JP4316118B2 - 蛍光内視鏡装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内部に挿入される内視鏡挿入部により生体組織に励起光を照射し、生体組織から発生した蛍光を測定し、蛍光像を撮像する蛍光内視鏡装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、励起光を生体組織に照射した場合に、正常組織と病変組織では、発する蛍光強度が異なることを利用して、生体組織に所定波長領域の励起光を照射し、生体より発する蛍光を受光することにより病変組織の局在、浸潤範囲を蛍光画像として表示する技術が提案されている。
【０００３】
通常、励起光を照射すると、図１３に実線で示すように正常組織からは強い蛍光が発せられ、病変組織からは破線で示すように正常組織から発せられる蛍光より弱い蛍光が発せられるため、蛍光強度を測定することにより、生体組織が正常であるか病変状態にあるかを判定することができる。
【０００４】
ところで、励起光による蛍光の強度を画像として表示する場合、生体組織に凹凸があるため、生体組織に照射される励起光の強度は均一ではない。また、生体組織から発せられる蛍光強度は、励起光照度にほぼ比例するが、励起光照度は距離の２乗に反比例して低下する。そのため、光源から遠くにある正常組織よりも近くにある病変組織からの方が、強い蛍光を受光する場合があり、励起光による蛍光の受光強度の情報だけでは生体組織の組織性状を正確に識別することができない。このような不具合を低減するために、異なる波長帯域から取得した２種類の蛍光強度の比率を除算により求め、その除算値に基づく演算画像を表示する方法、すなわち、生体の組織性状を反映した蛍光スペクトルの形状の違いに基づいた画像表示方法や、種々の生体組織に対して一様な吸収を受ける近赤外光を参照光として生体組織に照射し、この参照光の照射を受けた生体組織によって反射された反射光の強度を検出して、蛍光強度との比率を除算により求め、その除算値に基づく演算画像を表示する方法、すなわち、蛍光収率を反映した値を求めて画像表示する方法などが提案されている。
【０００５】
また、上記技術を用いて、生体内部の蛍光像を撮像する蛍光内視鏡装置の開発が進められている。蛍光内視鏡装置は、励起光源としてレーザを利用するため、このレーザ照射に対する測定者および被験者の安全性を確保する必要がある。励起光として利用されるレーザが出力するエネルギー密度は、ＪＩＳ規格などでＭＰＥ値として、規定されている。これまでに、蛍光内視鏡装置における内視鏡挿入部を体腔内に挿入したとき、内視鏡挿入部の励起光出射端が被測定部へ非常に近くなることにより、被測定部へ過剰なエネルギー密度のレーザが照射され、生体組織が損傷をうける恐れがあることに対する安全機構を提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蛍光内視鏡装置においては、内視鏡挿入部を生体内に挿入するとき、または、生体内から抜去するときにも、励起光が射出された場合、被験者および測定者の眼に励起光が入射し、眼に損傷を与える恐れがあり、そのことに対する安全機構については、これまでに提供されていなかった。
【０００７】
本発明は上記のような従来技術の事情に鑑みて、蛍光内視鏡装置において、内視鏡挿入部が生体内に挿入されるとき、または、生体内から抜去されるときに、励起光が被験者あるいは測定者の眼に入射することにより、眼に損傷を与える恐れがあることを回避する安全機構を備えた蛍光内視鏡装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による蛍光内視鏡装置は、励起光および照明光を射出する射出手段と、生体内部に挿入される挿入部と、挿入部内に設置されて生体内部の被測定部まで射出手段から射出された励起光および照明光を導光する導光手段と、導光手段により導光された励起光の照射により被測定部から発生する蛍光による蛍光像および導光手段により導光された照明光の照射により被測定部から反射される通常像を撮像する撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置において、励起光の射出を禁止する励起光射出禁止手段と、挿入部先端が、生体外部にあることを検出する検出手段と、検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、射出手段から射出される照明光とは異なる室内照明光の照射により現れるフリッカの存在を検出するフリッカ検出手段を有し、そのフリッカ検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００１０】
ここで、フリッカとは、室内照明下（室内照明光は、蛍光灯のように商用電源周波数の2倍の周期で光量が変動しているものとする。）において、蛍光内視鏡装置により測定を行なった場合に検出される室内照明光が持つ周期的な輝度変化のことである。フリッカ検出手段は、撮像手段で撮像される通常画像または蛍光画像に現れるフリッカを検出するものでもよいし、内視鏡挿入部先端に配置されフリッカのみを検出するものでもよい。後者の場合、フリッカ検出手段は、内視鏡挿入部の励起光射出端から数ｃｍの位置に配置するのが望ましい。なお、通常画像または蛍光画像に現れるフリッカを検出する場合、フリッカは、通常像または蛍光像の撮像周期が、商用電源周波数と異なる場合に生じるものであり、撮像周期と商用電源周波数が等しい場合もしくはいずれか一方が他方の周波数の整数倍の周波数となる場合は、生じないため、撮像周期を考慮する必要がある。フリッカ検出手段は、このフリッカが存在するとき、内視鏡挿入部先端が、生体外にあるとして、検出信号を出力する。なお、生体外とは、内視鏡挿入部先端から射出される励起光が、被験者および測定者の眼に入射する恐れのある位置、もしくは、その位置から所定の安全距離を確保した位置を意味する。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、通常画像の輝度分布が生体内部における輝度分布と異なることを検出する輝度分布検出手段を有し、その輝度分布検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００１２】
ここで、蛍光内視鏡装置での測定対象が、例えば、筒状の器官（食道、胃、十二指腸、大腸など）である場合、生体内の通常画像の輝度分布は、画像中央より画像周辺の方が明るくなり、生体外の通常画像の輝度分布とは異なるため、通常画像の輝度分布状態から、内視鏡挿入部先端が、生体内にあるか生体外にあるかを識別できる。輝度分布検出手段は、検出した輝度分布状態が、生体内の輝度分布状態と異なるとき、内視鏡挿入部先端が、生体外にあるとして、検出信号を出力する。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、通常画像の輝度が生体内部における輝度と異なることを検出する輝度検出手段を有し、その輝度検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００１４】
ここで、輝度検出手段は、通常画像のいずれかの画素の輝度の大きさが所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるものとして、検出信号を出力する。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、通常画像の色信号が生体内部における色信号と異なることを検出する色信号検出手段を有し、その色信号検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００１６】
ここで、蛍光内視鏡装置により撮像される通常画像の色信号であるＲＧＢ信号は、生体内の通常画像の場合、粘膜や血管などの画像であるためＲ信号が、Ｇ信号、Ｂ信号と比較して大きい。従って、色信号検出手段は、Ｒ信号に基づく値が、所定の閾値よりも小さくなったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるものとして、検出信号を出力する。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、通常画像の直線パターンが生体内部における直線パターンと異なることを検出する直線検出手段を有し、その直線検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００１８】
ここで、蛍光内視鏡装置により撮像される通常画像は、内視鏡挿入部先端が生体内にあるときよりも生体外にあるときの方が、測定環境の通常画像であるため直線パターンが多い。直線検出手段は、通常画像内の直線の数が所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるものとして、検出信号を出力する。なお、直線の検出方法としては、例えば、Ｈｏｕｇｈ変換により画像処理して直線を検出する方法、または、直線のみの画像のテンプレートを通常画像に掛け合わせることにより直線成分を強調して検出する方法などがあり、要は、通常画像における直線成分を検出するものであれば如何なるものでもよい。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、検出手段が、挿入部先端に配置され挿入部先端近傍の光強度が生体内部の光強度と異なることを検出する光強度検出手段を有し、その光強度検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２０】
ここで、蛍光内視鏡装置の内視鏡挿入部先端近傍の明るさは、内視鏡挿入部先端が、生体内にあるときより生体外にあるときの方が明るいため、光強度検出手段は、検出される光強度が、所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、検出信号を出力する。また、光検出手段は、内視鏡挿入部の励起光出射端から安全距離を確保した数ｃｍの位置に配置することが望ましい。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、挿入部先端に設置されて挿入部先端近傍の温度が生体内部の温度と異なることを検出する温度検出手段を有し、その温度検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２２】
ここで、蛍光内視鏡装置における内視鏡挿入部先端近傍の温度は、内視鏡挿入部先端が、生体内にあるときより生体外にあるときの方が低いため、温度検出手段は、検出される温度が３５度程度（生体の体温）以下になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、検出信号を出力する。また、温度検出手段は、内視鏡挿入部の励起光出射端から安全距離を確保した数ｃｍの位置に配置し、内視鏡挿入部側方の温度を検出することが望ましい。
【００２３】
また、請求項９に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、挿入部先端に設置されて挿入部先端近傍のガスが生体内部のガスと異なることを検出するガス検出手段を有し、そのガス検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２４】
ここで、ガス検出手段は、生体外よりも生体内の方が濃度が高いガスを検出する手段であり、例えば、炭酸ガスを検出する手段があるが、要は、生体外の外気における濃度より生体内における濃度の方が高い気体成分を検出するものであれば如何なるものでもよく、例えば、メタン、硫化水素などを検出するものがある。さらに、測定時に、外気とは異なるガスを体内に注入した場合は、そのガスを検出ようにすることもできる。ガス検出手段は、検出されるガスの濃度が、所定の閾値以下になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるものとして、検出信号を出力する。また、ガス検出手段は、内視鏡挿入部の励起光出射端から安全距離を確保した数ｃｍの位置に配置し、内視鏡挿入部側方のガスを検出することが望ましい。
【００２５】
また、請求項１０に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、生体の挿入口に装着され磁場を発生する磁場発生手段および挿入部に設置されて前記磁場を検出する磁場検出手段を有し、その磁場検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２６】
また、請求項１１に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、生体の挿入口に装着され光を射出する光射出手段および光の照射により挿入部先端から反射される反射光を検出する反射光検出手段を有し、その反射光検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２７】
また、請求項１２に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、生体の挿入口に装着され光を射出する光射出手段および光の照射により挿入部を透過する透過光を検出する透過光検出手段を有し、その透過光検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２８】
また、請求項１３に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、挿入部と前記生体との間の空間容量を検出する空間容量検出手段を有し、その空間容量検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２９】
ここで、空間容量は、内視鏡挿入部が生体内にあるときは、所定の一定値になるようにし、空間容量検出手段は、検出される空間容量が、所定の一定値以上となったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるものとして、検出信号を出力する。
【００３０】
【発明の効果】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、挿入部先端が、生体外部にあることを検出する検出手段を備え、この検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００３１】
また、請求項２に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に室内照明光により発生するフリッカを検出するフリッカ検出手段を備え、フリッカ検出手段は、フリッカの存在が検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。また、フリッカ検出手段を、内視鏡挿入部の励起光射出端から数ｃｍの位置に配置したとき、より安全性を増すことができる。
【００３２】
また、請求項３に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に通常画像の輝度分布検出手段を備え、輝度分布検出手段は、生体内とは異なる輝度分布状態が検出されたとき、内視鏡挿入部が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００３３】
また、請求項４に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に通常画像の輝度検出手段を備え、輝度検出手段は、通常画像のいずれかの画素の輝度信号が、所定の閾値よりも大きいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００３４】
また、請求項５に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に通常画像の色信号検出手段を備え、色信号検出手段は、通常画像の各画素のＲＧＢ信号において、Ｒ信号に基づく値が所定の閾値よりも小さいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００３５】
また、請求項６に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に通常画像の直線パターンを検出する直線検出手段を備え、直線検出手段は、検出された直線成分が所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００３６】
また、請求項７に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に内視鏡挿入部先端近傍の光強度を検出する光強度検出手段を備え、光強度検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の光強度が、所定の閾値よりも大きいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。また、光検出手段を、内視鏡挿入部の励起光出射端から数ｃｍの位置に配置したとき、より安全性が増すことができる。
【００３７】
また、請求項８に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に内視鏡挿入部先端近傍の温度を検出する温度検出手段を備え、温度検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の温度が３５度程度（生体の体温）以下であることが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。また、温度検出手段を、内視鏡挿入部の励起光出射端から数ｃｍの位置に配置し、内視鏡挿入部側方の温度を検出することにより、より安全性が増すことができる。
【００３８】
また、請求項９に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に内視鏡挿入部先端近傍のガスを検出するガス検出手段を備え、ガス検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の例えば、炭酸ガスの濃度が所定の閾値以下であることが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。また、検出するガスが、測定時に生体内に注入される大気とは異なるガスであるときは、より検出精度が向上する。さらに、ガス検出手段を、内視鏡挿入部の励起光出射端から数ｃｍの位置に配置し、内視鏡挿入部側方のガスを検出することにより、より安全性が増すことができる。
【００３９】
また、請求項１０に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に生体の内視鏡挿入口に装着される磁場発生手段および内視鏡挿入部にその磁場を検出する磁場検出手段を備え、磁場検出手段は、磁場発生器の磁場の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００４０】
また、請求項１１に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に生体の内視鏡挿入口に装着される光射出手段および光射出手段の光の照射により内視鏡挿入部から反射される反射光を検出する反射光検出手段を備え、反射光検出手段は、反射光の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００４１】
また、請求項１２に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に生体の内視鏡挿入口に装着される光射出手段および光射出手段の光の照射により内視鏡挿入部を透過する透過光を検出する透過光検出手段を備え、透過光検出手段は、透過光の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００４２】
また、請求項１３に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に内視鏡挿入部と生体との間の空間容量を検出する空間容量検出手段を備え、空間容量検出手段は、検出される空間容量の大きさが所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【００４４】
本実施の形態による蛍光内視鏡は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡挿入部１００、生体組織から得られた情報を画像信号に処理する画像信号処理部１、画像信号処理部１で処理された信号を可視画像として表示するモニタユニット６００および通常画像撮像状態から蛍光画像撮像状態に切り換えるスイッチ２とから構成される。画像信号処理部１は、通常画像用白色光Ｌｗ、自家蛍光画像用励起光Ｌｒおよび反射画像用参照光Ｌｓをそれぞれ射出する２つの光源を備えた照明ユニット１１０、この励起光により生体組織１０から発生した異なる２つの波長帯域の自家蛍光像Ｚｊと参照光により生体組織１０から発生した反射像を撮像し、デジタル値に変換して２次元画像データとして出力する画像検出ユニット３００、画像検出ユニット３００から出力された自家蛍光像の２次元画像データから距離補正等の演算を行い演算画像を算出し、色情報を割り当て、反射像の２次元画像データに輝度情報を割り当てて、２つの画像情報を合成して出力する画像演算ユニット４００、通常画像をデジタル値に変換して２次元画像データとし、その２次元画像データおよび画像演算ユニット４００の出力信号をビデオ信号に変換して出力する表示信号処理ユニット５００、各ユニットに接続され、動作タイミングの制御を行う制御用コンピュータ２００、および画像演算ユニット４００のフリッカ検出手段４０５または表示信号処理ユニット５００のフリッカ検出手段５０４により、合成画像または通常画像内にフリッカの存在が検出されたとき、励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段７００とから構成される。
【００４５】
内視鏡挿入部１００は、内部に先端まで延びるライトガイド１０１、ＣＣＤケーブル１０２およびイメージファイバ１０３を備えている。ライトガイド１０１およびＣＣＤケーブル１０２の先端部、即ち内視鏡挿入部１００の先端部には、照明レンズ１０４および対物レンズ１０５を備えている。また、イメージファイバ１０３は石英ガラスファイバであり、その先端部には集光レンズ１０６を備えている。ＣＣＤケーブル１０２の先端部には、通常画像用撮像素子１０７が接続され、その通常画像用撮像素子１０７には、反射用プリズム１０８が取り付けられている。ライトガイド１０１は、多成分ガラスファイバである白色光ライトガイド１０１ａおよび石英ガラスファイバである励起光ライトガイド１０１ｂがバンドルされ、ケーブル状に一体化されており、白色光ライトガイド１０１ａおよび励起光ライトガイド１０１ｂは照明ユニット１１０に接続されている。ＣＣＤケーブル１０２の一端は、表示信号処理ユニット５００に接続され、イメージファイバ１０３の一端は、画像検出ユニット３００へ接続されている。
【００４６】
照明ユニット１１０は、通常画像用白色光Ｌｗを発する白色光源１１４、その白色光源１１４に電気的に接続された白色光源用電源１１５、白色光源１１４から射出された白色光を集光する白色光用集光レンズ１１６、蛍光画像用の励起光Ｌｒを発するＧａＮ系半導体レーザ１１１およびそのＧａＮ系半導体レーザ１１１に電気的に接続されている半導体レーザ用電源１１２、ＧａＮ系半導体レーザから射出される励起光を集光する励起光用集光レンズ１１３を備えている。また、白色光源１１４から射出される白色光Ｌｗには、参照光Ｌｓとして利用できる波長帯域の光が含まれているため、参照光源としても利用できる。
【００４７】
画像検出ユニット３００には、イメージファイバ１０３が接続され、イメージファイバ１０３により伝搬された自家蛍光画像および反射像を結像系に導く蛍光用コリメートレンズ３０１、自家蛍光画像から励起光近傍付近の波長をカットする励起光カットフィルタ３０２、その励起光カットフィルタ３０２を透過した自家蛍光画像および反射像から所望の波長帯域を切り出す光学透過フィルタ３０３、その光学透過フィルタを回転させるフィルタ回転装置３０４、その光学透過フィルタを透過した自家蛍光像および反射像を結像させる蛍光用集光レンズ３０５、蛍光用集光レンズ３０５により結像された自家蛍光像および反射像を撮像する蛍光画像用高感度撮像素子３０６、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像された自家蛍光画像および反射像をデジタル値に変換して２次元画像データとして出力するＡＤ変換器３０７を備えている。
【００４８】
上記光学透過フィルタは図２に示すような、３種類のバンドパスフィルタ３０３ａ、３０３ｂおよび３０３ｃから構成され、バンドパスフィルタ３０３ａは４３０ｎｍから７３０ｎｍまでの波長の光を透過させるバンドパスフィルタであり、バンドパスフィルタ３０３ｂは４３０ｎｍから５３０ｎｍの光を透過させるバンドパスフィルタであり、バンドパスフィルタ３０３ｃは７５０ｎｍから９００ｎｍの光を透過させるバンドパスフィルタである。
【００４９】
画像演算ユニット４００は、デジタル化された異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像信号データと反射画像信号データを記憶する画像用メモリ４０１、画像用メモリ４０１に記憶された２つの波長帯域の自家蛍光画像の各画素値の比率に応じた演算を行って各画素の演算値を算出し、その演算値に色情報を割り当てる自家蛍光画像演算部４０２、画像用メモリ４０１に記憶された反射画像の各画素値に輝度情報を割り当てる反射画像演算部４０３、自家蛍光画像演算部４０２から出力される色情報をもった画像信号と反射像演算部４０３から出力される輝度情報をもった画像信号を合成して合成画像を生成し出力する画像合成部４０４、画像合成部４０４で合成された画像からフリッカの存在を検出するフリッカ検出手段４０５を備えている。
【００５０】
画像用メモリ４０１は、図示省略した狭帯域自家蛍光画像記憶領域、広帯域自家蛍光画像記憶領域および反射画像記憶領域から構成され、バンドパスフィルタ３０３ａを透過した自家蛍光画像は、広帯域自家蛍光画像記憶領域に保存され、バンドパスフィルタ３０３ｂを透過した自家蛍光画像は、狭帯域自家蛍光画像記憶領域に保存され、バンドパスフィルタ３０３ｃを透過した自家蛍光画像は、反射画像記憶領域に保存される。
【００５１】
表示信号処理ユニット５００は、通常画像用撮像素子１０７で得られた映像信号をデジタル化するＡＤ変換器５０１、デジタル化された通常画像信号を保存する通常画像用メモリ５０２、通常画像用メモリ５０２から出力された画像信号および画像合成部４０４から出力される合成画像信号をビデオ信号に変換するビデオ信号処理回路５０３、通常画像の画像信号からフリッカの存在を検出するフリッカ検出手段５０４を備えている。
【００５２】
モニタユニット６００は、通常画像用モニタ６０１、合成画像用モニタ６０２を備えている。
【００５３】
次に、以上のように構成された本実施の形態による蛍光撮像装置を適用した蛍光内視鏡の作用について説明する。
【００５４】
まず、異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像と反射画像を用いて合成画像を表示する場合の作用について説明する。
【００５５】
異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像撮像時には、制御コンピュータ２００からの信号に基づき、半導体レーザ用電源１１２が駆動され、ＧａＮ系半導体レーザ１１１から波長４１０nmの励起光Ｌｒが射出される。励起光Ｌｒは、励起光用集光レンズ１１３を透過し、励起光ライトガイド１０１ｂに入射され、内視鏡挿入部１５０の先端部まで導光された後、照明レンズ１０３から生体組織１０へ照射される。
【００５６】
励起光Ｌｒを照射されることにより生じる生体組織１０からの自家蛍光像は、集光レンズ１０５により集光され、イメージファイバ１０３の先端に入射され、イメージファイバ１０３を経て、励起光カットフィルタ３０２に入射する。励起光カットフィルタ３０２を透過した自家蛍光像は、光学透過フィルタ３０３に入射される。なお、励起光カットフィルタ３０２は、波長４２０ｎｍ以上の全蛍光を透過するロングパスフィルタである。励起光Ｌｒの波長は４１０ｎｍであるため、生体組織１０で反射された励起光は、この励起光カットフィルタ３０２でカットされ、光学透過フィルタ３０３へ入射することはない。
【００５７】
制御用コンピュータ２００により、フィルタ回転装置３０４が駆動され、自家蛍光像Ｚｊは、バンドパスフィルタ３０３ａを透過した後、蛍光用集光レンズ３０５により結像され、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により広帯域自家蛍光画像として撮像され、バンドパスフィルタ３０３ｂを透過した後、蛍光用集光レンズ３０５により結像され、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により狭帯域自家蛍光画像として撮像され、蛍光画像用高感度撮像素子３０６からの映像信号はＡＤ変換回路３０７へ入力され、デジタル化された後、画像データメモリ４０１に保存される。なお、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像さた広帯域自家蛍光画像は、広帯域自家蛍光画像領域に保存され、狭帯域自家蛍光画像は、狭帯域自家蛍光画像領域に保存される。
【００５８】
反射画像撮像時には、制御用コンピュータ２００からの信号に基づき、白色光源電源１１５が駆動され、白色光Ｌｗが射出される。この白色光Ｌｗには、波長帯域が７５０ｎｍから９００ｎｍまでの参照光Ｌｓが含まれる。参照光Ｌｓを含む白色光Ｌｗは、白色光用集光レンズ１１６を透過し、白色光ライトガイド１０１ａに入射され、内視鏡先端部まで導光された後、照明レンズ１０３ から生体組織１０へ照射される。
【００５９】
参照光Ｌｓを含む白色光Ｌｗを照射されることにより生じる生体組織１０からの反射像は、集光レンズ１０５により集光され、イメージファイバ１０３の先端に入射され、イメージファイバ１０３ を経て、励起光カットフィルタ３０２に入射する。励起光カットフィルタ３０２を透過した反射像は、光学透過フィルタ３０３に入射される。
【００６０】
制御用コンピュータ２００により、フィルタ回転装置３０４が駆動され、反射像は、バンドパスフィルタ３０３ｃを透過した後、蛍光用集光レンズ３０５により結像され、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像され、蛍光画像用高感度撮像素子３０６からの映像信号はＡＤ変換回路３０７へ入力され、デジタル化された後、画像データメモリ４０１に保存される。この時、バンドパスフィルタ３０３ｃでは、白色光Ｌｗに含まれる参照光Ｌｓの照射により生体組織１０から反射される反射像を透過する。また、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像された反射画像は、画像用メモリ４０１の反射画像記憶領域に保存される。画像用メモリ４０１に保存された広帯域自家蛍光画像および狭帯域自家蛍光画像は、自家蛍光演算部４０２で、各画像の各画素値の比に応じた演算を行い、その演算値に色情報を割り当て、色情報をもった画像信号を生成し出力する。また、画像用メモリ４０１に保存された反射画像は、反射画像演算部４０３で、各画素値に輝度情報を割り当て、輝度情報をもった画像信号を生成し出力する。自家蛍光画像演算部４０２と反射画像演算部４０３から出力された２つの画像信号は、画像合成部４０４で合成される。画像合成部４０４で合成された合成画像は、ビデオ信号処理回路５０３によってＤＡ変換後にモニタユニット６００に入力され、合成画像用モニタ６０２に表示される。
【００６１】
次に、通常画像表示時の作用を説明する。通常画像表示時には、制御用コンピュータ２００からの信号に基づき白色光源用電源１１５ が駆動され、白色光源１１４から白色光Ｌｗが射出される。白色光Ｌｗは、白色光用集光レンズ１１６を経て白色光ライトガイド１０１ａに入射され、内視鏡挿入部１００の先端部まで導光された後、照明レンズ１０３から生体組織１０へ照射される。白色光Ｌｗの反射光は対物レンズ１０６によって集光され、反射用プリズム１０８に反射して、通常画像用撮像素子１０７に結像される。通常画像用撮像素子１０７からの映像信号はＡＤ変換器５０１へ入力され、デジタル化された後、通常画像用メモリ５０２に保存される。その通常画像用メモリ５０２により保存された通常画像信号は、ビデオ信号処理回路５０３によって、カラー画像信号（ＲＧＢ信号）に処理された後、ＤＡ変換後にモニタユニット６００に入力され、通常画像用モニタ６０１に可視画像として表示される。
【００６２】
合成画像表示時および通常画像表示時における、上記一連の動作は、制御用コンピュータ２００によって制御される。また、内視鏡挿入部１００を挿入するときは、通常画像撮像状態で挿入され、スイッチ２を押下することにより、通常画像、自家蛍光画像および反射画像の撮像に切り換る。なお、測定中、自家蛍光画像、反射画像および通常画像の撮像は、それぞれ時分割で交互に行なわれる。
【００６３】
測定後、内視鏡挿入部１００が抜去されるときは、スイッチ２を押下することにより、通常画像撮像状態に切り換る。
【００６４】
ここで、通常画像撮像時、自家蛍光画像撮像時および反射画像撮像時において、内視鏡挿入部先端が、生体外にあるときは、室内照明光（図示省略）により生じるフリッカが自家蛍光像または反射像または通常像とともに蛍光画像用高感度撮像素子３０６または通常画像用撮像素子１０７により撮像され、フリッカ検出手段４０５または５０４により検出される。フリッカ検出手段４０５または５０４によりフリッカが検出されたとき、フリッカ検出手段４０５または５０４は、励起光射出禁止制御手段７００に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段７００は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。また、このとき、スイッチ２を押下しても、励起光は射出されない。なお、制御コンピュータ２００は、本発明における励起光射出禁止手段も兼ねている。
【００６５】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、室内照明光により発生するフリッカを検出するフリッカ検出手段を備え、フリッカ検出手段は、フリッカの存在が検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００６６】
次に本発明による第２の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。その構成は、図１に示す第１の実施の形態とほぼ同様であるため、異なる要素のみ、図１内に要素番号を記載する。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００６７】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、上記第１の実施の形態の、フリッカ検出手段４０５および５０４の代わりに、通常画像の輝度分布を検出する輝度分布検出手段５１４を備えたものである。
【００６８】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、通常画像用撮像素子１０７で撮像された通常画像の各画素のデジタルデータの輝度信号が輝度分布検出手段５１４により検出される。輝度分布検出手段は、通常画像の各画素の輝度信号の分布が、画像の中央部分の方が、画像の周辺部分のよりも輝度信号が大きい時、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、検出信号を励起光射出禁止制御手段７０１に出力する。励起光射出禁止制御手段７０１は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。
【００６９】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、通常画像の輝度分布検出手段を備え、輝度分布検出手段は、生体内とは異なる輝度分布状態が検出されたとき、内視鏡挿入部が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００７０】
次に本発明による第３の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図３は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００７１】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、通常画像の各画素の輝度を検出する輝度検出手段５２４と、白色光源用電源１１５をＯＦＦにする白色光スイッチ３とを備えたものである。
【００７２】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。まず、内視鏡挿入部１００が、白色光源用電源１１５がＯＦＦの状態で、測定者の目視により生体内に挿入される。挿入後、通常画像を撮像し、その通常画像の各画素の輝度信号が、輝度検出手段５２４により検出される。通常画像のいずれかの画素の輝度の大きさが、所定の閾値以下になると、輝度検出手段５２４は、制御用コンピュータ２００に検出信号をおくり、制御用コンピュータ２００は、白色光源用電源１１５をＯＮにする。その後、スイッチ２を押すことにより、励起光が射出され、自家蛍光画像撮像状態になる。なお、このとき、輝度検出手段５２４により白色光用電源１１５がＯＮした場合でなければ、スイッチ２を押しても励起光は射出されないものとする。つまり、内視鏡挿入部先端が、生体内にある状態においてのみ、励起光の射出が可能となる。測定後、スイッチ２を押下すると通常画像撮像状態に切り換わる。（このとき、半導体レーザ用電源１１２は、電圧を所定の電圧値まで下げてスタンバイ状態となり、励起光は、射出してないとする。）そして、内視鏡挿入部１００を抜去するが、このとき、内視鏡挿入部１００が、白色光ＯＦＦでも安全に抜去できる位置まで抜かれたときには、白色光スイッチ３を押下して白色光源１１５をＯＦＦにする。または、所定の明るさまで、落とした状態にするようにしてもよい。その後、輝度検出手段５２４により検出された通常画像のいずれかの画素の輝度信号が、所定の閾値よりも大きくなったとき、内視鏡挿入部１００が生体外にあるとして、輝度信号検出手段２５４は、励起光射出禁止制御手段７０２に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７０２は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。
【００７３】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、通常画像の輝度検出手段を備え、輝度検出手段は、通常画像のいずれかの画素の輝度信号が、所定の閾値よりも大きいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００７４】
次に本発明による第４の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図４は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００７５】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、通常画像の色信号を検出する色信号検出手段５３４を備えたものである。
【００７６】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。まず、内視鏡挿入部１００は、通常画像表示状態により、生体内に挿入され、通常画像における各画素に色信号、すなわち、ビデオ信号処理回路５０３から出力されたＲＧＢ信号が、色信号検出手段５３４により検出される。挿入後、通常画像のＲＧＢ信号において、所定の階調以上のＲ信号成分が所定の閾値以上になったとき、色信号検出手段５３４は、励起光射出禁止制御手段７０３に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段７０３は、励起光が射出可能な状態とする。（なお、このときの射出可能な状態とは、半導体レーザ用電源１１２が、所定の電圧値まで上げられ、励起光の射出の準備をしたスタンバイ状態であることを意味する。）励起光射出禁止制御手段７０３は、この信号が入力されるまでは、半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにすることにより、励起光の射出を禁止状態にしている。つまり、内視鏡挿入部先端が、生体内にある状態においてのみ、励起光の射出が可能な状態となる。そして、スイッチ２を押すことにより、半導体レーザ用電源１１２がＯＮし、励起光が射出される。そして、測定後、スイッチ２を押すことにより、通常画像撮像状態に切り換わる。（なお、このとき、半導体レーザ用電源１１２は、スタンバイ状態である。）その後、通常画像表示状態で、内視鏡挿入部１００は、抜去されるが、通常画像のＲＧＢ信号において、所定の階調以上のＲ信号成分が所定の閾値以下のとき、色信号検出手段５３４は、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段７０３に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７０３は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。
【００７７】
なお、蛍光内視鏡装置での測定における、生体内におけるＲＧＢ信号分布と生体外のＲＧＢ信号分布（診察室風景のＲＧＢ信号分布）を図５に示す。図５より、生体内では、Ｒ信号成分の分布は階調が高い方に分布し、Ｇ信号成分、Ｂ信号成分の分布とは分離した状態になっているのがわかる。生体外のＲＧＢ信号分布（診察室風景のＲＧＢ信号分布）は、Ｒ信号成分、Ｇ信号成分、Ｂ信号成分が重なっており、生体内のＲＧＢ信号分布とは、明らかに異なる。色信号検出手段５３４は、このＲＧＢ信号分布の違いを検出する。例えば、上記のように所定の階調の値以上のＲ信号成分の画素数（頻度）を算出し、所定の閾値以下のとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとすればよい。
【００７８】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、通常画像の色信号検出手段を備え、色信号検出手段は、通常画像の各画素のＲＧＢ信号において、Ｒ信号に基づく値が所定の閾値よりも小さいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００７９】
次に本発明による第５の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図６は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００８０】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、通常画像における直線パターンを検出する直線検出手段５４４を備えたものである。
【００８１】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。まず、内視鏡挿入部１００は、通常画像表示状態により、生体内に挿入され、直線検出手段５４４は、通常画像のデジタルデータをＨｏｕｇｈ変換して、通常画像における直線成分を検出する。挿入後、通常画像における直線の数が、所定の閾値以下となったとき、直線検出手段５４４は、励起光射出禁止制御手段７０４に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段７０４は、励起光が射出可能な状態とする（なお、このとき、半導体レーザ用電源１１２は、スタンバイ状態である。）。励起光射出禁止制御手段７０４は、この信号が入力されるまでは、励起光の射出を禁止状態としている。つまり、内視鏡挿入部先端が、生体内にある状態においてのみ、励起光の射出が可能となる。そして、スイッチ２を押すことにより、半導体レーザ用電源１１２がＯＮされ、励起光が射出される。そして、測定後、スイッチ２を押すことにより、通常画像撮像状態に切り換わる。（なお、このとき、半導体レーザ用電源１１２はスタンバイ状態である。）その後、通常画像表示状態で、内視鏡挿入部１００は、抜去されるが、通常画像における直線の数が、所定の閾値以上となったとき直線検出手段５４４は、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段７０４に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７０４は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。
【００８２】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、通常画像の直線パターンを検出する直線検出手段を備え、直線検出手段は、検出された直線成分が所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００８３】
なお、直線の検出方法としては、Ｈｏｕｇｈ変換により画像処理して直線を検出する方法の他に図７に示すような直線のみの画像のテンプレートを通常画像に掛け合わせることにより直線成分を強調して検出する方法を利用してもよい。
【００８４】
次に本発明による第６の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図８は、本発明を実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００８５】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、内視鏡挿入部２１０の先端に、内視鏡挿入部２１０先端近傍の光強度を検出する光検出手段２１１と、その光検出手段２１１と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段７０５とを繋ぐ検出ケーブル２１２と、白色光源用電源１１５をＯＦＦにする白色光スイッチ３とを備えたものである。
【００８６】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。まず、内視鏡挿入部２１０が、白色光源用電源１１５がＯＦＦの状態で、測定者の目視により生体内に挿入され、光検出手段２１１は、内視鏡挿入部先端近傍の光強度を検出する。挿入後、光検出手段２１１により検出される光強度が、所定の閾値以下になると、光検出手段２１１は、制御用コンピュータ２００に検出信号を出力し、制御用コンピュータ２００は、白色光源用電源１１５をＯＮする。その後、スイッチ２を押すことにより、半導体レーザ用電源がＯＮされ、励起光が射出される。なお、このとき、光検出手段２１１により白色光用電源１１５がＯＮされた場合でなければ、スイッチ２を押しても励起光は射出されないものとする。つまり、内視鏡挿入部先端が、生体内にある状態においてのみ、励起光の射出が可能となる。測定後、スイッチ２を押下すると通常画像撮像状態に切り換わる。（なお、このとき、半導体レーザ用電源１１２は、スタンバイ状態である。）そして、内視鏡挿入部を抜去するが、このとき、内視鏡挿入部が、白色光ＯＦＦでも安全に抜去できる位置まで抜かれたときには、白色光スイッチ３を押下して白色光源１１５をＯＦＦにする。または、所定の明るさまで、落とした状態にするようにしてもよい。
【００８７】
その後、光検出手段２１１により検出された光強度が、所定の閾値よりも大きくなったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、光検出手段２１１は、励起光射出禁止制御手段７０５に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７０５は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、光検出手段は、内視鏡挿入部２１０先端から数ｃｍ離れた位置に設置するのが望ましい。
【００８８】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部先端近傍の光強度を検出する光強度検出手段を備え、光強度検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の光強度が、所定の閾値よりも大きいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００８９】
次に本発明による第７の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。その構成は、図８に示す第６の実施の形態とほぼ同様であるため、異なる要素のみ、図８内に要素番号を記載する。なお、第６の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００９０】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、内視鏡挿入部２２０の先端に、内視鏡挿入部２２０先端近傍の温度を検出する温度検出手段２２１と、その温度検出手段２２１と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段とを繋ぐ検出ケーブル２２２とを備えたものである。
【００９１】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、内視鏡挿入部２２０先端に温度検出手段２２１を備え、この温度検出手段２２１は、内視鏡挿入部２２０先端近傍の温度が、３５度（生体の体温程度）より低くなった時、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段７０６に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７０６は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。
【００９２】
なお、本実施の形態による蛍光内視鏡装置で使用する温度検出手段は、３５度程度の温度を速い応答速度で検出するものが望ましく、例えば、焦電赤外線検出器などがあり、焦電赤外線検出器を使用した場合は、生体から放出される赤外線強度を検出するため、内視鏡挿入部先端から数ｃｍ離れた位置に配置し、内視鏡挿入部先端の側方の温度を検出するようにした方がよい。また、焦電赤外線検出器以外で、赤外線強度、赤外線スペクトル分布、特定波長帯の強度を検出するもの、もしくは、その組み合わせから温度を算出するものでもよい。また、温度検出手段は、内視鏡挿入部２２０先端から数ｃｍ離れた位置で、内視鏡挿入部２２０側方の温度を検出するように設置するのが望ましい。
【００９３】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部先端近傍の温度を検出する温度検出手段を備え、温度検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の温度が３５度程度（生体の体温）以下であることが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００９４】
次に本発明による第８の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。その構成は、図８に示す第６の実施の形態とほぼ同様であるため、異なる要素のみ、図６内に要素番号を記載する。なお、第６の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００９５】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、内視鏡挿入部２３０の先端に、内視鏡挿入部２３０先端近傍のガスの成分を検出するガス検出手段２３１と、そのガス検出手段２３１と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段７０７とを繋ぐ検出ケーブル２３２とを備えたものである。
【００９６】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、内視鏡挿入部２３０先端にガス検出手段２３１を備え、このガス検出手段２３１は、内視鏡挿入部２３０先端近傍の炭酸ガスの濃度が、所定の閾値より小さくなった時、内視鏡挿入部２３０が生体外にあるとして、その検出信号を励起光射出禁止制御手段７０７に出力する。励起光射出禁止制御手段７０７は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、ガス検出手段は、内視鏡挿入部２３０先端から数ｃｍ離れた位置で、内視鏡挿入部２３０側方のガスを検出するように設置するのが望ましい。
【００９７】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部先端近傍のガスを検出するガス検出手段を備え、ガス検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の例えば、炭酸ガスの濃度が所定の閾値以下であることが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００９８】
次に本発明による第９の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図９は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００９９】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に装着され磁場を発生する磁場発生手段２４１と、内視鏡挿入部２４０内に磁場発生手段２４１が発生する磁場を検出する磁場検出手段２４２と、その磁場検出手段２４２と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段７０８とを繋ぐ検出ケーブル２４３とを備えたものである。磁場検出手段２４２は、内視鏡挿入部側方全体に配置され、透磁率の低い材料で作られたワイヤ２４２ａとワイヤ２４２ａに形成される磁束を検出するホールセンサ２４２ｂとから構成される。
【０１００】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に装着され磁場を発生する磁場発生手段２４１と、その磁場を検出する磁場検出手段２４２を備え、内視鏡挿入部先端が、挿入口に装着された磁場発生手段２４１に近づいたとき、その磁場は、ワイヤ２４２ａの磁束変化としてホールセンサ２４２ｂにより検出され、その検出信号は、励起光射出禁止制御手段７０８に出力される。そして、この磁場検出手段２４２により磁場発生手段２４１の磁場が検出されなくなったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段７０８は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、磁場検出手段２４２のワイヤ２４２ａは、内視鏡挿入部側方全体に配置されるため、内視鏡挿入部２４０が生体内にあるときは、励起光は射出できる状態にある。また、磁場発生手段２４２は、内視鏡挿入口に装着されるマウスピースなどに内蔵してもよい。また、磁場検出手段２４１は、内視鏡挿入部の一部（先端から数ｃｍであることが望ましい。）を除いて、全ての側方部分に配置することが望ましい。
【０１０１】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、生体の内視鏡挿入口に装着される磁場発生手段と、内視鏡挿入部にその磁場を検出する磁場検出手段を備え、磁場検出手段は、磁場発生器の磁場の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【０１０２】
次に、本発明による第１０の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図１０は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【０１０３】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に装着される挿入口装着部２５５と、挿入口装着部２５５に内蔵され光を射出する光射出手段２５１と、内視鏡挿入部２５０内に配置され光射出手段２５１が射出する光を反射する反射手段２５２、挿入口装着部２５５に内蔵され、反射手段２５２に反射された反射光を検出する反射光検出手段２５３、反射光検出手段２５３と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段７０９とを繋ぐ検出ケーブル２５４とを備えたものである。反射手段２５２は、内視鏡挿入部側方全体に配置され、反射率の高い材料で作られた膜である。
【０１０４】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に光を射出する光射出手段２５１と、内視鏡挿入部側方全体に配置され、光射出手段２５１から射出される光を反射する反射手段２５２と、その反射光を検出する反射光検出手段２５３を備え、内視鏡挿入部先端が生体挿入口にある光射出手段２５１に近づいたとき、光射出手段２５１から射出された光は、内視鏡挿入部内に配置された反射手段２５２により反射され、その反射光は、反射光検出手段２５３により検出され、その検出信号は励起光射出禁止制御手段７０９に出力される。そして、この反射光検出手段２５３により反射手段２５２の反射光が検出されなくなったとき、内視鏡挿入部２５０が生体外にあるとして、励起光射出禁止手制御段７０９は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、反射手段２５２は、内視鏡挿入部側方全体に配置されるため、内視鏡挿入部２５０が生体内にあるときは、励起光は射出できる状態にある。また、内視鏡挿入部２５０は、光射出手段２５１から射出する光が、常に反射手段２５２に照射されるよう生体内に挿入されるものとする。また、反射手段２５２は、内視鏡挿入部２５０の側方の材料が、反射手段２５２と同等の反射率のものであれば、特に必要ない。また、反射手段２５２は、内視鏡挿入部の一部（先端から数ｃｍであることが望ましい。）を除いて、全ての側方部分に配置することが望ましい。
【０１０５】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、生体の内視鏡挿入口に装着される光射出手段と、光射出手段の光の照射により内視鏡挿入部から反射される反射光を検出する反射光検出手段とを備え、反射光検出手段は、反射光の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【０１０６】
次に、本発明による第１１の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図１１は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【０１０７】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に装着される挿入口装着部２６５と、挿入口装着部２６５に内蔵され光を射出する光射出手段２６１と、内視鏡挿入部２６０内に配置され光射出手段２６１が射出する光を所定の透過率で透過する光透過手段２６２、挿入口装着部２６５に内蔵され、光透過手段２６２を含めた内視鏡挿入部２６０を透過した透過光を検出する透過光検出手段２６３、透過光検出手段２６３と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段７１０とを繋ぐ検出ケーブル２６４とを備えたものである。光透過手段２６３は、内視鏡挿入部側方全体に配置され、所定の透過率の材料で作られた膜である。
【０１０８】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に光を射出する光射出手段２６１と、内視鏡挿入部全体に配置され、光射出手段から射出される光を透過する光透過手段２６２と、その透過光を検出する透過光検出手段２６３を備え、この透過光検出手段２６３は、検出される透過光の強度が、所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部２６０が生体外にあるとして、励起光射出制御手段７１０に、検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７１０は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、所定の透過率をもった光透過手段を透過した透過光は、光透過手段２６２を透過せず内視鏡挿入部２６０を透過した透過光と識別がつく程度の強度になるものとする。また、光透過手段２６２は、内視鏡挿入部側方全体に配置されるため、内視鏡挿入部２６０が生体内にあるときは、励起光は射出できる状態にある。
【０１０９】
また、内視鏡挿入部２６０は、光射出手段２６１から射出する光が、常に光透過手段２６２に照射されるよう生体内に挿入されるものとする。また、光透過手段２６２は、内視鏡挿入部２６０の側方の材料が、光透過手段２６２と同等の透過率のものであれば、特に別個に設ける必要はない。また、光透過手段２６２は、内視鏡挿入部の一部（先端から数ｃｍであることが望ましい。）を除いて、全ての側方部分に配置することが望ましい。
【０１１０】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、生体の内視鏡挿入口に装着される光射出手段と、光射出手段の光の照射により内視鏡挿入部を透過する透過光を検出する透過光検出手段とを備え、透過光検出手段は、透過光の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【０１１１】
次に、本発明による第１２の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図１２は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【０１１２】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、画像信号処理部内に配置され、内視鏡挿入部２７０と生体との間の空間容量Ｃを検出する空間容量検出手段２７１と、内視鏡挿入部２７０内に配置され、内視鏡挿入部の負荷を一定値にする負荷手段２７２、その負荷手段２７２と画像処理信号部内の空間容量検出手段２７１とを繋ぐ検出ケーブル２７３とを備えたものである。負荷手段２７２は、内視鏡挿入部側方全体に配置され、内視鏡挿入部２７０の負荷が一定の値となるよう配置されたものである。
【０１１３】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、画像信号処理手段内に、内視鏡挿入部２７０と生体との間の空間容量Ｃを検出する空間容量検出手段２７１と、内視鏡挿入部側方全体に配置され、内視鏡挿入部２７０の負荷を一定値に保つ２７２とを備え、空間容量検出手段２７１は、高周波の電流を流す交流電圧源（図示省略）を備えており、この高周波電流は、検出ケーブル２７３を介して内視鏡挿入部２７０の負荷手段２７２に流れ、内視鏡挿入部２７０と生体との間の空間容量Ｃを介して、生体に流れる。画像信号処理部内の空間容量検出手段２７１と生体とは、図示省略したケーブルによりＧＮＤを介して繋がっているものとする。
【０１１４】
空間容量検出手段２７１は、高周波電流を流すことにより内視鏡挿入部２７０内に配置される負荷手段２７２の負荷と、負荷手段２７２と生体との間の空間容量Ｃと、生体の負荷とに基づく負荷を検出する。内視鏡挿入部２７０が、生体内にあるときは、空間容量検出手段２７１により検出される負荷は一定値である。そして、この検出される負荷が所定の閾値以上になったとき、空間容量検出手段２７１は、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出制御手段７１１に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７１１は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、負荷手段２７２は、内視鏡挿入部を構成する材料が、負荷手段２７２と同等のものであれば特に別個に設ける必要はない。
【０１１５】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部と生体との間の空間容量を検出する空間容量検出手段を備え、空間容量検出手段は、検出される空間容量の大きさが所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【０１１６】
上記本発明の各実施の形態による蛍光内視鏡装置は、励起光の射出の禁止を励起光射出禁止制御手段が、制御用コンピュータにより制御信号を出力することにより行なったが、励起光を導光する導光手段の光路中にシャッターなどを設置することにより、励起光の射出を禁止するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１および第２の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図２】第１から第１２までの具体的な実施の形態の蛍光内視鏡装置に使用される光学透過フィルタの概略構成図
【図３】本発明の第３の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図４】本発明の第４の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図５】体腔内および診察室風景の通常画像におけるＲＧＢ信号のヒストグラムを示す図
【図６】本発明の第５の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図７】直線成分からなる画像のテンプレートを示す図
【図８】本発明の第６、第７、第８の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図を示す図
【図９】本発明の第９の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図１０】本発明の第１０の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図１１】本発明の第１１の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図１２】本発明の第１２の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図１３】正常組織と病変組織の蛍光スペクトルの強度比分布を示す説明図
【符号の説明】
１、４、５、６、７ 画像信号処理部
２ スイッチ
３ 白色光スイッチ
１０ 生体組織
１００、２１０、２２０、２３０ 内視鏡挿入部
２４０、２５０、２６０、２７０ 内視鏡挿入部
１０１ ライトガイド
１０１ａ 白色光ライトガイド
１０１ｂ 励起光ライトガイド
１０２ ＣＣＤケーブル
１０３ イメージファイバ
１０４ 照明レンズ
１０５ 対物レンズ
１０６ 集光レンズ
１０７ 通常画像用撮像素子
１０８ 反射用プリズム
１１０ 照明ユニット
１１１ 白色光源
１１２ 白色光源用電源
１１３ 白色光用集光レンズ
１１４ ＧａＮ系半導体レーザ
１１５ 半導体レーザ用電源
１１６ 励起光用集光レンズ
２００ 制御用コンピュータ
２１１ 光検出手段
２２１ 温度検出手段
２３１ ガス検出手段
２４１ 磁場発生手段
２４２ 磁場検出手段
２４２ａ ワイヤ
２４２ｂ ホールセンサ
２１２、２２２、２３２、２４３ 検出ケーブル
２５４、２６４、２７３ 検出ケーブル
２５１、２６１ 光射出手段
２５２ 反射手段
２５３ 反射光検出手段
２６２ 透過手段
２６３ 透過光検出手段
２７１ 空間容量検出手段
２７２ 負荷手段
３００ 画像検出ユニット
３０１ 蛍光用コリメートレンズ
３０２ 励起光カットフィルタ
３０３ 光学透過フィルタ
３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ バンドパスフィルタ
３０４ フィルタ回転装置
３０５ 蛍光用集光レンズ
３０６ 蛍光画像用高感度撮像素子
３０７、５０１ ＡＤ変換器
４００ 画像演算ユニット
４０１ 画像データメモリ
４０２ 自家蛍光画像演算部
４０３ 反射画像演算部
４０４ 画像合成部
４０５、５０４ フリッカ検出手段
５００ 表示信号処理ユニット
５０２ 通常画像データメモリ
５０３ ビデオ信号処理回路
５１４ 輝度分布検出手段
５２４ 輝度検出手段
５３４ 色信号検出手段
５４４ 直線検出手段
６００ モニタユニット
６０１ 通常画像用モニタ
６０２ 演算画像用モニタ
７００、７０１、７０１、７０２、７０３ 励起光射出禁止制御手段
７０４、７０５、７０６、７０７、７０８ 励起光射出禁止制御手段
７０９、７１０、７１１ 励起光射出禁止制御手段
Ｌｗ 白色光
Ｌｒ 励起光
Ｌｓ 参照光
Ｚｊ 蛍光像
Ｚｓ 反射像
Ｚｗ 通常像
Ｃ 空間容量
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内部に挿入される内視鏡挿入部により生体組織に励起光を照射し、生体組織から発生した蛍光を測定し、蛍光像を撮像する蛍光内視鏡装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、励起光を生体組織に照射した場合に、正常組織と病変組織では、発する蛍光強度が異なることを利用して、生体組織に所定波長領域の励起光を照射し、生体より発する蛍光を受光することにより病変組織の局在、浸潤範囲を蛍光画像として表示する技術が提案されている。
【０００３】
通常、励起光を照射すると、図１３に実線で示すように正常組織からは強い蛍光が発せられ、病変組織からは破線で示すように正常組織から発せられる蛍光より弱い蛍光が発せられるため、蛍光強度を測定することにより、生体組織が正常であるか病変状態にあるかを判定することができる。
【０００４】
ところで、励起光による蛍光の強度を画像として表示する場合、生体組織に凹凸があるため、生体組織に照射される励起光の強度は均一ではない。また、生体組織から発せられる蛍光強度は、励起光照度にほぼ比例するが、励起光照度は距離の２乗に反比例して低下する。そのため、光源から遠くにある正常組織よりも近くにある病変組織からの方が、強い蛍光を受光する場合があり、励起光による蛍光の受光強度の情報だけでは生体組織の組織性状を正確に識別することができない。このような不具合を低減するために、異なる波長帯域から取得した２種類の蛍光強度の比率を除算により求め、その除算値に基づく演算画像を表示する方法、すなわち、生体の組織性状を反映した蛍光スペクトルの形状の違いに基づいた画像表示方法や、種々の生体組織に対して一様な吸収を受ける近赤外光を参照光として生体組織に照射し、この参照光の照射を受けた生体組織によって反射された反射光の強度を検出して、蛍光強度との比率を除算により求め、その除算値に基づく演算画像を表示する方法、すなわち、蛍光収率を反映した値を求めて画像表示する方法などが提案されている。
【０００５】
また、上記技術を用いて、生体内部の蛍光像を撮像する蛍光内視鏡装置の開発が進められている。蛍光内視鏡装置は、励起光源としてレーザを利用するため、このレーザ照射に対する測定者および被験者の安全性を確保する必要がある。励起光として利用されるレーザが出力するエネルギー密度は、ＪＩＳ規格などでＭＰＥ値として、規定されている。これまでに、蛍光内視鏡装置における内視鏡挿入部を体腔内に挿入したとき、内視鏡挿入部の励起光出射端が被測定部へ非常に近くなることにより、被測定部へ過剰なエネルギー密度のレーザが照射され、生体組織が損傷をうける恐れがあることに対する安全機構を提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、蛍光内視鏡装置においては、内視鏡挿入部を生体内に挿入するとき、または、生体内から抜去するときにも、励起光が射出された場合、被験者および測定者の眼に励起光が入射し、眼に損傷を与える恐れがあり、そのことに対する安全機構については、これまでに提供されていなかった。
【０００７】
本発明は上記のような従来技術の事情に鑑みて、蛍光内視鏡装置において、内視鏡挿入部が生体内に挿入されるとき、または、生体内から抜去されるときに、励起光が被験者あるいは測定者の眼に入射することにより、眼に損傷を与える恐れがあることを回避する安全機構を備えた蛍光内視鏡装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による蛍光内視鏡装置は、励起光および照明光を射出する射出手段と、生体内部に挿入される挿入部と、挿入部内に設置されて生体内部の被測定部まで射出手段から射出された励起光および照明光を導光する導光手段と、導光手段により導光された励起光の照射により被測定部から発生する蛍光による蛍光像および導光手段により導光された照明光の照射により被測定部から反射される通常像を撮像する撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置において、励起光の射出を禁止する励起光射出禁止手段と、挿入部先端が、生体外部にあることを検出する検出手段と、検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、射出手段から射出される照明光とは異なる室内照明光の照射により現れるフリッカの存在を検出するフリッカ検出手段を有し、そのフリッカ検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００１０】
ここで、フリッカとは、室内照明下（室内照明光は、蛍光灯のように商用電源周波数の2倍の周期で光量が変動しているものとする。）において、蛍光内視鏡装置により測定を行なった場合に検出される室内照明光が持つ周期的な輝度変化のことである。フリッカ検出手段は、撮像手段で撮像される通常画像または蛍光画像に現れるフリッカを検出するものでもよいし、内視鏡挿入部先端に配置されフリッカのみを検出するものでもよい。後者の場合、フリッカ検出手段は、内視鏡挿入部の励起光射出端から数ｃｍの位置に配置するのが望ましい。なお、通常画像または蛍光画像に現れるフリッカを検出する場合、フリッカは、通常像または蛍光像の撮像周期が、商用電源周波数と異なる場合に生じるものであり、撮像周期と商用電源周波数が等しい場合もしくはいずれか一方が他方の周波数の整数倍の周波数となる場合は、生じないため、撮像周期を考慮する必要がある。フリッカ検出手段は、このフリッカが存在するとき、内視鏡挿入部先端が、生体外にあるとして、検出信号を出力する。なお、生体外とは、内視鏡挿入部先端から射出される励起光が、被験者および測定者の眼に入射する恐れのある位置、もしくは、その位置から所定の安全距離を確保した位置を意味する。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、通常画像の輝度分布が生体内部における輝度分布と異なることを検出する輝度分布検出手段を有し、その輝度分布検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００１２】
ここで、蛍光内視鏡装置での測定対象が、例えば、筒状の器官（食道、胃、十二指腸、大腸など）である場合、生体内の通常画像の輝度分布は、画像中央より画像周辺の方が明るくなり、生体外の通常画像の輝度分布とは異なるため、通常画像の輝度分布状態から、内視鏡挿入部先端が、生体内にあるか生体外にあるかを識別できる。輝度分布検出手段は、検出した輝度分布状態が、生体内の輝度分布状態と異なるとき、内視鏡挿入部先端が、生体外にあるとして、検出信号を出力する。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、通常画像の輝度が生体内部における輝度と異なることを検出する輝度検出手段を有し、その輝度検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００１４】
ここで、輝度検出手段は、通常画像のいずれかの画素の輝度の大きさが所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるものとして、検出信号を出力する。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、通常画像の色信号が生体内部における色信号と異なることを検出する色信号検出手段を有し、その色信号検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００１６】
ここで、蛍光内視鏡装置により撮像される通常画像の色信号であるＲＧＢ信号は、生体内の通常画像の場合、粘膜や血管などの画像であるためＲ信号が、Ｇ信号、Ｂ信号と比較して大きい。従って、色信号検出手段は、Ｒ信号に基づく値が、所定の閾値よりも小さくなったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるものとして、検出信号を出力する。
【００１７】
また、請求項６に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、通常画像の直線パターンが生体内部における直線パターンと異なることを検出する直線検出手段を有し、その直線検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００１８】
ここで、蛍光内視鏡装置により撮像される通常画像は、内視鏡挿入部先端が生体内にあるときよりも生体外にあるときの方が、測定環境の通常画像であるため直線パターンが多い。直線検出手段は、通常画像内の直線の数が所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるものとして、検出信号を出力する。なお、直線の検出方法としては、例えば、Ｈｏｕｇｈ変換により画像処理して直線を検出する方法、または、直線のみの画像のテンプレートを通常画像に掛け合わせることにより直線成分を強調して検出する方法などがあり、要は、通常画像における直線成分を検出するものであれば如何なるものでもよい。
【００１９】
また、請求項７に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、検出手段が、挿入部先端に配置され挿入部先端近傍の光強度が生体内部の光強度と異なることを検出する光強度検出手段を有し、その光強度検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２０】
ここで、蛍光内視鏡装置の内視鏡挿入部先端近傍の明るさは、内視鏡挿入部先端が、生体内にあるときより生体外にあるときの方が明るいため、光強度検出手段は、検出される光強度が、所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、検出信号を出力する。また、光検出手段は、内視鏡挿入部の励起光出射端から安全距離を確保した数ｃｍの位置に配置することが望ましい。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、挿入部先端に設置されて挿入部先端近傍の温度が生体内部の温度と異なることを検出する温度検出手段を有し、その温度検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２２】
ここで、蛍光内視鏡装置における内視鏡挿入部先端近傍の温度は、内視鏡挿入部先端が、生体内にあるときより生体外にあるときの方が低いため、温度検出手段は、検出される温度が３５度程度（生体の体温）以下になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、検出信号を出力する。また、温度検出手段は、内視鏡挿入部の励起光出射端から安全距離を確保した数ｃｍの位置に配置し、内視鏡挿入部側方の温度を検出することが望ましい。
【００２３】
また、請求項９に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、挿入部先端に設置されて挿入部先端近傍のガスが生体内部のガスと異なることを検出するガス検出手段を有し、そのガス検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２４】
ここで、ガス検出手段は、生体外よりも生体内の方が濃度が高いガスを検出する手段であり、例えば、炭酸ガスを検出する手段があるが、要は、生体外の外気における濃度より生体内における濃度の方が高い気体成分を検出するものであれば如何なるものでもよく、例えば、メタン、硫化水素などを検出するものがある。さらに、測定時に、外気とは異なるガスを体内に注入した場合は、そのガスを検出ようにすることもできる。ガス検出手段は、検出されるガスの濃度が、所定の閾値以下になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるものとして、検出信号を出力する。また、ガス検出手段は、内視鏡挿入部の励起光出射端から安全距離を確保した数ｃｍの位置に配置し、内視鏡挿入部側方のガスを検出することが望ましい。
【００２５】
また、請求項１０に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、生体の挿入口に装着され磁場を発生する磁場発生手段および挿入部に設置されて前記磁場を検出する磁場検出手段を有し、その磁場検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２６】
また、請求項１１に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、生体の挿入口に装着され光を射出する光射出手段および光の照射により挿入部先端から反射される反射光を検出する反射光検出手段を有し、その反射光検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２７】
また、請求項１２に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、生体の挿入口に装着され光を射出する光射出手段および光の照射により挿入部を透過する透過光を検出する透過光検出手段を有し、その透過光検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２８】
また、請求項１３に記載の発明による蛍光内視鏡装置は、前記検出手段が、挿入部と前記生体との間の空間容量を検出する空間容量検出手段を有し、その空間容量検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止手段により励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段とを備えたものである。
【００２９】
ここで、空間容量は、内視鏡挿入部が生体内にあるときは、所定の一定値になるようにし、空間容量検出手段は、検出される空間容量が、所定の一定値以上となったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるものとして、検出信号を出力する。
【００３０】
【発明の効果】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、挿入部先端が、生体外部にあることを検出する検出手段を備え、この検出手段の検出信号に基づいて励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００３１】
また、請求項２に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に室内照明光により発生するフリッカを検出するフリッカ検出手段を備え、フリッカ検出手段は、フリッカの存在が検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。また、フリッカ検出手段を、内視鏡挿入部の励起光射出端から数ｃｍの位置に配置したとき、より安全性を増すことができる。
【００３２】
また、請求項３に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に通常画像の輝度分布検出手段を備え、輝度分布検出手段は、生体内とは異なる輝度分布状態が検出されたとき、内視鏡挿入部が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００３３】
また、請求項４に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に通常画像の輝度検出手段を備え、輝度検出手段は、通常画像のいずれかの画素の輝度信号が、所定の閾値よりも大きいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００３４】
また、請求項５に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に通常画像の色信号検出手段を備え、色信号検出手段は、通常画像の各画素のＲＧＢ信号において、Ｒ信号に基づく値が所定の閾値よりも小さいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００３５】
また、請求項６に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に通常画像の直線パターンを検出する直線検出手段を備え、直線検出手段は、検出された直線成分が所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００３６】
また、請求項７に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に内視鏡挿入部先端近傍の光強度を検出する光強度検出手段を備え、光強度検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の光強度が、所定の閾値よりも大きいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。また、光検出手段を、内視鏡挿入部の励起光出射端から数ｃｍの位置に配置したとき、より安全性が増すことができる。
【００３７】
また、請求項８に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に内視鏡挿入部先端近傍の温度を検出する温度検出手段を備え、温度検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の温度が３５度程度（生体の体温）以下であることが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。また、温度検出手段を、内視鏡挿入部の励起光出射端から数ｃｍの位置に配置し、内視鏡挿入部側方の温度を検出することにより、より安全性が増すことができる。
【００３８】
また、請求項９に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に内視鏡挿入部先端近傍のガスを検出するガス検出手段を備え、ガス検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の例えば、炭酸ガスの濃度が所定の閾値以下であることが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。また、検出するガスが、測定時に生体内に注入される大気とは異なるガスであるときは、より検出精度が向上する。さらに、ガス検出手段を、内視鏡挿入部の励起光出射端から数ｃｍの位置に配置し、内視鏡挿入部側方のガスを検出することにより、より安全性が増すことができる。
【００３９】
また、請求項１０に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に生体の内視鏡挿入口に装着される磁場発生手段および内視鏡挿入部にその磁場を検出する磁場検出手段を備え、磁場検出手段は、磁場発生器の磁場の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００４０】
また、請求項１１に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に生体の内視鏡挿入口に装着される光射出手段および光射出手段の光の照射により内視鏡挿入部から反射される反射光を検出する反射光検出手段を備え、反射光検出手段は、反射光の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００４１】
また、請求項１２に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に生体の内視鏡挿入口に装着される光射出手段および光射出手段の光の照射により内視鏡挿入部を透過する透過光を検出する透過光検出手段を備え、透過光検出手段は、透過光の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００４２】
また、請求項１３に記載の発明による蛍光内視鏡装置によれば、検出手段に内視鏡挿入部と生体との間の空間容量を検出する空間容量検出手段を備え、空間容量検出手段は、検出される空間容量の大きさが所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。
【００４４】
本実施の形態による蛍光内視鏡は、患者の病巣と疑われる部位に挿入される内視鏡挿入部１００、生体組織から得られた情報を画像信号に処理する画像信号処理部１、画像信号処理部１で処理された信号を可視画像として表示するモニタユニット６００および通常画像撮像状態から蛍光画像撮像状態に切り換えるスイッチ２とから構成される。画像信号処理部１は、通常画像用白色光Ｌｗ、自家蛍光画像用励起光Ｌｒおよび反射画像用参照光Ｌｓをそれぞれ射出する２つの光源を備えた照明ユニット１１０、この励起光により生体組織１０から発生した異なる２つの波長帯域の自家蛍光像Ｚｊと参照光により生体組織１０から発生した反射像を撮像し、デジタル値に変換して２次元画像データとして出力する画像検出ユニット３００、画像検出ユニット３００から出力された自家蛍光像の２次元画像データから距離補正等の演算を行い演算画像を算出し、色情報を割り当て、反射像の２次元画像データに輝度情報を割り当てて、２つの画像情報を合成して出力する画像演算ユニット４００、通常画像をデジタル値に変換して２次元画像データとし、その２次元画像データおよび画像演算ユニット４００の出力信号をビデオ信号に変換して出力する表示信号処理ユニット５００、各ユニットに接続され、動作タイミングの制御を行う制御用コンピュータ２００、および画像演算ユニット４００のフリッカ検出手段４０５または表示信号処理ユニット５００のフリッカ検出手段５０４により、合成画像または通常画像内にフリッカの存在が検出されたとき、励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段７００とから構成される。
【００４５】
内視鏡挿入部１００は、内部に先端まで延びるライトガイド１０１、ＣＣＤケーブル１０２およびイメージファイバ１０３を備えている。ライトガイド１０１およびＣＣＤケーブル１０２の先端部、即ち内視鏡挿入部１００の先端部には、照明レンズ１０４および対物レンズ１０５を備えている。また、イメージファイバ１０３は石英ガラスファイバであり、その先端部には集光レンズ１０６を備えている。ＣＣＤケーブル１０２の先端部には、通常画像用撮像素子１０７が接続され、その通常画像用撮像素子１０７には、反射用プリズム１０８が取り付けられている。ライトガイド１０１は、多成分ガラスファイバである白色光ライトガイド１０１ａおよび石英ガラスファイバである励起光ライトガイド１０１ｂがバンドルされ、ケーブル状に一体化されており、白色光ライトガイド１０１ａおよび励起光ライトガイド１０１ｂは照明ユニット１１０に接続されている。ＣＣＤケーブル１０２の一端は、表示信号処理ユニット５００に接続され、イメージファイバ１０３の一端は、画像検出ユニット３００へ接続されている。
【００４６】
照明ユニット１１０は、通常画像用白色光Ｌｗを発する白色光源１１４、その白色光源１１４に電気的に接続された白色光源用電源１１５、白色光源１１４から射出された白色光を集光する白色光用集光レンズ１１６、蛍光画像用の励起光Ｌｒを発するＧａＮ系半導体レーザ１１１およびそのＧａＮ系半導体レーザ１１１に電気的に接続されている半導体レーザ用電源１１２、ＧａＮ系半導体レーザから射出される励起光を集光する励起光用集光レンズ１１３を備えている。また、白色光源１１４から射出される白色光Ｌｗには、参照光Ｌｓとして利用できる波長帯域の光が含まれているため、参照光源としても利用できる。
【００４７】
画像検出ユニット３００には、イメージファイバ１０３が接続され、イメージファイバ１０３により伝搬された自家蛍光画像および反射像を結像系に導く蛍光用コリメートレンズ３０１、自家蛍光画像から励起光近傍付近の波長をカットする励起光カットフィルタ３０２、その励起光カットフィルタ３０２を透過した自家蛍光画像および反射像から所望の波長帯域を切り出す光学透過フィルタ３０３、その光学透過フィルタを回転させるフィルタ回転装置３０４、その光学透過フィルタを透過した自家蛍光像および反射像を結像させる蛍光用集光レンズ３０５、蛍光用集光レンズ３０５により結像された自家蛍光像および反射像を撮像する蛍光画像用高感度撮像素子３０６、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像された自家蛍光画像および反射像をデジタル値に変換して２次元画像データとして出力するＡＤ変換器３０７を備えている。
【００４８】
上記光学透過フィルタは図２に示すような、３種類のバンドパスフィルタ３０３ａ、３０３ｂおよび３０３ｃから構成され、バンドパスフィルタ３０３ａは４３０ｎｍから７３０ｎｍまでの波長の光を透過させるバンドパスフィルタであり、バンドパスフィルタ３０３ｂは４３０ｎｍから５３０ｎｍの光を透過させるバンドパスフィルタであり、バンドパスフィルタ３０３ｃは７５０ｎｍから９００ｎｍの光を透過させるバンドパスフィルタである。
【００４９】
画像演算ユニット４００は、デジタル化された異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像信号データと反射画像信号データを記憶する画像用メモリ４０１、画像用メモリ４０１に記憶された２つの波長帯域の自家蛍光画像の各画素値の比率に応じた演算を行って各画素の演算値を算出し、その演算値に色情報を割り当てる自家蛍光画像演算部４０２、画像用メモリ４０１に記憶された反射画像の各画素値に輝度情報を割り当てる反射画像演算部４０３、自家蛍光画像演算部４０２から出力される色情報をもった画像信号と反射像演算部４０３から出力される輝度情報をもった画像信号を合成して合成画像を生成し出力する画像合成部４０４、画像合成部４０４で合成された画像からフリッカの存在を検出するフリッカ検出手段４０５を備えている。
【００５０】
画像用メモリ４０１は、図示省略した狭帯域自家蛍光画像記憶領域、広帯域自家蛍光画像記憶領域および反射画像記憶領域から構成され、バンドパスフィルタ３０３ａを透過した自家蛍光画像は、広帯域自家蛍光画像記憶領域に保存され、バンドパスフィルタ３０３ｂを透過した自家蛍光画像は、狭帯域自家蛍光画像記憶領域に保存され、バンドパスフィルタ３０３ｃを透過した自家蛍光画像は、反射画像記憶領域に保存される。
【００５１】
表示信号処理ユニット５００は、通常画像用撮像素子１０７で得られた映像信号をデジタル化するＡＤ変換器５０１、デジタル化された通常画像信号を保存する通常画像用メモリ５０２、通常画像用メモリ５０２から出力された画像信号および画像合成部４０４から出力される合成画像信号をビデオ信号に変換するビデオ信号処理回路５０３、通常画像の画像信号からフリッカの存在を検出するフリッカ検出手段５０４を備えている。
【００５２】
モニタユニット６００は、通常画像用モニタ６０１、合成画像用モニタ６０２を備えている。
【００５３】
次に、以上のように構成された本実施の形態による蛍光撮像装置を適用した蛍光内視鏡の作用について説明する。
【００５４】
まず、異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像と反射画像を用いて合成画像を表示する場合の作用について説明する。
【００５５】
異なる２つの波長帯域の自家蛍光画像撮像時には、制御コンピュータ２００からの信号に基づき、半導体レーザ用電源１１２が駆動され、ＧａＮ系半導体レーザ１１１から波長４１０nmの励起光Ｌｒが射出される。励起光Ｌｒは、励起光用集光レンズ１１３を透過し、励起光ライトガイド１０１ｂに入射され、内視鏡挿入部１５０の先端部まで導光された後、照明レンズ１０３から生体組織１０へ照射される。
【００５６】
励起光Ｌｒを照射されることにより生じる生体組織１０からの自家蛍光像は、集光レンズ１０５により集光され、イメージファイバ１０３の先端に入射され、イメージファイバ１０３を経て、励起光カットフィルタ３０２に入射する。励起光カットフィルタ３０２を透過した自家蛍光像は、光学透過フィルタ３０３に入射される。なお、励起光カットフィルタ３０２は、波長４２０ｎｍ以上の全蛍光を透過するロングパスフィルタである。励起光Ｌｒの波長は４１０ｎｍであるため、生体組織１０で反射された励起光は、この励起光カットフィルタ３０２でカットされ、光学透過フィルタ３０３へ入射することはない。
【００５７】
制御用コンピュータ２００により、フィルタ回転装置３０４が駆動され、自家蛍光像Ｚｊは、バンドパスフィルタ３０３ａを透過した後、蛍光用集光レンズ３０５により結像され、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により広帯域自家蛍光画像として撮像され、バンドパスフィルタ３０３ｂを透過した後、蛍光用集光レンズ３０５により結像され、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により狭帯域自家蛍光画像として撮像され、蛍光画像用高感度撮像素子３０６からの映像信号はＡＤ変換回路３０７へ入力され、デジタル化された後、画像データメモリ４０１に保存される。なお、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像さた広帯域自家蛍光画像は、広帯域自家蛍光画像領域に保存され、狭帯域自家蛍光画像は、狭帯域自家蛍光画像領域に保存される。
【００５８】
反射画像撮像時には、制御用コンピュータ２００からの信号に基づき、白色光源電源１１５が駆動され、白色光Ｌｗが射出される。この白色光Ｌｗには、波長帯域が７５０ｎｍから９００ｎｍまでの参照光Ｌｓが含まれる。参照光Ｌｓを含む白色光Ｌｗは、白色光用集光レンズ１１６を透過し、白色光ライトガイド１０１ａに入射され、内視鏡先端部まで導光された後、照明レンズ１０３ から生体組織１０へ照射される。
【００５９】
参照光Ｌｓを含む白色光Ｌｗを照射されることにより生じる生体組織１０からの反射像は、集光レンズ１０５により集光され、イメージファイバ１０３の先端に入射され、イメージファイバ１０３ を経て、励起光カットフィルタ３０２に入射する。励起光カットフィルタ３０２を透過した反射像は、光学透過フィルタ３０３に入射される。
【００６０】
制御用コンピュータ２００により、フィルタ回転装置３０４が駆動され、反射像は、バンドパスフィルタ３０３ｃを透過した後、蛍光用集光レンズ３０５により結像され、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像され、蛍光画像用高感度撮像素子３０６からの映像信号はＡＤ変換回路３０７へ入力され、デジタル化された後、画像データメモリ４０１に保存される。この時、バンドパスフィルタ３０３ｃでは、白色光Ｌｗに含まれる参照光Ｌｓの照射により生体組織１０から反射される反射像を透過する。また、蛍光画像用高感度撮像素子３０６により撮像された反射画像は、画像用メモリ４０１の反射画像記憶領域に保存される。画像用メモリ４０１に保存された広帯域自家蛍光画像および狭帯域自家蛍光画像は、自家蛍光演算部４０２で、各画像の各画素値の比に応じた演算を行い、その演算値に色情報を割り当て、色情報をもった画像信号を生成し出力する。また、画像用メモリ４０１に保存された反射画像は、反射画像演算部４０３で、各画素値に輝度情報を割り当て、輝度情報をもった画像信号を生成し出力する。自家蛍光画像演算部４０２と反射画像演算部４０３から出力された２つの画像信号は、画像合成部４０４で合成される。画像合成部４０４で合成された合成画像は、ビデオ信号処理回路５０３によってＤＡ変換後にモニタユニット６００に入力され、合成画像用モニタ６０２に表示される。
【００６１】
次に、通常画像表示時の作用を説明する。通常画像表示時には、制御用コンピュータ２００からの信号に基づき白色光源用電源１１５ が駆動され、白色光源１１４から白色光Ｌｗが射出される。白色光Ｌｗは、白色光用集光レンズ１１６を経て白色光ライトガイド１０１ａに入射され、内視鏡挿入部１００の先端部まで導光された後、照明レンズ１０３から生体組織１０へ照射される。白色光Ｌｗの反射光は対物レンズ１０６によって集光され、反射用プリズム１０８に反射して、通常画像用撮像素子１０７に結像される。通常画像用撮像素子１０７からの映像信号はＡＤ変換器５０１へ入力され、デジタル化された後、通常画像用メモリ５０２に保存される。その通常画像用メモリ５０２により保存された通常画像信号は、ビデオ信号処理回路５０３によって、カラー画像信号（ＲＧＢ信号）に処理された後、ＤＡ変換後にモニタユニット６００に入力され、通常画像用モニタ６０１に可視画像として表示される。
【００６２】
合成画像表示時および通常画像表示時における、上記一連の動作は、制御用コンピュータ２００によって制御される。また、内視鏡挿入部１００を挿入するときは、通常画像撮像状態で挿入され、スイッチ２を押下することにより、通常画像、自家蛍光画像および反射画像の撮像に切り換る。なお、測定中、自家蛍光画像、反射画像および通常画像の撮像は、それぞれ時分割で交互に行なわれる。
【００６３】
測定後、内視鏡挿入部１００が抜去されるときは、スイッチ２を押下することにより、通常画像撮像状態に切り換る。
【００６４】
ここで、通常画像撮像時、自家蛍光画像撮像時および反射画像撮像時において、内視鏡挿入部先端が、生体外にあるときは、室内照明光（図示省略）により生じるフリッカが自家蛍光像または反射像または通常像とともに蛍光画像用高感度撮像素子３０６または通常画像用撮像素子１０７により撮像され、フリッカ検出手段４０５または５０４により検出される。フリッカ検出手段４０５または５０４によりフリッカが検出されたとき、フリッカ検出手段４０５または５０４は、励起光射出禁止制御手段７００に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段７００は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。また、このとき、スイッチ２を押下しても、励起光は射出されない。なお、制御コンピュータ２００は、本発明における励起光射出禁止手段も兼ねている。
【００６５】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、室内照明光により発生するフリッカを検出するフリッカ検出手段を備え、フリッカ検出手段は、フリッカの存在が検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００６６】
次に本発明による第２の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。その構成は、図１に示す第１の実施の形態とほぼ同様であるため、異なる要素のみ、図１内に要素番号を記載する。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００６７】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、上記第１の実施の形態の、フリッカ検出手段４０５および５０４の代わりに、通常画像の輝度分布を検出する輝度分布検出手段５１４を備えたものである。
【００６８】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、通常画像用撮像素子１０７で撮像された通常画像の各画素のデジタルデータの輝度信号が輝度分布検出手段５１４により検出される。輝度分布検出手段は、通常画像の各画素の輝度信号の分布が、画像の中央部分の方が、画像の周辺部分のよりも輝度信号が大きい時、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、検出信号を励起光射出禁止制御手段７０１に出力する。励起光射出禁止制御手段７０１は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。
【００６９】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、通常画像の輝度分布検出手段を備え、輝度分布検出手段は、生体内とは異なる輝度分布状態が検出されたとき、内視鏡挿入部が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００７０】
次に本発明による第３の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図３は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００７１】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、通常画像の各画素の輝度を検出する輝度検出手段５２４と、白色光源用電源１１５をＯＦＦにする白色光スイッチ３とを備えたものである。
【００７２】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。まず、内視鏡挿入部１００が、白色光源用電源１１５がＯＦＦの状態で、測定者の目視により生体内に挿入される。挿入後、通常画像を撮像し、その通常画像の各画素の輝度信号が、輝度検出手段５２４により検出される。通常画像のいずれかの画素の輝度の大きさが、所定の閾値以下になると、輝度検出手段５２４は、制御用コンピュータ２００に検出信号をおくり、制御用コンピュータ２００は、白色光源用電源１１５をＯＮにする。その後、スイッチ２を押すことにより、励起光が射出され、自家蛍光画像撮像状態になる。なお、このとき、輝度検出手段５２４により白色光用電源１１５がＯＮした場合でなければ、スイッチ２を押しても励起光は射出されないものとする。つまり、内視鏡挿入部先端が、生体内にある状態においてのみ、励起光の射出が可能となる。測定後、スイッチ２を押下すると通常画像撮像状態に切り換わる。（このとき、半導体レーザ用電源１１２は、電圧を所定の電圧値まで下げてスタンバイ状態となり、励起光は、射出してないとする。）そして、内視鏡挿入部１００を抜去するが、このとき、内視鏡挿入部１００が、白色光ＯＦＦでも安全に抜去できる位置まで抜かれたときには、白色光スイッチ３を押下して白色光源１１５をＯＦＦにする。または、所定の明るさまで、落とした状態にするようにしてもよい。その後、輝度検出手段５２４により検出された通常画像のいずれかの画素の輝度信号が、所定の閾値よりも大きくなったとき、内視鏡挿入部１００が生体外にあるとして、輝度信号検出手段２５４は、励起光射出禁止制御手段７０２に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７０２は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。
【００７３】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、通常画像の輝度検出手段を備え、輝度検出手段は、通常画像のいずれかの画素の輝度信号が、所定の閾値よりも大きいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００７４】
次に本発明による第４の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図４は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００７５】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、通常画像の色信号を検出する色信号検出手段５３４を備えたものである。
【００７６】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。まず、内視鏡挿入部１００は、通常画像表示状態により、生体内に挿入され、通常画像における各画素に色信号、すなわち、ビデオ信号処理回路５０３から出力されたＲＧＢ信号が、色信号検出手段５３４により検出される。挿入後、通常画像のＲＧＢ信号において、所定の階調以上のＲ信号成分が所定の閾値以上になったとき、色信号検出手段５３４は、励起光射出禁止制御手段７０３に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段７０３は、励起光が射出可能な状態とする。（なお、このときの射出可能な状態とは、半導体レーザ用電源１１２が、所定の電圧値まで上げられ、励起光の射出の準備をしたスタンバイ状態であることを意味する。）励起光射出禁止制御手段７０３は、この信号が入力されるまでは、半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにすることにより、励起光の射出を禁止状態にしている。つまり、内視鏡挿入部先端が、生体内にある状態においてのみ、励起光の射出が可能な状態となる。そして、スイッチ２を押すことにより、半導体レーザ用電源１１２がＯＮし、励起光が射出される。そして、測定後、スイッチ２を押すことにより、通常画像撮像状態に切り換わる。（なお、このとき、半導体レーザ用電源１１２は、スタンバイ状態である。）その後、通常画像表示状態で、内視鏡挿入部１００は、抜去されるが、通常画像のＲＧＢ信号において、所定の階調以上のＲ信号成分が所定の閾値以下のとき、色信号検出手段５３４は、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段７０３に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７０３は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。
【００７７】
なお、蛍光内視鏡装置での測定における、生体内におけるＲＧＢ信号分布と生体外のＲＧＢ信号分布（診察室風景のＲＧＢ信号分布）を図５に示す。図５より、生体内では、Ｒ信号成分の分布は階調が高い方に分布し、Ｇ信号成分、Ｂ信号成分の分布とは分離した状態になっているのがわかる。生体外のＲＧＢ信号分布（診察室風景のＲＧＢ信号分布）は、Ｒ信号成分、Ｇ信号成分、Ｂ信号成分が重なっており、生体内のＲＧＢ信号分布とは、明らかに異なる。色信号検出手段５３４は、このＲＧＢ信号分布の違いを検出する。例えば、上記のように所定の階調の値以上のＲ信号成分の画素数（頻度）を算出し、所定の閾値以下のとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとすればよい。
【００７８】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、通常画像の色信号検出手段を備え、色信号検出手段は、通常画像の各画素のＲＧＢ信号において、Ｒ信号に基づく値が所定の閾値よりも小さいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００７９】
次に本発明による第５の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図６は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００８０】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、通常画像における直線パターンを検出する直線検出手段５４４を備えたものである。
【００８１】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。まず、内視鏡挿入部１００は、通常画像表示状態により、生体内に挿入され、直線検出手段５４４は、通常画像のデジタルデータをＨｏｕｇｈ変換して、通常画像における直線成分を検出する。挿入後、通常画像における直線の数が、所定の閾値以下となったとき、直線検出手段５４４は、励起光射出禁止制御手段７０４に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段７０４は、励起光が射出可能な状態とする（なお、このとき、半導体レーザ用電源１１２は、スタンバイ状態である。）。励起光射出禁止制御手段７０４は、この信号が入力されるまでは、励起光の射出を禁止状態としている。つまり、内視鏡挿入部先端が、生体内にある状態においてのみ、励起光の射出が可能となる。そして、スイッチ２を押すことにより、半導体レーザ用電源１１２がＯＮされ、励起光が射出される。そして、測定後、スイッチ２を押すことにより、通常画像撮像状態に切り換わる。（なお、このとき、半導体レーザ用電源１１２はスタンバイ状態である。）その後、通常画像表示状態で、内視鏡挿入部１００は、抜去されるが、通常画像における直線の数が、所定の閾値以上となったとき直線検出手段５４４は、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段７０４に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７０４は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。
【００８２】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、通常画像の直線パターンを検出する直線検出手段を備え、直線検出手段は、検出された直線成分が所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、そのとき励起光射出禁止手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００８３】
なお、直線の検出方法としては、Ｈｏｕｇｈ変換により画像処理して直線を検出する方法の他に図７に示すような直線のみの画像のテンプレートを通常画像に掛け合わせることにより直線成分を強調して検出する方法を利用してもよい。
【００８４】
次に本発明による第６の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図８は、本発明を実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００８５】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、内視鏡挿入部２１０の先端に、内視鏡挿入部２１０先端近傍の光強度を検出する光検出手段２１１と、その光検出手段２１１と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段７０５とを繋ぐ検出ケーブル２１２と、白色光源用電源１１５をＯＦＦにする白色光スイッチ３とを備えたものである。
【００８６】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。まず、内視鏡挿入部２１０が、白色光源用電源１１５がＯＦＦの状態で、測定者の目視により生体内に挿入され、光検出手段２１１は、内視鏡挿入部先端近傍の光強度を検出する。挿入後、光検出手段２１１により検出される光強度が、所定の閾値以下になると、光検出手段２１１は、制御用コンピュータ２００に検出信号を出力し、制御用コンピュータ２００は、白色光源用電源１１５をＯＮする。その後、スイッチ２を押すことにより、半導体レーザ用電源がＯＮされ、励起光が射出される。なお、このとき、光検出手段２１１により白色光用電源１１５がＯＮされた場合でなければ、スイッチ２を押しても励起光は射出されないものとする。つまり、内視鏡挿入部先端が、生体内にある状態においてのみ、励起光の射出が可能となる。測定後、スイッチ２を押下すると通常画像撮像状態に切り換わる。（なお、このとき、半導体レーザ用電源１１２は、スタンバイ状態である。）そして、内視鏡挿入部を抜去するが、このとき、内視鏡挿入部が、白色光ＯＦＦでも安全に抜去できる位置まで抜かれたときには、白色光スイッチ３を押下して白色光源１１５をＯＦＦにする。または、所定の明るさまで、落とした状態にするようにしてもよい。
【００８７】
その後、光検出手段２１１により検出された光強度が、所定の閾値よりも大きくなったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、光検出手段２１１は、励起光射出禁止制御手段７０５に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７０５は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、光検出手段は、内視鏡挿入部２１０先端から数ｃｍ離れた位置に設置するのが望ましい。
【００８８】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部先端近傍の光強度を検出する光強度検出手段を備え、光強度検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の光強度が、所定の閾値よりも大きいことが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００８９】
次に本発明による第７の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。その構成は、図８に示す第６の実施の形態とほぼ同様であるため、異なる要素のみ、図８内に要素番号を記載する。なお、第６の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００９０】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、内視鏡挿入部２２０の先端に、内視鏡挿入部２２０先端近傍の温度を検出する温度検出手段２２１と、その温度検出手段２２１と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段とを繋ぐ検出ケーブル２２２とを備えたものである。
【００９１】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、内視鏡挿入部２２０先端に温度検出手段２２１を備え、この温度検出手段２２１は、内視鏡挿入部２２０先端近傍の温度が、３５度（生体の体温程度）より低くなった時、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段７０６に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７０６は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。
【００９２】
なお、本実施の形態による蛍光内視鏡装置で使用する温度検出手段は、３５度程度の温度を速い応答速度で検出するものが望ましく、例えば、焦電赤外線検出器などがあり、焦電赤外線検出器を使用した場合は、生体から放出される赤外線強度を検出するため、内視鏡挿入部先端から数ｃｍ離れた位置に配置し、内視鏡挿入部先端の側方の温度を検出するようにした方がよい。また、焦電赤外線検出器以外で、赤外線強度、赤外線スペクトル分布、特定波長帯の強度を検出するもの、もしくは、その組み合わせから温度を算出するものでもよい。また、温度検出手段は、内視鏡挿入部２２０先端から数ｃｍ離れた位置で、内視鏡挿入部２２０側方の温度を検出するように設置するのが望ましい。
【００９３】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部先端近傍の温度を検出する温度検出手段を備え、温度検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の温度が３５度程度（生体の体温）以下であることが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００９４】
次に本発明による第８の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。その構成は、図８に示す第６の実施の形態とほぼ同様であるため、異なる要素のみ、図６内に要素番号を記載する。なお、第６の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００９５】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、内視鏡挿入部２３０の先端に、内視鏡挿入部２３０先端近傍のガスの成分を検出するガス検出手段２３１と、そのガス検出手段２３１と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段７０７とを繋ぐ検出ケーブル２３２とを備えたものである。
【００９６】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、内視鏡挿入部２３０先端にガス検出手段２３１を備え、このガス検出手段２３１は、内視鏡挿入部２３０先端近傍の炭酸ガスの濃度が、所定の閾値より小さくなった時、内視鏡挿入部２３０が生体外にあるとして、その検出信号を励起光射出禁止制御手段７０７に出力する。励起光射出禁止制御手段７０７は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、ガス検出手段は、内視鏡挿入部２３０先端から数ｃｍ離れた位置で、内視鏡挿入部２３０側方のガスを検出するように設置するのが望ましい。
【００９７】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部先端近傍のガスを検出するガス検出手段を備え、ガス検出手段は、内視鏡挿入部先端近傍の例えば、炭酸ガスの濃度が所定の閾値以下であることが検出されたとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【００９８】
次に本発明による第９の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図９は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【００９９】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に装着され磁場を発生する磁場発生手段２４１と、内視鏡挿入部２４０内に磁場発生手段２４１が発生する磁場を検出する磁場検出手段２４２と、その磁場検出手段２４２と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段７０８とを繋ぐ検出ケーブル２４３とを備えたものである。磁場検出手段２４２は、内視鏡挿入部側方全体に配置され、透磁率の低い材料で作られたワイヤ２４２ａとワイヤ２４２ａに形成される磁束を検出するホールセンサ２４２ｂとから構成される。
【０１００】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に装着され磁場を発生する磁場発生手段２４１と、その磁場を検出する磁場検出手段２４２を備え、内視鏡挿入部先端が、挿入口に装着された磁場発生手段２４１に近づいたとき、その磁場は、ワイヤ２４２ａの磁束変化としてホールセンサ２４２ｂにより検出され、その検出信号は、励起光射出禁止制御手段７０８に出力される。そして、この磁場検出手段２４２により磁場発生手段２４１の磁場が検出されなくなったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段７０８は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、磁場検出手段２４２のワイヤ２４２ａは、内視鏡挿入部側方全体に配置されるため、内視鏡挿入部２４０が生体内にあるときは、励起光は射出できる状態にある。また、磁場発生手段２４２は、内視鏡挿入口に装着されるマウスピースなどに内蔵してもよい。また、磁場検出手段２４１は、内視鏡挿入部の一部（先端から数ｃｍであることが望ましい。）を除いて、全ての側方部分に配置することが望ましい。
【０１０１】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、生体の内視鏡挿入口に装着される磁場発生手段と、内視鏡挿入部にその磁場を検出する磁場検出手段を備え、磁場検出手段は、磁場発生器の磁場の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【０１０２】
次に、本発明による第１０の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図１０は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【０１０３】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に装着される挿入口装着部２５５と、挿入口装着部２５５に内蔵され光を射出する光射出手段２５１と、内視鏡挿入部２５０内に配置され光射出手段２５１が射出する光を反射する反射手段２５２、挿入口装着部２５５に内蔵され、反射手段２５２に反射された反射光を検出する反射光検出手段２５３、反射光検出手段２５３と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段７０９とを繋ぐ検出ケーブル２５４とを備えたものである。反射手段２５２は、内視鏡挿入部側方全体に配置され、反射率の高い材料で作られた膜である。
【０１０４】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に光を射出する光射出手段２５１と、内視鏡挿入部側方全体に配置され、光射出手段２５１から射出される光を反射する反射手段２５２と、その反射光を検出する反射光検出手段２５３を備え、内視鏡挿入部先端が生体挿入口にある光射出手段２５１に近づいたとき、光射出手段２５１から射出された光は、内視鏡挿入部内に配置された反射手段２５２により反射され、その反射光は、反射光検出手段２５３により検出され、その検出信号は励起光射出禁止制御手段７０９に出力される。そして、この反射光検出手段２５３により反射手段２５２の反射光が検出されなくなったとき、内視鏡挿入部２５０が生体外にあるとして、励起光射出禁止手制御段７０９は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、反射手段２５２は、内視鏡挿入部側方全体に配置されるため、内視鏡挿入部２５０が生体内にあるときは、励起光は射出できる状態にある。また、内視鏡挿入部２５０は、光射出手段２５１から射出する光が、常に反射手段２５２に照射されるよう生体内に挿入されるものとする。また、反射手段２５２は、内視鏡挿入部２５０の側方の材料が、反射手段２５２と同等の反射率のものであれば、特に必要ない。また、反射手段２５２は、内視鏡挿入部の一部（先端から数ｃｍであることが望ましい。）を除いて、全ての側方部分に配置することが望ましい。
【０１０５】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、生体の内視鏡挿入口に装着される光射出手段と、光射出手段の光の照射により内視鏡挿入部から反射される反射光を検出する反射光検出手段とを備え、反射光検出手段は、反射光の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【０１０６】
次に、本発明による第１１の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図１１は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【０１０７】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に装着される挿入口装着部２６５と、挿入口装着部２６５に内蔵され光を射出する光射出手段２６１と、内視鏡挿入部２６０内に配置され光射出手段２６１が射出する光を所定の透過率で透過する光透過手段２６２、挿入口装着部２６５に内蔵され、光透過手段２６２を含めた内視鏡挿入部２６０を透過した透過光を検出する透過光検出手段２６３、透過光検出手段２６３と画像処理信号部内の励起光射出禁止制御手段７１０とを繋ぐ検出ケーブル２６４とを備えたものである。光透過手段２６３は、内視鏡挿入部側方全体に配置され、所定の透過率の材料で作られた膜である。
【０１０８】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、生体の内視鏡挿入口に光を射出する光射出手段２６１と、内視鏡挿入部全体に配置され、光射出手段から射出される光を透過する光透過手段２６２と、その透過光を検出する透過光検出手段２６３を備え、この透過光検出手段２６３は、検出される透過光の強度が、所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部２６０が生体外にあるとして、励起光射出制御手段７１０に、検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７１０は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、所定の透過率をもった光透過手段を透過した透過光は、光透過手段２６２を透過せず内視鏡挿入部２６０を透過した透過光と識別がつく程度の強度になるものとする。また、光透過手段２６２は、内視鏡挿入部側方全体に配置されるため、内視鏡挿入部２６０が生体内にあるときは、励起光は射出できる状態にある。
【０１０９】
また、内視鏡挿入部２６０は、光射出手段２６１から射出する光が、常に光透過手段２６２に照射されるよう生体内に挿入されるものとする。また、光透過手段２６２は、内視鏡挿入部２６０の側方の材料が、光透過手段２６２と同等の透過率のものであれば、特に別個に設ける必要はない。また、光透過手段２６２は、内視鏡挿入部の一部（先端から数ｃｍであることが望ましい。）を除いて、全ての側方部分に配置することが望ましい。
【０１１０】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、生体の内視鏡挿入口に装着される光射出手段と、光射出手段の光の照射により内視鏡挿入部を透過する透過光を検出する透過光検出手段とを備え、透過光検出手段は、透過光の検知に基づいて内視鏡挿入部先端が生体外にあるとし、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【０１１１】
次に、本発明による第１２の実施の形態による蛍光内視鏡装置の説明をする。図１２は、本発明の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成を示す図である。なお、第１の実施の形態と同等の要素についての説明は、特に必要のない限り省略する。
【０１１２】
本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、画像信号処理部内に配置され、内視鏡挿入部２７０と生体との間の空間容量Ｃを検出する空間容量検出手段２７１と、内視鏡挿入部２７０内に配置され、内視鏡挿入部の負荷を一定値にする負荷手段２７２、その負荷手段２７２と画像処理信号部内の空間容量検出手段２７１とを繋ぐ検出ケーブル２７３とを備えたものである。負荷手段２７２は、内視鏡挿入部側方全体に配置され、内視鏡挿入部２７０の負荷が一定の値となるよう配置されたものである。
【０１１３】
次に、本実施の形態による蛍光内視鏡装置の作用を説明する。本実施の形態における蛍光内視鏡装置は、画像信号処理手段内に、内視鏡挿入部２７０と生体との間の空間容量Ｃを検出する空間容量検出手段２７１と、内視鏡挿入部側方全体に配置され、内視鏡挿入部２７０の負荷を一定値に保つ２７２とを備え、空間容量検出手段２７１は、高周波の電流を流す交流電圧源（図示省略）を備えており、この高周波電流は、検出ケーブル２７３を介して内視鏡挿入部２７０の負荷手段２７２に流れ、内視鏡挿入部２７０と生体との間の空間容量Ｃを介して、生体に流れる。画像信号処理部内の空間容量検出手段２７１と生体とは、図示省略したケーブルによりＧＮＤを介して繋がっているものとする。
【０１１４】
空間容量検出手段２７１は、高周波電流を流すことにより内視鏡挿入部２７０内に配置される負荷手段２７２の負荷と、負荷手段２７２と生体との間の空間容量Ｃと、生体の負荷とに基づく負荷を検出する。内視鏡挿入部２７０が、生体内にあるときは、空間容量検出手段２７１により検出される負荷は一定値である。そして、この検出される負荷が所定の閾値以上になったとき、空間容量検出手段２７１は、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出制御手段７１１に検出信号を出力する。励起光射出禁止制御手段７１１は、制御用コンピュータ２００により半導体レーザ用電源１１２をＯＦＦにして励起光の射出を禁止する。なお、負荷手段２７２は、内視鏡挿入部を構成する材料が、負荷手段２７２と同等のものであれば特に別個に設ける必要はない。
【０１１５】
上記のように構成された蛍光内視鏡装置によれば、内視鏡挿入部と生体との間の空間容量を検出する空間容量検出手段を備え、空間容量検出手段は、検出される空間容量の大きさが所定の閾値以上になったとき、内視鏡挿入部先端が生体外にあるとして、励起光射出禁止制御手段に検出信号を出力し、励起光射出禁止制御手段は、励起光の射出を禁止するので、励起光が被験者の目に入ることにより損傷を及ぼすことがなく、安全性を確保することができる。
【０１１６】
上記本発明の各実施の形態による蛍光内視鏡装置は、励起光の射出の禁止を励起光射出禁止制御手段が、制御用コンピュータにより制御信号を出力することにより行なったが、励起光を導光する導光手段の光路中にシャッターなどを設置することにより、励起光の射出を禁止するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１および第２の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図２】第１から第１２までの具体的な実施の形態の蛍光内視鏡装置に使用される光学透過フィルタの概略構成図
【図３】本発明の第３の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図４】本発明の第４の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図５】体腔内および診察室風景の通常画像におけるＲＧＢ信号のヒストグラムを示す図
【図６】本発明の第５の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図７】直線成分からなる画像のテンプレートを示す図
【図８】本発明の第６、第７、第８の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図を示す図
【図９】本発明の第９の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図１０】本発明の第１０の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図１１】本発明の第１１の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図１２】本発明の第１２の実施の形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図
【図１３】正常組織と病変組織の蛍光スペクトルの強度比分布を示す説明図
【符号の説明】
１、４、５、６、７ 画像信号処理部
２ スイッチ
３ 白色光スイッチ
１０ 生体組織
１００、２１０、２２０、２３０ 内視鏡挿入部
２４０、２５０、２６０、２７０ 内視鏡挿入部
１０１ ライトガイド
１０１ａ 白色光ライトガイド
１０１ｂ 励起光ライトガイド
１０２ ＣＣＤケーブル
１０３ イメージファイバ
１０４ 照明レンズ
１０５ 対物レンズ
１０６ 集光レンズ
１０７ 通常画像用撮像素子
１０８ 反射用プリズム
１１０ 照明ユニット
１１１ 白色光源
１１２ 白色光源用電源
１１３ 白色光用集光レンズ
１１４ ＧａＮ系半導体レーザ
１１５ 半導体レーザ用電源
１１６ 励起光用集光レンズ
２００ 制御用コンピュータ
２１１ 光検出手段
２２１ 温度検出手段
２３１ ガス検出手段
２４１ 磁場発生手段
２４２ 磁場検出手段
２４２ａ ワイヤ
２４２ｂ ホールセンサ
２１２、２２２、２３２、２４３ 検出ケーブル
２５４、２６４、２７３ 検出ケーブル
２５１、２６１ 光射出手段
２５２ 反射手段
２５３ 反射光検出手段
２６２ 透過手段
２６３ 透過光検出手段
２７１ 空間容量検出手段
２７２ 負荷手段
３００ 画像検出ユニット
３０１ 蛍光用コリメートレンズ
３０２ 励起光カットフィルタ
３０３ 光学透過フィルタ
３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ バンドパスフィルタ
３０４ フィルタ回転装置
３０５ 蛍光用集光レンズ
３０６ 蛍光画像用高感度撮像素子
３０７、５０１ ＡＤ変換器
４００ 画像演算ユニット
４０１ 画像データメモリ
４０２ 自家蛍光画像演算部
４０３ 反射画像演算部
４０４ 画像合成部
４０５、５０４ フリッカ検出手段
５００ 表示信号処理ユニット
５０２ 通常画像データメモリ
５０３ ビデオ信号処理回路
５１４ 輝度分布検出手段
５２４ 輝度検出手段
５３４ 色信号検出手段
５４４ 直線検出手段
６００ モニタユニット
６０１ 通常画像用モニタ
６０２ 演算画像用モニタ
７００、７０１、７０１、７０２、７０３ 励起光射出禁止制御手段
７０４、７０５、７０６、７０７、７０８ 励起光射出禁止制御手段
７０９、７１０、７１１ 励起光射出禁止制御手段
Ｌｗ 白色光
Ｌｒ 励起光
Ｌｓ 参照光
Ｚｊ 蛍光像
Ｚｓ 反射像
Ｚｗ 通常像
Ｃ 空間容量
Claims (6)
- 励起光および照明光を射出する射出手段と、生体内部に挿入される挿入部と、該挿入部内に設置されて生体内部の被測定部まで前記射出手段から射出された励起光および照明光を導光する導光手段と、該導光手段により導光された前記励起光の照射により前記被測定部から発生する蛍光による蛍光像および該導光手段により導光された前記照明光の照射により前記被測定部から反射される通常像を撮像する撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置において、
前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止手段と、
前記射出手段から射出される前記照明光とは異なる室内照明光の照射により現れるフリッカの存在を検出するフリッカ検出手段と、
該フリッカ検出手段の検出信号に基づいて前記励起光射出禁止手段により前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段を備えることを特徴とする蛍光内視鏡装置。 - 励起光および照明光を射出する射出手段と、生体内部に挿入される挿入部と、該挿入部内に設置されて生体内部の被測定部まで前記射出手段から射出された励起光および照明光を導光する導光手段と、該導光手段により導光された前記励起光の照射により前記被測定部から発生する蛍光による蛍光像および該導光手段により導光された前記照明光の照射により前記被測定部から反射される通常像を撮像する撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置において、
前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止手段と、
前記通常画像の色信号が生体内部における色信号と異なることを検出する色信号検出手段と、
該色信号検出手段の検出信号に基づいて前記励起光射出禁止手段により前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段を備えることを特徴とする蛍光内視鏡装置。 - 励起光および照明光を射出する射出手段と、生体内部に挿入される挿入部と、該挿入部内に設置されて生体内部の被測定部まで前記射出手段から射出された励起光および照明光を導光する導光手段と、該導光手段により導光された前記励起光の照射により前記被測定部から発生する蛍光による蛍光像および該導光手段により導光された前記照明光の照射により前記被測定部から反射される通常像を撮像する撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置において、
前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止手段と、
前記通常画像の直線パターンが生体内部における直線パターンと異なることを検出する直線検出手段と、
該直線検出手段の検出信号に基づいて前記励起光射出禁止手段により前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段を備えることを特徴とする蛍光内視鏡装置。 - 励起光および照明光を射出する射出手段と、生体内部に挿入される挿入部と、該挿入部内に設置されて生体内部の被測定部まで前記射出手段から射出された励起光および照明光を導光する導光手段と、該導光手段により導光された前記励起光の照射により前記被測定部から発生する蛍光による蛍光像および該導光手段により導光された前記照明光の照射により前記被測定部から反射される通常像を撮像する撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置において、
前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止手段と、
前記挿入部先端に設置されて前記挿入部先端近傍のガスが生体内部のガスと異なることを検出するガス検出手段と、
該ガス検出手段の検出信号に基づいて前記励起光射出禁止手段により前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段を備えることを特徴とする蛍光内視鏡装置。 - 励起光および照明光を射出する射出手段と、生体内部に挿入される挿入部と、該挿入部内に設置されて生体内部の被測定部まで前記射出手段から射出された励起光および照明光を導光する導光手段と、該導光手段により導光された前記励起光の照射により前記被測定部から発生する蛍光による蛍光像および該導光手段により導光された前記照明光の照射により前記被測定部から反射される通常像を撮像する撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置において、
前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止手段と、
前記生体の挿入口に装着され磁場を発生する磁場発生手段および前記挿入部に設置されて前記磁場を検出する磁場検出手段と、
該磁場検出手段の検出信号に基づいて前記励起光射出禁止手段により前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段を備えることを特徴とする蛍光内視鏡装置。 - 励起光および照明光を射出する射出手段と、生体内部に挿入される挿入部と、該挿入部内に設置されて生体内部の被測定部まで前記射出手段から射出された励起光および照明光を導光する導光手段と、該導光手段により導光された前記励起光の照射により前記被測定部から発生する蛍光による蛍光像および該導光手段により導光された前記照明光の照射により前記被測定部から反射される通常像を撮像する撮像手段とを備えた蛍光内視鏡装置において、
前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止手段と、
前記挿入部と前記生体との間の空間容量を検出する空間容量検出手段と、
該空間容量検出手段の検出信号に基づいて前記励起光射出禁止手段により前記励起光の射出を禁止する励起光射出禁止制御手段を備えることを特徴とする蛍光内視鏡装置。
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