JP5564654B2

JP5564654B2 - LED irradiation device

Info

Publication number: JP5564654B2
Application number: JP2010123928A
Authority: JP
Inventors: 敬佐藤; 敬哲小宮; 隆幸佐藤
Original assignee: Iwasaki Denki KK; Kochi University NUC; Mizuho Corp
Current assignee: Iwasaki Denki KK; Kochi University NUC; Mizuho Corp
Priority date: 2010-05-31
Filing date: 2010-05-31
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-05-31
Also published as: JP2011249267A

Description

本発明は、医療用撮影装置の光源に用いて好適なＬＥＤ照射装置に関する。 The present invention relates to an LED irradiation apparatus suitable for use as a light source of a medical imaging apparatus.

医療現場においては、例えばＩＣＧ（インドシアニングリーン）等の蛍光物質を患部に蛍光物質を投与して蛍光用カメラにて撮影することで蛍光造影画像を生成し患部を観察することが行われている（例えば、特許文献１参照）。また、かかる蛍光造影画像に加え、通常の可視光用カメラで撮影した患部の可視光カラー画像を併用した患部観察も行われている。（例えば、特許文献２参照）。 In the medical field, for example, a fluorescent substance such as ICG (Indocyanine Green) is administered to a diseased part, and a fluorescent contrast image is generated by observing the affected part by photographing with a fluorescence camera. (For example, refer to Patent Document 1). In addition to the fluorescence contrast image, the affected area is also observed by using a visible light color image of the affected area taken with a normal visible light camera. (For example, refer to Patent Document 2).

特開２００１−１７５８４４号公報JP 2001-175844 A 特開２００６−１８０９２６号公報JP 2006-180926 A

ところで、蛍光用カメラ及び可視光用カメラの両方での撮影をするためには、蛍光物質を励起できる波長の励起光を照射する励起光光源と、可視光用光源との２つが必要となる。これに対して、例えばハロゲンランプやキセノンランプといった波長帯域が広いランプを光源に使用し、光学フィルター（バンドパスフィルター）を用いて、励起光の波長、及び可視光波長のそれぞれを選択的に透過することで、光源を１つにすることができる。
しかしながら、光学フィルターを用いる構成では、透過特性の立ち上がり／立ち下がりの急峻性に限界があり、必要な波長帯のみをシャープに取り出すことができず、また、励起光の光量と、可視光の光量とのそれぞれの強弱を個別に可変させることが困難である、という問題がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、蛍光造影画像及び可視光カラー画像を得るに必要な波長の光を必要な光量だけ照射できるＬＥＤ照射装置を提供することを目的とする。 By the way, in order to take a picture with both the fluorescent camera and the visible light camera, two light sources, an excitation light source that emits excitation light having a wavelength that can excite the fluorescent substance, and a visible light source are required. On the other hand, for example, a lamp having a wide wavelength band such as a halogen lamp or a xenon lamp is used as a light source, and an excitation light wavelength and a visible light wavelength are selectively transmitted using an optical filter (bandpass filter). By doing so, one light source can be obtained.
However, in the configuration using an optical filter, there is a limit to the steepness of the rising / falling of the transmission characteristics, and it is not possible to sharply extract only the necessary wavelength band. In addition, the amount of excitation light and the amount of visible light There is a problem that it is difficult to individually vary the strength of each.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an LED irradiation apparatus that can irradiate light having a wavelength necessary for obtaining a fluorescence contrast image and a visible light color image by a necessary amount. .

上記目的を達成するために、本発明は、患部に可視光を照射する４つの可視光用ＬＥＤと、前記患部に投与された蛍光物質を励起する励起光を前記患部に照射する複数の励起光用ＬＥＤと、前記可視光用ＬＥＤ及び励起光用ＬＥＤを実装したＬＥＤ実装基板と、前記ＬＥＤ実装基板が載置される高熱伝導性の皿状のケース体と、を備え、前記ＬＥＤ実装基板に、前記患部を撮影するカメラを配置するカメラ用開口を設け、当該カメラ用開口の周りに、４つの前記可視光用ＬＥＤを略９０度間隔で等間隔に設けるとともに、複数の前記励起光用ＬＥＤを同心円状に設け、前記ケース体の裏側には、前記ＬＥＤ実装基板を冷却するエアー流路を前記カメラ用開口の周りに螺旋状に形成したことを特徴とするＬＥＤ照射装置を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention includes four visible light LEDs for irradiating an affected area with visible light, and a plurality of excitations for irradiating the affected area with excitation light for exciting a fluorescent substance administered to the affected area. An LED mounting board on which the LED for light, the LED mounting board on which the LED for visible light and the LED for excitation light are mounted, and a highly heat-conductive dish-like case body on which the LED mounting board is placed , the LED mounting board In addition, a camera opening for arranging a camera for photographing the affected area is provided, and the four visible light LEDs are provided at equal intervals of approximately 90 degrees around the camera opening . Provided is an LED irradiation apparatus in which LEDs are provided concentrically, and an air flow path for cooling the LED mounting board is formed in a spiral shape around the camera opening on the back side of the case body .

また本発明は、上記ＬＥＤ照射装置において、前記可視光用ＬＥＤ、及び前記励起光用ＬＥＤのそれぞれごとに駆動回路を設け、前記可視光用ＬＥＤ、及び前記励起光用ＬＥＤの光量を個別に調整可能にしたことを特徴とする。 According to the present invention, in the LED irradiation apparatus, a drive circuit is provided for each of the visible light LED and the excitation light LED, and the light amounts of the visible light LED and the excitation light LED are individually adjusted. It is possible to make it possible.

また本発明は、上記ＬＥＤ照明装置において、前記エアー流路に装置外部に延びるチューブを接続可能に構成し、装置外部からエアーを導入及び排出することを特徴とする。
The present invention, in the LED lighting device, before Symbol tubes were connectable to extend to the outside of the apparatus to the air flow path, and introducing and discharging the air from the outside of the apparatus.

本発明によれば、可視光用ＬＥＤ、及び励起光用ＬＥＤをそれぞれ個別に備えるため、１つのＬＥＤ照明装置で蛍光造影画像及び可視光カラー画像を得るに必要な波長の光を必要な光量だけ照射できる。また、これら可視光用ＬＥＤ、及び励起光用ＬＥＤをカメラ用開口の周囲に配置したため、ＬＥＤ照明装置にカメラを一体化でき、コンパクトな装置が実現できる。 According to the present invention, since a visible light LED and an excitation light LED are individually provided, only a necessary light amount of light having a wavelength necessary for obtaining a fluorescence contrast image and a visible light color image with one LED illumination device. Can be irradiated. Further, since the visible light LED and the excitation light LED are arranged around the opening for the camera, the camera can be integrated with the LED illumination device, and a compact device can be realized.

本発明の実施形態に係る医療用撮影システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a medical imaging system according to an embodiment of the present invention. 光源付撮影ユニットの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the imaging | photography unit with a light source. ＬＥＤ光源ヘッドの構成を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図、（Ｃ）は背面図である。It is a figure which shows the structure of a LED light source head, (A) is a front view, (B) is sectional drawing, (C) is a rear view. ＬＥＤ光源ヘッドの分解図である。It is an exploded view of a LED light source head. エアー流路のエアー流量と、可視光用ＬＥＤのジャンクション温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the air flow rate of an air flow path, and the junction temperature of LED for visible light.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る医療用撮影システム１の構成を示す図である。医療用撮影システム１は、蛍光物質が投与された患部の蛍光造影画像及び可視光カラー画像を重ね合わせて成るカラー画像を生成し表示するシステムであり、大別すると、光源付撮影ユニット２と、コントローラ４と、表示装置６とを有し、これらがキャスター付ラック８に組み付けられて移動可能に構成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a medical imaging system 1 according to the present embodiment. The medical imaging system 1 is a system that generates and displays a color image formed by superimposing a fluorescence contrast image and a visible light color image of an affected area to which a fluorescent substance has been administered. The controller 4 and the display device 6 are provided, and these are assembled to the caster-equipped rack 8 so as to be movable.

光源付撮影ユニット２は、カメラ１０及びＬＥＤ光源ヘッド１２とを一体に備えている。カメラ１０は、蛍光の波長域（本実施形態では近赤外波長域）及び可視光の波長域の両方に感度を有するカメラであり、撮影データをコントローラ４に出力する。ＬＥＤ光源ヘッド１２は、患部に対して可視光、及び蛍光物質を励起する励起光を同時に照射するＬＥＤ光源装置であり、上記可視光を照射する複数の可視光用ＬＥＤ１４と、上記励起光を患部に照射する複数の励起光用ＬＥＤ１６とを備えている。
本実施形態では、波長７６０〜７８０ｎｍの近赤外光により励起され波長８００〜８５０ｎｍの近赤外蛍光を発するＩＣＧ（インドシアニングリーン）が蛍光物質として用いられることから、励起光用ＬＥＤ１６には、上記波長７６０〜７８０ｎｍの近赤外光を放射する近赤外ＬＥＤが用いられている。一方、可視光用ＬＥＤ１４には、演色性に優れた白色ＬＥＤが用いられている。カメラ１０は、近赤外側の感度については、励起光用ＬＥＤ１６の近赤外光の波長ではなく蛍光の波長域（すなわち、波長８００〜８５０ｎｍの近赤外蛍光）に感度を有する。こうすることで、撮影時に、励起光用ＬＥＤ１６の照射光の影響を受けずに蛍光物質の蛍光のみを撮影し像に映し出すことができる。
光源付撮影ユニット２は、キャスター付ラック８に組み付けられた多関節アーム１７に支持されて患部に対して所定の撮影距離（例えば５０ｃｍ）だけ離れた位置に位置決め自在に構成されている。また光源付撮影ユニット２は、治療室内の衛生を維持するため、透明な袋で全体を覆った状態で使用される。なお、光源付撮影ユニット２の構造については後述する。 The photographing unit with light source 2 includes a camera 10 and an LED light source head 12 integrally. The camera 10 is a camera having sensitivity in both the fluorescence wavelength range (near-infrared wavelength range in the present embodiment) and the visible light wavelength range, and outputs shooting data to the controller 4. The LED light source head 12 is an LED light source device that simultaneously irradiates an affected area with visible light and excitation light that excites a fluorescent substance. The LED light source head 12 irradiates the visible light with a plurality of visible light LEDs 14 and the affected area. And a plurality of excitation light LEDs 16 to be irradiated.
In this embodiment, since ICG (Indocyanine Green) that is excited by near-infrared light having a wavelength of 760 to 780 nm and emits near-infrared fluorescence having a wavelength of 800 to 850 nm is used as a fluorescent material, Near-infrared LEDs that emit near-infrared light with a wavelength of 760 to 780 nm are used. On the other hand, a white LED having excellent color rendering properties is used for the visible light LED 14. The camera 10 has sensitivity in the wavelength region of fluorescence (that is, near-infrared fluorescence having a wavelength of 800 to 850 nm) instead of the near-infrared light wavelength of the excitation light LED 16 with respect to the near-infrared sensitivity. By so doing, only the fluorescence of the fluorescent material can be photographed and displayed in an image without being affected by the irradiation light of the excitation light LED 16 during photographing.
The imaging unit 2 with a light source is supported by a multi-joint arm 17 assembled to a rack 8 with casters and is configured to be freely positioned at a position away from an affected part by a predetermined imaging distance (for example, 50 cm). Moreover, the imaging unit 2 with a light source is used in a state where the whole is covered with a transparent bag in order to maintain hygiene in the treatment room. The structure of the photographing unit 2 with a light source will be described later.

コントローラ４は、カメラ１０の撮影データに基づいて、蛍光造影画像と、可視光カラー画像とを生成し、それぞれを重ね合わせて成るカラー画像を表示装置６に表示する。このカラー画像においては、患部を肉眼で観察する場合と同様な可視光カラー画像に、蛍光部位が重ねて表示されるため、可視光カラー画像と蛍光造影画像をそれぞれ見比べて患部を観察する必要がなく患部観察を容易かつ正確に行うことができる。特に、蛍光物質としてＩＣＧを用いることで、リンパ節や血管の血流が可視光カラー画像に重ねて表示され、かかる血流を一目で認識でき、また血流と周辺組織との関係を明確に把握することができる。
また本実施形態では、コントローラ４は、図１に示すように、可視光用ＬＥＤ１４を駆動する可視光用駆動回路１８、及び励起光用ＬＥＤ１６を駆動する励起光用駆動回路２０をそれぞれ備え、コントローラ４に設けられた図示せぬ操作部の操作により、可視光用ＬＥＤ１４、及び励起光用ＬＥＤ１６の光量を個別に調整可能に構成されている。これにより、患部のカラー画像における蛍光部分及び可視部分のそれぞれの映り具合を可視光用ＬＥＤ１４、及び励起光用ＬＥＤ１６の光量を操作することで簡単かつリアルタイムに調整することができる。
さらにコントローラ４は、ＬＥＤ光源ヘッド１２を冷却する冷却システム２２を内蔵している。この冷却システム２２は、エアーチューブ２４を介してＬＥＤ光源ヘッド１２に空気を導入／排出してＬＥＤ光源ヘッド１２を空冷する。 The controller 4 generates a fluorescence contrast image and a visible light color image based on the photographing data of the camera 10 and displays a color image formed by superimposing the images on the display device 6. In this color image, since the fluorescent part is superimposed on the visible light color image similar to the case where the affected part is observed with the naked eye, it is necessary to observe the affected part by comparing the visible light color image and the fluorescence contrast image. Therefore, the affected area can be easily and accurately observed. In particular, by using ICG as a fluorescent material, the blood flow of lymph nodes and blood vessels is displayed overlaid on the visible light color image, and this blood flow can be recognized at a glance, and the relationship between the blood flow and the surrounding tissue is clarified. I can grasp it.
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the controller 4 includes a visible light driving circuit 18 that drives the visible light LED 14 and an excitation light driving circuit 20 that drives the excitation light LED 16. The light amount of the visible light LED 14 and the excitation light LED 16 can be individually adjusted by operating an operation unit (not shown) provided in FIG. As a result, the appearance of each of the fluorescent part and the visible part in the color image of the affected part can be adjusted easily and in real time by manipulating the light amounts of the visible light LED 14 and the excitation light LED 16.
Further, the controller 4 includes a cooling system 22 that cools the LED light source head 12. The cooling system 22 introduces / discharges air to / from the LED light source head 12 via the air tube 24 to cool the LED light source head 12 with air.

図２は光源付撮影ユニット２の構成を示す断面図である。図３はＬＥＤ光源ヘッド１２の構成を示す図であり、図３（Ａ）は正面図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図、図３（Ｃ）は背面図である。また、図４はＬＥＤ光源ヘッド１２の分解図である。なお、図２においては、ＬＥＤ光源ヘッド１２以外の部材を概略的に仮想線で示している。
光源付撮影ユニット２は、図２に示すように、高熱伝導性材から成る筒状のユニット本体３０を備えており、このユニット本体３０の正面開口３２にＬＥＤ光源ヘッド１２が交換自在に嵌め込み固定されている。ＬＥＤ光源ヘッド１２は、図３に示すように、円形のカメラ用開口４０が中心に設けられた正面視略円環状に構成されている。また図２に示すように、ユニット本体３０には、カメラ１０が内蔵されており、ＬＥＤ光源ヘッド１２を取り付けた際に、カメラ用開口４０にカメラ１０の先端部（レンズ部）が挿入されて、これらカメラ１０とＬＥＤ光源ヘッド１２が一体に構成されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of the photographing unit 2 with a light source. 3A and 3B are diagrams showing the configuration of the LED light source head 12, wherein FIG. 3A is a front view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 3A, and FIG. It is. FIG. 4 is an exploded view of the LED light source head 12. In FIG. 2, members other than the LED light source head 12 are schematically indicated by phantom lines.
As shown in FIG. 2, the photographing unit 2 with a light source includes a cylindrical unit body 30 made of a high thermal conductivity material, and the LED light source head 12 is replaceably fitted and fixed in a front opening 32 of the unit body 30. Has been. As shown in FIG. 3, the LED light source head 12 is configured in a substantially annular shape in front view in which a circular camera opening 40 is provided at the center. As shown in FIG. 2, the camera 10 is built in the unit main body 30, and when the LED light source head 12 is attached, the distal end portion (lens portion) of the camera 10 is inserted into the camera opening 40. The camera 10 and the LED light source head 12 are integrally formed.

ＬＥＤ光源ヘッド１２は、図４に示すように、カメラ用開口４０が中心に設けられた円環板状のＬＥＤ実装基板４２と、同じくカメラ用開口４０が中心に設けられた高熱伝導性材（例えばアルミニウム）から成る皿状のケース体４４を有し、このケース体４４の上に厚さ１ｍｍ程度の熱伝導シート４３を挟んでＬＥＤ実装基板４２が同軸に取り付けられており、このＬＥＤ実装基板４２には、複数の可視光用ＬＥＤ１４と、複数の励起光用ＬＥＤ１６とがそれぞれ実装されている。またケース体４４の裏面には、図３（Ｃ）に示すように、カメラ用開口４０の周囲に螺旋状にエアー流路用溝４６が形成されており、このケース体４４の裏面全体を覆うように高熱伝導性材（例えばアルミニウム）から成り中心にカメラ用開口４０が設けられた円環板状の裏蓋４５を密着固定することで、エアー流路用溝４６がエアー流路４７として構成される。この裏蓋４５には、エアー流路４７の両端部のそれぞれにエアーの導入口４８Ａ、及び排出口４８Ｂが設けられている。図２に示すように、光源付撮影ユニット２のユニット本体３０の中には、コントローラ４の冷却システム２２に接続されるエアーチューブ２４が引き込まれており、その先端がＬＥＤ光源ヘッド１２の取り付け時に導入口４８Ａ、及び排出口４８Ｂ（図２に図示せず）に接続される。これによりエアー流路４７にコントローラ４から冷却用エアーが導かれＬＥＤ光源ヘッド１２、特にＬＥＤ実装基板４２を裏側から冷却しながらコントローラ４に還流する。 As shown in FIG. 4, the LED light source head 12 includes an annular plate-shaped LED mounting substrate 42 provided with a camera opening 40 at the center, and a high thermal conductive material (also provided with a camera opening 40 provided at the center). For example, an LED mounting board 42 is coaxially mounted on the case body 44 with a heat conductive sheet 43 having a thickness of about 1 mm interposed therebetween. 42, a plurality of visible light LEDs 14 and a plurality of excitation light LEDs 16 are mounted. Further, as shown in FIG. 3C, an air flow channel groove 46 is spirally formed around the camera opening 40 on the back surface of the case body 44 to cover the entire back surface of the case body 44. Thus, an air channel groove 46 is formed as an air channel 47 by tightly fixing an annular plate-like back cover 45 made of a high thermal conductivity material (for example, aluminum) and provided with a camera opening 40 in the center. Is done. The back cover 45 is provided with an air inlet 48 </ b> A and an outlet 48 </ b> B at both ends of the air flow path 47. As shown in FIG. 2, an air tube 24 connected to the cooling system 22 of the controller 4 is drawn into the unit main body 30 of the photographing unit 2 with a light source, and the tip of the air tube 24 is attached when the LED light source head 12 is attached. The inlet 48A is connected to the outlet 48B (not shown in FIG. 2). As a result, the cooling air is guided from the controller 4 to the air flow path 47 and is returned to the controller 4 while cooling the LED light source head 12, particularly the LED mounting substrate 42 from the back side.

このように、ＬＥＤ実装基板４２を裏側から冷却するエアー流路４７をケース体４４に設け、このエアー流路４７にコントローラ４に延びるエアーチューブ２４を接続し、当該コントローラ４から冷却用のエアーを導入及び排出する構成としたため、光源付撮影ユニット２を袋等で覆った状態でもＬＥＤ実装基板４２に実装された上記可視光用ＬＥＤ１４と、励起光用ＬＥＤ１６とのそれぞれを空冷することができる。 Thus, the air passage 47 for cooling the LED mounting substrate 42 from the back side is provided in the case body 44, the air tube 24 extending to the controller 4 is connected to the air passage 47, and cooling air is supplied from the controller 4. Since it is configured to introduce and discharge, each of the visible light LED 14 and the excitation light LED 16 mounted on the LED mounting substrate 42 can be air-cooled even when the photographing unit 2 with the light source is covered with a bag or the like.

可視光用ＬＥＤ１４には、上述の通り、白色ＬＥＤが用いられている。より詳細には、可視光用ＬＥＤ１４は、図２（Ａ）に示すように、白色光を放射するＬＥＤチップ５０をパッケージング化したレンズ付きのユニットであり、６５００Ｋの発光色を有し、距離５０ｃｍの位置での光出力が１２００ｌｘ以上の光出力を有した、比較的高出力のユニットである。
本実施形態では、４個の可視光用ＬＥＤ１４が、図２（Ａ）に示すように、円環板状のＬＥＤ実装基板４２の上に略等間隔（９０度間隔）で実装されている。各可視光用ＬＥＤ１４は、カメラ１０の撮影距離（約５０ｃｍ）だけ離れた位置で患部を含むに十分な所定範囲（本実施形態では直径約３０〜４０ｃｍの範囲）を十分な照度で照射するように上記レンズが設計されている。 As described above, a white LED is used for the visible light LED 14. More specifically, as shown in FIG. 2A, the visible light LED 14 is a unit with a lens in which an LED chip 50 that emits white light is packaged, has a light emission color of 6500K, and has a distance. This is a relatively high power unit having a light output of 1200 lx or more at a position of 50 cm.
In the present embodiment, four visible light LEDs 14 are mounted on the annular plate-shaped LED mounting substrate 42 at substantially equal intervals (90-degree intervals), as shown in FIG. Each visible light LED 14 irradiates with a sufficient illuminance a predetermined range sufficient to include the affected part at a position separated by the shooting distance (about 50 cm) of the camera 10 (in this embodiment, a range of about 30 to 40 cm in diameter). The above lens is designed.

一方、励起光用ＬＥＤ１６には、上述の通り、近赤外ＬＥＤが用いられている。この近赤外ＬＥＤは、反射面にＬＥＤ素子を対向配置して成る反射型ＬＥＤチップであって、ピーク発光波長が７３０ｎｍであり、光出力が１．０ｍＷ以上のものが用いられている。本実施形態では、撮影距離（約５０ｃｍ）だけ離れた位置の上記所定範囲に励起光を十分な照度で照射可能にすべく、励起光用ＬＥＤ１６がカメラ用開口４０を中心に同心円状に複数列（図示例では３列）だけ可視光用ＬＥＤ１４を避けながら配置されており、合計９０個の励起光用ＬＥＤ１６がＬＥＤ実装基板４２に実装されている。 On the other hand, as described above, the near-infrared LED is used for the excitation light LED 16. This near-infrared LED is a reflective LED chip having LED elements arranged opposite to each other on a reflecting surface, and has a peak emission wavelength of 730 nm and an optical output of 1.0 mW or more. In this embodiment, the excitation light LEDs 16 are arranged in a plurality of concentric circles around the camera opening 40 so that the excitation light can be irradiated with sufficient illuminance to the predetermined range at a position separated by the photographing distance (about 50 cm). The LEDs are arranged while avoiding the visible light LEDs 14 (three rows in the illustrated example), and a total of 90 excitation light LEDs 16 are mounted on the LED mounting substrate 42.

このＬＥＤ実装基板４２の裏側には、冷却用のエアー流路４７が螺旋状に設けられているため、当該エアー流路４７を流れるエアーによって、上述の通り、カメラ用開口４０を中心に同心円状に配置された可視光用ＬＥＤ１４及び励起光用ＬＥＤ１６のそれぞれを効率良く冷却することができる。
特に、ＬＥＤ光源ヘッド１２の小型化を図るべく、可視光用ＬＥＤ１４及び励起光用ＬＥＤ１６を密に配置した場合であっても、それぞれの発熱が裏側のエアー流路４７を流れる冷却用のエアーに回収されるため、可視光用ＬＥＤ１４及び励起光用ＬＥＤ１６の相互間の熱的影響を抑えることができる。 Since the cooling air flow path 47 is spirally provided on the back side of the LED mounting substrate 42, the air flowing through the air flow path 47 is concentrically formed around the camera opening 40 as described above. Each of the visible light LED 14 and the excitation light LED 16 disposed in the can be efficiently cooled.
In particular, in order to reduce the size of the LED light source head 12, even when the visible light LED 14 and the excitation light LED 16 are closely arranged, the heat generated by the air flows into the cooling air flowing through the air passage 47 on the back side. Since it is collected, the thermal influence between the visible light LED 14 and the excitation light LED 16 can be suppressed.

図５は、エアー流路４７のエアー流量と、可視光用ＬＥＤ１４のジャンクション温度との関係を示す図である。
同図に示すように、エアー流量を増減させることで、可視光用ＬＥＤ１４のジャンクション温度を目標温度（本実施形態では５０ｄｅｇ）以下に十分に制御することができることが分かる。なお、ＬＥＤ光源ヘッド１２にサーミスタ等の温度センサを設け、当該温度センサの検出値に基づいて冷却システム２２を制御してエアー流量を目標温度以下に維持されるようにフィードバック制御する構成としても良い。この構成によれば、操作者が可視光用ＬＥＤ１４及び励起光用ＬＥＤ１６の光量を増加させる等して発熱量が増大した場合であっても、エアー流量が自動的に制御され目標温度以下に上記ジャンクション温度を維持することができる。 FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the air flow rate of the air flow path 47 and the junction temperature of the visible light LED 14.
As shown in the figure, it is understood that the junction temperature of the visible light LED 14 can be sufficiently controlled to be equal to or lower than the target temperature (50 deg in this embodiment) by increasing or decreasing the air flow rate. The LED light source head 12 may be provided with a temperature sensor such as a thermistor, and the cooling system 22 may be controlled based on the detected value of the temperature sensor to perform feedback control so that the air flow rate is maintained below the target temperature. . According to this configuration, even if the operator increases the amount of heat generated by increasing the light amount of the visible light LED 14 and the excitation light LED 16, the air flow rate is automatically controlled and the above temperature is below the target temperature. The junction temperature can be maintained.

さて、前掲図２に戻り、上記ＬＥＤ実装基板４２のＬＥＤ実装面側は、透明シリコーン樹脂４９で被覆されており可視光用ＬＥＤ１４、及び励起光用ＬＥＤ１６の絶縁性が高められている。
一方、ＬＥＤ実装基板４２の背面側には、可視光用ＬＥＤ１４及び励起光用ＬＥＤ１６のそれぞれに電力を供給する図示せぬ電気配線が設けられている。この電気配線には、４つの可視光用ＬＥＤ１４を直列に接続する可視光用配線と、同心円状の列ごとの励起光用ＬＥＤ１６を直列に接続する励起光用配線とが含まれており、可視光用配線には可視光用駆動回路１８から電力が供給され、また励起光用配線には励起光用駆動回路２０から電力が供給される。より具体的には、図２に示すように、ＬＥＤ光源ヘッド１２の裏蓋４５には、可視光用駆動回路１８、及び励起光用駆動回路２０のそれぞれから延びる電気配線が接続される配線コネクタ端子５２が設けられている。そして、この配線コネクタ端子５２には、上記可視光用配線及び励起光用配線が電気的に接続され、それぞれに可視光用駆動回路１８、及び励起光用駆動回路２０からの電力が供給される。
ここで配線コネクタ端子５２は、裏蓋４５に立設された２本の支持ピン５４により裏蓋４５から離間して支持されている。これにより、配線コネクタ端子５２での発熱が裏蓋４５を介してケース体４４に伝導することが無く、エアー流路４７のエアーによる冷却性能の低下が防止される。 Returning to FIG. 2, the LED mounting surface side of the LED mounting substrate 42 is covered with a transparent silicone resin 49, so that the insulating properties of the visible light LED 14 and the excitation light LED 16 are enhanced.
On the other hand, on the back side of the LED mounting substrate 42, electrical wiring (not shown) for supplying power to the visible light LED 14 and the excitation light LED 16 is provided. This electrical wiring includes a visible light wiring that connects four visible light LEDs 14 in series, and an excitation light wiring that connects excitation light LEDs 16 in concentric rows in series. Electric power is supplied from the visible light driving circuit 18 to the light wiring, and electric power is supplied from the excitation light driving circuit 20 to the excitation light wiring. More specifically, as shown in FIG. 2, a wiring connector to which electrical wiring extending from the visible light driving circuit 18 and the excitation light driving circuit 20 is connected to the back cover 45 of the LED light source head 12. A terminal 52 is provided. The visible light line and the excitation light line are electrically connected to the wiring connector terminal 52, and the power from the visible light drive circuit 18 and the excitation light drive circuit 20 is supplied to the wiring connector terminal 52. .
Here, the wiring connector terminal 52 is supported away from the back cover 45 by two support pins 54 erected on the back cover 45. As a result, heat generated at the wiring connector terminal 52 is not conducted to the case body 44 via the back cover 45, and a decrease in cooling performance due to air in the air flow path 47 is prevented.

以上説明したように、本実施形態によれば、患部に可視光を照射する複数の可視光用ＬＥＤ１４と、患部に投与された蛍光物質を励起する励起光を当該患部に照射する複数の励起光用ＬＥＤ１６とを個別に備えてＬＥＤ光源ヘッド１２を構成したため、１つのＬＥＤ光源ヘッド１２で必要な波長の光を必要な光量だけ照射できる。また、これら可視光用ＬＥＤ１４、及び励起光用ＬＥＤ１６をカメラ用開口４０の周囲に配置したため、ＬＥＤ光源ヘッド１２にカメラ１０を一体化でき、コンパクトな装置が実現できる。 As described above, according to the present embodiment, a plurality of visible light LEDs 14 that irradiate the affected area with visible light and a plurality of excitation lights that irradiate the affected area with excitation light that excites the fluorescent substance administered to the affected area. Since the LED light source head 12 is configured by individually including the LEDs 16 for use, a single light source 12 can irradiate light having a necessary wavelength by a necessary amount. Further, since the visible light LED 14 and the excitation light LED 16 are arranged around the camera opening 40, the camera 10 can be integrated with the LED light source head 12, and a compact device can be realized.

また本実施形態によれば、可視光用ＬＥＤ１４を駆動する可視光用駆動回路１８と、励起光用ＬＥＤ１６を駆動する励起光用駆動回路２０のそれぞれを個別に設け、可視光用ＬＥＤ１４、及び励起光用ＬＥＤ１６の光量を個別に調整可能にした。これにより、患部のカラー画像における蛍光部分（本実施形態では例えば血流部分）及び可視部分（患部の可視光カラー画像）のそれぞれの映り具合を可視光用ＬＥＤ１４、及び励起光用ＬＥＤ１６の光量を操作することで簡単かつリアルタイムに調整することができる。 Further, according to the present embodiment, the visible light driving circuit 18 for driving the visible light LED 14 and the excitation light driving circuit 20 for driving the excitation light LED 16 are individually provided, and the visible light LED 14 and the excitation light driving circuit 20 are separately provided. The light quantity of the light LED 16 can be individually adjusted. As a result, the amount of light emitted from the visible light LED 14 and the excitation light LED 16 is determined according to the reflected state of the fluorescent portion (for example, a blood flow portion in this embodiment) and the visible portion (visible light color image of the affected portion) in the color image of the affected portion. It can be adjusted easily and in real time by operating.

また本実施形態によれば、ＬＥＤ実装基板４２が載置される高熱伝導性の皿状のケース体４４を備え、ケース体４４の裏側には、ＬＥＤ実装基板４２を冷却するエアー流路４７を設け、当該エアー流路４７にコントローラ４から延びるエアーチューブ２４を接続可能に構成し、当該コントローラ４から冷却用のエアーをエアー流路４７に導入及び排出する構成とした。この構成により、ＬＥＤ光源ヘッド１２（光源付撮影ユニット２）を袋等で覆った状態でもＬＥＤ実装基板４２に実装された上記可視光用ＬＥＤ１４と、励起光用ＬＥＤ１６とのそれぞれを空冷し適切な温度に維持することができる。 In addition, according to the present embodiment, the highly heat-conductive dish-shaped case body 44 on which the LED mounting substrate 42 is placed is provided, and the air flow path 47 for cooling the LED mounting substrate 42 is provided on the back side of the case body 44. The air tube 24 extending from the controller 4 can be connected to the air flow path 47, and cooling air is introduced and discharged from the controller 4 to the air flow path 47. With this configuration, each of the visible light LED 14 and the excitation light LED 16 mounted on the LED mounting substrate 42 is air-cooled even when the LED light source head 12 (photographing unit 2 with light source) is covered with a bag or the like. Can be maintained at temperature.

なお、上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
例えば、上述した実施形態では、可視光用ＬＥＤ１４及び励起光用ＬＥＤ１６のそれぞれの配置及び個数は、撮影距離だけ離れた位置の所定範囲の全域を十分な照度で照射可能な配置であれば、図２等に示す配置及び個数に限らず、任意の配置及び個数を採用することができる。
また、上述した実施形態では、蛍光物質としてＩＣＧを例示したが、これに限るものではない。このとき励起光用ＬＥＤ１６には、そのときに用いられた蛍光物質を励起する励起光を放射するＬＥＤを用いることは勿論である。 The above-described embodiment is merely an aspect of the present invention, and can be arbitrarily modified and applied without departing from the spirit of the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the arrangement and the number of the visible light LEDs 14 and the excitation light LEDs 16 may be arranged as long as they can irradiate the entire predetermined range at positions separated by the photographing distance with sufficient illuminance. Not only the arrangement and the number shown in 2 etc., but any arrangement and the number can be adopted.
Moreover, although ICG was illustrated as a fluorescent material in embodiment mentioned above, it is not restricted to this. At this time, as the excitation light LED 16, of course, an LED that emits excitation light for exciting the fluorescent material used at that time is used.

１医療用撮影システム
２光源付撮影ユニット
４コントローラ
１０カメラ
１２ＬＥＤ光源ヘッド（ＬＥＤ照射装置）
１４可視光用ＬＥＤ
１６励起光用ＬＥＤ
１８可視光用駆動回路
２０励起光用駆動回路
２２冷却システム
２４エアーチューブ
４０カメラ用開口
４２ＬＥＤ実装基板
４３熱伝導シート
４４ケース体
４５裏蓋
４６エアー流路用溝
４７エアー流路
５２配線コネクタ端子
５４支持ピン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Medical imaging system 2 Imaging unit with light source 4 Controller 10 Camera 12 LED light source head (LED irradiation device)
14 LED for visible light
16 LED for excitation light
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Visible light drive circuit 20 Excitation light drive circuit 22 Cooling system 24 Air tube 40 Camera opening 42 LED mounting board 43 Thermal conductive sheet 44 Case body 45 Back cover 46 Air flow path groove 47 Air flow path 52 Wiring connector terminal 54 Support pins

Claims

Four visible light LEDs for irradiating the affected area with visible light, a plurality of excitation light LEDs for irradiating the affected area with excitation light for exciting the fluorescent substance administered to the affected area, the visible light LED and the excitation An LED mounting board on which light LEDs are mounted ;
A highly heat-conductive dish-like case body on which the LED mounting substrate is placed ,
The LED mounting substrate is provided with a camera opening in which a camera for photographing the affected area is disposed , and the four visible light LEDs are provided at equal intervals of approximately 90 degrees around the camera opening . A plurality of concentric circles of the excitation light LEDs are provided,
An LED irradiation apparatus , wherein an air flow path for cooling the LED mounting substrate is spirally formed around the camera opening on the back side of the case body .

The drive circuit is provided for each of the LED for visible light and the LED for excitation light, and the light quantity of the LED for visible light and the LED for excitation light can be individually adjusted. The LED irradiation apparatus as described in.

Before Symbol tubes were connectable to extend to the outside of the apparatus to the air flow path, LED illumination apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the introduction and discharge of air from the outside of the apparatus.