JP2019144498A - 温度測定システム及び内視鏡 - Google Patents
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Abstract
Description
一方で、内視鏡は、被検体の画像を取得して表示することはできるが、被検体の温度を測定することはできない。
(構成)
図1は、本実施の形態に関わる内視鏡システムの構成を示す構成図である。
挿入部11は、挿入部11の先端に設けられた先端部13と、先端部13の基端側に設けられたリレーレンズ部14とを有している。
また、発光素子19が、照明部として、先端部13に配設されている。発光素子19は、信号線19aを介して電源19bに接続されている。図1において二点鎖線で示すように、発光素子19は、被写体に向けて照明光を出射する。
なお、リレー光学系18が1回リレーの光学系である場合は、色補正用光学系22として、0.5回リレーの補正光学系が用いられる。
なお、焦点調節用光学系のレンズの駆動は、電動で行うようにしてもよい。
画像処理部5は、撮像素子25を駆動すると共に、撮像素子25からの撮像信号を受信する。画像処理部5は、受信した撮像信号を画像処理して内視鏡画像を生成する。画像処理部5は、生成した内視鏡画像の画像信号をモニタ6に出力する。その結果、モニタ6には、内視鏡2により得られた被検体内の内視鏡画像が表示される。
PC8では、所定のソフトウエアプログラムが実行され、分光器7からの出力信号から、被検体の温度を算出する。そのソフトウエアプログラムは、温度算出部を構成する。PC8は、算出した温度値の情報をモニタ8bに表示する。
以上のように、内視鏡システム1は、温度測定システムである。ビームスプリッタ3は、観察光学系からの光を、被検体からの可視光を含む第1の光と温度測定用の第2の光に分岐する分岐部を構成する。撮像素子25は、ビームスプリッタ3からの第1の光を受けて、被検体を撮像する。分光器7は、ビームスプリッタ3からの第2の光を受けて、被検体の複数の分光放射輝度を測定する。PC8は、分光器7の複数の分光放射輝度の値を含む出力信号に基づいて被検体の温度を算出する温度算出部を構成する。
(作用)
次に、上述した内視鏡システム1の作用について説明する。
以上のように、上述した実施の形態によれば、被検体の画像を取得すると共に、被検体の所望の箇所の温度を非接触で測定することができる温度測定システム及び内視鏡を提供することができる。
なお、以下に説明する各変形例において、上述した実施の形態の内視鏡システム1の各構成要素と同じ構成要素については同じ符号を付して、説明は省略する。又、各変形例において、他の変形例の構成要素と同じ構成要素についても同じ符号を付して、説明は省略する。
(変形例1)
上述した実施の形態は、斜視内視鏡(あるいは直視内視鏡)を有する内視鏡を用いた温度測定システムであるが、本変形例1は、立体内視鏡を有する温度測定システムである。
内視鏡システム1Aは、内視鏡2Aを有し、内視鏡2Aは、2つの観察窓31a、31bを先端部13に有する温度測定システムである。挿入部11内には、各観察窓31a、31bに対応して、複数のレンズ16とリレー光学系18を含む観察光学系が配設されている。よって、2つの観察光学系は、所定の視差を持って配置される。
各ビームスプリッタ3は、ハーフミラーhmを含む。各ハーフミラーhmは、接眼部12からの光の一部を透過させ、残りを反射する。各ハーフミラーhmで反射した光は、撮像部4へ向けて出射される。
各ハーフミラーhmを透過して光は、ビームスプリッタ3から分光器7に供給される。
以上のように、内視鏡システム1Aは、観察光学系、ビームスプリッタ3、撮像素子25及び分光器7のそれぞれを2つ有している。
よって、本変形例1によれば、立体視内視鏡においても、内視鏡2により観察している被検体の箇所の温度を非接触で測定してユーザに告知する内視鏡システムを提供することができる。
(変形例2)
上述した実施の形態の内視鏡は、挿入部の長さは、一定であるが、本変形例2では、挿入部の長さが微調整可能である。
さらに、内視鏡2は、挿入部11を中心軸CO周りに回動可能な機構を有するため、ユーザは、内視鏡2の先端部13の中心軸CO周りの角度も微調整することができる。
(変形例3)
上述した実施の形態の内視鏡は、斜視内視鏡であり、斜め前方の観察方向は、挿入部11の中心軸CO上の所定の位置からのある方向であるが、本変形例3の斜視内視鏡は、斜め前方の観察方向を変更可能である。
先端部13のプリズム15は、先端が閉じた管状部材51内に配設されている。管状部材51は、プリズム15へ光が入射するための開口部52を有している。
管状部材53の先端部は、管状部材51の基端部から管状部材51に挿入されている。管状部材53は、管状部材51内で中心軸CO周りに回動可能に管状部材51に挿入されている。管状部材51の基端部には、止めリング54が固定されている。止めリング54の内周面には、ベアリング55が固定されている。
よって、本変形例3によれば、上述した実施の形態の効果に加えて、ユーザは、管状部材51を中心軸CO周りに回動させることにより、内視鏡2の中心軸CO周りにおける観察方向を変更することができる。
(変形例4)
上述した実施の形態では、リレー光学系を通った光は、ビームスプリッタで一部の光が分岐されて分光器に入力するが、本変形例では、光ファイバ束を用いて被検体からの光を撮像部に導くと共に、光ファイバ束の一部を用いて被検体からの光の一部を分光器へ導く。
内視鏡2の挿入部11の先端部13には、複数のレンズ16が配設されている。複数のレンズ16の基端部には、複数の光ファイバからなる光ファイバ束61の先端部が配設され、光ファイバ束61は、挿入部11の外皮(図示せず)内に挿通されている。
光ファイバ束61の先端部には、筒状の口金62が設けられている。
撮像部4と分光器7は、PC8に接続される。PC8は、撮像部4で得られた画像から内視鏡画像を生成すると共に、分光器7からの出力信号から温度を算出する。PC8は、表示画像を生成して、モニタ8bに出力する。表示画像は、内視鏡画像と、分光器7からの出力信号から算出した温度情報とを合成した画像である。
上述した図6の例において、例えば光ファイバ束61の先端面の2つの箇所の光ファイバを分岐する方法について説明する。
よって、分割束71の先端部73は、複数の光ファイバが固定された光ファイバ固着部であり、図8に示すように、分割束71の基端部74も、複数の光ファイバが固定された光ファイバ固着部である。先端部73と基端部74の間の中間部75では、複数の光ファイバが固定されていない光ファイバ非固着部である。
図7及び図8に示すように、光ファイバ束61の先端面の2つ箇所の光ファイバを特定して分岐することができる。
なお、内視鏡システムは、照明部を有する場合は、図10に示すような構成でもよい。
図10に示す内視鏡システム1Cは、照明部80を有する。照明部80は、二重管81を有する。二重管81は、外管82と、内管83と有する。内管83の外径は、外管82の内径よりもの小さい。内管83は、外管82に挿入されている。光ファイバ束61が内管83に挿入されている。
よって、ユーザは、暗い場所においても内視鏡検査と温度測定を行うことができる。
図11は、基端側の部分が2つに分岐した光ファイバ束の斜視図である。
光ファイバ群91の複数の光ファイバと、光ファイバ群92の複数の光ファイバは、光ファイバ束61の先端面93においては、均等に分散して配置される。すなわち、光ファイバ群91の複数の光ファイバは、光ファイバ束61の先端面93の全面に入射する光を受けて、撮像部4に伝達する。同様に、光ファイバ群92の複数の光ファイバは、光ファイバ束61の先端面93の全面に入射する光を受けて、分光器7に伝達する。
(変形例5)
変形例4の図10の内視鏡システムは、照明専用のライトガイドを有しているが、本変形例5の内視鏡システムでは、温度計測用の光ファイバが照明光用のライトガイドにも利用されている。
内視鏡システム1Dにおいて、内視鏡の挿入部11内には、2本の光ファイバ束が挿通している。第1の光ファイバ束101と、第2の光ファイバ束102が挿入部11内に挿通されている。すなわち、観察光学系は、複数の光ファイバを有する第1の光ファイバ束101と、複数の光ファイバを有する第2の光ファイバ束102を有する。第1の光ファイバ束101は、画像生成用の光を撮像素子25へ照射する。
第1の光ファイバ束101の基端部は、アダプタ21を介して撮像部4に接続されている。
切り替え器106には、光源装置87と分光器7が接続されている。
切り替え器106は、可動部材111を有している。可動部材111には、集光レンズ112及び反射ミラー113が設けられている。可動部材111は、図示しないモータ等の駆動部により、あるいはユーザによるマニュアル操作により、二点鎖線の矢印Aで示す方向に移動可能である。
(変形例6)
変形例5では、温度測定用及び照明光用の光ファイバ束が挿入部11内に設けられているが、本変形例6では、温度測定用及び照明光用の光ファイバ束は、挿入部11内に形成された処置具挿通チャンネル内に挿通可能なプローブ内に配設される。
さらに、可動部材111の動作と画像表示を連動させて、照明がOFFになったときは直前の照明がONのときの画像を表示しながら温度表示させることも可能である。この構成によって、画像を表示しながら温度の表示を行うことができる。
内視鏡システム1Eの内視鏡の挿入部11には、処置具挿通チャンネル121が、挿入部11の中心軸COに平行に形成されている。先端部13の先端面には、処置具挿通チャンネル121の開口部122が形成されている。挿入部11の基端部に接続されたアダプタ21の分岐部21aには、処置具挿通チャンネル121の基端側の開口部123が設けられている。
コントローラ133は、筐体内に設けられた支持部材141を有している。支持部材141は、例えば金属製であり、孔142が支持部材141に形成されている。
なお、本変形例では、内視鏡2は、先端部13の基端側に湾曲部135を有している。湾曲部135は、複数の湾曲駒を含み、挿入部11内に挿通された4本の湾曲ワイヤの牽引及び弛緩により、湾曲部135は、内視鏡画像の上下左右方向に湾曲する。
図16は、プローブ131の先端部132の駆動機構を示す斜視図である。プローブ131の光ファイバ束101Aの先端部には、導電性を有するフェルール(図示せず)と、そのフェルールを囲むように配設された4つの圧電素子151が配設される。4つの圧電素子151の基端部は、固定部152に固定されている。各圧電素子151に所定の波形の駆動電圧を印加することにより、各圧電素子151が伸縮し、例えばプローブ131の光ファイバ束101Aの先端を所定の面内で渦巻き状に動かすことができる。4つの圧電素子151の駆動は、リモートコントローラ134への操作により行うことができる。
(変形例7)
上述した実施の形態の内視鏡システムは、内視鏡画像を得るための照明機構を有しているが、照明機構は着脱可能であってもよい。
図17は、変形例7の着脱式の照明部を有する内視鏡システムの構成を示す図である。
(変形例8)
上述した実施の形態の温度測定システムでは、内視鏡に分岐部を設けて、分岐した光を分光器へ供給するようにしているが、本変形例の温度測定システムでは、2色温度計を2つのフィルタと2つの撮像素子により構成すると共に、そのうちの1つの撮像素子を内視鏡画像を取得のために利用する。
温度測定システム1Gは、2つの撮像素子171、172と、2つのフィルタ173,174を有している2色温度計である。各撮像素子171、172は、イメージセンサであり、ビームスプリッタ3の反射光が通る位置と、ビームスプリッタ3を透過した光が通る位置に配置される。フィルタ173は、2色温度計において利用する2つの波長のうちの1つの波長帯域の光のみを透過するバンドパスフィルタである。フィルタ174は、2色温度計において利用する2つの波長のうちの他の1つの波長帯域の光のみを透過するバンドパスフィルタである。
フィルタ174が第1の位置にあるとき、2つの撮像素子171,172は、2つの波長の光を受け、それぞれは分光放射輝度値に応じた画像信号をPC8へ出力する。PC8は、2つの画像信号から2つの分光放射輝度を算出し、温度算出部32が、その算出した2つの分光放射輝度から被検体の温度を算出し、モニタ8bに表示する。
(変形例9)
上述した変形例6では、挿入部11の先端部から突出する光ファイバ束の先端部をスキャンするように駆動しているが、本変形例9では、光ファイバ束の基端部よりも後においてスキャン動作が行われる。
内視鏡2は、上述した実施の形態の内視鏡と同じであるが、直視型である。すなわち、内視鏡2は、上述した実施の形態の内視鏡の先端部にプリズム15を有していない。内視鏡2の基端部には、ビームスプリッタ3を介して撮像部4が接続され、撮像部4の信号は、PC8へ出力される。
ビームスプリッタ3から分岐した光は、複数の光ファイバ束からなるライトガイドケーブル181を介してスキャン部182に入力される。ライトガイドケーブル181のコネクタ181aがスキャン部182のコネクタ183に接続される。
ファイバ部187の基端は、ライトガイドケーブル189内の光ファイバの先端部と接続されて、ファイバ部187の先端に入射した光は、分光器7に入射される。
スキャン部182は、集光部184において形成された像の光を、例えば渦巻き状にスキャンする。ファイバ部187は、スキャンにより得られた光をライトガイドケーブル189を介して分光器7に出力する。
(変形例10)
上述した実施の形態では、内視鏡画像に対応する領域の温度が測定されているが、本変形例では、得られた内視鏡画像の中の所定の領域の温度を測定する。
内視鏡システム1Iの内視鏡2は、上述した実施の形態の内視鏡と同じであるが、直視型である。内視鏡2の基端部には、ビームスプリッタ3を介して撮像部4が接続され、撮像部4の信号は、PC8へ出力される。ビームスプリッタ3において分岐した光が、撮像部4に出力される。
ビームスプリッタ3を透過した光は、分光器7に向けて出射される。ビームスプリッタ3と分光器7の間には、スリット部191が配設されている。
PC8は、撮像部4からの画像信号と分光器7からの複数の分光放射輝度値の出力信号を受信して、内視鏡画像と温度情報をモニタ8bに表示する。
Claims (14)
- 観察光学系と、
前記観察光学系からの光を、前記被検体からの可視光を含む第1の光と温度測定用の第2の光に分岐する分岐部と、
前記分岐部からの前記第1の光を受けて、前記被検体を撮像する撮像素子と、
前記分岐部からの前記第2の光を受けて、前記被検体の複数の分光放射輝度を測定する分光器と、
前記分光器の前記複数の分光放射輝度を含む出力信号に基づいて前記被検体の温度を算出する温度算出部と、
を有する、温度測定システム。 - 前記分岐部は、前記観察光学系からの光を入射して前記第1の光と前記第2の光に分離するビームスプリッタを有し、
前記撮像素子は、前記ビームスプリッタからの前記第1の光を受光し、
前記分光器は、前記ビームスプリッタからの前記第2の光を受光する、請求項1に記載の温度測定システム。 - 前記観察光学系と前記ビームスプリッタの間に配設され、前記観察光学系で発生した色収差を補正する色収差補正部を有する、請求項1に記載の温度測定システム。
- 前記色収差補正部は、多成分ガラスにより構成されている、請求項3に記載の温度測定システム。
- 前記観察光学系は、石英ガラスの光学部材により構成されている、請求項4に記載の温度測定システム。
- 前記観察光学系における焦点位置を調整する焦点調節用光学系を有し、
前記焦点調節用光学系は、前記分岐部と前記撮像素子の間、又は前記観察光学系と前記分岐部の間に、設けられる、請求項1に記載の温度測定システム。 - 前記撮像素子からの撮像信号から前記被検体の画像を生成する画像生成部を有し、
前記観察光学系、前記分岐部、前記撮像素子及び前記分光器のそれぞれを2つ有し、
前記画像生成部は、前記2つの前記撮像素子で得られた画像から3D画像を生成し、
前記温度算出部は、前記2つの前記分光器により測定された複数の分光放射輝度の値から、前記被検体の温度を算出する、請求項1に記載の温度測定システム。 - 前記観察光学系は、複数の光ファイバを有する光ファイバ束により構成される、請求項1に記載の温度測定システム。
- 前記観察光学系は、複数の光ファイバを有する光ファイバ束を有し、
前記分岐部は、前記光ファイバ束の一部を通る光を前記第1の光として前記撮像素子へ分岐し、かつ前記光ファイバ束の他の一部を通る光を前記第2の光として前記分光器へ分岐する、請求項1に記載の温度測定システム。 - 第1の状態と第2の状態のいずれかに切り替え可能な切り替え器を有し、
前記観察光学系は、複数の光ファイバを有する第1の光ファイバ束と、複数の光ファイバを有する第2の光ファイバ束を有し、
前記第1の光ファイバ束は、前記第1の光を前記撮像素子へ照射し、
前記切り替え器は、前記第2の光ファイバ束の基端側に設けられ、前記第1の状態では、前記第2の光を前記分光器へ出射し、第2の状態では、光源装置からの照明光を前記第2の光ファイバ束の基端部へ出射する、請求項1に記載の温度測定システム。 - 第1の状態と第2の状態のいずれかに切り替え可能な切り替え器と、
基端部が前記切り替え器に接続され、複数の光ファイバを有するプローブと、
を有し、
前記観察光学系は、複数の光ファイバを有する光ファイバ束を有し、
前記第1の光ファイバ束は、前記第1の光を前記撮像素子へ照射し、
前記切り替え器は、前記第1の状態では、前記第2の光を前記分光器へ出射し、第2の状態では、光源装置からの照明光を前記プローブの基端部へ出射し、
前記観察光学系は、内視鏡の挿入部内に配設され、
前記プローブは、前記挿入部に設けられたチャンネル内に配設される、請求項1に記載の温度測定システム。 - 前記分光器は、前記撮像素子により構成される、請求項1に記載の温度測定システム。
- 前記分岐部と前記分光器の間に配置され、貫通スリットを有する遮光部を有する、請求項1に記載の温度測定システム。
- 観察光学系と、
前記観察光学系からの光を、前記被検体からの可視光を含む第1の光と温度測定用の第2の光に分岐する分岐部と、
前記分岐部からの前記第1の光を受けて、前記被検体を撮像する撮像素子と、
を有する、内視鏡。
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