JP2012217781A - 内視鏡装置 - Google Patents

Abstract

【課題】通常光観察用の内視鏡装置が備える通常外径の内視鏡スコープを利用して、被検者に大きな負担をかけることなく、自家蛍光を観察することができる内視鏡装置を提供する。
【解決手段】自家蛍光を発光させるための励起光を導光して被観察領域へ照射する照明用光ファイバ束２４、および、励起光の照射により被観察領域から発せられた自家蛍光を含む光を導光する観察用光ファイバ束３４を有し、通常光画像を取得する内視鏡装置の内視鏡スコープの鉗子チャンネルに挿入して使用される内視鏡プローブ１４Ｂと、観察用光ファイバ束により導光された自家蛍光を含む光から所望の波長範囲の自家蛍光を分光する分光透過特性を有する分光フィルタと、分光フィルタ４６により分光された自家蛍光を撮像する撮像素子５８Ｂとを備える。観察用光ファイバ束を構成する光ファイバは、撮像素子を構成する各画素に１対１に対応して設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、通常光観察用の内視鏡スコープを利用して、被検者（生体）の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する内視鏡装置に関するものである。

従来、光源装置から発せられる通常光（白色光）を内視鏡先端部まで導光して被検者の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を取得し、通常光観察（白色光観察）を行う内視鏡装置が用いられている。これに対し、近年では、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被検者の被観察領域に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像（特殊光画像）を取得し、自家蛍光観察（特殊光観察）を行う内視鏡装置が活用されている。

自家蛍光観察を行う装置として、例えば、特許文献１がある。同文献には、光源から発せられた走査光を、ファイババンドルを構成する多数の光ファイバのうちの１本に導いて、この光ファイバの一端から射出させた走査光を試料中の一点に照射し、照射を受けて試料中の一点から発せられた試料光（例えば、走査光の反射光や走査光で励起されて発生した蛍光等）を再び１本の光ファイバの一端に入射させ、この光ファイバから射出された試料光を検出する共焦点観察装置が記載されている。

特開２００８−４３３８３号公報

従来、自家蛍光の観察には、上記特許文献１の共焦点観察装置のような専用の内視鏡装置を使用する必要があった。また、自家蛍光観察用の内視鏡装置では、通常光観察用の内視鏡装置よりも外径の大きな内視鏡スコープが使用されるため、被検者の負担が増加するという問題があった。また、通常光観察中に自家蛍光観察が必要な状況になった場合、自家蛍光観察用の内視鏡装置に変更しなければならず、内視鏡スコープの抜去／挿入を行うことになり、被検者に負担がかかるという問題があった。

本発明の目的は、通常光観察用の内視鏡装置が備える通常外径の内視鏡スコープを利用して、被検者に大きな負担をかけることなく、自家蛍光を観察することができる内視鏡装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、被験者の被観察領域から自家蛍光を発光させるための励起光を導光して該被観察領域へ照射する照明用光ファイバ束、および、該励起光の照射により該被観察領域から発せられた自家蛍光を含む光を導光する観察用光ファイバ束を有し、通常光を前記被験者の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像を取得する内視鏡装置の内視鏡スコープの鉗子チャンネルに挿入して使用される内視鏡プローブと、
前記観察用光ファイバ束により導光された自家蛍光を含む光から所望の波長範囲の自家蛍光を分光する分光透過特性を有する分光フィルタと、
前記分光フィルタにより分光された自家蛍光を撮像する撮像素子とを備え、
前記観察用光ファイバ束を構成する光ファイバは、前記撮像素子を構成する各画素に１対１に対応して設けられていることを特徴とする内視鏡装置を提供するものである。

ここで、前記観察用光ファイバ束は、前記撮像素子の受光面上に正方配置された各画素の配列に対応して、その断面が前記内視鏡プローブの幅方向の断面の中央部に正方配置されていることが好ましい。

また、前記照明用光ファイバ束は、前記正方配置された観察用光ファイバ束の周辺部に配置されていることが好ましい。

また、前記正方配置された観察用光ファイバ束の各辺の長さは、前記撮像素子の受光面の各辺の長さよりも短いことが好ましい。

さらに、前記正方配置された観察用光ファイバ束のサイズが、前記撮像素子の受光面上に正方配置された各画素の配列のサイズに一致するように、前記観察用光ファイバ束の各光ファイバにより導光された自家蛍光を含む光を拡大して、前記撮像素子の各々対応する画素上に結像させる光学部材を備えることが好ましい。

また、前記光学部材は、前記観察用光ファイバ束により導光された自家蛍光を含む光を平行光に変換する第１光学部材と、該分光フィルタにより分光された自家蛍光を集光して前記撮像素子の各画素に結像させる第２光学部材とを有し、
前記分光フィルタは、前記第１光学部材と前記第２光学部材との間に配置されていることが好ましい。

また、前記分光フィルタは、前記撮像素子の受光面上に配置されていることが好ましい。

また、前記励起光は、前記通常光画像を取得する内視鏡装置の光源装置から発せられるものであることが好ましい。

さらに、前記励起光を発する光源装置を備えることが好ましい。

さらに、前記撮像素子から出力された自家蛍光の画像信号を処理するプロセッサ装置を備えることが好ましい。

また、前記分光フィルタおよび前記撮像素子は、前記プロセッサ装置内に設けられていることが好ましい。

また、前記励起光は、光ファイバを介して、前記照明用光ファイバ束に導光されることが好ましい。

また、前記励起光は、ビームスプリッタにより反射されて前記照明用光ファイバ束に導光され、前記観察用光ファイバ束により導光された自家蛍光を含む光が前記ビームスプリッタを透過することが好ましい。

本発明によれば、内視鏡プローブを、内視鏡スコープの鉗子チャンネルに挿入して使用するため、通常外径の内視鏡スコープを利用して、被検者に負担をかけることなく自家蛍光観察を行うことができる。また、通常光観察から自家蛍光観察に切り換える場合も、内視鏡スコープを抜去／挿入する必要がないため、被検者の負担を軽減することができる。さらに、高感度型センサの撮像素子を使用することができるため、自家蛍光を高画質に撮像することができる。

本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。 通常光観察用の内視鏡装置の内部構成を表す一例の概略図である。 内視鏡挿入部の先端部の様子を表す一例の概念図である。 自家蛍光観察用の内視鏡装置の内部構成を表す一例の概略図である。 光ファイバ束の構成と撮像素子の構成との関係を表す一例の概念図である。 本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す別の例のブロック図である。 自家蛍光観察用の内視鏡装置の内部構成を表す別の例の概略図である。

以下、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係る内視鏡装置を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態のブロック図である。同図に示す内視鏡診断装置１０は、通常光観察用の内視鏡装置１１Ａと、自家蛍光観察用の内視鏡装置１１Ｂとを備えている。

まず、通常光観察用の内視鏡装置１１Ａについて説明する。

図２は、通常光観察用の内視鏡装置の内部構成を表す一例の概略図である。通常光観察用の内視鏡装置１１Ａは、図１および図２に示すように、通常光観察用の励起光を発生する通常光観察用の光源装置１２Ａと、光源装置１２Ａから発せられた励起光を導光して白色光（通常光）を被検者の被観察領域に照射し、その反射光を撮像する通常光観察用の内視鏡スコープ１４Ａと、内視鏡スコープ１４Ａで撮像された通常光画像を画像処理して表示用の内視鏡画像を出力する通常光観察用のプロセッサ装置１６Ａと、入力操作を受け付ける入力装置２０と、プロセッサ装置１６Ａ，１６Ｂから出力される内視鏡画像（通常光画像、自家蛍光画像）を表示する表示装置１８とを備えている。

光源装置１２Ａは、光源制御部２２Ａと、レーザ光源ＬＤ１と、カプラ（分波器）２６とを備えている。

レーザ光源ＬＤ１からは、中心波長が４４５ｎｍである、所定の波長範囲（例えば、中心波長±１０ｎｍ）の狭帯域光が発せられる。レーザ光源ＬＤ１は、後述するように、蛍光体から白色光（疑似白色光）を発生させるための励起光を発生する光源である。

レーザ光源ＬＤ１は、後述するプロセッサ装置１６Ａの制御部６８Ａによって制御される光源制御部２２Ａによりオンオフ制御および光量制御が行われ、その発光のタイミングや発光量は変更自在になっている。レーザ光源ＬＤ１から発せられるレーザ光は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成されるカプラ２６により２系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。

続いて、内視鏡スコープ１４Ａは、被検者内に挿入される内視鏡挿入部２８の先端から２系統（２灯）の光を出射する照明光学系と、被観察領域の内視鏡画像を撮像する１系統（１眼）の撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡スコープ１４Ａは、内視鏡挿入部２８と、内視鏡挿入部２８の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部３０と、内視鏡スコープ１４Ａを光源装置１２Ａおよびプロセッサ装置１６Ａに着脱自在に接続するコネクタ部３２Ａ，３２Ｂとを備えている。

内視鏡挿入部２８は、可撓性のある材質で構成されており、その先端部（以降、内視鏡先端部と表記する）は、操作部３０に配置されたアングルノブ（図示省略）の回動操作により湾曲自在に構成されている。内視鏡先端部は、内視鏡スコープ１４Ａが使用される被検者の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲することができ、所望の観察部位に向けることができる。

なお、図示していないが、操作部３０及び内視鏡挿入部２８の内部には、操作部３０の鉗子入口から内視鏡先端部の鉗子出口まで延び、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。

内視鏡先端部の先端面には、図３に示すように、被観察領域へ光を照射する２系統の照明窓４２Ａ，４２Ｂ、被観察領域からの反射光を撮像する１系統の観察窓４４の他、鉗子チャンネルに繋がる鉗子出口４５等が配置されている。

照明窓４２Ａの奥には、光源装置１２Ａからコネクタ部３２Ａを介して内視鏡先端部２８まで敷設された光ファイバ４８Ａが収納されている。光ファイバ４８Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）には蛍光体５４Ａが配置され、さらに蛍光体５４Ａの先にレンズ５２Ａ等の光学系が取り付けられている。同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部に蛍光体５４Ｂおよびレンズ５２Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４８Ｂが収納されている。

蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、レーザ光源ＬＤ１からの青色レーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光物質（例えばＹＡＧ系蛍光物質、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇）等の蛍光物質）を含んで構成される。通常光観察用の励起光が蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射されると、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる緑色〜黄色の励起発光光（蛍光）と、蛍光体５４Ａ，５４Ｂにより吸収されず透過した青色レーザ光とが合わされて、白色光（疑似白色光）が生成される。

一方、観察窓４４の奥には、レンズ５６等の光学系が取り付けられ、レンズ５６の奥には、被観察領域の画像情報を取得するＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子５８Ａが取り付けられている。

撮像素子５８Ａは、レンズ５６からの光（反射光）を受光面（撮像面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力するものであって、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を１組として、複数組の画素がマトリクス状に配列されている。撮像素子５８Ａの受光面には、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素に対応して、被観察領域からの可視光の約３７０〜７２０ｎｍの波長範囲の反射光を３つの波長帯域に分割して透過する分光透過特性を有する、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタが設けられている。

ここで、レーザ光源ＬＤ１から発せられた通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから白色光が発せられて、照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検者の被観察領域に照射される。そして、白色光が照射された被検者の被観察領域からの反射光がレンズ５６により集光され、撮像素子５８Ａにより光電変換されて通常光画像が撮像される。撮像素子５８Ａからは、撮像された被検者の被観察領域の撮像信号（アナログ信号）が出力される。

撮像素子５８Ａから出力された通常光画像の撮像信号（アナログ信号）は、スコープケーブル６２を通じてＡ／Ｄ変換器６４Ａに入力される。Ａ／Ｄ変換器６４Ａは、撮像素子５８Ａからの撮像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部３２Ｂを介してプロセッサ装置１６Ａの通常光画像処理部７０Ａに入力される。

続いて、プロセッサ装置１６Ａは、制御部６８Ａと、通常光画像処理部７０Ａと、記憶部７２Ａとを備えている。制御部６８Ａには、表示装置１８および入力装置２０が接続されている。プロセッサ装置１６Ａは、入力装置２０から入力される指示に基づき、光源装置１２Ａの光源制御部２２Ａを制御するとともに、内視鏡スコープ１４Ａから入力される画像信号を画像処理し、表示用画像を生成して表示装置１８に出力する。

制御部６８Ａは、入力装置２０からの指示に基づいて、通常光画像処理部７０Ａおよび光源装置１２Ａの光源制御部２２Ａの動作を制御する。

通常光通常光画像処理部７０Ａは、制御部６８Ａの制御の下で、Ａ／Ｄ変換器６４Ａから供給される通常光画像の画像信号（画像データ）に対して、通常光画像に適した所定の画像処理を施し、通常光画像信号（通常光画像）を出力（生成）する。

通常光画像処理部７０Ａで処理された画像信号は、制御部６８Ａに送られる。制御部６８Ａでは、通常光画像信号に基づき、通常光画像が表示装置１８に表示される。また、通常光画像信号は、制御部６８Ａの制御により、必要に応じて、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位として、メモリやストレージ装置からなる記憶部７２Ａに記憶される。

なお、通常光観察用の内視鏡装置１１Ａは、内視鏡スコープ１４Ａが鉗子チャンネルを有しているものであればよく、通常光を被検者に照射し、その反射光を撮像して通常光画像を取得する各種のものが利用可能である。

次に、自家蛍光観察用の内視鏡装置１１Ｂについて説明する。

図４は、自家蛍光観察用の内視鏡装置の内部構成を表す一例の概略図である。自家蛍光観察用の内視鏡装置１１Ｂは、通常光観察用の内視鏡装置１１Ａとともに使用されるものであって、図１および図４に示すように、自家蛍光観察用の励起光を発生する自家蛍光観察用の光源装置１２Ｂと、光源装置１２Ｂから発せられた励起光を導光して被検者の被観察領域に照射し、励起光の照射により被観察領域から発せられた自家蛍光を導光する自家蛍光観察用の内視鏡プローブ１４Ｂと、内視鏡プローブ１４Ｂにより導光された自家蛍光を撮像し、撮像された自家蛍光画像を画像処理して表示用の内視鏡画像を出力する自家蛍光観察用のプロセッサ装置１６Ｂとを備えている。

光源装置１２Ｂは、光源制御部２２Ｂと、レーザ光源ＬＤ２とを備えている。

レーザ光源ＬＤ２からは、中心波長が４０５ｎｍである、所定の波長範囲（例えば、中心波長±１０ｎｍ）の狭帯域光が発せられる。レーザ光源ＬＤ２は、被験者（生体）の被観察領域に含まれる自家蛍光物質、例えば、ポルフィリン（Porphyrin）、ＮＡＤＨ（Nicotinamide Adenine dinucleotideの還元型）、ＮＡＤＰＨ（Nicotinamide Adenine dinucleotide Phosphateの還元型）、ＦＡＤ（Flavin Adenine Dinucleotide）等から自家蛍光を発光させるための励起光を照射する光源である。

光源制御部２２Ｂは、光源装置１２Ｂが有する入力手段（図示省略）を介して入力される指示に従って制御される。レーザ光源ＬＤ２は、光源制御部２２Ｂによりオンオフ制御および光量制御が行われ、レーザ光源ＬＤ２の発光のタイミングや発光量は変更自在になっている。レーザ光源ＬＤ２としては、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオード、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオード、ＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を用いることができる。

なお、自家蛍光観察用の励起光を発生するための励起光光源は、レーザ光源（半導体レーザ）に限定されず、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる十分な強度の励起光を照射できる各種の光源、例えば、白色光光源と帯域制限フィルタとの組合せ等を利用することができる。また、自家蛍光観察用の励起光の波長は、特に制限はなく、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる波長の励起光が、全て利用可能である。

また、１種の中心波長の励起光だけを照射することは限定されず、複数種の自家蛍光物質を同時もしくは順次励起させたい場合には、中心波長の異なる複数の励起光を同時もしくは順次照射する構成としてもよい。

さらに、自家蛍光観察用の光源装置１２Ｂを備えることは必須ではない。例えば、図６に示すように、通常光観察用の光源装置１２Ａが、所望の自家蛍光物質から自家蛍光を発光させるための励起光として使用可能な光を照射することができるものである場合、自家蛍光観察用の内視鏡装置１１Ｂは、自家蛍光観察用の光源装置１２Ｂを備えることなく、通常光観察用の光源装置１２Ａから発せられる励起光を利用することができる。

レーザ光源ＬＤ２から発せられたレーザ光（励起光）は、光ファイバ２４を介して、後述する内視鏡プローブ１４Ｂの照明用光ファイバ束３６に伝送（導光）される。

なお、光ファイバ２４ではなく、図７に示すように、ハーフミラー、ダイクロイックミラー等のビームスプリッタ２５を利用して、レーザ光源ＬＤ２から発せられるレーザ光（励起光）を照明用光ファイバ束３６に伝送することもできる。この場合、励起光はビームスプリッタ２５により反射されて照明用光ファイバ束３６に導光され、観察用光ファイバ束３８により導光された自家蛍光を含む光がビームスプリッタ２５を透過する。つまり、観察用光ファイバ束３８により導光された励起光の反射光の波長範囲の光は、ビームスプリッタ２５によりカットされる。

続いて、内視鏡プローブ１４Ｂは、光ファイバ束３４を備える。内視鏡プローブ１４Ｂは、図１に概念的に示すように、内視鏡装置１１Ｂの内視鏡スコープ１４Ａの鉗子入口から鉗子チャンネル内に挿入して使用される。

光ファイバ束３４は、光源装置１２Ｂから発せられた励起光を導光して被観察領域へ照射する照明用光ファイバ束３６と、励起光の照射により被観察領域から発せられた自家蛍光を含む光を導光する観察用光ファイバ束３８とを有する。

観察用光ファイバ束３８は、後述する撮像素子を構成する各画素に１対１に対応する本数の光ファイバの束である。観察用光ファイバ束３８は、図５に示すように、後述する撮像素子５８Ｂの受光面上に正方配置された各画素の配列に対応して、その断面が内視鏡プローブ１４Ｂの幅方向の断面の中央部に正方配置されている。また、正方配置された観察用光ファイバ束３８の各辺の長さは、撮像素子５８Ｂの受光面の各辺の長さよりも短くなっている。

一方、照明用光ファイバ束３６は、観察用光ファイバ束３８を構成する各光ファイバよりも太径のものであって、同じく図５に示すように、内視鏡プローブ１４Ｂの幅方向の断面内において、正方配置された観察用光ファイバ束３８の周辺部に配置されている。図５に示す例では、正方配置された観察用光ファイバ束３８の上下左右の位置に１本ずつ、合計で４本の光ファイバが配置されている。なお、観察用光ファイバ束３８の周辺部に配置される照明用光ファイバ束３６の光ファイバは、１本ではなく複数本の束であってもよい。

内視鏡プローブ１４Ｂでは、光源装置１２Ｂのレーザ光源ＬＤ２から発せられた励起光が、照明用光ファイバ束３６により先端部まで導光され、導光された励起光が照明用光ファイバ束３６の先端部から被検者の被観察領域へ照射される。そして、励起光の照射により被観察領域から発せられた自家蛍光を含む光が観察用光ファイバ束３８により導光され、導光された光が観察用光ファイバ束３８の基端部から出射される。

続いて、プロセッサ装置１７Ｂは、光学部材４０（第１および第２光学部材４０Ａ，４０Ｂ）と、分光フィルタ４６と、撮像素子５８Ｂと、Ａ／Ｄ変換器６４Ｂと、制御部６８Ｂと、自家蛍光画像処理部７０Ｂと、記憶部７２Ｂとを備えている。

観察用光ファイバ束３８により導光された自家蛍光を含む光の光路の先には、レンズ等の第１および第２光学部材４０Ａ，４０Ｂが取り付けられ、両者の間に分光フィルタ４６が配置されている。そして、第２光学部材４０Ｂを透過した光の光路の先には、自家蛍光画像を取得する撮像素子５８Ｂが取り付けられている。自家蛍光の光強度は微弱であるため、自家蛍光観察用の撮像素子５８Ｂとして、通常光観察用の撮像素子５８Ａよりも高感度型のセンサが使用されている。

第１光学部材４０Ａは、観察用光ファイバ束３８により導光された自家蛍光を含む光を平行光に変換して分光フィルタ４６に入射させる。

分光フィルタ４６は、自家蛍光観察用の励起光をカットしつつ、第１光学部材４０Ａにより平行光とされた自家蛍光を含む光から、所望の波長範囲の自家蛍光を分光して抽出する分光透過特性を有する。

ここで、分光フィルタ４６の分光透過特性は、光が分光フィルタ４６に対して垂直に入射されることを前提としている。そのため、光が分光フィルタ４６に対して一定以上の角度を持って入射されると、所望の分光透過特性を得ることができない。そこで、第１光学部材４０Ａにより自家蛍光を含む光を平行光に変換することにより、分光フィルタ４６は本来の分光透過特性を発揮することができ、所望の波長範囲の自家蛍光を分光して抽出することができる。なお、平行光にすることは必須ではない。

分光フィルタ４６は、分光しようとする自家蛍光の波長範囲が１つの場合、これに対応する分光透過特性を有する１つのフィルタを固定的に設置してもよい。一方、分光しようとする自家蛍光の波長範囲が複数ある場合、これに対応する複数のフィルタを有するターレット等により分光フィルタ４６を構成することができる。ターレットは、光路上に垂直に挿入され、制御部６８Ｂにより制御される回転制御部（図示省略）により回転制御されることにより、各々のフィルタが光路上に順次挿入される。

一方、第２光学部材４０Ｂは、分光フィルタ４６により分光された自家蛍光を集光して撮像素子５８Ｂの受光面上に結像させる。

また、光学部材４０は、図４に縦方向の矢印および図５に示すように、例えば、焦点距離を調節することにより、正方配置された観察用光ファイバ束のサイズが、撮像素子５８Ｂの受光面上に正方配置された各画素の配列のサイズに一致するように、観察用光ファイバ束３８の各光ファイバにより導光された自家蛍光を含む光を拡大して、撮像素子５８Ｂの各々対応する画素上に結像させる。

ここで、被検者の体内に挿入される内視鏡プローブ１４Ｂは、被検者の負担を軽減するために、可能な限り細径であることが望ましい。その一方で、撮像素子５８Ｂは、光強度が極めて微弱な自家蛍光を撮像するために、高感度型のセンサであることが望ましい。しかし、高感度型センサは、１画素のサイズが通常感度型のセンサよりも大きく、画素数（解像度）が同じであれば、受光面のサイズが大きくなる。撮像素子５８Ｂの受光面のサイズが大きくなると、観察用光ファイバ束３８の断面のサイズを大きくする必要があり、内視鏡プローブ１４Ｂの外径が太くなる。

これに対し、撮像素子５８Ｂの画素数を減らせば、受光面のサイズを小さくし、例えば、正方配置された観察用光ファイバ束３８の断面と同等のサイズにすることができる。しかし、この方法では、画質が低下するという問題がある。

そこで、自家蛍光観察用の内視鏡装置１２Ｂでは、内視鏡プローブ１４Ｂを内視鏡スコープ１４Ａに設けられている鉗子チャンネルの内径よりも細径として、通常光観察用の内視鏡装置１２Ａの内視鏡スコープ１４Ａの鉗子チャンネルに挿入して使用する。また、撮像素子５８Ａの通常感度型センサよりも感度が高い高感度型センサの撮像素子５８Ｂを使用し、光学部材４０により、観察用光ファイバ束３８の各光ファイバにより導光された自家蛍光を含む光が、撮像素子５８Ｂの各画素に対応するサイズとなるように拡大する。

このように、内視鏡装置１２Ｂでは、内視鏡プローブ１４Ｂを、内視鏡スコープ１４Ａの鉗子チャンネルに挿入して使用するため、通常外径の内視鏡スコープ１４Ａを利用して、被検者に負担をかけることなく自家蛍光観察を行うことができる。また、通常光観察から自家蛍光観察に切り換える場合も、内視鏡スコープ１４Ａを抜去／挿入する必要がないため、被検者の負担を軽減することができる。さらに、高感度型センサの撮像素子５８Ｂを使用することができるため、自家蛍光を高画質に撮像することができる。

続いて、撮像素子５８Ｂは、自家蛍光を受光面（撮像面）で受光し、光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力するものであって、複数の画素がマトリクス状に配列されている。撮像素子５８Ｂは、前述のように、高感度型センサであって、１画素のサイズが、通常感度型センサである撮像素子５８Ａの１画素のサイズよりも大きく、受光面のサイズは、正方配置された観察用光ファイバ束３８のサイズよりも大きくなっている。

なお、撮像素子５８Ｂの受光面上に分光フィルタ４６を設ける構成としてもよい。この場合、光学部材４０は、自家蛍光を含む光を平行光に変換することは必須ではなく、撮像素子５８Ｂの各画素のサイズに合わせるように拡大するだけでもよい。

また、自家蛍光観察用の撮像素子５８Ｂが、高感度型センサであることは必須ではなく、通常光観察用の撮像素子５８Ａと同様の通常感度型センサであってもよい。この場合、撮像素子５８Ｂの受光面のサイズを、正方配置された観察用光ファイバ束３８の断面と同等のサイズとすることができるため、観察用光ファイバ束３８により導光された自家蛍光を含む光を光学素子４０により拡大することも必須ではない。

観察用光ファイバ束３８により導光された自家蛍光を含む光は、第１光学部材４０Ａにより平行光とされた後、分光フィルタ４６により所望の自家蛍光が抽出される。続いて、抽出された自家蛍光は第２光学部材４０Ｂにより再び集光され、さらに光学部材４０により拡大されて撮像素子５８Ｂの受光面に結像され、撮像素子５８Ｂにより光電変換されて自家蛍光が撮像される。撮像素子５８Ｂからは、撮像された自家蛍光の撮像信号（アナログ信号）が出力される。

撮像素子５８Ｂから出力された自家蛍光画像の撮像信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換器６４Ｂにより画像信号（デジタル信号）に変換される。変換後の画像信号は、自家蛍光画像処理部７０Ｂに入力される。

自家蛍光画像処理部７０Ｂは、Ａ／Ｄ変換器６４Ｂから供給された自家蛍光画像の画像信号（画像データ）に対して、自家蛍光画像に適した所定の画像処理、例えば、所定の信号増幅処理等を施し、自家蛍光画像信号（自家蛍光画像）を出力（生成）する。

自家蛍光画像処理部７０Ｂで処理された自家蛍光画像の画像信号は、制御部６８に送られる。制御部６８では、自家蛍光画像信号に基づき、自家蛍光画像が表示装置１８に表示される。また、制御部６８の制御により、自家蛍光画像信号は、必要に応じて、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位として、メモリやストレージ装置からなる記憶部７２Ｂに記憶される。

次に、内視鏡診断装置１０の作用を説明する。
まず、通常光観察を行う場合について説明する。

通常光観察を行う場合、内視鏡装置１１Ａの内視鏡スコープ１４Ａの内視鏡挿入部２８が被検者の体内に挿入され、内視鏡先端部が被観察領域に向けられる。

内視鏡装置１１Ａでは、内視鏡先端部が被観察領域に向けられると、レーザ光源ＬＤ１から発せられた中心波長４４５ｎｍのレーザ光が蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから白色光が発せられる。蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられた白色光は被検者に照射され、その反射光が撮像素子５８Ａで受光されて、通常光画像が撮像される。通常光画像は、通常光画像処理部７０Ａにより画像処理され、表示装置１８上にカラー表示される。

続いて、自家蛍光観察を行う場合について説明する。

自家蛍光観察を行う場合、内視鏡スコープ１４Ａが挿入されたままの状態で、内視鏡装置１１Ｂの内視鏡プローブ１４Ｂが、内視鏡スコープ１４Ａの鉗子入口から鉗子チャンネル内に挿入される。

内視鏡装置１１Ｂでは、内視鏡プローブ１４Ｂが、内視鏡スコープ１４Ａの鉗子チャンネル内に挿入されると、レーザ光源ＬＤ２から発せられた中心波長４０５ｎｍのレーザ光（励起光）が照明用光ファイバ束３６により導光され、先端部から被検者に照射される。そして、励起光の照射により被検者から発せられた自家蛍光を含む光が観察用光ファイバ束３８により導光され、その基端部から出射される。続いて、観察用光ファイバ束３８により導光された自家蛍光を含む光は、第１光学部材４０Ａにより平行光とされ、分光フィルタ４６により励起光をカットしつつ、所望の自家蛍光の波長範囲の光が分光され、第２光学部材４０Ｂにより集光され、さらに光学部材４０により拡大されて撮像素子５８Ｂで受光され、自家蛍光画像が撮像される。

そして、自家蛍光画像は、自家蛍光画像処理部７０Ｂにより画像処理され、記憶部７２Ａに記憶された通常光画像と自家蛍光画像とが合成され、両者の合成画像が表示装置１８に表示される。合成画像は、例えば、通常光画像と自家蛍光画像とを重ね合わせたり、並べて表示される。あるいは、自家蛍光画像の画像信号を合成画像のＧチャンネル、通常光画像のＲおよびＢの画像信号を合成画像のＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てることによって疑似カラー表示される。

なお、自家蛍光画像を疑似カラー表示する場合、通常光画像および自家蛍光画像のうちのどの画像信号を、合成画像のどの色のチャンネルに割り当てるのかは任意である。

本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ 内視鏡診断装置
１１Ａ、１１Ｂ 内視鏡装置
１２Ａ、１２Ｂ 光源装置
１４Ａ 内視鏡スコープ
１４Ｂ 内視鏡プローブ
１６Ａ、１６Ｂ プロセッサ装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２２Ａ、２２Ｂ 光源制御部
２４、４８Ａ、４８Ｂ 光ファイバ
２５ ビームスプリッタ
２６ カプラ
２８ 内視鏡挿入部
３０ 操作部
３２Ａ，３２Ｂ コネクタ部
３４ 光ファイバ束
３６ 照明用光ファイバ束
３８ 観察用光ファイバ束
４０、４０Ａ，４０Ｂ 光学部材
４２Ａ，４２Ｂ 照明窓
４４ 観察窓
４５ 鉗子出口
４６ 分光フィルタ
５４Ａ、５４Ｂ 蛍光体
５２Ａ、５２Ｂ、５６ レンズ
５８Ａ、５８Ｂ 撮像素子
６２ スコープケーブル
６４Ａ、６４Ｂ Ａ／Ｄ変換器
６８Ａ、６８Ｂ 制御部
７０Ａ 通常光画像処理部
７０Ｂ 自家蛍光画像処理部
７２Ａ、７２Ｂ 記憶部
ＬＤ１、ＬＤ２ レーザ光源

Claims (13)

1. 被験者の被観察領域から自家蛍光を発光させるための励起光を導光して該被観察領域へ照射する照明用光ファイバ束、および、該励起光の照射により該被観察領域から発せられた自家蛍光を含む光を導光する観察用光ファイバ束を有し、通常光を前記被験者の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像を取得する内視鏡装置の内視鏡スコープの鉗子チャンネルに挿入して使用される内視鏡プローブと、
   前記観察用光ファイバ束により導光された自家蛍光を含む光から所望の波長範囲の自家蛍光を分光する分光透過特性を有する分光フィルタと、
   前記分光フィルタにより分光された自家蛍光を撮像する撮像素子とを備え、
   前記観察用光ファイバ束を構成する光ファイバは、前記撮像素子を構成する各画素に１対１に対応して設けられていることを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記観察用光ファイバ束は、前記撮像素子の受光面上に正方配置された各画素の配列に対応して、その断面が前記内視鏡プローブの幅方向の断面の中央部に正方配置されている請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記照明用光ファイバ束は、前記正方配置された観察用光ファイバ束の周辺部に配置されている請求項２に記載の内視鏡装置。
4. 前記正方配置された観察用光ファイバ束の各辺の長さは、前記撮像素子の受光面の各辺の長さよりも短い請求項２または３に記載の内視鏡装置。
5. さらに、前記正方配置された観察用光ファイバ束のサイズが、前記撮像素子の受光面上に正方配置された各画素の配列のサイズに一致するように、前記観察用光ファイバ束の各光ファイバにより導光された自家蛍光を含む光を拡大して、前記撮像素子の各々対応する画素上に結像させる光学部材を備える請求項４に記載の内視鏡装置。
6. 前記光学部材は、前記観察用光ファイバ束により導光された自家蛍光を含む光を平行光に変換する第１光学部材と、該分光フィルタにより分光された自家蛍光を集光して前記撮像素子の各画素に結像させる第２光学部材とを有し、
   前記分光フィルタは、前記第１光学部材と前記第２光学部材との間に配置されている請求項５に記載の内視鏡装置。
7. 前記分光フィルタは、前記撮像素子の受光面上に配置されている請求項１〜５のいずれかに記載の内視鏡装置。
8. 前記励起光は、前記通常光画像を取得する内視鏡装置の光源装置から発せられるものである請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡装置。
9. さらに、前記励起光を発する光源装置を備える請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡装置。
10. さらに、前記撮像素子から出力された自家蛍光の画像信号を処理するプロセッサ装置を備える請求項１〜９のいずれかに記載の内視鏡装置。
11. 前記分光フィルタおよび前記撮像素子は、前記プロセッサ装置内に設けられている請求項１０に記載の内視鏡装置。
12. 前記励起光は、光ファイバを介して、前記照明用光ファイバ束に導光される請求項１〜１１のいずれかに記載の内視鏡装置。
13. 前記励起光は、ビームスプリッタにより反射されて前記照明用光ファイバ束に導光され、前記観察用光ファイバ束により導光された自家蛍光を含む光が前記ビームスプリッタを透過する請求項１〜１１のいずれかに記載の内視鏡装置。

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