JP2012065898A - 電子内視鏡システム - Google Patents

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Abstract

【課題】治療時間をできるだけ短く抑えながら、ＰＤＴによる治療中においても被検体を良好に観察できるようにする。
【解決手段】電子内視鏡システム１１は、投光ユニット５５Ａ及び通常光用ＬＤ６１、投光ユニット５５Ｂ及び治療光用ＬＤ６３、ＣＣＤ２１、ＣＰＵ４１を備える。投光ユニット５５Ａは、通常光用ＬＤ６１が発した光が導光されることによって、白色光（通常光）を被検体内に照射する。投光ユニット５５Ｂは、治療光用ＬＤ６３から導光される光をＰＤＴ用の治療光として被検体内に照射する。ＣＣＤ２１は、被検体内からの入射光を光電変換することによって被検体内を撮像する。ＣＰＵ４１は、治療光を照射して腫瘍組織を治療するときに、通常光を被検体内に照射させるとともに、１フレーム期間内において治療光の照射期間と信号電荷の蓄積期間とに一部重複期間があるように、各部を制御して、被検体内を撮影させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子内視鏡によって被検体内を撮影する電子内視鏡システムに関するものであり、さらに詳しくは、患部に治療用のレーザー光を照射する電子内視鏡システムに関する。
医療分野では、電子内視鏡を用いた診断や治療が数多く行われている。近年では、被検体内に白色光（以下、通常光という）を照射して撮影した画像は、被検体内を自然に観察することができるが、腫瘍組織等を把握し難い場合があるため、特定の狭い波長帯の光（以下、特殊光という）を被検体内に照射しながら被検体内を撮影することにより、腫瘍組織等を把握し易くした電子内視鏡システムが知られている。例えば、こうした電子内視鏡システムとして、ＰＤＤ（Photodynamic Diagnosis: 光線力学的診断）を行うものが知られている。さらに、ＰＤＤによって診断を行った腫瘍組織等の病変に対してＰＤＴ（Photodynamic Therapy: 光線力学的治療）を行うシステムも知られている。
ＰＤＤは、所定波長の励起光を照射することによって蛍光光を発する光感受性物質を腫瘍組織に予め蓄積させておくことにより、光感受性物質が発する蛍光光によって、腫瘍組織の位置や大きさを把握することができるようにした診断方法である。腫瘍親和性の光感受性物質としては、４０５ｎｍ近傍の青色光を励起光として照射することによって赤色の蛍光光（例えば、波長６３５ｎｍ）を発生するヘマトポルフィリン誘導体等が知られている。
ＰＤＤで用いる光感受性物質は、励起光とは異なる所定波長の光（例えば、６３０ｎｍ〜６８０ｎｍの赤色光。以下、治療光という）を照射することによって、腫瘍組織内に活性酸素が発生することが知られている。ＰＤＴは、こうして発生する活性酸素の殺細胞作用を利用した治療法であり、光感受性物質が蓄積された腫瘍組織に治療光を照射することによって腫瘍組織を消滅させる。ＰＤＴは、腫瘍組織の大きさや治療光のパワーにもよるが、通常１時間以上と、電子内視鏡を用いた治療としては比較的長い治療時間を要する。
ＰＤＴで照射される治療光は、通常光と比較して極めて高出力のものが用いられるので、治療光を照射しながら通常光を照射して被検体内を撮影すると、治療光の照射位置やその周辺が白くぼやける現象（いわゆるハレーション）が生じる。このため、ＰＤＴによる治療中に、被検体内を観察することは難しい。また、ＰＤＤで観察する蛍光光は、治療光と同程度の波長帯であることから、ＰＤＤとＰＤＴを同時に行うことは難しい。しかし、治療光の照射位置や治療効果を確認しながら行うために、ＰＤＴによる治療中にも被検体内を観察できるようにすることが望まれている。
こうしたことから、治療光及び通常光の照射タイミングと撮像素子の駆動タイミングを上手く同期させ、ＰＤＴと、通常光撮影やＰＤＤを交互に行うことで、ＰＤＴによる治療中に通常光観察やＰＤＤを行うことを可能にした電子内視鏡システムが知られている（特許文献１，２）。特許文献１には、第１フィールドでＰＤＴを行ない、第２フィールドでＰＤＤを行うことで、１フレーム期間でＰＤＴとＰＤＤを両立させる技術が開示されている。特許文献２には、通常光撮影、ＰＤＤ、ＰＤＴをフレーム期間毎に順に行ない、ＰＤＴを行うフレーム期間では１フレーム期間の途中で蓄積電荷をリセットすることによりハレーションを抑えた撮影を行う技術が開示されている。
特開２００６−１３０１８３号公報 特開２００６−０９４９０７号公報
ＰＤＴによって腫瘍組織を消滅させる場合、腫瘍組織の大きさ等に応じて、治療に必要な治療光の総照射光量が定まる。また、光源の特性として、単位時間あたりの治療光の光量は一定である。このため、ＰＤＴに要する時間は、治療光の光量と、治療完了までに必要な総照射光量によって定まる。
しかしながら、特許文献１，２に記載されているように、通常光撮影やＰＤＤと、ＰＤＴをフレーム期間（またはフィールド）毎に分けて行う場合、通常光撮影時やＰＤＤ時には治療光の照射を中断しなければならないので、その分、ＰＤＴによる治療が完了するまでに要する時間（以下、治療時間という）が延長される。例えば、ＰＤＴと通常光撮影をフレーム期間毎に交互に行うようにすると、治療光を間断なく照射し続けた場合（最短の治療時間）の２倍の治療時間が必要になる。また、ＰＤＴと、通常光撮影、ＰＤＤをフレーム期間毎に行うと、治療時間は治療光を間断なく照射し続けた場合の３倍に伸びる。前述のように、最短の治療時間は通常１時間以上と長いので、治療時間が２倍，３倍に延長されると患者の負担は大きく増大するという欠点がある。
また、特許文献２に記載されているように、ＰＤＴを行うフレーム期間で蓄積電荷を途中リセットすると、ハレーションを低減させることができるが、治療光の照射スポット近傍のハレーションが生じた部分以外が暗くなりすぎるので、観察に適した画像を得ることは難しい。
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、治療時間をできるだけ短く抑えながら、ＰＤＴによる治療中においても被検体を良好に観察できるようにすることを目的とする。
本発明の電子内視鏡システムは、被検体内に白色光を照射する白色光照射手段と、前記被検体内の治療対象部位を治療するための治療光を前記被検体内に照射する治療光照射手段と、入射光を光電変換し、入射光量に応じた信号電荷を蓄積する画素を複数有し、前記被検体内を撮像する撮像手段と、前記治療光を照射して前記治療対象部位を治療するときに、前記白色光を前記被検体内に照射させるとともに、前記撮像手段が前記被検体内の画像を１枚撮像する所定期間内において、前記治療光照射手段から前記治療光を照射する治療光照射期間と前記撮像手段が前記信号電荷を蓄積する電荷蓄積期間とに一部重複期間があるように、前記治療光照射手段及び前記撮像手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
前記一部重複期間は可変であり、前記制御手段が前記一部重複期間の長さを決定することが好ましい。
撮像された画像の明るさを判別する判別手段を備え、前記制御手段は、前記判別手段による判別結果に基づいて、前記一部重複期間の長さを決定することが好ましい。
前記制御手段は、前記一部重複期間の長さを変更するときに、前記治療光照射期間の長さを調節することが好ましい。
前記被検体内にある蛍光物質から蛍光光を発生させるための励起光を前記被検体内に照射する励起光照射手段を備え、前記蛍光光によって前記被検体内を撮像することが好ましい。
前記制御手段は、前記治療光を照射する前記治療対象部位の治療と、前記蛍光光による前記被検体内の撮影を同時に行うときに、前記撮像手段が前記被検体内の画像を１枚撮像する前記所定期間内に前記治療光照射期間と前記電荷蓄積期間とを重複なく有するように、前記励起光照射手段及び前記撮像手段を制御することが好ましい。
前記治療光を照射して前記治療対象部位を治療するときに、前記白色光を照射する撮影と前記蛍光光による撮像をともに行うことが好ましい。
前記白色光を照射する撮影と前記蛍光光による撮像とを、前記所定期間を単位として交互に行うことが好ましい。
本発明によれば、治療時間をできるだけ抑えながら、ＰＤＴによる治療中においても被検体を良好に観察することができる。
電子内視鏡システムの構成を示す外観図である。 電子内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。 投光ユニットの構成を示す断面図である。 ダブルノッチフィルタの特性を示すグラフである。 治療光の照射タイミング，電子シャッタの動作タイミング，及び各色の画素の信号電荷が蓄積する様子を示すタイミングチャートである。 比較例２の電子シャッタの動作タイミングと各色の画素の信号電荷が蓄積する様子を示すタイミングチャートである。 重複時間Ｔ３を可変にした態様を示すタイミングチャートである。 ＰＤＤ時に治療光ヲ照射する態様を示すタイミングチャートである。 光感受性物質の種類と、ＰＤＤ用の励起光，励起光の照射により発生する蛍光光，治療光の波長を示す表である。
［第１実施形態］
図１に示すように、電子内視鏡システム１１は、電子内視鏡１２、プロセッサ装置１３、及び光源装置１４からなる。電子内視鏡１２は、被検者の体内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部分に連接された操作部１７と、プロセッサ装置１３及び光源装置１４に接続されるコネクタ１８と、操作部１７‐コネクタ１８間を繋ぐユニバーサルコード１９とを有する。挿入部１６の先端（以下、先端部という）２０には被検体内撮影用のＣＣＤ型イメージセンサ（図２参照。以下、ＣＣＤという）２１が設けられている。
操作部１７には、先端部２０を上下左右に湾曲させるためのアングルノブや挿入部１６の先端からエアーや水を噴出させるための送気／送水ボタン、観察画像を静止画像記録するためのレリーズボタン、モニタ２２に表示された観察画像の拡大／縮小を指示するズームボタン、通常光による観察とＰＤＤの切り替えを行う切り替えボタンといった操作部材が設けられている。また、操作部１７の先端側には、電気メス等の処置具が挿通される鉗子口が設けられている。鉗子口は、挿入部１６内の鉗子チャネルを介して、先端部２０に設けられた鉗子出口に連通している。
プロセッサ装置１３は、光源装置１４と電気的に接続され、電子内視鏡システム１１の動作を統括的に制御する。プロセッサ装置１３は、ユニバーサルコード１９や挿入部１６内に挿通された伝送ケーブルを介して電子内視鏡１２に給電を行い、ＣＣＤ２１の駆動を制御する。また、プロセッサ装置１３は、伝送ケーブルを介してＣＣＤ２１から出力された撮像信号を取得し、各種画像処理を施して画像データを生成する。プロセッサ装置１３で生成された画像データは、プロセッサ装置１３にケーブル接続されたモニタ２２に観察画像として表示される。
図２に示すように、先端部２０には、ＣＣＤ２１、対物光学系３１、投光ユニット５５Ａ，５５Ｂ等が設けられている。タイミングジェネレータ（以下、ＴＧという）２６、アナログ信号処理回路（以下、ＡＦＥという）２７、ＶＲＡＭ２８、ＣＰＵ２９は、操作部１７やユニバーサルコード１９のコネクタ１８等に設けられている。観察窓２３の奥には、レンズ群及びプリズムからなる対物光学系３１によって被検体内の像が撮像面に結像されるようにＣＣＤ２１が配置されている。照明窓２４からは照明光やＰＤＴ用の治療光が被検体内に照射される。照明光や治療光は、光源装置１４から電子内視鏡１２に供給され、ユニバーサルコード１９及び挿入部１６に挿通された光ファイバ５６Ａ，５６Ｂによって導光され、出射端に配置された投光ユニット５５Ａ，５５Ｂから照明レンズ（図示しない）を介して被検体内に照明される。
ＣＣＤ２１は、対物光学系３１によって撮像面に結像された被検体内の像を光電変換する。ＣＣＤ２１は複数の画素を有し、各画素は入射光量に応じた画素値である撮像信号を出力する。撮像面は、中央の受光部と、受光部を囲むように設けられたオプティカルブラックとからなる。受光部は開口された画素が配列された領域であり、各画素に複数の色セグメントからなるカラーフィルタが形成されている。カラーフィルタは、例えばベイヤー配列の原色（ＲＧＢ）あるいは補色（ＣＭＹまたはＣＭＹＧ）カラーフィルタである。オプティカルブラックは、遮光膜によって遮光された画素からなる領域であり、暗電流ノイズに応じた撮像信号を出力する。したがって、ＣＣＤ２１が出力する撮像信号には、受光部の画素から出力される撮像信号とともに、オプティカルブラックの画素から出力される撮像信号が含まれる。受光部の画素から出力される撮像信号は、観察画像の生成に用いられ、オプティカルブラックの画素から出力される撮像信号は、受光部の画素から出力される撮像信号の暗電流補正に用いられる。また、ＣＣＤ２１はＴＧ２６から入力されるクロック信号に応じて動作し、信号電荷の蓄積や読み出し等の動作を行う。信号電荷を蓄積する期間（以下、電荷蓄積期間という）の長さや開始／終了のタイミング等、いわゆる電子シャッタの開閉やそのタイミングは、シャッタパルスとしてのクロック信号の入力タイミングによって調節される。シャッタパルスが入力されている期間が電子シャッタが閉じられている期間であり、シャッタパルスの入力が停止している期間が、電子シャッタが開かれている期間である。
ＣＣＤ２１から出力される撮像信号はアナログ信号であり、ＡＦＥ２７によってノイズ除去処理やゲイン補正処理が施され、Ａ／Ｄ変換された後に、ユニバーサルコード１９及びコネクタ１８を介してプロセッサ装置１３のＤＳＰ４２（後述）に入力される。
ＴＧ２６は、ＣＣＤ２１にクロック信号を与える。ＣＣＤ２１は、ＴＧ２６から入力されるクロック信号に応じて撮像動作を行ない、撮像信号を出力する。ＣＰＵ２９は、電子内視鏡１２とプロセッサ装置１３とが接続された後、プロセッサ装置１３のＣＰＵ４１からの動作信号に基づいてＴＧ２６を駆動させる。後述するように、ＴＧ２６から出力されるクロック信号はＣＰＵ２９によって決定され、ＰＤＴによる治療中やＰＤＤによる観察時等、撮影の態様に応じて各々異なるタイミングで信号電荷の蓄積等の動作を開始／終了を指示するクロック信号が出力される場合がある。
ＡＦＥ２７は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、自動ゲイン調節（ＡＧＣ）回路、Ａ／Ｄ変換器からなる。ＣＤＳは、ＣＣＤ２１が出力する撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＣＤ２１を駆動することによって生じるノイズを除去する。ＡＧＣは、ＣＤＳによってノイズが除去された撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄ変換器は、ＡＧＣで撮像信号を、所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換する。ＡＦＥ２７の駆動は、ＣＰＵ２９によって制御される。例えば、ＣＰＵ２９は、プロセッサ装置１３のＣＰＵ４１から入力される動作信号に基づいて、ＡＧＣ回路による撮像信号の増幅率（ゲイン）を調節する。
投光ユニット５５Ａ，５５Ｂは、光源装置１４から光ファイバ５６Ａ，５６Ｂによって導光される光を被検体内に照射するユニットである。投光ユニット５５Ａ，５５Ｂの先端は保護ガラス（図示しない）によって封止されており、それぞれ治療光，通常光，励起光の照射窓として先端面に露呈される。
投光ユニット５５Ａは、通常光を被検体内に照射するユニットであり、光ファイバ５６Ａによって光源装置１４から青色レーザー光が導光される。投光ユニット５５Ａの先端には、蛍光体５８が設けられている。蛍光体５８は、例えばＹＡＧやＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）からなり、光ファイバ５６Ａから出射される青色レーザー光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する。このため、投光ユニット５５Ａは、蛍光体５８を拡散しながら透過する青色の光と、蛍光体５８から励起発光される緑色〜黄色の光が合わさって擬似白色の通常光を出射する。通常光の照射範囲は、電子内視鏡１２による撮影範囲と同程度か、これよりも大きく、通常光は観察画像の全面にほぼ均一に照射される。
投光ユニット５５Ｂは、ＰＤＤ用の励起光やＰＤＴ用の治療光を被検体内に照射するユニットであり、光ファイバ５６Ｂによって励起光または治療光の一方が導光される。投光ユニット５５Ｂの先端には、光ファイバ５６Ｂから出射される光を所定の範囲に拡散させる光拡散部材５９が設けられている。このため、投光ユニット５５Ｂが被検体内に照射する光は、一定の広がりを持った照射範囲となる。励起光及び治療光の照射範囲は、通常光の照射範囲よりも小さく、励起光及び治療光は、主に電子内視鏡１２の視野の一部に照射される。
プロセッサ装置１３は、ＣＰＵ４１、デジタル信号処理回路（ＤＳＰ）４２、デジタル画像処理回路（ＤＩＰ）４３、表示制御回路４４、操作部５１等を有する。
ＣＰＵ４１は、図示しないデータバスやアドレスバス、制御線を介して各部と接続されており、プロセッサ装置１３全体の動作を統括的に制御する。ＲＯＭ５２には、プロセッサ装置１３の動作を制御するための各種プログラム（ＯＳ，アプリケーションプログラム等）や各種データ（グラフィックデータ等）が記憶されている。ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ５２から必要なプログラムやデータを読み出して、作業メモリであるＲＡＭ５３に展開し、読み出したプログラムを逐次処理する。また、ＣＰＵ４１は、検査日時、被検体や術者の情報等の文字情報といった検査毎に変わる情報を、操作部５１やＬＡＮ等のネットワークより取得し、ＲＡＭ５３に記憶する。
さらに、ＣＰＵ４１は、被検体内に照射する光の種類や照射タイミング等、撮影の態様に応じてＣＣＤ２１の電荷蓄積期間やその開始／終了のタイミングを調節する調節信号を電子内視鏡１２のＣＰＵ２９に入力する。電子内視鏡１２のＣＰＵ２９は、ＣＰＵ４１から入力される調節信号にしたがってＴＧ２６を駆動させることにより、ＣＣＤ２１の電子シャッタを開閉させるタイミング等を撮影の態様に応じて調節する。例えば、挿入部１６の挿入時等に通常光で照明しながら被検体内を撮影する場合、１枚の観察画像を撮影するサイクルである１フレーム期間のうち、信号電荷を読み出して撮像信号を出力する期間を除くほぼ全ての期間を電荷蓄積時間とする。一方、ＰＤＴによる治療を行ないながら被検体内を撮影する場合、ＣＰＵ２９は、１フレーム期間の前半半分で電子シャッタを閉じ、１フレーム期間の後半半分で電子シャッタを開け、電荷蓄積期間とする。
また、ＣＰＵ４１は、ＣＰＵ２９に入力するものと同じ調節信号を光源装置１４のＣＰＵ６６に入力する。これにより、光源装置１４から撮影態様に応じたタイミングで通常光や励起光、治療光を照射させる。ＣＣＤ２１と後述する光源装置１４の各ＬＤの動作は、ＣＰＵ４１がＣＰＵ２９及びＣＰＵ６６に撮影態様に応じた同期信号を入力することによって同期される。
ＤＳＰ４２は、ＣＣＤ２１から入力される撮像信号に対して、色分離、色補間、ゲイン補正、ホワイトバランス調整、ガンマ補正等の各種信号処理を施し、画像データを生成する。ＤＳＰ４２で生成された画像データは、ＤＩＰ４３の作業メモリに入力される。また、ＤＳＰ４２は、例えば生成した画像データの各画素の輝度を平均した平均輝度値等、照明光量の自動制御（ＡＬＣ制御）に必要なＡＬＣ制御用データを生成し、ＣＰＵ４１に入力する。
ＤＩＰ４３は、ＤＳＰ４２で生成された画像データに対して、電子変倍、色強調処理、エッジ強調処理等の各種画像処理を施す。ＤＩＰ４３で各種画像処理が施された画像データは、観察画像としてＶＲＡＭ２８に一時的に記憶された後、表示制御回路４４に入力される。
表示制御回路４４は、ＶＲＡＭ２８から観察画像を選択して取得し、モニタ２２上に表示する。また、表示制御回路４４は、ＣＰＵ４１からＲＯＭ５２及びＲＡＭ５３に記憶されたグラフィックデータ等を受け取る。グラフィックデータ等には、観察画像のうち被写体が写された有効画素領域のみを表示させる表示マスク、検査日時，被検体や術者の情報等の文字情報、ＧＵＩといったものがある。表示制御回路４４は、ＶＲＡＭ２８から取得した観察画像に対してグラフィックデータ等の重畳処理を行うとともに、モニタ２２の表示形式に応じたビデオ信号（コンポーネント信号、コンポジット信号等）に変換してモニタ２２に出力する。これにより、モニタ２２に観察画像が表示される。
操作部５１は、プロセッサ装置１３の筐体に設けられる操作パネル、マウスやキーボード等の周知の入力デバイスであり、ＰＤＴにおける治療光の照射及び停止を指示するペダルスイッチを含む。ＣＰＵ４１は、操作部５１や電子内視鏡１２の操作部１７からの操作信号に応じて、電子内視鏡システム１１の各部を動作させる。
プロセッサ装置１３には、上記の他にも、画像データに所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮処理を施す圧縮処理回路や、レリーズボタンの操作に連動して、圧縮された画像をリムーバブルメディアに記録するメディアＩ／Ｆ、ＬＡＮ等のネットワークとの間で各種データの伝送制御を行うネットワークＩ／Ｆ等が設けられている。これらは、データバス等を介してＣＰＵ４１と接続されている。
光源装置１４は、照明光ユニット６１と治療光ユニット６２を備える。照明光ユニット６１は、被検体内に照射する撮影用の照明光を発生するユニットであり、光源６３、絞り機構６４、波長選択フィルタ６５等から構成される。
光源装置１４は、通常光用ＬＤ６１、励起光用ＬＤ６２、治療光用ＬＤ６３の３種類のレーザーダイオードを光源として有し、ＣＰＵ６６によって各々の動作を制御する。
通常光用ＬＤ６１は、中心波長４４５ｎｍの青色レーザー光を発光する光源であり、レンズ等（図示しない）を介して光ファイバ６４ａに導光される。光ファイバ６４ａは、コネクタ１８を介して電子内視鏡１２の光ファイバ５６Ａに接続される。このため、通常光用ＬＤ６１が発光した青色レーザー光は、投光ユニット５５Ａに導光され、蛍光体５８に入射する。そして、青色レーザー光が入射されることにより蛍光体５８が励起発光する緑色〜黄色の光と合わさって、擬似白色の通常光として被検体内に照射される。
励起光用ＬＤ６２は、中心波長４０５ｎｍの青紫レーザー光を発光する光源であり、レンズ等（図示しない）を介して光ファイバ６４ｂに導光される。光ファイバ６４ｂは、カプラ（図示しない）によって光ファイバ６４ｃと１経路の光ファイバ６４ｄに統合され、コネクタ１８を介して電子内視鏡１２の光ファイバ５６Ｂに接続される。このため、励起光用ＬＤ６２が発光した青紫レーザー光は、投光ユニット５５Ｂに導光される。そして、光拡散部材５９によって拡散され、ＰＤＤ用の励起光として被検体内に照射される。ＰＤＤ及びＰＤＴで用いられる光感受性物質は、励起光の照射によって中心波長６６０ｎｍ程度の赤色の蛍光光を発生する。
治療光用ＬＤ６３は、中心波長６６５ｎｍの赤色レーザー光を発する光源であり、レンズ等（図示しない）を介して光ファイバ６４ｃに導光される。光ファイバ６４ｃは、光ファイバ６４ｄに統合された後に、コネクタ１８を介して電子内視鏡１２の光ファイバ５６Ｂに接続される。このため、治療光用ＬＤ６３が発光した赤色レーザー光は、投光ユニット５５Ｂに導光される。そして、光拡散部材５９によって拡散され、ＰＤＴ用の治療光として被検体内に照射される。
これらの各ＬＤ６１〜６３の点灯や消灯のタイミングはＣＰＵ６６によって各々制御される。例えば、ＣＰＵ６６は、ＣＰＵ４１から入力される信号に基づいて、励起光用ＬＤ６２と治療光用ＬＤ６３のいずれか一方を選択的に点灯させる。これにより、ＰＤＤ用の励起光またはＰＤＴ用の治療光のいずれか一方が投光ユニット５５Ｂから被検体内に照射される。
また、ＣＰＵ６６は、ＣＰＵ４１から入力される調節信号や同期信号にしたがって各ＬＤ６１〜６３の点灯／消灯のタイミングを調節することにより、撮影態様に応じて、かつ、ＣＣＤ２１の駆動タイミングと同期して、通常光や励起光、治療光を被検体内に照射させる。例えば、ＰＤＴによる治療を行ないながら被検体内を撮影する場合、ＣＰＵ６６は通常光用ＬＤ６１を常時点灯させることにより、投光ユニット５５Ａから通常光を照射し続けるとともに、１フレーム期間のうち一部の期間で治療光用ＬＤ６３を点灯させ、投光ユニット５５Ｂから治療光を照射する。このとき、ＣＰＵ６６は、１フレーム期間の開始時点に同期して、治療光用ＬＤ６３を点灯開始させるとともに、所定時間、治療光用ＬＤ６３を点灯させた後に、治療光用ＬＤ６３を消灯する。ＣＰＵ６６が治療光用ＬＤ６３を点灯させる期間は、１フレーム期間後半の電荷蓄積期間に一部重複する長さに調節される。治療光の照射期間と電荷蓄積時間とが重複する期間（以下、重複期間という）の長さは、調節信号に含まれており、ＣＰＵ４１によって、撮影する画像にハレーションが生じない程度に設定やＡＬＣ制御用データ等に基づいて決定される。
さらに、ＣＰＵ６６は、プロセッサ装置１３のＣＰＵ４１と通信し、通常光用ＬＤ６１及び励起光用ＬＤ６２の発光量を調節することにより、被検体内に照射する照明光の光量を調節する。ＣＰＵ６６による照明光量の制御は、撮影された観察画像の明るさ等に応じて自動的に照明光量を調節するＡＬＣ（Auto Light Control）制御であり、ＤＳＰ４２で生成されたＡＬＣ制御用データに基づいて行われる。
フード８１は、ＰＤＤ及びＰＤＴを行う場合に先端部２０に取り付けられるアタッチメントである。フード８１には、先端部２０の観察窓２３，照明窓２４，鉗子出口の位置にそれぞれ対応して、観察窓８２，照明窓８３，鉗子出口が設けられている。
観察窓８２には減光フィルタ８５が設けられている。減光フィルタ８５は、ＰＤＤ用の励起光とＰＤＴ用の治療光を減光するフィルタ（いわゆるノッチフィルタ）であり、励起光及び治療光以外の波長帯の光はほぼ１００％透過する。このため、ＰＤＤ時には、光感受性物質から発生する蛍光光と励起光の反射光が観察窓８２に入射するが、励起光だけが減光される。これにより、光量が小さい蛍光光による被検体内の像を撮影することができる。
また、ＰＤＴ時には、治療時間を短縮するために高光量の治療光が用いられるが、その反射光は減光フィルタ８５によって減光されるので、ＣＣＤ２１に到達する治療光の光量が低減される。
なお、通常光は広帯域光であり、ＰＤＤ用の励起光やＰＤＴ用の治療光の波長の光を含むので、フード８１を取り付けた状態で通常光によって照明しながら被検体内を撮影（以下、通常光撮影という）すると、減光フィルタ８５によって励起光及び治療光と同一の波長帯の情報が低減されてしまうが、その他の大部分の波長帯の光は減光フィルタ８５を透過する。このため、通常光の照明によって撮影される観察画像（以下、通常光画像という）は、フード８１の有無によらず、ほぼ同様の通常光画像となる。
照明窓８３には、少なくとも通常光と励起光を透過する透明な部材（例えばガラス板）が嵌め込まれている。このため、先端部２０にフード８１を取り付けた場合も、フード８１を取り付けない場合と同様に通常光や励起光が被検体内に照射される。
図３（Ａ）に示すように、投光ユニット５５Ａは、蛍光体５８と、蛍光体５８の外周を覆う筒状のスリーブ部材７１と、スリーブ部材７１の先端を封止する保護ガラス７２と、スリーブ部材７１に挿入された光ファイバ５６Ａを中心軸に保持するフェルール７３とを備えている。光ファイバ５６Ａはフレキシブルスリーブ７４の間に挿入され、フェルール７３の後端側に延設されている。また、図３（Ｂ）に示すように、投光ユニット５５Ｂは、蛍光体５８のかわりに光拡散部材５９が配置され、光ファイバ５６Ｂによって導光される以外は、投光ユニット５５Ａと同様の構成となっている。
図４に示すように、減光フィルタ８５は、励起光の波長λ１の近傍と治療光の波長λ２の近傍で透過率が低く、その他の波長の光はほぼ１００％透過する。減光フィルタ８５は、励起光の波長λ１の近傍で透過率が低い第１のノッチフィルタと、治療光の波長λ２の近傍で透過率が低い第２のノッチフィルタを重ねて作製される。このため、励起光の波長λ１の透過率は、ＰＤＤ時に用いる励起光の光量と発生する蛍光光とに応じて、治療光λ２の透過率はＰＤＴ時に用いる治療光の光量に応じて、各々定められる。なお、ここでは２種のノッチフィルタを組み合わせる例を説明したが、減光フィルタ８５は、励起光と治療光を減光させることができれば良いので、光学薄膜等の具体的な構成は任意に定めることができる。
上述のように構成される電子内視鏡システム１１の作用を説明する。電子内視鏡システム１１によってＰＤＤ及びＰＤＴを行う場合、術者は前もって被検者に光感受性物質を投与する。光感受性物質の投与後、一定の時間が経過し、光感受性物質が腫瘍組織に十分に蓄積し、検査及び治療が開始される。検査及び治療を開始するときには、術者は電子内視鏡１２とプロセッサ装置１３及び光源装置１４を接続し、プロセッサ装置１３及び光源装置１４の電源をオンにする。また、操作部５１を操作して、被検体に関する情報等を入力するとともに、先端部２０にフード８１を取り付け、挿入部１６を被検体内に挿入する。挿入部１６の挿入は、通常光を証明して被検体内を観察しながら行われる。
先端部２０が腫瘍組織近傍に到達したら、操作部１７を操作して、観察方法を通常光観察からＰＤＤに切り替える。操作部１７によって通常光観察からＰＤＤへの切り替え指示が入力されると、ＣＰＵ４１は、ＰＤＤ用の調節信号と同期信号を電子内視鏡１２のＣＰＵ２９と光源装置１４のＣＰＵ６６に入力する。電子内視鏡１２のＣＰＵ２９は、ＰＤＤ用の調節信号と同期信号が入力された場合、通常光によって被検体内を観察する場合と同様にＣＣＤ２１を駆動して被検体内を撮影する。また、光源装置１４のＣＰＵ６６は、ＰＤＤ用の調節信号と同期信号が入力されると、通常光用ＬＤ６１を消灯し、励起光用ＬＤ６２を点灯させる。これにより、被検体内には、投光ユニット５５Ａから照射される通常光に代わって、投光ユニット５５Ｂから励起光が照射される。
こうして励起光を照射して被検体内を撮影すると、光感受性物質から発せられる蛍光光によって腫瘍組織が強調されたＰＤＤ画像が撮影され、モニタ２２に表示される。術者は、通常光画像とＰＤＤ画像を切り替え観察（あるいは同時に表示させて観察）しながら腫瘍組織の位置や大きさ、形状等を確認し、腫瘍組織に治療光が効率良く照射されるように先端部２０の位置や向きを調節する。
先端部２０の位置や向きを調節が完了すると、術者はペダルスイッチ（操作部５１）を踏み、ＰＤＴによる治療を開始する。ペダルスイッチが踏まれると、ＣＰＵ４１は、ＰＤＴ用の調節信号及び同期信号を、電子内視鏡１２のＣＰＵ２９及び光源装置１４のＣＰＵ６６にＰＤＴ用の調節信号及び同期信号を入力する。電子内視鏡１２のＣＰＵ２９及び光源装置１４のＣＰＵ６６は、ＰＤＴ用の調節信号及び同期信号が入力されると、これに応じてＣＣＤ２１の電子シャッタの開閉タイミングや各ＬＤ６１〜６３の点灯／消灯のタイミングを各々調節して、ＰＤＴによる治療中用の撮影態様に切り替える。
図５に示すように、電子内視鏡１２のＣＰＵ２９は、ＰＤＴ用の調節信号及び同期信号が入力されると、１フレーム期間ＦＲの前半半分Ａで電子シャッタを閉じ（ｃｌｏｓｅ）、１フレーム期間ＦＲの後半半分Ｂで電子シャッタを開く（ｏｐｅｎ）ように、ＴＧ２６から所定のクロック信号をＣＣＤ２１に入力させる。これにより、ＣＣＤ２１は、１フレーム期間ＦＲの後半半分Ｂで信号電荷を蓄積する。
また、光源装置１４のＣＰＵ６６は、ＰＤＴ用の調節信号及び同期信号が入力されると、通常光用ＬＤ６１をｏｎに設定し、常時点灯を開始させるとともに、励起光用ＬＤ６２を消灯する。これにより、ＰＤＴによる治療を行っている間、投光ユニット５５Ａから常に通常光が照射される。これと同時に、ＣＰＵ６６は、治療光用ＬＤ６３を点灯／消灯（ｏｎ／ｏｆｆ）させることにより、ＣＣＤ２１の駆動タイミングに合わせて投光ユニット５５Ｂから治療光をパルス照射する。治療光用ＬＤ６３が点灯開始（ｏｎ）されるタイミングは、ＣＣＤ２１の電子シャッタが閉じられる１フレーム期間ＦＲの開始時に同期され、１フレーム期間ＦＲの後半半分の期間Ｂの途中で消灯（ｏｆｆ）される。
したがって、治療光の照射期間Ｔ１と電荷蓄積期間Ｔ２には重複期間Ｔ３がある。重複期間Ｔ３の長さは、ＰＤＴによる治療中に撮影する画像（以下、ＰＤＴ画像という）にハレーションが生じない程度に、設定等にしたがってＣＰＵ４１によって予め定められている。治療光の照射期間Ｔ１は、１フレーム期間ＦＲの前半半分Ａに重複期間Ｔ３を加えた長さに定められる。
ＣＣＤ２１の各画素は、電子シャッタが閉じられているフレームＦＲの前半半分の期間Ａでは、信号電荷の蓄積量は０（ｅｍｐｔｙ）である。その後、電子シャッタが開かれると、入射光量に応じて信号電荷が蓄積される。このとき、緑色画素（以下、Ｇ画素という）は、通常光の反射光に含まれる緑色成分に感応して、電荷蓄積期間Ｔ２の長さに比例した信号電荷が蓄積される。治療光は赤色であるため、重複期間Ｔ３においてもＧ画素は通常光の反射光によって信号電荷を蓄積する。青色画素（以下、Ｂ画素という）も同様に、通常の反射光に含まれる青色成分に感応して、電荷蓄積期間Ｔ２の長さに比例した信号電荷が蓄積される。
一方、赤色画素（以下、Ｒ画素という）では、電子シャッタが開かれると、電荷蓄積期間Ｔ２のうち、当初の重複期間Ｔ３では、治療光による反射光と通常光の反射光に含まれる赤色成分とによって信号電荷が蓄積される。このため、治療光の反射光が入射するＲ画素では、Ｇ画素やＢ画素よりも急峻に信号電荷が蓄積される。そして、重複期間Ｔ３以後の電荷蓄積期間Ｔ２においては、通常光の反射光に含まれる赤色成分の量に比例して信号電荷が蓄積する。重複期間Ｔ３は、電荷蓄積期間Ｔ２の終了時にＲ画素に蓄積される信号電荷が、概ね最大蓄積容量（ｆｕｌｌ）に満たない範囲内で決定される。また、治療光の反射光が入射しない位置にあるＲ画素では、Ｇ画素やＢ画素と同様に、通常光の反射光に含まれる赤色成分によって信号電荷が蓄積されるので、電荷蓄積期間Ｔ２を通して、通常光の反射光の光量に比例して信号電荷が蓄積される。
上述のように、電子内視鏡システム１１では、ＰＤＴによる治療を行っているときに、１フレーム期間ＦＲの前半の一部期間を治療光照射期間Ｔ１，フレームＦＲの後半半分の期間Ｂを電荷蓄積期間Ｔ２とするとともに、治療光照射期間Ｔ１と電荷蓄積期間Ｔ２に重複期間Ｔ３を設けてＰＤＴ画像を撮影する。重複期間Ｔ３はＰＤＴ画像にハレーションが生じない程度に定められるので、電子内視鏡システム１１で撮影したＰＤＴ画像によれば、ＰＤＴによる治療中であっても被検体内を良好に観察することができる。
そして、フレーム期間毎に治療光の照射と通常光撮影を交互に行うことによって治療中の被検体内を観察する例（例えば、Ｔ１＝Ｔ２かつＴ３＝０の場合。以下、比較例１という）と電子内視鏡システム１１を比較すると、電子内視鏡システム１１は、重複期間Ｔ３の分だけ各フレーム期間ＦＲにおいて治療光が長く腫瘍組織に照射される。ＰＤＴによる治療時間は、ＣＣＤ２１の駆動サイクルに関係なく常に治療光を照射し続けた場合であっても１時間以上もの長時間を要することも多い。このため、電子内視鏡システム１１によれば、重複期間Ｔ３の長さや、治療完了するまでに必要な治療光の総照射光量によっては、数１０分単位で治療時間を短縮し、被検者の負担を低減することができる。
また、電子内視鏡システム１１では、重複期間Ｔ３が設けられているため、ＰＤＴ画像は、いわゆる通常光画像に重複期間Ｔ３の長さに比例した治療光の照射スポットの像が重畳表示された画像となっている。比較例１の場合には、治療光の照射と通常光撮影が交互であるため、モニタ等に表示される通常光画像から治療光が照射されているか否かを判別したり、治療光が腫瘍組織の位置に正しく照射されているか否かを判別したりすることは困難であるが、電子内視鏡システム１１では、ＰＤＴによる治療中に被検体内を良好に観察することができることに加えて、治療光の照射スポットをＰＤＴ画像から把握することができる。
さらに、図６に示すように、ＣＣＤ２１の駆動サイクルに関わらず常に治療光を照射しておき、１フレーム期間ＦＲの途中で電子シャッタを閉じて信号電荷を破棄することによってＰＤＴによる治療中にハレーションのない画像を撮影する例（以下、比較例２という）と比べて、本発明の電子内視鏡システム１１には次のようなメリットがある。
比較例２の場合、１フレーム期間ＦＲの開始時点ａで電子シャッタを閉じて、再び電子シャッタを開き信号電荷の蓄積を開始する。その後、１フレーム期間ＦＲの途中ｂで再び電子シャッタを閉じて、全画素の信号電荷を破棄する。この間、フレームＦＲ当初の時点ａから途中の時点ｂまでにＲ画素は治療光の反射光によって飽和してしまうが（ｆｕｌｌ）、途中の時点ｂで全画素の信号電荷を破棄することにより、治療光によるハレーションを防止する。
ここで、例えば、Ｒ画素のタイミングチャートに二点鎖線で示すように、比較例２で時点ｂ後のＲ画素に蓄積される信号電荷の量が、本発明の電子内視鏡システム１１のＲ画素の信号電荷の量と等しくなるように、電子シャッタを閉じる時点ｂのタイミングが定められているとする。この場合、比較例２では時点ｂで電子シャッタを閉じ、Ｇ画素やＢ画素の信号電荷も破棄してしまうので、Ｇ画素及びＢ画素のタイミングチャートに二点鎖線で示すように、電子内視鏡システム１１のＧ画素やＢ画素の信号電荷の量よりも小さくなりやすい。また、治療光の反射光が入射しないようなＲ画素は、Ｇ画素やＢ画素と同様に蓄積される信号電荷の量は小さい。したがって、比較例２で撮影されるＰＤＴ画像は、ほぼ治療光の照射スポット（赤色）だけが浮かび上がったような画像となり、ＰＤＴによる治療中に被検体内の全体を良好に観察することは難しい。これに対して、電子内視鏡システム１１は、被検体内の全体をほぼフルカラーで観察することができる。また、電子内視鏡システム１１を用いてＰＤＴによる治療を行う場合、治療光を消灯する時間がある分、比較例２よりも治療時間は長くなるが、電子内視鏡システム１１は、治療時間を最小限に抑えつつ、被検体内を良好に観察することができるようにしたものである。
なお、上述の第１実施形態では、設定等によって重複期間Ｔ３が予め定められている例を説明したが、重複期間Ｔ３を可変にしても良い。例えば、図７（Ａ）に示すように、重複時間Ｔ３でＰＤＴ画像を撮影したときに、Ｒ画素の信号電荷が小さくＰＤＴ画像が暗かった場合、図７（Ｂ）や図７（Ｃ）に示すように、フレーム期間毎の治療光照射期間Ｔ１を延長し、または電荷蓄積期間Ｔ２を延長することによって、重複期間Ｔ３の長さを延長しても良い。逆に、必要以上にＰＤＴ画像が明るかった場合には、同様にして重複期間Ｔ３を短縮しても良い。
こうした重複期間Ｔ３の延長は、ＣＰＵ４１がＤＳＰ４２から入力されるＡＬＣ制御用データに基づいて以下のように行うようにすれば良い。なお、重複期間Ｔ３を短縮する場合も同様であるので説明は省略する。ＣＰＵ４１には、ＤＳＰ４２からＡＬＣ制御用データが入力されるが、ＰＤＴによる治療中においては、通常光撮影時に比べて電荷蓄積期間Ｔ２が減少されており、ＰＤＴ画像は通常光画像と比べて暗いと判別される場合が多い。このため、ＰＤＴによる治療中では、ＡＬＣ制御用データは、概ね、通常光の光量を増大させ、より明るい画像を撮影することを指示するものとなっている。また、光源装置１４のＣＰＵ６６は、これに応じて通常光を最大光量まで増大させているとする。
ＣＰＵ４１は、こうしたＡＬＣ制御用データが入力されると、ＡＬＣ制御用データが指示する通常光の光量の増大分を、所定の数式（あるいはデータテーブル等）にしたがって重複時間Ｔ３に換算し、あらたな重複時間Ｔ３’，Ｔ３”を決定する。そして、決定した重複時間Ｔ３’，Ｔ３”に応じて、治療光照射期間Ｔ１をＴ１’ （Ｔ１’＞Ｔ１）に延長するように、または電荷蓄積期間Ｔ２をＴ２’（Ｔ２’＞Ｔ２）に延長するように、新たな調節信号及び同期信号を電子内視鏡１２のＣＰＵ２９及び光源装置１４のＣＰＵ６６に入力する。電子内視鏡１２のＣＰＵ２９及び光源装置１４のＣＰＵ６６は、新たに入力された調節信号及び同期信号に基づいて、ＣＣＤ２１や各ＬＤ６１〜６３を各々制御することによって、次のフレーム期間またはそれ以降のフレーム期間で重複期間Ｔ３が重複期間Ｔ３’，Ｔ３”に延長される。
図７（Ｂ）に示すフレーム期間ＦＲ’のように、治療光照射期間Ｔ１をＴ１’とすることによって重複期間Ｔ３をＴ３’に延長する場合、重複期間が延長された分、１フレーム期間で照射される治療光の光量が増大するとともに、Ｒ画素で蓄積される信号電荷が増大する。一方、電荷蓄積期間Ｔ２は以前のフレーム期間ＦＲと同じなので、Ｇ画素やＢ画素の信号電荷は以前のフレーム期間ＦＲとほぼ変わりなく、治療光の反射光が入射しないような位置にあるＲ画素もＧ画素やＢ画素と同様である。このため、治療光照射期間Ｔ１を延長することによって重複期間Ｔ３を延長させる場合、治療時間を短縮できるとともに、主に治療光の照射スポット周辺の赤色がより明るいＰＤＴ画像を撮影することができる。これは、被検者の体力が少ない場合などで、治療時間をより短く抑えたい場合に特に有用である。
また、図７（Ｃ）に示すフレーム期間ＦＲ”のように、電荷蓄積期間Ｔ２をＴ２”とすることによって重複期間Ｔ３をＴ３”に延長する場合、重複期間が延長された分、Ｒ画素で蓄積される信号電荷が増大する。同時に、Ｇ画素やＢ画素で蓄積される信号電荷も増大する。このため、電荷蓄積期間Ｔ２を延長することによって重複期間Ｔ３を延長する場合、ＲＧＢの全色がより明るくなったＰＤＴ画像を撮影することができ、ＰＤＴによる治療と同時に、その治療効果等、被検体内の詳細な性状観察をおこないたい場合に特に有用である。
なお、ここでは、重複期間Ｔ３を可変にする場合に、治療光照射期間Ｔ１または電荷蓄積期間Ｔ２のいずれか一方を変更することによって重複期間Ｔ３を延長／短縮する例を説明したが、治療光照射期間Ｔ１及び電荷蓄積期間Ｔ２の双方の長さを変更することによって重複期間Ｔ３を延長／短縮しても良い。この場合、ＣＰＵ４１は、延長／短縮後の重複期間Ｔ３の長さをＡＬＣ制御用データに基づいて先に決定し、例えば、決定した延長／短縮後の重複期間Ｔ３の長さ治療光照射期間Ｔ１及び電荷蓄積期間Ｔ２の増減量が最小になるように、治療光照射期間Ｔ１及び電荷蓄積期間Ｔ２の長さを決定すれば良い。こうして治療光照射期間Ｔ１と電荷蓄積期間Ｔ２をともに変更することによって重複期間Ｔ３の長さを調節すると、治療時間とＰＤＴ画像の明るさを最適化することができる。
なお、上述の第１実施形態では、フレーム期間ＦＲの前半側を治療光照射期間Ｔ１とし、後半側を電荷蓄積期間Ｔ２とすることで、治療光照射期間Ｔ１の後端と電荷蓄積期間Ｔ２の前端に重複期間Ｔ３を設ける例を説明したが、これに限らず、フレーム期間ＦＲの前半側を電荷蓄積間Ｔ２とし、後半側を治療光照射期間Ｔ１として、電荷蓄積期間Ｔ２の後端と治療光照射期間Ｔ１の前端に重複期間Ｔ３を設けても良い。
［第２実施形態］
なお、上述の第１実施形態では、ＰＤＴによる治療中に、通常光の照明の元でＰＤＴ画像を撮影する例を説明したが、ＰＤＴによる治療中にＰＤＤによる蛍光観察画像（以下、ＰＤＤ画像）を撮影するようにしても良い。この場合、ＰＤＴ画像の撮影とＰＤＤ画像の撮影をフレーム期間毎に分けて交互に行うと、治療時間が倍増するので、以下に説明する第２実施形態のようにすることが好ましい。
ＰＤＤ用の励起光照射によって光感受性物質が発光する蛍光光（以下、ＰＤＤ蛍光光という）は例えば中心波長６６０ｎｍの赤色光であり、治療光は中心波長６６５ｎｍの赤色光である。また、ＰＤＤ蛍光光の光量は治療光の光量と比較して極めて小さい。このため、ＰＤＤ画像の撮影時に、治療光を僅かでも照射すると、ＰＤＤ蛍光光は治療光の反射光に埋もれ、撮影したＰＤＤ画像によって腫瘍組織を蛍光観察することはできない。したがって、図８に示すように、ＰＤＴによる治療中に、ＰＤＴ画像の撮影とＰＤＤ画像の撮影をともに行う場合、ＰＤＴ画像の撮影を行うフレーム期間ＦＲ１とＰＤＤ画像の撮影を行うフレーム期間ＦＲ２を分け、各々交互に行う。
ＰＤＴ画像の撮影を行うフレーム期間ＦＲ１では、前述の第１実施形態のように、治療光照射期間Ｔ１と電荷蓄積期間Ｔ２に重複期間Ｔ３を設けてＰＤＴ画像を撮影することで、治療時間をできるだけ短縮しながら、被検体内を良好に観察可能なＰＤＴ画像を通常光照明下で撮影することができる。
ＰＤＤ画像の撮影を行うフレーム期間ＦＲ２では、電子内視鏡１２のＣＰＵ２９は、フレーム期間ＦＲ２の前半半分の期間ｔ１で電子シャッタを閉じ、フレーム期間ＦＲ２の後半半分の期間ｔ２（ｔ１＝ｔ２）で電子シャッタを開ける。また、光源装置１４のＣＰＵ６６は、フレーム期間ＦＲ２の全期間（ｔ１＋ｔ２）にわたって通常光用ＬＤ６１を消灯し、投光ユニット５５Ａからの通常光の照射を停止させる。一方、光源装置１４のＣＰＵ６６は、フレーム期間ＦＲ２の前半半分の期間ｔ１で治療光用ＬＤ６３を点灯させ、投光ユニット５５Ｂから治療光を被検体内に照射させるとともに、フレーム期間ＦＲ２の後半半分の期間ｔ２では治療光用ＬＤ６３を消灯し、かわりに励起光用ＬＤ６２を点灯させ、投光ユニット５５Ｂから励起光を被検体内に照射させる。したがって、ＰＤＤ画像の撮影を行うフレーム期間ＦＲ２では、前半半分の期間ｔ１でＰＤＴによる治療が行われ、後半半分の期間ｔ２でＰＤＤ画像の撮影が行われる。フレーム期間ＦＲ２で撮影されたＰＤＤ画像は、前のフレーム期間ＦＲ１で撮影されたＰＤＴ画像と並べてモニタ２２に表示される。また、ＰＤＤ画像は、操作部５１の操作に応じてモニタ２２にＰＤＴ画像の代わりに切り替え表示される。
こうして、ＰＤＴによる治療中にＰＤＤ画像の撮影も行う場合に、ＰＤＤ画像を撮影するフレーム期間ＦＲ２の前半半分の期間ｔ１等、フレーム期間ＦＲ２の一部期間で治療光を照射することにより、単にＰＤＴ画像を撮影するフレーム期間とＰＤＤ画像を撮影するフレーム期間を分けて交互にＰＤＴ画像とＰＤＤ画像を撮影する場合と同様にＰＤＴによる治療中にＰＤＴ画像及びＰＤＤ画像の撮影をほぼ同時に行ないながらも、治療時間の延長を短く抑えることができる。
なお、第２実施形態では、ＰＤＤ画像を撮影するフレーム期間ＦＲ２では、前半半分の期間で治療光を照射し、後半半分の期間でＰＤＤ画像の撮影を行う例を説明したが、第１実施形態の後半で重複期間Ｔ３を可変にする変形例と同様に、撮影したＰＤＤ画像に基づいたＡＬＣ制御用データ等に基づいて、フレーム期間ＦＲ２における治療光治療光照射期間及び電荷蓄積期間を可変とすることが好ましい。フレーム期間ＦＲ２の治療光照射期間及び電荷蓄積期間を可変にすることで治療時間の短縮と観察しやすいＰＤＤ画像の撮影を容易に両立することができる。
また、第２実施形態では、フレーム期間ＦＲ１において第１実施形態と同様にＰＤＴ画像を撮影する例を説明したが、これに限らない。例えば、フレーム期間ＦＲ１の全期間で治療光を照射し、ＰＤＤ画像を撮影するフレーム期間ＦＲ２については前後半の期間ｔ１，ｔ２で治療光の照射とＰＤＤ画像の撮影を分けるようにしても良い。この場合、フレーム期間ＦＲ１において撮影されるＰＤＴ画像にはハレーションが生じるが、より治療時間を短縮することができる。したがって、ＰＤＤ画像から、被検体内及び腫瘍組織を良好に観察可能な場合であって、さらに治療時間を短縮したい場合に好適である。
なお、第２実施形態では、ＰＤＴ画像を撮影するフレーム期間ＦＲ１とＰＤＤ画像を撮影するフレーム期間ＦＲ２を交互に行う例を説明したが、ＰＤＤ撮影を行う頻度は任意に定めて良い。例えば、ＰＤＴ画像を２連続で撮影し、その後、ＰＤＤ画像を１枚撮影する等としても良い。
なお、上述の第２実施形態では、ＰＤＤ画像を撮影するフレーム期間ＦＲ２の前半ｔ１で治療光を照射し、後半ｔ２を電荷蓄積期間とする例を説明したが、これに限らず、ＰＤＤ画像を撮影するフレーム期間ＦＲ２の前半ｔ１を電荷蓄積期間とし、フレーム期間ＦＲ２の前半ｔ１でＰＤＤ画像を撮影し、フレーム期間ＦＲ２の後半ｔ２で治療光を照射するようにしても良い。
なお、上述の第１及び第２実施形態では、ＬＤを光源とする例を説明したが、ＬＥＤやハロゲンランプ等、他の周知の光源を用いても良い。
なお、上述の第１及び第２実施形態では、通常光、ＰＤＤ用の励起光、ＰＤＴ用の治療光の３種類の光を被検体内に照射する例を説明したが、他の光を組み合わせて用いても良い。例えば、中心波長４７２ｎｍの青色光を照明光として用いて撮影すると、血中の酸素飽和度と血管の深さの情報を抽出することができる。また、中心波長７８５ｎｍの赤外光を照明光として用いると、血管に注入したＩＧＣ（インドシアニングリーン）の赤外光観察を行うことができる。中心波長３７５ｎｍの紫外光を照明光として用いると、ルシフェラーゼを用いた蛍光観察を行うことができる。また、ＰＤＤ用の励起光を、被検体に光感受性物質を投与していない場合にも照明光として用いることによって、いわゆる狭帯域光観察を行っても良い。
なお、上述の第１及び第２実施形態では、通常光用ＬＤ６１、励起光用ＬＤ６２、治療光用ＬＤ６３の３種類のＬＤを光源装置１４に備える例を説明したが、各々の光源を複数のＬＤで構成し、カプラ等を用いて合波して照明光等として用いることが好ましい。こうして、各光源を複数のＬＤで構成することにより、各ＬＤの個体差による発光波長のばらつきやスペックルを軽減することができる。
なお、上述の第１及び第２実施形態では、通常光を照射する投光ユニット５５Ａと、励起光または治療光を照射する投光ユニット５５Ｂを備える例を各々１つずつ備える例を説明したが、これらと同様のものを複数設けても良い。また、通常光、ＰＤＤ用の励起光、ＰＤＴ用の治療光以外の光を照明光等として用いる場合には、各々に専用の投光ユニットを設けても良い。但し、挿入部１６を細径化するためには、できるだけ共通の投光ユニットを用いることが好ましい。
なお、上述の第１及び第２実施形態では、通常光等を照射する場合に各ＬＤ６１〜６３を点灯させ、通常光等の照射を中止する場合に各ＬＤ６１〜６３を消灯する例を説明したが、通常光や励起光、治療光を被検体内に照射する場合には、各ＬＤ６１〜６３のｏｎ／ｏｆｆを短時間で切り替えることによりパルス照射するようにして、継続的に照射する場合と同等の光量の光を被検体内に照射するようにしても良い。
なお、ＰＤＤ及びＰＤＴに用いる光感受性物質は、治療対象となる部位（腫瘍組織等）に蓄積し、励起光の照射により蛍光光を発し、治療光を照射することによって治療対象となる部位を治療可能であれば、任意の薬剤を用いることができる。ＰＤＤ用の励起光の波長やＰＤＴ用の治療光の波長は、使用する光感受性物質に応じて定めれば良い。また、励起光や治療光の波長が異なる複数種類の光感受性物質を用いることがある場合には、各々に応じて光源等を設けておけば良い。ＰＤＤ用の励起光、励起光の照射によって生じる蛍光光（ＰＤＤ蛍光光）、ＰＤＴ用の治療光の波長の例を薬剤毎に図９に示す。ＰＤＤの励起光としては、フォトフリン、レザフィリン、ビスダイン、５−ＡＬＡ（アミノレブリン酸）のいずれの薬剤を光感受性物質として使用した場合でも中心波長３５０〜４５０ｎｍのレーザー光が利用可能であり、中心波長が４０５ｎｍのレーザー光が好適に用いられる。５−ＡＬＡはプロトポルフィリンＩＸの蓄積によるもので病巣の進行によって蛍光の波長比が変化する。
なお、上述の第１及び第２実施形態では、１フレーム期間で全画素の信号電荷を用いた画像（いわゆるプログレッシブ画像）を撮影する例を説明したが、これに限らない。例えば、ＣＣＤ２１の画素のうち、１行おきの画素を組みにしてフィールド毎にインターレース画像の観察画像を撮影する場合には、フィールド毎にＰＤＴ画像やＰＤＤ画像を撮影しても良い。
なお、上述の第１及び第２実施形態では、撮像素子としてＣＣＤ２１を用いる例を説明したが、ＣＭＯＳ型のイメージセンサ等、他の周知のイメージセンサを撮像素子として好適に用いることができる。また、上述の第１及び第２実施形態では、ＣＣＤ２１の画素毎にＲＧＢのカラーフィルタが設けられ、フルカラーの画像を撮影する、いわゆる同時式で撮影する例を説明したが、カラーフィルタを設けていない撮像素子の全面でＲＧＢのカラーフィルタを回転させる等して、各色毎に撮影する、いわゆる面順次方式で撮影しても良い。面順次方式の場合に本発明を適用する場合には、照射期間Ｔ１、電荷蓄積期間Ｔ２、重複期間Ｔ３の長さをＲＧＢの色毎に個別に設定することができる。例えば、赤色の画像を撮影する場合には、電荷蓄積期間Ｔ２及び重複期間Ｔ３を短く設定してハレーションを防ぎ、緑色及び青色の画像を撮影する場合には治療光はフィルタでカットされるので、照射期間Ｔ１の長さに関わりなく、電荷蓄積期間Ｔ２を適切に設定することができる。面順次方式を採用する場合に、こうして色毎に照射期間Ｔ１、電荷蓄積期間Ｔ２、重複期間Ｔ３を個別に設定することで、ＰＤＴによる治療中により容易に適切な通常光画像（ＰＤＴ画像）を撮影することができる。
なお、上述の第１及び第２実施形態では、光源装置１４に治療光用ＬＤ６３を備え、挿入部１６に予め設けられた投光ユニット５５Ｂから治療光を照射する例を説明したが、治療光を被検体内に照射する態様はこれに限らない。例えば、光源装置１４とは別に治療光用の光源を設け、鉗子口から鉗子チャネルに導光プローブを挿通し、鉗子出口に突出させた導光プローブの先端から治療光を被検体内に照射するようにしても良い。
なお、上述の第１及び第２実施形態では、治療光の照射期間Ｔ１に通常光を照射し続ける例を説明したが、通常光はＰＤＴ画像を撮影するフレームの電荷蓄積期間Ｔ２（重複期間Ｔ３を含む）に照射されていれば良く、治療光の照射期間Ｔ１のうち、重複期間Ｔ３を除く期間については通常光を消灯しても良い。
１１ 電子内視鏡システム
１２ 電子内視鏡
１３ プロセッサ装置
１４ 光源装置
１６ 挿入部
１７，５１ 操作部
１８ コネクタ
１９ ユニバーサルコード
２０ 先端部
２１ ＣＣＤ
２２ モニタ
２３，８２ 観察窓
２４，８３ 照明窓
２６ ＴＧ
２７ ＡＦＥ
２８ ＶＲＡＭ
２９，４１，６６ ＣＰＵ
３１ 対物光学系
３３ 照明レンズ
４２ ＤＳＰ
４３ ＤＩＰ
４４ 表示制御回路
５２ ＲＯＭ
５３ ＲＡＭ
５５Ａ，５５Ｂ 投光ユニット
５６Ａ，５６Ｂ 光ファイバ
５８ 蛍光体
５９ 光拡散部材
６１ 通常光用ＬＤ
６２ 励起光用ＬＤ
６３ 治療光用ＬＤ
６４ａ〜６４ｄ 光ファイバ
７１ スリーブ部材
７２ 保護ガラス
７３ フェルール
７４ フレキシブルスリーブ
８１ フード
８５ 減光フィルタ

Claims (8)

  1. 被検体内に白色光を照射する白色光照射手段と、
    前記被検体内の治療対象部位を治療するための治療光を前記被検体内に照射する治療光照射手段と、
    入射光を光電変換し、入射光量に応じた信号電荷を蓄積する画素を複数有し、前記被検体内を撮像する撮像手段と、
    前記治療光を照射して前記治療対象部位を治療するときに、前記白色光を前記被検体内に照射させるとともに、前記撮像手段が前記被検体内の画像を１枚撮像する所定期間内において、前記治療光照射手段から前記治療光を照射する治療光照射期間と前記撮像手段が前記信号電荷を蓄積する電荷蓄積期間とに一部重複期間があるように、前記治療光照射手段及び前記撮像手段を制御する制御手段と、
    を備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
  2. 前記一部重複期間は可変であり、前記制御手段が前記一部重複期間の長さを決定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。
  3. 撮像された画像の明るさを判別する判別手段を備え、
    前記制御手段は、前記判別手段による判別結果に基づいて、前記一部重複期間の長さを決定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。
  4. 前記制御手段は、前記一部重複期間の長さを変更するときに、前記治療光照射期間の長さを調節することを特徴とする請求項２または３に記載の電子内視鏡システム。
  5. 前記被検体内にある蛍光物質から蛍光光を発生させるための励起光を前記被検体内に照射する励起光照射手段を備え、前記蛍光光によって前記被検体内を撮像することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子内視鏡システム。
  6. 前記制御手段は、前記治療光を照射する前記治療対象部位の治療と、前記蛍光光による前記被検体内の撮像を同時に行うときに、前記撮像手段が前記被検体内の画像を１枚撮像する前記所定期間内に前記治療光照射期間と前記電荷蓄積期間とを重複なく有するように、前記励起光照射手段及び前記撮像手段を制御することを特徴とする請求項５に記載の電子内視鏡システム。
  7. 前記治療光を照射して前記治療対象部位を治療するときに、前記白色光を照射する撮像と前記蛍光光による撮像をともに行うことを特徴とする請求項５または６に記載の電子内視鏡システム。
  8. 前記白色光を照射する撮像と前記蛍光光による撮像とを、前記所定期間を単位として交互に行うことを特徴とする請求項７に記載の電子内視鏡システム。
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