JP6169310B1 - 内視鏡システム - Google Patents
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Abstract
内視鏡システムは、蛍光を発生させるための励起光と、蛍光とは異なる波長帯域の参照光と、を供給可能な光源装置と、対物光学系と、励起光の反射光を遮断する光学フィルタと、光学フィルタを経て出射される光を、蛍光と、第１の波長帯域の光と、第２の波長帯域の光と、に分離して撮像する撮像部と、蛍光と、第１の波長帯域の光と、第２の波長帯域の光と、を撮像して得られた第１〜第３の信号を用いて観察画像を生成する観察画像生成部と、第１の信号を表示装置の緑色成分に割り当てさせ、第２及び第３の信号のうち、相対的に大きな信号値を有する信号を表示装置の赤色成分に割り当てさせ、かつ、相対的に小さな信号値を有する信号を表示装置の青色成分に割り当てさせる制御部と、を有する。
Description
本発明は、内視鏡システムに関し、特に、蛍光観察に用いられる内視鏡システムに関するものである。
医療分野の内視鏡観察においては、例えば、被検体内に投与された蛍光色素または被検体の細胞内に存在する所定の蛍光物質のいずれかを励起させるための励起光を所望の観察部位に照射した際の蛍光の発生状態に基づき、当該所望の観察部位に病変部位が含まれているか否か等を診断するような観察手法である蛍光観察が従来行われている。また、前述の蛍光観察においては、例えば、蛍光とは異なる波長帯域の光である参照光の照射に応じて発せられる当該参照光の反射光に基づき、当該蛍光の発生箇所の周辺領域を可視化するような手法が従来用いられている。
具体的には、例えば、日本国特開２０１２−２３４９２号公報には、蛍光体を有する被写体に照射された可視光の反射光を撮像して得られる可視光画像と、励起光の照射に応じて当該蛍光体から発せられた蛍光を撮像して得られる蛍光画像と、の合成画像を生成する撮像システムが開示されている。
ところで、蛍光観察においては、所望の観察部位に病変部位が含まれているか否か等を診断する際の診断能を向上させるために、例えば、蛍光の発生箇所と、当該蛍光の発生箇所の周辺領域と、が個別に視認し易い色調で可視化されることが望ましい。
しかし、日本国特開２０１２−２３４９２号公報によれば、蛍光の発生箇所と、当該蛍光の発生箇所の周辺領域と、を個別に視認し易くするための構成について特に開示等されていない。そのため、日本国特開２０１２−２３４９２号公報に開示された構成によれば、蛍光観察において所望の観察部位の診断を行う際の診断能が低下してしまう場合がある、という課題が生じている。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、蛍光観察において所望の観察部位の診断を行う際の診断能を向上させることが可能な内視鏡システムを提供することを目的としている。
本発明の一態様の内視鏡システムは、蛍光色素を励起させて蛍光を発生させるために照射された励起光と、前記蛍光とは異なる波長帯域の可視光の反射光を得るために照射された参照光と、に応じて発生した戻り光に含まれる、前記蛍光と、前記参照光の反射光である第１の波長帯域の光と、前記第１の波長帯域の光とは異なる第２の波長帯域の光と、を分離して撮像するように構成された撮像部と、前記蛍光を撮像して得られた第１の画像信号と、前記第１の波長帯域の光を撮像して得られた第２の画像信号と、前記第２の波長帯域の光を撮像して得られた第３の画像信号と、を用いて観察画像を生成して表示装置へ出力するように構成された観察画像生成部と、前記第１の画像信号を前記表示装置の緑色成分に相当する第１のチャンネルに割り当てさせるとともに、前記第２の画像信号及び前記第３の画像信号のうち、相対的に大きな信号値を有する一方の画像信号を前記表示装置の赤色成分に相当する第２のチャンネルに割り当てさせ、かつ、相対的に小さな信号値を有する他方の画像信号を前記表示装置の青色成分に相当する第３のチャンネル及び前記第１のチャンネルに割り当てさせることにより前記観察画像を生成させるための制御を前記観察画像生成部に対して行うように構成された制御部と、を有する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
図１から図８は、本発明の実施例に係るものである。
内視鏡システム１は、図１に示すように、被検体内に挿入されるとともに、当該被検体内における生体組織等の被写体を撮像して得られた画像信号を出力するように構成された内視鏡装置２と、当該被写体に照射される光を内視鏡装置２に供給するように構成された光源装置３と、内視鏡装置２から出力される画像信号に対して所定の画像処理を施すことにより観察画像等を生成して出力するように構成されたビデオプロセッサ４と、ビデオプロセッサ４から出力される観察画像等を画面上に表示するように構成された表示装置５と、を有している。図１は、実施例に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図である。
内視鏡装置２は、被検体内に投与された蛍光色素に対する励起光の照射に応じて発生する蛍光と、当該蛍光とは異なる波長帯域の光である参照光と、を用いた観察を行うことができるように構成されている。また、内視鏡装置２は、細長の挿入部６を備えた光学視管２１と、光学視管２１の接眼部７に対して着脱可能なカメラユニット２２と、を有して構成されている。
光学視管２１は、被検体内に挿入可能な細長の挿入部６と、挿入部６の基端部に設けられた把持部８と、把持部８の基端部に設けられた接眼部７と、を有して構成されている。
挿入部６の内部には、図２に示すように、ケーブル１３ａを介して供給される光を伝送するためのライトガイド１１が挿通されている。図２は、実施例に係る内視鏡システムの具体的な構成の一例を説明するための図である。
ライトガイド１１の出射端部は、図２に示すように、挿入部６の先端部における照明レンズ１５の近傍に配置されている。また、ライトガイド１１の入射端部は、把持部８に設けられたライトガイド口金１２に配置されている。
ケーブル１３ａの内部には、図２に示すように、光源装置３から供給される光を伝送するためのライトガイド１３が挿通されている。また、ケーブル１３ａの一方の端部には、ライトガイド口金１２に対して着脱可能な接続部材（不図示）が設けられている。また、ケーブル１３ａの他方の端部には、光源装置３に対して着脱可能なライトガイドコネクタ１４が設けられている。
挿入部６の先端部には、ライトガイド１１により伝送された光を外部へ出射するための照明レンズ１５と、外部から入射される光に応じた光学像を得るための対物レンズ１７と、が設けられている。また、挿入部６の先端面には、照明レンズ１５が配置された照明窓（不図示）と、対物レンズ１７が配置された対物窓（不図示）と、が相互に隣接して設けられている。
挿入部６の内部には、図２に示すように、対物レンズ１７により得られた光学像を接眼部７へ伝送するための複数のレンズＬＥを具備するリレーレンズ１８が設けられている。すなわち、リレーレンズ１８は、対物レンズ１７から入射した光を伝送する伝送光学系としての機能を具備して構成されている。
接眼部７の内部には、図２に示すように、リレーレンズ１８により伝送された光学像を肉眼で観察可能とするための接眼レンズ１９が設けられている。
カメラユニット２２は、励起光カットフィルタ２３と、撮像部２４と、信号処理回路２７と、を有して構成されている。
励起光カットフィルタ２３は、ダイクロイックプリズム２５の前面に配置されており、接眼レンズ１９を経て出射される光から励起光の反射光を除去する光学フィルタとして構成されている。具体的には、励起光カットフィルタ２３は、例えば、図３に示すように、接眼レンズ１９を経て出射される光のうち、赤色域と近赤外域との境界付近に属する波長Ｗｄから、近赤外域に属しかつ波長Ｗｄより長い波長Ｗｅまでに相当する波長帯域Ｂｅに含まれる光を遮断する一方で、波長帯域Ｂｅ以外の光を透過させる光学特性を具備する光学フィルタとして形成されている。図３は、実施例に係る内視鏡装置に設けられた励起光カットフィルタの光学特性の一例としての透過特性を示す図である。
撮像部２４は、ダイクロイックプリズム２５と、撮像素子２６Ａ、２６Ｂ及び２６Ｃと、を具備して構成されている。
ダイクロイックプリズム２５は、励起光カットフィルタ２３を経て出射される光を、赤色域〜近赤外域の光と、緑色域の光と、青色域の光と、の３つの波長帯域の光に分離して出射する分光素子として構成されている。
撮像素子２６Ａは、例えば、モノクロＣＣＤ等のイメージセンサにより構成されている。また、撮像素子２６Ａは、ビデオプロセッサ４から出力される撮像素子駆動信号に応じた撮像動作を行うように構成されている。また、撮像素子２６Ａは、ダイクロイックプリズム２５を経て出射される赤色域〜近赤外域の光を撮像し、当該撮像した赤色域〜近赤外域の光に応じた撮像信号を生成して出力するように構成されている。
撮像素子２６Ｂは、例えば、モノクロＣＣＤ等のイメージセンサにより構成されている。また、撮像素子２６Ｂは、ビデオプロセッサ４から出力される撮像素子駆動信号に応じた撮像動作を行うように構成されている。また、撮像素子２６Ｂは、ダイクロイックプリズム２５を経て出射される緑色域の光を撮像し、当該撮像した緑色域の光に応じた撮像信号を生成して出力するように構成されている。
撮像素子２６Ｃは、例えば、モノクロＣＣＤ等のイメージセンサにより構成されている。また、撮像素子２６Ｃは、ビデオプロセッサ４から出力される撮像素子駆動信号に応じた撮像動作を行うように構成されている。また、撮像素子２６Ｃは、ダイクロイックプリズム２５を経て出射される青色域の光を撮像し、当該撮像した青色域の光に応じた撮像信号を生成して出力するように構成されている。
すなわち、撮像部２４は、励起光カットフィルタ２３を経て出射される光を、赤色域〜近赤外域の光と、緑色域の光と、青色域の光と、の３つの波長帯域の光に分離して撮像することができるように構成されている。
なお、本実施例の撮像部２４は、ダイクロイックプリズム２５と、撮像素子２６Ａ、２６Ｂ及び２６Ｃと、を具備して構成されているものに限らず、例えば、励起光カットフィルタ２３を経て出射される光を赤色域〜近赤外域、緑色域及び青色域の３つの波長帯域の光に分離可能なカラーフィルタが撮像面に設けられているとともに、当該撮像面で受光した光を撮像して撮像信号を出力する１つの撮像素子を具備して構成されていてもよい。
信号処理回路２７は、撮像素子２６Ａ、２６Ｂ及び２６Ｃから出力される撮像信号に対し、例えば、相関二重サンプリング処理及びＡ／Ｄ変換処理等のような所定の信号処理を施すことにより画像信号を生成し、当該生成した画像信号を信号ケーブル２８が接続されたビデオプロセッサ４へ出力するように構成されている。
光源装置３は、被検体内に投与された蛍光色素を励起させて蛍光を発生させるための励起光と、当該蛍光とは異なる波長帯域の可視光である参照光と、を供給することができるように構成されている。また、光源装置３は、発光部３１と、光偏向部３２と、集光レンズ３３と、メモリ３４と、光源制御部３５と、を有して構成されている。
発光部３１は、赤色光源３１Ａと、緑色光源３１Ｂと、青色光源３１Ｃと、励起光源３１Ｄと、を有して構成されている。
赤色光源３１Ａは、例えば、ランプまたはＬＥＤ等を具備し、緑色域と赤色域との境界付近に属しかつ波長Ｗｄより短い波長Ｗｃから波長Ｗｄまでに相当する波長帯域Ｂｒの赤色光であるＲ光（図４参照）を発するように構成されている。また、赤色光源３１Ａは、光源制御部３５の制御に応じて点灯状態または消灯状態に切り替わるように構成されている。また、赤色光源３１Ａは、点灯状態において、光源制御部３５の制御に応じた強度または光量のＲ光を発生するように構成されている。図４は、実施例に係る光源装置に設けられた各光源から発せられる光の波長帯域及び蛍光色素から発せられる蛍光の波長帯域の一例を示す図である。
緑色光源３１Ｂは、例えば、ランプまたはＬＥＤ等を具備し、青色域と緑色域との境界付近に属する波長Ｗｂから波長Ｗｃまでに相当する波長帯域Ｂｇの緑色光であるＧ光（図４参照）を発するように構成されている。また、緑色光源３１Ｂは、光源制御部３５の制御に応じて点灯状態または消灯状態に切り替わるように構成されている。また、緑色光源３１Ｂは、点灯状態において、光源制御部３５の制御に応じた強度または光量のＧ光を発生するように構成されている。
青色光源３１Ｃは、例えば、ランプまたはＬＥＤ等を具備し、青色域に属する波長Ｗａから波長Ｗｂまでに相当する波長帯域Ｂｂの青色光であるＢ光（図４参照）を発するように構成されている。また、青色光源３１Ｃは、光源制御部３５の制御に応じて点灯状態または消灯状態に切り替わるように構成されている。また、青色光源３１Ｃは、点灯状態において、光源制御部３５の制御に応じた強度または光量のＢ光を発生するように構成されている。
励起光源３１Ｄは、例えば、ランプまたはＬＥＤ等を具備し、波長Ｗｄから波長Ｗｅまでに相当する波長帯域Ｂｅの励起光であるＥＸ光（図４参照）を発するように構成されている。また、励起光源３１Ｄは、光源制御部３５の制御に応じて点灯状態または消灯状態に切り替わるように構成されている。また、励起光源３１Ｄは、点灯状態において、光源制御部３５の制御に応じた強度または光量のＥＸ光を発生するように構成されている。
合波器３２は、発光部３１から発せられた各光を合波して集光レンズ３３に入射させることができるように構成されている。
集光レンズ３３は、光偏向部３２を経て入射した光を集光してライトガイド１３へ出射するように構成されている。
メモリ３４には、光源装置３毎に固有の情報として、例えば、発光部３１から発せられる光の種類を個別に特定可能な情報である光源情報が格納されている。そして、メモリ３４に格納された光源情報は、光源装置３とビデオプロセッサ４とが接続され、かつ、ビデオプロセッサ４の電源がオンされた際に、ビデオプロセッサ４の制御部４５により読み出される。
光源制御部３５は、ビデオプロセッサ４から出力される照明制御信号に基づき、発光部３１の各光源に対する制御を行うように構成されている。
ビデオプロセッサ４は、撮像素子駆動部４１と、画像処理部４２と、観察画像生成部４３と、入力Ｉ／Ｆ（インターフェース）４４と、制御部４５と、を有して構成されている。
撮像素子駆動部４１は、例えば、ドライバ回路等を具備して構成されている。また、撮像素子駆動部４１は、制御部４５の制御に応じた露光時間等で撮像素子２６Ａ、２６Ｂ及び２６Ｃをそれぞれ駆動させるための撮像素子駆動信号を生成して出力するように構成されている。
画像処理部４２は、例えば、画像処理回路等を具備して構成されている。また、画像処理部４２は、制御部４５の制御に応じ、内視鏡装置２から出力される画像信号に対して階調補正処理等の所定の画像処理を施して出力するように構成されている。
観察画像生成部４３は、例えば、表示装置５における画像表示の際に用いられるＲＧＢ信号を生成するためのＲＧＢ信号生成回路等を具備して構成されている。また、観察画像生成部４３は、制御部４５の制御に応じ、画像処理部４２を経て出力される画像信号を用いて観察画像を生成して出力するように構成されている。具体的には、観察画像生成部４３は、制御部４５の制御に応じ、画像処理部４２を経て出力される画像信号を、表示装置５の赤色成分に相当するＲチャンネルと、表示装置５の緑色成分に相当するＧチャンネルと、表示装置５の青色成分に相当するＢチャンネルと、に対して選択的に割り当てることにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力するように構成されている。
入力Ｉ／Ｆ４４は、ユーザの操作に応じた指示等を行うことが可能な１つ以上のスイッチ及び／またはボタンを具備して構成されている。具体的には、入力Ｉ／Ｆ４４は、例えば、ユーザの操作に応じ、内視鏡システム１の観察モードを白色光観察モードまたは蛍光観察モードのいずれかに設定する（切り替える）ための指示を行うことが可能な観察モード切替スイッチ（不図示）を具備して構成されている。
制御部４５は、例えば、ＣＰＵまたはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の制御回路を具備して構成されている。また、制御部４５は、メモリ３４から読み込んだ光源情報に基づき、光源装置３から出射可能な光の種類を検出するように構成されている。また、制御部４５は、入力Ｉ／Ｆ４４の観察モード切替スイッチにおいて設定された観察モードと、光源装置３から出射可能な光の種類の検出結果と、に基づき、当該設定された観察モードに応じた光を出射させるための照明制御信号を生成して光源制御部３５へ出力するように構成されている。また、制御部４５は、入力Ｉ／Ｆ４４の観察モード切替スイッチにおいて設定された観察モードに応じた動作を行わせるための制御を撮像素子駆動部４１及び画像処理部４２に対して行うように構成されている。また、制御部４５は、入力Ｉ／Ｆ４４の観察モード切替スイッチにおいて設定された観察モードに応じた観察画像が生成されるように、画像処理部４２を経て出力される画像信号を表示装置５の各色チャンネルに対して割り当てさせるための制御を観察画像生成部４３に対して行うように構成されている。
表示装置５は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等を具備し、ビデオプロセッサ４から出力される観察画像等を表示することができるように構成されている。
次に、本実施例の内視鏡システム１の動作等について説明する。なお、本実施例においては、ＥＸ光の照射に応じ、波長Ｗｅから近赤外域に属しかつ波長Ｗｅより長い波長Ｗｆまでに相当する波長帯域Ｂｆの蛍光（近赤外光）であるＦＬ光（図４参照）を発するような蛍光特性を有する蛍光色素ＦＬＰが被検体内に投与される場合を例に挙げて説明する。
まず、術者等のユーザは、内視鏡システム１の各部を接続して電源を投入した後、入力Ｉ／Ｆ４４を操作することにより、内視鏡システム１の観察モードを白色光観察モードに設定するための指示を行う。
制御部４５は、光源装置３とビデオプロセッサ４とが接続され、かつ、ビデオプロセッサ４の電源がオンされた際に、メモリ３４に格納された光源情報を読み込むとともに、当該読み込んだ光源情報に基づき、光源装置３から出射可能な光の種類をＲ光、Ｇ光、Ｂ光及びＥＸ光の４種類の光として検出する。そして、制御部４５は、白色光観察モードに設定されたことを検出した際に、メモリ３４から読み込んだ光源情報に基づいて検出した４種類の光のうち、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を光源装置３から同時に出射させるための照明制御信号を生成して光源制御部３５へ出力する。
光源制御部３５は、制御部４５から出力される照明制御信号に応じ、白色光観察モードに設定された際に、赤色光源３１Ａ、緑色光源３１Ｂ及び青色光源３１Ｃを点灯状態にするための制御を行うとともに、励起光源３１Ｄを消灯状態にするための制御を行う。
そして、以上に述べたような動作が光源制御部３５において行われることにより、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を含む白色光であるＷＬ光が被写体に照射され、当該ＷＬ光の照射に応じて当該被写体から発せられた反射光であるＷＬＲ光が戻り光として対物レンズ１７から入射される。また、対物レンズ１７から入射したＷＬＲ光は、リレーレンズ１８及び接眼レンズ１９を経てカメラユニット２２へ出射される。
ここで、前述のカメラユニット２２の構成によれば、励起光カットフィルタ２３が図３に例示したような光学特性を具備するため、接眼レンズ１９を経て出射されたＷＬＲ光が励起光カットフィルタ２３を透過してダイクロイックプリズム２５に入射する。そして、ダイクロイックプリズム２５は、入射光であるＷＬＲ光をＲ光、Ｇ光及びＢ光に分離して出射する。
従って、内視鏡システム１の観察モードが白色光観察モードに設定された際には、ＷＬＲ光に含まれるＲ光が撮像素子２６Ａにより撮像され、当該ＷＬＲ光に含まれるＧ光が撮像素子２６Ｂにより撮像され、当該ＷＬＲ光に含まれるＢ光が撮像素子２６Ｃにより撮像される。また、内視鏡システム１の観察モードが白色光観察モードに設定された際には、撮像素子２６Ａから出力される撮像信号に応じた画像信号ＲＳと、撮像素子２６Ｂから出力される撮像信号に応じた画像信号ＧＳと、撮像素子２６Ｃから出力される撮像信号に応じた画像信号ＢＳと、が信号処理回路２７により生成されるとともに、当該生成された画像信号ＲＳ、ＧＳ及びＢＳが信号処理回路２７から画像処理部４２を経て観察画像生成部４３へ出力される。
一方、制御部４５は、白色光観察モードに設定されたことを検出した際に、当該白色光観察モードにおいて撮像素子２６Ａ、２６Ｂ及び２６Ｃにより撮像される戻り光に応じた観察画像が生成されるように、画像処理部４２を経て出力される画像信号を表示装置５の各色チャンネルに対して割り当てさせるための制御を観察画像生成部４３に対して行う。
具体的には、制御部４５は、例えば、画像処理部４２を経て出力される各画像信号のうち、撮像素子２６ＡによるＲ光の撮像により得られた画像信号ＲＳを表示装置５のＲチャンネルに割り当てさせ、撮像素子２６ＢによるＧ光の撮像により得られた画像信号ＧＳを表示装置５のＧチャンネルに割り当てさせ、撮像素子２６ＣによるＢ光の撮像により得られた画像信号ＢＳを表示装置５のＢチャンネルに割り当てさせることにより、表示装置５に表示する観察画像を生成させるための制御を観察画像生成部４３に対して行う。
観察画像生成部４３は、制御部４５の制御に応じ、白色光観察モードに設定された際に、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＲＳを表示装置５のＲチャンネルに割り当て、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＧＳを表示装置５のＧチャンネルに割り当て、かつ、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＢＳを表示装置５のＢチャンネルに割り当てることにより白色光観察画像を生成し、当該生成した白色光観察画像を表示装置５へ出力する。
そして、以上に述べたような観察画像生成部４３及び制御部４５の動作によれば、例えば、生体組織等の被写体を肉眼で見た場合と略同様の色調を具備する白色光観察画像が表示装置５に表示される。
一方、ユーザは、例えば、内視鏡システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定する前の所望のタイミングにおいて、蛍光色素ＦＬＰを被検体内に投与する。
また、ユーザは、例えば、内視鏡システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定する前の所望のタイミングにおいて、入力Ｉ／Ｆ４４を操作することにより、被検体内に投与される蛍光色素ＦＬＰの蛍光特性に係る情報の入力を行う。そして、このようなユーザの入力操作により、ＥＸ光の照射に応じて発生する戻り光が波長帯域ＢｆのＦＬ光であることを制御部４５に認識させることができる。
ユーザは、表示装置５に表示される白色光観察画像を確認しながら、挿入部６を被検体内に挿入し、挿入部６の先端部を当該被検体内の所望の観察部位の近傍に配置した状態において、入力Ｉ／Ｆ４４を操作することにより、内視鏡システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定するための指示を行う。
制御部４５は、蛍光観察モードに設定されたことを検出した際に、メモリ３４から読み込んだ光源情報に基づいて検出した４種類の光のうち、Ｇ光、Ｂ光及びＥＸ光を光源装置３から同時に出射させるための照明制御信号を生成して光源制御部３５へ出力する。
光源制御部３５は、制御部４５から出力される照明制御信号に応じ、蛍光観察モードに設定された際に、緑色光源３１Ｂ、青色光源３１Ｃ及び励起光源３１Ｄを点灯状態にするための制御を行うとともに、赤色光源３１Ａを消灯状態にするための制御を行う。
そして、以上に述べたような動作が光源制御部３５において行われることにより、励起光であるＥＸ光と、Ｇ光及びＢ光を含む参照光であるＲＦ光と、が被写体に照射され、当該ＥＸ光の照射に応じて蛍光色素ＦＬＰから発せられたＦＬ光と、当該ＲＦ光の照射に応じて当該被写体から発せられた反射光であるＲＬ光と、当該ＥＸ光の照射に応じて当該被写体から発せられた反射光であるＥＸＲ光と、が戻り光として対物レンズ１７から入射される。また、対物レンズ１７から入射した戻り光に含まれる各光は、リレーレンズ１８及び接眼レンズ１９を経てカメラユニット２２へ出射される。
ここで、前述のカメラユニット２２の構成によれば、励起光カットフィルタ２３が図３に例示したような光学特性を具備するため、接眼レンズ１９を経て出射されたＥＸＲ光が励起光カットフィルタ２３により遮断され、接眼レンズ１９を経て出射されたＦＬ光及びＲＬ光が励起光カットフィルタ２３を透過してダイクロイックプリズム２５に入射する。そして、ダイクロイックプリズム２５は、入射光に含まれるＦＬ光とＲＬ光とを分離し、さらに、当該ＲＬ光をＧ光及びＢ光に分離して出射する。
従って、内視鏡システム１の観察モードが蛍光観察モードに設定された際には、ＦＬ光が撮像素子２６Ａにより撮像され、ＲＬ光に含まれるＧ光が撮像素子２６Ｂにより撮像され、当該ＲＬ光に含まれるＢ光が撮像素子２６Ｃにより撮像される。また、内視鏡システム１の観察モードが蛍光観察モードに設定された際には、撮像素子２６Ａから出力される撮像信号に応じた画像信号ＦＳと、撮像素子２６Ｂから出力される撮像信号に応じた画像信号ＧＳと、撮像素子２６Ｃから出力される撮像信号に応じた画像信号ＢＳと、が信号処理回路２７により生成されるとともに、当該生成された画像信号ＦＳ、ＧＳ及びＢＳが信号処理回路２７から画像処理部４２を経て観察画像生成部４３へ出力される。
一方、制御部４５は、蛍光観察モードに設定されたことを検出した際に、当該蛍光観察モードにおいて撮像素子２６Ａ、２６Ｂ及び２６Ｃにより撮像される戻り光に応じた観察画像が生成されるように、画像処理部４２を経て出力される画像信号を表示装置５の各色チャンネルに対して割り当てさせるための制御を観察画像生成部４３に対して行う。
具体的には、制御部４５は、例えば、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＦＳを表示装置５のＧチャンネルに割り当てさせるとともに、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＧＳ及びＢＳのうち、相対的に大きな信号値を有する画像信号ＧＳを表示装置５のＲチャンネルに割り当てさせ、かつ、相対的に小さな信号値を有する画像信号ＢＳを表示装置５のＢチャンネルに割り当てさせることにより、表示装置５に表示する観察画像を生成させるための制御を観察画像生成部４３に対して行う。
観察画像生成部４３は、制御部４５の制御に応じ、蛍光観察モードに設定された際に、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＧＳを表示装置５のＲチャンネルに割り当て、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＦＳを表示装置５のＧチャンネルに割り当て、かつ、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＢＳを表示装置５のＢチャンネルに割り当てることにより蛍光観察画像を生成し、当該生成した蛍光観察画像を表示装置５へ出力する。
ここで、例えば、人間の目の感度（比視感度）のピークが緑色域に属することを考慮した場合、蛍光観察において注目すべきＦＬ光を表示装置５の画面上で緑色に表示させることにより、当該ＦＬ光の発生箇所の視認性を向上させることができるものと考えられる。さらに、例えば、Ｌａｂ色空間内における緑色から最も離れた位置に赤色が存在することを考慮した場合、ＲＬ光に含まれるＧ光及びＢ光のうち、相対的に高い光量を有する一方の光を表示装置５の画面上で赤色に表示させ、かつ、相対的に低い光量を有する他方の光を表示装置５の画面上で青色に表示させることにより、表示装置５の画面上で緑色に表示されるＦＬ光の発生箇所に対する、当該ＦＬ光の発生箇所の周辺領域の視認性を確保することができるものと考えられる。
そのため、以上に述べたような制御部４５及び観察画像生成部４３の動作に応じて生成される蛍光観察画像によれば、ＦＬ光の発生箇所と、当該ＦＬ光の発生箇所の周辺領域と、を個別に視認し易い色調を具備する蛍光観察画像が表示装置５に表示される。
なお、前述の蛍光観察画像の生成時における画像信号ＧＳ及びＢＳの割り当て先は、可視域の光の波長の長さに応じて吸光度が減少するという生体組織の特性に基づいて設定されているため、光源装置３から供給される参照光に含まれるＧ光及びＢ光の光量が相互に同一または略同一の光量の場合、すなわち、画像信号ＧＳの信号値が画像信号ＢＳの信号値よりも常に大きくなることが既知である場合に適用される。従って、本実施例の制御部４５は、蛍光観察モードにおいて、例えば、光源装置３から供給される参照光に含まれるＢ光の光量を当該参照光に含まれるＧ光の光量よりも大きくするための調光動作が行われることにより、画像信号ＢＳの信号値が画像信号ＧＳの信号値よりも大きくなるような状況が生じた場合に、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＢＳを表示装置５のＲチャンネルに割り当てさせ、かつ、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＧＳを表示装置５のＢチャンネルに割り当てさせる制御を観察画像生成部４３に対して行うようにしてもよい。
すなわち、本実施例の制御部４５は、蛍光観察モードにおいて表示装置５のＲチャンネル及びＢチャンネルに割り当てさせる画像信号を、光源装置３から供給される参照光に含まれる各光の波長帯域のみに基づいて設定してもよく、または、光源装置３から供給される参照光に含まれる各光の波長帯域及び光量の組合せに基づいて設定してもよい。
以上に述べたように、本実施例によれば、蛍光観察モードに設定された際に、蛍光の発生箇所と、当該蛍光の発生箇所の周辺領域と、を個別に視認し易い色調を具備する蛍光観察画像を生成して表示装置５に表示させることができる。そのため、本実施例によれば、蛍光観察において所望の観察部位の診断を行う際の診断能を向上させることができる。
なお、本実施例の制御部４５は、以上に述べたような制御を行うものに限らず、例えば、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＦＳを表示装置５のＧチャンネルに割り当てさせるとともに、画像処理部４２を経て出力される画像信号ＧＳ及びＢＳのうち、相対的に大きな信号値を有する画像信号ＧＳを表示装置５のＲチャンネルに割り当てさせ、かつ、相対的に小さな信号値を有する画像信号ＢＳを表示装置５のＢチャンネル及びＧチャンネルに割り当てさせることにより、表示装置５に表示する観察画像を生成させるための制御を観察画像生成部４３に対して行うようにしてもよい。
そして、前述の変形例に係る制御部４５の制御によれば、ＦＬ光の発生箇所と、当該ＦＬ光の発生箇所の周辺領域と、の間における彩度差が強調された蛍光観察画像を生成して表示装置５に表示させることができる。そのため、前述の変形例に係る制御部４５の制御によれば、例えば、ＦＬ光の発生箇所と、当該ＦＬ光の発生箇所の周辺領域と、の間における明度差または輝度差が非常に小さくなるような場合であっても、蛍光観察において所望の観察部位の診断を行う際の診断能を向上させることができる。
また、本実施例の制御部４５は、前述の変形例に係る制御に併せ、表示装置５のＧチャンネルに割り当てる画像信号ＢＳの信号値のゲインと、表示装置５のＢチャンネルに割り当てる画像信号ＢＳの信号値のゲインと、を相互に異ならせるようなゲイン調整に係る制御を観察画像生成部４３に対して行うようにしてもよい。具体的には、制御部４５は、前述の変形例に係る制御に併せ、例えば、表示装置５のＧチャンネルに割り当てる画像信号ＢＳの信号値のゲインを１倍未満とし、かつ、表示装置５のＢチャンネルに割り当てる画像信号ＢＳの信号値のゲインを１倍以上とするようなゲイン調整に係る制御を観察画像生成部４３に対して行うようにしてもよい。
一方、本実施例によれば、光源装置３の代わりに、例えば、図５に示すような構成を有する光源装置３Ａを用いて内視鏡システム１を構成してもよい。図５は、実施例に係る光源装置の構成の、図２とは異なる例を示す図である。
光源装置３Ａは、図５に示すように、キセノンランプ７１と、フィルタ切替装置７２と、集光レンズ７３と、光源制御部７４と、を有して構成されている。
キセノンランプ７１は、例えば、波長Ｗａから波長Ｗｅまでの帯域を含む広帯域光であるＢＬ光を発するように構成されている。また、キセノンランプ７１は、光源制御部７４の制御に応じて点灯状態または消灯状態に切り替わるように構成されている。また、キセノンランプ７１は、点灯状態において、光源制御部７４の制御に応じた光量のＢＬ光を発生するように構成されている。
フィルタ切替装置７２は、キセノンランプ７１から発せられる光の光路を垂直に横切るように設けられた回転フィルタ７２Ａと、光源制御部７４の制御に応じて回転駆動することにより、キセノンランプ７１から発せられる光の光路上に介挿するフィルタを回転フィルタ７２Ａの各フィルタのうちの１つに切り替えるモータ７２Ｂと、を有して構成されている。
回転フィルタ７２Ａは、例えば、円板形状を具備して形成されている。また、回転フィルタ７２Ａには、例えば、図６に示すように、白色光観察用フィルタ７２１と、蛍光観察用フィルタ７２２と、が設けられている。図６は、図５の光源装置に設けられた回転フィルタの構成の一例を示す図である。
白色光観察用フィルタ７２１は、例えば、図７に示すように、波長帯域Ｂｒ、波長帯域Ｂｇ及び波長帯域Ｂｂの３つの波長帯域のうちのいずれかに含まれる光を透過させる一方で、当該３つの波長帯域以外の波長帯域に含まれる光を遮断するような光学特性を具備して形成されている。図７は、図６の回転フィルタに設けられた白色光観察用フィルタの透過特性の一例を示す図である。
蛍光観察用フィルタ７２２は、例えば、図８に示すように、波長帯域Ｂｇ、波長帯域Ｂｂ及び波長帯域Ｂｅの３つの波長帯域のうちのいずれかに含まれる光を透過させる一方で、当該３つの波長帯域以外の波長帯域に含まれる光を遮断するような光学特性を具備して形成されている。図８は、図６の回転フィルタに設けられた蛍光観察用フィルタの透過特性の一例を示す図である。
すなわち、フィルタ切替装置７２は、光源制御回路７４の制御に応じてモータ７２Ｂを回転駆動することにより、白色光観察用フィルタ７２１及び蛍光観察用フィルタ７２２のうちの一方のフィルタをキセノンランプ７１から発せられる光の光路上に介挿させつつ、当該一方のフィルタとは異なる他方のフィルタを当該光路上から退避させることができるように構成されている。
集光レンズ７３は、フィルタ切替装置７２を経て入射した光を集光してライトガイド１３へ出射するように構成されている。
光源制御部７４は、ビデオプロセッサ４の制御部４５から出力される照明制御信号に基づき、キセノンランプ７１及びフィルタ切替装置７２に対する制御を行うように構成されている。
具体的には、光源制御部７４は、制御部４５から出力される照明制御信号に基づき、例えば、内視鏡システム１の観察モードが白色光観察モードに設定されたことを検知した際に、所定の光量のＢＬ光を発生させるための制御をキセノンランプ７１に対して行うとともに、キセノンランプ７１から発せられる光の光路上に白色光観察用フィルタ７２１を介挿させるための制御をフィルタ切替装置７２のモータ７２Ｂに対して行うように構成されている。また、光源制御部７４は、制御部４５から出力される照明制御信号に基づき、例えば、内視鏡システム１の観察モードが蛍光観察モードに設定されたことを検知した際に、所定の光量のＢＬ光を発生させるための制御をキセノンランプ７１に対して行うとともに、キセノンランプ７１から発せられる光の光路上に蛍光観察用フィルタ７２２を介挿させるための制御をフィルタ切替装置７２のモータ７２Ｂに対して行うように構成されている。
そして、本実施例によれば、以上に述べたような構成を具備する光源装置３Ａを光源装置３の代わりに用いて内視鏡システム１を構成した場合であっても、前述のものと同様の効果を得ることができる。
また、以上に述べた実施例は、光学視管２１及びカメラユニット２２を具備して構成された内視鏡装置２に対して適用されるものに限らず、例えば、被検体内に挿入可能な細長の挿入部を有するとともに、当該被検体内の被写体を撮像するための撮像部２４を当該挿入部の先端部に設けて構成された電子内視鏡に対しても略同様に適用可能である。
一方、本実施例によれば、内視鏡システム１の観察モードが蛍光観察モードに設定された際に、例えば、入力Ｉ／Ｆ４４の操作に応じ、画像信号ＦＳ、ＧＳ及びＢＳを用いて生成した前述の蛍光観察画像を表示装置５に表示させるための第１の表示モードと、画像信号ＦＳのみを用いて生成した蛍光観察画像を表示装置５に表示させるための第２の表示モードと、を選択することができるようにしてもよい。また、このような構成においては、第２の表示モードにおけるＦＬ光の発生状態の視認性を向上させるために、例えば、当該第２の表示モードが選択された際の撮像素子２６Ａの露光時間を、第１の表示モードが選択された際の撮像素子２６Ａの露光時間よりも長時間に設定するための制御が制御部４５により行われるようにしてもよい。
なお、本発明は、上述した実施例及び変形例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
本出願は、２０１５年１０月２２日に日本国に出願された特願２０１５−２０８０２９号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。
Claims (3)
- 蛍光色素を励起させて蛍光を発生させるために照射された励起光と、前記蛍光とは異なる波長帯域の可視光の反射光を得るために照射された参照光と、に応じて発生した戻り光に含まれる、前記蛍光と、前記参照光の反射光である第１の波長帯域の光と、前記第１の波長帯域の光とは異なる第２の波長帯域の光と、を分離して撮像するように構成された撮像部と、
前記蛍光を撮像して得られた第１の画像信号と、前記第１の波長帯域の光を撮像して得られた第２の画像信号と、前記第２の波長帯域の光を撮像して得られた第３の画像信号と、を用いて観察画像を生成して表示装置へ出力するように構成された観察画像生成部と、
前記第１の画像信号を前記表示装置の緑色成分に相当する第１のチャンネルに割り当てさせるとともに、前記第２の画像信号及び前記第３の画像信号のうち、相対的に大きな信号値を有する一方の画像信号を前記表示装置の赤色成分に相当する第２のチャンネルに割り当てさせ、かつ、相対的に小さな信号値を有する他方の画像信号を前記表示装置の青色成分に相当する第３のチャンネル及び前記第１のチャンネルに割り当てさせることにより前記観察画像を生成させるための制御を前記観察画像生成部に対して行うように構成された制御部と、
を有することを特徴とする内視鏡システム。 - 前記戻り光に含まれる前記蛍光及び前記第１の波長帯域の光を透過させつつ、前記戻り光に含まれる前記励起光の反射光を遮断するような光学特性を具備して形成された光学フィルタをさらに有し、
前記撮像部は、
前記光学フィルタを経て出射される光を、前記蛍光と、前記第１の波長帯域の光と、前記第２の波長帯域の光と、に分離して出射するように構成されたダイクロイックプリズムと、
前記ダイクロイックプリズムを経て出射される光である、前記蛍光と、前記第１の波長帯域の光と、前記第２の波長帯域の光と、をそれぞれ撮像するための３つの撮像素子と、
を有して構成されていることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。 - 前記制御部は、前記蛍光が近赤外光であり、前記第１の波長帯域の光が緑色光であり、かつ、前記第２の波長帯域の光が青色光である場合において、前記第１の画像信号を前記第１のチャンネルに割り当てさせ、前記第２の画像信号を前記第２のチャンネルに割り当てさせ、前記第３の画像信号を前記第３のチャンネル及び前記第１のチャンネルに割り当てさせることにより前記観察画像を生成させるための制御を前記観察画像生成部に対して行う
ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
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