JP2810716B2

JP2810716B2 - 蛍光観察用内視鏡

Info

Publication number: JP2810716B2
Application number: JP1234332A
Authority: JP
Inventors: 一成中村; 明雄中田; 誠稲葉; 正博川嶋; 康一郎石原; 和幸南; 栄一布施; 正明林
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1989-09-08
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH0397440A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、蛍光剤を含有する被検査対象に励起光を照
射し、この被検査対象での反射光を除去して、被検査対
象からの蛍光を検知する蛍光観察用内視鏡に関する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、
体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネ
ル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内
視鏡が広く利用されている。

また、電荷結合素子（CCD）等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子内視鏡も種々提案されている。

ところで、最近、蛍光を利用して内視鏡で腫瘍部を発
見する診断技術が提案されている。例えば、腫瘍に集積
性を持つモノクローナル抗体に蛍光剤を標識（化学的に
接合）して生体に投与（静注，腔内散布）し、生体にレ
ーザ光等による励起光を照射する。腫瘍に集まった蛍光
標識モノクローナル抗体に励起光が照射されると、抗体
（＝腫瘍部）から蛍光が発せられる。この蛍光を検知す
ることにより、腫瘍を発見する。蛍光剤は、その種類に
よって励起光の波長が決まっており、その波長光を含む
光をあててやることにより、蛍光を発する。

しかしながら、蛍光剤が発する蛍光は極微弱な光であ
り、そのため、患部を内視鏡により肉眼で観察しながら
蛍光を見るということは難しかった。

そこで、従来、蛍光観察を行う場合には、例えば特開
昭61−122421号公報に示されるように励起光源としてレ
ーザ光源を用いたり、あるいは通常観察用の光源を用い
る場合には所望の励起波長域を得るための干渉フィルタ
を用い、受光側では、励起光の生体での反射光をカット
するためのシャープカットフィルタを必要としていた。
従って、装置の構成が複雑になっていた。また、面順次
式の電子内視鏡等では、通常観察と蛍光観察とを行う場
合には、挿入部先端部にある固体撮像素子の受光面に励
起光をカットするフィルタ（蛍光剤としてフルオレスチ
ンを用いた場合495nm以下をカット）を挿入することが
できない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡
単な構成で、励起光の被検査対象での反射光の影響を除
去でき、蛍光を明確に検知可能な蛍光観察用内視鏡を提
供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］本発明による蛍光観察用内視鏡は、被検査対象に対し
て少なくとも励起光を照射する照明手段と、前記励起光
により励起した前記被検査対象を撮像可能な撮像手段
と、前記励起光を照射する照射期間と前記励起光の照射
を停止する照射停止期間とを繰り返すよう前記照明手段
を制御する照明光制御回路と、前記照明停止期間中に撮
像するための蛍光画像撮像用の駆動信号を前記撮像手段
に対して出力する駆動回路と、前記蛍光画像撮像用の駆
動信号に基づき前記撮像手段にて撮像された信号を処理
する画像処理手段と、前記画像処理手段からの出力信号
に基づいて前記被検査対象の蛍光画像を表示可能な表示
手段とを有することを特徴とするものである。

［作用］本発明では、照明手段により被検査対象に対して励起
光を照射し、その励起光により励起した被検査対象を、
撮像手段により撮像可能にすると共に、励起光を照射す
る照射期間と励起光の照射を停止する照射停止期間とを
繰り返すよう照明光制御回路によって前記照明手段を制
御する。そして、駆動回路により前記照射停止期間中に
撮像するための蛍光画像撮像用の駆動信号を、前記撮像
手段に対して出力し、この信号に基づいて前記撮像手段
にて撮像された信号を画像処理手段で処理し、この画像
処理手段からの出力信号に基づいて前記被検査対象の蛍
光画像を表示手段にて表示する。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図ないし第４図は本発明の一実施例に係り、第１
図は内視鏡装置の構成を示すブロック図、第２図は内視
鏡装置の全体を示す側面図、第３図は回転フィルタの各
フィルタの透過波長領域を示す特性図、第４図は照明光
とCCDの動作を示すタイミングチャートである。

本実施例の内視鏡装置は、第２図に示すように、電子
内視鏡１を備えている。この電子内視鏡１は、細長で例
えば可撓性の挿入部２を有し、この挿入部２の後端に太
径の操作部３が連設されている。前記操作部３の後端部
からは側方に可撓性のユニバーサルコード４が延設さ
れ、このユニバーサルコード４の端部にコネクタ５が設
けられている。前記電子内視鏡１は、前記コネクタ５を
介して、光源装置及び信号処理回路が内蔵されたビデオ
プロセッサ６に接続されるようになっている。さらに、
前記ビデオプロセッサ６には、モニタ７が接続されるよ
うになっている。

前記挿入部２の先端側には、硬性の先端部９及びこの
先端部９に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部10が順次
設けられている。また、前記操作部３に設けられた湾曲
操作ノブ11を回動操作することによって、前記湾曲部10
を左右方向あるいは上下方向に湾曲できるようになって
いる。また、前記操作部３には、前記挿入部２内に設け
られた処置具チャンネルに連通する挿入口12が設けられ
ている。

第１図に示すように、電子内視鏡１の挿入部２内に
は、照明光を伝達するライトガイド14が挿通されてい
る。このライトガイド14の先端面は、挿入部２の先端部
９に配置され、この先端部９から照明光を出射できるよ
うになっている。また、前記ライトガイド14の入射端側
は、ユニバーサルコード４内を挿通されてコネクタ５に
接続されている。また、前記先端部９には、対物レンズ
系15が設けられ、この対物レンズ系15が結像位置に、固
体撮像素子、例えばCCD16が配設されている。前記CCD16
には、信号線26,27が接続され、これら信号線26,27は、
前記挿入部２及びユニバーサルコード４内を挿通されて
前記コネクタ５に接続されている。

一方、ビデオプロセッサ６内には、パルス点灯装置22
に接続されたランプ21が設けられている。前記パルス点
灯装置22は、クロックドライバ24からのタイミングに基
づいて、前記ランプ21をパルス点灯またはフラッシュ点
灯させると共に、各パルス光またはフラッシュ光の光量
を変えることができるようになっている。前記ランプ21
の前方には、モータ23によって回転駆動される回転フィ
ルタ30が配設されている。この回転フィルタ30には、赤
（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各波長領域の光を透過す
るフィルタが、周方向に沿って配列されている。この回
転フィルタ30の各フィルタの透過特性を第３図に示す。

また、前記モータ23は、モータドライバ25によって回
転が制御されて駆動されるようになっている。

前記回転フィルタ30を透過し、R,G,Bの各波長領域の
光に時系列的に分離された光は、前記ライトガイド14の
入射端に入射され、このライトガイド14を介して先端部
９に導かれ、この先端部９から出射されて、観察部位を
照明するようになっている。

この照明光によって照明された観察部位からの光は、
対物レンズ系15によって、CCD16上に結像され、光電変
換されるようになっている。このCCD16には、前記信号
線26を介して、前記ビデオプロセッサ６内のドライバ回
路31からの駆動パルスが印加され、この駆動パルスによ
って読み出し，転送が行われるようになっている。この
CCD16から読み出された映像信号は、前記信号線27を介
して、前記ビデオプロセッサ６内または電子内視鏡１内
に設けられたプリアンプ32に入力されるようになってい
る。このプリアンプ32で増幅された映像信号は、プロセ
ス回路33に入力され、γ補正及びホワイトバランス等の
信号処理を施され、A/Dコンバータ34によって、デジタ
ル信号に変換されるようになっている。通常観察時に
は、このデジタルの映像信号は、セレクト回路35によっ
て、例えば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色に対応
するメモリ（１）36a,メモリ（２）36b,メモリ（３）36
cに選択的に記憶されるようになっている。前記メモリ
（１）36a,メモリ（２）36b,メモリ（３）36cは、同時
に読み出され、D/Aコンバータ37によって、アナログ信
号に変換され、R,G,B色信号として出力されると共に、
エンコーダ38に入力され、このエンコーダ38からNTSCコ
ンポジット信号として出力されるようになっている。

そして、前記R,G,B色信号または、NTSCコンポジット
信号が、カラーモニタ７に入力され、このカラーモニタ
７によって、観察部位がカラー表示されるようになって
いる。また、本実施例では、蛍光画像を記憶するメモリ
（４）36dが設けられ、このメモリ（４）36dには、蛍光
観察時における所定のタイミングで、前記セレクト回路
35を介してA/Dコンバータ34からの信号が記憶されるよ
うになっている。

また、ビデオプロセッサ６内には、システム全体のタ
イミングを作るタイミングジェネレータ42が設けられ、
このタイミングジェネレータ42によって、モータドライ
バ25,ドライバ回路31,クロックドライバ24等の各回路間
の同期が取られている。

また、前記ビデオプロセッサ６内には、タイミングジ
ェネレータ28,ドライバ回路，クロックドライバ24の各
動作を切換える切換え手段29が設けられている。

次に、本実施例の作用について説明する。

通常観察時は、ランプ21を、回転フィルタ30の各フィ
ルタが照明光路中に介装されるタイミングでパルス点灯
させるか、または連続発光させる。すると、第４図
（ａ）に示すように、回転フィルタ30で時系列的にB,G,
Rに分離された光が被写体に照射される。この場合、CCD
16は第４図（ａ）に示すように、各照明光照射中に露光
し信号電荷を蓄積し、各照明光の照射停止期間中に信号
電荷を転送し、信号が読み出される。

次に、蛍光観察時について説明する。腫瘍に集積性を
持つモノクローナル抗体に蛍光剤を標識（化学的に接
合）して生体に投与（静注，腔内散布）すると、蛍光標
識モノクローナル抗体が腫瘍に集まる。本実施例では、
蛍光剤として、例えば、略Ｂの波長領域の光を吸収して
励起しＧまたはＲの波長領域の蛍光を発すると共に、蛍
光寿命の長いものを用いる。このように蛍光寿命の長い
蛍光剤としては、ベンゼン，ナフタリン，フェナントレ
ン，トリフェニレン,1−クロロナフタリン,1−ブロモナ
フタリン,1−ヨードナフタリン等がある。尚、寿命の長
い蛍光を、特に遅延蛍光またはりん光と呼ぶこともあ
る。このような蛍光剤を含有する被検部位を、電子内視
鏡１によって観察して蛍光を検出する場合は、切換え手
段29によってクロックドライバ24の動作を切換え、第４
図（ｂ）に示すように、ランプ21を、回転フィルタ30の
Ｂフィルタが照明光路中に介装される期間の初期にフラ
ッシュ点灯させると共に、Ｇ及びＲが照明光路中に介装
される期間はその全期間点灯させる。また、前記フラッ
シュ点灯時の光量は、Ｇ及びＲの期間中の光量よりも大
きくする。

また、前記切換え手段39によってドライバ回路31の動
作を切換え、第４図（ｃ）に示すように、Ｂのフラッシ
ュ光が照射されている期間、信号電荷を蓄積し、このフ
ラッシュ光の照射終了と同時にその信号電荷を伝送し，
高速で読み出す。この読み出された信号は、Ｂ画像に対
応している。この転送終了後、または転送と並行して、
Ｇ照明光が照射される前に、再び信号電荷を蓄積する。
このときは、Ｂフラッシュ光の被検部位での反射光はな
く、Ｂフラッシュ光によって励起された蛍光剤が発する
遅延蛍光またはりん光のみがCCD16によって受光され
る。そして、Ｇ照明光が照射される前にその信号電荷を
伝送し，高速で読み出す。この読み出された信号は、蛍
光剤が発する遅延蛍光またはりん光のみの画像に対応し
ている。また、切換え手段39によってタイミングジェネ
レータ28を介してセレクト回路35の動作が切換えられ
て、フラッシュ光によるＢ画像はメモリ（３）36cに記
憶され、遅延蛍光またはりん光のみの画像はメモリ
（４）36dに記憶される。Ｇ及びＲに関しては、通常観
察時と同様に、照明光照射中に信号電荷を蓄積し、照明
光の照射停止期間中に信号電荷を転送し、通常の速度で
読み出す。そして、読み出された信号は、それぞれG,B
に対応するメモリ（２）36b,メモリ（１）36aに記憶さ
れる。そして、メモリ36a〜36cに記憶された各画像によ
って、被検部位のカラー画像が構成される。前記メモリ
（３）36dに記憶された蛍光画像は、必要に応じて、前
記被検部位のカラー画像に合成したり、単独で処理した
りする。

また、CCD16として電子シャッタ機能付きのCCDを用い
ても良い。この電子シャッタ機能付きのCCDは、例え
ば、光電変換を行う受光部と、この受光部に隣接して設
けられ、受光部に蓄積された電荷を垂直方向に転送する
垂直転送部（蓄積部）と、受光部から垂直転送部に移さ
れた電荷を画像信号として読み出す水平転送部と、受光
部から垂直転送部に移された不要電荷を吸収する電荷吸
収ドレインとを備えている。そして、このCCDは、シャ
ッタOFF期間中に受光部に蓄積された電荷は、シャッタO
FF期間終了と同時に垂直転送部に転送し、更に電荷吸収
ドレインに転送して掃き捨て、シャッタON期間中に受光
部に蓄積された電荷は、垂直転送部から水平転送部へ転
送し、信号電荷として読み出すように動作する。この電
子シャッタ機能付きのCCDを用いる場合は、第４図
（ｄ）に示すように、Ｒ照明光の照射終了からＢフラッ
シュ光の照射終了までは、シャッタOFF状態としてフラ
ッシュ光によるＢ画像は取り込まないようにし、Ｂフラ
ッシュ光の照射終了と同時にシャッタON状態として、遅
延蛍光またはりん光のみの画像を取り込む。Ｇ及びＲに
関しては、それぞれ照明光照射中シャッタON状態とす
る。このようにして、遅延蛍光またはりん光のみの画像
を得ることができる。

このように本実施例によれば、特殊な光源や受光側の
シャープカットフィルタが不要な簡単な構成で、励起光
の被検査対象での反射光の影響を除去でき、蛍光を明確
に検知できる。また、簡単に通常観察画像と蛍光画像と
を切換えることができる。

尚、本発明は上記実施例に限定されず、例えば、同時
式で撮像する場合にも適用することができる。すなわ
ち、蛍光剤の励起光を含むフラッシュ光を被検部位を照
射し、このフラッシュ光の照射終了後に固体撮像素子の
露光を開始すれば、遅延蛍光またはりん光のみの画像を
得ることができる。

また、本発明は、ファイバスコープ等肉眼観察が可能
な内視鏡の接眼部に、あるいは、前記接眼部と交換し
て、テレビカメラを接続して使用する内視鏡装置にも適
用することができる。

［発明の効果］以上説明したように本発明によれば、蛍光剤を含有す
る被検査対象に励起光を間欠的に照射し、この間欠的な
照明光の照射が終了した後に撮像手段の露光を開始させ
ることによって、簡単な構成で、励起光の被検査対象で
の反射光の影響を除去でき、蛍光を明確に検知できると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例に係り、第１図
は内視鏡装置の構成を示すブロック図、第２図は内視鏡
装置の全体を示す側面図、第３図は回転フィルタの各フ
ィルタの透過波長領域を示す特性図、第４図は照明光と
CCDの動作を示すタイミングチャートである。１……電子内視鏡、16……CCD 21……ランプ、22……パルス点灯装置 28……タイミングジェネレータ 30……回転フィルタ、31……ドライバ回路 39……切換え手段

フロントページの続き (72)発明者川嶋正博東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者石原康一郎東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者南和幸東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者布施栄一東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (72)発明者林正明東京都渋谷区幡ケ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献特開昭63−122421（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−154638（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−252134（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 1/00,5/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査対象に対して少なくとも励起光を照
射する照明手段と、前記励起光により励起した前記被検査対象を撮像可能な
撮像手段と、前記励起光を照射する照射期間と、前記励起光の照射を
停止する照射停止期間とを繰り返すよう前記照明手段を
制御する照明光制御回路と、前記照明停止期間中に撮像するための蛍光画像撮像用の
駆動信号を前記撮像手段に対して出力する駆動回路と、前記蛍光画像撮像用の駆動信号に基づき、前記撮像手段
にて撮像された信号を処理する画像処理手段と、前記画像処理手段からの出力信号に基づいて、前記被検
査対象の蛍光画像を表示可能な表示手段と、を有することを特徴とする蛍光観察用内視鏡。