JP2012125492A - 内視鏡用光源装置及び内視鏡システム - Google Patents

Abstract

【課題】特殊光観察や治療などに応じて適切な混合同時照射を行う。
【解決手段】キセノンランプ３０から出射される広帯域光ＢＢの光路に、第１Ｄミラー３２、絞り３３、第２Ｄミラー３６、及び集光レンズ３７を順番に配置する。第１Ｄミラー３２に向けて青色狭帯域光Ｂｎを出射する特殊光観察用ＬＤ３１を設ける。第２Ｄミラー３６に向けて治療光Ｒｎを出射するＰＤＴ用ＬＤ３５を設ける。特殊観察モード時には、第１Ｄミラー３２を光路に挿入するとともに、第２Ｄミラー３６を光路から退避させる。ＰＤＴ時には、第２Ｄミラー３６を光路に挿入するとともに、第１Ｄミラー３２を光路から退避させる。青色狭帯域光Ｂｎを絞り３３の上流側で広帯域光ＢＢに混合させるため、低コストに両光の光量比を一定に保つことができる。治療光Ｒｎをライトガイド４１の近傍で広帯域光ＢＢに混合させるため、治療光Ｒｎのパワーの低下が抑えられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、白色の広帯域光と特定の波長の光とを混合して同時出射する内視鏡用光源装置、及びこの装置を備えた内視鏡システムに関する。

医療分野では、内視鏡を用いた診断や治療が数多く行われている。白色の広帯域光が照射された被検体内の被観察部位を撮影して得られた画像は、被観察部位を自然に観察することができるものの、例えば腫瘍組織などの病変部を発見し難い場合がある。このため、特許文献１に記載されているように、特定の狭い波長帯域に制限された光（以下、狭帯域光という）を照射しながら被観察部位を撮影することにより、病変部を発見し易くした、いわゆる特殊光観察を行う内視鏡システムが知られている。

このような内視鏡システムには、被観察部位の全体の様子も同時に観察することができるように、２種類の照明光を同時に照射して２種類の照明光を同時に撮像する混合同時照射方式により、狭帯域光と広帯域光とを混合して同時に被観察部位へ照射するものが知られている。この混合同時照射を行う際には、病変部の発見し易さと被観察部位の全体観察とが最大限両立するように、狭帯域光と広帯域光との光量比を所定値で一定に保持している。

また、特許文献２に記載されているように、ＰＤＤ（Photodynamic Diagnosis: 光線力学的診断）などの特殊光観察により発見された病変部（腫瘍組織）に対して、ＰＤＴ（Photodynamic Therapy：光線力学的治療）を行う内視鏡システムも知られている。ＰＤＴは、予め光感受性物質が蓄積された腫瘍組織に所定波長の光（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、腫瘍組織を消滅させる治療法である。ＰＤＴで照射される治療光は、通常観察用や特殊光観察用の照明光と比較して高出力のものが用いられる。

また、ＰＤＴでも、治療光の照射位置や治療効果を確認するために、治療光以外に広帯域光を照射するのが通常である。特許文献２の内視鏡システムは、内視鏡挿入部に、光源装置から出射される照明光（広帯域光、狭帯域光）を挿入部先端部へ導く第１ライトガイドと、ＰＤＴ用半導体レーザから出射される治療光を挿入部先端部へ導く第２ライトガイドとを備えており、ＰＤＴ時には治療光と広帯域光とを病変部に同時に照射している。この方式も、２種類の光を同時に照射するため混合同時照射方式の１つである。

ところで、特許文献２の内視鏡システムでは、内視鏡挿入部に２本のライトガイドを挿通させる必要があるので、内視鏡挿入部が太径化するという問題が生じる。このため、近年では、光源装置から、広帯域光と、狭帯域光及び広帯域光の混合光と、治療光及び広帯域光の混合光とを切り替えて出射する方法が検討されている。このような光源装置は、観察や治療などの動作モードに応じて、狭帯域光及び治療光のいずれかを選択的に広帯域光に混合し、この混合光を内視鏡挿入部のライトガイドに入射させている。

特開２００９−２０７５８４号公報 特開２００９−０９９５２６号公報

しかしながら、光源装置において、狭帯域光及び治療光のいずれかを選択的に広帯域光に混合して混合光を出射する場合に、前者では狭帯域光と広帯域光との光量比を所定値で保持する必要があるのに対して、後者では治療光のパワーを一定以上確保することが必要となる。

この際に、通常観察や特殊光観察では観察像の明るさを調整するため、広帯域光の光路に絞りなどを配置しているのが通常である。この絞りは、例えば内視鏡先端部と被観察部位との距離の変化により内視鏡先端部のイメージセンサに入射する光の光量が変化したときに、これに応じて通過させる光の量を変化させる。このため、絞りによって、例えば狭帯域光と広帯域光のうち広帯域光の光量だけが減少された場合には、狭帯域光と広帯域光との光量比が変化して、病変部の発見し易さと被観察部位の全体観察との両立が難しくなる。また、絞りによって、例えば治療光のパワーが弱められた場合には、治療に時間がかかる、あるいは治療が不十分になるおそれがある。

本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、特殊光観察や治療などに応じて適切な混合同時照射を行うことができる内視鏡用光源装置、及びこの装置を備える内視鏡システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の内視鏡用光源装置は、白色の広帯域光に、特定の波長帯域に制限された少なくとも第１〜第２狭帯域光のいずれかを混合してなる混合光を、内視鏡のライトガイド入射端に入射させる内視鏡用光源装置において、前記広帯域光が前記ライトガイド入射端にするまでの光路に配置され、少なくとも前記広帯域光の光量を調整する光量調整手段と、前記広帯域光及び前記第１狭帯域光の光量比が所定の比率に保たれた前記混合光を出射する光量比優先モードと、前記第２狭帯域光のパワーを優先させた前記混合光を出射するパワー優先モードとを含む複数の動作モードを切り替えるモード切替手段と、前記第１〜第２の狭帯域光の中で前記動作モードに対応する光を選択的に前記広帯域光に混合する光混合手段とを備え、前記光混合手段は、前記光量比優先モードでは前記光路の前記光量調整手段よりも上流側の第１混合位置で前記第１狭帯域光を前記広帯域光に混合するとともに、前記パワー優先モードでは前記光路の前記ライトガイド入射端近傍の第２混合位置で前記第２狭帯域光を前記広帯域光に混合することを特徴とする。

前記光量調整手段は、前記光量比優先モード時に前記広帯域光の光量と前記第１狭帯域光の光量とを一緒に調整することが好ましい。また、前記第２混合位置は、前記光路の前記光量調整手段よりも下流側に位置することが好ましい。

前記光混合手段は、前記第１混合位置に進退自在に配置され、前記第１狭帯域光は前記光路の下流側に向けて反射するがこれ以外の波長の光は透過させる第１ダイクロイックミラーと、前記第２混合位置に進退自在に配置され、前記第２狭帯域光は前記光路の下流側に向けて反射するがこれ以外の波長の光は透過させる第２ダイクロイックミラーとを備えることが好ましい。

前記第１狭帯域光は、生体組織内の血管を強調表示させる特殊光観察に利用される特殊光であり、ヘモグロビンの光の吸収スペクトルの吸収ピークに対応する波長を有することが好ましい。さらに、前記第１狭帯域光は、青色狭帯域光であることが好ましい。また、前記第２狭帯域光は、被検体内の治療対象部位を治療するための治療光であることが好ましい。

また、本発明の内視鏡システムは、請求項１ないし７いずれか１項記載の内視鏡用光源装置と、前記内視鏡用光源装置に接続された内視鏡であって、前記内視鏡用光源装置から出射される前記混合光を内視鏡先端部の照明窓まで導くライトガイドと、前記混合光が照射された被観察部位を撮像する撮像手段とを有する内視鏡と、を備えることを特徴とする。また、前記撮像手段は、画素に対応してＲ，Ｇ，Ｂの３色のマイクロフィルタを配置したカラーイメージセンサであることが好ましい。

本発明の内視鏡用光源装置及び内視鏡システムは、光量調整手段よりも上流側の第１混合位置で第１狭帯域光を広帯域光に混合する光量比優先モードと、ライトガイド入射端近傍の第２混合位置で第２狭帯域光を広帯域光に混合するパワー優先モードとを選択的に実行することができるので、特殊光観察や治療などに応じた適切な混合同時照射を行うことができる。

内視鏡システムの概略図である。 内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。 マイクロフィルタの機能を説明するための説明図である。 内視鏡システムの診断・治療の処理の流れを示すフローチャートである。 通常観察モードの光源装置の状態を示す説明図である。 通常観察モード時における広帯域光の照射を説明する説明図である。 特殊光観察モードの光源装置の状態を示す説明図である。 特殊光観察モード時における混合光の照射を説明する説明図である。 ＰＤＴモードの光源装置の状態を示す説明図である。 ＰＤＴモード時における混合光の照射を説明する説明図である。

図１に示すように、内視鏡システム１０は、患者の消化管内や気管内などの管内（被観察部位）を撮像する電子内視鏡１１と、電子内視鏡１１により得られた撮像信号に基づいて管内の観察像を生成するプロセッサ装置１２と、管内を照射する照明光を電子内視鏡１１に対して供給する内視鏡用光源装置（以下、単に光源装置という）１３と、観察像を表示するモニタ１４とを備えている。

内視鏡システム１０は、管内を白色光などの広帯域光で照明することで管内を全体的に観察する通常観察モードと、管内を狭帯域光で照明して表層血管などを強調表示した状態で観察する特殊光観察モード（光量比優先モード）との２つの観察モード、及びＰＤＴを行うＰＤＴモード（パワー優先モード）を有している。

電子内視鏡１１は、管内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部に連設され、電子内視鏡１１の把持及び挿入部１６の操作に用いられる操作部１７と、操作部１７をプロセッサ装置１２及び光源装置１３にそれぞれ接続するユニバーサルコード１８とを備えている。

挿入部１６の先端部位である挿入部先端部１６ａには、管内の照明や撮影に用いられる光学系、イメージセンサなどが内蔵されている。また、挿入部先端部１６ａの先端面には、観察窓１９（図２参照）、照明窓２０（図２参照）の他に、図示は省略するが送気送水ノズル、挿入部１６内に挿通された鉗子チャネルの出口となる鉗子出口等が設けられている。挿入部先端部１６ａの後端には、湾曲自在な湾曲部１６ｂが連設されている。

操作部１７には、アングルノブ２１、操作ボタン２２、鉗子入口２３などが設けられている。アングルノブ２１は、挿入部１６の湾曲方向及び湾曲量を調整する際に回転操作される。操作ボタン２２は、送気・送水や吸引等の各種の操作に用いられる。鉗子入口２３は鉗子チャネルに連通している。

ユニバーサルコード１８には、送気・送水チャンネル、信号ケーブル、及びライトガイドなどが組み込まれている。このユニバーサルコード１８の先端部にはコネクタ部２５ａが設けられている。このコネクタ部２５ａは光源装置１３に接続する。また、コネクタ部２５ａからはコネクタ部２５ｂが分岐している。このコネクタ部２５ｂはプロセッサ装置１２に接続する。

図２に示すように、光源装置１３は、キセノンランプ（広帯域光源）３０と、特殊光観察用半導体レーザ装置（以下、単に特殊光観察用ＬＤという）３１と、第１ダイクロイックミラー（以下、単に第１Ｄミラーという）３２と、絞り３３と、絞り制御機構３４と、ＰＤＴ用半導体レーザ装置（以下、単にＰＤＴ用ＬＤという）３５と、第２ダイクロイックミラー（以下、単に第２Ｄミラーという）３６と、集光レンズ３７と、ミラーシフト機構３８と、ＬＤ駆動制御部３９とを備えている。なお、第１Ｄミラー３２、第２Ｄミラー３６、及びミラーシフト機構３８は、本発明の光混合手段を構成している。

キセノンランプ３０は、波長が赤色領域から青色領域（約４７０〜７００ｎｍ）にわたる白色の広帯域光ＢＢを出射する。このキセノンランプ３０は、内視鏡検査中に広帯域光ＢＢを常時出射する。なお、キセノンランプ３０の代わりに、白色ＬＥＤ、マイクロホワイト光源などの各種光源を用いてもよい。このキセノンランプ３０から出射される広帯域光ＢＢの光路の上流側から下流側に向かって、第１Ｄミラー３２、絞り３３、第２Ｄミラー３６、及び集光レンズ３７が順に配置されている。

特殊光観察用ＬＤ３１は、特殊光観察モード時に、青色の特定の波長帯域に制限された青色狭帯域光Ｂｎを第１Ｄミラー３２に向けて出射する。この特殊光観察用ＬＤ３１から出射される青色狭帯域光Ｂｎの光路は、広帯域光ＢＢの光路と略直交している。

青色狭帯域光Ｂｎの波長帯域は、ヘモグロビンの光の吸収スペクトルの吸収ピーク（例えば４１５ｎｍ付近）にあわせて調整されている。また、生体組織の光散乱特性に関する知見などから、照射された光の波長が４７０ｎｍ付近を超えなければ、表層血管では照射された光のほとんどが吸収されて挿入部先端部１６ａに返らない。逆に表層血管の周辺の生体組織では、比較的強い散乱特性によって照射された光の多くが反射して挿入部先端部１６ａにまで返る。これにより、表層血管とその周辺の生体組織とのコントラストが極めて高くなるため、早期癌などによる病変が現れやすい表層血管を十分に強調表示することができる。その結果、腫瘍組織などの病変部が発見し易くなる。

第１Ｄミラー３２は、広帯域光ＢＢの光路と、特殊光観察用ＬＤ３１から出射される青色狭帯域光Ｂｎの光路とが交差する位置（以下、第１混合位置という、図５参照）Ｃ１に進退自在に配置される。第１Ｄミラー３２は、青色狭帯域光Ｂｎは反射するがこれ以外の波長の光は透過させる。これにより、広帯域光ＢＢの大部分は第１Ｄミラー３２を透過して絞り３３に入射する。また、青色狭帯域光Ｂｎは第１Ｄミラー３２により反射されて絞り３３に入射する。

絞り３３は、通常観察モード時またはＰＤＴモード時に入射する広帯域光ＢＢの光量を調整する。また、絞り３３は、特殊光観察モード時に入射する広帯域光ＢＢの光量と青色狭帯域光Ｂｎの光量とを一緒に調整する。

絞り制御機構３４は、プロセッサ装置１２のＣＰＵの制御の下、絞り３３を絞り込んだり、あるいは開いたりすることによって、絞り３３の開口部の面積を変える。これにより、絞り３３に入射する各光の光量を調整することができる。

ＰＤＴ用ＬＤ３５は、ＰＤＴモード時にプロセッサ装置１２の制御の下で、ＰＤＴ用の治療光（第２狭帯域光）Ｒｎを第２Ｄミラー３６に向けて出射する。治療光Ｒｎは、例えば中心波長が６３０ｎｍ付近の赤色レーザ光である。治療光Ｒｎは、腫瘍組織などに予め蓄積されたヘマトポルフィリン誘導体などの光感受性物質に殺細胞作用を生じさせることにより、腫瘍組織を消滅させる。このＰＤＴ用ＬＤ３５から出射される治療光Ｒｎの光路も、広帯域光ＢＢの光路と略直交している。

第２Ｄミラー３６は、広帯域光ＢＢの光路と、ＰＤＴ用ＬＤ３５から出射される治療光Ｒｎの光路とが交差する位置（以下、第２混合位置という、図５参照）Ｃ２に進退自在に配置される。ＰＤＴ用ＬＤ３５及び第２Ｄミラー３６は、電子内視鏡１１のライトガイド４１の入射端４１ａの近傍に第２混合位置Ｃ２が位置するように配置されている。第２Ｄミラー３６は、治療光Ｒｎは反射するがこれ以外の波長の光は透過させる。これにより、広帯域光ＢＢの大部分は第２Ｄミラー３６を透過して集光レンズ３７に入射する。また、治療光Ｒｎは第２Ｄミラー３６により反射されて集光レンズ３７に入射する。

集光レンズ３７は、入射した広帯域光ＢＢ、青色狭帯域光ｎ、治療光Ｒｎなどの各光を入射端４１ａに入射させる。ミラーシフト機構３８は、第１Ｄミラー３２を、第１混合位置と、この第１混合位置から退避させた退避位置との間で移動自在に保持する。また、ミラーシフト機構３８は、第２Ｄミラー３６を、第２混合位置と、この第２混合位置から退避させた退避位置との間で移動自在に保持する。

ミラーシフト機構３８は、プロセッサ装置１２の制御の下、通常観察モード時には両ミラー３２，３６を退避位置に移動させる。また、ミラーシフト機構３８は、特殊光観察モード時には第１Ｄミラー３２を第１混合位置に移動させるとともに、第２Ｄミラー３６を退避位置に移動させる。そして、ミラーシフト機構３８は、ＰＤＴモード時には第１Ｄミラー３２を退避位置に移動させるとともに、第２Ｄミラー３６を第２混合位置に移動させる。

ＬＤ駆動制御部３９は、プロセッサ装置１２の制御の下、特殊光観察用ＬＤ３１からの青色狭帯域光Ｂｎの出射／出射停止、及びＰＤＴ用ＬＤ３５からの治療光Ｒｎの出射／出射停止を切り替える。ＬＤ駆動制御部３９は、通常観察モード時には両ＬＤ３１，３５からの光の出射を停止させる。また、ＬＤ駆動制御部３９は、特殊光観察モード時には特殊光観察用ＬＤ３１から青色狭帯域光Ｂｎを出射させるとともに、ＰＤＴ用ＬＤ３５からの治療光Ｒｎの出射を停止させる。そして、ＬＤ駆動制御部３９は、ＰＤＴモード時には特殊光観察用ＬＤ３１からの青色狭帯域光Ｂｎの出射を停止させるとともに、ＰＤＴ用ＬＤ３５から治療光Ｒｎを出射させる。

上記各構成により、光源装置１３は、通常観察モード時には広帯域光ＢＢをライトガイド４１に入射させ、特殊光観察モード時には広帯域光ＢＢ及び青色狭帯域光Ｂｎの混合光（以下、第１混合光ＢＢ，Ｂｎという）をライトガイド４１に入射させ、ＰＤＴモード時には広帯域光ＢＢ及び治療光Ｒｎの混合光（以下、第２混合光ＢＢ，Ｒｎという）をライトガイド４１に入射させる。

また、特殊光観察モードでは、表層血管と被観察部位の全体とが共に観察し易いように、広帯域光ＢＢ及び青色狭帯域光Ｂｎとの光量比が、実験やシミュレーションなどで予め定められた光量比設定値に調整されている。なお、光量比を調整する方法は特に限定されず、例えば、キセノンランプ３０及び特殊光観察用ＬＤ３１の駆動電流などを適宜調整することによって光量比を調整してもよい。

電子内視鏡１１は、ライトガイド４１、ＣＣＤ型イメージセンサ（以下、ＣＣＤという、撮像手段）４４、アナログ処理回路（ＡＦＥ：Analog Front End）４５、撮像制御部４６を備えている。ライトガイド４１は大口径光ファイバ、バンドルファイバなどである。ライトガイド４１は、入射端４１ａが光源装置１３に挿入されており、出射端４１ｂが挿入部先端部１６ａ内に設けられた照射レンズ４８に対向している。ライトガイド４１から照射レンズ４８に入射した照明光は、照明窓２０を通して管内に照射される。そして、管内で反射した光は、観察窓１９を通して集光レンズ５１に入射する。

ＣＣＤ４４は、複数のフォトダイオード５２（以下、ＰＤ５２という、図３参照）が２次元配列された撮像面４４ａを有しており、集光レンズ５１から入射する被写体光を各ＰＤ５２で電気的な撮像信号に変換してＡＦＥ４５へ出力する。なお、ＣＣＤの代わりにＭＯＳ型のイメージセンサを用いてもよい。ＣＣＤ４４には、プロセッサ装置１２により制御される撮像制御部４６が接続している。ＣＣＤ４４は、撮像制御部４６からの駆動信号に基づいて、所定のフレームレートで撮像信号をＡＦＥ４５へ出力する。

図３に示すように、ＣＣＤ４４は、各ＰＤ５２上に２次元配列された赤色、緑色、青色のマイクロフィルタ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂを備えるカラーＣＣＤである。これにより、ＣＣＤ４４は、マイクロフィルタ５３Ｒとその下方（図中では側方、以下同じ）に配置されたＰＤ５２とからなるＲ画素、マイクロフィルタ５３Ｇとその下方に配置されたＰＤ５２とからなるＧ画素、マイクロフィルタ５３Ｂとその下方に配置されたＰＤ５２とからなるＢ画素を備える。

マイクロフィルタ５３Ｒは、広帯域光ＢＢのうち、赤色帯域の赤色光Ｒを透過させる。マイクロフィルタ５３Ｇは、広帯域光ＢＢのうち、緑色帯域の緑色光Ｇを透過させる。マイクロフィルタ５３Ｂは、広帯域光ＢＢのうち、青色帯域の青色光Ｂを透過させる。各マイクロフィルタ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂにより、撮像面４４ａに入射する光を赤緑青の３色に分離することができる。なお、青色光Ｂには青色狭帯域光Ｂｎが含まれるとともに、赤色光Ｒには治療光Ｒｎが含まれる。

図２に戻って、ＡＦＥ４５は、図示は省略するが、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ）、及びアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）から構成されている。ＣＤＳは、ＣＣＤ４４からの撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施してノイズを除去する。ＡＧＣは、ＣＤＳによりノイズが除去された撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄは、ＡＧＣで増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換してプロセッサ装置１２に送る。

プロセッサ装置１２は、ＣＰＵ５４と、デジタル信号処理部（Digital Signal Processor：ＤＳＰ）５５と、フレームメモリ５６と、観察状態判定部５７と、表示制御回路５８と、モード切替スイッチ５９と、ペダルスイッチ６０とを備えている。ＣＰＵ５４は、プロセッサ装置１２の各部、並びに光源装置１３の絞り制御機構３４、ミラーシフト機構３８、ＬＤ駆動制御部３９に信号線で接続されており、これらを統括的に制御する。

ＤＳＰ５５は、ＡＦＥ４５から入力される撮像信号に対し、ホワイトバランス調整、色調処理、階調処理、シャープネス処理などの信号処理を行う。ＤＳＰ５５は、ＡＦＥ４５から入力される青色撮像信号、緑色撮像信号、赤色撮像信号に上記信号処理を施すことによって、Ｂ，Ｇ，Ｒの３色の画素値を持つ画像データを生成する。画像データはフレームメモリ５６に記憶される。

観察状態判定部５７は、フレームメモリ５６に新たに記憶された画像データから輝度信号を取り出して画像データの輝度（例えば全画素など平輝度値など）を検出する。そして、観察状態判定部５７は、輝度検出結果をＣＰＵ５４に逐次入力する。ＣＰＵ５４は、観察状態判定部５７から入力される輝度検出結果に基づき、適切な明るさの観察像が表示されるように絞り制御機構３４を制御して絞り３３の開口部の大きさを変える。なお、この際には、画像データの輝度と、絞り３３の開口部の大きさ（例えば面積）とを対応付けたデータテーブルなどを予め作成しておき、このデータテーブルなどを用いて輝度検出結果から絞り３３の開口部の大きさを決定するなどの各種方法を用いてよい。

表示制御回路５８は、フレームメモリ５６から画像データを読み出し、この画像データに基づいてモニタ１４に観察像を表示させる。モニタ１４に観察像を表示する際には、図３に示すように、画像データのＢ，Ｇ，Ｒの３色の画素値を、それぞれモニタ１４のＢチャンネル、Ｇチャンネル、Ｒチャンネルに割り当てて出力する。

モード切替スイッチ５９は、内視鏡システム１０の動作モードを通常観察モード、特殊光観察モード、及びＰＤＴモードのいずれかに切り替える際に操作される。ＣＰＵ５４は、内視鏡システム１０の動作モードを、モード切替スイッチ５９で選択された動作モードに設定する。そして、ＣＰＵ５４は、設定した動作モードの種類に応じて、光源装置１３の各部を制御して、この光源装置１３から出射される光の種類を切り替える。

ペダルスイッチ６０は、ＰＤＴモード時における治療光Ｒｎの照射及び停止を切り替える際に操作される。ＣＰＵ５４は、ペダルスイッチ６０が押下されている間はＬＤ駆動制御部３９を制御してＰＤＴ用ＬＤ３５から治療光Ｒｎを出射させ、ペダルスイッチ６０が押下されていないときはＰＤＴ用ＬＤ３５からの治療光Ｒｎの出射を停止させる。

次に、図４に示すフローチャートを用いて上記構成の内視鏡システム１０の作用について説明を行う。内視鏡システム１０を用いて検査及び治療を行う場合は、予め患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て光感受性物質が腫瘍組織に十分に蓄積してから検査及び治療が開始される。

最初に、プロセッサ装置１２や光源装置１３などの電源がＯＮされて内視鏡検査の準備処理（以下、検査準備処理という）が行われると、ＣＣＤ４４の駆動が開始されるとともに、キセノンランプ３０からの広帯域光ＢＢの出射が開始される。なお、内視鏡システム１０は、電源ＯＮ時の初期状態では通常観察モードに設定されている。

ＣＰＵ５４は、検査準備処理中に光学装置１３の第１Ｄミラー３２及び第２Ｄミラー３６がそれぞれ退避位置にあるか否かを確認する。次いで、ＣＰＵ５４は、第１Ｄミラー３２及び第２Ｄミラー３６がそれぞれ退避位置にない場合には、ミラーシフト機構３８を制御して、両ミラー３２，３６を退避させる。また、ＣＰＵ５４は、ＬＤ駆動制御部３９を制御して、特殊光観察用ＬＤ３１及びＰＤＴ用ＬＤ３５をＯＦＦ状態で維持する。そして、検査準備処理が完了すると、電子内視鏡１１の挿入部１６が患者の消化管や気管などの管内に挿入される。

図５に示すように、キセノンランプ３０から出射された広帯域光ＢＢは、絞り３３を介して集光レンズ３７に入射する。この広帯域光ＢＢは、図６に示すように、ライトガイド４１、照射レンズ４８、及び照明窓２０を経て、患者の管内の被観察部位６２に照射される。これにより、被観察部位６２で反射／散乱した広帯域光ＢＢが観察窓１９に入射し、さらに集光レンズ５１を通してＣＣＤ４４に入射する。そして、図３に示したように、ＣＣＤ４４に入射した広帯域光ＢＢは、各マイクロフィルタ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂにより３色に分離されてそれぞれＰＤ５２で受光される。

各ＰＤ５２は、受光した光を電気的な撮像信号に変換してＡＦＥ４５へ出力する。ＡＦＥ４５は、ＣＣＤ４４からの撮像信号に各種信号処理を施して、デジタルな青色撮像信号、緑色撮像信号、赤色撮像信号をプロセッサ装置１２のＤＳＰ５５へ出力する。

各色撮像信号は、ＤＳＰ５５により各種信号処理が施された後、画像データとしてフレームメモリ５６に記憶される。表示制御回路５８は、ＣＰＵ５４の制御の下、新たにフレームメモリ５６に記憶された画像データを読み出し、この画像データ基づきモニタ１４に観察像を表示させる。

また、観察状態判定部５７は、ＣＰＵ５４の制御の下、新たにフレームメモリ５６に記憶された画像データから輝度信号を取り出して画像データの輝度を検出し、この検出結果をＣＰＵ５４へ入力する。ＣＰＵ５４は、観察状態判定部５７からの輝度検出結果に基づき、観察像が適切な明るさで表示されるように絞り制御機構３４を制御して絞り３３の開口部の大きさを調整する。この際に、図６中の符号「６３」は本発明の治療対象部位の一例として挙げた腫瘍組織であるが、広帯域光ＢＢによる照明下では、観察像が適切な明るさで表示されていた場合でも腫瘍組織６３は明瞭に認識し難い。この場合は特殊光観察を行う。

図４に戻って特殊光観察を行う場合には、モード切替スイッチ５９を通常観察モードから特殊光観察モードに切り替える。ＣＰＵ５４は、モード切替スイッチ５９が特殊光観察モードに切り替えられたときに、光源装置１３のミラーシフト機構３８に対して特殊光観察用配置指令を発するとともに、ＬＤ駆動制御部３９に対して特殊光照射指令を発する。

図６に示すように、ミラーシフト機構３８は、ＣＰＵ５４からの特殊光観察用配置指令を受けて第１Ｄミラー３２を退避位置から第１混合位置Ｃ１へ移動させる。また、ＬＤ駆動制御部３９は、ＣＰＵ５４からの特殊光照射指令を受けて、特殊光観察用ＬＤ３１から第１Ｄミラー３２に向けて青色狭帯域光Ｂｎを出射させる。

キセノンランプ３０から出射された広帯域光ＢＢは、第１Ｄミラー３２に入射する。第１Ｄミラー３２は、広帯域光ＢＢをほぼそのまま透過させて絞り３３に入射させる。また、第１Ｄミラー３２は、特殊光観察用ＬＤ３１から入射した青色狭帯域光Ｂｎを絞り３３に向けて反射する。これにより、第１混合光ＢＢ，Ｂｎが絞り３３に入射し、さらに絞り３３及び集光レンズ３７を通してライトガイド４１に入射する。

図８に示すように、ライトガイド４１に入射した第１混合光ＢＢ，Ｂｎは、照明窓２０などを通って被観察部位６２に照射される。これにより、被観察部位６２で反射／散乱した広帯域光ＢＢ及び青色狭帯域光Ｂｎが、観察窓１９などを通ってＣＣＤ４４に入射し、各マイクロフィルタ５３Ｒ，５３Ｇ，５３Ｂにより色分離されてそれぞれＰＤ５２で受光される。

各ＰＤ５２は、受光した各光を電気的な撮像信号に変換してＡＦＥ４５へ出力する。これにより、ＡＦＥ４５から各色撮像信号がＤＳＰ５５に送られ、このＤＳＰ５５にて画像データが生成されてフレームメモリ５６に記憶される。表示制御回路５８は、ＣＰＵ５４の制御の下、新たにフレームメモリ５６に記憶された画像データを読み出し、この画像データ基づきモニタ１４に特殊光観察モード下での観察像を表示させる。

この際にＣＰＵ５４は、通常観察モードと同様に、観察状態判定部５７からの輝度検出結果に基づき、観察像が適切な明るさで表示されるように絞り制御機構３４を制御して絞り３３の開口部の大きさを調整する。この際に、第１混合位置Ｃ１が絞り３３よりも上流側に位置しているので、絞り３３によって広帯域光ＢＢの光量と青色狭帯域光Ｂｎの光量とを一緒に調整することができる。その結果、広帯域光ＢＢと青色狭帯域光Ｂｎとの光量比を、絞り３３への入射前と絞り３３からの出射後とにおいて光量比設定値で一定に保つことができる。

一方、逆に第１混合位置Ｃ１を絞り３３よりも下流側にした場合には、絞り３３により広帯域光ＢＢの光量だけが調整されてしまうので、広帯域光ＢＢと青色狭帯域光Ｂｎとの光量比が一定に保たれない。なお、絞り３３に例えば光量検出センサを設け、この光量検出センサの検出結果に基づき特殊光観察用ＬＤ３１からの青色狭帯域光Ｂｎの出射光量を調整する方法をとれば光量比を一定に保つことは可能である。しかしながら、この場合には光量検出センサや特殊光観察用ＬＤ３１の制御回路を別途設ける必要があり、光源装置１３の製造コストが増加するため、この方法は採用し難い。このため、本実施形態のように、第１混合位置Ｃ１を絞り３３よりも上流側にすることで、広帯域光ＢＢと青色狭帯域光Ｂｎとの光量比を、低コストに光量比設定値で一定に保つことができる。

このように特殊光観察モード下では、広帯域光ＢＢと青色狭帯域光Ｂｎとの光量比を光量比設定値で一定に保つことで、表層血管の強調表示と被観察部位６２の全体観察とを最大限両立させることができる。早期癌などによる病変が現れやすい表層血管が強調表示されることで腫瘍組織６３の発見が容易となる。また、被観察部位６２の全体観察が容易となることで、例えば腫瘍組織６３やその周辺の状態の観察が容易になる。

図４に戻って、腫瘍組織６３が発見されるまで、あるいは特殊光観察が終了となるまで、画像データの取得と、観察像の表示と、絞り調整とが繰り返し実行される。

特殊光観察により腫瘍組織６３が発見され、この腫瘍組織６３の治療を行う場合は、モード切替スイッチ５９が特殊光観察モードからＰＤＴモードに切り替えられる。ＣＰＵ５４は、モード切替スイッチ５９がＰＤＴモードに切り替えられたときに、ミラーシフト機構３８に対してＰＤＴ用配置指令を発するとともに、ＬＤ駆動制御部３９に対して特殊光照射停止指令を発する。

図９に示すように、ミラーシフト機構３８は、ＣＰＵ５４からのＰＤＴ用配置指令を受けて第１Ｄミラー３２を第１混合位置Ｃ１から退避位置に移動させるとともに、第２Ｄミラー３６を退避位置から第２混合位置へ移動させる。また、ＬＤ駆動制御部３９は、ＣＰＵ５４からの特殊光照射停止指令を受けて、特殊光観察用ＬＤ３１からの青色狭帯域光Ｂｎの出射を停止させる。これにより、通常観察モード時と同様に、画像データの取得、観察像の表示、絞り調整が繰り返し実行される。

次いで、観察像に基づいて腫瘍組織６３と挿入部先端部１６ａとの位置関係の確認等が行われた後、ペダルスイッチ６０が押下される。ＣＰＵ５４は、ペダルスイッチ６０が押下されたときに、ＬＤ駆動制御部３９に対して治療光出射指令を発する。この指令を受けて、ＬＤ駆動制御部３９は、ＰＤＴ用ＬＤ３５から第２Ｄミラー３６に向けて治療光Ｒｎを出射させる。

第２Ｄミラー３６は、絞り３３を通過して入射した広帯域光ＢＢをそのまま透過させて集光レンズ３７に入射させる。また、第２Ｄミラー３６は、ＰＤＴ用ＬＤ３５から入射した治療光Ｒｎを集光レンズ３７に向けて反射する。これにより、第２混合光ＢＢ，Ｒｎが絞り３３に入射し、さらにこの絞り３３及び集光レンズ３７を通してライトガイド４１に入射する。

図１０に示すように、ライトガイド４１に入射した第２混合光ＢＢ，Ｒｎは、照明窓２０などを通って腫瘍組織６３を含む被観察部位６２に照射される。腫瘍組織６３に治療光Ｒｎが照射されることで、ＰＤＴによる治療が開始される。

この際に、ＰＤＴ用ＬＤ３５から照明窓２０までの間の治療光Ｒｎの光路が長くなるのに従って腫瘍組織６３へ照射される治療光Ｒｎのパワーが低下するが、本実施形態では、第２混合位置Ｃ２をライトガイド４１の入射端４１ａの近傍に設定しているので、治療光Ｒｎのパワーの低下が抑えられる。さらに、第２混合位置Ｃ２を絞り３３よりも下流側に設定することで、絞り３３による治療光Ｒｎのパワーの低下が防止される。これにより、治療光Ｒｎのパワーの低下が最小限に抑えられので、ＰＤＴに必要な治療光Ｒｎの一定以上のパワーを確保することができる。その結果、ＰＤＴによる十分な治療効果が得られる。

また、ＰＤＴ中においても、被観察部位６２で反射／散乱した広帯域光ＢＢ及び治療光Ｒｎが、観察窓１９などを通ってＣＣＤ４４に入射するので、通常観察モード時と同様に、画像データの取得、観察像の表示、絞り３３の調整が行われる。これにより、ＰＤＴモード下での観察像を確認することで、治療光Ｒｎの照射位置や治療効果を確認することができる。

ＰＤＴより腫瘍組織６３が消滅したことが確認された後、ペダルスイッチ６０の押下が解除される。ＣＰＵ５４は、ペダルスイッチ６０の押下が解除されたときに、ＬＤ駆動制御部３９に対して治療光出射停止指令を発する。この指令を受けて、ＬＤ駆動制御部３９は、ＰＤＴ用ＬＤ３５からの治療光Ｒｎの出射を停止する。

以下、通常観察、特殊光観察、及びＰＤＴを行う場合には、上述の各動作モードでの処理が繰り返し実行される。第１混合位置Ｃ１と第２混合位置Ｃ２とをそれぞれ絞り３３の上流側、ライトガイド４１の入射端４１ａの近傍に設定することで、特殊光観察モード時には広帯域光ＢＢと青色狭帯域光Ｂｎとの光量比が一定に保たれて良好な観察像が得られ、ＰＤＴモード時には治療光Ｒｎのパワーが十分に確保されて治療を十分に行うことができる。これにより、特殊光観察やＰＤＴなどに応じて適切な混合同時照射を行うことができる。

上記実施形態では、第１Ｄミラー３１及び第２Ｄミラー３６を用いて、青色狭帯域光Ｂｎや治療光Ｒｎなどの狭帯域光を、広帯域光ＢＢと混合して出射させているが、カプラや光コネクタなどの各種の光混合手段を用いて各光を混合して出射させてもよい。

上記実施形態では、プロセッサ装置１２のＣＰＵ５４により光源装置１３の各部を制御しているが、これら各部を制御するＣＰＵ等の制御部を光源装置１３に設けてもよい。

上記実施形態では、青色狭帯域光Ｂｎや治療光Ｒｎを出射する光源として半導体レーザを用いたが、ＬＥＤなどの各種狭帯域光源を用いてもよい。

上記実施形態では、特殊光観察モード時に青色狭帯域光Ｂｎを出射させ、ＰＤＴモード時には治療光Ｒｎとして赤色レーザ光を出射させているが、これら各光の波長帯域は特に限定されず、例えば緑色などの各色の狭帯域光を出射させてもよい。

上記実施形態では広帯域光ＢＢの光路上に絞り３３が配置されているが、絞り３３以外の光の光量を調整する各種の光量調整手段が配置されている内視鏡システムにも本発明を適用することができる。

上記実施形態では、２種類の異なる波長帯域の狭帯域光（青色狭帯域光Ｂｎ、治療光Ｒｎ）を出射しているが、両狭帯域光の波長帯域が同じであってもよい。さらに、この場合は、光源装置１３内に、１つの光源と、この光源から出射される狭帯域光を第１Ｄミラー３２及び第２Ｄミラー３６のいずれかに選択的に導くような、複数のミラーからなる光路切替手段とを設けてもよい。また、この光路切替手段を設ける代わりに、光源を第１Ｄミラー３２及び第２Ｄミラー３６のそれぞれに対向する位置にスライド移動させてもよい。

上記実施形態では、カラーイメージセンサとして、１ＣＣＤ方式のＣＣＤ４４について説明を行ったが、この代わりに３個のＣＣＤとプリズムとからなる、いわゆる３ＣＣＤ方式を採用してもよい。

上記実施形態では、光量比を一定に保持にする光量比優先モード時に、特定の波長の光を利用して表層血管の特殊光観察を行う内視鏡システムについて例に挙げて説明を行ったが、特定の波長の光を利用して行う自家蛍光観察（Auto Fluorescence Imaging）やＰＤＤ、赤外光観察（Infra Red Imaging）、光線力学的診断（Photodynamic diagnosis）などの各種観察、診断に用いられる内視鏡システム、特にＰＤＤとＰＤＴを行う内視鏡システムに本発明を適用することができる。

上記実施形態では、治療光のパワーを優先するパワー優先モード時に、ＰＤＴを行う内視鏡システムについて例に挙げて説明を行ったが、ＰＤＴ以外の各種レーザ治療を行う内視鏡システムにも本発明を適用することができる。

１０ 内視鏡システム
１１ 電子内視鏡
１２ プロセッサ装置
１３ 光源装置
３０ キセノンランプ
３１ 特殊光観察用ＬＤ
３２ 第１Ｄミラー
３３ 絞り
３５ ＰＤＴ用ＬＤ
３６ 第２Ｄミラー
３８ ミラーシフト機構
３９ ＬＤ駆動制御部
５４ ＣＰＵ
６２ 被観察部位
６３ 腫瘍組織

Claims (9)

1. 白色の広帯域光に、特定の波長帯域に制限された少なくとも第１〜第２狭帯域光のいずれかを混合してなる混合光を、内視鏡のライトガイド入射端に入射させる内視鏡用光源装置において、
   前記広帯域光が前記ライトガイド入射端にするまでの光路に配置され、少なくとも前記広帯域光の光量を調整する光量調整手段と、
   前記広帯域光及び前記第１狭帯域光の光量比が所定の比率に保たれた前記混合光を出射する光量比優先モードと、前記第２狭帯域光のパワーを優先させた前記混合光を出射するパワー優先モードとを含む複数の動作モードを切り替えるモード切替手段と、
   前記第１〜第２の狭帯域光の中で前記動作モードに対応する光を選択的に前記広帯域光に混合する光混合手段とを備え、
   前記光混合手段は、前記光量比優先モードでは前記光路の前記光量調整手段よりも上流側の第１混合位置で前記第１狭帯域光を前記広帯域光に混合するとともに、前記パワー優先モードでは前記光路の前記ライトガイド入射端近傍の第２混合位置で前記第２狭帯域光を前記広帯域光に混合することを特徴とする内視鏡用光源装置。
2. 前記光量調整手段は、前記光量比優先モード時に前記広帯域光の光量と前記第１狭帯域光の光量とを一緒に調整することを特徴とする請求項１記載の内視鏡用光源装置。
3. 前記第２混合位置は、前記光路の前記光量調整手段よりも下流側に位置することを特徴とする請求項１または２記載の内視鏡用光源装置。
4. 前記光混合手段は、前記第１混合位置に進退自在に配置され、前記第１狭帯域光は前記光路の下流側に向けて反射するがこれ以外の波長の光は透過させる第１ダイクロイックミラーと、前記第２混合位置に進退自在に配置され、前記第２狭帯域光は前記光路の下流側に向けて反射するがこれ以外の波長の光は透過させる第２ダイクロイックミラーとを備えることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載の内視鏡用光源装置。
5. 前記第１狭帯域光は、生体組織内の血管を強調表示させる特殊光観察に利用される特殊光であり、ヘモグロビンの光の吸収スペクトルの吸収ピークに対応する波長を有することを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項記載の内視鏡用光源装置。
6. 前記第１狭帯域光は、青色狭帯域光であることを特徴とする請求項５記載の内視鏡用光源装置。
7. 前記第２狭帯域光は、被検体内の治療対象部位を治療するための治療光であることを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載の内視鏡用光源装置。
8. 請求項１ないし７いずれか１項記載の内視鏡用光源装置と、
   前記内視鏡用光源装置に接続された内視鏡であって、前記内視鏡用光源装置から出射される前記混合光を内視鏡先端部の照明窓まで導くライトガイドと、前記混合光が照射された被観察部位を撮像する撮像手段とを有する内視鏡と、
   を備えることを特徴とする内視鏡システム。
9. 前記撮像手段は、画素に対応してＲ，Ｇ，Ｂの３色のマイクロフィルタを配置したカラーイメージセンサであることを特徴とする請求項８記載の内視鏡システム。

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