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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織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測定装置に、関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、生体組織に対して励起光(紫外光)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8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8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。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、上述した緑色帯域及び赤色帯域中に、夫々設定されている。従って、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。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、プローブの照射用光ファイバの基端面から入射してその先端から射出され、検出用光ファイバの先端から入射し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、その先端から内視鏡の鉗子チャネル内へ引き通されて、使用される。具体的には、これらプローブ及び内視鏡を使用する術者が、内視鏡の先端を被検体に対向させ、プローブの先端を内視鏡の先端から突出させて、被検体に当接させる。この状態において、プローブの照射用光ファイバの先端から被検体へ射出された励起光は、被検体の生体を励起させて自家蛍光を発光させる。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、プローブの先端に入射する。このうち、プローブを構成する検出用光ファイバに入射した光(検出光)は、励起光成分をカットするフィルタを通って、検出部によって検出されるのである。
【0007】
その後、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算出されて、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。これにより、励起光の強度や被検体の部位毎に異なる蛍光発光強度の影響を排除した正確な測定が、可能となっている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、生体から発する蛍光は微弱であるために、測定に必要な量の蛍光を受光するには、ある程度の時間を要する。従って、測定に必要な量の蛍光を受光する間に、プローブの先端が被検体測定対象部位からずれてしまう事があった。このように受光中にプローブ先端が被検体の測定対象部位からずれてしまうと、その測定の結果として得られたデータは、もはや、その測定対象部位の状態を正確に示すものではなく、誤差を大きく含むものでしかない。
【0009】
本発明は、このような従来の蛍光観察プローブの問題に鑑みてなされたものであり、その課題は、被検体から蛍光を受光する間中プローブの先端が測定対象部位からずれることのない蛍光測定装置の、提供である。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明による蛍光測定装置は、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。
【0011】
即ち、本発明による蛍光測定装置は、被検体に対して励起光を照射することによってこの被検体の生体組織から生じた蛍光を分析するための装置であり、長尺なプローブと、このプローブの基端に繋がる装置本体とから、構成される。そして、前記プローブは、その先端面と装置本体との間を結ぶ第1及び第2のライトガイドと吸引用パイプとを内蔵しているとともに、その先端縁を前記先端面よりも突出させて前記先端面を囲む状態で気密に取り付けられた筒状の弾性部材からなるフードを備えている。また、前記装置本体は、前記第1のライトガイドに励起光を導入する励起光源と、前記第2のライトガイドによってガイドされた蛍光を受光する受光手段と、前記吸引用パイプを通じて吸引を行う吸引手段とを備え、前記フードの先端を被検体表面に密接させた状態で、前記吸引手段により前記吸引用パイプを通じてプローブの先端面から空気を吸引することにより、前記フードによって囲まれた前記プローブ先端面と被検体表面との間の空間が排気され、前記フードが被検体表面と密着した状態を保ちつつ変形することによって、前記プローブ先端面が被検体表面に密着し、前記プローブ先端が被検体表面から外れるのを防ぐことを特徴とする。
【0012】
このように構成されると、吸引手段は、吸引用パイプを通じて、プローブの先端面から空気を吸引することができる。従って、フードの先端を被検体表面に密接させた状態では、フードによって囲まれたプローブ先端面と被検体表面との間の空間が排気されるので、フードが被検体表面と密着した状態を保ちつつ変形することによって、プローブ先端面が被検体表面に密着し、プローブ先端が被検体表面から外れたりずれたりすることがない。その状態を維持している間に、光源装置が第1ライトガイドに励起光を導入すれば、被検体表面に密着しているプローブ先端面から励起光が射出され、被検体の生体組織が励起され、生体組織から蛍光が生じる。この蛍光は、第2ライトガイドによってガイドされ、受光手段によって受光されて、分析される。従って、蛍光の測定をしている間にプローブの先端は、被検体の測定対象部位からずれないので、測定結果は、測定対象部位の状態を正確に示すことになる。
【0013】
【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、本実施形態の蛍光診断システムを模式的に示す概略構成図である。この蛍光診断システムは、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5,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。
【0014】
<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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
<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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
なお、システムコントローラ21は、診断用補助装置3の後述するシステムコントロール回路30から白色光源23の消灯を指示されている間は、白色光源23の発光を停止させるとともに、タイミングジェネレータ22の動作を停止させる。
【0026】
モニタ4は、上記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。
【0027】
<プローブ>
次に、プローブ5について説明する。このプローブ5は、図1に示す通り、内視鏡1の鉗子チャンネルに挿入可能な外径を有するとともに当該鉗子チャンネルの全長よりも十分に長い全長を有する挿入部50と、この挿入部50の基端に固定されているとともに診断用補助装置3の後述するコネクタ受け31に挿脱自在に挿入されるコネクタ51とから、構成されている。
【0028】
図3は、プローブ5の挿入部50の先端面を示す正面図であり、図4は、図3におけるIV-IV線に沿った挿入部50の先端近傍の縦断面図である。これらの図に示されているように、挿入部50は、やや大径の励起光用ライトガイド501と、それよりもやや小径な4本の蛍光用ライトガイド502と、蛍光用ライトガイド502とほぼ同径の4本の吸引用パイプ503とを、ある程度の可撓性と耐座屈性とを兼ね備えたシリコンチューブ504に内蔵させることによって、構成されている。第1のライトガイドとしての励起光用ライトガイド501は、紫外線に対する透過率が優れた多数本の石英光ファイバ(若しくはプラスチック光ファイバ)の束(ファイババンドル)から、構成されている。第2のライトガイドとしての各蛍光用ライトガイド502も、同様に、夫々複数本の石英光ファイバ(若しくはプラスチック光ファイバ)の束(ファイババンドル)から、構成されている。但し、各蛍光用ライトガイド502は、その基端近傍において、一本のファイババンドルにまとめられている。また、各吸引用パイプ503の先端は、連続多孔質構造を有するポリテトラフロロエチレン膜のような通気性及び撥水性に優れた膜505によって閉じられている。
【0029】
以上に説明した内蔵物は、挿入部50の先端以外においては、シリコンチューブ504内で自由に移動可能となっているが、挿入部50の先端においては、励起光用ライトガイド501の周囲に、蛍光用ライトガイド502と吸引用パイプ503とを交互に並べた状態で固定されている。また、挿入部50の先端においては、各内蔵物の間の隙間には、プローブ5の内部を液密且つ気密に保つためのシーリングが施されている。これにより、挿入部50の先端は、円柱形状をとる。
【0030】
また、挿入部50の先端の外周には、円筒状のゴム製部材からなるスペーサリング506が、その先端縁を挿入部50の先端に揃えた状態で、嵌められている。そして、挿入部50を構成するシリコンチューブ504の外周面とスペーサリング506の内周面との間が、接着剤によって気密に接着されている。さらに、このスペーサリング506の外周には、スペーサリング506の外径と同じ内径を有する円筒状のゴム製部材(弾性部材)からなるフード507が、その先端縁をスペーサリング506の先端縁よりも突出させた状態で、嵌められている。そして、スペーサリングの外周面とフード507の内周面との間が、接着剤によって気密に接着されている。
【0031】
一方、コネクタ51は、プラスチックのような硬質部材から構成されており、図2にその縦断面を示すように、その端部が一段細くなった円柱状形状を有している。また、このコネクタ51内には、励起光用ライトガイド501を気密に貫通させるための貫通孔51a,一本にまとめられた蛍光用ライトガイド502を気密に貫通させるための貫通孔51b,及び、各吸引用パイプ503を夫々気密に貫通させるための4つの貫通孔51cが、穿たれている。これら貫通孔51a〜51cのうち、各ライトガイド501,502を貫通させるための貫通孔51a,51bは、細径部分510を通って、コネクタ51の端面にまで達している。これに対して、各吸引用パイプ503を貫通させるための貫通孔51cは、細径部分510の外周面における端部近傍に、開いている。
【0032】
また、コネクタ51の細径部分510における大径部分との段差部には、大径部分の外径よりも僅かに小さい外径を有するOリング511が、嵌められている。
【0033】
なお、このコネクタ51の大径部分における外周面には、回転位置決めのためのキーが、その軸と平行に形成されていることが望ましい。
【0034】
<診断用補助装置>
次に、蛍光測定装置の装置本体としての診断用補助装置3について説明するが、最初に、上述したプローブ5のコネクタ51が装着されるコネクタ受け31の機械的構造について説明する。
【0035】
このコネクタ受け31は、診断用補助装置3のケーシングにおける側面に構築されている。詳しく述べると、このコネクタ受け31は、ケーシングの側面に開口するように、ケーシングの内面に一体に取り付けられている。そして、このコネクタ受け31は、全体として、コネクタ51の大径部分の外径とほぼ同じ内径を有する有底円筒形状を有している。但し、コネクタ51の外周面にキーが形成されている場合には、このキーと係合することによってコネクタ51の回転位置決めを行うためのキー溝が、コネクタ受け31の内周面に形成されている必要がある。なお、このキーとキー溝とは、逆であっても良い。
【0036】
また、コネクタ受け31のほぼ中間には、コネクタ51の細径部分510の外径よりも僅かに大きい内径を有するとともにコネクタ受け31の内径と同じ外径を有する断面矩形のリングであるフランジ部材310が、はめ込まれている。そして、フランジ部材310の外面とコネクタ受け31の内面との間は、接着剤によって気密に接着されている。コネクタ51に嵌められたシール部材としてのOリング511がこのフランジ部材310の外端面に当接し、若干潰されることによって、コネクタ受け31内の空間がシールされるとともに、コネクタ51が位置決めされる。従って、フランジ部材310は、これによって位置決めされたコネクタ51の端面とコネクタ受け31の底面との間に所定の間隔が確保されるように、コネクタ受け31に対して固定されている。
【0037】
コネクタ受け31の内周面におけるフランジ部材310と底面との間には、Oリング511によってシールされたコネクタ受け31内空間の気圧を検知するための圧力センサー32が取り付けられているとともに、コネクタ受け31内の空間を吸引するためのポンプ33に繋がる排気パイプ311が開口している。なお、この排気パイプ311におけるコネクタ受け31とポンプ33との間には、コネクタ受け31内の空間を大気に開放するパージバルブ34が設けられている。これら排気パイプ311,ポンプ33及びパージバルブ34が、吸引手段を構成している。
【0038】
さらに、コネクタ受け31の底面には、上述したようにして位置決めされたコネクタ51の端面における励起光用ライトガイド501及び蛍光用ライトガイド502に夫々対向するコンデンサレンズ312及びコリメータレンズ313が、嵌め込まれている。
【0039】
このコンデンサレンズ312の背後には、このコンデンサレンズ312によって励起光用ライトガイド501の端面に集束される励起光を発する励起光源としてのUVランプ35が、配置されている。
【0040】
また、コリメータレンズ313の光軸上には、励起光カットフィルタ36,回転フィルタ37,及び、第1検出器38が、その順番で設置されている。励起光カットフィルタ36は、蛍光用ライトガイド502の端面から射出されてコリメータレンズ313によって平行光にされた光から、励起光(紫外光成分)のみをカットして、蛍光(可視光成分)のみを透過する。回転フィルタ37は、コリメータレンズ313の光軸と平行な回転軸を中心としてモーター39によって回転駆動される円盤状フィルタであり、図5の正面図に示すように、その回転軸と直行する直線状の境界線を介して、波長がλ1である蛍光成分(緑色光成分)のみを透過するλ1領域と、波長がλ2である蛍光成分(赤色光成分)のみを透過するλ2領域とに、区分されている。そして、この回転フィルタ37は、励起光カットフィルタ36を透過した蛍光の光路に対して、自己の回転に伴ってそのλ1領域とλ2領域とを交互に挿入する位置に、配置されている。受光手段としての第1検出器38は、回転フィルタ37の各領域(λ1領域又はλ2領域)を透過した蛍光を受光して、受光した蛍光の強度に応じた信号を出力する。
【0041】
なお、モーター39には、回転フィルタ37の回転角を検出する第2検出器40が、取り付けられている。そして、この第2検出器40は、蛍光の光路に挿入されている領域(λ1領域又はλ2領域)に対応した信号(即ち、λ1領域が蛍光の光路に挿入されている角度範囲では論理値“1”,λ2領域が蛍光の光路に挿入されている角度範囲では論理値“0”をとるデジタル信号)を、出力する。
【0042】
上述した第1検出器38の出力信号(即ち、受光した蛍光の強度に応じたアナログ信号)は、増幅器41によって一定ゲインで増幅された後に、第1A/D変換器42によってデジタル信号に変換されて、システムコントロール回路30に入力される。
【0043】
また、圧力センサー32の出力信号(即ち、検出した気圧を示すアナログ信号)は、第2A/D変換器43によってデジタル信号(0〜256の値をとる8ビット信号)へ変換されて、システムコントロール回路30に入力される。
【0044】
これに対して、第2検出器40の出力信号は、直接、システムコントロール回路30に入力される。
【0045】
一方、上述したモーター39,パージバルブ34及びポンプ33は、夫々、システムコントロール回路30による制御に従って動作する第1ドライバー43,第2ドライバー44及び第3ドライバー45から供給される電流によって、駆動される。
【0046】
また、UVランプ35は、システムコントロール回路30によって制御される強度制御回路47によって、その出力電流値が調整されるランプ電源48から出力された電流によって、駆動される。なお、励起光成分を含むランプであれば、UVランプ35に代用するすることができるが、その場合には、ランプとコンデンサレンズ312との間に、励起光成分のみを透過するフィルターを挿入する必要がある。
【0047】
システムコントロール回路30は、プログラム実行するマイクロコンピュータ又はシーケンサーであり、上述した各回路の他、診断用補助装置3の外部に設けられたフットスイッチ6及び表示部46にも接続されている。そして、このシステムコントロール回路は、図6及び図7のフローチャートを参照して後で詳しく説明するように、フットスイッチ6,第2A/D変換器43及び第2検出器40からの入力信号に応じて、各ドライバー43〜45及び強度制御回路47を制御することによって、第1A/D変換器42から得られた信号に基づいて、検査対象部位の状態を示す値(ratio)を算出し、算出した値(ratio)を表示部46に表示させる。この表示部46は、システムコントロール回路30から指示された値(ratio)を表示するためのCRT,LCD等の表示デバイスを、有している。
【0048】
<システムコントロール回路30による制御内容>
以下、システムコントロール回路30による上述した図6及び図7のフローチャートに従った処理内容を、説明する。図6に示す処理は、システムコントロール回路30に主電源が投入されることによって、スタートする。
【0049】
スタート後最初のS01では、システムコントロール回路30は、フットスイッチ6の状態を読み込む。なお、フットスイッチ6の状態とは、フットスイッチ6が術者によって踏まれている場合にはオンであり、踏まれていない場合にはオフである。
【0050】
次のS02では、システムコントロール回路30は、S01にて読み込んだフットスイッチ6の状態がオンであるかオフであるかをチェックする。そして、オフである場合には、システムコントロール回路30は、処理をS01に戻す。
【0051】
これに対して、フットスイッチ6の状態がオンである場合には、システムコントロール回路30は、S03において、第3ドライバー44を制御することによって、パージバルブ34を閉じて、コネクタ受け31内の空間を大気から遮断する。
【0052】
次のS04では、システムコントロール回路30は、第2A/D変換器43によって入力されているデジタル値(即ち、圧力センサー32によって検出されたコネクタ受け31内空間の気圧)を、変数Vpsに代入する。
【0053】
次のS05では、システムコントロール回路30は、変数Vpsの値が閾値(例えば“128”)を超えているか否かをチェックする。そして、変数Vpsの値が閾値未満であれば、システムコントロール回路30は、S06において、第2ドライバー45を制御することによってポンプ33を起動させ、コネクタ受け31内空間の排気を開始する。S06の完了後、システムコントロール回路30は、処理をS04に戻す。
【0054】
これに対して、変数Vpsの値が閾値を超えているとS05にて判定した場合には、システムコントロール回路30は、S07において、第2ドライバー45を制御することによってポンプ33を停止させる。
【0055】
次のS08では、システムコントロール回路30は、測定処理を実行する。図7は、このS08にて実行される測定処理サブルーチンを示すフローチャートである。
【0056】
このサブルーチンに入って最初のS10では、システムコントロール回路30は、光源プロセッサ装置2のシステムコントローラ21に対して白色光源23の消灯を指示した後に、強度制御回路47にUVランプ35の点灯を指示するとともに、第1ドライバ43を制御することによって、回転フィルター37を等速回転させる。
【0057】
次のS11では、システムコントロール回路30は、第2検出器40から入力されているデジタル値(即ち、蛍光の光路に対して回転フィルタ37のどの領域が挿入されているかを示す値)を読み込んで、変数Psに代入する。
【0058】
次のS12では、システムコントロール回路30は、変数Psの値が“1”であるか“0”であるかをチェックする。そして、変数Psの値が“0”である場合(即ち、λ2領域が蛍光の光路に挿入されている場合)には、システムコントロール回路30は、S13において、第1A/D変換器42によって入力されているデジタル値(即ち、第1検出器38によって光電変換されて増幅器41によって増幅された波長λ2の蛍光成分の光量)を、変数Vr2に代入する。S13の完了後、システムコントロール回路30は、処理をS16へ進める。
【0059】
これに対して、変数Psの値が“1”であるとS12にて判定した場合(即ち、λ1領域が蛍光の光路に挿入されている場合)には、システムコントロール回路30は、S14において、第1A/D変換器42によって入力されているデジタル値(即ち、第1検出器38によって光電変換されて増幅器41によって増幅された波長λ1の蛍光成分の光量)を、変数Vrsに代入する。次のS15では、システムコントロール回路30は、変数Vrsの値を1/4倍した値を、変数Vr1に代入する。S15の完了後、システムコントロール回路30は、処理をS16へ進める。
【0060】
S16では、変数Vr1及び変数Vr2の値が揃っているか否かをチェックする。そして、未だ両変数Vr1,変数Vr2の値が揃っていなければ、CPU40は、処理をS11に戻す。これに対して、両変数Vr1,変数Vr2の値が揃っていれば、システムコントロール回路30は、処理をS17へ進める。
【0061】
S17では、システムコントロール回路30は、強制制御回路47にUVランプ35の消灯を指示した後に、光源プロセッサ装置2に白色光源23の点灯を指示するとともに、第1ドライバ43を制御して、回転フィルタ37を停止させる。
【0062】
次のS18では、システムコントロール回路30は、変数Vr1の値を変数Vr2の値で除した値を変数ratioに代入する。
【0063】
次のS19では、システムコントロール回路30は、変数ratioの値を、検査対象部位の状態を表す情報として、表示部46に表示させる。S19を完了すると、システムコントロール回路30は、この測定処理サブルーチンを終了して、図6のメインルーチンに処理を戻す。
【0064】
処理が戻された図6のメインルーチンでは、システムコントロール回路30は、S08の次のS09において、第3ドライバ44を制御することによって、パージバルブ34を開けて、コネクタ受け31内空間を大気に開放する。その後、システムコントロール回路30は、処理をS01に戻し、術者がフットスイッチ6を操作するのを待つ。
【0065】
<実施形態の作用>
上述したように構成された本実施形態による蛍光診断システムを用いた検査の流れを、以下に説明する。
【0066】
術者は、事前に、プローブ5のコネクタ51を、診断用補助装置3のコネクタ受け31に挿入しておく。そして、術者は、プローブ5の挿入部50の先端を内視鏡1の鉗子チャネルに挿通して鉗子孔13から若干突出させた状態で、実際の観察を開始する。
【0067】
実際の観察において、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、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。
【0068】
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5の先端を、病変が生じた疑いのある組織に当接させ、フットスイッチ6を踏む。すると、Oリング511がコネクタ51の大径部とフランジ310との間で挟まれている事,及び、挿入部50のフード507の先端縁が被検体表面に密着することによって密閉されたコネクタ受け31内の空間が、ポンプ33によって排気される(S03〜S07)。この排気によって、コネクタ受け31内の空間の気圧が低下するので、フード507によって密閉されている挿入部50の先端面と被検体表面との間の空間も、吸引用パイプ503を通じて排気される。その結果、フード507が被検体表面の形状に沿って潰れるとともに、被検体自体もフード507内に引き込まれることによって、挿入部50の先端面と被検体表面とが密着する。上述したS05での閾値は、挿入部50の先端面と被検体表面とを密着させるのに十分な値として設定されている。
【0069】
このように挿入部50の先端面と被検体表面とが密着した状態では、挿入部50の先端は、被検体に対してずれることがない。そこで、内視鏡の配光レンズ11からの可視光の照射が停止されるとともに、UVランプ35から射出された励起光が、プローブ5の励起光用ライトガイド501を通じて、被検体に照射される(S08,S10)。すると、挿入部50の先端に密着している測定対象部位の生体組織は、この励起光によって励起されて、自家蛍光を発する。この自家蛍光及び励起光の一部が、プローブの蛍光用ライトガイド502を通じて、診断用補助装置3内に導入される。診断用補助装置3は、励起光カットフィルタ36,回転フィルタ37及び第1検出器38によって、蛍光中のλ1成分及びλ2成分の強度を夫々検出し(S08,S11〜S16)、λ1成分及びλ2成分の強度比を算出し(S08,S18)、その強度比を表示部46に表示させる(S08,S19)。上述したように、この間中挿入部50の先端は被検体表面に密着して固定されているので、得られた強度比は、挿入部50の先端に密着している測定対象部位の状態を正確に表していることになるのである。
【0070】
その後、コネクタ受け31内の空間は大気に開放されるので(S09)、吸引用パイプ503を通じて、挿入部50の先端面と被検体表面との間に空気が流れ込む。これにより、フード507の形状が復元し、挿入部50の先端が被検体表面から離れることが可能になる。
【0071】
【発明の効果】
以上のように構成された本発明の蛍光測定装置によると、被検体から蛍光を受光する間中、プローブの先端が測定対象部位からずれることのないので、正確な測定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態である蛍光診断システムを模式的に示す概略構成図
【図2】 診断用補助装置の構成を示す概略構成図
【図3】 プローブの挿入部の先端を示す正面図
【図4】 図3のIV−IV線に沿った縦断面図
【図5】 回転フィルタの正面図
【図6】 システムコントロール回路によって実行される処理のメインルーチンを示すフローチャート
【図7】 図6のS08にて実行される測定処理サブルーチンを示すフローチャート
【図8】 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
5 プローブ
6 フットスイッチ
30 システムコントロール回路
31 コネクタ受け
33 ポンプ
35 UVランプ35
38 第1検出器
46 表示部
50 挿入部
51 コネクタ
501 励起光用ライトガイド
502 蛍光用ライトガイド
507 フード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a fluorescence measuring apparatus that acquires information for diagnosis by an operator based on autofluorescence emitted from a living tissue.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is known that when excitation light (ultraviolet light) is irradiated to a living tissue, the living tissue is excited and emits fluorescence (autofluorescence). Furthermore, it is known that autofluorescence emitted from a living tissue in which a lesion such as a tumor occurs has a property different from fluorescence emitted from a normal living tissue. In particular, the intensity of the green band component in autofluorescence from the lesioned tissue is lower than that from normal tissue. However, the intensity of the red band component in autofluorescence from the lesioned tissue is comparable to that from normal tissue. Therefore, the ratio between the intensity of the green band and the intensity of the red band of autofluorescence from the lesioned tissue is smaller than that from normal tissue.
[0003]
Therefore, as a useful information for diagnosis (diagnostic information), a fluorescence diagnostic system that measures the ratio of the intensity of the green band of the autofluorescence to the intensity of the red band and provides it to the operator has been developed. Yes. FIG. 8 is a graph showing characteristics of excitation light and light to be measured. The horizontal axis of the graph of FIG. 8 indicates the wavelength of light, and the vertical axis indicates the intensity. The excitation light is ultraviolet light having an intensity peak at the wavelength λe. This wavelength λe is set to λe = 365 nm, for example. Then, the first wavelength band centered on the wavelength λ1 and the second wavelength band centered on the wavelength λ2 in autofluorescence are measured. These wavelengths λ1 and λ2 are set in the above-described green band and red band, respectively. Therefore, λ1 <λ2.
[0004]
The fluorescence diagnostic system includes a probe and a fluorescent diagnostic auxiliary device. The probe is configured by bundling a number of irradiation optical fibers that guide excitation light and a number of detection optical fibers that guide fluorescence. The probe is detachably connected to the fluorescent diagnosis auxiliary device via a connector provided on the base end side.
[0005]
The auxiliary apparatus for fluorescence diagnosis includes an excitation light source unit that emits excitation light and a detection unit that detects light from a living body. Then, the excitation light emitted from the excitation light source unit in a state where the probe is connected to the fluorescence diagnostic auxiliary device is incident from the proximal end surface of the irradiation optical fiber of the probe, is emitted from the distal end, and is detected light. Light incident from the tip of the fiber and emitted from the base end face is detected by the detector.
[0006]
Usually, this probe is used by being pulled from its tip into the forceps channel of the endoscope. Specifically, an operator who uses these probes and an endoscope makes the distal end of the endoscope face the subject, the distal end of the probe protrudes from the distal end of the endoscope, and comes into contact with the subject. . In this state, the excitation light emitted from the tip of the optical fiber for irradiation of the probe to the subject excites the living body of the subject and emits autofluorescence. For this reason, this autofluorescence enters the tip of the probe together with the excitation light reflected from the surface of the subject. Among these, the light (detection light) incident on the detection optical fiber constituting the probe is detected by the detection unit through the filter that cuts the excitation light component.
[0007]
Thereafter, the ratio between the intensity of the green band and the intensity of the red band of the detection light is calculated and displayed on the monitor. The surgeon determines that the subject is normal if the intensity ratio is large, and determines that a lesion is present in the subject if the intensity ratio is small. As a result, it is possible to perform accurate measurement that excludes the influence of the intensity of excitation light and the fluorescence emission intensity that differs for each part of the subject.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the fluorescence emitted from the living body is weak, it takes a certain amount of time to receive the amount of fluorescence necessary for measurement. Therefore, the tip of the probe may deviate from the subject measurement target site while receiving the amount of fluorescence necessary for measurement. If the tip of the probe deviates from the measurement target part of the subject during light reception in this way, the data obtained as a result of the measurement will no longer accurately indicate the state of the measurement target part, and errors will occur. It is only something that includes a lot.
[0009]
The present invention has been made in view of the problem of such a conventional fluorescence observation probe, and the problem is that the fluorescence measurement in which the tip of the probe does not deviate from the measurement target site while receiving fluorescence from the subject. The provision of the device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The fluorescence measuring apparatus according to the present invention employs the following configuration in order to solve the above problems.
[0011]
That is, the fluorescence measuring apparatus according to the present invention is an apparatus for analyzing fluorescence generated from a living tissue of a subject by irradiating the subject with excitation light. It is comprised from the apparatus main body connected with a base end. The probe includes first and second light guides and suction pipes connecting the tip surface and the apparatus main body, and the tip edge projects beyond the tip surface to A hood made of a cylindrical elastic member attached airtightly in a state of surrounding the distal end surface is provided. The apparatus main body includes an excitation light source that introduces excitation light into the first light guide, a light receiving unit that receives fluorescence guided by the second light guide, and suction that performs suction through the suction pipe. The probe tip surrounded by the hood by sucking air from the tip surface of the probe through the suction pipe by the suction means in a state where the tip of the hood is in close contact with the surface of the subject. The space between the surface and the subject surface is evacuated, and the probe hood is brought into close contact with the subject surface by being deformed while the hood is kept in close contact with the subject surface. It is characterized by preventing it from coming off the surface.
[0012]
If comprised in this way, a suction means can attract | suck air from the front end surface of a probe through a suction pipe. Therefore, when the tip of the hood is in close contact with the subject surface, the space between the probe tip surface surrounded by the hood and the subject surface is exhausted, so that the hood remains in close contact with the subject surface. By deforming the probe, the probe tip surface is brought into close contact with the subject surface, and the probe tip is not detached from or displaced from the subject surface. If the light source device introduces excitation light into the first light guide while maintaining this state, excitation light is emitted from the probe tip surface that is in close contact with the subject surface, and the biological tissue of the subject is excited. And fluorescence is generated from the living tissue. This fluorescence is guided by the second light guide, received by the light receiving means, and analyzed. Therefore, since the tip of the probe does not deviate from the measurement target site of the subject while the fluorescence is measured, the measurement result accurately indicates the state of the measurement target site.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing the fluorescence diagnostic system of the present embodiment. This fluorescent diagnostic system includes an electronic endoscope (hereinafter abbreviated as an endoscope) 1, a light
[0014]
<Endoscope>
First, the
[0015]
At least three through holes are formed in the distal end portion of the
[0016]
Furthermore, the
[0017]
Furthermore, the
[0018]
<Light source processor device>
Next, the light
[0019]
Further, the light
[0020]
A
[0021]
The center of the
[0022]
Then, red light (R light), green light (G light), and blue light (B light) sequentially and repeatedly enter the base end face of the
[0023]
Further, the light
[0024]
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
<Probe>
Next, the
[0028]
FIG. 3 is a front view showing the distal end surface of the
[0029]
The built-in object described above is freely movable in the
[0030]
In addition, a
[0031]
On the other hand, the
[0032]
Further, an O-
[0033]
Note that a key for rotational positioning is preferably formed on the outer peripheral surface of the large-diameter portion of the
[0034]
<Auxiliary device for diagnosis>
Next, the diagnostic auxiliary device 3 as the apparatus main body of the fluorescence measuring device will be described. First, the mechanical structure of the
[0035]
The
[0036]
In addition, a
[0037]
Between the
[0038]
Furthermore, the
[0039]
Behind the
[0040]
On the optical axis of the
[0041]
Note that a
[0042]
The output signal of the
[0043]
Further, the output signal of the pressure sensor 32 (that is, an analog signal indicating the detected atmospheric pressure) is converted into a digital signal (an 8-bit signal having a value of 0 to 256) by the second A /
[0044]
On the other hand, the output signal of the
[0045]
On the other hand, the
[0046]
The
[0047]
The
[0048]
<Contents Controlled by
Hereinafter, the processing contents according to the flowcharts of FIGS. 6 and 7 described above by the
[0049]
In the first S01 after the start, the
[0050]
In next S02, the
[0051]
On the other hand, when the state of the foot switch 6 is on, the
[0052]
In next step S04, the
[0053]
In next S05, the
[0054]
On the other hand, if it is determined in S05 that the value of the variable Vps exceeds the threshold value, the
[0055]
In next S08, the
[0056]
In the first S10 after entering this subroutine, the
[0057]
In the next S11, the
[0058]
In next S12, the
[0059]
On the other hand, when it is determined in S12 that the value of the variable Ps is “1” (that is, when the λ1 region is inserted in the optical path of fluorescence), the
[0060]
In S16, it is checked whether or not the values of the variable Vr1 and the variable Vr2 are aligned. If the values of both the variables Vr1 and Vr2 are not yet complete, the
[0061]
In S17, the
[0062]
In next step S18, the
[0063]
In next S <b> 19, the
[0064]
In the main routine of FIG. 6 in which the process is returned, the
[0065]
<Operation of Embodiment>
The flow of examination using the fluorescence diagnostic system according to the present embodiment configured as described above will be described below.
[0066]
The surgeon inserts the
[0067]
In actual observation, the surgeon inserts the insertion portion of the
[0068]
When a tissue suspected of causing a lesion is found through this observation, a diagnosis using the diagnostic auxiliary device 3 is made. Specifically, the operator brings the tip of the
[0069]
As described above, when the distal end surface of the
[0070]
Thereafter, since the space in the
[0071]
【The invention's effect】
According to the fluorescence measuring apparatus of the present invention configured as described above, an accurate measurement result can be obtained because the tip of the probe does not deviate from the measurement target site while receiving fluorescence from the subject.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram schematically showing a fluorescence diagnostic system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a diagnostic auxiliary device. FIG. Front view [FIG. 4] Longitudinal sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3 [FIG. 5] Front view of the rotary filter [FIG. 6] Flow chart showing a main routine of processing executed by the system control circuit [FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a measurement processing subroutine executed in S08 of FIG. 6. FIG. 8 is a graph showing characteristics of excitation light and measurement target light.
DESCRIPTION OF
38
Claims (5)
前記プローブは、
その先端面と前記装置本体との間を結ぶ第1及び第2のライトガイドと吸引用パイプとを内蔵しているとともに、
その先端縁を前記先端面よりも突出させて前記先端面を囲む状態で気密に取り付けられた筒状の弾性部材からなるフードを備えており、
前記装置本体は、
前記第1のライトガイドに励起光を導入する励起光源と、
前記第2のライトガイドによってガイドされた蛍光を受光する受光手段と、
前記吸引用パイプを通じて吸引を行う吸引手段と
を備えており、
前記フードの先端を被検体表面に密接させた状態で、前記吸引手段により前記吸引用パイプを通じてプローブの先端面から空気を吸引することにより、前記フードによって囲まれた前記プローブ先端面と被検体表面との間の空間が排気され、前記フードが被検体表面と密着した状態を保ちつつ変形することによって、前記プローブ先端面が被検体表面に密着し、前記プローブ先端が被検体表面から外れるのを防ぐことを特徴とする蛍光測定装置。In order to analyze the fluorescence generated from the living tissue of the subject by irradiating the subject with excitation light, a fluorescence measurement comprising a long probe and a device main body connected to the proximal end of the probe A device,
The probe is
Incorporating first and second light guides and suction pipes connecting between the front end surface and the apparatus main body,
It comprises a hood made of a cylindrical elastic member that is airtightly attached in a state of surrounding the tip surface with the tip edge protruding beyond the tip surface;
The apparatus main body is
An excitation light source for introducing excitation light into the first light guide;
A light receiving means for receiving the fluorescence guided by the second light guide;
A suction means for performing suction through the suction pipe ;
The probe tip surface surrounded by the hood and the subject surface by sucking air from the tip end surface of the probe through the suction pipe by the suction means with the tip of the hood in close contact with the subject surface The space between the probe and the hood is deformed while keeping in close contact with the subject surface, so that the probe tip surface comes into close contact with the subject surface, and the probe tip is detached from the subject surface. A fluorescence measuring device characterized by preventing .
前記フードは、円筒形状を有しているとともに、前記プローブの先端に被せられていることを特徴とする請求項1記載の蛍光測定装置。The tip of the probe has a cylindrical shape,
The fluorescence measuring apparatus according to claim 1, wherein the hood has a cylindrical shape and is placed on a tip of the probe.
ことを特徴とする請求項1又は2記載の蛍光測定装置。The fluorescence measuring apparatus according to claim 1, wherein the hood is made of rubber.
前記装置本体には、このコネクタが着脱自在に挿入される有底筒状のコネクタ受けが設けられており、
前記吸引手段は、前記コネクタによって塞がれた前記コネクタ受け内の空間の吸引を行う
ことを特徴とする請求項1記載の蛍光測定装置。At the base end of the probe, a connector having a columnar shape and the first and second light guides and the base end of the suction pipe are exposed is attached.
The device body is provided with a bottomed cylindrical connector receiver into which the connector is detachably inserted,
The fluorescence measuring apparatus according to claim 1, wherein the suction means sucks a space in the connector receiver that is blocked by the connector.
ことを特徴とする請求項4記載の蛍光測定装置。The fluorescence measuring apparatus according to claim 4, wherein a seal member seals between the connector and the connector receiver.
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