベルＡの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂが制御される（Ｓ１０５）。そして、モニタ３０に、レーザー光の光量制限は行なわれていない旨を通知するための表示が行なわれる（Ｓ１０６）。このように、モニタ３０に光量制限に関する通知を行なうことで、術者が、走査型医療用プローブ１０から射出されているレーザー光のレベルを容易に把握することができる。

一方、光量Ｌ１が、基準レベルＬｂより大きい場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、走査型医療用プローブ１０は、患者の体腔内に挿入されていないと判定され、レーザー光の光量が制限される。詳しくは、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂから、レベルＢまたはレベルＣの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂが制御される（Ｓ１０７）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量が制限されている旨を通知するための表示が行なわれる（Ｓ１０８）。その後、プロセッサ２０の電源がＯＦＦされるまで（Ｓ１０９）、Ｓ１０１〜Ｓ１０８の処理が繰り返される。これにより、観察中に走査型医療用プローブ１０が患者の体腔内に挿入されたり、体腔内から引き抜かれたりした場合も、随時レーザー光の光量を制限することができる。

このように、本実施形態においては、走査型医療用プローブ１０がブレーキング期間に受光する光の光量に基づいて、走査型医療用プローブ１０が患者の体腔内に挿入されているか否かを判定する構成となっている。そして、走査型医療用プローブ１０が患者の体腔内に挿入されていないと判定される場合には、レーザー光の光量を安全な光量に低減することで、走査型医療用プローブ１０から射出されるレーザ光が、術者等の眼に入る場合であっても、安全性を確保して体腔内観察を行なうことが可能となる。

続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態の医療用観察システムにおける各部の構成や、体腔内観察の流れについては、第１の実施形態と略同様であるため、詳細な説明を省略し、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。本実施形態では、光量制御回路２８０によって行なわれる光量制御処理が、第１の実施形態と相違する。

図７は、本実施形態における光量制御処理を示すフローチャートである。本実施形態の光量制御処理におけるＳ２０１〜Ｓ２０６の処理は、第１の実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０６の処理と同様である。すなわち、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、走査型医療用プローブ１０がブレーキング期間に受光した光の光量Ｌ１と基準レベルＬｂとの比較が行なわれ（Ｓ２０１〜Ｓ２０４）、光量Ｌ１が基準レベルＬｂ以下である場合には（Ｓ２０４：Ｎｏ）、レーザー光の光量制限が解除され（Ｓ２０５）、モニタ３０にその旨を通知するための表示が行なわれる（Ｓ２０６）。

一方、光量Ｌ１が、基準レベルＬｂより大きい場合（Ｓ２０４：Ｙｅｓ）、続く１フレーム分の走査パターン期間中、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂの駆動を停止するようにドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇ、２３２Ｂが制御される。そして、その１フレーム分の走査パターン期間中に、受光ファイバ１２０にて受光した光が、各検出器２５０Ｒ、２５０Ｇおよび２５０Ｂにて外光信号として検出される（Ｓ２０８）。続いて、検出された外光信号に対して周波数解析が行なわれ、外光信号の周波数ｆｅが求められる（Ｓ２０９）。

図８は、外光信号の例を示す図である。ここで、図８（ａ）は、白熱灯の光を受光した場合の外光信号を示し、図８（ｂ）は、蛍光灯の光を受光した場合の外光信号を示し、図８（ｃ）は、インバータ方式の蛍光灯の光を受光した場合の外光信号を示す。図８（ａ）〜図８（ｃ）に示されるように、走査型医療用プローブ１０の受光ファイバ１２０にて、白熱灯や蛍光灯などの外光を受光した場合は、所定の周波数で点滅する光が検出される。例えば、白熱灯の光を受光した場合の外光信号の周波数ｆｅは約５０Ｈｚ〜６０Ｈｚ、蛍光灯の光を受光した場合の外光信号の周波数ｆｅは約１００Ｈｚ〜１２０Ｈｚ、インバータ方式の蛍光灯の光を受光した場合の外光信号の周波数ｆｅは約１０ｋＨｚ〜２０ｋＨｚとなる。

続いて、Ｓ２０９によって求められた周波数ｆｅが、予め定められた上限周波数ｆｍａｘおよび下限周波数ｆｍｉｎの範囲内であるか否かが判定される（Ｓ２１０）。この上限周波数ｆｍａｘおよび下限周波数ｆｍｉｎは、想定される外光の周波数の上限値と下限値である。ここで、上限周波数ｆｍａｘは、例えばインバータ方式の蛍光灯の光を受光した場合における２０ｋＨｚに設定され、下限周波数ｆｍｉｎは、例えば白熱灯の光を受光した場合における５０Ｈｚに設定される。

そして、周波数ｆｅが、上限周波数ｆｍａｘおよび下限周波数ｆｍｉｎの範囲内であるときは（Ｓ２１０：Ｙｅｓ）、受光ファイバ１２０によっていずれかの外光が受光されていることになる。そのため、この場合は、走査型医療用プローブ１０は体外にあると判定され、レーザー光の光量が制限される。詳しくは、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂから、レベルＣの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂが制御される（Ｓ２１１）。そして、モニタ３０に、現在、レベルＣの光量でレーザー光が制限されている旨を通知するための表示が行なわれる（Ｓ２１２）。

一方、周波数ｆｅが、上限周波数ｆｍａｘおよび下限周波数ｆｍｉｎの範囲内でない場合は（Ｓ２１０：Ｎｏ）、受光ファイバ１２０によって受光された光の光量Ｌ１は、基準レベルよりも大きいものの、所定の周波数の外光は受光されていないことになる。このような場合の例としては、走査型医療用プローブ１０がＣＣＤなどの撮像素子を備えた電子スコープとともに用いられる場合において、電子スコープから射出されるキセノンランプ等の連続光を走査型医療用プローブ１０の受光ファイバ１２０にて受光する場合や、ＬＥＤライトや太陽光などの連続光の外光を受光ファイバ１２０にて受光する場合が考えられる。そして、前者の場合は、走査型医療用プローブ１０が体腔内に挿入されている場合であり、後者の場合は、走査型医療用プローブ１０が体外にある場合である。そのため、このような場合には、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源から、レベルＢの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇ、２３２Ｂが制御される（Ｓ２１３）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量がレベルＢに制限されている旨を通知するための表示が行なわれ（Ｓ２１４）、その後、プロセッサ２０の電源がＯＦＦされるまで（Ｓ２１５）、Ｓ２０１〜Ｓ２１４の処理が繰り返される。

このように、本実施形態では、走査型医療用プローブ１０が体腔内に挿入されている場合と体外にある場合の両方が想定され得る状況においては、レーザー光をある程度の体腔内観察が行えて、かつ安全なレベルであるレベルＢの光量に制限する構成とした。このように構成することにより、本実施形態においては、第１の実施形態における効果に加え、走査型医療用プローブ１０が体腔内にあるにもかかわらず、レーザー光の光量が制限され、画像が取得できなくなってしまうことを防ぐことができる。

続いて、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態の医療用観察システムにおける各部の構成や、体腔内観察の流れについても、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略し、第１の実施形態との相違点についてのみ説明する。本実施形態においても、光量制御回路２８０によって行なわれる光量制御処理が、第１の実施形態と相違する。

図９は、本実施形態における光量制限処理の流れを示すフローチャートである。本処理では、まず、各検出器２５０Ｒ、２５０Ｇおよび２５０Ｂにて検出されたアナログ信号に基づいて、１フレーム分の画像における平均輝度値が算出される（Ｓ３０１）。そして、算出された平均輝度値が、１つ前のフレームにおける平均輝度値に対して、変化したか否かが判断される（Ｓ３０２）。

通常、走査型医療用プローブ１０が患者の体腔内に挿入され体腔内観察が行なわれている状態では、術者により走査型医療用プローブ１０の先端が動かされ、観察対象が変化することにより、フレームごとの輝度値が変化する。そのため、平均輝度値が変化したと判断される場合は（Ｓ３０２：Ｙｅｓ）、走査型医療用プローブ１０は、患者の体腔内に挿入されていると判定され、レーザー光の光量制限が解除される。これにより、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇおよび２３０Ｂから、レベルＡの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂが制御される（Ｓ３０３）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量制限は行なわれていない旨を通知するための表示が行なわれる（Ｓ３０４）。

これに対し、走査型医療用プローブ１０が、体外にある場合、すなわち検査室等に置かれている場合には、走査型医療用プローブ１０の先端は動かされることはなく、観察対象も一定であるため、フレームごとの輝度値にも変化は生じない。そのため、平均輝度値が変化しないと判断される場合は（Ｓ３０２：Ｎｏ）、走査型医療用プローブ１０は、患者の体腔内に挿入されていないと判定され、レーザー光の光量が制限される。詳しくは、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇ、および２３０Ｂから、レベルＢまたはレベルＣの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇ、２３２Ｂが制御される（Ｓ３０５）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量が制限されている旨を通知するための表示が行なわれ（Ｓ３０６）、その後、プロセッサ２０の電源がＯＦＦされるまで（Ｓ３０７）、Ｓ３０１〜Ｓ３０６の処理が繰り返される。

このように、本実施形態においては、体腔内観察時に検出された１フレーム分の信号の平均輝度値に基づいて、走査型医療用プローブ１０が患者の体腔内に挿入されているか否かを判定する構成とした。このように、通常の体腔内観察によって取得される信号に基づいて、判定を行なうことにより、第１の実施形態における効果に加え、より正確に走査型医療用プローブ１０が体腔内にあるか否かを判定することが可能となる。

続いて、本発明の第４の実施形態について説明する。図１０（ａ）は、本実施形態の走査型医療用プローブ１０Ａの外観図である。本実施形態では、図１０（ａ）に示されるように、走査型医療用プローブ１０の把持部１０ｂに接触センサ１５０が備えられ、挿入部１０ａの先端に湿度センサ１６０が備えられる点において、第１の実施形態と相違する。その他の医療用観察システムにおける各部の構成や、体腔内観察の流れについては、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

接触センサ１５０は、術者等が走査型医療用プローブ１０の把持部１０ｂを把持することによる接触を検出するためのセンサである。また、湿度センサ１６０は、空気中の湿度を測定するものであるが、本実施形態においては、濡れた状態においては検出不可能となる湿度センサ１６０を用いて、検出の可否に基づいて走査型医療用プローブ１０Ａの先端が濡れているか否かが検出される。走査型医療用プローブ１０Ａに備えられた接触センサ１５０および湿度センサ１６０における検出結果は、プロセッサ２０の光量制御回路２８０に送信される。そして、光量制御回路２８０では、各センサからの検出結果に基づいて、光量制御処理が行なわれる。

図１１は、本実施形態における光量制限処理の流れを示すフローチャートである。本処理では、まず、接触センサ１５０にて接触が検出されたか否かが判断される（Ｓ４０１）。そして、接触が検出されていない場合は（Ｓ４０１：Ｎｏ）、走査型医療用プローブ１０の把持部１０ｂが把持されていない状態である。そのため、走査型医療用プローブ１０Ａは、患者の体腔内に挿入されていないと判定され、レーザー光の光量が制限される。詳しくは、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇ、および２３０Ｂから、レベルＣの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂが制御される（Ｓ４０２）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量がレベルＣに制限されている旨を通知するための表示が行なわれる（Ｓ４０３）。

一方、接触センサ１５０にて、接触が検出された場合には（Ｓ４０１：Ｙｅｓ）、走査型医療用プローブ１０Ａが現在術者によって把持されていると判断される。この場合は、走査型医療用プローブ１０Ａが患者の体腔内に挿入されているか否かを問わず、走査型医療用プローブ１０Ａが術者によって管理されていることになる。続いて、湿度センサ１６０によって湿度が検出されているか否かが判断される（Ｓ４０４）。ここでは、上述のように湿度センサ１６０が正常に湿度を検出しているか否かに基づいて、走査型医療用プローブ１０Ａの先端が濡れているか否かが判断される。また、別の実施形態においては、湿度センサによって検出される湿度に基づいて走査型医療用プローブ１０Ａの先端が濡れているか否かを検出する構成とすることも可能である。この場合、例えば湿度センサにて湿度１００％が検出された場合や、所定の閾値以上である場合に走査型医療用プローブ１０Ａの先端が濡れていると判断する。

ここで、湿度センサ１６０によって、湿度が検出されている場合には（Ｓ４０４：Ｙｅｓ）、走査型医療用プローブ１０Ａの先端は濡れていないと判断される。そして、これにより、走査型医療用プローブ１０Ａは、患者の体腔内に挿入されていない可能性が高いと判定され、レーザー光の光量が制限される。詳しくは、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇ、および２３０Ｂから、レベルＢの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇ、および２３２Ｂが制御される（Ｓ４０５）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量がレベルＢに制限されている旨を通知するための表示が行なわれる（Ｓ４０６）。

一方、湿度センサ１６０によって、湿度が検出不可能な状態である場合には（Ｓ４０４：Ｎｏ）、走査型医療用プローブ１０Ａの先端が濡れていると判断される。そして、これにより、走走査型医療用プローブ１０は、患者の体腔内に挿入されていると判定され、レーザー光の光量制限が解除される。これにより、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇ、および２３０Ｂから、レベルＡの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇ、および２３２Ｂが制御される（Ｓ４０７）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量制限は行なわれていない旨を通知するための表示が行なわれ（Ｓ４０８）、その後、プロセッサ２０の電源がＯＦＦされるまで（Ｓ４０９）、Ｓ４０１〜Ｓ４０８の処理が繰り返される。

このように、本実施形態においては、走査型医療用プローブ１０Ａに備えられたセンサの検出結果に応じて走査型医療用プローブ１０Ａが患者の体腔内に挿入されているか否かを判定し、走査型医療用プローブ１０Ａが患者の体腔内に挿入されていないと判定された場合には、レーザー光の光量を安全レベルまで下げることで、走査型医療用プローブ１０Ａから射出されるレーザ光が、術者等の眼に入る状態においても、安全性を確保することが可能となる。また、各センサの出力結果に基づいて光量制御を行なうことにより、プロセッサ２０における信号処理等の負荷を軽減できるとともに、より迅速に光量制御を行なうことが可能となる。

続いて、本発明の第５の実施形態について説明する。図１０（ｂ）は、本実施形態の走査型医療用プローブ１０Ｂの外観図である。本実施形態では、図１０（ｂ）に示されるように、走査型医療用プローブ１０Ｂの接続部１０ｃ、把持部１０ｂ、および挿入部１０ａの各部に、温度センサＡ〜Ｄがそれぞれ備えられる点において、上記第１の実施形態と相違する。走査型医療用プローブ１０Ｂに備えられた各温度センサＡ〜Ｄにおける検出結果は、プロセッサ２０の光量制御回路２８０に送信される。そして、光量制御回路２８０では、各温度センサにおける検出結果に基づいて、光量制御処理が行なわれる。その他の医療用観察システムにおける各部の構成や、体腔内観察の流れについては、第１の実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

図１２は、本実施形態における光量制限処理の流れを示すフローチャートである。本処理では、まず、初期設定として、走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内に挿入されているか否かを示すパラメータＦｉｎが「０」に設定される。ここで、パラメータＦｉｎが「０」の場合は、走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内に挿入されていないことを示し、Ｆｉｎが「１」の場合は、走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内に挿入されていることを示す。

続いて、温度センサＢおよび温度センサＡの検出結果に基づいて、温度差ΔＢＡが算出される（Ｓ５０２）。詳しくは、走査型医療用プローブ１０Ｂの把持部１０ｂに備えられた温度センサＢによって検出された温度から、接続部１０ｃに備えられた温度センサＡによって検出された温度を減じた値が温度差ΔＢＡとされる。そして、算出された温度差ΔＢＡが、５℃よりも大きいか否かが判断される（Ｓ５０３）。ここで、走査型医療用プローブ１０Ｂの把持部１０ｂが、術者によって把持されている場合、温度センサＢによって検出される把持部１０ｂの温度は、温度センサＡによって検出される接続部１０ｃの温度よりも高くなる。そのため、ここでは、走査型医療用プローブ１０Ｂの把持部１０ｂと接続部１０ｃとの温度差が所定の温度以上であるか否かに基づいて、走査型医療用プローブ１０Ｂが術者によって把持されているかが判断される。

そして、温度差ΔＢＡが５℃以下である場合には（Ｓ５０３：Ｎｏ）、走査型医療用プローブ１０Ｂの把持部１０ｂが術者等に把持されていない状態であるため、走査型医療用プローブ１０Ａは、患者の体腔内に挿入されていないと判定され、レーザー光の光量が制限される。詳しくは、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇ、および２３０Ｂから、レベルＣの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂが制御される（Ｓ５０４）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量がレベルＣに制限されている旨を通知するための表示が行なわれる（Ｓ５０５）。続いて、走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内に挿入されているか否かを示すパラメータＦｉｎが「０」に設定される（Ｓ５０６）。

一方、温度差ΔＢＡが５℃より大きい場合には（Ｓ５０３：Ｙｅｓ）、走査型医療用プローブ１０Ｂが、現在術者によって把持されていると判断される。この場合は、走査型医療用プローブ１０Ｂが患者の体腔内に挿入されているか否かを問わず、走査型医療用プローブ１０Ｂが術者によって管理されていることになる。そして、温度センサＤおよび温度センサＣの検出結果に基づいて、温度差ΔＤＣが算出される（Ｓ５０７）。詳しくは、走査型医療用プローブ１０Ｂの挿入部１０ａの先端に備えられた温度センサＤによって検出された温度から、挿入部１０ａの先端から少し離れた場所に備えられた温度センサＣによって検出された温度を減じた値が、温度差ΔＤＣとされる。

続いて、走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内にあるか否かを示すパラメータＦｉｎが「０」であるか否かが判断される（Ｓ５０８）。ここで、Ｆｉｎが「０」である場合、すなわち走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内に挿入されていない場合は（Ｓ５０８：Ｙｅｓ）、算出された温度差ΔＤＣが、５℃より大きいか否かが判断される（Ｓ５０９）。ここで、走査型医療用プローブ１０Ｂが、検査室に置かれた状態から患者の体腔内に挿入されると、まず挿入部１０ａの先端の温度が上昇する。そのため、温度差ΔＤＣが、５℃以下である場合には（Ｓ５０９：Ｎｏ）、走査型医療用プローブ１０は、患者の体腔内に挿入されていない可能性が高いと判定され、レーザー光の光量が制限される。この場合は、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇ、および２３０Ｂから、レベルＢの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂが制御される（Ｓ５１０）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量がレベルＢに制限されている旨を通知するための表示が行なわれる（Ｓ５１１）。

一方、温度差ΔＤＣが、５℃より大きい場合には（Ｓ５０９：Ｙｅｓ）、走査型医療用プローブ１０は、患者の体腔内に挿入されていると判定され、レーザー光の光量制限が解除される。これにより、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇ、および２３０Ｂから、レベルＡの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇおよび２３２Ｂが制御される（Ｓ５１２）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量制限は行なわれていない旨を通知するための表示が行なわれる（Ｓ５１３）。続いて、査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内にあるか否かを示すパラメータＦｉｎが「１」とされる（Ｓ５１４）。

これに対し、Ｓ５０８においてＦｉｎが「０」でない場合、すなわち走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内に挿入されている場合は（Ｓ５０８：Ｎｏ）、温度差ΔＤＣが、０であるか否かが判断される（Ｓ５１５）。そして、温度差ΔＤＣが０である場合は（Ｓ５１５：Ｙｅｓ）、挿入部１０ａにおける温度に差がないことから、走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内に挿入され、通常観察が行なわれている状態であると判定される。そして、現在の状態（すなわちレベルＡの光量による通常の体腔内観察）が維持される（Ｓ５１６）。

一方、体腔内に挿入されている走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内から引き抜かれる場合には、まず挿入部１０ａの先端から離れた位置の温度が下がる。そのため、温度差ΔＤＣが０でない場合は（Ｓ５１５：Ｎｏ）、走査型医療用プローブ１０Ｂが患者の体から引き抜かれる可能性が高いと判定され、レーザー光の光量が制限される。詳しくは、光量制御回路２８０によって、各レーザー光源２３０Ｒ、２３０Ｇ、および２３０Ｂから、レベルＢの光量のレーザー光が射出されるように、ドライバ２３２Ｒ、２３２Ｇ、および２３２Ｂが制御される（Ｓ５１７）。そして、モニタ３０に、現在レーザー光の光量がレベルＢで制限されている旨を通知するための表示が行なわれ（Ｓ５１８）、その後、走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内にあるか否かを示すパラメータＦｉｎが「０」とされる（Ｓ５１９）。そして、プロセッサ２０の電源がＯＦＦされるまで（Ｓ５２０）、Ｓ５０１〜Ｓ５１９の処理が繰り返される。

このように、本実施形態においては、走査型医療用プローブ１０Ｂに備えられた温度センサの検出結果に応じて走査型医療用プローブ１０Ｂが患者の体腔内に挿入されているか否かを判定し、走査型医療用プローブ１０Ｂが患者の体腔内に挿入されていないと判定された場合には、レーザー光の光量を安全レベルまで下げることで、走査型医療用プローブ１０Ｂから射出されるレーザ光が、術者等の眼に入る状態においても、安全性を確保することが可能となる。また、第４の実施形態と同様に、各センサの出力結果に基づいて光量制御を行なうことにより、プロセッサ２０における信号処理等の負荷を軽減できるとともに、より迅速に光量制御を行なうことが可能となる。さらに、各センサによって検出された温度差に基づいて、走査型医療用プローブ１０Ｂが体腔内から引き抜かれる直前の状態を検出して、光量を制限することにより、引き抜かれた直後に走査型医療用プローブ１０Ｂの先端から射出されるレーザー光が術者等に直視された場合でも、安全性を確保すること可能となる。

以上が本発明の実施形態であるが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば上記実施形態においては、単一の光ファイバを共振させてレーザー光を走査させる医療用プローブについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の方法でレーザー光を射出する医療用プローブに対しても適用可能である。

また、上記第１および第２の実施形態では、レーザー停止期間中に検出される光の光量および周波数に基づいて、走査型医療用プローブ１０が体腔内にあるか否かが判定される構成としたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、レーザー停止期間中に検出される光の色分布に基づいて、走査型医療用プローブ１０が体腔内にあるか否かを判定する構成としても良い。この場合は、例えば通常の体腔内観察においては考えられない特定の色分布の光が検出された場合、走査型医療用プローブ１０が体外にあると判定される。詳しくは、通常の体腔内観察においては、赤色成分が多い光が検出される。これに対し、ＬＥＤを用いた蛍光灯などによっては、青色と黄色との混色によって高輝度の白色を作っている。そのため、レーザー停止期間中に検出される光が、青色成分を含む場合等においては、走査型医療用プローブ１０が体外にあると判定するような構成としても良い。

さらに、上記実施形態では、走査型医療用プローブが、螺旋状の走査パターンを描きながら、走査パターン期間およびブレーキング期間を交互に繰り返すよう駆動される構成としたが、走査型医療用プローブが、リサージュ走査を行なうよう連続的に駆動される場合においても、本発明を適用することが可能である。このような場合は、例えば、走査光の軌跡の重なりが多くなる範囲や、３０フレームに１フレームなど、所定のタイミングでレーサー光源の駆動を停止し、外光を検出する構成とすれば良い。

１ 医療用観察システム
１０ 走査型医療用プローブ
２０ プロセッサ
３０ モニタ
１１０ ＳＭＦ
１１２ アクチュエータ
１２０ 受光ファイバ
２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂ レーザー光源
２３２Ｒ、２３２Ｇ、２３２Ｂ ドライバ
２４０ タイミングコントローラ
２６０ 信号処理回路
２８０ 光量制御回路

Claims (14)

1. レーザー光を走査させて対象物を観察する医療用プローブと、
   前記医療用プローブに前記レーザー光を供給するレーザー光源と、
   前記医療用プローブが所定の状態であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定結果に基づいて、前記レーザー光源から射出されるレーザー光の光量を制御する制御手段と、
   を備える医療用観察システム。
2. 前記所定の状態は、前記医療用プローブが体内に挿入されていない状態であることを特徴とする、請求項１に記載の医療用観察システム。
3. 前記制御手段は、前記判定手段によって、前記医療用プローブが前記所定の状態であると判定された場合に、前記レーザー光源から射出されるレーザー光の光量を低減することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の医療用観察システム。
4. 前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づいて、前記レーザー光源から射出されるレーザー光の光量を段階的に低減させることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の医療用観察システム。
5. 前記医療用プローブは、
   前記レーザー光を導光して対象物に射出するための導光手段と、
   前記レーザー光を対象物上で走査させるために前記導光手段の射出端近傍を振動させる振動手段と、
   前記対象物の反射光を受光する受光手段と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の医療用観察システム。
6. 前記判定手段は、前記受光手段によって受光された反射光に基づいて、前記医療用プローブが前記所定の状態であるか否かを判定することを特徴とする、請求項５に記載の医療用観察システム。
7. 前記判定手段は、前記受光手段によって受光された反射光の光量が、所定の光量より大きい場合に、前記医療用プローブが前記所定の状態であると判定することを特徴とする、請求項６に記載の医療用観察システム。
8. 前記判定手段は、前記受光手段によって受光された反射光が、所定の範囲の周波数で点滅するものである場合に、前記医療用プローブが前記所定の状態であると判定することを特徴とする、請求項６に記載の医療用観察システム。
9. 前記判定手段は、前記レーザー光が対象物に射出されていない期間に前記受光手段によって受光された反射光に基づいて、前記医療用プローブが前記所定の状態であるか否かを判定することを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の医療用観察システム。
10. 前記判定手段は、前記受光手段によって受光した反射光に基づく信号の輝度値が変化しない場合に、前記医療用プローブが前記所定の状態であると判定することを特徴とする、請求項６に記載の医療用観察システム。
11. 前記医療用プローブは、
    前記医療用プローブの使用環境を検出するためのセンサを備え、
    前記前記判定手段は、前記センサの検出結果に基づいて、前記医療用プローブが前記所定の状態であるか否かを判定することを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の医療用観察システム。
12. 前記センサは、
    前記導光手段の先端に備えられた湿度センサと、
    前記医療用プローブの把持部に備えられた接触センサと、からなり、
    前記判定手段は、前記湿度センサおよび前記接触センサの検出結果に基づいて、前記医療用プローブが前記所定の状態であるか否かを判定することを特徴とする、請求項５を引用する請求項１１に記載の医療用観察システム。
13. 前記センサは、複数の温度センサからなり、
    前記判定手段は、前記複数の温度センサにおける温度差に基づいて、前記医療用プローブが前記所定の状態であるか否かを判定することを特徴とする、請求項１１に記載の医療用観察システム。
14. レーザー光を走査させて対象物を観察する医療用プローブにレーザー光を供給するためのプロセッサであって、
    前記レーザー光を射出するレーザー光源と、
    前記医療用プローブが所定の状態であるか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段による判定結果に基づいて、前記レーザー光源から射出されるレーザー光の光量を制御する制御手段と、
    を備える医療用プローブ用プロセッサ。

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