JP6430074B2 - 生体観察システム - Google Patents

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Description

本発明は、生体観察システムに関し、特に、生体組織の観察に用いられる生体観察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、被検体の体腔内に存在する生体組織等の被写体に対して白色光を照射することにより、当該被写体を肉眼で見た場合と略同様の視認性を具備する画像を表示させることが可能な通常観察が従来行われている。
また、医療分野の内視鏡観察においては、例えば、被検体の体腔内に存在する生体組織に対し、当該生体組織に含まれる所定の対象物の特性に応じて帯域制限を施した光である特殊光を照射することにより、当該所定の対象物の視認性が通常観察に比べて向上した画像を表示させることが可能な特殊光観察が従来行われている。
また、医療分野の内視鏡観察においては、前述の通常観察を実施するための動作モードである通常観察モードと、前述の特殊光観察を実施するための動作モードである特殊光観察モードと、を切り替え可能な構成が従来提案されている。
具体的には、例えば、日本国特開２０１２−１６０号公報には、内視鏡装置において、白色光を生体組織に照射して観察を行う通常観察モードと、中心波長４０５ｎｍの狭帯域光を生体組織に照射して観察を行う特殊光観察モードと、を切り替え可能な構成が開示されている。また、日本国特開２０１２−１６０号公報には、ＰＤＤ（光線力学的診断）の一例として、蛍光薬剤であるＩＣＧ（インドシアニングリーン）に対して中心波長７８０ｎｍの励起光を照射した際に発せられる近赤外域の蛍光を観察する手法が開示されている。
ここで、通常観察モードと、ＰＤＤに相当する蛍光観察を実施するための動作モードである蛍光観察モードを含む複数の特殊光観察モードと、を切り替え可能な構成においては、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられる蛍光の退色、及び／または、被検体に投与された蛍光薬剤の動態等を勘案しつつ、各観察モード間の切り替えが行われることが望ましい。また、通常観察モードと、複数の特殊光観察モードと、を切り替え可能な構成においては、各観察モード間の切り替えに係る操作が簡便であることが望ましい。
一方、日本国特開２０１２−１６０号公報には、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられる蛍光の退色、及び／または、被検体に投与された蛍光薬剤の動態等を勘案しつつ、通常観察モードと蛍光観察モードを含む複数の特殊光観察モードとを簡便な操作で切り替え可能とするための構成について特に開示されていない。そのため、日本国特開２０１２−１６０号公報に開示された構成によれば、通常観察と、蛍光観察を含む複数の特殊光観察と、を切り替えつつ手術を行う術者に過度な負担を強い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、通常観察と、蛍光観察を含む複数の特殊光観察と、を切り替えつつ手術を行う術者の負担を軽減することが可能な生体観察システムを提供することを目的としている。
本発明の一態様の生態観察システムは、被検体を照明する照明光として、前記被検体の白色観察画像を取得するための白色観察光と、前記被検体に投与された蛍光薬剤を励起するための励起光と、をそれぞれ発生することが可能な光源部と、前記照明光が照射された前記被検体を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記白色観察光が照射された前記被検体の白色観察画像と、前記撮像部により撮像された前記励起光が照射された被検体の蛍光画像と、をそれぞれ生成する画像生成部と、前記被検体を観察する際の観察モードを、前記白色観察画像を観察画像として表示させる通常観察モードと、前記蛍光画像を用いて生成した観察画像を表示させる蛍光観察モードを含む複数の特殊光観察モードと、のうちのいずれか１つの観察モードに切り替えるための指示を行うためのスイッチと、前記画像生成部が生成した前記蛍光画像に基づいて、前記蛍光薬剤から発せられる蛍光の光量に対応するパラメータを取得するとともに、前記パラメータが前記蛍光の観察が可能である条件を満たすか否かを判定するための判定処理を行う判定部と、前記通常観察モードにおいて前記指示が行われたことを検出した際に、前記判定部により前記パラメータが前記蛍光の観察が可能である条件を満たすと判定された場合に前記蛍光観察モードに切り替えるための動作を行い、前記蛍光の観察が可能である条件を満たさないと判定された場合に前記複数の特殊光観察モードのうちの前記蛍光観察モードとは異なる所定の観察モードに切り替えるための動作を行う制御部と、を有する
実施形態に係る生体観察システムの要部の構成を示す図。 実施形態に係る生体観察システムの具体的な構成の一例を説明するための図。 実施形態に係る内視鏡のカメラユニット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。 実施形態に係る内視鏡のカメラユニットに設けられた撮像素子の感度特性の一例を示す図。 実施形態に係る光源装置から発せられる光の一例を示す図。 実施形態に係る生体観察システムにおいて行われる動作の具体例を説明するためのフローチャート。 図６の動作に加えて行われる動作の一例を説明するための図。 図６の動作に加えて行われる動作の一例を説明するための図。 図６の動作の一部を変更した場合の例を説明するための図。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
図１から図９は、本発明の実施形態に係るものである。
内視鏡装置である生体観察システム１は、例えば、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画像信号を出力するように構成された内視鏡２と、当該被写体に照射される光を内視鏡２に供給するように構成された光源装置３と、内視鏡２から出力される画像信号に基づいて観察画像を生成して出力するように構成されたプロセッサ４と、プロセッサ４から出力される観察画像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、実施形態に係る生体観察システムの要部の構成を示す図である。
内視鏡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、実施形態に係る生体観察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が配置された観察窓（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、撮像部としての機能を具備して構成されている。また、カメラユニット２２は、励起光カットフィルタ２３と、撮像素子２５と、を有して構成されている。また、カメラユニット２２は、プロセッサ４に対して着脱可能な信号コネクタ２９を端部に設けた信号ケーブル２８を有して構成されている。
励起光カットフィルタ２３は、撮像素子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、中心波長が８００ｎｍに設定されたＩＲ光（後述）を遮断する一方で、ＩＲ光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構成されている。図３は、実施形態に係る内視鏡のカメラユニット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。
撮像素子２５は、例えば、カラーＣＭＯＳイメージセンサを具備して構成されている。また、撮像素子２５は、カメラユニット２２の内部において、励起光カットフィルタ２３を透過した光を受光可能な位置に配置されている。また、撮像素子２５は、励起光カットフィルタ２３を透過した光を光電変換して撮像するための複数の画素と、当該複数の画素を２次元状に配置した撮像面上に設けられた原色カラーフィルタと、を具備して構成されている。また、撮像素子２５は、プロセッサ４から出力される撮像素子駆動信号に応じて駆動するように構成されている。また、撮像素子２５は、例えば、図４に例示するような感度特性を具備して構成されている。すなわち、撮像素子２５の撮像面には、後述のＶ光及びＢ光の波長帯域を含む青色域に感度を有する複数のＢ画素と、後述のＧ光の波長帯域を含む緑色域に感度を有する複数のＧ画素と、後述のＡ光、Ｒ光、ＩＲ光及びＦＬ光の波長帯域を含む赤色域〜近赤外域に感度を有する複数のＲ画素と、がそれぞれ設けられている。図４は、実施形態に係る内視鏡のカメラユニットに設けられた撮像素子の感度特性の一例を示す図である。
撮像素子２５は、励起光カットフィルタ２３を透過した光を撮像することにより撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号を信号ケーブル２８が接続されたプロセッサ４へ出力するように構成されている。
光源装置３は、例えば、図２に示すように、発光部３１と、合波器３２と、集光レンズ３３と、光源制御部３４と、を有して構成されている。
発光部３１は、ＬＥＤ（発光ダイオード）３１Ａと、ＬＥＤ３１Ｂと、ＬＥＤ３１Ｃと、ＬＥＤ３１Ｄと、ＬＥＤ３１Ｅと、ＬＤ（レーザダイオード）３１Ｆと、を有して構成されている。
ＬＥＤ３１Ａは、例えば、図５に示すように、中心波長が４１０ｎｍに設定されかつ青色域に属する狭帯域光であるＶ光を発するように構成されている。また、ＬＥＤ３１Ａは、光源制御部３４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、ＬＥＤ３１Ａは、点灯状態において、光源制御部３４の制御に応じた強度のＶ光を発生するように構成されている。図５は、実施形態に係る光源装置から発せられる光の一例を示す図である。
ＬＥＤ３１Ｂは、例えば、図５に示すように、中心波長が４６０ｎｍに設定されかつ青色域に属する狭帯域光であるＢ光を発するように構成されている。また、ＬＥＤ３１Ｂは、光源制御部３４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、ＬＥＤ３１Ｂは、点灯状態において、光源制御部３４の制御に応じた強度のＢ光を発生するように構成されている。
ＬＥＤ３１Ｃは、例えば、図５に示すように、中心波長が５４０ｎｍに設定されかつ緑色域に属する狭帯域光であるＧ光を発するように構成されている。また、ＬＥＤ３１Ｃは、光源制御部３４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、ＬＥＤ３１Ｃは、点灯状態において、光源制御部３４の制御に応じた強度のＧ光を発生するように構成されている。
ＬＥＤ３１Ｄは、例えば、図５に示すように、中心波長が６００ｎｍに設定されかつ赤色域に属する狭帯域光であるＡ光を発するように構成されている。また、ＬＥＤ３１Ｄは、光源制御部３４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、ＬＥＤ３１Ｄは、点灯状態において、光源制御部３４の制御に応じた強度のＡ光を発生するように構成されている。
ＬＥＤ３１Ｅは、例えば、図５に示すように、中心波長が６３０ｎｍに設定されかつ赤色域に属する狭帯域光であるＲ光を発するように構成されている。また、ＬＥＤ３１Ｅは、光源制御部３４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、ＬＥＤ３１Ｅは、点灯状態において、光源制御部３４の制御に応じた強度のＲ光を発生するように構成されている。
ＬＤ３１Ｆは、例えば、図５に示すように、中心波長が８００ｎｍに設定されかつ近赤外域に属する狭帯域光であるＩＲ光を発するように構成されている。また、ＬＤ３１Ｆは、光源制御部３４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、ＬＤ３１Ｆは、点灯状態において、光源制御部３４の制御に応じた強度のＩＲ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、合波器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。
光源制御部３４は、例えば、光源制御回路等を具備して構成されている。また、光源制御部３４は、プロセッサ４から出力されるシステム制御信号に基づき、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。
すなわち、光源装置３は、光源部としての機能を具備し、例えば、発光部３１から同時に発せられたＶ光、Ｂ光、Ｇ光及びＲ光を合波器３２で合波することにより、被検体を照明するための白色光（白色観察光）を発生するように構成されている。また、光源装置３は、後述するように、被検体に投与された蛍光薬剤を励起するための励起光としてＩＲ光を発生するように構成されている。
プロセッサ４は、例えば、図２に示すように、撮像素子駆動部４１と、画像生成部４２と、入力Ｉ／Ｆ（インターフェース）４３と、判定部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から出力されるシステム制御信号に基づき、撮像素子２５を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。
画像生成部４２は、例えば、画像生成回路等を具備して構成されている。また、画像生成部４２は、内視鏡２から出力される撮像信号と、制御部４５から出力されるシステム制御信号と、に基づき、撮像素子２５により撮像された光に応じた画像を生成するように構成されている。また、画像生成部４２は、制御部４５から出力されるシステム制御信号に基づき、撮像素子２５により撮像された蛍光に応じて生成した蛍光画像を判定部４４へ出力するように構成されている。また、画像生成部４２は、制御部４５から出力されるシステム制御信号に基づき、生体観察システム１の観察モードに応じた観察画像を生成して表示装置５へ出力するように構成されている。
入力Ｉ／Ｆ４３は、ユーザの操作に応じた指示等を行うことが可能なスイッチを具備して構成されている。具体的には、入力Ｉ／Ｆ４３は、ユーザの押下に応じ、生体観察システム１による被検体の観察を開始する旨の指示を制御部４５に対して行うことが可能な単一の押しボタンスイッチとして構成された観察開始スイッチＳＡ（以降、単にスイッチＳＡとも称する）を具備している。また、入力Ｉ／Ｆ４３は、ユーザの押下に応じ、生体観察システム１により被検体の観察を行う際の観察モードを、通常観察モード及び複数の特殊光観察モードのうちのいずれか１つの観察モードに切り替えるための指示を行うことが可能な単一の押しボタンスイッチとして構成された観察モード切替スイッチＳＢ（以降、単にスイッチＳＢとも称する）を具備している。また、入力Ｉ／Ｆ４３は、ユーザの押下に応じ、生体観察システム１による被検体の観察を終了する旨の指示を制御部４５に対して行うことが可能な単一の押しボタンスイッチとして構成された観察終了スイッチＳＣ（以降、単にスイッチＳＣとも称する）を具備している。
判定部４４は、例えば、判定回路等を具備して構成されている。また、判定部４４は、画像生成部４２から出力される蛍光画像に基づき、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられる蛍光の光量に対応する所定のパラメータを取得するための処理を行うように構成されている。また、判定部４４は、前述のように取得した所定のパラメータが所定の条件を満たすか否かを判定するための判定処理を行うように構成されている。また、判定部４４は、前述の判定処理により得られた判定結果を制御部４５へ出力するように構成されている。
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、スイッチＳＡの押下に応じた指示が行われたことを検出した際に、生体観察システム１の観察モードを通常観察モードに設定し、当該通常観察モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部３４、撮像素子駆動部４１及び画像生成部４２へ出力するように構成されている。また、制御部４５は、スイッチＳＡの押下に応じた指示を検出した後でスイッチＳＢの押下に応じた指示が行われたことを検出した際に、判定部４４から出力される判定結果等に基づき、生体観察システム１の観察モードを通常観察モード及び複数の特殊光観察モードのうちのいずれか１つの観察モードに設定するための動作を行うように構成されている。また、制御部４５は、前述のように設定した観察モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部３４、撮像素子駆動部４１及び画像生成部４２へ出力するように構成されている。また、制御部４５は、スイッチＳＣの押下に応じた指示が行われたことを検出した際に、内視鏡２への光の供給及び内視鏡２による被写体の撮像を停止させるためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部３４及び撮像素子駆動部４１へ出力する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、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、本実施形態の生体観察システム１の動作等について説明する。なお、以降においては、スイッチＳＢの押下に応じて行われる指示により切り替え可能な複数の特殊光観察モードが、蛍光観察モード及び深部血管観察モードの２つである場合を例に挙げて説明する。また、以降においては、励起光であるＩＲ光の照射により励起されるとともに当該ＩＲ光よりも長波長な近赤外域の蛍光であるＦＬ光を発生するインドシアニングリーン等の蛍光薬剤が被検体に投与された状態において、当該被検体の体腔内に存在する所望の被写体が観察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、生体観察システム１の各部を接続して電源を投入した後、入力Ｉ／Ｆ４３のスイッチＳＡを押下することにより、生体観察システム１による観察を開始する旨の指示を行う。
制御部４５は、入力Ｉ／Ｆ４３のスイッチＳＡの押下に応じた指示が行われたことを検出した際に、生体観察システム１の観察モードを通常観察モードに設定し、当該通常観察モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部３４、撮像素子駆動部４１及び画像生成部４２へ出力する。
光源制御部３４は、制御部４５から出力されるシステム制御信号に基づき、ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ及び３１Ｅを同時に点灯させつつ、ＬＥＤ３１Ｄ及びＬＤ３１Ｆを消灯させるための制御を発光部３１に対して行う。
すなわち、前述のような光源制御部３４の動作によれば、生体観察システム１の観察モードが通常観察モードに設定された際に、Ｖ光、Ｂ光、Ｇ光及びＲ光を合波器３２で合波した白色光（白色観察光）であるＷＬ光が光源装置３から内視鏡２のライトガイド１３に供給されるとともに、当該ＷＬ光が被検体内の所望の被写体に対して照射される。また、生体観察システム１の観察モードが通常観察モードに設定された際には、被写体に対して照射されたＷＬ光の反射光であるＷＲ光が戻り光として対物レンズ１７から入射されるとともに、当該ＷＲ光が励起光カットフィルタ２３を透過して撮像素子２５の撮像面に到達する。なお、本実施形態においては、撮像素子２５が少なくとも可視域から近赤外域に感度を有するモノクロ撮像素子である場合に、光源制御部３４が、白色観察画像を生成するための青色観察画像と緑色観察画像と赤色観察画像とを生成するために、Ｖ光、Ｂ光の照射と、Ｇ光の照射と、Ｒ光の照射とを時分割で行うような制御を発光部３１に対して行うものであってもよい。
撮像素子２５は、励起光カットフィルタ２３を透過したＷＲ光を撮像することにより撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をプロセッサ４へ出力する。
すなわち、前述のような撮像素子２５の動作によれば、励起光カットフィルタ２３を透過したＷＲ光に含まれるＶ光及びＢ光がＢ画素で撮像され、当該ＷＲ光に含まれるＧ光がＧ画素で撮像され、当該ＷＲ光に含まれるＲ光がＲ画素で撮像される。
画像生成部４２は、内視鏡２から出力される撮像信号と、制御部４５から出力されるシステム制御信号と、に基づき、撮像素子２５により撮像されたＷＲ光に応じた通常観察画像を生成する。また、画像生成部４２は、制御部４５から出力されるシステム制御信号に基づき、通常観察画像を観察画像として表示装置５へ出力する。
すなわち、前述のような画像生成部４２の動作によれば、生体観察システム１の観察モードが通常観察モードに設定された際に、例えば、被検体内の生体組織等を肉眼で見た場合と略同様の色調を具備する通常観察画像が観察画像として表示装置５に表示される。
一方、ユーザは、表示装置５に表示される通常観察画像を確認しつつ、挿入部６を被検体内に挿入してゆく。そして、ユーザは、被検体内に存在する所望の被写体の近傍に挿入部６の先端部を配置した状態において、入力Ｉ／Ｆ４３のスイッチＳＢを適宜のタイミングで押下しつつ、当該所望の被写体の観察を行う。
ここで、スイッチＳＢの押下に応じて行われる観察モードの設定に係る動作等の具体例について、図６を参照しつつ説明する。図６は、実施形態に係る生体観察システムにおいて行われる動作の具体例を説明するためのフローチャートである。
制御部４５は、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出するための動作を行う（図６のステップＳ１）。
制御部４５は、図６のステップＳ１において、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出できなかった場合（Ｓ１：ＮＯ）には、現在設定中の観察モードを維持する。また、制御部４５は、図６のステップＳ１において、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出できた場合（Ｓ１：ＹＥＳ）には、現在設定中の観察モードが深部血管観察モードであるか否かに係る判定処理を行う（図６のステップＳ２）。
制御部４５は、図６のステップＳ２において、現在設定中の観察モードが深部血管観察モードであるとの判定結果を得た場合（Ｓ２：ＹＥＳ）には、後述の図６のステップＳ８の処理を続けて行う。また、制御部４５は、図６のステップＳ２において、現在設定中の観察モードが深部血管観察モードではないとの判定結果を得た場合（Ｓ２：ＮＯ）、すなわち、現在設定中の観察モードが通常観察モードまたは蛍光観察モードのいずれかであるとの判定結果を得た場合には、所定の時間ＰＴの間に所定の光量ＰＡの励起光を照射させるためのシステム制御信号を生成して光源制御部３４へ出力する（図６のステップＳ３）。
具体的には、制御部４５は、図６のステップＳ３において、例えば、ＷＬ光と、所定の光量ＰＡのＩＲ光と、を所定の時間ＰＴの間だけ時分割にまたは交互に発生させるためのシステム制御信号を生成して光源制御部３４へ出力する。
また、制御部４５は、図６のステップＳ３の動作に併せ、所定の時間ＰＴの間に生成した蛍光画像を判定部４４へ出力させるためのシステム制御信号を生成して画像生成部４２へ出力する。
そして、以上に述べたような制御部４５の動作によれば、図６のステップＳ３の動作が開始されてから所定の時間ＰＴが経過するまでの間において、ＷＬ光及びＩＲ光が被検体内の所望の被写体に対して時分割にまたは交互に照射されるとともに、当該ＷＬ光の反射光であるＷＲ光と、当該ＩＲ光の照射により励起された蛍光薬剤から発せられる蛍光であるＦＬ光と、当該ＩＲ光の反射光と、が戻り光として対物レンズ１７から順次入射される。また、以上に述べたような制御部４５の動作によれば、図６のステップＳ３の制御が開始されてから所定の時間ＰＴが経過するまでの間において、励起光カットフィルタ２３を透過したＷＲ光及びＦＬ光が撮像素子２５によりそれぞれ撮像され、当該ＷＲ光に応じた通常観察画像及び当該ＦＬ光に応じた蛍光画像が画像生成部４２によりそれぞれ生成され、当該蛍光画像が判定部４４へ出力される。
判定部４４は、図６のステップＳ３の動作が開始されてから所定の時間ＰＴが経過するまでの間に画像生成部４２から出力される蛍光画像に基づき、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられるＦＬ光（蛍光）の光量に対応する所定のパラメータとして、当該蛍光画像の平均輝度値ＡＶＦを取得するための処理を行う。そして、判定部４４は、前述のように取得した平均輝度値ＡＶＦが所定の閾値ＴＨＡ以上であるか否かに係る判定処理を行う（図６のステップＳ４）とともに、当該判定処理により得られた判定結果を制御部４５へ出力する。すなわち、判定部４４は、図６のステップＳ４において、蛍光画像の平均輝度値ＡＶＦが蛍光の観察が可能である条件を満たすか否かを判定するための判定処理を行っている。
制御部４５は、判定部４４から出力される判定結果に基づき、平均輝度値ＡＶＦが所定の閾値ＴＨＡ以上であるとの判定結果が得られた場合（Ｓ４：ＹＥＳ）には、生体観察システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定し（図６のステップＳ５）、当該蛍光観察モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部３４、撮像素子駆動部４１及び画像生成部４２へ出力する。すなわち、制御部４５は、判定部４４から出力される判定結果に基づき、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられるＦＬ光の観察が可能であることを示す判定結果が得られた場合には、生体観察システム１の観察モードを蛍光観察モードに切り替えるための動作を行う。
光源制御部３４は、制御部４５から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、ＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ及び３１Ｅを点灯させつつＬＥＤ３１Ｄ及びＬＤ３１Ｆを消灯させるための制御と、ＬＥＤ３１Ａ〜３１Ｅを消灯させつつＬＤ３１Ｆを点灯させるための制御と、を発光部３１に対して交互に行う。
すなわち、前述のような光源制御部３４の動作によれば、生体観察システム１の観察モードが蛍光観察モードに設定された際に、ＷＬ光及びＩＲ光が光源装置３から内視鏡２のライトガイド１３に時分割にまたは交互に供給されるとともに、当該ＷＬ光及び当該ＩＲ光が被検体内の所望の被写体に対して時分割にまたは交互に照射される。また、生体観察システム１の観察モードが蛍光観察モードに設定された際には、ＷＲ光と、ＦＬ光と、ＩＲ光の反射光と、が戻り光として対物レンズ１７から入射されるとともに、当該ＷＲ光及び当該ＦＬ光が励起光カットフィルタ２３を透過して撮像素子２５の撮像面に順次到達する。
なお、本実施形態においては、蛍光観察モード時に光源装置３から内視鏡２に供給されるＩＲ光の光量が、所定の光量ＰＡとは異なっていてもよく、または、所定の光量ＰＡと同じであってもよい。
撮像素子２５は、励起光カットフィルタ２３を透過したＷＲ光及びＦＬ光をそれぞれ撮像することにより撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をプロセッサ４へ出力する。
すなわち、前述のような撮像素子２５の動作によれば、励起光カットフィルタ２３を透過したＷＲ光に含まれるＶ光及びＢ光がＢ画素で撮像され、当該ＷＲ光に含まれるＧ光がＧ画素で撮像され、当該ＷＲ光に含まれるＲ光がＲ画素で撮像される。また、前述のような撮像素子２５の動作によれば、励起光カットフィルタ２３を透過したＦＬ光がＲ画素で撮像される。
画像生成部４２は、内視鏡２から出力される撮像信号と、制御部４５から出力されるシステム制御信号と、に基づき、撮像素子２５により撮像されたＷＲ光に応じた通常観察画像と、撮像素子２５により撮像されたＦＬ光に応じた蛍光画像と、をそれぞれ生成する。また、制御部４５から出力されるシステム制御信号に基づき、通常観察画像及び蛍光画像を用いて観察画像を生成するとともに、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力する。
すなわち、前述のような画像生成部４２の動作によれば、生体観察システム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、被検体内の病変部に集積した蛍光薬剤から発せられるＦＬ光の発生箇所を示す情報が通常観察画像に対して付加（重畳）された画像が観察画像として表示装置５に表示される。
なお、本実施形態によれば、蛍光画像を用いた観察画像が蛍光観察モードにおいて生成及び表示される限りにおいては、前述のものとは異なる観察画像が蛍光観察モードにおいて生成及び表示されるようにしてもよい。
一方、制御部４５は、判定部４４から出力される判定結果に基づき、平均輝度値ＡＶＦが所定の閾値ＴＨＡ未満であるとの判定結果が得られた場合（Ｓ４：ＮＯ）には、生体観察システム１の観察モードを深部血管観察モードに設定し（図６のステップＳ６）、当該深部血管観察モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部３４、撮像素子駆動部４１及び画像生成部４２へ出力する。すなわち、制御部４５は、判定部４４から出力される判定結果に基づき、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられるＦＬ光の観察が不可能であることを示す判定結果が得られた場合には、生体観察システム１の観察モードを深部血管観察モードに切り替えるための動作を行う。
光源制御部３４は、制御部４５から出力されるシステム制御信号に基づき、ＬＥＤ３１Ｂ及びＬＥＤ３１Ｅを点灯させつつＬＥＤ３１Ａ、３１Ｃ、３１Ｄ及びＬＤ３１Ｆを消灯させるための制御と、ＬＥＤ３１Ｄを点灯させつつＬＥＤ３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｅ及びＬＤ３１Ｆを消灯させるための制御と、を発光部３１に対して交互に行う。
すなわち、前述のような光源制御部３４の動作によれば、生体観察システム１の観察モードが深部血管観察モードに設定された際に、Ｂ光及びＲ光を合波器３２で合波した混合光であるＭＬ光と、Ａ光と、が光源装置３から内視鏡２のライトガイド１３に時分割にまたは交互に供給されるとともに、当該ＭＬ光及び当該Ａ光が被検体内の所望の被写体に対して時分割にまたは交互に照射される。また、生体観察システム１の観察モードが深部血管観察モードに設定された際には、被写体に対して照射されたＭＬ光の反射光であるＭＲ光と、当該被写体に対して照射されたＡ光の反射光であるＡＲ光と、が戻り光として対物レンズ１７から入射されるとともに、当該ＭＲ光及び当該ＡＲ光が励起光カットフィルタ２３を透過して撮像素子２５の撮像面に順次到達する。
撮像素子２５は、励起光カットフィルタ２３を透過したＭＲ光及びＡＲ光をそれぞれ撮像することにより撮像信号を生成し、当該生成した撮像信号をプロセッサ４へ出力する。
すなわち、前述のような撮像素子２５の動作によれば、励起光カットフィルタ２３を透過したＭＲ光に含まれるＢ光がＢ画素で撮像され、当該ＭＲ光に含まれるＲ光がＲ画素で撮像される。また、前述のような撮像素子２５の動作によれば、励起光カットフィルタ２３を透過したＡＲ光がＲ画素で撮像される。
画像生成部４２は、内視鏡２から出力される撮像信号と、制御部４５から出力されるシステム制御信号と、に基づき、撮像素子２５により撮像されたＭＲ光に含まれるＢ光に応じた青色光画像と、当該ＭＲ光に含まれるＲ光に応じた赤色光画像と、撮像素子２５により撮像されたＡＲ光に応じた琥珀色光画像と、をそれぞれ生成する。また、画像生成部４２は、制御部４５から出力されるシステム制御信号に基づき、青色光画像、琥珀色光画像及び赤色光画像を用いて観察画像を生成するとともに、当該生成した観察画像を表示装置５へ出力する。
すなわち、前述のような画像生成部４２の動作によれば、生体観察システム１の観察モードが深部血管観察モードに設定された際に、例えば、被検体内の所望の被写体の深部に存在する太径の血管が強調された画像が観察画像として表示装置５に表示される。
制御部４５は、図６のステップＳ６の動作を完了した後に、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出するための動作を行う（図６のステップＳ７）。
制御部４５は、図６のステップＳ７において、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出できなかった場合（Ｓ７：ＮＯ）には、図６のステップＳ６の動作により設定した深部血管観察モードを維持する。また、また、制御部４５は、図６のステップＳ７において、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出できた場合（Ｓ７：ＹＥＳ）には、生体観察システム１の観察モードを通常観察モードに設定し（図６のステップＳ８）、当該通常観察モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部３４、撮像素子駆動部４１及び画像生成部４２へ出力する。
そして、制御部４５は、スイッチＳＡが押下されてからスイッチＳＣが押下されるまでの期間において、図６の一連の動作を繰り返し行うことにより、生体観察システム１の観察モードを通常観察モード、蛍光観察モード及び深部血管観察モードのうちのいずれか１つの観察モードに設定する。
以上に述べたように、本実施形態によれば、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられる蛍光の観察が不可能であると判定された場合において、生体観察システム１の観察モードが蛍光観察モードに切り替わらないようにしている。すなわち、本実施形態によれば、例えば、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられる蛍光が略退色し尽くした場合、及び／または、当該蛍光薬剤が代謝を経て略排泄された場合において、生体観察システム１の観察モードが蛍光観察モードに切り替わらないようにしている。また、以上に述べたように、本実施形態によれば、通常観察モード、蛍光観察モード及び深部血管観察モードの３つの観察モード間の切り替えを、単一のスイッチＳＢの押下により行うことができるようにしている。従って、本実施形態によれば、通常観察と、蛍光観察を含む複数の特殊光観察と、を切り替えつつ手術を行う術者の負担を軽減することができる。
なお、本実施形態においては、例えば、生体観察システム１の観察モードが通常観察モードに設定されている場合に、制御部４５が、ＷＬ光と所定の光量ＰＡのＩＲ光とを時分割にまたは交互に発生させるためのシステム制御信号を生成して光源制御部３４へ出力するとともに、内視鏡２から出力される撮像信号に基づいて生成した蛍光画像を判定部４４へ出力させつつ、内視鏡２から出力される撮像信号に基づいて生成した通常観察画像を表示装置５へ出力させるためのシステム制御信号を生成して画像生成部４２へ出力するようにしてもよい。そして、このような制御部４５の動作によれば、生体観察システム１の観察モードが通常観察モードに設定されている場合に、通常観察画像を観察画像として表示装置５に表示させつつ、判定部４４による所定のパラメータの取得に係る処理及び当該所定のパラメータに基づく判定処理をバックグラウンドで常時行わせることができる。
また、本実施形態においては、例えば、判定部４４が、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられるＦＬ光（蛍光）の光量に対応する所定のパラメータとして、図６のステップＳ３の動作が開始されてから所定の時間ＰＴが経過するまでの間に画像生成部４２から出力される蛍光画像に含まれる所定の輝度値ＰＢ以上の画素数を取得するとともに、当該取得した画素数に応じた判定処理を行うようにしてもよい。また、このような場合において、例えば、制御部４５が、所定の輝度値ＰＢ以上の画素数が所定の閾値ＴＨＢ以上であるとの判定結果が得られた場合に生体観察システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定し、かつ、所定の輝度値ＰＢ以上の画素数が所定の閾値ＴＨＢ未満であるとの判定結果が得られた場合に生体観察システム１の観察モードを深部血管観察モードに設定するようにしてもよい。または、前述のような場合において、例えば、制御部４５が、所定の輝度値ＰＢ以上の画素が１つ以上存在するとの判定結果が得られた場合に生体観察システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定し、かつ、所定の輝度値ＰＢ以上の画素が存在しないとの判定結果が得られた場合に生体観察システム１の観察モードを深部血管観察モードに設定するようにしてもよい。
また、本実施形態の制御部４５は、図６のステップＳ５に係る動作を完了した後に、例えば、図７のステップＳ７１に係る動作をさらに行うものであってもよい。このような制御部４５の動作の具体例について、以下に説明する。以降においては、簡単のため、既述の構成または動作等を適用可能な部分に関する具体的な説明を適宜省略するものとする。図７は、図６の動作に加えて行われる動作の一例を説明するための図である。
制御部４５は、図６のステップＳ５に係る動作を完了した後に、すなわち、生体観察システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定した後に、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出するための動作を行う（図７のステップＳ７１）。
制御部４５は、図７のステップＳ７１において、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出できなかった場合（Ｓ７１：ＮＯ）には、図６のステップＳ５に係る動作により設定した蛍光観察モードを維持する。また、制御部４５は、図７のステップＳ７１において、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出できた場合（Ｓ７１：ＹＥＳ）には、図６のステップＳ６と同様の動作を続けて行う。
そして、以上に述べたような、図７のステップＳ７１に係る動作が行われた場合には、例えば、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられる蛍光が退色し尽くす前の所望のタイミングにおいて、生体観察システム１の観察モードを蛍光観察モードから深部血管観察モードへ切り替えることができる。
また、本実施形態の制御部４５は、例えば、図６の一連の動作において、図８のステップＳ８１〜ステップＳ８４に係る動作をさらに行うものであってもよい。このような制御部４５の動作の具体例について、以下に説明する。図８は、図６の動作に加えて行われる動作の一例を説明するための図である。
制御部４５は、図６のステップＳ２の判定処理により、現在設定中の観察モードが深部血管観察モードではないとの判定結果を得た場合に、さらに、フラグＦＡがオンであるか否かに係る判定処理を行う（図８のステップＳ８１）。
なお、フラグＦＡは、例えば、プロセッサ４に設けられた図示しないメモリに格納されている情報または値であるものとする。また、フラグＦＡは、例えば、スイッチＳＡが押下された直後に（すなわち図６のステップＳ１の動作が行われるより前に）オフに設定されるとともに、生体観察システム１の観察モードを蛍光観察モードに切り替えるための動作が行われた場合にオンに設定されるものとする。
制御部４５は、図８のステップＳ８１の判定処理により、フラグＦＡがオフであるとの判定結果を得た場合（Ｓ８１：ＮＯ）には、図６のステップＳ３と同様の動作を続けて行う。また、制御部４５は、図８のステップＳ８１の判定処理により、フラグＦＡがオンであるとの判定結果を得た場合（Ｓ８１：ＹＥＳ）には、図６のステップＳ６と同様の動作を続けて行う。すなわち、このような制御部４５の動作によれば、例えば、スイッチＳＢの押下に応じて通常観察モードから蛍光観察モードへ切り替えられた後に、通常観察モードにおいて再度スイッチＳＢが押下された場合には、蛍光の光量に対応する所定のパラメータに関係なく、生体観察システム１の観察モードが深部血管観察モードに切り替わる。
制御部４５は、図６のステップＳ４を経て判定部４４から出力される判定結果に基づき、平均輝度値ＡＶＦが所定の閾値ＴＨＡ以上であるとの判定結果が得られた場合（Ｓ４：ＹＥＳ）には、フラグＦＡをオンに設定した（図８のステップＳ８２）後、図６のステップＳ５と同様の動作を続けて行う。また、制御部４５は、図６のステップＳ４を経て判定部４４から出力される判定結果に基づき、平均輝度値ＡＶＦが所定の閾値ＴＨＡ未満であるとの判定結果が得られた場合（Ｓ４：ＮＯ）には、図６のステップＳ６と同様の動作を続けて行う。
制御部４５は、図６のステップＳ５に係る動作を完了した後に、すなわち、フラグＦＡをオンに設定しかつ生体観察システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定した後に、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出するための動作を行う（図８のステップＳ８３）。
制御部４５は、図８のステップＳ８３において、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出できなかった場合（Ｓ８３：ＮＯ）には、図６のステップＳ５に係る動作により設定した蛍光観察モードを維持する。また、制御部４５は、図８のステップＳ８３において、スイッチＳＢの押下に応じた指示を検出できた場合（Ｓ８３：ＹＥＳ）には、生体観察システム１の観察モードを通常観察モードに設定し（図８のステップＳ８４）、当該通常観察モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成し、当該生成したシステム制御信号を光源制御部３４、撮像素子駆動部４１及び画像生成部４２へ出力する。
すなわち、以上に述べたような動作によれば、制御部４５は、通常観察モードから蛍光観察モードへの切り替えを行った後でスイッチＳＢの押下に応じた指示が行われたことを検出した際に、現在の観察モードを通常観察モード及び深部血管観察モードのうちのいずれか一方の観察モードに切り替える。
そして、以上に述べたような、図８のステップＳ８１〜ステップＳ８４に係る動作が行われた場合には、スイッチＳＡが押下されてからスイッチＳＣが押下されるまでの期間における通常観察モードから蛍光観察モードへの切り替えを１回までに制限することができるため、スイッチＳＢの押下に応じて生体観察システム１の観察モードを効率的に切り替えることができる。
また、本実施形態によれば、例えば、図９に示すように、制御部４５が図６のステップＳ５に係る動作を完了してから一定期間が経過する毎に、図６のステップＳ３及びステップＳ４に係る動作が行われるようにしてもよい。図９は、図６の動作の一部を変更した場合の例を説明するための図である。
換言すると、本実施形態の制御部４５は、生体観察システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定した際に、判定部４４により得られた判定結果に基づき、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられるＦＬ光の観察が可能であることを示す判定結果が得られた場合には蛍光観察モードを維持し、当該ＦＬ光の観察が不可能であることを示す判定結果が得られた場合には深部血管観察モードに切り替えるための動作を行うようにしてもよい。
そして、以上に述べたような動作が行われた場合には、例えば、被検体に投与された蛍光薬剤から発せられる蛍光が退色し尽くした際に、スイッチＳＢの押下に応じた指示が行われずとも、生体観察システム１の観察モードを蛍光観察モードから深部血管観察モードに切り替えることができる。
本発明は、上述した実施形態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、２０１６年１１月１日に日本国に出願された特願２０１６−２１４５６３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 (9)

  1. 被検体を照明する照明光として、前記被検体の白色観察画像を取得するための白色観察光と、前記被検体に投与された蛍光薬剤を励起するための励起光と、をそれぞれ発生することが可能な光源部と、
    前記照明光が照射された前記被検体を撮像する撮像部と、
    前記撮像部により撮像された前記白色観察光が照射された前記被検体の白色観察画像と、前記撮像部により撮像された前記励起光が照射された被検体の蛍光画像と、をそれぞれ生成する画像生成部と、
    前記被検体を観察する際の観察モードを、前記白色観察画像を観察画像として表示させる通常観察モードと、前記蛍光画像を用いて生成した観察画像を表示させる蛍光観察モードを含む複数の特殊光観察モードと、のうちのいずれか１つの観察モードに切り替えるための指示を行うためのスイッチと、
    前記画像生成部が生成した前記蛍光画像に基づいて、前記蛍光薬剤から発せられる蛍光の光量に対応するパラメータを取得するとともに、前記パラメータが前記蛍光の観察が可能である条件を満たすか否かを判定するための判定処理を行う判定部と、
    前記通常観察モードにおいて前記指示が行われたことを検出した際に、前記判定部により前記パラメータが前記蛍光の観察が可能である条件を満たすと判定された場合に前記蛍光観察モードに切り替えるための動作を行い、前記蛍光の観察が可能である条件を満たさないと判定された場合に前記複数の特殊光観察モードのうちの前記蛍光観察モードとは異なる所定の観察モードに切り替えるための動作を行う制御部と、
    を有することを特徴とする生体観察システム。
  2. 前記制御部は、前記蛍光観察モードにおいて前記指示が行われたことを検出した際に、前記所定の観察モードに切り替えるための動作を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
  3. 前記制御部は、前記通常観察モードから前記蛍光観察モードへの切り替えを行った後で前記指示が行われたことを検出した際に、現在の観察モードを前記通常観察モード及び前記所定の観察モードのうちのいずれか一方の観察モードに切り替えるための動作を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
  4. 前記制御部は、前記通常観察モードから前記蛍光観察モードへの切り替えを行った後で、さらに前記通常観察モードへの切り替えが行われ、前記通常観察モード時に前記指示が行われたことを検出した際に、現在の観察モードを前記パラメータによらずに前記通常観察モードから前記所定の観察モードに切り替えるための動作を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
  5. 前記制御部は、前記蛍光観察モードにおいて、前記判定部により前記蛍光の観察が可能である条件を満たすと判定された場合に前記蛍光観察モードを維持し、前記蛍光の観察が可能である条件を満たさないと判定された場合に前記所定の観察モードに切り替えるための動作を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
  6. 前記制御部は、前記通常観察モードまたは前記蛍光観察モードにおいて前記指示が行われたことを検出した際に、所定の時間の間に所定の光量の前記励起光を照射させるための動作を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
  7. 前記判定部は、前記パラメータとして前記蛍光画像の平均輝度値を取得するとともに、前記平均輝度値が所定の閾値以上であるか否かを判定するための判定処理を行い、
    前記制御部は、前記パラメータが所定の閾値以上であると判定された場合に前記蛍光観察モードに切り替えるための動作を行い、前記パラメータが所定の閾値以下であると判定された場合に前記複数の特殊光観察モードのうちの前記蛍光観察モードとは異なる所定の観察モードに切り替えるための動作を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
  8. 前記判定部は、前記パラメータとして前記蛍光画像に含まれる所定の輝度値以上の画素数を取得するとともに、前記画素数が所定の閾値以上であるか否かを判定するための判定処理を行い、
    前記制御部は、前記パラメータが所定の閾値以上であると判定された場合に前記蛍光観察モードに切り替えるための動作を行い、前記パラメータが所定の閾値以下であると判定された場合に前記複数の特殊光観察モードのうちの前記蛍光観察モードとは異なる所定の観察モードに切り替えるための動作を行う
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
  9. 前記特殊光観察モードは、前記被検体の所定の対象物の特性に応じて帯域制限を施した光である特殊光を照射することにより、前記所定の対象物が強調された画像を表示させることを可能とする観察モードである
    ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。
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