JP4217477B2 - 診断補助用装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、体腔壁下の生体組織の状態の診断に利用される画像の画像データを生成する診断補助用装置に、関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、生体組織に特定の波長の光を照射すると生体組織が励起して蛍光を発することが、知られている。また、腫瘍や癌などの病変が生じている異常な生体組織が発する蛍光の強度が正常な生体組織の発する蛍光の強度よりも弱いことも、良く知られている。近年では、このような知識に基づいて、食道や胃腸などの体腔の内壁(体腔壁)において異常組織の有無の確認並びにその位置及び大きさの特定をするための診断補助用装置が、開発されつつある(特許文献1参照)。
【0003】
この診断補助用装置は、その概略的な構成として、束ねられた多数の光ファイバを有するプローブ,被検体である体腔壁を照明するための可視光と体腔壁下の生体組織を励起させるための励起光とをプローブの基端面へ交互に繰り返し入射させる光源部,及び、内視鏡システムの光源プロセッサ装置から出力される画像データに特定の処理を施してモニタ等に出力する画像処理部を、備えている。
【0004】
そして、プローブの先端が、体腔内に挿入されている内視鏡の鉗子チャネルへ引き通され、且つ、内視鏡の先端面から突出している状態にあると、診断補助用装置は、このプローブを通じて可視光及び励起光を体腔壁に交互に照射する。すると、可視光を表面にて反射する体腔壁の像と蛍光を発する体腔壁の像とが、内視鏡システムにより交互にモノクロ撮影され、モノクロ撮影により順次生成される画像データ(可視光照射時に得られる参照画像データ,励起光照射時に得られる蛍光画像データ)が、光源プロセッサ装置から診断補助用装置の画像処理部へ送られる。
【0005】
画像処理部は、参照画像データと蛍光画像データとを一組取得する毎に、被検体の状態の診断に利用される画像(特殊観察画像)を表示させるための画像データを順次生成する。より具体的には、画像処理部は、まず、モニタに表示された場合に白黒モノクロとなるようなカラー画像データを参照画像データに基づいて生成し、続いて、そのカラー画像データにおいて患部を示していると判断され得る画素を、参照画像データ及び蛍光画像データを利用して特定し、その後に、上記カラー画像データ中の特定された画素のみを例えば赤色を表示する画素に変換することにより、特殊観察画像の画像データを生成する。そして、画像処理部は、特殊観察画像の画像データをNTSC信号などに変換してモニタに出力する。
【0006】
従って、この診断補助用装置を用いて被験者に施術を行う術者は、モニタに表示された特殊観察画像の中の白黒モノクロ部分により、体腔壁の輪郭や凹凸を認識することができるとともに、その画像において斑点状や塊状として赤く示される部分により、相対的に弱い蛍光を発する生体組織のある部位、すなわち、病変が生じている可能性の高い部位の位置や大きさを、認知することができる。
【0007】
【特許文献1】
特開2000−023903号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の診断補助用装置の画像処理部は、特殊観察画像の画像データを生成する際、参照画像データと蛍光画像データとにおける同じ座標上の画素の階調値を比較することにより、その画素を患部として表示するか否かを判別している。つまり、体腔壁上の同じ箇所から到来する可視光と蛍光の強度を比較することにより、その箇所を患部として表示するか否かを判別している。このため、比較結果にエラーや誤差を生じさせないようにするためには、体腔壁へ照射される可視光と励起光の照射範囲ができるだけ一致している必要がある。
【0009】
しかしながら、可視光と励起光の波長帯域が異なるため、光源からプローブまでの間にある光学系にずれが生じていた場合や、プローブを径の異なるものに交換した場合には、プローブの先端面から射出される可視光と励起光の配光角、すなわち、それらの照射範囲が一致しなくなることがあった。
【0010】
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、プローブの先端面から射出される可視光と励起光の配光角ができるだけ同じになるように調節することができる診断補助用装置を、提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明による診断補助用装置は、以下のような構成を採用した。
【0012】
すなわち、本発明による診断補助用装置は、内視鏡の先端に対向する被検体を撮影する内視鏡システムに繋がれるとともに、前記内視鏡システムから伝送される各種画像データを利用することにより、診断用の材料としての画像を表示させるための画像データを生成する診断補助用装置であって、被検体を照明するための可視光,及び、生体組織を励起するための励起光を交互に発する光源部と、前記内視鏡の鉗子チャネルへ挿入可能な太さを有するとともに、前記光源部から発せられる前記可視光及び前記励起光を基端から先端へと導くプローブと、前記光源部及び前記プローブの間において前記可視光及び前記励起光の一部の通過を規制するとともに、大きさが可変である略円形の絞りと、前記プローブの先端面から所定距離だけ離れた面内において、前記プローブの先端面から射出される前記可視光の強度値が所定の閾値を超える第1照射領域,及び、前記プローブの先端面から射出される前記励起光の強度値が所定の閾値を超える第2照射領域を、検出する検出部と、前記絞りの大きさを変化させることによって、前記検出部により検出される前記第1及び第2照射領域の大きさを制御するとともに、所定の指示を受けた場合に、前記第1及び第2照射領域の相互の位置及び大きさをほぼ一致させる制御部とを備えることを、特徴としている。
【0013】
このように、所定の指示を受けた制御部が、プローブの先端面から所定距離だけ離れた面内での可視光及び励起光の照射領域である第1及び第2照射領域がほぼ同じ大きさとなるまで、光源部とプローブとの間にある絞りの大きさを、変化させるので、利用者は、所定の指示を入力するだけで、簡単に、プローブの先端面から射出される可視光と励起光の配光角ができるだけ同じとなるように、調節することができる。
【0014】
なお、本発明による診断補助用装置においては、制御部は、第1及び第2照射領域が互いに重なる領域を特定した後に、特定された領域に対して前記第1及び第2照射領域をほぼ一致させるように絞りの大きさを変化させるものであっても良いし、絞りの大きさを変化させつつ、第1及び第2照射領域の相互の位置及び大きさが一致した時点で絞りの変化を停止させるものであっても良い。
【0015】
また、本発明による診断補助用装置においては、絞りは、虹彩絞りであっても良いし、ターレット式絞りであっても良いし、二枚羽根絞りであっても良いし、略円形の開口部の大きさを変化させることができるものであれば何でも良い。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【0017】
図1は、本実施形態の内視鏡システムを概略的に示す構成図である。この内視鏡システムは、電子内視鏡1,光源プロセッサ装置2,診断補助用装置3,映像切替機4,及びモニタMを、備えている。
【0018】
<電子内視鏡>
まず、電子内視鏡1について、説明する。電子内視鏡1は、生体内に挿入される可撓管状の挿入部1aと、その挿入部1aの先端に組み込まれた湾曲部(図示略)を湾曲操作するためのアングルノブ等が設けられている操作部1bとを、備えている。
【0019】
挿入部1aの先端面には、少なくとも3つの貫通孔(図示略)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がそれぞれ嵌め込まれている。他の1つの貫通孔は、鉗子口1cとして利用される。挿入部1a内には、この鉗子口1cと操作部1bに穿たれた鉗子口1dとを結ぶ細管13が、引き通されており、この細管13が、電気メス等の処置具を挿通するための鉗子チャネルとして、機能する。
【0020】
さらに、挿入部1a内には、先端面が配光レンズ11に対向しているライトガイド14と、対物レンズ12の像面に撮像面が配置された撮像素子15に対して接続されている信号線16,17とが、引き通されている。これらライトガイド14及び信号線16,17は、さらに、操作部1bの側面から延びた可撓管1e内に、引き通されており、それらの基端は、可撓管1eの先端に設けられたコネクタCの先端に固定されている。
【0021】
<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、システムコントロール部21,画像処理部22,光源部23,及び、これらに電力を供給する電源部24を、備えている。なお、光源プロセッサ装置2には、上記コネクタCを嵌め込み可能なコネクタ受け(図示略)が、備えられている。このコネクタ受けに上記コネクタCが嵌め込まれると、ライトガイド14の基端が光源部23に入り込み、信号線16がシステムコントロール部21に接続され、信号線17が画像処理部22に接続される。
【0022】
システムコントロール部21は、光源プロセッサ装置2全体を制御するとともに、基準信号を生成してその信号の出力を制御する。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。このシステムコントロール部21は、ケーブルC1を介して診断補助用装置3と接続されており、基準信号を診断補助用装置3へ常時出力する。また、システムコントロール部21は、ケーブルC2を介して診断補助用装置3と接続されており、光源部23の光の出力の開始又は停止を制御するための切替信号を受信する。システムコントロール部21は、この切替信号を受けて、光の出力が開始又は停止されるように光源部23を制御する。さらに、このシステムコントロール部21は、主電源が投入されている間、信号線16を介して撮像素子15へ駆動信号を、基準信号によって示される一定周期のタイミングに従って、繰り返し送出する。なお、この駆動信号の送出は、光源部23による光の出力の有無とは無関係に、常に行われるので、撮像素子15は、常時、画像信号を画像処理部22へ繰り返し出力する。
【0023】
画像処理部22は、撮像素子15から順次送られてくる画像信号を、基準信号が示す各タイミングに合わせて、取得する。すなわち、画像処理部22は、常時、画像信号を取得し続ける。なお、基準信号が示す各タイミングは三個一組を一周期としている。画像処理部22は、一周期中の第1タイミングで取得された画像信号をR成分画像データに変換し、第2タイミングで取得された画像信号をB成分画像データに変換し、第3タイミングで取得された画像信号をG成分画像データに変換する。その後、画像処理部22は、三個一組の各成分画像データを、NTSC信号(又はPAL信号)に変換して出力するとともに、RGB信号として出力する。なお、画像処理部22は、ケーブルC3を介して映像切替機4と接続されているとともに、ケーブルC4を介して診断補助用装置3と接続されており、映像切替機4にはNTSC信号を、診断補助用装置3にはRGB信号を、それぞれ常時出力する。
【0024】
光源部23は、光源23a,シャッター23b,及びRGB回転ホイール23cを、備えている。光源23aは、ライトガイド14の基端面に向けて可視帯域の照明光を発するランプであり、この照明光の光量は、システムコントロール部21によって制御される。シャッター23bは、光源23aから発せられる照明光の光路上に配置されており、上記切替信号を受けたシステムコントロール部21によって制御されることにより、照明光の光路を遮蔽し、或いは、その遮蔽を解除する。
【0025】
RGB回転ホイール23c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、それぞれ所定の大きさを持つ三つの開口を有している。また、三つの開口には、赤色帯域のみを透過させるRフィルタ,青色帯域のみを透過させるBフィルタ,及び、緑色帯域のみを透過させるGフィルタが、それぞれ嵌め込まれている。このRGB回転ホイール23cの中心は、モーターの駆動軸に固定されており、RGB回転ホイール23cは、モーターによって回転されると、各フィルタを照明光の光路内に繰り返し挿入する。すると、シャッター23cが遮蔽を解除している場合、ライトガイド14の基端面には、赤色光,青色光,及び緑色光が順に繰り返し入射される。なお、RGB回転ホイール23cの回転速度は、各フィルタが照明光の光路に挿入されるタイミングが上記基準信号によって示されるタイミングに同期するように、システムコントロール部21によって制御される。
【0026】
ところで、赤色光,青色光,及び緑色光がライトガイド14の基端面へ繰り返し入射していると、各色の光は、そのライトガイド14に導かれた後、配光レンズ11により拡散されて電子内視鏡1の先端に対向した被検体へと照射される。このとき、撮像素子15が、被検体の赤色光による像,青色光による像,及び、緑色光による像を、それぞれ画像信号(以下、便宜上、赤色画像信号,青色画像信号,及び緑色画像信号という)に順次変換するが、各色画像信号が生成されるタイミングは、第1乃至第3タイミングにそれぞれ同期されるので、画像処理部22において生成されるR成分画像データ,B成分画像データ,及びG成分画像データは、それぞれ、赤色画像信号,青色画像信号,及び緑色画像信号に基づく画像データとなる。このため、光源部23が各色の光を出力しているときに画像処理部22から出力されるNTSC信号やRGB信号に基づく画像は、カラー画像となる。
【0027】
<診断補助用装置>
次に、診断補助用装置3について、説明する。この診断補助用装置3は、プローブP,システムコントロール部31,光源部32,画像処理部33,配光角調節部34,及び、これらに電力を供給する電源部35を、備えている。
【0028】
プローブPは、可視帯域及び紫外帯域の光が透過可能な多数又は単一の可撓な光ファイバと、この光ファイバを内包する可撓な筒状被覆と、この筒状被覆の先端及び基端に嵌め込まれることによって光ファイバを筒状被覆内に密封する一対のカバーガラスとを、有している(図2参照)。なお、図1に示されるように、このプローブPは、その先端が電子内視鏡1の鉗子チャンネルとしての細管13に挿入されてその挿入部1aの先端面から突出した状態で、用いられる。
【0029】
システムコントロール部31は、診断補助用装置3全体を制御する。このシステムコントロール部31には、フットスイッチFSが接続されており、このフットスイッチFSが操作者によって操作されると、操作後のフットスイッチFSの状態に応じて観察モードを通常観察モード又は特殊観察モードに切り替える。このシステムコントロール部31は、上記ケーブルC2を介して光源プロセッサ装置2のシステムコントロール部21と繋がれており、通常観察モードを示す第1切替信号、又は、特殊観察モードを示す第2切替信号を、当該装置2のシステムコントロール部21へ出力する。なお、第1又は第2切替信号が入力された当該装置2のシステムコントロール部21は、第1切替信号が入力されたときには、光が出力されるように光源部23を制御し、第2切替信号が入力されたときには、光の出力が停止されるように光源部23を制御する。
【0030】
また、このシステムコントロール部31には、上記ケーブルC1が繋がれており、光源プロセッサ装置2のシステムコントロール部21が生成する基準信号が、常時入力される。但し、このシステムコントロール部31は、特殊観察モードのときのみ、この基準信号に従って光源部32及び画像処理部33を制御し、通常観察モードのときには、これらの制御を停止する。さらに、このシステムコントロール部31は、ケーブルC5を介して、映像切替機4と繋がれており、上述した第1又は第2切替信号をその映像切替機4へも出力する。
【0031】
光源部32は、光源用光学系32a及びドライブ回路32bを、備えている。図2は、光源用光学系32aを概略的に示す構成図である。図2に示されるように、光源用光学系32aは、ランプ111,コリメートレンズ121,ビームスプリッター126,第1ミラー127,参照光透過フィルタ131,励起光透過フィルタ132,参照光用回転ホイール141,励起光用回転ホール142,第2ミラー146,ビームバインダー147,第3ミラー148,及び集光レンズ151を、備えている。
【0032】
光源用光学系32aでは、ランプ111の発光点からほぼ全方向に拡散される白色光のうちの一部が、コリメートレンズ121によって平行光に変換される。平行光に変換された光束のうち、約500nm以上の波長帯域のみを有する光束は、ビームスプリッター126を透過するとともに、約500nm未満の波長帯域のみを有する光束は、ビームスプリッター126によって直角に反射される。
【0033】
ビームスプリッター126を透過した約500nm以上の光束は、参照光透過フィルター131によって、630nmを中心波長とする約600nm〜約650nmの波長帯域の光束のみを抽出された後、参照光として参照光用回転ホイール141を通過する。そして、参照光は、第2ミラー146によって直角に反射され、ビームバインダー147を透過し、第3ミラー148によって直角に反射されることにより、集光レンズ151へ入射し、集光レンズ151によってプローブPの基端面に集光される。
【0034】
一方、ビームスプリッター126によって直角に反射された約500nm未満の光束は、第1ミラー127によって更に直角に反射された後、励起光透過フィルター132によって、365nmを中心波長とする数nmの波長帯域の光束のみを抽出され、励起光として励起光用回転ホイール142を通過する。そして、励起光は、ビームバインダー147によって直角に反射された後、第3ミラー148によって直角に反射されることにより、集光レンズ151へ入射し、集光レンズ151によってプローブPの基端面に集光される。
【0035】
参照光用回転ホイール141及び励起光用回転ホイール142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は、それぞれ所定の大きさの開口141a,142aが、1個だけ穿たれている。これら回転ホイール141,142の中心は、モーター141b,142bの駆動軸の先端に固定されており、これら回転ホイール141,142は、モーター141b,142bによって回転されると、参照光及び励起光の光路に開口141a,142aを繰り返し挿入するとともに、開口141a,142a以外の部分により参照光及び励起光を遮蔽する。
【0036】
ドライブ回路32bは、特殊観察モードのときのみ、システムコントロール部31によって制御され、通常観察モードのときには、動作しない。そして、特殊観察モードのときには、ドライブ回路32bは、基準信号によって示される各タイミングのうちの第1タイミングに合わせて、参照光用回転ホイール141の開口141aを参照光の光路上に挿入させ、第2タイミングに合わせて、励起光用回転ホイール142の開口142aを励起光の光路上に挿入させる。なお、第3タイミングでは、参照光及び励起光は遮蔽される。従って、プローブPの基端面には、参照光と励起光とが交互に入射する。
【0037】
参照光と励起光とが基端面から交互に入射されるプローブPの先端面が、被検体である体腔壁に対向していると、この体腔壁には、プローブPの先端面から射出された参照光及び励起光が、交互に照射される。なお、照射された参照光は体腔壁の表面にて反射され、照射された励起光は、体腔壁下の生体組織を励起させることによりそれらから蛍光を発せさせる。また、参照光又は励起光が照射されていないときには、体腔壁は光を反射又は放出しない。そして、参照光を反射することによって形成される被検体の像と、蛍光を放出することによって形成される被検体の像と、光を反射又は放出していない被検体の像は、撮像素子15により、第1乃至第3タイミングに同期されながら、それぞれ画像信号(以下、便宜上、参照画像信号,蛍光画像信号,及び暗黒画像信号という)に順次変換される。各画像信号は、信号線17を介して光源プロセッサ装置2の画像処理部22へ順に送信される。
【0038】
ところで、通常観察モードでは、光源プロセッサ装置2のシステムコントロール部21には、第1切替信号が入力されるので、その光源部23からは、各色の光が出力される。このとき、診断補助用装置3の光源部32からは光が出力されない。このため、通常観察モードにあっては、光源プロセッサ装置2の画像処理部22には、上述したように、赤色画像信号,青色画像信号,及び緑色画像信号が順次送られてくるので、この画像処理部22は、これら各色画像信号に基づいて、カラー画像を示すNTSC信号及びRGB信号を生成する。
【0039】
これに対し、特殊観察モードでは、光源プロセッサ装置2のシステムコントロール部21には、第2切替信号が入力されるので、その光源部23からは、各色の光が出力されない。このとき、診断補助用装置3の光源部32からは、参照光と励起光とが交互に出力される。このため、特殊観察モードにあっては、光源プロセッサ装置2の画像処理部22には、上述したように、参照画像信号,蛍光画像信号,及び暗黒画像信号が順次送られてくる。すると、参照画像信号,蛍光画像信号,及び暗黒画像信号は、画像処理部22によって、それぞれR成分画像データ,B成分画像データ,及びG成分画像データに順に変換され、三個一組の各成分画像データは、NTSC信号に変換されるとともに、RGB信号とされる。NTSC信号は、上記ケーブルC3を介して映像切替機4へ出力され、RGB信号は、上記ケーブルC4を介して診断補助用装置3の画像処理部33へ出力される。
【0040】
画像処理部33には、上記ケーブルC4が繋がれており、何れの観察モードにおいても、光源プロセッサ装置2の画像処理部22から、RGB信号が入力される。但し、この画像処理部33は、特殊観察モードのときのみ、システムコントロール部31によって制御され、通常観察モードのときには、動作しない。そして、特殊観察モードのときには、画像処理部33は、光源プロセッサ装置2の画像処理部22からRGB信号を受信すると、R成分画像データとB成分画像データとを用いて、特殊観察画像(白黒モノクロで表現された被検体像上に患部と判断された箇所が例えば赤色にて示された画像)のカラー画像データを生成する。ここで、取り出されるR成分画像データとB成分画像データは、上述した参照画像信号及び蛍光画像信号に基づく画像データであるので、以下では、これら画像データを、蛍光画像データ及び参照画像データという。但し、暗黒画像信号に基づく画像データは、実質的に輝度値を持たないため、ここでは用いられない。
【0041】
なお、この画像処理部33が特殊観察画像のカラー画像データを生成する処理の内容の概略は、以下の通りである。すなわち、画像処理部33は、まず、参照画像信号に基づく参照画像データと蛍光画像信号に基づく蛍光画像データとを生成し、参照画像データと蛍光画像データの最大輝度値及び最小輝度値をそれぞれ抽出し、これらの値に基づいて参照画像データと蛍光画像データの階調幅が互いに同じになるように規格化し、続いて、規格化後の参照画像データと蛍光画像データとにおける互いに同じ座標にある画素同士の輝度値の差分(参照画像の画素値から蛍光画像の画素値を差し引いて得られる差分)を各座標について算出し、差分が所定の閾値以上である座標を全座標の中から特定し、その後、規格化前の参照画像データを利用して、モニタに表示された場合に白黒となるようなカラー画像データを生成し、最後に、カラー画像データにおける特定された座標の画素を所定の色(例えば赤色)へ変換する。
【0042】
そして、この画像処理部33は、上述したようにして生成した特殊観察画像のカラー画像データをNTSC信号に変換する。この画像処理部33は、ケーブルC6を介して映像切替機4と接続されており、このケーブルC6を介してNTSC信号を映像切替機4へ出力する。
【0043】
<映像切替機>
次に、映像切替機4について、説明する。この映像切替機4は、診断補助用装置3から上記ケーブルC5を介して第1切替信号を受信すると、通常観察モードであるとして、光源プロセッサ装置2から上記ケーブルC3を介して送られてくるNTSC信号をモニターMに出力し、モニターMにカラーの通常観察画像を表示させる。一方、映像切替機4は、診断補助用装置3から上記ケーブルC5を介して第2切替信号を受信すると、診断補助用装置3から上記ケーブルC6を介して送られてくるNTSC信号をモニターMに出力し、モニターMに特殊観察画像を表示させる。
【0044】
<診断補助用装置の配光角調節部>
次に、診断補助用装置3の配光角調節部34について、説明する。図3は、配光角調節部34を概略的に示す構成図である。配光角調節部34は、虹彩絞り211,アクチュエータ212,ドライブ回路213,治具214,多数の光検出器215,及びマイクロコンピュータ216を、備えている。なお、図2及び図3では、虹彩絞り211が表示されているが、図1ではその表示が省略されている。
【0045】
虹彩絞り211は、光学分野においてごく一般的に利用されているものであるので、詳しく説明しないが、その正面図である図4及び側面図である図5に示されるように、同じ大きさの二枚の輪帯板211a,211bと、両輪帯板211a,211bに挟まれる数枚の略弓形状の金属板(絞り羽根)211cと、両輪帯板211a,211bを内部に収容する扁平な筒状の枠211dとを、有している。一方の輪帯板211aは、枠211d内に固定された固定板であり、他方の輪帯板211bは、枠内において回転可能に固定された回転板である。また、固定板211aは、各金属板211cの一端(径方向外側に位置する端)を筒211dの中心軸に直交する面内で回転可能に固定する固定部を周方向において等間隔に有し、回転板211bは、各金属板211cの他端(径方向内側に位置する端)を固定部回りに回転させるカムを、周方向において等間隔に有する。そして、固定板211aに対して可動板211bを回転させると、各金属板211cがその円周の中心に対して接離され、各金属板21cが全体で形作る開口部211eが拡大又は縮小される。
【0046】
なお、図5に示されるように、枠211dの側面の一部には、周方向に沿ったスリット211fが穿たれており、このスリット211fからは、回転板211bを回転操作するためのレバー211gが突出している。このレバー211gが周方向(図4の矢印が示す方向)に変位されると、各金属板211cが全体で形作る開口部211eが拡大又は縮小する。
【0047】
そして、このような概略的な構成を有する虹彩絞り211は、図2及び図3に示されるように、上記集光レンズ151とプローブPの基端との間に配置されており、レバー211gが操作されることによって開口部211eが拡大又は縮小されると、虹彩絞り211を通過後の参照光及び励起光の光量が、増加又は減少する。なお、レバー211cは、アクチュエータ212によって、その周方向へ移動され、アクチュエータ212の駆動は、マイクロコンピュータ216に繋がれたドライブ回路213によって制御される。
【0048】
治具214は、後述する光検出器215をプローブPの先端面に対して位置決めするための部材であり、有底な略円筒状の外形を有している。この治具214の内部は、その軸方向に沿って二つの領域に区分され、底部214aが有る側の第1領域214bは、その反対側の第2領域214cの内径よりも太い内径を有するように、形成されている。さらに、第2領域214cにおける底部214aに近い側の端部には、内方フランジ214dが形成されている。
【0049】
なお、第2領域214cは、プローブPの先端部分の外径とほぼ同じか若干太い内径を、有しており、プローブPの先端を挿入することができるように、形成されている。また、上記内方フランジ214dの径方向における幅は、プローブPの筒状被覆の径方向における厚みとほぼ同じか若干小さい大きさに、設定されている。このため、第2領域214cにプローブPの先端が挿入されて、プローブPの先端面の一部が内方フランジ214dに当て付けられた状態においては、プローブPのカバーガラスから射出される光は、内方フランジ214dにケラレることがない。
【0050】
多数の光検出器215は、約600nm〜650nmの波長帯域の光に対して感度を有する多数の参照光用光検出器と、365nmを含む数nmの波長帯域の光に対して感度を有する多数の励起光用光検出器とからなる。これら光検出器215は、治具214の底部214aの内面に設置されており、第2領域214cにプローブPの先端が挿入されて、プローブPの先端面の一部が内方フランジ214dに当て付けられた状態においては、プローブPのカバーガラスから射出される光を受光する。これら光検出器215は、光を受光すると、その光の強度に応じた電気信号を、マイクロコンピュータ216へ送信する。
【0051】
図6は、各光検出器215の配置状態を説明するための説明図である。この図6において、黒丸は、参照光用光検出器215aの受光面を示し、ハッチングの入った丸は、励起光用光検出器215bの受光面を示している。図6に示されるように、各光検出器215a,215bは、離散的に配置されている。但し、各光検出器215a,215bの受光面は、何れも同一平面内に含まれるように配置されている。なお、その平面内において、各光検出器215a,215bの受光面を全て含む最小の円形の領域を、以下、受光領域という。
【0052】
多数の参照光用光検出器215aは、受光領域の中心から四つの径方向に沿って所定間隔を空けて、配列されており、全体的には、十字状に配置されている。また、多数の励起光用光検出器215bも、受光領域の中心から四つの径方向に沿って上記所定間隔を空けて、配列されており、全体的には、十字状に配置されている。さらに、多数の参照光用光検出器215aが形成する十字は、多数の励起光用光検出器215bが形成する十字に対し、受光領域の中心において、45°傾いている。各光検出器215a,215bがこのように配置されているので、円形の受光領域の中心を中心とするとともに上記所定間隔ずつ半径が大きくなる複数の同心円の円周上には、それぞれ、参照光用検出器215a及び励起光用光検出器215bが二個ずつ位置する。各同心円は、その説明図である図7に示されるように、中心側から外側に向かって順に、1,2,3,…,N列と定義されている。
【0053】
マイクロコンピュータ216は、各光検出器215に繋がれた第1I/O回路216a,虹彩絞り211のドライブ回路313に繋がれた第2I/O回路216b,及び、CPUやRAMやROMなどを有するシーケンサー216cを、備えている。第1I/O回路216aは、各光検出器215から出力された電気信号からデータを読み取り、読み取ったデータをシーケンサー216cへ出力する回路であり、第2I/O回路216bは、シーケンサー216cから出力されたデータをドライブ回路213へ出力する回路である。
【0054】
シーケンサー216cは、第1I/O回路216aから受け取ったデータに逐次特定の演算処理を施して、その演算結果のデータを第2I/O回路216bへ出力する演算装置である。なお、このシーケンサー216cのROM内には、この演算処理にて使用するテーブルが、記録されている。このテーブルは、治具214によってプローブPの先端面に対して上記受光領域が位置決めされていた場合において、プローブPの基端面から入射した光がこの受光領域に形成する照射範囲が上記各同心円と一致しているときの虹彩絞り211の操作レバー211gの位置情報と、各同心円の列番号とを、対応付けている。
【0055】
また、このシーケンサー216cは、システムコントロール部31と繋がれており、このシステムコントロール部31は、操作パネル36のスイッチと繋がれている。そして、その操作パネル36上のスイッチが操作されると、システムコントロール部31がシーケンサー216cに制御開始を指示する。この指示を受けたシーケンサー216のCPUは、ROM内に記録されているプログラムを読み込むことにより、上述したような演算処理の実行を開始する。図8は、その演算処理の内容を示すフローチャートである。
【0056】
逐次処理の開始後、シーケンサー216cのCPU(以下、単にシーケンサー216cと表記する)は、上記受光領域に定義されている各同心円の列数の最大値Nを変数nに代入し(S301)、プローブPの基端面に参照光と励起光を1回ずつ導入させる処理を実行するようにシステムコントロール部31に通知する。そして、シーケンサー216cは、変数nの示す列上にある4個の参照光用光検出器215aが参照光の照射時に検出した強度値(参照光強度値)をそれぞれ取得するとともに、変数nの示す列上にある一対の励起光用光検出器215bが励起光の照射時に検出した強度値(蛍光強度値)をそれぞれ取得する(S302)。
【0057】
そして、シーケンサー216cは、取得した4個の参照光強度値の全てが所定閾値(体腔壁を照明するのに十分な強度値として事前に設定された値)を超え、且つ、取得した4個の励起光強度値の全てが所定閾値(体腔壁下の生体組織を励起させるのに十分な強度値として事前に設定された値)を超えるか否かを、判別する(S303)。シーケンサー216cは、取得した8個の強度値のうちの一つでも所定閾値を超えていなかった場合(S303;NO)、変数nの値を1だけ減じて(S304)、変数nの示す列上にある8個の光検出器215a,215bにより検出される8個の強度値をそれぞれ取得する(S302)。
【0058】
そして、S302〜S304の処理ループの実行中に、ある列上にある8個の光検出器215a,215bによりそれぞれ検出される8個の強度値が、全て所定閾値を超えていた場合(S303;YES)、シーケンサー216cは、処理をS303から分岐させ、ROM内のテーブルを参照して、変数nの示す列数に対応するレバー211cの位置情報を取得し(S305)、その位置情報にて示される位置までレバー211cが移動するように、ドライブ回路213を通じてアクチュエータ212を制御し(S306)、逐次処理を終了する。
【0059】
<本実施形態の動作>
以上に説明したように構成されるため、本実施形態の診断補助用装置3を用いる利用者は、プローブPを交換した場合、光源用光学系がずれていると判断した場合、定期的な整備をする場合に、プローブPの先端面から射出される参照光と励起光の配光角がほぼ同じになるように、調節することができる。
【0060】
具体的には、利用者は、まず、プローブPの先端を治具214の第2領域214cに挿入し、プローブPの先端面の一部を、治具214内の内方フランジ214dに当て付ける。次に、利用者は、診断補助用装置3の図示せぬ操作パネルのスイッチを操作する。すると、マイコン216内のシーケンサー216cの逐次処理が開始される。シーケンサー216cは、受光面内の外側の列から内側の列に向かって順に受光センサーの受光状態を検出し、8個の受光センサー215a,215bが検出する強度値が全て所定の閾値を超えた初めての列を抽出すると、受光面内においてその列の外側に入射する参照光又は励起光が遮光されるように、虹彩絞り211を駆動して参照光及び励起光の光量を絞る。
【0061】
従って、この診断補助用装置3を用いる利用者は、プローブPの先端に治具214をあてがい、操作パネルのスイッチを操作して所定の指示を入力することにより、極めて簡単に、プローブPの先端面から射出される可視光と励起光の配光角ができるだけ同じとなるように調節することができる。
【0062】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、プローブの先端面から射出される可視光と励起光の配光角ができるだけ同じになるように調節することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態である内視鏡システムを概略的に示す構成図
【図2】 光源用光学系を概略的に示す構成図
【図3】 配光角調節部を概略的に示す構成図
【図4】 虹彩絞りの正面図
【図5】 虹彩絞りの側面図
【図6】 参照光用光検出部と励起光用光検出部の配置状態を説明するための説明図
【図7】 受光面内に定義されている多数の列を説明するための説明図
【図8】 シーケンサーで実行される逐次処理の内容を示すフローチャート
【符号の説明】
1 電子内視鏡
13 細管(鉗子チャネル)
15 撮像素子
2 光源プロセッサ装置
22 画像処理部
23 光源部
3 診断補助用装置
32 光源部
33 画像処理部
34 配光角調節部
211 虹彩絞り
212 アクチュエータ
213 ドライブ回路
214 治具314
215 光検出器
215a 参照光用光検出器
215b 励起光用光検出器
216 マイクロコンピュータ
4 映像切替機
P プローブ
Claims (6)
- 内視鏡の先端に対向する被検体を撮影する内視鏡システムに繋がれるとともに、前記内視鏡システムから伝送される各種画像データを利用することにより、診断用の材料としての画像を表示させるための画像データを生成する診断補助用装置であって、
被検体を照明するための可視光,及び、生体組織を励起するための励起光を交互に発する光源部と、
前記内視鏡の鉗子チャネルへ挿入可能な太さを有するとともに、前記光源部から発せられる前記可視光及び前記励起光を基端から先端へと導くプローブと、
前記光源部及び前記プローブの間において前記可視光及び前記励起光の一部の通過を規制するとともに、大きさが可変である略円形の絞りと、
前記プローブの先端面から所定距離だけ離れた面内において、前記プローブの先端面から射出される前記可視光の強度値が所定の閾値を超える第1照射領域,及び、前記プローブの先端面から射出される前記励起光の強度値が所定の閾値を超える第2照射領域を、検出する検出部と、
前記絞りの大きさを変化させることによって、前記検出部により検出される前記第1及び第2照射領域の大きさを制御するとともに、所定の指示を受けた場合に、前記第1及び第2照射領域の相互の位置及び大きさをほぼ一致させる制御部と
を備えることを特徴とする診断補助用装置。 - 前記制御部は、
所定の指示を受けた場合に、前記第1及び第2照射領域が互いに重なる領域を特定した後、特定された領域に対して前記第1及び第2照射領域をほぼ一致させるように、前記絞りの大きさを制御する
ことを特徴とする請求項1記載の診断補助用装置。 - 前記検出部は、
前記可視光のみを検出する多数の第1光検出器と、
前記励起光のみを検出する多数の第2光検出器と、
前記第1及び第2光検出器を前記プローブの先端面から所定距離だけ離れた面内に位置させるための治具と
を備えることを特徴とする請求項1又は2記載の診断補助用装置。 - 前記第1光検出器は、前記面内において所定中心から放射状に配置されているとともに、
前記第2光検出器も、前記面内において前記所定中心から放射状に配置されている
ことを特徴とする請求項3記載の診断補助用装置。 - 前記制御部は、
前記所定中心を中心とする円形領域であって所定の閾値を超える強度値を検出している前記各第1検出器のみを含む円形領域のうち、最大の円形領域を第1照射領域として特定し、
前記所定中心を中心とする円形領域であって所定の閾値を超える強度値を検出している前記各第2検出器のみを含む円形領域のうち、最大の円形領域を第2照射領域として特定する
ことを特定する請求項4記載の診断補助用装置。 - 前記絞りは、虹彩絞りであり、
前記制御部は、前記虹彩絞りを制御するための駆動機構を有する
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の診断補助用装置。
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