JP4091306B2 - 蛍光診断用補助装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体から発せられる自家蛍光に基づき、術者による診断用の情報を取得する蛍光診断用補助装置に、関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、生体組織に対して紫外光(励起光)が照射されると、この生体組織は励起されて蛍光(自家蛍光)を発することが、知られている。さらに、腫瘍等の病変が生じた生体組織が発する自家蛍光は、正常な生体組織が発する蛍光とは異なる性質を有することが、知られている。特に、病変が生じた組織からの自家蛍光における緑色帯域の成分の強度は、正常な組織からのものよりも小さくなっている。但し、病変が生じた組織からの自家蛍光における赤色帯域の成分の強度は、正常な組織からのものと、同程度である。従って、病変が生じた組織からの自家蛍光の緑色帯域の強度と赤色帯域の強度との比は、正常な組織からのものよりも小さくなっている。
【0003】
そこで、診断のために有用な情報(診断用情報)として、自家蛍光の緑色帯域の強度と赤色帯域の強度との比を測定し、術者に提供する蛍光診断用システムが、開発されてきている。図10は、励起光及び測定対象の光の特性を示すグラフである。この図10のグラフの横軸は光の波長を示し、縦軸はその強度を示している。励起光は、波長λeに強度のピークを有する紫外光である。この波長λeは、例えば、λe=365nmに設定されている。但し、可視帯域における短波長側の光が、励起光として利用されることもある。そして、自家蛍光における波長λ1を中心とする第1の波長帯域,及び,波長λ2を中心とする第2の波長帯域が、夫々測定の対象となる。これら波長λ1及び波長λ2は、例えば、緑色帯域及び赤色帯域中に夫々設定されている。なお、λ1<λ2である。
【0004】
上記の蛍光診断用システムは、プローブ及び蛍光診断用補助装置を備えている。プローブは、励起光を導く多数の照射用光ファイバと、蛍光を導く多数の検出用光ファイバとが、束ねられて構成されている。具体的には、両光ファイバは、その先端側では複合バンドルとして束ねられており、基端側では、照射用光ファイバのみの照射用バンドルと、検出用光ファイバのみの検出用バンドルとして、個別に束ねられている。そして、プローブは、その基端側に設けられたコネクタを介して、蛍光診断用補助装置に着脱可能に連結される。
【0005】
蛍光診断用補助装置は、励起光を射出する励起光源部,及び生体からの光を検出する検出部を備えている。そして、この蛍光診断用補助装置にプローブが連結された状態で、励起光源部から射出された励起光は、プローブの照射用バンドルにその基端面から入射し、検出用バンドルに導かれてその基端面から射出された光は、検出部により検出される。
【0006】
通常、このプローブは、その先端側が内視鏡の鉗子チャネル内へ引き通されて、使用される。即ち、術者は、内視鏡の先端からプローブを突出させた状態で、この内視鏡の先端を被検体に対向させる。そして、術者は、プローブの先端を、被検体に当接させる。
【0007】
この状態において、照射用バンドルに導かれた励起光は、複合バンドルを経て、プローブの先端から被検体へ射出される。すると、被検体は、励起光を照射されて、自家蛍光を発する。このため、この自家蛍光が、被検体表面で反射された励起光とともに、プローブにその先端から入射する。このプローブの複合バンドルにおける各検出用光ファイバに入射した光(検出光)は、検出用バンドルの基端面から射出されて、検出部によって検出される。
【0008】
そして、この検出光の緑色帯域の強度と赤色帯域の強度との比が、キャラクタやグラフとしてモニタに表示される。なお、この強度の比は、内視鏡により取得された被検体のカラー画像とともに、モニタに表示される。術者は、強度の比が大きければ、当該被検体が正常であると判断し、強度の比が小さければ、当該被検体に病変が生じていると判断する。
【0009】
なお、プローブは、その用途に応じて各種製造されている。例えば、気管支用として小径のプローブが製造され、大腸用として大径のプローブが製造されている。術者は、観察対象に適合したプローブを選択し、蛍光診断用補助装置に連結して使用する。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、あるプローブに対する励起光の入射及び検出光の検出の効率を最適化するように蛍光診断用補助装置が設計されると、径の異なる他のプローブに対する励起光の入射及び検出光の検出の効率が低くなってしまう。即ち、従来の蛍光診断用補助装置では、どのプローブに対しても効率よく励起光を入射させるとともに効率よく検出光を検出することが、不可能であった。
【0011】
そこで、どのプローブが連結されたとしても、当該プローブに対応させた高精度の測定が可能な蛍光診断用補助装置を提供することを、本発明の課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明による蛍光診断用補助装置は、上記課題を解決するために、以下のような構成を採用した。
【0013】
即ち、本発明による蛍光診断用補助装置の第1の態様は、第1のファイババンドル及び第2のファイババンドルを有するプローブが着脱可能に連結される蛍光診断用補助装置であって、生体を励起して蛍光を放出させるための励起光を射出する励起光源と、前記励起光源から射出された励起光を集光して前記プローブの前記第1のファイババンドルの基端に入射させる励起光集光レンズと、前記励起光集光レンズを前記第1のファイババンドルに近接又は離反させる第1の移動機構と、前記プローブの前記第1のファイババンドルに導かれてその先端から射出された励起光が被検体に照射された場合に該被検体から発せられて前記第2のファイババンドルに導かれる蛍光を検出する検出部と、前記第1の移動機構を制御して前記検出部が取得する蛍光の強度が最大となるように前記励起光集光レンズを移動させる制御部とを、備えたことを特徴とする。
【0014】
このように構成されると、連結されたプローブにおける第1のファイババンドルに対して最も効率よく励起光が入射するように、励起光集光レンズが設定される。従って、プローブの第1のファイババンドルの先端から、充分な強度の励起光が射出される。このため、複数種のプローブのうちのどのプローブが連結されたとしても、当該プローブに対して高効率で励起光が入射する。
【0015】
また、本発明による蛍光診断用補助装置の第2の態様は、第1のファイババンドル及び第2のファイババンドルを有するプローブが着脱可能に連結される蛍光診断用補助装置であって、生体を励起して蛍光を放出させるための励起光を射出して前記プローブの前記第1のファイババンドルの基端に入射させる励起光源部と、前記プローブの前記第1のファイババンドルに導かれてその先端から射出された励起光が被検体に照射された場合に該被検体から発せられて前記第2のファイババンドルに導かれてその基端から射出される蛍光の光路上に配置された蛍光集光レンズと、前記蛍光集光レンズを前記第2のファイババンドルに近接又は離反させる移動機構と、前記蛍光集光レンズから射出された蛍光の強度を検出する検出器と、前記移動機構を制御して前記検出器が検出する蛍光の強度が最大となるように前記蛍光集光レンズを移動させる制御部とを、備えたことを特徴とする。
【0016】
このように構成されると、連結されたプローブにおける第2のファイババンドルに導かれた蛍光を、最も効率よく検出するように、蛍光集光レンズが設定される。従って、蛍光の検出の精度が向上する。このため、複数種のプローブのうちのどのプローブが連結されたとしても、当該プローブに導かれた蛍光は、最も効率よく検出される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。図1は、本実施形態の蛍光観察用システムを模式的に示す概略構成図である。この蛍光観察用システムは、電子内視鏡(以下、内視鏡と略記)1,光源プロセッサ装置2,プローブP,蛍光診断用補助装置(以下、診断用補助装置と略記)3,及びモニタ4を、備えている。
【0018】
<内視鏡>
まず、内視鏡1について、説明する。この内視鏡1は、生体内に挿入される可撓管状の挿入部を、有している。但し、図1には、この内視鏡1の詳細な形状は、図示されていない。この挿入部の先端には湾曲部が組み込まれており、この湾曲部の先端には、硬質部材製の先端部が固定されている。また、挿入部の基端には操作部が連結されている。この操作部には、湾曲部を湾曲操作するためのダイヤル及び各種操作スイッチが、設けられている。
【0019】
この内視鏡1の先端部には、少なくとも3つの貫通孔が穿たれており、そのうちの一対の貫通孔には、配光レンズ11及び対物レンズ12が夫々填め込まれている。他の1つの貫通孔は、鉗子孔13として利用される。具体的には、この鉗子孔13と操作部に開けられた開口(基端側の鉗子孔14)とを結ぶチューブが、内視鏡1内を引き通されており、このチューブを通じて両鉗子孔13,14の間に形成される管が、鉗子チャネルとして利用される。
【0020】
さらに、内視鏡1は、ライトガイド15を、有している。このライトガイド15は、光ファイバが多数束ねられてなるファイババンドルである。そして、このライトガイド15は、その先端面が配光レンズ11に対向した状態で、内視鏡1内を引き通され、その基端が、光源プロセッサ装置2内に引き通されている。
【0021】
さらに、内視鏡1は、CCDエリアセンサからなる撮像素子16を、有している。この撮像素子16の撮像面は、内視鏡1の先端部が被検体に対向配置されたときに対物レンズ12が当該被検体像を結ぶ位置の近傍に、配置されている。そして、撮像素子16は、被検体像に基づく画像データを取得して、信号線17へ出力する。
【0022】
<光源プロセッサ装置>
次に、光源プロセッサ装置2について説明する。この光源プロセッサ装置2は、互いに接続されたシステムコントローラ21及びタイミングジェネレータ22を、備えている。システムコントローラ21は、光源プロセッサ装置2全体を制御するコントローラである。タイミングジェネレータ22は、各種基準信号を生成する回路であり、光源プロセッサ装置2における各種処理は、この基準信号に従って進行する。
【0023】
さらに、光源プロセッサ装置2は、白色光源23,及び集光レンズ24を、備えている。白色光源23は、白色光を平行光として射出する。集光レンズ24は、白色光源23により射出された白色光の光路上に配置されており、この白色光をライトガイド15の基端面上に収束させる。
【0024】
これら集光レンズ24及びライトガイド15間の光路上には、ホイール25が、挿入されている。このホイール25は、円板状の外形を有し、その外周に沿ったリング状の領域に3つの開口が設けられている。これら各開口には、入射した光のうちの赤色帯域のみを透過させるRフィルタ,緑色帯域のみを透過させるGフィルタ,及び青色帯域のみを透過させるBフィルタが、夫々嵌め込まれている。
【0025】
このホイール25の中心は、モータ25Mの出力軸に対して固定されている。このモータ25Mは、タイミングジェネレータ22に接続されている。そして、モータ25Mは、タイミングジェネレータ22からの基準信号に従って、ホイール25のRフィルタ,Gフィルタ,及びBフィルタを、集光レンズ24及びライトガイド15間の光路中に、順次、繰り返して挿入させるように、当該ホイール25を回転させる。
【0026】
すると、ライトガイド15の基端面には、赤色光(R光),緑色光(G光),及び青色光(B光)が、順次繰り返して入射する。入射したR光,G光,及びB光は、ライトガイド15に導かれ、配光レンズ11により拡散されて、内視鏡1の先端に対向した被検体を照明する。すると、撮像素子16の撮像面には、被検体のR光による像,G光による像,及びB光による像が、順次形成される。そして、この撮像素子16は、被検体のR光による像,G光による像,及びB光による像を、夫々、画像信号に夫々変換し信号線17へ順次出力する。
【0027】
さらに、光源プロセッサ装置2は、タイミングジェネレータ22に夫々接続された1つの前段処理部26,3つのメモリ27R,27G,27B,及び3つの後段処理部28R,28G,28Bを、備えている。前段処理部26は、信号線17に接続され、撮像素子16から出力された画像信号を順次取得して、信号処理及びA/D変換することにより、デジタル画像データとして出力する。この前段処理部26には、各メモリ27R,27G,27Bが、夫々接続されている。そして、タイミングジェネレータ22から各メモリ27R,27G,27Bに入力される基準信号に従って、R光照射時に前段処理部26から出力されたデジタル画像データはR画像データとしてメモリ27Rに、G光照射時に前段処理部26から出力されたデジタル画像データはG画像データとしてメモリ27Gに、B光照射時に前段処理部26から出力されたデジタル画像データはB画像データとしてメモリ27Bに、夫々格納される。
【0028】
これら各メモリ27R,27G,27Bには、各後段処理部28R,28G,28Bが、夫々接続されている。そして、各後段処理部28R,28G,28Bは、夫々、各メモリ27R,27G,27Bに格納されたR画像データ,G画像データ,及びB画像データを順次読み出して、信号処理及びD/A変換することにより、アナログ画像信号であるR画像信号,G画像信号,及びB画像信号を出力する。出力されたR画像信号,G画像信号,及びB画像信号は、タイミングジェネレータ22から出力された同期信号(Sync)とともに、一組の映像信号として、図示せぬ映像出力端子へ出力される。
【0029】
モニタ4は、この映像出力端子に接続されており、出力された映像信号を取得して、画面表示する。即ち、モニタ4には、被検体のカラー映像が動画表示される。なお、システムコントローラ21は、各後段処理部28R,28G,28Bに夫々接続されており、後述の如く診断用補助装置3から出力された診断用情報を、映像信号に含ませる。このため、モニタ4には、診断用情報がスーパーインポーズされた状態の映像が、表示される。この診断用情報については、後述する。
【0030】
<プローブ>
次に、プローブPについて説明する。図2は、プローブPの構成を示す模式図である。このプローブPは、生体組織を励起して自家蛍光を放出させるための励起光を導く第1の光ファイバF1,及び,生体組織からの光を導くための第2の光ファイバF2を、いずれも多数備えている。
【0031】
そして、両光ファイバF1,F2はその先端から過半の領域において、複合バンドルとして束ねられている。この複合バンドル及びそれを被覆するチューブが、複合部P0を構成している。
【0032】
図3は、複合部P0の横断面図である。チューブTは、可撓性を有する細管状の部材であり、内視鏡1の鉗子チャネルに挿通可能な外径を、有している。そして、このチューブT内に、両光ファイバF1,F2が充填されている。具体的には、チューブTの中心軸周辺の領域に、第2の光ファイバF2が充填され、その外側に第1の光ファイバF1が充填されている。
【0033】
図2に示されるように、第1の光ファイバF1は、その基端側において、第1の分岐バンドルとして束ねられている。この第1の分岐バンドルは、可撓性を有する管状部材である第1の分岐チューブ(図示せず)に被覆されている。これら第1の分岐バンドル及び第1の分岐チューブが、第1の分岐部P1を構成している。
【0034】
同様に、第2の光ファイバF2は、その基端側において、第2の分岐バンドルとして束ねられている。この第2の分岐バンドルは、可撓性を有する管状部材である第2の分岐チューブ(図示せず)に被覆されている。これら第2の分岐バンドル及び第2の分岐チューブが、第2の分岐部P2を構成している。
【0035】
なお、図4に模式的に示されるように、プローブPの基端側には、コネクタPTが設けられている。このプローブPの両分岐部P1,P2の基端は、夫々、このコネクタPT内に固定されている。そして、プローブPは、そのコネクタPTにより、診断用補助装置3に対して着脱可能に連結される。なお、プローブPが診断用補助装置3に連結された状態で、両分岐部P1,P2の分岐バンドルの基端面は、診断用補助装置3内に露出した状態になっている。このプローブPは、上記のように診断用補助装置3に連結された状態で、使用される。
【0036】
実際には、このプローブPは、観察対象となる部位に応じて複数種用意されている。例えば、気管支用として細径のプローブPが用意されており、大腸用として大径のプローブPが用意されている。なお、このプローブPの径が大きければ、両分岐部P1,P2のファイババンドルの径も大きくなっている。そして、術者は、観察対象の部位に応じてプローブPを選択し、当該プローブPを診断用補助装置3に連結して使用する。
【0037】
なお、術者は、観察のためにプローブPを使用するときまで、その先端にキャップCを被せて、当該先端を保護しておく。図5は、このキャップCの縦断面図である。このキャップCは、肉厚の円筒の一方の開口が円板で塞がれたのと同等の形状を有している。このキャップCの内径は、プローブPの先端の外径と略一致しており、キャップC内にプローブPの先端を嵌合させることができる。
【0038】
このキャップCの内側の底面は、蛍光塗料が塗布された蛍光面CMになっている。この蛍光面CMは、励起光を照射されると、健康な生体組織からの自家蛍光と略同等の特性を有する蛍光を、発する。
【0039】
<診断用補助装置>
次に、診断用補助装置3について説明する。図4に示されるように、この診断用補助装置3は、励起光源E,第1の正レンズ31,第1の移動機構31S,及び第1のドライバ回路31Dを、備えている。励起光源Eは、波長λe(図10)に強度のピークを有する所定帯域の紫外光である励起光を、平行光として射出する。なお、励起光源E,第1の正レンズ31,及び第1の移動機構31Sは、励起光源部に相当する。
【0040】
第1の移動機構31Sは、第1の正レンズ31を固定する台座,この台座を第1の正レンズ31の光軸方向へスライドさせるボールネジ,このボールネジを駆動するモータを、備えている。第1のドライバ回路31Dは、第1の移動機構31Sのモータに接続されている。そして、このドライバ回路31Dは、移動機構31Sのモータに駆動電流を供給することにより、第1の正レンズ31をその光軸方向へ移動させる。なお、第1の正レンズ31は、励起光源Eから射出された励起光の光路上において光軸方向へ移動する。また、診断用補助装置3にプローブPが連結された状態において、プローブPの第1の分岐部P1の中心軸は、第1の正レンズ31の光軸と一致している。
【0041】
なお、第1の移動機構31Sは、一対の位置検出器D1,D2を有する。第1の位置検出器D1は、第1の正レンズ31がその移動範囲において最も第1の分岐部P1に近接したときに、その旨を検出する。第2の位置検出器D2は、第1の正レンズ31がその移動範囲において最も励起光源Eに近接したときに、その旨を検出する。
【0042】
第1の正レンズ31は、励起光集光レンズとして、励起光源Eから平行光として射出された励起光を集光し、収束光として射出する。この第1の正レンズ31から収束光として射出された励起光は、第1の分岐部P1の各光ファイバに、その基端面から入射する。入射した励起光は、これら各光ファイバF1に導かれて、複合部P0の先端面から射出される。
【0043】
この複合部P0の先端が、図5に示された如くキャップCと嵌合した状態において、キャップC内の蛍光面CMは、複合部P0の先端面から射出された励起光を照射される。すると、蛍光面CMからは、蛍光が発せられる。なお、励起光の一部は、蛍光面CMで反射される。このため、反射された励起光及び発せられた蛍光の一部が、複合部P0の先端面へ向かう。そして、これら励起光及び蛍光のうち、第2の光ファイバF2に入射したものは、これら第2の光ファイバF2に導かれて、第2の分岐バンドルの基端面から射出される。
【0044】
さらに、診断用補助装置3は、第2の正レンズ32,第2の移動機構32S,及び第2のドライバ回路32Dを、備えている。第2の移動機構32Sは、第2の正レンズ32を固定する台座,この台座を第2の正レンズ32の光軸方向へスライドさせるボールネジ,このボールネジを駆動するモータを、備えている。第2のドライバ回路32Dは、第2の移動機構32Sのモータに接続されている。そして、このドライバ回路32Dは、移動機構32Sのモータに駆動電流を供給することにより、第2の正レンズ32をその光軸方向へ移動させる。なお、診断用補助装置3にプローブPが連結された状態において、第2の正レンズ32は、その光軸がプローブPの第2の分岐部P2の中心軸と一致しており、当該中心軸方向へ移動する。
【0045】
なお、第2の移動機構32Sは、一対の位置検出器D3,D4を有する。第3の位置検出器D3は、第2の正レンズ32がその移動範囲において最も第2の分岐部P2から離反したときに、その旨を検出する。第4の位置検出器D4は、第2の正レンズ32がその移動範囲において最も第2の分岐部P2に近接したときに、その旨を検出する。
【0046】
そして、第2の正レンズ32は、蛍光集光レンズとして、第2の分岐部P2における分岐バンドルの基端面から拡散光として射出された光(検出光)を、平行光又は平行光に近い収束光若しくは拡散光に変換して射出する。
【0047】
さらに、診断用補助装置3は、励起光カットフィルタ33,ビームスプリッタBS,ミラーM,バンドパス・フィルタ34a,34b,及び検出器Da,Dbを、備えている。なお、検出器Db,並びに,上記の第2の正レンズ32及び第2の移動機構32Sは、検出部に相当する。
【0048】
励起光カットフィルタ33及びビームスプリッタBSは、第2の正レンズ32から射出された検出光の光路上に、順に配置されている。励起光カットフィルタ33は、入射した検出光のうちの励起光の成分を遮断するとともに蛍光の成分を透過させる。従って、励起光カットフィルタ33からは、蛍光のみが射出される。そして、ビームスプリッタBSは、この蛍光の一部を透過させるとともに一部を反射させる。
【0049】
ビームスプリッタBSを透過した蛍光は、ミラーMにより反射される。反射された蛍光の光路上には、第1のフィルタ34a,及び第1の検出器Daが、順に配置されている。第1のフィルタ34aは、入射した光のうちの緑色帯域(第1の波長帯域)の成分のみを透過させるとともに他の成分を遮断する。従って、入射した自家蛍光のうち、緑色帯域の成分のみが抽出される。そして、第1の検出器Daは、抽出された緑色帯域の成分の強度に対応した電気信号を出力する。
【0050】
一方、ビームスプリッタBSにより反射された蛍光の光路上には、第2のフィルタ34b,及び第2の検出器Dbが、順に配置されている。第2のフィルタ34bは、入射した光のうちの赤色帯域(第2の波長帯域)の成分のみを透過させるとともに他の成分を遮断する。従って、入射した自家蛍光のうち、赤色帯域の成分のみが抽出される。そして、第2の検出器Dbは、抽出された赤色帯域の成分の強度に対応した電気信号を出力する。
【0051】
さらに、診断用補助装置3は、増幅器35a,35b,フィルタ回路36a,36b,A/D変換器37a,37b,及び演算器38を、備えている。第1の増幅器35aは、第1の検出器Daに接続されており、該検出器Daから出力された信号を、所定の増幅率で増幅して出力する。第1のフィルタ回路36aは、第1の増幅器35aに接続されており、該増幅器35aから出力された信号を取得し、ノイズの成分を除去して出力する。第1のA/D変換器37aは、第1のフィルタ回路36aに接続されており、該フィルタ回路36aから出力されたアナログ信号を、デジタル信号に変換して、第1の強度データとして出力する。この第1の強度データは、蛍光における緑色帯域の強度を示すデータである。
【0052】
一方、第2の増幅器35bは、第2の検出器Dbに接続されており、該検出器Dbから出力された信号を、所定の増幅率で増幅して出力する。第2のフィルタ回路36bは、第2の増幅器35bに接続されており、該増幅器35bから出力された信号を取得し、ノイズの成分を除去して出力する。第2のA/D変換器37bは、第2のフィルタ回路36bに接続されており、該フィルタ回路36bから出力されたアナログ信号を、デジタル信号に変換して、第2の強度データとして出力する。この第2の強度データは、蛍光における赤色帯域の強度を示すデータである。
【0053】
演算器38は、両A/D変換器37a,37bに夫々接続されており、これら変換器37a,37bから夫々出力された第1の強度データ及び第2の強度データの比を算出して、強度比データとして出力する。なお、この演算器38は、光源プロセッサ装置2のシステムコントローラ21に接続されている。そして、システムコントローラ21は、演算器38から出力された強度比データを、取得する。
【0054】
さらに、診断用補助装置3は、第2のA/D変換器37b及び両ドライバ回路31D,32Dに夫々接続された制御部39を、備えている。この制御部39は、第2のA/D変換器37bから出力された第2の強度データを監視しつつ、両ドライバ回路31D,32Dを夫々制御して、第1の正レンズ31及び第2の正レンズ32を順に移動させることにより、以下に説明する事前調整を実行する。
【0055】
<事前調整>
実際の観察に先立って、術者は、プローブPの先端にキャップCを被せたままで、事前調整を実行する。この事前調整は、診断用補助装置3に連結されたプローブPに対応させて、励起光の入射及び検出光の検出の効率を最適化させるために、なされる。
【0056】
なお、光源プロセッサ装置2のシステムコントローラ21には、スイッチSWが接続されている。術者は、このスイッチSWを操作することにより、事前調整を開始させることができる。このスイッチSWは、フットスイッチであってもよく、光源プロセッサ装置2のフロントパネルに設けられたフロントパネルスイッチ,又は内視鏡1の操作部に設けられた操作スイッチであってもよい。さらに、このスイッチSWは、診断用補助装置3に対するプローブPの連結を検出するマイクロスイッチであってもよい。
【0057】
このスイッチSWが操作されると、光源プロセッサ装置2のシステムコントローラ21は、診断用補助装置3の制御部39に対して、事前調整の実行を指示する。この指示がなされると、制御部39は、第2のA/Dコンバータ37bから出力される第2の強度データを監視しつつ、第1の正レンズ31の調整及び第2の正レンズ32の調整を、順に実行する。
【0058】
以下、図6のフローチャートを参照してこの事前調整について詳述する。この図6フローチャートの処理は、制御部39が、システムコントローラ21から事前調整の指示を受けることにより、開始する。
【0059】
最初のS1では、制御部39は、両ドライバ回路31D,32Dを夫々制御して両移動機構31S,32Sを駆動することにより、第1の正レンズ31をその初期位置へ移動させるとともに第2の正レンズ32をその初期位置へ移動させる。
【0060】
図7は、第1の正レンズ31の移動を示す説明図である。この第1の正レンズ31は、図4に示された第1のドライバ回路31D及び第1の移動機構31Sに駆動されて、その光軸方向における所定の移動範囲を移動する。なお、制御部39は、第1の正レンズ31がその移動範囲において最も第1の分岐部P1に近接した場合に、位置検出器D1からの出力信号に基づいてその旨を検知することができ、第1の正レンズ31がその移動範囲において最も第1の分岐部P1から離反した場合に、位置検出器D2からの出力信号に基づいてその旨を検知することができる。この第1の正レンズ31の初期位置は、該正レンズ31がその移動範囲において第1の分岐部P1に最も近接したときの位置である。図7の(A)は、初期位置にある第1の正レンズ31を、模式的に示している。
【0061】
図8は、第2の正レンズ32の移動を示す説明図である。この第2の正レンズ32は、図4に示された第2のドライバ回路32D及び第2の移動機構32Sに駆動されて、その光軸方向における所定の移動範囲を移動する。なお、制御部39は、第2の正レンズ32がその移動範囲において最も第2の分岐部P2から離反した場合に、位置検出器D3からの出力信号に基づいてその旨を検知することができ、第2の正レンズ32がその移動範囲において最も第2の分岐部P2に近接した場合に、位置検出器D4からの出力信号に基づいてその旨を検知することができる。この第2の正レンズ32の初期位置は、該第2の正レンズ32がその移動範囲において第2の分岐部P2から最も離反したときの位置である。図8の(A)は、初期位置にある第2の正レンズ32を、模式的に示している。
【0062】
次のS2では、制御部39は、第2のA/D変換器37bから出力される第2の強度データを監視しつつ、第1のドライバ回路31Dを制御して第1の正レンズ31を、第1の分岐部P1から離反させてゆく。なお、制御部39は、図示せぬRAMを有しており、そのRAMに、第1の正レンズ31の位置と第2の強度データとを関連づけた情報を記憶してゆく。そして、第1の正レンズ31が、その移動範囲における第1の分岐部P1から最も離反した位置に達すると、制御部39は、この正レンズ31を停止させる。
【0063】
次のS3では、制御部39は、第2の強度データの最大値に関連づけられた第1の正レンズ31の位置を、特定する。即ち、制御部39は、そのRAMに記憶された第1の正レンズ31と第2の強度データとを関連づけた情報を読み出し、第2の強度データが最大となる第1の正レンズ31の位置を特定する。
【0064】
次のS4では、制御部39は、S3において特定された位置へ、第1の正レンズ31を移動させる。図7の(B)は、特定された位置へ移動した状態の第1の正レンズ31を、模式的に示している。この図7の(B)の状態において、第1の分岐部P1のファイババンドルに対する励起光の入射の効率が最適化される。
【0065】
次のS5では、制御部39は、第2のA/D変換器37bから出力される第2の強度データを監視しつつ、第2のドライバ回路32Dを制御して第2の正レンズ32を、第2の分岐部P2に近接させてゆく。なお、制御部39は、そのRAMに、第2の正レンズ32の位置と第2の強度データとを関連づけた情報を記憶してゆく。そして、第2の正レンズ32が、その移動範囲における第2の分岐部P2に最も近接した位置に達すると、制御部39は、この正レンズ32を停止させる。
【0066】
次のS6では、制御部39は、第2の強度データの最大値に関連づけられた第2の正レンズ32の位置を、特定する。即ち、制御部39は、そのRAMに記憶された第2の正レンズ32と第2の強度データとを関連づけた情報を読み出し、第2の強度データが最大となる第2の正レンズ32の位置を特定する。
【0067】
次のS7では、制御部39は、S6において特定された位置へ、第2の正レンズ32を移動させる。図8の(B)は、特定された位置へ移動した状態の第2の正レンズ32を、模式的に示している。この図8の(B)の状態において、第2の検出器32による検出光の検出の効率が、最適化される。
【0068】
<実施形態の動作>
まず、術者は、観察の対象となる生体内の部位に対応させて、プローブPを選択し、診断用補助装置3に連結する。そして、術者は、プローブPの先端にキャップCを被せた状態で、上記の事前調整を実行することにより、選択したプローブPに対する励起光の入射及び検出光の検出の効率を、夫々最適化する。
【0069】
この事前調整後、術者は、プローブPの先端からキャップCを取り外し、このプローブPの先端を内視鏡1の鉗子チャネルに挿通して鉗子孔13から突出させた後、実際の観察を開始する。まず、術者は、内視鏡1の挿入部を生体内に挿入し、その先端を生体内の所望の部位に対向させる。すると、モニタ4には、図9に示されるように、被検体のカラー映像40が表示される。そして、術者は、このカラー映像40を見ながら、内視鏡1の先端を移動させてゆくことにより、生体内を観察する。
【0070】
この観察を通じて、病変が生じた疑いのある組織が発見された場合に、診断用補助装置3を用いた診断がなされる。具体的には、術者は、プローブPの先端を、病変が生じた疑いのある組織に当接させる。このプローブPが当接した状態において、当該組織は、プローブPの先端から射出された励起光により励起されて、自家蛍光を発する。この自家蛍光及び励起光の一部が、検出光としてプローブPに入射し、診断用補助装置3は、この検出光から自家蛍光を抽出して分析する。分析の結果、診断用補助装置3の演算器38から、強度比データが出力される。そして、光源プロセッサ装置2のシステムコントローラ21は、出力された強度比データを取得し、該強度比データが示す値を百分率で示したキャラクタデータを作成するとともに、この強度比データを表すグラフ(イメージデータ)を作成する。これらキャラクタデータ及びグラフは、診断用情報と総称される。
【0071】
そして、システムコントローラ21は、図1に示された各後段処理部28R,28G,28Bを制御して、各メモリ27R,27G,27Bから読み出された画像データに診断用情報を含めた画像データを、出力させる。すると、図9に示されるように、モニタ4には、自家蛍光の緑色帯域と赤色帯域との強度比を示すキャラクタデータ41及びグラフ42が、夫々表示される。この図9に示された例では、自家蛍光の緑色帯域と赤色帯域との強度比は、百分率で「50%」と表示されている。術者は、これらキャラクタデータ41及びグラフ42を参照して、当該組織に実際に病変が生じているのか否かを、診断する。
【0072】
上述のように、診断用補助装置3は、連結されたプローブPに対応させて、励起光の入射及び検出光の検出の効率を最適化する。従って、この診断用補助装置3は、どのプローブPが連結された場合にも、当該プローブPに対して、高効率で励起光を入射させるとともに高効率で検出光を検出することができる。
【0073】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の蛍光診断用補助装置は、複数種のプローブのうちのどのプローブが連結されたとしても、当該プローブに対応させて測定を実行するため、測定の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の蛍光診断用システムを模式的に示す概略構成図
【図2】 プローブの構成を示す模式図
【図3】 プローブにおける複合部の横断面図
【図4】 本発明の一実施形態の蛍光診断用補助装置を模式的に示す構成図
【図5】 キャップの縦断面図
【図6】 事前調整の処理を示すフローチャート
【図7】 第1の正レンズの調整を示す説明図
【図8】 第2の正レンズの調整を示す説明図
【図9】 被検体像及び診断用情報を含んだ表示例を示す模式図
【図10】 励起光及び測定対象の光の特性を示すグラフ
【符号の説明】
1 電子内視鏡
2 光源プロセッサ装置
3 診断用補助装置
31 第1の正レンズ
31D 第1のドライバ回路
31S 第1の移動機構
32 第2の正レンズ
32D 第2のドライバ回路
32S 第2の移動機構
39 制御部
E 励起光源
Da,Db 検出器
D1〜D4 位置検出器
P プローブ
F1 第1の光ファイバ
F2 第2の光ファイバ
Claims (3)
- 第1のファイババンドル及び第2のファイババンドルを有するプローブが着脱可能に連結される蛍光診断用補助装置であって、
生体を励起して蛍光を放出させるための励起光を射出する励起光源と、
前記励起光源から射出された励起光を集光して前記プローブの前記第1のファイババンドルの基端に入射させる励起光集光レンズと、
前記励起光集光レンズを、前記第1のファイババンドルに近接又は離反させる移動機構と、
前記プローブの前記第1のファイババンドルによって導かれてその先端から射出された励起光が被検体に照射された場合に該被検体から発せられて前記第2のファイババンドルによって導かれた蛍光を検出する検出部と、
前記移動機構を制御して、前記検出部が取得する蛍光の強度が最大となるように、前記励起光集光レンズを移動させる制御部とを
備えたことを特徴とする蛍光診断用補助装置。 - 第1のファイババンドル及び第2のファイババンドルを有するプローブが着脱可能に連結される蛍光診断用補助装置であって、
生体を励起して蛍光を放出させるための励起光を射出して前記プローブの前記第1のファイババンドルの基端に入射させる励起光源部と、
前記プローブの前記第1のファイババンドルによって導かれてその先端から射出された励起光が被検体に照射された場合に該被検体から発せられて前記第2のファイババンドルによって導かれてその基端から射出される蛍光の光路上に配置された蛍光集光レンズと、
前記蛍光集光レンズを、前記第2のファイババンドルに近接又は離反させる移動機構と、
前記蛍光集光レンズから射出された蛍光の強度を検出する検出器と
前記移動機構を制御して、前記検出器が検出する蛍光の強度が最大となるように、前記蛍光集光レンズを移動させる制御部とを
備えたことを特徴とする蛍光診断用補助装置。 - 第1のファイババンドル及び第2のファイババンドルを有するプローブが着脱可能に連結される蛍光診断用補助装置であって、
生体を励起して蛍光を放出させるための励起光を射出する励起光源と、
前記励起光源から射出された励起光を集光して前記プローブの前記第1のファイババンドルの基端に入射させる励起光集光レンズと、
前記励起光集光レンズを、前記第1のファイババンドルに近接又は離反させる第1の移動機構と、
前記プローブの前記第1のファイババンドルに導かれてその先端から射出された励起光が被検体に照射された場合に該被検体から発せられて前記第2のファイババンドルに導かれてその基端から射出される蛍光の光路上に配置された蛍光集光レンズと、
前記蛍光集光レンズを、前記第2のファイババンドルに近接又は離反させる第2の移動機構と、
前記蛍光集光レンズから射出された蛍光の強度を検出する検出器と、
前記第1の移動機構及び第2の移動機構を夫々制御して、前記検出器が検出する蛍光の強度が最大となるように、前記励起光集光レンズ及び蛍光集光レンズを移動させる制御部とを
備えたことを特徴とする蛍光診断用補助装置。
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