JP5030513B2 - Fluorescence observation apparatus and endoscope system for living tissue - Google Patents

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Description

本発明は、生体色素用蛍光観測装置および内視鏡システムに関するものである。   The present invention relates to a fluorescence observation apparatus for a biological dye and an endoscope system.

従来、癌においては、ある種のタンパク等が正常部に比べて過剰に発現していることが知られており、蛍光プローブを用いて発現しているタンパクの分子を光らせることで癌を診断することや、この蛍光を内視鏡的に観察することで癌を内視鏡的に識別する手法が提案されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。
特開平6−27110号公報 特開平10ー201707号公報
Conventionally, in cancer, it is known that a certain type of protein is overexpressed compared to the normal part, and the cancer is diagnosed by illuminating the protein molecule expressed using a fluorescent probe. In addition, a technique for endoscopically identifying cancer by observing this fluorescence endoscopically has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP-A-6-27110 JP-A-10-201707

しかしながら、生体組織に対して、蛍光プローブを散布する場合に、蛍光プローブを均一な濃度分布で拡散することは困難である。特に、生体組織は平坦ではなく、起伏が存在するため、蛍光プローブが局在化し易い。その結果、蛍光プローブの局在性による蛍光の強度分布が発生し、蛍光の強度分布のみでは癌を精度よく識別することができないという問題がある。   However, it is difficult to diffuse the fluorescent probe with a uniform concentration distribution when the fluorescent probe is sprayed on the living tissue. In particular, since the biological tissue is not flat and has undulations, the fluorescent probe is likely to be localized. As a result, there is a problem that a fluorescence intensity distribution is generated due to the localization of the fluorescent probe, and cancer cannot be accurately identified only by the fluorescence intensity distribution.

本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、生体組織に散布される蛍光色素が局在化しても精度よく正常組織と異常組織とを識別することができる生体組織用蛍光観測装置および内視鏡システムを提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can detect a normal tissue and an abnormal tissue with high accuracy even when a fluorescent dye dispersed in the biological tissue is localized. And to provide an endoscope system.

上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体組織中の正常組織と異常組織とを選択的に染色する第1の蛍光色素と、該第1の蛍光色素とは蛍光波長または吸収波長が異なりかつ前記第1の蛍光色素に対する濃度比および前記生体組織への吸収率の比が既知である第2の蛍光色素とが付着または吸収された生体組織に対して、前記第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を同時にまたは時分割に励起する励起光を照射する励起光光学系と、該励起光光学系からの前記励起光によって励起された蛍光を検出する蛍光検出部と、該蛍光検出部により検出された前記第2の蛍光色素からの蛍光の情報に基づいて、前記蛍光検出部により検出された前記第1の蛍光色素からの蛍光の情報を補償する補償処理部とを備える生体組織用蛍光観測装置を提供する。
本発明は、生体組織中の正常組織と異常組織とを選択的に染色する第1の蛍光色素と、該第1の蛍光色素とは蛍光波長または吸収波長が異なりかつ前記第1の蛍光色素に対する濃度比および前記生体組織への吸収率の比が既知である第2の蛍光色素とが付着または吸収された生体組織に対して、前記第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を同時にまたは時分割に励起する励起光を照射する励起光光学系と、該励起光光学系からの前記励起光によって励起された前記第1の蛍光色素からの蛍光を検出するのに先立って、前記第2の蛍光色素からの蛍光を少なくとも1回検出する蛍光検出部と、該蛍光検出部により検出された前記第2の蛍光色素からの蛍光の情報に基づいて、前記蛍光検出部により検出された前記第1の蛍光色素からの蛍光の情報を補償する補償処理部とを備える生体組織用蛍光観測装置を提供する。
本発明は、生体組織中の正常組織と異常組織とを選択的に染色する第1の蛍光色素と、該第1の蛍光色素とは蛍光波長または吸収波長が異なりかつ前記第1の蛍光色素に対する濃度比が既知である第2の蛍光色素とが付着または吸収された生体組織に対して、前記第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を同時にまたは時分割に励起する励起光を照射する励起光光学系と、該励起光光学系からの前記励起光によって励起された蛍光を検出する蛍光検出部と、該蛍光検出部により検出された前記第2の蛍光色素からの蛍光の情報に基づいて、前記蛍光検出部により検出された前記第1の蛍光色素からの蛍光の情報を補償する補償処理部とを備える生体組織用蛍光観測装置を提供する。
本発明は、生体組織中の正常組織と異常組織とを選択的に染色する第1の蛍光色素と、該第1の蛍光色素とは蛍光波長または吸収波長が異なりかつ前記第1の蛍光色素に対する濃度比が既知である第2の蛍光色素とが付着または吸収された生体組織に対して、前記第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を同時にまたは時分割に励起する励起光を照射する励起光光学系と、該励起光光学系からの前記励起光によって励起された前記第1の蛍光色素からの蛍光を検出するのに先立って、前記第2の蛍光色素からの蛍光を少なくとも1回検出する蛍光検出部と、該蛍光検出部により検出された前記第2の蛍光色素からの蛍光の情報に基づいて、前記蛍光検出部により検出された前記第1の蛍光色素からの蛍光の情報を補償する補償処理部とを備える生体組織用蛍光観測装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The present invention relates to a first fluorescent dye that selectively stains normal tissue and abnormal tissue in a living tissue, and the first fluorescent dye has a fluorescence wavelength or an absorption wavelength different from that of the first fluorescent dye. The first fluorescent dye and the second fluorescent dye are simultaneously or occasionally applied to a biological tissue to which a second fluorescent dye having a known concentration ratio and an absorption ratio to the biological tissue is attached or absorbed. An excitation light optical system that irradiates excitation light that is excited in the division; a fluorescence detection unit that detects fluorescence excited by the excitation light from the excitation light optical system; and the second that is detected by the fluorescence detection unit Provided is a fluorescence observation apparatus for biological tissue comprising a compensation processing unit that compensates for fluorescence information from the first fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit based on information on fluorescence from the fluorescent dye.
The present invention relates to a first fluorescent dye that selectively stains normal tissue and abnormal tissue in a living tissue, and the first fluorescent dye has a fluorescence wavelength or an absorption wavelength different from that of the first fluorescent dye. The first fluorescent dye and the second fluorescent dye are simultaneously or occasionally applied to a biological tissue to which a second fluorescent dye having a known concentration ratio and an absorption ratio to the biological tissue is attached or absorbed. Prior to detecting the fluorescence from the first fluorescent dye excited by the excitation light from the excitation light optical system and the excitation light optical system that irradiates excitation light to be excited in the division, the second A fluorescence detection unit that detects fluorescence from the fluorescent dye at least once, and the first fluorescence detected by the fluorescence detection unit based on fluorescence information from the second fluorescence pigment detected by the fluorescence detection unit Of fluorescence from fluorescent dyes Providing fluorescence observation device for living tissue and a compensation processor for compensating for.
The present invention relates to a first fluorescent dye that selectively stains normal tissue and abnormal tissue in a living tissue, and the first fluorescent dye has a fluorescence wavelength or an absorption wavelength different from that of the first fluorescent dye. Excitation for irradiating biological tissue to which a second fluorescent dye having a known concentration ratio is attached or absorbed with excitation light that excites the first fluorescent dye and the second fluorescent dye simultaneously or in a time-sharing manner. An optical optical system, a fluorescence detection unit for detecting fluorescence excited by the excitation light from the excitation light optical system, and information on fluorescence from the second fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit A biological tissue fluorescence observation apparatus comprising: a compensation processing unit that compensates for fluorescence information from the first fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit.
The present invention relates to a first fluorescent dye that selectively stains normal tissue and abnormal tissue in a living tissue, and the first fluorescent dye has a fluorescence wavelength or an absorption wavelength different from that of the first fluorescent dye. Excitation for irradiating biological tissue to which a second fluorescent dye having a known concentration ratio is attached or absorbed with excitation light that excites the first fluorescent dye and the second fluorescent dye simultaneously or in a time-sharing manner. Prior to detecting fluorescence from the first fluorescent dye excited by the excitation light from the optical optical system and the excitation light optical system, the fluorescence from the second fluorescent dye is detected at least once. And the fluorescence information from the first fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit based on the fluorescence information from the second fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit A compensation processing unit Providing body tissue for fluorescence observation device.

上記発明においては、前記第1の蛍光色素と第2の蛍光色素とがペプチド鎖等の接続手段により接続されていることが好ましい。
また、上記発明においては、前記第1の蛍光色素と第2の蛍光色素とが同一の励起光により励起されることが好ましい。
In the said invention, it is preferable that the said 1st fluorescent dye and the 2nd fluorescent dye are connected by connection means, such as a peptide chain.
In the above invention, it is preferable that the first fluorescent dye and the second fluorescent dye are excited by the same excitation light.

また、上記発明においては、前記第1の蛍光色素と第2の蛍光色素とがFRET型蛍光プローブを構成していることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記第1の蛍光色素の蛍光波長が、第2の蛍光色素の蛍光波長より短波長であることとしてもよい。
また、上記発明においては、前記第2の蛍光色素の蛍光長が600nm以上の波長帯を含むこととしてもよい。
In the invention described above, the first fluorescent dye and the second fluorescent dye may constitute a FRET fluorescent probe.
In the above invention, the fluorescence wavelength of the first fluorescent dye may be shorter than the fluorescence wavelength of the second fluorescent dye.
Moreover, in the said invention, it is good also as the fluorescence length of a said 2nd fluorescent pigment | dye including the wavelength range | band which is 600 nm or more.

また、本発明は、上記生体組織用蛍光観測装置を備える内視鏡システムを提供する。
上記発明においては、前記第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を先端から吐出する吐出機構を備えることとしてもよい。
The present invention also provides an endoscope system including the above-described fluorescence observation apparatus for living tissue.
In the above invention, a discharge mechanism for discharging the first fluorescent dye and the second fluorescent dye from the tip may be provided.

また、上記発明においては、前記蛍光検出部が、第1の蛍光色素からの蛍光と第2の蛍光色素からの蛍光とを分光するエタロン型の分光素子を備えることとしてもよい。
また、上記発明においては、制御部と、蛍光画像を記憶する画像記憶部とを備え、該制御部が、前記吐出機構により蛍光色素を吐出する前に、前記励起光光学系および前記蛍光検出部を作動させ、取得された自家蛍光画像を前記画像記憶部に記憶させることとしてもよい。
Moreover, in the said invention, the said fluorescence detection part is good also as providing the etalon type | mold spectral element which separates the fluorescence from a 1st fluorescent dye and the fluorescence from a 2nd fluorescent dye.
In the above invention, the excitation unit includes the control unit and the image storage unit that stores the fluorescent image, and the control unit discharges the fluorescent dye by the discharge mechanism before the excitation light optical system and the fluorescence detection unit. The acquired autofluorescence image may be stored in the image storage unit.

また、上記発明においては、制御部と、組織内の血液量を反映する分光波長帯域での画像を記憶する画像記憶部とを備え、前記制御部が、前記吐出機構により蛍光色素を吐出する前に、前記画像記憶部に血液量を反映する画像を記憶させることとしてもよい。
さらに、上記発明においては、照明光を照射する照明光光学系と、該照明光光学系から射出された照明光による反射光を検出する反射光検出部と、を備え、前記補償処理部が該反射光検出部により検出された反射光の情報に基づいて、前記蛍光検出部により検出された前記第1の蛍光色素からの蛍光情報を補償することとしてもよい。
In the above invention, the image forming apparatus further includes a control unit and an image storage unit that stores an image in a spectral wavelength band that reflects the blood volume in the tissue, and the control unit before discharging the fluorescent dye by the discharge mechanism. In addition, an image reflecting the blood volume may be stored in the image storage unit.
Furthermore, in the above invention, the illumination light optical system for irradiating the illumination light, and a reflected light detection unit for detecting the reflected light by the illumination light emitted from the illumination light optical system, the compensation processing unit Based on the information of the reflected light detected by the reflected light detection unit, the fluorescence information from the first fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit may be compensated.

本発明によれば、生体組織に散布される蛍光色素が局在化しても精度よく正常組織と異常組織とを識別することができるという効果を奏する。   According to the present invention, there is an effect that a normal tissue and an abnormal tissue can be distinguished with high accuracy even when a fluorescent dye dispersed in a living tissue is localized.

以下、本発明の第1の実施形態に係る生体用蛍光観測装置およびこれを備える内視鏡システム1について、図1〜図6を参照して説明する。
本実施形態に係る生体組織用蛍光観測装置は、図1に示される内視鏡システム1に備えられている。
Hereinafter, a biological fluorescence observation apparatus according to a first embodiment of the present invention and an endoscope system 1 including the same will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
The fluorescence observation apparatus for living tissue according to this embodiment is provided in the endoscope system 1 shown in FIG.

本実施形態に係る内視鏡システム1は、図1に示されるように、生体の体腔内に挿入される挿入部2と、該挿入部2内に配置される撮像ユニット3と、複数種の光を発する光源ユニット4と、挿入部2の先端2aから吐出させる液体を供給する送液ユニット(吐出機構)20と、前記撮像ユニット3、光源ユニット4および送液ユニット20を制御する制御ユニット5と、撮像ユニット3により取得された画像を表示する表示ユニット6とを備えている。
また、本実施形態に係る生体用蛍光観測装置は、上記撮像ユニット3、光源ユニット4、制御ユニット5および表示ユニット6により構成されている。
As shown in FIG. 1, an endoscope system 1 according to this embodiment includes an insertion unit 2 that is inserted into a body cavity of a living body, an imaging unit 3 that is disposed in the insertion unit 2, and a plurality of types. A light source unit 4 that emits light, a liquid supply unit (discharge mechanism) 20 that supplies liquid to be discharged from the distal end 2 a of the insertion portion 2, and a control unit 5 that controls the imaging unit 3, the light source unit 4, and the liquid supply unit 20. And a display unit 6 for displaying an image acquired by the imaging unit 3.
The biological fluorescence observation apparatus according to this embodiment includes the imaging unit 3, the light source unit 4, the control unit 5, and the display unit 6.

前記挿入部2は、生体の体腔に挿入できる極めて細い外形寸法を有し、その内部に、前記撮像ユニット3および前記光源ユニット4からの光を先端2aまで伝播するライトガイド7とを備えている。
前記光源ユニット4は、体腔内の撮影対象Aを照明し、撮影対象Aにおいて反射して戻る反射光を取得するための照明光を発する照明光用光源8と、体腔内の撮影対象Aに照射され、撮影対象A内に存在する蛍光物質を励起して蛍光を発生させるための励起光を発する励起光用光源9と、これらの光源8,9を制御する光源制御回路10とを備えている。
The insertion section 2 has a very thin outer dimension that can be inserted into a body cavity of a living body, and includes therein a light guide 7 that propagates light from the imaging unit 3 and the light source unit 4 to the tip 2a. .
The light source unit 4 illuminates the imaging target A in the body cavity and illuminates the imaging target A in the body cavity and an illumination light source 8 that emits illumination light to obtain reflected light that is reflected back from the imaging target A. And an excitation light source 9 that emits excitation light for exciting the fluorescent substance existing in the imaging target A to generate fluorescence, and a light source control circuit 10 that controls these light sources 8 and 9. .

前記照明光用光源8は、例えば、図示しないキセノンランプおよびバンドパスフィルタを組み合わせたもので、バンドパスフィルタの50%透過域は、410〜430nm、420〜470nm、500〜580nmおよび570〜650nmである。すなわち、照明光用光源8は、波長帯域410〜430nmの照明光、波長帯域420〜470nmの青色照明光、波長帯域500〜580nmの緑色照明光および波長帯域570〜650nmの赤色照明光を射出することができるようになっている。   The illumination light source 8 is, for example, a combination of a xenon lamp and a bandpass filter (not shown), and the bandpass filter has a 50% transmission region of 410 to 430 nm, 420 to 470 nm, 500 to 580 nm, and 570 to 650 nm. is there. That is, the illumination light source 8 emits illumination light having a wavelength band of 410 to 430 nm, blue illumination light having a wavelength band of 420 to 470 nm, green illumination light having a wavelength band of 500 to 580 nm, and red illumination light having a wavelength band of 570 to 650 nm. Be able to.

前記励起光用光源9は、例えば、ピーク波長490±5nmの励起光を出射する半導体レーザ(または488±5nmの励起光を出射するアルゴンレーザ)である。この波長の励起光は、フルオレセイン骨格を有する第1の蛍光色素およびポルフェリンからなる第2の蛍光色素を励起することができる。   The excitation light source 9 is, for example, a semiconductor laser that emits excitation light having a peak wavelength of 490 ± 5 nm (or an argon laser that emits excitation light of 488 ± 5 nm). The excitation light having this wavelength can excite the first fluorescent dye having a fluorescein skeleton and the second fluorescent dye composed of porferin.

蛍光プローブとしては、第1の蛍光色素と第2の蛍光色素とを、例えば、ペプチド鎖によって接続したものを使用する。ポルフェリンからなる第2の蛍光色素は、励起光の照射により650nm近傍にピークを有する蛍光を発生する一方、フルオレセイン骨格を有する第1の蛍光色素は、単に励起光の照射のみでは蛍光を発しない。しかし、第1の蛍光色素は、腫瘍等の異常組織における非特異的エステラーゼによって加水分解を受けた後には、励起光の照射によって530nm近傍にピークを有する蛍光を発生する。   As the fluorescent probe, a probe in which a first fluorescent dye and a second fluorescent dye are connected by a peptide chain, for example, is used. The second fluorescent dye made of porferin generates fluorescence having a peak in the vicinity of 650 nm when irradiated with excitation light, while the first fluorescent dye having a fluorescein skeleton does not emit fluorescence only by irradiation with excitation light. However, the first fluorescent dye generates fluorescence having a peak in the vicinity of 530 nm by irradiation with excitation light after being hydrolyzed by nonspecific esterase in an abnormal tissue such as a tumor.

前記光源制御回路10は、後述するタイミングチャートに従う所定のタイミングで、照明光用光源8と励起光用光源9とを交互に点灯および消灯させるようになっている。
前記撮像ユニット3は、図2に示されるように、撮影対象Aから入射される光を集光する撮像光学系11と、撮影対象Aから入射されてくる励起光を遮断する励起光カットフィルタ12と、制御ユニット5の作動により分光特性を変化させられる可変分光素子13と、撮像光学系11により集光された光を撮影して電気信号に変換する撮像素子14とを備えている。
The light source control circuit 10 alternately turns on and off the illumination light source 8 and the excitation light source 9 at a predetermined timing according to a timing chart described later.
As shown in FIG. 2, the imaging unit 3 includes an imaging optical system 11 that collects light incident from the imaging target A, and an excitation light cut filter 12 that blocks excitation light incident from the imaging target A. And a variable spectral element 13 whose spectral characteristics can be changed by the operation of the control unit 5 and an imaging element 14 that captures the light collected by the imaging optical system 11 and converts it into an electrical signal.

前記可変分光素子13は、平行間隔を空けて配置され対向面に反射膜が設けられた2枚の平板状の光学部材13a,13bと、該光学部材13a,13bの間隔を変化させるアクチュエータ13cとを備えるエタロン型の光学フィルタである。アクチュエータ13cは、例えば、圧電素子である。この可変分光素子13は、アクチュエータ13cの作動により光学部材13a,13bの間隔寸法を変化させることで、その透過する光の波長帯域を変化させることができるようになっている。   The variable spectroscopic element 13 includes two flat plate-like optical members 13a and 13b that are arranged with a parallel interval and provided with a reflection film on the opposing surface, and an actuator 13c that changes the interval between the optical members 13a and 13b. Is an etalon type optical filter. The actuator 13c is, for example, a piezoelectric element. The variable spectroscopic element 13 can change the wavelength band of the transmitted light by changing the distance between the optical members 13a and 13b by the operation of the actuator 13c.

さらに具体的には、可変分光素子13は、図3に示されるように、1つの固定透過帯域および1つの可変透過帯域の2つの透過帯域を有する透過率波長特性を有している。固定透過帯域は、可変分光素子13の状態によらず、常に入射光を透過するようになっている。また、可変透過帯域は可変分光素子13の状態に応じて透過率特性が変化するようになっている。   More specifically, the variable spectroscopic element 13 has a transmittance wavelength characteristic having two transmission bands, one fixed transmission band and one variable transmission band, as shown in FIG. The fixed transmission band always transmits incident light regardless of the state of the variable spectroscopic element 13. Further, the transmittance characteristic of the variable transmission band changes according to the state of the variable spectroscopic element 13.

本実施形態において、可変分光素子13は、赤色の波長帯域(例えば、610〜650nm)に可変透過帯域を備えている。そして、可変分光素子13は、制御ユニット5からの制御信号に応じて2つの状態に変化するようになっている。   In the present embodiment, the variable spectral element 13 has a variable transmission band in the red wavelength band (for example, 610 to 650 nm). The variable spectroscopic element 13 changes to two states according to a control signal from the control unit 5.

第1の状態は、可変透過帯域での透過率を第2の状態と比較して十分に低下させ、赤色の波長帯域の光の通過を遮断するようになっている。
第2の状態は、可変透過帯域の透過率を50%以上に増大させ、赤色の波長帯域の光の通過を許容するようになっている。
In the first state, the transmittance in the variable transmission band is sufficiently reduced as compared with the second state, and the passage of light in the red wavelength band is blocked.
In the second state, the transmittance of the variable transmission band is increased to 50% or more, and light in the red wavelength band is allowed to pass.

固定透過帯域は、400〜560nmの範囲に配置され、例えば、透過率60%以上に固定されている。これにより、410〜430nmの照明光に対する反射光、青色、緑色の照明光に対する反射光、および、第1の蛍光色素からの蛍光を透過させることができるようになっている。   The fixed transmission band is arranged in a range of 400 to 560 nm, and is fixed to, for example, a transmittance of 60% or more. Thereby, reflected light with respect to illumination light of 410 to 430 nm, reflected light with respect to blue and green illumination light, and fluorescence from the first fluorescent dye can be transmitted.

したがって、可変分光素子13は、第1の状態に配されているときには、固定透過帯域を通過可能な、波長帯域410〜430nmの照明光、青色および緑色の照明光に対する反射光、および第1の蛍光色素からの蛍光を通過させることができる。また、可変分光素子13が、第2の状態に配されているときには、第1の状態に加えて、赤色の照明光に対する反射光、および第2の蛍光色素からの蛍光を通過させることができる。 Thus, the variable spectroscopic element 13, when it is disposed in a first state, fixed transmission band and passing over possible, the illumination light of the wavelength band 410~430Nm, reflected light to blue and green illumination light, and the first Fluorescence from the fluorescent dye can be passed. Further, when the variable spectroscopic element 13 is arranged in the second state, in addition to the first state, the reflected light with respect to the red illumination light and the fluorescence from the second fluorescent dye can be passed. .

また、前記励起光カットフィルタ12は、400〜460nmの波長帯域で透過率80%以上、480〜500nmの波長帯域でOD値4以上(=透過率1×10−4以下)、520〜750nmの波長帯域で透過率80%以上の透過率特性を有している。 The excitation light cut filter 12 has a transmittance of 80% or more in the wavelength band of 400 to 460 nm, an OD value of 4 or more in the wavelength band of 480 to 500 nm (= transmittance of 1 × 10 −4 or less), and 520 to 750 nm. It has transmittance characteristics with a transmittance of 80% or more in the wavelength band.

前記制御ユニット5は、図1に示されるように、撮像素子14を駆動制御する撮像素子駆動回路15と、可変分光素子13を駆動制御する可変分光素子制御回路16と、後述するバルブ制御回路25と、撮像素子14により取得された画像情報を記憶する画像記憶部17と、該画像記憶部17に記憶された画像情報を処理して表示ユニット6に出力する画像処理回路18とを備えている。   As shown in FIG. 1, the control unit 5 includes an image sensor driving circuit 15 for driving and controlling the image sensor 14, a variable spectral element control circuit 16 for driving and controlling the variable spectral element 13, and a valve control circuit 25 described later. And an image storage unit 17 that stores image information acquired by the image sensor 14, and an image processing circuit 18 that processes the image information stored in the image storage unit 17 and outputs the processed image information to the display unit 6. .

画像記憶部17は、図4に示されるように、第1の記憶部17Aと第2の記憶部17Bと、撮像素子14から出力される画像情報の入力先を第1の記憶部17Aまたは第2の記憶部17Bに切り替えるスイッチ17Cとを備えている、第1の記憶部17Aは、蛍光画像情報を記憶する複数のフレームメモリ17a〜17dおよび血液量を反映した画像情報を記憶するフレームメモリ17eを備え、第2の記憶部17Bは、白色観察画像情報を記憶する複数のフレームメモリ17f〜17hを備えている。   As shown in FIG. 4, the image storage unit 17 sets the input destination of the image information output from the first storage unit 17 </ b> A, the second storage unit 17 </ b> B, and the image sensor 14 to the first storage unit 17 </ b> A or the first storage unit 17 </ b> A. The first storage unit 17A includes a switch 17C that switches to the second storage unit 17B, and a plurality of frame memories 17a to 17d that store fluorescent image information and a frame memory 17e that stores image information reflecting blood volume. The second storage unit 17B includes a plurality of frame memories 17f to 17h that store white observation image information.

第1の記憶部17Aのフレームメモリ17aには、蛍光プローブを散布する前に励起光を照射し、可変分光素子13を第1の状態として取得した自家蛍光画像情報Gaが記憶されるようになっている。
蛍光プローブの散布前の薬剤蛍光が発生しない状態で取得されたこの自家蛍光画像情報Gaは、第1の蛍光色素のみからの薬剤蛍光を透過させる第1の状態で取得されているので、第1の蛍光色素のみからの薬剤蛍光を含む蛍光画像のバックグラウンド画像となる。
In the frame memory 17a of the first storage unit 17A, autofluorescence image information Ga obtained by irradiating excitation light before the fluorescent probe is dispersed and the variable spectroscopic element 13 in the first state is stored. ing.
The autofluorescence image information Ga acquired in a state where no drug fluorescence is generated before the fluorescent probe is dispersed is acquired in the first state in which the drug fluorescence from only the first fluorescent dye is transmitted. It becomes a background image of a fluorescent image containing drug fluorescence from only the fluorescent dye.

また、フレームメモリ17bには、蛍光プローブを散布する前に励起光を照射し、可変分光素子13を第2の状態として取得した自家蛍光画像情報Gbが記憶されるようになっている。
この自家蛍光画像情報Gbは、第1および第2の蛍光色素からの薬剤蛍光を全て透過させる第2の状態で取得されているので、両蛍光色素からの薬剤蛍光を含む蛍光画像のバックグラウンド画像となる。
The frame memory 17b stores autofluorescence image information Gb obtained by irradiating excitation light before the fluorescent probe is dispersed and acquiring the variable spectroscopic element 13 in the second state.
Since the autofluorescence image information Gb is acquired in the second state in which all of the drug fluorescence from the first and second fluorescent dyes is transmitted, the background image of the fluorescence image including the drug fluorescence from both fluorescent dyes It becomes.

また、フレームメモリ17cには、蛍光プローブを散布した後に励起光を照射し、可変分光素子13を第1の状態として取得した蛍光画像情報Gcが記憶されるようになっている。この蛍光画像情報Gcは、第1の蛍光色素のみからの薬剤蛍光および自家蛍光を撮影して得られた蛍光画像情報となる。   The frame memory 17c stores fluorescence image information Gc obtained by irradiating excitation light after spraying fluorescent probes and acquiring the variable spectral element 13 in the first state. The fluorescence image information Gc is fluorescence image information obtained by photographing the drug fluorescence and autofluorescence from only the first fluorescent dye.

また、フレームメモリ17dには、蛍光プローブを散布した後に励起光を照射し、可変分光素子13を第2の状態として取得した蛍光画像情報Gdが記憶されるようになっている。この蛍光画像情報Gdは、第1および第2の蛍光色素からの薬剤蛍光および自家蛍光を撮影して得られた蛍光画像情報となる。   The frame memory 17d stores fluorescence image information Gd obtained by irradiating excitation light after spraying fluorescent probes and acquiring the variable spectroscopic element 13 in the second state. This fluorescence image information Gd is fluorescence image information obtained by photographing the drug fluorescence and autofluorescence from the first and second fluorescent dyes.

また、フレームメモリ17eには、可変分光素子13を第2の状態とし、波長410〜430nmの照明光を照射して取得した反射光画像Geが記憶されるようになっている。
この照明光の波長帯域410〜430nmには、ヘモグロビンの吸収帯域が含まれているので、その反射光を撮像することにより、生体組織の表面に比較的近い血管の構造等、血液量を反映した画像情報を取得することができる。
The frame memory 17e stores a reflected light image Ge acquired by setting the variable spectral element 13 in the second state and irradiating illumination light with a wavelength of 410 to 430 nm.
Since the wavelength band 410 to 430 nm of the illumination light includes the absorption band of hemoglobin, imaging the reflected light reflects the blood volume such as the structure of blood vessels that are relatively close to the surface of the living tissue. Image information can be acquired.

また、第2の記憶部17Bのフレームメモリ17f〜17hには、図5に示されるように、可変分光素子13を第2の状態とし、白色観察用の反射光画像の内、青色光、緑色光および赤色光をそれぞれ照射して得られた反射光画像情報がそれぞれ記憶されるようになっている。   Further, in the frame memories 17f to 17h of the second storage unit 17B, as shown in FIG. 5, the variable spectroscopic element 13 is set to the second state, and the blue light and the green light are reflected in the reflected light image for white observation. Reflected light image information obtained by irradiating light and red light, respectively, is stored.

撮像素子駆動回路15および可変分光素子制御回路16は、前記光源制御回路10に接続され、光源制御回路10による照明光用光源8および励起光用光源9の切り替えに同期して可変分光素子13および撮像素子14を駆動制御するようになっている。
具体的には、図6のタイミングチャートに示されるように、光源制御回路10の作動により、励起光用光源9から励起光または波長帯域410〜430nmの照明光が発せられるときには、可変分光素子制御回路16が、可変分光素子13を第1の状態および第2の状態を切り替えるとともに、スイッチ17Cが第1の記憶部17A側に切り替えられて、撮像素子駆動回路15が撮像素子14から出力される画像情報を第1の記憶部17Aに出力させるようになっている。
The imaging element driving circuit 15 and the variable spectral element control circuit 16 are connected to the light source control circuit 10 and are synchronized with the switching of the illumination light source 8 and the excitation light source 9 by the light source control circuit 10. The image pickup device 14 is driven and controlled.
Specifically, as shown in the timing chart of FIG. 6, when the excitation light source or the illumination light having the wavelength band of 410 to 430 nm is emitted from the excitation light source 9 by the operation of the light source control circuit 10, the variable spectroscopic element control is performed. The circuit 16 switches the variable spectroscopic element 13 between the first state and the second state, the switch 17C is switched to the first storage unit 17A side, and the image sensor driving circuit 15 is output from the image sensor 14. Image information is output to the first storage unit 17A.

また、光源制御回路10の作動により、照明光用光源8から白色観察用の照明光が発せられるときには、可変分光素子制御回路16が、可変分光素子13を第2の状態とするとともに、スイッチ17Cが第2の記憶部17B側に切り替えられて、撮像素子駆動回路15が撮像素子14から出力される画像情報を第2の記憶部17Bに出力するようになっている。   When the illumination light source 8 emits illumination light for white observation by the operation of the light source control circuit 10, the variable spectroscopic element control circuit 16 sets the variable spectroscopic element 13 to the second state and switches 17C. Is switched to the second storage unit 17B side, and the image sensor drive circuit 15 outputs the image information output from the image sensor 14 to the second storage unit 17B.

また、前記画像処理回路18は、白色観察の場合には、青色、緑色および赤色の照明光の照射により得られる反射光画像情報を第2の記憶部17Bの各フレームメモリ17f〜17hから受け取って表示ユニット6のR,G,Bの3つのチャネルに出力するようになっている。
また、画像処理回路18は、蛍光観察の場合には、励起光の照射により得られる蛍光画像情報を第1の記憶部17Aから受け取って、以下の画像間演算処理を施すようになっている。
In addition, in the case of white observation, the image processing circuit 18 receives reflected light image information obtained by irradiation of blue, green, and red illumination light from the frame memories 17f to 17h of the second storage unit 17B. The data is output to the three channels R, G, and B of the display unit 6.
In the case of fluorescence observation, the image processing circuit 18 receives fluorescence image information obtained by irradiation with excitation light from the first storage unit 17A, and performs the following inter-image calculation processing.

=Gc−Ga
=Gd−Gb
=G−G
=G/G
G 1 = Gc-Ga
G 2 = Gd−Gb
G 3 = G 2 −G 1
G 4 = G 1 / G 3

算出された蛍光画像情報Gは、第1の蛍光色素の蛍光画像Gcからそのバックグラウンドである自家蛍光画像Gaを除去したものであり、第1の蛍光色素のみの蛍光強度を示している。
蛍光画像情報Gは、第1および第2の蛍光色素の蛍光画像Gdからそのバックグラウンドである自家蛍光画像Gbを除去したものであり、第1および第2の蛍光色素の蛍光強度を示している。
Calculated fluorescence image information G 1 is obtained by removing the autofluorescence image Ga is its background from the fluorescent image Gc of the first fluorescent dye shows fluorescence intensity of only the first fluorescent dye.
Fluorescence image information G 2 is is obtained by removing the autofluorescence image Gb its background from the fluorescent image Gd of the first and second fluorescent dyes, shows a fluorescence intensity of the first and second fluorescent dye Yes.

蛍光画像情報Gは、蛍光画像情報Gから蛍光画像情報Gを除去したものであり、第2の蛍光色素のみの蛍光強度を示している。
蛍光画像情報Gは、蛍光画像情報Gを蛍光画像情報Gで除したものであり、第1の蛍光色素の蛍光強度を、第2の蛍光色素の蛍光強度により規格化している。
そして、画像処理回路18は、例えば、励起光の照射により得られる上記蛍光画像情報G,G,Gを、それぞれ表示ユニット6のR,G,Bの3つのチャネルに出力するようになっている。
Fluorescence image information G 3 are, which from the fluorescence image information G 2 to remove the fluorescence image information G 1, shows the fluorescence intensity of only the second fluorescence dye.
Fluorescence image information G 4 are is obtained by dividing the fluorescence image information G 1 in the fluorescence image information G 3, the fluorescence intensity of the first fluorescence dye, has been normalized by the fluorescence intensity of the second fluorescence dye.
Then, for example, the image processing circuit 18 outputs the fluorescence image information G 1 , G 3 , and G 4 obtained by the irradiation of excitation light to the three channels R, G, and B of the display unit 6, respectively. It has become.

本実施形態においては、第2の蛍光波長帯は血液の吸収の影響を受けにくい長波長側に存在する。しかし、第1の励起光の蛍光波長帯は血液の吸収を強くうける領域に存在している。一般に腫瘍や癌では正常組織よりも血液が増加しており、この吸収を考慮しないと定量性が失われる。
そこで、本実施形態では、粘膜表面での血流を特に強く反映する事が可能な410nm〜430nmの反射光画像であるGe画像を用いて、上述の蛍光画像情報Gを規格化しておく。
すなわち、
=(Gc−Ga)/Ge
としておけば、血液による吸収の影響を補正することができる。
In the present embodiment, the second fluorescence wavelength band exists on the long wavelength side that is not easily affected by blood absorption. However, the fluorescence wavelength band of the first excitation light exists in a region that is strongly absorbed by blood. Generally, blood is increased in tumors and cancers compared to normal tissues, and quantitativeness is lost unless this absorption is taken into account.
Therefore, in this embodiment, by using a Ge image is a reflection light image which is capable of reflecting particularly strong blood flow in the mucosal surface 410Nm~430nm, previously normalized fluorescence image information G 1 described above.
That is,
G 1 = (Gc-Ga) / Ge
If so, the influence of absorption by blood can be corrected.

前記送液ユニット20は、蛍光プローブ液を貯留するタンク21と、該タンク21からの液体を供給/停止するバルブ22と、該バルブ22に接続され、前記挿入部2に沿って、先端2aまで供給する送液チューブ23と、前記制御ユニット5内に配置され、前記バルブ22を制御するバルブ制御回路25とを備えている。送液チューブ23は、その先端を挿入部2の先端2aに配置され、送られてきた蛍光プローブを撮影対象Aに向けて散布することができるようになっている。送液チューブ23としては、挿入部2に設けられた鉗子チャネルを利用することとしてもよい。   The liquid feeding unit 20 is connected to the tank 21 for storing the fluorescent probe liquid, the valve 22 for supplying / stopping the liquid from the tank 21, and the valve 22 to the tip 2a along the insertion portion 2. A liquid feeding tube 23 to be supplied and a valve control circuit 25 arranged in the control unit 5 and controlling the valve 22 are provided. The liquid delivery tube 23 has its distal end disposed at the distal end 2 a of the insertion portion 2, and the sent fluorescent probe can be dispersed toward the imaging target A. As the liquid feeding tube 23, a forceps channel provided in the insertion portion 2 may be used.

バルブ制御回路25は、図6に示されるように、薬剤蛍光画像取得のための励起光用光源9の起動前の白色光観察中に、所定時間にわたってタンク21内に貯留されている蛍光プローブ液を散布させるようバルブ22を制御するようになっている。
また、バルブ制御回路25は、蛍光プローブ液を散布した後、バルブ22をオフ状態に切り替えるようになっている。
As shown in FIG. 6, the bulb control circuit 25 is a fluorescent probe solution stored in the tank 21 for a predetermined time during white light observation before activation of the excitation light source 9 for obtaining a fluorescence image of a drug. The valve 22 is controlled so as to be sprayed.
In addition, the valve control circuit 25 is configured to switch the valve 22 to an off state after spraying the fluorescent probe liquid.

このように構成された本実施形態に係る内視鏡システム1の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム1を用いて、生体の体腔内の撮影対象Aを撮像するには、まず、挿入部2を体腔内に挿入し、その先端2aを体腔内の撮影対象Aに対向させる。この状態で、光源ユニット4および制御ユニット5を作動させ、光源制御回路10の作動により、励起光用光源9を作動させて励起光を発生させる。
The operation of the endoscope system 1 according to the present embodiment configured as described above will be described below.
In order to image the imaging target A in the body cavity of the living body using the endoscope system 1 according to the present embodiment, first, the insertion unit 2 is inserted into the body cavity, and the distal end 2a thereof is the imaging target A in the body cavity. To face. In this state, the light source unit 4 and the control unit 5 are operated, and the light source control circuit 10 is operated to operate the excitation light source 9 to generate excitation light.

このとき、制御ユニット5の可変分光素子制御回路16の作動により、可変分光素子13を、まず、第1の状態とし、次いで、所定時間経過後、第2の状態に切り替える。
光源ユニット4において発生した励起光は、ライトガイド7を介して挿入部2の先端2aまで伝播され、挿入部2の先端2aから撮影対象Aに向けて照射される。
励起光が撮影対象Aに照射されると、撮影対象Aに生来存在している自家蛍光物質が励起されて自家蛍光が発せられる。撮影対象Aから発せられた自家蛍光は、撮像ユニット3の撮像光学系11により集光され励起光カットフィルタ12を透過し可変分光素子13に入射される。
At this time, the variable spectroscopic element 13 is first set to the first state by the operation of the variable spectroscopic element control circuit 16 of the control unit 5, and then switched to the second state after a predetermined time has elapsed.
Excitation light generated in the light source unit 4 is propagated to the distal end 2a of the insertion portion 2 via the light guide 7, and is irradiated toward the imaging target A from the distal end 2a of the insertion portion 2.
When the imaging object A is irradiated with the excitation light, the autofluorescent substance that is naturally present in the imaging object A is excited and emits autofluorescence. The autofluorescence emitted from the imaging target A is collected by the imaging optical system 11 of the imaging unit 3, passes through the excitation light cut filter 12, and enters the variable spectral element 13.

可変分光素子13が、第1の状態に切り替えられている期間は、固定透過帯域の光のみが透過可能となっているので、固定波長帯域の自家蛍光のみが可変分光素子13を透過して撮像ユニット3により撮影される。そして、撮像素子14により取得された蛍光画像情報Gaは、第1の記憶部17Aのフレームメモリ17aに記憶される。この場合に、撮影対象Aに照射された励起光の一部が、撮影対象Aにおいて反射され、蛍光とともに撮像ユニット3に入射されるが、撮像ユニット3には励起光カットフィルタ12が設けられているので、励起光は遮断され、撮像素子14に入射されることが阻止される。   During the period when the variable spectral element 13 is switched to the first state, only light in the fixed transmission band can be transmitted. Therefore, only autofluorescence in the fixed wavelength band is transmitted through the variable spectral element 13 and imaged. Taken by unit 3. The fluorescence image information Ga acquired by the image sensor 14 is stored in the frame memory 17a of the first storage unit 17A. In this case, a part of the excitation light irradiated to the imaging target A is reflected by the imaging target A and enters the imaging unit 3 together with the fluorescence. The imaging unit 3 is provided with the excitation light cut filter 12. Therefore, the excitation light is blocked and is prevented from entering the image sensor 14.

一方、可変分光素子13が、第2の状態に切り替えられた状態では、固定透過帯域のみならず可変透過帯域の光も透過可能となるので、固定波長帯域および可動波長帯域の自家蛍光が可変分光素子13を透過して撮像ユニット3により撮影される。そして、撮像素子14により取得された蛍光画像情報Gbは、第1の記憶部17Aのフレームメモリ17bに記憶される。   On the other hand, when the variable spectroscopic element 13 is switched to the second state, not only the fixed transmission band but also the light in the variable transmission band can be transmitted. The image is taken by the imaging unit 3 through the element 13. Then, the fluorescence image information Gb acquired by the image sensor 14 is stored in the frame memory 17b of the first storage unit 17A.

その後、光源制御回路10により励起光用光源9が停止され照明光用光源8が起動されて白色観察用の照明光が照射されるとともに、バルブ制御回路25の作動によりバルブ21が開放されて、蛍光プローブ液が散布される。このとき、撮像ユニット3により取得された反射光画像情報が第2の記憶部17Bの各フレームメモリ17f〜17hに入力され、表示ユニット6のR,G,Bの3つのチャネルに出力され表示される。   Thereafter, the excitation light source 9 is stopped by the light source control circuit 10 and the illumination light source 8 is activated to emit illumination light for white observation, and the bulb 21 is opened by the operation of the bulb control circuit 25. A fluorescent probe solution is sprayed. At this time, the reflected light image information acquired by the imaging unit 3 is input to the frame memories 17f to 17h of the second storage unit 17B, and is output and displayed on the three channels R, G, and B of the display unit 6. The

この後に、光源制御回路10により、照明光用光源8から励起光用光源9に再度切り替えられ、まず、可変分光素子制御回路16により可変分光素子13を第1の状態に切り替えて、第1の蛍光色素による蛍光画像情報Gcを取得し、次いで、可変分光素子を第2の状態に切り替えて、第1および第2の蛍光色素による蛍光画像情報Gdを取得する。   Thereafter, the light source control circuit 10 switches the illumination light source 8 to the excitation light source 9 again. First, the variable spectroscopic element control circuit 16 switches the variable spectroscopic element 13 to the first state. The fluorescent image information Gc by the fluorescent dye is acquired, and then the variable spectral element is switched to the second state to acquire the fluorescent image information Gd by the first and second fluorescent dyes.

そして、画像処理回路18は、励起光の照射により得られた蛍光画像情報Ga〜Gdを第1の記憶部17Aから受け取って、画像処理を施し、蛍光画像情報G,G,Gを算出し、表示ユニット6のR,G,Bチャネルにそれぞれ出力する。これにより、蛍光画像情報G,G,Gが、それぞれ表示ユニット6に表示される。 Then, the image processing circuit 18 receives the fluorescence image information Ga~Gd obtained by irradiation of the excitation light from the first storage section 17A, performs image processing, the fluorescence image information G 1, G 3, G 4 Calculate and output to the R, G and B channels of the display unit 6, respectively. Thereby, the fluorescence image information G 1 , G 3 , G 4 is displayed on the display unit 6, respectively.

この場合において、本実施形態によれば、蛍光画像情報G1が、第1の蛍光色素からの蛍光画像情報Gcから、固定透過帯域を通過した自家蛍光画像情報Gaを除去することにより算出されている。したがって、自家蛍光に影響を受けない第1の蛍光色素のみによる蛍光画像情報G1を観察することができる。 In this case, according to the present embodiment, the fluorescence image information G1 is calculated by removing the autofluorescence image information Ga that has passed through the fixed transmission band from the fluorescence image information Gc from the first fluorescent dye. . Therefore, it is possible to observe the fluorescence image information G1 using only the first fluorescent dye that is not affected by autofluorescence.

また、本実施形態によれば、蛍光画像情報G3が、第1および第2の蛍光色素からの蛍光画像情報Gdから、固定透過帯域および可変透過帯域を通過した自家蛍光画像情報Gbを除去し、さらに、第1の蛍光色素のみによる蛍光画像G1を除去することにより算出されている。したがって、自家蛍光に影響を受けない第2の蛍光色素のみによる蛍光画像情報G3を観察することができる。 According to the present embodiment, the fluorescence image information G3 removes the autofluorescence image information Gb that has passed through the fixed transmission band and the variable transmission band from the fluorescence image information Gd from the first and second fluorescent dyes, Furthermore, it is calculated by removing the fluorescence image G1 with only the first fluorescent dye. Therefore, it is possible to observe the fluorescence image information G3 using only the second fluorescent dye that is not affected by autofluorescence.

さらに、本実施形態によれば、蛍光プローブとして、フルオレセイン骨格を有する第1の蛍光色素と、ポルフェリンからなる第2の蛍光色素とを、ペプチド鎖により1:1の濃度比に結合したものを使用しているので、第1の蛍光色素からの蛍光画像情報Gを、第2の蛍光色素からの蛍光画像情報Gを用いて補償した蛍光画像情報Gを得ることができる。 Furthermore, according to the present embodiment, a fluorescent probe in which a first fluorescent dye having a fluorescein skeleton and a second fluorescent dye made of porferin are combined at a concentration ratio of 1: 1 by a peptide chain is used. since it is, and can be a fluorescence image information G 1 from the first fluorescence dye, to obtain a fluorescent image information G 4 which is compensated by using the fluorescence image information G 3 from the second fluorescence dye.

すなわち、第1の蛍光色素は、生体組織内の異常組織、例えば腫瘍部分における非特異的エステラーゼによって加水分解反応を受け、励起光の照射により、強い蛍光を発するようになる。一方、第2の蛍光色素は生体組織内の組織の如何に関わらず、励起光の照射により蛍光を発するようになる。   That is, the first fluorescent dye undergoes a hydrolysis reaction by a nonspecific esterase in an abnormal tissue in a living tissue, for example, a tumor part, and emits strong fluorescence when irradiated with excitation light. On the other hand, the second fluorescent dye emits fluorescence when irradiated with excitation light regardless of the tissue in the living tissue.

したがって、第2の蛍光色素からの蛍光画像情報Gは、第2の蛍光色素の局在性を示す情報となり、濃度比1:1で結合されている第1の蛍光色素の局在性を示す情報となる。その結果、第1の蛍光色素からの蛍光画像情報Gを、第2の蛍光色素からの蛍光画像情報Gで除算することにより、蛍光色素の局在性を補償した蛍光画像情報Gを得ることができる。
すなわち、本実施形態に係る生体用蛍光観測装置および内視鏡システム1によれば、生体組織に散布される蛍光色素が局在化しても、精度よく正常組織と異常組織とを識別することができるという利点がある。
Accordingly, the fluorescence image information G 3 from the second fluorescence dye, becomes information indicating the localization of the second fluorescent dye, a concentration ratio of 1: the localization of the first fluorescent dye coupled with 1 It becomes information to show. As a result, the fluorescence image information G 1 from the first fluorescence dye, by dividing the fluorescence image information G 3 from the second fluorescence dye, the fluorescence image information G 4 which has been compensated for localization of fluorescent dyes Obtainable.
That is, according to the biological fluorescence observation apparatus and the endoscope system 1 according to the present embodiment, it is possible to accurately distinguish between a normal tissue and an abnormal tissue even if the fluorescent pigment dispersed in the biological tissue is localized. There is an advantage that you can.

なお、本実施形態においては、光源制御回路10の作動により励起光と反射光とを逐次切り替えて、蛍光観察と白色観察とを行うこととし、蛍光観察においてはその都度取得した蛍光画像情報Ga〜Gdに基づいて、補正された蛍光画像情報G,G,Gを算出することとした。これに代えて、局在性を補償するための蛍光画像情報Gについては、蛍光プローブを散布した直後に励起光を照射して取得した蛍光画像情報Ga〜Gd、あるいは該蛍光画像情報Ga〜Gdを用いて算出した蛍光画像情報Gを記憶しておき、その記憶された蛍光画像情報Ga〜Gd,Gを以後の蛍光画像情報Gの算出に用いることとしてもよい。
このようにすることで、第2の蛍光色素からの蛍光が褪色や波長変化によって変化しても、第1の蛍光色素の局在性を補償して、異常組織を精度よく検出することができるという利点がある。
In the present embodiment, the excitation light and the reflected light are sequentially switched by the operation of the light source control circuit 10 to perform the fluorescence observation and the white observation. In the fluorescence observation, the fluorescence image information Ga˜ Based on Gd, the corrected fluorescence image information G 1 , G 3 , G 4 is calculated. Alternatively, for fluorescence image information G 3 for compensating the localization, the fluorescence image information Ga~Gd acquired by radiating excitation light immediately after spraying fluorescent probes or fluorescent image information Ga~, stores the fluorescence image information G 3 calculated using gd, the stored fluorescence image information Ga-gd, the G 3 may be used for calculating the subsequent fluorescence image information G 4.
By doing so, even if the fluorescence from the second fluorescent dye changes due to discoloration or wavelength change, the localization of the first fluorescent dye can be compensated and the abnormal tissue can be detected with high accuracy. There is an advantage.

また、本実施形態においては、フルオレセイン骨格を有する第1の蛍光色素と、ポルフェリンからなる第2の蛍光色素とをペプチド鎖によって連結した蛍光プローブを用いることとしたが、これに代えて、蛍光波長または吸収波長が異なりかつ濃度比および生体組織への吸収率の比が既知である任意の2つの蛍光色素を混合した蛍光プローブを使用することとしてもよい。   In the present embodiment, a fluorescent probe in which a first fluorescent dye having a fluorescein skeleton and a second fluorescent dye made of porferin are connected by a peptide chain is used. Alternatively, a fluorescent probe in which any two fluorescent dyes having different absorption wavelengths and known concentration ratios and absorption ratios to living tissues may be used.

また、本実施形態においては、上記のようにして算出した蛍光画像情報G,G,Gを表示することとしたが、取得した画像をリアルタイムに観察したい場合には、画像間演算処理を行うことなく、単純に表示ユニット6のR,G,Bチャネルに対し、蛍光画像情報Gc,Gd,Geを出力することとしてもよい。 In the present embodiment, the fluorescence image information G 1 , G 3 , G 4 calculated as described above is displayed. However, when it is desired to observe the acquired image in real time, an inter-image calculation process is performed. The fluorescent image information Gc, Gd, and Ge may be simply output to the R, G, and B channels of the display unit 6 without performing the above.

次に、本発明の第2の実施形態に係る生体用蛍光観測装置および内視鏡システムについて、図7および図8を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態に係る生体用蛍光観測装置および内視鏡システムの説明において、上述した第1の実施形態に係る生体用蛍光観測装置および内視鏡システム1と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
Next, a biological fluorescence observation apparatus and an endoscope system according to a second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
In the description of the biological fluorescence observation apparatus and the endoscope system according to the present embodiment, the parts having the same configurations as those of the biological fluorescence observation apparatus and the endoscope system 1 according to the first embodiment described above are provided. The same reference numerals are given and the description is omitted.

本実施形態に係る内視鏡システムは、使用する蛍光プローブが相違し、それに伴って、励起光用光源9、撮像ユニット3の各部材の透過率特性および制御ユニット5による制御の方法が相違している。
本実施形態においては、蛍光プローブとして、Cy5.5(Amersham社製)をドナーとし、Cy7(Amersham社製)をアクセプターとするFRET型蛍光プローブを採用している。
The endoscope system according to the present embodiment is different in the fluorescent probe to be used, and accordingly, the excitation light source 9 and the transmittance characteristics of each member of the imaging unit 3 and the control method by the control unit 5 are different. ing.
In the present embodiment, a FRET fluorescent probe having Cy5.5 (Amersham) as a donor and Cy7 (Amersham) as an acceptor is used as a fluorescent probe.

この蛍光プローブは、生体組織への散布直後に、660nmの励起光を照射すると、蛍光共鳴エネルギ移動(FRET)により、ドナーであるCy5.5(第1の蛍光色素)は蛍光を発せず、Cy7(第2の蛍光色素)のみが蛍光を発するようになっている。そして、目的とする酵素(例えば、エステラーゼ等)の働きで2つの蛍光色素の連結が切断されると、蛍光共鳴エネルギの移動がなくなり、アクセプターであるCy7の蛍光が消滅し、ドナーであるCy5.5から蛍光が発せられ始めるようになっている。   When this fluorescent probe is irradiated with excitation light of 660 nm immediately after being spread on a living tissue, Cy5.5 (first fluorescent dye) as a donor does not emit fluorescence due to fluorescence resonance energy transfer (FRET), and Cy7 Only (second fluorescent dye) emits fluorescence. Then, when the connection between the two fluorescent dyes is cut by the action of the target enzyme (for example, esterase etc.), the fluorescence resonance energy does not move, the fluorescence of the acceptor Cy7 disappears, and the donor Cy5. 5 starts to emit fluorescence.

励起光用光源9は、例えば、ピーク波長660±5nmの励起光を出射する半導体レーザである。この波長の励起光により、第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を含む蛍光プローブを励起することができる。
可変分光素子13は、図7に示されるように、1つの固定透過帯域および1つの可変透過帯域の2つの透過帯域を有する透過率波長特性を有している。固定透過帯域は、可変分光素子13の状態によらず、常に入射光を透過するようになっている。また、可変透過帯域は可変分光素子13の状態に応じて透過帯域が変化するようになっている。
The excitation light source 9 is, for example, a semiconductor laser that emits excitation light having a peak wavelength of 660 ± 5 nm. The excitation light of this wavelength can excite the fluorescent probe containing the first fluorescent dye and the second fluorescent dye.
As shown in FIG. 7, the variable spectroscopic element 13 has a transmittance wavelength characteristic having two transmission bands, one fixed transmission band and one variable transmission band. The fixed transmission band always transmits incident light regardless of the state of the variable spectroscopic element 13. Further, the transmission band of the variable transmission band changes according to the state of the variable spectroscopic element 13.

本実施形態において、可変分光素子13は、制御ユニット5からの制御信号に応じて2つの状態に可変透過帯域を移動させるようになっている。
すなわち、第1の状態は、第1の蛍光色素からの蛍光の波長帯域(例えば、685〜715nm)に可変透過帯域が一致する状態である。これにより第1の蛍光色素からの蛍光を透過させることができる。
また、第2の状態は、第2の蛍光色素からの蛍光の波長帯域(例えば、720〜760nm)に可変透過帯域が一致する状態である。これにより、第2の蛍光色素からの蛍光を透過させることができる。
In the present embodiment, the variable spectroscopic element 13 is configured to move the variable transmission band into two states according to a control signal from the control unit 5.
That is, the first state is a state in which the variable transmission band matches the wavelength band (for example, 685 to 715 nm) of fluorescence from the first fluorescent dye. Thereby, the fluorescence from the first fluorescent dye can be transmitted.
The second state is a state in which the variable transmission band coincides with the wavelength band (for example, 720 to 760 nm) of the fluorescence from the second fluorescent dye. Thereby, the fluorescence from the second fluorescent dye can be transmitted.

固定透過帯域は、例えば、400〜650nmの範囲に配置され、透過率60%以上に固定されている。
また、固定透過帯域は、短波長側の自家蛍光の波長および照明光に対する反射光の波長を含む波長帯域に位置し、上記第1および第2の状態のいずれの場合においても短波長側の自家蛍光および反射光を撮像素子14に向けて透過させることができるようになっている。
The fixed transmission band is arranged in the range of 400 to 650 nm, for example, and is fixed at a transmittance of 60% or more.
Further, the fixed transmission band is located in a wavelength band including the wavelength of the self-fluorescence on the short wavelength side and the wavelength of the reflected light with respect to the illumination light. In either case of the first and second states, the self-transmission on the short wavelength side Fluorescence and reflected light can be transmitted toward the image sensor 14.

また、前記励起光カットフィルタ12は、400〜640nmの波長帯域で透過率80%以上、650−670nmの波長帯域でOD値4以上(=透過率1×10−4以下)、680〜750nmの波長帯域で透過率80%以上の透過率特性を有している。 The excitation light cut filter 12 has a transmittance of 80% or more in the wavelength band of 400 to 640 nm, an OD value of 4 or more in the wavelength band of 650 to 670 nm (= transmittance of 1 × 10 −4 or less), and 680 to 750 nm. It has transmittance characteristics with a transmittance of 80% or more in the wavelength band.

このように構成された本実施形態に係る内視鏡システムの作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡システムを用いて、生体の体腔内の撮影対象Aを撮像するには、まず、挿入部2を体腔内に挿入し、その先端2aを体腔内の撮影対象Aに対向させる。この状態で、光源ユニット4および制御ユニット5を作動させ、光源制御回路10の作動により、励起光用光源9を作動させて励起光を発生させる。
The operation of the endoscope system according to this embodiment configured as described above will be described below.
In order to image the imaging target A in the body cavity of the living body using the endoscope system according to the present embodiment, first, the insertion portion 2 is inserted into the body cavity, and the distal end 2a is set as the imaging target A in the body cavity. Make them face each other. In this state, the light source unit 4 and the control unit 5 are operated, and the light source control circuit 10 is operated to operate the excitation light source 9 to generate excitation light.

このとき、制御ユニット5の可変分光素子制御回路16の作動により、可変分光素子13を、まず、第1の状態とし、次いで、所定時間経過後、第2の状態に切り替える。これにより、自家蛍光補償用の2種類の自家蛍光画像情報Ga,Gbを取得する点については、第1の実施形態と同様である。   At this time, the variable spectroscopic element 13 is first set to the first state by the operation of the variable spectroscopic element control circuit 16 of the control unit 5, and then switched to the second state after a predetermined time has elapsed. As a result, the two types of autofluorescence image information Ga and Gb for autofluorescence compensation are acquired in the same manner as in the first embodiment.

本実施形態においては、その後、光源制御回路10により励起光用光源9が停止され照明光用光源8が起動されて波長帯域410〜430nmの照明光が照射され、血液量を反映した反射光画像情報Geが取得され、フレームメモリ17eに記憶される。
さらに、その後、光源制御回路10により照明光用光源8が起動されて白色観察用の照明光が照射され、バルブ制御回路25の作動によりバルブ21が開放されて、蛍光プローブ液が散布される。このとき、撮像ユニット3により取得された反射光画像情報が第2の記憶部17Bの各フレームメモリ17f〜17hに入力され、表示ユニット6のR,G,Bの3つのチャネルに出力され表示される。
In this embodiment, the excitation light source 9 is then stopped by the light source control circuit 10 and the illumination light source 8 is activated to irradiate illumination light in the wavelength band 410 to 430 nm, and the reflected light image reflecting the blood volume. Information Ge is acquired and stored in the frame memory 17e.
Further, after that, the light source control circuit 10 activates the illumination light source 8 to emit illumination light for white observation, and the bulb 21 is opened by the operation of the bulb control circuit 25, and the fluorescent probe liquid is sprayed. At this time, the reflected light image information acquired by the imaging unit 3 is input to the frame memories 17f to 17h of the second storage unit 17B, and is output and displayed on the three channels R, G, and B of the display unit 6. The

本実施形態においては、生体組織に対して蛍光プローブが散布された直後に、光源制御回路10の作動により、照明光用光源8から励起光用光源9に再度切り替えられ、可変分光素子13を第2の状態のままにして、第2の蛍光色素による蛍光画像情報Gdが取得される。次いで、可変分光素子制御回路16により可変分光素子13が第1の状態に切り替えられて、第1の蛍光色素による蛍光画像情報Gcが取得される。 In the present embodiment, immediately after the fluorescent probe is sprayed on the living tissue, the light source control circuit 10 is switched again from the illumination light source 8 to the excitation light source 9, and the variable spectroscopic element 13 is changed to the first one. The fluorescent image information Gd by the second fluorescent dye is acquired in the state of 2. Next, the variable spectroscopic element control circuit 16 switches the variable spectroscopic element 13 to the first state, and the fluorescence image information Gc by the first fluorescent dye is acquired.

その後、画像処理回路18が、得られた蛍光画像情報Ga〜Gdを画像処理し、蛍光画像情報G,G,Gを算出し、表示ユニット6のR,G,Bチャネルにそれぞれ出力することにより、蛍光画像情報G,G,Gが、それぞれ表示ユニット6に表示されるのは第1の実施形態と同様である。 Thereafter, the image processing circuit 18 performs image processing on the obtained fluorescence image information Ga to Gd, calculates fluorescence image information G 1 , G 3 , and G 4, and outputs them to the R, G, and B channels of the display unit 6, respectively. As a result, the fluorescence image information G 1 , G 3 , and G 4 are displayed on the display unit 6 in the same manner as in the first embodiment.

本実施形態によれば、蛍光プローブの散布前に、自家蛍光の補償用の蛍光画像情報Ga,Gbが取得され、蛍光プローブの散布直後に、第2の蛍光色素による蛍光画像情報Gdが取得され、その後は、第1の蛍光色素による蛍光画像情報Gcの取得のみが逐次行われる。したがって、蛍光画像情報G,G,Gは、蛍光画像情報Gcのみを更新して算出されるので、更新を迅速に行うことができる。 According to the present embodiment, fluorescent image information Ga and Gb for autofluorescence compensation is acquired before the fluorescent probe is distributed, and fluorescent image information Gd by the second fluorescent dye is acquired immediately after the fluorescent probe is distributed. Thereafter, only the acquisition of the fluorescence image information Gc by the first fluorescent dye is sequentially performed. Therefore, since the fluorescence image information G 1 , G 3 , G 4 is calculated by updating only the fluorescence image information Gc, it can be updated quickly.

また、本実施形態によれば、蛍光プローブの散布直後に取得されてフレームメモリ17dに記憶された蛍光画像情報Gdを用いて蛍光画像情報G,Gが算出される。したがって、第2の蛍光色素からの蛍光に褪色や波長変化が生じても、その影響を受けることなく、蛍光色素の局在性を補償することができ、異常組織を精度よく識別することができるという利点がある。 Further, according to the present embodiment, the fluorescence image information G 3 and G 4 are calculated using the fluorescence image information Gd acquired immediately after the fluorescent probe is dispersed and stored in the frame memory 17d. Therefore, even if the fluorescence from the second fluorescent dye is discolored or changes in wavelength, the localization of the fluorescent dye can be compensated without being affected by this, and the abnormal tissue can be accurately identified. There is an advantage.

なお、本実施形態においては、蛍光画像情報Gdを蛍光プローブの散布直後に1回だけ取得することとしたが、これに代えて、2回以上取得することとしてもよい。また、褪色等の影響が少ないと考えられる場合には、図8に鎖線で示されるように、蛍光画像情報Gcを取得する毎に蛍光画像情報Gdを取得することとしてもよい。   In the present embodiment, the fluorescence image information Gd is acquired only once immediately after the fluorescent probe is dispersed. Alternatively, the fluorescence image information Gd may be acquired twice or more. Further, when it is considered that the influence of fading or the like is small, the fluorescence image information Gd may be obtained every time the fluorescence image information Gc is obtained, as indicated by a chain line in FIG.

また、本実施形態においては、可変分光素子としてエタロン(ファブリペロー)型の可変分光素子を採用したが、これに代えて、他の可変分光フィルタでもよく、さらに分光特性が固定のものでもよい。
また、本発明の蛍光内視鏡システムは、生体の体腔内に挿入する挿入部2の先端に撮像手段14を有するスコープ型のものに限られるものではなく、光源部、撮像手段および可変分光手段が一つの筐体内に設けられ、該筐体ごと生体の体腔内に挿入可能なカプセル型のものに適用してもよい。
さらに、本発明の生体用蛍光観測装置としては、生体内に挿入されるもののみならず、生体外において蛍光観察を行う装置に適用することとしてもよい。
In this embodiment, an etalon (Fabry-Perot) type variable spectroscopic element is used as the variable spectroscopic element. However, instead of this, another variable spectral filter may be used, and the spectral characteristic may be fixed.
Further, the fluorescence endoscope system of the present invention is not limited to a scope type having the imaging means 14 at the distal end of the insertion portion 2 to be inserted into a body cavity of a living body, but a light source portion, imaging means, and variable spectral means. May be provided in a single casing, and the casing may be inserted into a body cavity of a living body.
Furthermore, the fluorescence observation apparatus for living body of the present invention may be applied not only to a device inserted into a living body but also to an apparatus that performs fluorescence observation outside the living body.

なお、フルオレセインにはラクトン型フルオレセインとキノイド型フルオレセインが存在し、加水分解によって、ラクトン型からキノイド型フルオレセインになり、励起光の吸収帯を変化させることが可能であることが知られている。このことから、第1の蛍光色素として、ラクトン型フルオレセインを第2の蛍光色素としてキノイド型フルオレセインを用いれば、蛍光検出波長帯を可変にしなくても、各蛍光色素の吸収波長(励起光)の波長帯を変化させることで同様のことが可能であることは容易に想像がつく。   Fluorescein includes lactone-type fluorescein and quinoid-type fluorescein. It is known that the absorption band of excitation light can be changed by hydrolysis from lactone-type to quinoid-type fluorescein. Therefore, if lactone type fluorescein is used as the first fluorescent dye and quinoid type fluorescein is used as the second fluorescent dye, the absorption wavelength (excitation light) of each fluorescent dye can be changed without changing the fluorescence detection wavelength band. It is easy to imagine that the same thing can be done by changing the wavelength band.

本発明の第1の実施形態に係る生体用蛍光観測装置を備える内視鏡システムの全体構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an overall configuration of an endoscope system including a biological fluorescence observation apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図1の内視鏡システムの撮像ユニット内部の構成を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the structure inside the imaging unit of the endoscope system of FIG. 図1の内視鏡システムを構成する各光学部品の透過率特性、照射光および蛍光の波長特性を示す図である。It is a figure which shows the transmittance | permeability characteristic of each optical component which comprises the endoscope system of FIG. 1, and the wavelength characteristic of irradiation light and fluorescence. 図1の内視鏡システムの画像記憶部の内部構造を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the image memory | storage part of the endoscope system of FIG. 図1の内視鏡システムの白色光観察時の動作を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation | movement at the time of white light observation of the endoscope system of FIG. 図1の内視鏡システムの蛍光観察時の動作を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation | movement at the time of fluorescence observation of the endoscope system of FIG. 本発明の第2の実施形態に係る生体用蛍光観測装置を備える内視鏡システムの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the whole structure of an endoscope system provided with the fluorescence observation apparatus for biological bodies which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図7の内視鏡システムの蛍光観察時の動作を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation | movement at the time of fluorescence observation of the endoscope system of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

Ga,Gb 自家蛍光画像情報(自家蛍光画像)
Ge 反射光画像(血液量反映画像)
1 内視鏡システム
3 撮像ユニット(蛍光検出部)
7 ライトガイド(励起光光学系)
9 励起光用光源(励起光光学系)
13 可変分光素子(分光素子)
17 画像記憶部
18 画像処理部(補償処理部)
20 送液ユニット(吐出機構)
Ga, Gb autofluorescence image information (autofluorescence image)
Ge reflected light image (blood volume reflection image)
1 Endoscope system 3 Imaging unit (fluorescence detector)
7 Light guide (Excitation light optical system)
9 Light source for excitation light (excitation light optical system)
13 Variable spectral element (spectral element)
17 Image storage unit 18 Image processing unit (compensation processing unit)
20 Liquid feed unit (discharge mechanism)

Claims (15)

生体組織中の正常組織と異常組織とを選択的に染色する第1の蛍光色素と、該第1の蛍光色素とは蛍光波長または吸収波長が異なりかつ前記第1の蛍光色素に対する濃度比および前記生体組織への吸収率の比が既知である第2の蛍光色素とが付着または吸収された生体組織に対して、前記第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を同時にまたは時分割に励起する励起光を照射する励起光光学系と、
該励起光光学系からの前記励起光によって励起された蛍光を検出する蛍光検出部と、
該蛍光検出部により検出された前記第2の蛍光色素からの蛍光の情報に基づいて、前記蛍光検出部により検出された前記第1の蛍光色素からの蛍光の情報を補償する補償処理部とを備える生体組織用蛍光観測装置。
A first fluorescent dye that selectively stains normal tissue and abnormal tissue in a living tissue, and the first fluorescent dye has a fluorescence wavelength or an absorption wavelength different from each other and a concentration ratio to the first fluorescent dye; The first fluorescent dye and the second fluorescent dye are excited simultaneously or in a time-division manner with respect to the biological tissue to which the second fluorescent dye having a known absorption ratio to the biological tissue is attached or absorbed. An excitation light optical system for irradiating the excitation light;
A fluorescence detection section that detecting the excited fluorescence by the excitation light from the excitation light optical system,
A compensation processing unit that compensates for fluorescence information from the first fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit based on fluorescence information from the second fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit; A fluorescence observation apparatus for living tissue.
生体組織中の正常組織と異常組織とを選択的に染色する第1の蛍光色素と、該第1の蛍光色素とは蛍光波長または吸収波長が異なりかつ前記第1の蛍光色素に対する濃度比および前記生体組織への吸収率の比が既知である第2の蛍光色素とが付着または吸収された生体組織に対して、前記第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を同時にまたは時分割に励起する励起光を照射する励起光光学系と、
該励起光光学系からの前記励起光によって励起された前記第1の蛍光色素からの蛍光を検出するのに先立って、前記第2の蛍光色素からの蛍光を少なくとも1回検出する蛍光検出部と、
該蛍光検出部により検出された前記第2の蛍光色素からの蛍光の情報に基づいて、前記蛍光検出部により検出された前記第1の蛍光色素からの蛍光の情報を補償する補償処理部とを備える生体組織用蛍光観測装置。
A first fluorescent dye that selectively stains normal tissue and abnormal tissue in a living tissue, and the first fluorescent dye has a fluorescence wavelength or an absorption wavelength different from each other and a concentration ratio to the first fluorescent dye; The first fluorescent dye and the second fluorescent dye are excited simultaneously or in a time-division manner with respect to the biological tissue to which the second fluorescent dye having a known absorption ratio to the biological tissue is attached or absorbed. An excitation light optical system for irradiating the excitation light;
Prior to detecting fluorescence from the first fluorescent dye excited by the excitation light from the excitation light optical system, a fluorescence detection unit for detecting fluorescence from the second fluorescent dye at least once; ,
A compensation processing unit that compensates for fluorescence information from the first fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit based on fluorescence information from the second fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit; A fluorescence observation apparatus for living tissue.
生体組織中の正常組織と異常組織とを選択的に染色する第1の蛍光色素と、該第1の蛍光色素とは蛍光波長または吸収波長が異なりかつ前記第1の蛍光色素に対する濃度比が既知である第2の蛍光色素とが付着または吸収された生体組織に対して、前記第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を同時にまたは時分割に励起する励起光を照射する励起光光学系と、
該励起光光学系からの前記励起光によって励起された蛍光を検出する蛍光検出部と、
該蛍光検出部により検出された前記第2の蛍光色素からの蛍光の情報に基づいて、前記蛍光検出部により検出された前記第1の蛍光色素からの蛍光の情報を補償する補償処理部とを備える生体組織用蛍光観測装置。
A first fluorescent dye that selectively stains normal tissue and abnormal tissue in a living tissue, and the first fluorescent dye has a different fluorescence wavelength or absorption wavelength and a known concentration ratio with respect to the first fluorescent dye An excitation light optical system that irradiates the biological tissue to which the second fluorescent dye is attached or absorbed with excitation light that excites the first fluorescent dye and the second fluorescent dye simultaneously or in a time-division manner; ,
A fluorescence detection section that detecting the excited fluorescence by the excitation light from the excitation light optical system,
A compensation processing unit that compensates for fluorescence information from the first fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit based on fluorescence information from the second fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit; A fluorescence observation apparatus for living tissue.
生体組織中の正常組織と異常組織とを選択的に染色する第1の蛍光色素と、該第1の蛍光色素とは蛍光波長または吸収波長が異なりかつ前記第1の蛍光色素に対する濃度比が既知である第2の蛍光色素とが付着または吸収された生体組織に対して、前記第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を同時にまたは時分割に励起する励起光を照射する励起光光学系と、
該励起光光学系からの前記励起光によって励起された前記第1の蛍光色素からの蛍光を検出するのに先立って、前記第2の蛍光色素からの蛍光を少なくとも1回検出する蛍光検出部と、
該蛍光検出部により検出された前記第2の蛍光色素からの蛍光の情報に基づいて、前記蛍光検出部により検出された前記第1の蛍光色素からの蛍光の情報を補償する補償処理部とを備える生体組織用蛍光観測装置。
A first fluorescent dye that selectively stains normal tissue and abnormal tissue in a living tissue, and the first fluorescent dye has a different fluorescence wavelength or absorption wavelength and a known concentration ratio with respect to the first fluorescent dye An excitation light optical system that irradiates the biological tissue to which the second fluorescent dye is attached or absorbed with excitation light that excites the first fluorescent dye and the second fluorescent dye simultaneously or in a time-division manner; ,
Prior to detecting fluorescence from the first fluorescent dye excited by the excitation light from the excitation light optical system, a fluorescence detection unit for detecting fluorescence from the second fluorescent dye at least once; ,
A compensation processing unit that compensates for fluorescence information from the first fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit based on fluorescence information from the second fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit; A fluorescence observation apparatus for living tissue.
前記第1の蛍光色素と第2の蛍光色素とがペプチド鎖の接続手段により接続されている請求項1又は請求項3に記載の生体組織用蛍光観測装置。 The fluorescence observation apparatus for living tissue according to claim 1 or 3, wherein the first fluorescent dye and the second fluorescent dye are connected by a peptide chain connecting means. 前記第1の蛍光色素と第2の蛍光色素とがFRET型蛍光プローブを構成している請求項2又は請求項4に記載の生体組織用蛍光観測装置。   The fluorescence observation apparatus for living tissue according to claim 2 or 4, wherein the first fluorescent dye and the second fluorescent dye constitute a FRET type fluorescent probe. 前記第1の蛍光色素と第2の蛍光色素とが同一の励起光により励起される請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の生体組織用蛍光観測装置。   The fluorescence observation apparatus for living tissue according to any one of claims 1 to 4, wherein the first fluorescent dye and the second fluorescent dye are excited by the same excitation light. 前記第1の蛍光色素の蛍光波長が、第2の蛍光色素の蛍光波長より短波長である請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の生体組織用蛍光観測装置。   The fluorescence observation apparatus for living tissue according to any one of claims 1 to 4, wherein a fluorescence wavelength of the first fluorescent dye is shorter than a fluorescence wavelength of the second fluorescent dye. 前記第2の蛍光色素の蛍光波長が600nm以上の波長帯を含む請求項8に記載の生体組織用蛍光観測装置。   The fluorescence observation apparatus for biological tissue according to claim 8, wherein the fluorescence wavelength of the second fluorescent dye includes a wavelength band of 600 nm or more. 請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の生体組織用蛍光観測装置を備える内視鏡システム。   An endoscope system comprising the fluorescence observation device for living tissue according to any one of claims 1 to 4. 前記第1の蛍光色素および第2の蛍光色素を先端から吐出する吐出機構を備える請求項10に記載の内視鏡システム。   The endoscope system according to claim 10, further comprising a discharge mechanism that discharges the first fluorescent dye and the second fluorescent dye from a tip. 前記蛍光検出部が、第1の蛍光色素からの蛍光と第2の蛍光色素からの蛍光とを分光するエタロン型の分光素子を備える請求項10に記載の内視鏡システム。   The endoscope system according to claim 10, wherein the fluorescence detection unit includes an etalon-type spectroscopic element that separates fluorescence from the first fluorescent dye and fluorescence from the second fluorescent dye. 制御部と、蛍光画像を記憶する画像記憶部とを備え、
該制御部が、前記吐出機構により蛍光色素を吐出する前に、前記励起光光学系および前記蛍光検出部を作動させ、取得された自家蛍光画像を前記画像記憶部に記憶させる請求項10に記載の内視鏡システム。
A control unit and an image storage unit for storing a fluorescent image;
The control unit operates the excitation light optical system and the fluorescence detection unit before discharging the fluorescent dye by the discharge mechanism, and stores the acquired autofluorescence image in the image storage unit. Endoscope system.
制御部と、組織内の血液量を反映する分光波長帯域での画像を記憶する画像記憶部とを備え、
前記制御部が、前記吐出機構により蛍光色素を吐出する前に、前記画像記憶部に血液量を反映する画像を記憶させる請求項10に記載の内視鏡システム。
A control unit, and an image storage unit that stores an image in a spectral wavelength band that reflects the blood volume in the tissue,
The endoscope system according to claim 10, wherein the controller stores an image reflecting the blood volume in the image storage unit before discharging the fluorescent dye by the discharge mechanism.
照明光を照射する照明光光学系と、該照明光光学系から射出された照明光による反射光を検出する反射光検出部と、を備え、
前記補償処理部が該反射光検出部により検出された反射光の情報に基づいて、前記蛍光検出部により検出された前記第1の蛍光色素からの蛍光情報を補償する請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の生体組織用蛍光観測装置。
An illumination light optical system that irradiates illumination light, and a reflected light detection unit that detects reflected light from the illumination light emitted from the illumination light optical system,
5. The compensation processing unit compensates fluorescence information from the first fluorescent dye detected by the fluorescence detection unit based on information on reflected light detected by the reflected light detection unit. The fluorescence observation device for living tissue according to any one of the above.
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