JP3762646B2 - 蛍光観察装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、励起光による蛍光像を得ることができる蛍光観察装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生体からの自家蛍光や生体へ薬物を注入し、その薬物の蛍光を２次元画像として検出し、その蛍光像から、生体組織の変性や癌等の疾患状態を診断する技術がある。
【０００３】
自家蛍光においては、生体組織に光を照射すると、その励起光より長い波長の蛍光が発生する。生体における蛍光物質として、例えばＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンヌクレオチド），ＦＭＨ（フラビンモノヌクレオチド），ピリジンヌクレオチド等がある。最近では、このような、内因物質と、疾患との相互関係が明確になってきた。
【０００４】
また、薬物の蛍光においては、ＨｐＤ（ヘマトポルフィリン），photofrin,ＡＬＡ（δ−amino levulinic acid）が癌への集積性があり、これら薬物を生体内に注入し、それらの蛍光を観察することで、疾患部位の診断が可能となる。
【０００５】
つまり、上記自家蛍光及び薬物による蛍光において、正常部と病変部の蛍光強度及びそのスペクトルが変化する。そこで、蛍光の強度、スペクトルを画像で検出し、分析することで正常部と癌を判別することができる。その判別方法として、本出願人による特願平５−３０４４２９号に示すように、励起光λ0 （例えば３５０ｍｍ〜５００ｍｍの光）のレーザ（例えばエキシマレーザ、クリプトンレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、色素レーザ）を患部に照射する。図９に示すように、例えば４４２ｍｍの励起光λ0 で得られる組織の蛍光は、正常部位ではその強度が強く、病変部では、波長の短い側で正常に比べ弱い。つまり、図中、λ1 ，λ2 と正常と病変で蛍光強度の比率が異なるので、このλ1 ，λ2 の比率を求めることで病変と正常を区別することができる。そこで、蛍光を４８０〜５２０ｎｍの帯域及び６３０ｎｍ以上の帯域の２つのフィルタを通じ、高感度カメラ（イメージインテンシファイア）で撮影し、画像処理装置により、各帯域波長間で差等の画像演算を行い、その値から、疑似カラー表示、例えば正常部は緑、異常部は赤と表示することで、判別している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、蛍光観察装置は、生体組織が正常組織であるか否かを安定して正確に診断するため、内視鏡などを介して被検部位へ照射する励起光が生体組織に対して均一に照射されると共に、この生体組織から発生する蛍光を均一に受光できるか否かが重要である。しかしながら、従来の蛍光観察用の光源からは、常に一定の光量の励起光が出射され、観察対象部位へ照射される。この為、観察対象部位の状況や対象部位までの距離によっては、適切な光量の蛍光が得られず、良好な蛍光観察が得られない場合が発生する可能性がある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、観察対象部位までの距離にかかわらず、常に正確な蛍光強度が得られ、観察対象組織の距離に関係なく、蛍光診断するのに適した蛍光像が得られ、正確な診断ができるようにした蛍光観察装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係る発明の蛍光観察装置は、観察対象部位の蛍光を得るための励起光を発生する蛍光観察用光源手段と、前記蛍光観察用光源手段からの励起光による励起に基づく前記観察対象部位の蛍光を光増幅し、この増幅率の制御が可能な光増幅手段と、前記光増幅手段により増幅された前記観察対象部位の蛍光による観察像を撮像する蛍光観察用撮像手段と、前記蛍光観察用撮像手段の出力より前記観察対象部位の蛍光の強度を表す信号を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて、この出力が所定の大きさになるように前記光増幅手段の増幅率を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の蛍光観察装置は、観察対象部位の蛍光を得るための励起光を発生する蛍光観察用光源手段と、前記励起光により生じた蛍光強度の強い第１の波長の蛍光とこの第１の波長の蛍光強度より弱い蛍光強度の第２の波長の蛍光を分離する分離手段と、前記分離手段で分離された前記第１の波長の蛍光および第２の波長の蛍光を光増幅し、この増幅率の制御が可能な光増幅手段と、前記光増幅手段により増幅された前記観察対象部位の第１の波長の蛍光および第２の波長の蛍光による観察像を撮像する蛍光観察用撮像手段と、前記蛍光観察用撮像手段の出力のうち前記第１の波長の蛍光に基づく出力より前記観察対象部位の蛍光の強度を表す信号を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて、この出力が所定の大きさになるように前記光増幅手段の増幅率を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
更に、請求項３に係る発明の蛍光観察装置は、観察対象部位の蛍光を得るための励起光を発生する蛍光観察用光源手段と、前記励起光により生じた蛍光強度の強い第１の波長の蛍光とこの第１の波長の蛍光強度より弱い蛍光強度の第２の波長の蛍光を分離する分離手段と、前記分離手段により分離された前記観察対象部位の第１の波長の蛍光および第２の波長の蛍光による観察像を撮像する蛍光観察用撮像手段と、前記蛍光観察用撮像手段の出力のうち前記第１の波長の蛍光に基づく出力より前記観察対象部位の蛍光の強度を表す信号を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて、この出力が所定の大きさになるように前記励起光の強度を制御する光量制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
【実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図示の例によって説明する。
組織までの距離に関係なく、診断するのに適した蛍光像が得られる蛍光観察装置の第１実施の形態ないし第３実施の形態を図１ないし図８を参照して順次説明する。これらの実施の形態の背景をまず説明する。
【００１３】
従来の蛍光観察用の光源からは常に一定の光量の励起光が出射され、観察対象部位へ照射される。この為、観察対象部位の状況や対象部位までの距離によっては適切な光量の蛍光が得られず、良好な蛍光観察画像が得られない場合が発生する可能性がある。
【００１４】
図１（ａ）は励起光出射端と対象部位が適切な場合を示し、その時の蛍光強度は図１（ｃ）に示す正常部（実線）、病変部（２点鎖線）のような特性を示す。
【００１５】
図１（ａ）においては図示しない励起用光源からの励起光は、内視鏡４９１のライトガイド４９２で導光され、このライトガイド４９２の先端面からさらにレンズを介して観察対象部位４９３側に出射される。
【００１６】
そして、観察対象部位４９３の組織等で励起光で励起された蛍光は対物レンズ４９４によりイメージガイド４９５の先端面に結像する。ところが、 図１（ｂ）のように励起光出射端と対象部位が接近しすぎると、図１（ｃ）の正常部は点線、病変部は１点鎖線のような特性となり、蛍光強度の一部が飽和してしまい、誤った判断がなされる可能性が高くなる。
【００１７】
つまり、飽和していない場合の蛍光強度の特性と同様な演算処理により正常或いは病変と判断すると、飽和があると、例えば点線で示す正常部の場合には波長λ1 での蛍光強度が飽和のため相対的に小さくなり、波長λ2 の蛍光強度の差が小さくなってしまう。従って、それらの比率から正常或いは病変と判断すると、病変と誤判断されてしまうことになり問題がある。
【００１８】
また、特願平５−３０４４２９のように観察対象部位に応じて、常に適切な光量の励起光を照射しても蛍光強度が適切な値であるかどうかが判らない。
【００１９】
また、体表面に複数の孔を開けて内視鏡や各種医療用器具を体腔内に挿入して手術を行う場合には立体視することにより、術者の操作性を向上させることが考えられるが、蛍光観察の場合にも同様の問題がある。
【００２０】
つまり、手術時には手術台の周辺に各種の医療用器具、装置や複数の術者、助手がいることから、通常観察像と蛍光像のモニタをそれぞれ設けることは作業性を低下させてしまうことから問題がある。
【００２１】
また、複数の術者が協力して手術を行う場合、モニタであると、特定の術者には見易いがその他の多数の人には見づらくなることがしばしばあり、改善されることが望まれる。
【００２２】
距離に無関係に適切な蛍光観察画像を得る蛍光観察装置の第１実施の形態となる蛍光観察内視鏡装置４００は、図２に示すように、体腔内に挿入して疾患部位等の観察部位の通常観察像及び蛍光観察像を得る内視鏡４０１と、この内視鏡４０１に第１アダプタ４０２を介して通常観察用の白色光を供給する通常照明光源４０３及び波長がλ0 （例えば３５０ｍｍ〜５００ｍｍ）の励起光（以下、簡単化のため励起光λ0 と記す）のレーザ（例えばエキシマレーザ、クリプトンレーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、色素レーザ）を供給する蛍光用レーザ装置４０４と、通常照明光源４０３のランプ４０３ａからの白色光により内視鏡４０１で得られた通常観察像を第２アダプタ４０５を介して撮像する通常ＴＶカメラ４０６と、蛍光用レーザ装置４０４からの励起光λ0 により内視鏡４０１で得られた蛍光観察像を第２アダプタ４０５を介して高感度で撮像する蛍光像撮像カメラ４０７と、通常ＴＶカメラ４０６により撮像された通常観察撮像信号を信号処理し通常画像を生成するカメラコントロールユニット（ＣＣＵで略記）４０８と、蛍光像撮像カメラ４０７により撮像された蛍光撮像信号を信号処理し蛍光画像を生成する蛍光画像処理装置４０９と、ＣＣＵ４０８と蛍光画像処理装置４０９からの信号が入力され、画像表示を制御する画像表示制御装置４１０と、この画像表示制御装置４１０により通常観察画像と蛍光画像が表示されるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤで略記）４１１及びモニタ４１２と、この画像表示制御装置４１０を制御する操作を行うためのフットスイッチ４２６と、蛍光画像処理装置４０９からの出力信号により蛍光像撮像カメラ４０７内のイメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．で略記）４２２の光増幅のゲインを制御するＩ．Ｉ．制御手段４２７と、このＩ．Ｉ．制御手段４２７の出力により警報をするり警報手段４２８とを有する。
【００２３】
内視鏡４０１は体腔内等に挿入できるプローブとしての細長の挿入部４０１ａと、この挿入部４０１ａの後端に設けられた太幅の操作部４０１ｂと、この操作部４０１ｂの後端に設けられた接眼部４０１ｃと、操作部４０１ｂから外部に延出されたライトガイドケーブル４０１ｄを有する。
【００２４】
挿入部４０１ａ内には光を伝送する可撓性のファイババンドルで構成されたライトガイド４１５が挿通され、このライトガイド４１５の後端側はライトガイドケーブル４０１ｄ内を挿通され、このライトガイドケーブル４０１ｄの端部に設けたコネクタ４０１ｅは第１アダプタ４０２の光出力部４０２ａに着脱自在で接続される。
【００２５】
第１アダプタ４０２の第１及び第２の光入力部には、通常照明光源４０３の光出力部４０３ｂと蛍光用レーザ装置４０４の光出力部４０４ａとがそれぞれ着脱自在で接続される。
【００２６】
そして第１アダプタ４０２ではドライバ４１３で可動ミラー４１４を駆動することにより通常照明光源４０３のランプ４０３ａからの白色光と蛍光用レーザ装置４０４からの励起光λ0 を切り換え、内視鏡４０１内を挿通されたライトガイド４１５に導光するようになっている。
【００２７】
例えば、図２において、可動ミラー４１４が実線の状態に設定された場合には、ランプ４０３ａの白色光が光出力部４０３ｂ付近のレンズ、可動ミラー４１４での反射、光出力部４０２ａ付近のレンズ４０２ｂを経てライトガイド４１５に導光される。この場合、レーザ装置４０４からの励起光λ0 は可動ミラー４１４で遮光される。
【００２８】
また、可動ミラー４１４が破線で示される位置に設定された場合には、レーザ装置４０４からの励起光λ0 の光がファイバ等の導光部材４０４ｂを介して第２の光入力部から第１アダプタ４０２内に導光され、この励起光λ0 は退避状態の可動ミラーで遮光されることなく、レンズ４０２ｂを経てライトガイド４１５に導光される。この場合、ランプ４０３ａの白色光は可動ミラー４１４で遮光される。
【００２９】
ライトガイド４１５は第１アダプタ４０２を経た光を内視鏡４０１の挿入部４０１ａ先端側の端面に伝送し、さらにレンズを介して先端前方に照射する。照射された光による観察部位からの戻り光は挿入部４０１ａの先端に配置した対物レンズ４１７によりイメージガイド４１６の先端面に観察像（通常観察像あるいは蛍光観察像）を結ぶ。そして、この内視鏡４０１内を挿通された像伝送手段としてのイメージガイド４１６により内視鏡４０１の接眼部４０１ｃ側の端面に伝送される。
【００３０】
接眼部４０１ｃには第２アダプタ４０５が着脱自在に接続されており、第２アダプタ４０５は、ドライバ４１８で可動ミラー４１９を駆動することにより通常観察像と蛍光観察像とを切り換え（通常観察像の場合の可動ミラー４１９の位置は実線、蛍光観察像の場合の可動ミラー４１９の位置は破線）、通常観察像を通常ＴＶカメラ４０６に、蛍光像を蛍光像撮像カメラ４０７に導く。
【００３１】
可動ミラー４１４と４１９はそれぞれドライバ４１３と４１８により同期して駆動され、一方が実線の位置に設定された場合には他方も実線の位置に設定され、他方が破線の位置に設定された場合には他方も破線の位置に設定される。
【００３２】
例えば、可動ミラー４１４と４１９が実線の位置に設定された場合には、通常照明光で照明された観察対象物側からの反射光が内視鏡４０１の観察光学系（つまり対物レンズ４１７、イメージガイド４１６、接眼レンズ）を経て、第２アダプタ４０５内に導光される。
【００３３】
そして、接眼レンズに対向するレンズ４０５ａ、可動ミラー４１９、この可動ミラー４１９で変更された光路上に配置されたレンズ、通常ＴＶカメラ４０６内のレンズ４０６ａを経て、ＣＣＤ４２０に通常観察像が結ばれる。
【００３４】
この通常ＴＶカメラ４０６に内蔵されたＣＣＤ４２０により撮像された通常観察像に対応する通常観察撮像信号はＣＣＵ４０８に伝送される。
【００３５】
一方、可動ミラー４１４と４１９が破線の位置に設定された場合には、レーザ装置４０４の励起光λ0 がライトガイド４１５で伝送され、観察対象物側にはこの励起光λ0 が照射され、この励起光λ0 で励起された蛍光による蛍光像が内視鏡４０１の観察光学系により、第２アダプタ４０５内に導光される。
【００３６】
そして、この導光された蛍光像はレンズ４０５ａ、このレンズ４０５ａに対向するレンズ４０５ｂ、蛍光像撮像カメラ４０７内で、このレンズ４０５ｂに対向する光路上に配置されたレンズ４０７ａ、さらに回転フィルタ４２１を介して、高感度撮像を可能にするＩ．Ｉ．４２２で光増幅された後、ＣＣＤ４２３で撮像される。
【００３７】
このＣＣＤ４２３で撮像された蛍光撮像信号は蛍光画像処理装置４０９に伝送される。
【００３８】
ここで、図１（ｃ）に励起光λ0 を照射した時の蛍光特性を示す。例えば４４２ｍｍの励起光λ0 で得られる組織の蛍光は、正常部位ではその強度が強く、病変部では、波長の短い側で正常に比べ弱い。つまり、図中の波長λ1 ，λ2 と正常と病変で蛍光強度の比率が異なるので、これらの波長λ1 ，λ2 の画像部分の比率を求めることで病変と正常を区別することができる。そのため、回転フィルタ４２１に設けた２つの通過帯域フィルタによりそれぞれλ1 ，λ2 の蛍光像を分離してＣＣＤ４２２で撮像するようになっている。
【００３９】
そして、図２において、可動ミラー４１４、４１９はタイミングコントローラ４２５により同期してドライバ４１３、４１８で駆動され、回転フィルタ４２１を回転駆動するモータ４２４の駆動タイミングもタイミングコントローラ４２５により制御されている。
【００４０】
画像表示制御装置４１０は、フットスイッチ４２６によっても、モニタ４１２と術者のヘッドに装着される術者装着型表示装置となるＨＭＤ４１１に表示される通常画像または蛍光画像の切り換えができるようになっている。
【００４１】
尚、ＨＭＤ４１１は液晶表示デバイスで構成され、シースルー機能も有する。つまり光を透過する表示デバイスに表示するので、術者は眼前の表示により通常画像とか蛍光画像を観察できるし、眼前から視点を移して（つまり液晶表示デバイスを素通しして）、手元側の手術部分等を見ることもできる。
【００４２】
次にこの蛍光観察内視鏡装置４００の作用を説明する。Ｉ．Ｉ．制御手段４２７では、蛍光画像処理装置４０９から蛍光強度の強い波長λ1 の信号が入力される。そして、予め設定された飽和強度よりも少し小さい限界値と、波長λ1 の蛍光強度を比較し、差が大きい時には差が小さくなる様にＩ．Ｉ．４２２のゲインを大きくする様に制御電圧を出力する。
【００４３】
つまり、Ｉ．Ｉ．制御手段４２７の出力によって、Ｉ．Ｉ．４２２のゲインを制御する制御電圧を制御して、結果的にＣＣＤ５５４の出力信号波形に対し、ＡＧＣを行ったように機能させ、蛍光強度の特性が飽和しないで大きな波形レベルとなるようにする。
【００４４】
このように蛍光強度を直接検出して飽和せずに、かつ強い蛍光を得ることにより常に正確な蛍光強度λ1 ，λ2 の比率を求めることができる。蛍光強度λ1 ，λ2 の比率に応じて観察対象部位の蛍光像（疑似カラー表示）と通常観察像をモニタ４１２に表示することにより観察対象部位が正常か病変か判断することができる。
【００４５】
また、蛍光像をＨＭＤ４１１の右眼用に、通常観察像を左眼用に表示しても良い。更に、蛍光像と通常観察像を重畳してＨＭＤ４１１に表示しても良い。
【００４６】
上記実施例においては、波長λ1 における蛍光強度により、Ｉ．Ｉ．４２２のゲインを制御するようにしたが、蛍光強度のピーク値を検出してその時のピーク値が限界値を越えないように、Ｉ．Ｉ．４２２のゲインを制御しても良い。
【００４７】
更に、蛍光強度の平均値を用いても良い。また、波長λ1 を用いる時、スペクトルであっても、ある帯域をもっていても良い。また、Ｉ．Ｉ．４２２のゲインを制御する代わりにＩ．Ｉ．４２２の手前に絞り機構を設けて、この絞り機構の絞りにより、この絞りを通過る蛍光強度を制御しても良い。
【００４８】
また、Ｉ．Ｉ．４２２のゲインを最大にした場合等において、蛍光強度が所定値に達しない時には、その信号レベルで判断を行うと、Ｓ／Ｎが小さいため、誤った判断とか、信頼性の低い判断となる可能性が高くなるので、このような場合には警報手段４２８或いは告知手段により術者に知らせる。そして、術者はこの知らせにより出射端を観察対象部位に近づけて蛍光像を得ることにより、Ｓ／Ｎを大きくでき、病変か正常であるかの判断を行うことのできる蛍光像にできる。
【００４９】
なお、部分的に蛍光強度が所定値に達しない場合にも、警報手段４２８でその旨を知らせるようにしても良い。例えば、図１（ｂ）に示すよりもさらに距離を小さく設定した場合において、励起光を照射する範囲が観察系の観察範囲の一部のみになる場合には、検出される蛍光像は一部においては大きな蛍光強度になるが、残りの部分では蛍光強度が殆ど検出されない部分がでてくる。
【００５０】
このような状態は、例えばＣＣＤ４２３で得られた蛍光像における周辺側の蛍光強度の分布を、ＣＣＤ４２３の出力信号に対して（蛍光画像処理装置４０９で）調べることにより、判断或いは識別できる。そして、このような場合にも、警報手段４２８で、（例えば蛍光像の一部しか観察できない状態であることとか、さらに距離を大きく設定すべき旨を）知らせるようにしても良い。
【００５１】
警報手段４２８としては音声（ブザーでも可）、ランプの点灯、操作部の振動等によるフィードバック、モニタ４１２への表示等の何れでも良い。
【００５２】
また、ＨＭＤ４１１に視線検出手段を設けておき、視線を変えることにより、蛍光像と通常観察像を切り換えて観察できるようにしても良い。
【００５３】
この蛍光観察内視鏡装置４００によれば、以下の効果がある。
【００５４】
蛍光強度を直接検出してＩ．Ｉ．４２２のゲインを制御することにより、観察対象部位の状況にかかわらず常に適切な蛍光強度の比率を求めて正確な診断が可能になる。例えば、図１（ｂ）の様な拡大観察時にもＩ．Ｉ．４２２のゲインを下げて飽和が生じないように制御するので、正確な診断ができる。
【００５５】
比率を求める波長λ1 により制御することで、確実に求める比率の飽和を防止できる。更に、Ｓ／Ｎを低下させることなく、良好な蛍光画像が得られる。
【００５６】
ＨＭＤ４１１に表示することにより、術者が姿勢を変えても常に蛍光像と通常観察像を見ることができ、病変部を見逃す可能性を低くできる。
【００５７】
また、ＨＭＤ４１１を複数設けることにより、複数の術者がいても、全員が常に良好な画像を得ることができる。つまり、姿勢を変えたり位置を変えても、その姿勢とか位置に影響されないで、全員が常に良好な画像を観察できる。
【００５８】
なお、助手がいる場合にもＨＭＤ４１１をそれぞれ装着するようにすれば、術者及び助手全員が常に良好な画像を観察できる。
【００５９】
また、ＨＭＤ４１１のシースルー機能を利用すれば、内視鏡や処置具の操作が容易に行え、術者の人数を削減することができる。
【００６０】
なお、例えば画像表示制御装置４１０の出力部にワイヤレスの映像信号送信部を設け、一方、ＨＭＤ４１１に映像信号受信部及び映像信号再生回路と電源とを設け、ＨＭＤ４１１を装着する人はワイヤレスで通常画像とか蛍光画像を観察できるようにしても良い。
【００６１】
この場合には画像表示制御装置４１０とコードを接続する必要がないので、さらに操作性または作業性を向上できる。
【００６２】
なお、図２では図示してないが、内視鏡４０１に処置具を挿通できるチャンネルを設け、必要に応じて、このチャンネルを通じた処置具で治療等のための処置を行うようにしても良い。この場合には蛍光像を観察しながらチャンネルを通した処置具で治療等のための処置を行うことができる。
【００６３】
図３は第１実施の形態の変形例における画像表示制御系部分の構成を示す。図２におけるＣＣＵ４０８及び蛍光画像処理装置４０９の出力信号は画像切換手段４６６に入力されると共に、画像合成装置４６７に入力される。
【００６４】
画像合成装置４６７は、入力される２つの画像を重畳等して１つの合成画像にして画像切換手段４６６に出力する。
【００６５】
画像切換手段４６６には選択スイッチ４６８が接続され、この選択スイッチ４６８の操作によって画像表示手段側に出力される画像を切り換えたり、表示モードを選択設定できる。その他の構成は図２と同じ構成である。
【００６６】
この変形例では例えば選択スイッチ４６８の操作により、ＨＭＤ４１１に対しては例えば蛍光像をＨＭＤ４１１の右眼側に、通常観察像を左眼側に表示するように出力することができる。また、画像合成装置４６７の出力画像をＨＭＤ４１１に出力することも選択できる。
【００６７】
更にモニタ４１２に対し通常画像または蛍光画像を出力するように切り換え制御することもできる。その他の作用及び効果は図２と同様である。
【００６８】
図４は距離に関係なく、診断に適した良好な蛍光像が得られる第２実施形態の蛍光観察内視鏡装置４４０の構成を示す。第２実施形態は第１実施形態とほとんど同じ構成であるので、異なる構成のみ説明し、同一構成要素には同じ符号をつけ説明は省略する。
【００６９】
図４に示す蛍光観察内視鏡装置４４０は、図２において、第２アダプタ４０５と蛍光像撮像カメラ４０７との間（例えばレンズ４０５ａとレンズ４０７ａの間）に蛍光像を分離するビームスプリッタ４４１を設け、ビームスプリッタ４４１により分離された蛍光像の蛍光光量の一部を蛍光光量検出装置４４２で検出することで、検出された蛍光光量に基づいて画像表示制御装置４１０で表示画像を制御するように構成される。
【００７０】
蛍光光量検出装置４４２は、図５に示すように、ダイクロックミラー４４５により蛍光像を２つの波長帯域λ1 ，λ2 に分割し、高感度フォトダイオード（ＡＰＤ）４４６，４４７で２つの波長帯域λ1 ，λ2 の各々の蛍光光量をサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）４４８、４４９でサンプリングされた波長帯域λ1 ，λ2 の各々の蛍光光量を演算回路４５０で演算し、病変部を示す蛍光光量であるかどうかを判断することで、タイミングコントローラ４２５及び画像表示制御装置４１０を制御するようになっている。
【００７１】
蛍光光量検出装置４４２は、病変部を示す蛍光光量が検出されない場合は、タイミングコントローラ４２５に対して、通常観察光源４０３の白色光の照射時間を長く、蛍光用レーザ装置４０４からの励起光の照射時間を短くするように制御する。この結果、病変部がない場合には十分な明るさを有した観察画像を得ることができ、内視鏡４０１の挿入手技等が容易になる。
【００７２】
また、病変部を示す蛍光光量が検出された場合は、タイミングコントローラ４２５に対して、通常観察光源４０３からの白色光の照射時間を短く、蛍光用レーザ装置４０４からの励起光の照射時間を長くするように制御する。この結果、病変部がある場合には十分な明るさを有した蛍光画像を得ることができ、病変部の診断等が容易になる。
【００７３】
また、本実施の形態ではＣＣＵ４０８からの通常画像信号を光量制御手段４２９に入力し、レーザ装置４０４から出射される励起光源の強度を制御する。
【００７４】
光量制御手段４２９では通常画像信号から輝度信号を取り出し、その輝度レベルに応じて励起光となるレーザ光を制御する。通常画像の輝度信号のレベルにより観察対象部位との距離や状況等が類推できることを用いて蛍光強度も適切な強度範囲となるように制御する。
【００７５】
また、通常画像信号のレベルが所望の範囲に入っている部位を検出してその部位の蛍光強度により、レーザ光を制御しても良い。
【００７６】
または、調光する観察対象部位を指定する入力手段を設けても良く、この入力手段を備えた第２実施形態の変形例の蛍光観察内視鏡装置の構成を図６に示す。
【００７７】
通常ＴＶカメラ４０６に内蔵されたＣＣＤ４２０の出力信号はクロック成分が除去された後に、ローパスフィルタ（ＬＰＦと略記）４５１を通して積分される。このＬＰＦ４５１を通った信号はＡＧＣ回路４５２、プロセス回路４５３で処理され、ＮＴＳＣ信号になる。
【００７８】
その後、画像表示制御装置４１０により、所望の表示手段（例えばモニタ４１２，ＨＭＤ４１１）に表示される。一方、ＬＰＦ４５１の出力は調光信号発生回路４５３に入力され、通常照明光源４０３の絞り制御回路４６１により、絞りモータ４６２の駆動電圧が生成され、絞り羽根４６３を制御することで通常照明光の光量を制御する。
【００７９】
ここで、一画面の全体の平均測光とせずに、特定の部位の輝度信号レベルにより、蛍光光量を制御する様にする。ＬＰＦ４５１の出力を特定の部位に対応するタイミングにてサンプルホールド回路（Ｓ／Ｈと略記）４５４でサンプル・ホールドし、その時の出力れべるが所定の値よりも大きければ、同じタイミングで蛍光光量検出装置４４２を動作させて、Ｉ．Ｉ．制御手段４２２のゲインを制御する。
【００８０】
そうすることにより、通常観察像と蛍光観察像とも適切な像が得られる。また、Ｓ／Ｈ４５４の出力が所定の値よりも小さい時にはタイミングを切り換えて適切な蛍光像が得られるようにする。
【００８１】
一方、術者が特に関心のある領域の蛍光像をより良い条件で観察したい場合には、外部入力手段４５７によりタイミングを設定しても良い。
【００８２】
この実施の形態によれば、常に通常観察像と蛍光観察像が良好な状態で観察可能である効果を有する。
【００８３】
次に距離に関係なく診断に適した蛍光像が得られる第３実施の形態を説明する。図７では術者が立体視内視鏡４７１と各種処置具４７０を用いて腹腔内外科手術を行う様子を示し、図８はその立体視内視鏡４７１の光学系の構成を示す。
【００８４】
図８に示すように、本実施の形態における立体視内視鏡４７１は、左眼用及び右眼用の２つの光学系を有する硬性の立体視内視鏡であり、細長の挿入部４７２の基端部に２つの接眼部４７３ａ，４７３ｂが連設されている。この接眼部４７３ａ，４７３ｂには、アダプタ４７４ａ，４７４ｂが接続され、それぞれ図示しないＴＶカメラが接続されて立体視内視鏡４７１で得られた被写体の通常観察像及び蛍光観察像を撮像できるようになっている。
【００８５】
前記立体視内視鏡４７１は、挿入部４７２の基端部の両側方よりそれぞれ略Ｌ字状の接眼部４７３ａ，４７３ｂが延出した形状となっている。この接眼部４７３ａ，４７３ｂに接続されるアダプタ４７４ａ，４７４ｂには、それぞれＣＣＵ（図示しないが便宜上ＣＣＵ−Ａ及びＣＣＵ−Ｂと記す）に接続されるＴＶカメラ（例えば図２の通常ＴＶカメラ４０６と蛍光像撮像カメラ４０７に相当）がそれぞれ取り付けられるようになっている。
【００８６】
ＣＣＵ−Ａ（及びＣＣＵ−Ｂ）は、図２のＣＣＵ４０８と蛍光画像処理装置４０９の機能を有し、ＣＣＵ−Ａ及びＣＣＵ−Ｂは前記立体視内視鏡４７１で得られた視差のある通常観察像及び蛍光観察像を立体視可能に表示するための図示しない立体視表示装置に接続され、この立体視表示装置にＨＭＤ４１１が接続されている。
【００８７】
そして、立体視表示装置によって、例えば２つのＴＶカメラでそれぞれ撮像した画像を交互に左右別々にＨＭＤ４１１に表示し、それらを左右の眼で観察することによって、立体感のある被写体の通常観察像と蛍光観察像とを観察することができる。
【００８８】
また、図８に示すように、立体視内視鏡４７１の挿入部４７２の先端部には、被写体像を結像する２つの対物光学系４８０ａ，４８０ｂが設けられており、対物光学系４８０ａ，４８０ｂの後方には、それぞれ被写体像を伝達するリレー光学系４８１ａ，４８１ｂが配設されている。
【００８９】
リレー光学系４８１ａ，４８１ｂの後端側、すなわち挿入部４７２の基端部から接眼部４７３ａ，４７３ｂにかけては、光軸をそれぞれ９０度反射するプリズム４８２，４８３及び４８４，４８５が設けられており、プリズム４８４，４８５の後方の接眼部４７３ａ，４７３ｂ内には、それぞれ接眼光学系４８６ａ，４８６ｂが配設され、接眼部４７３ａ，４７３ｂより撮像あるいは肉眼観察等が可能になっている。なお、図中の矢印は、像の方向を示している。
【００９０】
なお、図示しないが、立体視内視鏡４７１には照明光学系が配設されており、図示しない光源装置からの照明光及び励起光を先端部まで伝達し、被写体へ照射するようになっている。
【００９１】
また、アダプタ４７４ａ，４７４ｂは、例えば図２の第２アダプタ４０５と同様の構成であり、蛍光観察の方法は全く同様に行われる。
【００９２】
前記接眼光学系の一方（つまり４８６ａ）には、光学系の倍率を調整する移動可能な可動レンズ４８７ａを含むズーム光学系４８７が設けられている。
【００９３】
そして、立体視を行う際に、接眼光学系４８６ａに設けられたズーム光学系４８７によって２つの光学系の倍率が等しくなるように倍率の調整を行う。すなわち、ズーム光学系４８７において可動レンズ４８７ａを前後に移動させることにより、光学系の倍率を変化させ、２つの光学系の倍率を一致させる。これにより、良好な立体感のある観察画像が得られる。
【００９４】
このように、２つの光学系の少なくとも一方にズーム光学系を設けることにより、光学系の倍率を変化させて立体視観察像における左右の像の倍率を一致させることができ、良好な立体視を行うことが可能となるようにしている。
【００９５】
以上のように構成された立体視内視鏡４７１では、視差のある２つの対物光学系４８０ａ，４８０ｂで被写体像を結像し、これらの被写体像をリレー光学系４８１ａ，４８１ｂ、及び接眼光学系４８６ａ，４８６ｂによって後端部の接眼部４７３ａ，４７３ｂまで伝達し、接眼部４７３ａ，４７３ｂよりアダプタ４７４ａ，４７４ｂを介して接続されるＴＶカメラによって撮像を行う。
【００９６】
接眼部４７３ａ，４７３ｂにＴＶカメラを接続して撮像する場合には、撮像されたそれぞれの被写体像の画像信号をＣＣＵ−Ａ，ＣＣＵ−Ｂで信号処理し、立体視表示装置を介してＨＭＤ４１１に表示し、通常観察像と蛍光観察像の立体視ができる。
【００９７】
この実施の形態の効果としては各種処置具４７０と組み合わせて処置を行うことにより、蛍光観察時にも容易に処置が行える。また、蛍光像を観察しながら行う場合、誤って患部以外の正常組織を傷つけてしまうことを殆ど解消できる。
【００９８】
なお、図２ないし図８の実施の形態では通常ＴＶカメラ４０６のＣＣＤ４２０を白色光に基づいて撮像するとしたが、このＣＣＤ４２０は入射面にカラーモザイクフィルタを設けることでカラー画像を撮像するＣＣＤとすることができる。また、白色光をＲ，Ｇ，Ｂに分離するカラーフィルタを設けることでカラー画像を撮像する通常ＴＶカメラとしても良いし、通常照明光源４３６からＲ，Ｇ，Ｂの照明光を順次供給するようにし、この供給タイミングに同期させることでカラー画像を撮像する通常ＴＶカメラとしても良い。
【００９９】
『付記』
（１） 励起光を生体組織の観察対象部位へ照射して前記励起光による蛍光像を観察する蛍光観察装置において、
前記励起光を発生する光源と、
観察対象部位における蛍光を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力が所定量となるように制御する制御手段と、
を備えた蛍光観察装置。
【０１００】
この付記（１）の蛍光観察装置は励起光を生体組織へ照射することにより蛍光が発せられ、制御手段によりその蛍光量が常に所望の蛍光量に設定されるようにしてあるので、生体組織までの距離にかかわらず、正確な診断ができる。
【０１０１】
（２） 生体組織の観察対象部位の通常照明光による通常観察像と、励起光による蛍光像を観察する蛍光観察装置において、
前記通常照明光を発生する通常光源と、
前記励起光を発生する励起光源と、
前記蛍光像の蛍光量を検出し、励起光源の光量または蛍光像検出手段を制御する制御手段と、
を備えた蛍光観察装置。
【０１０２】
この付記（２）の蛍光観察装置は付記（１）の他に通常照明光で生体組織を照明するようにしてあるので、付記（１）の効果の他に通常観察像も得られる。また、通常観察像と蛍光像との位置関係が容易に把握できる。
【０１０３】
（３） 付記（１）または（２）において、制御手段は蛍光像検出用高感度カメラの増幅度を制御する。
【０１０４】
付記（１）または（２）において、高感度カメラの増幅度を制御することにより、蛍光量が制御される。
【０１０５】
（４） 付記（１）または（２）において、制御手段は蛍光像検出用高感度カメラの入射側に設けられ、蛍光光線を絞る絞り装置を制御する。
【０１０６】
付記（１）または（２）において、絞り装置の絞り量を制御することにより、蛍光量が制御される。
【０１０７】
（５） 付記（１）において、検出手段は蛍光の特定の波長の強度を検出する。
【０１０８】
付記（１）において、特定の蛍光波長が検出され、この値に基づいて制御される。
【０１０９】
（６） 付記（１）において、検出手段は蛍光の特定の複数波長の強度の比を検出する。
【０１１０】
付記（１）において、特定の複数の蛍光波長が検出され、この値に基づいて制御される。
【０１１１】
（７） 付記（１）において、蛍光観察装置は体腔内に挿入される挿入部を有し、励起光を伝送するライトガイド手段と、蛍光を伝送するイメージガイド手段とからなるプローブである。
【０１１２】
体腔内の生体組織の蛍光画像が得られる。
【０１１３】
（８） 付記（２）において、蛍光観察装置は体腔内に挿入される挿入部を有し、通常照明光と励起光を伝送する手段と、通常観察像と蛍光像を伝送する手段とからなる内視鏡である。
【０１１４】
体腔内の生体組織の蛍光画像と通常観察画像が得られる。
【０１１５】
（９） 付記（８）において、内視鏡はチャンネルを有する。
【０１１６】
蛍光像を観察しながらチャンネルを通した処置具にて処置ができる。
【０１１７】
（１０） 付記（１）において、蛍光像を術者装着型表示装置に表示する表示手段を有する。
【０１１８】
常に術者の眼前に蛍光像を表示でき、術者の姿勢等にかかわらず、常に良好な蛍光像を観察できる。
【０１１９】
（１１） 付記（１０）において、前記表示装置を用いて蛍光像を３次元観察可能に表示した。
【０１２０】
立体的に蛍光像が表示される。
【０１２１】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、観察対象部位までの距離にかかわらず、常に正確な蛍光強度が得られ、観察対象組織の距離に関係なく、蛍光診断するのに適した蛍光像が得られ、正確な診断ができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 対象部位までの距離により撮像された蛍光強度の一部が飽和することを示す説明図
【図２】 本発明の第１実施の形態を示す蛍光観察装置の構成図、
【図３】 図２の蛍光観察装置の変形例における画像表示制御系の構成を示すブロック図、
【図４】 本発明の第２実施の形態を示す蛍光観察装置の構成図、
【図５】 図４における蛍光光量検出装置の構成を示すブロック図、
【図６】 第２実施の形態の変形例の構成を示す構成図、
【図７】 術者が手術する様子を示す説明図、
【図８】 本発明の第３実施の形態を示す立体視内視鏡の構成を示す構成図、
【図９】 蛍光内視鏡装置により励起光を照射したときの体腔内組織の蛍光特性を示す特性図、
【符号の説明】
４０４……………蛍光用レーザ装置
４０７……………蛍光像撮像カメラ
４０９……………蛍光画像処理装置
４１０……………画像表示制御装置
４２２……………イメージインテンシファイア
４２７……………イメージインテンシファイア制御装置
４２３……………ＣＣＤ

Claims (3)

1. 観察対象部位の蛍光を得るための励起光を発生する蛍光観察用光源手段と、
   前記蛍光観察用光源手段からの励起光による励起に基づく前記観察対象部位の蛍光を光増幅し、この増幅率の制御が可能な光増幅手段と、
   前記光増幅手段により増幅された前記観察対象部位の蛍光による観察像を撮像する蛍光観察用撮像手段と、
   前記蛍光観察用撮像手段の出力より前記観察対象部位の蛍光の強度を表す信号を検出する検出手段と、
   前記検出手段の出力に基づいて、この出力が所定の大きさになるように前記光増幅手段の増幅率を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする蛍光観察装置。
2. 観察対象部位の蛍光を得るための励起光を発生する蛍光観察用光源手段と、
   前記励起光により生じた蛍光強度の強い第１の波長の蛍光とこの第１の波長の蛍光強度より弱い蛍光強度の第２の波長の蛍光を分離する分離手段と、
   前記分離手段で分離された前記第１の波長の蛍光および第２の波長の蛍光を光増幅し、この増幅率の制御が可能な光増幅手段と、
   前記光増幅手段により増幅された前記観察対象部位の第１の波長の蛍光および第２の波長の蛍光による観察像を撮像する蛍光観察用撮像手段と、
   前記蛍光観察用撮像手段の出力のうち前記第１の波長の蛍光に基づく出力より前記観察対象部位の蛍光の強度を表す信号を検出する検出手段と、
   前記検出手段の出力に基づいて、この出力が所定の大きさになるように前記光増幅手段の増幅率を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする蛍光観察装置。
3. 観察対象部位の蛍光を得るための励起光を発生する蛍光観察用光源手段と、
   前記励起光により生じた蛍光強度の強い第１の波長の蛍光とこの第１の波長の蛍光強度より弱い蛍光強度の第２の波長の蛍光を分離する分離手段と、
   前記分離手段により分離された前記観察対象部位の第１の波長の蛍光および第２の波長の蛍光による観察像を撮像する蛍光観察用撮像手段と、
   前記蛍光観察用撮像手段の出力のうち前記第１の波長の蛍光に基づく出力より前記観察対象部位の蛍光の強度を表す信号を検出する検出手段と、
   前記検出手段の出力に基づいて、この出力が所定の大きさになるように前記励起光の強度を制御する光量制御手段と、
   を備えたことを特徴とする蛍光観察装置。

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