JP6389652B2 - 内視鏡 - Google Patents
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Description
本実施形態は、「通常光観察」を行うことができる内視鏡である。ここで、内視鏡とは、狭い閉空間内を観察、撮像、診断するため、細長い挿入部の先端に観察機能を有する観察装置をいう。また、通常光観察とは、太陽光や白色を呈する照明を照射したときの被写体見栄えを画像再現する観察をいう。また、通常光観察の画像を作り出すための照明を通常光照明と呼ぶこととする。
従来、高品質で画像再現性の高い観察は、可視光波長領域全域にわたり波長欠落のないブロードな光を照明光として被写体に照射することが不可欠と考えられてきた。ここで、可視光とは、380nm〜780nmの波長を有している光である。
この内視鏡は、「色素観察法」に用いられることが想定されている。したがって、被写体としては、所定の色素が散布された被写体が想定されている。ここで、所定の色素とは、内視鏡を用いた観察において使用されることを想定している色素であり、医療用内視鏡においては、通常光観察では得られにくい被写体情報を強調して観察する用途に使用される色素のことである。この色素には蛍光色素も含まれる。蛍光色素とは、ある特定の波長を吸収し、その波長とは異なる波長の光を発する色素のことである。また色素は、可視光波長領域内に光吸収波長領域と光透過波長領域のある材料である。また、散布とは、色素を含む液体を被写体に吹きつけることのほかに、被写体に流し込む、被写体内に局注することも含むこととする。
内視鏡はまた、複数の観察モードを切り替える観察モード切替手段42を備えている。ここで、複数の観察モードは、被写体に散布された色素が良く視認される通常光画像を取得できる色素有効観察モードと、被写体に散布された色素が実質的に視認されない通常光画像を取得できる色素無効観察モードを含んでいる。色素有効観察モードと色素無効観察モードはいずれも、被写体に白色光を照射したときの被写体見栄えを実現した像を観察するモードである。観察モード切替手段42は、使用者による観察モードの選択のためのインターフェースも兼ね備えている。
色素有効照明光は、被写体に散布された色素の主な吸収波長領域を外れた波長の光と、被写体に散布された色素の主な吸収波長領域内の波長の光を有している。
インジゴカルミンとトルイジンブルーとクリスタルバイオレット(ピオクタニン)の吸収スペクトルを図3に示す。インジゴカルミンとトルイジンブルーとクリスタルバイオレット(ピオクタニン)は、色素観察法において頻繁に使用される代表的な色素である。図3から分かるように、540nm未満の波長の光と670nm以上の波長の光は、インジゴカルミンとトルイジンブルーとクリスタルバイオレット(ピオクタニン)のいずれに対しても、吸収率が1/2以下である。被写体に散布される色素は、インジゴカルミンとトルイジンブルーとクリスタルバイオレット(ピオクタニン)のいずれかであってよい。この場合、色素有効照明光は、540nm未満の波長の可視光と540nm以上670nm未満の波長の光を有しているとよい。また、色素無効照明光は、540nm未満の波長の可視光を有しており、540nm以上670nm未満の波長の光を有しておらず、その代わりに670nm以上の波長の可視光を有しているとよい。このような色素有効照明光と色素無効照明光であれば、インジゴカルミンとトルイジンブルーとクリスタルバイオレット(ピオクタニン)のいずれが散布された被写体に対する色素観察法においても有効である。
色素有効照明光と色素無効照明光は、複数の狭帯域光を組み合わせた光により構成されていることが望ましい。狭帯域光とは、一つの光源から射出される光の発光スペクトルの半値全幅(FWHM)が50nmを下回る光である。また、色素無効照明光は、色素の主な吸収領域の長波長側と短波長側の両方にそれぞれ一つ以上の可視光の狭帯域光を有しているとよい。さらに、色素の主な吸収領域に最も近い長波長側と短波長側の狭帯域光の波長は、それぞれ、色素の主な吸収領域のなるべく近いとよい。これにより、色素の本来の光学的機能を低減させつつ、色素吸収領域付近の被写体情報を取得することが可能となり、色素無効観察の際の被写体見栄えの違和感を低減することができる。通常光観察を例にとると、一般的にカラー撮像する場合、400nm台を青色領域、500nm台を緑色領域など、100nm毎に、時に少しずつオーバーラップさせながら3種類(3色)の被写体情報を取得することで忠実な色再現を実現している。3色のうちどの色が欠落してしまっても忠実な色再現ができなくなるため、必ず3色それぞれの波長領域に、照明光を構成している光の波長が存在することが望ましい。1色100nmとすると、色素の吸収波長を避けて忠実な色再現を得ようとするとその半分の50nmよりも狭い半値全幅(FWHM)の狭帯域光であることが望ましいことになる。これにより、色素の吸収波長領域に近接した波長の狭帯域光を照明光に含めることができ、色素吸収波長領域付近の被写体情報を、色素を透過して忠実に取得することが可能となる。光源としては、最も半値全幅(FWHM)が狭いレーザが望ましく、レーザであれば、色素吸収波長に近接した波長の狭帯域光を容易に照明光に含ませることできる。また半値全幅(FWHM)が50nm以下の狭帯域光を発生するLED、OLED、または何らかの光源により励起される一部の蛍光体も望ましい光源の一つである。
光源部12内の一つ以上のレーザ14A〜14Fから発せられたレーザ光(狭帯域光)は、光ファイバ16によって導光され、コンバイナ18によって混合されて光源光となる。光源光は、光ファイバ20によってスコープ挿入部22の先端部の光変換部材24まで導光され、光変換部材24によって照明に適した照明光に変えられる。照明光は、スコープ挿入部22の先端から前方に射出される。
通常光観察としての照明光は「白色光」に限らない。白色光を照明した時の見栄えを実現するための照明光は白色光である必要はなく、特に内視鏡など外光のほとんど入らない環境下での観察装置では、白色でない照明光下で撮像し、その情報を白色光照明した時の見栄えに再現処理することは比較的容易である。
色素有効照明光で観察することで生体内の色再現性が高い。
本実施形態は、色素有効観察モード画像と色素無効観察モード画像を同時視認できる「同時観察モード」を有する内視鏡である。
2種類の照明光を交互に切り替えることで色素有効観察モードと色素無効観察モードを実質的に同時に提供することができるため、色素有効観察モード画像と色素無効観察モード画像が同時に得られる。
Claims (11)
- 色素が散布された被写体を観察するための内視鏡であり、
前記色素は、可視光波長領域内に光吸収波長領域と光透過波長領域のある材料であり、
前記内視鏡は、複数の観察モードを切り替える観察モード切替手段を有しており、
前記複数の観察モードは、前記色素が良く視認される画像を取得できる色素有効観察モードと、前記色素が実質的に視認されない画像を取得できる色素無効観察モードを含んでおり、
前記内視鏡は、前記観察モード切替手段による観察モードの切り替えに応じて、複数種類の照明光を選択的に射出可能であり、
前記複数種類の照明光は、前記色素有効観察モードが選択されたときに射出される色素有効照明光と、前記色素無効観察モードが選択されたときに射出される色素無効照明光を含んでいる、内視鏡。 - 前記色素有効照明光は、前記色素の主な吸収波長領域を外れた波長の可視光と、前記色素の主な吸収波長領域内の波長の光を有しており、
前記色素無効照明光は、前記色素の主な吸収波長領域を外れた波長の可視光を有しているが、前記色素の主な吸収波長領域内の波長の光を有していない、請求項1に記載の内視鏡。 - 前記内視鏡は、前記色素有効照明光と前記色素無効照明光を作り出すために、前記観察モード切替手段による観察モードの切り替えに応じて前記照明光の照射スペクトルを変更するスペクトル制御手段をさらに有している、請求項2に記載の内視鏡。
- 前記内視鏡はさらに、光源と、前記光源から発せられた光のスペクトルを適宜変更するスペクトル変更部を有し、前記スペクトル変更部は、前記光源から発せられた光の光路上に選択的に配置され得る複数の光透過窓と、前記複数の光透過窓の少なくとも一つに設けられた前記光源から発せられた光のスペクトルを変更する光学フィルタを備えており、 前記スペクトル制御手段は、前記光源から発せられた光の光路上に配置される前記光透過窓の位置を制御する、請求項3に記載の内視鏡。
- 前記内視鏡は、複数種類の光をそれぞれ発する複数の光源をさらに有しており、
前記スペクトル制御手段は、前記複数の光源の点灯消灯とその出力を制御する、請求項3に記載の内視鏡。 - 前記内視鏡は、前記複数種類の照明光を作り出すための制御条件情報を前記スペクトル制御手段に供給する制御条件記憶手段をさらに有しており、
前記スペクトル制御手段は、前記制御条件記憶手段から供給される制御条件情報に基づいて制御を行う、請求項4または5に記載の内視鏡。 - 前記色素有効観察モードと前記色素無効観察モードは、被写体に白色光を照射したときの被写体見栄えを実現した通常光画像を観察するモードである、請求項6に記載の内視鏡。
- 前記複数種類の照明光は、それぞれ、複数の狭帯域光を組み合わせた光により構成されており、
前記狭帯域光は、一つの光源から射出される光の発光スペクトルの半値全幅(FWHM)が50nmを下回る光である、請求項7に記載の内視鏡。 - 前記色素無効照明光は、前記色素の主な吸収波長領域の長波長側と短波長側の両方にそれぞれ一つ以上の可視光の狭帯域光を有している、請求項8に記載の内視鏡。
- 前記色素は、インジゴカルミン、トルイジンブルー、クリスタルバイオレットのいずれかであり、
前記色素有効照明光は、540nm未満の波長の可視光と、540nm以上670nm未満の波長の光を有しており、
前記色素無効照明光は、540nm以上670nm未満の波長の光を有しておらず、540nm未満の波長成分の可視光と、670nm以上の波長成分の可視光を有している、請求項9に記載の内視鏡。 - 前記色素は、インジゴカルミンであり、
前記色素有効照明光は、555nm未満の波長の可視光と、555nm以上650nm未満の波長の光を有しており、
前記色素無効照明光は、555nm以上650nm未満の波長の光を有しておらず、555nm未満の波長の可視光と、650nm以上の波長の可視光を有している、請求項9に記載の内視鏡。
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