JPH01136629A - 蛍光観察用内視鏡装置 - Google Patents

蛍光観察用内視鏡装置

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JPH01136629A
JPH01136629A JP62296721A JP29672187A JPH01136629A JP H01136629 A JPH01136629 A JP H01136629A JP 62296721 A JP62296721 A JP 62296721A JP 29672187 A JP29672187 A JP 29672187A JP H01136629 A JPH01136629 A JP H01136629A
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JP
Japan
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filter
excitation light
fluorescence
observation
light
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JP62296721A
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Akira Takano
明 高野
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、通常観察と蛍光観察とが可能な蛍光観察用内
視鏡装置に関する。
[従来の技術と発明が解決しようとする問題点]近年、
体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、体腔内臓
器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネル内に挿
通した処置具を用いて各種治療処置のできる内視鏡が広
く利用されている。
ところで、例えば特開昭62−1145.4.3号公報
に示されるように、HpD(ヘマトポルフィリン誘導体
)等の腫瘍親和性のある薬品を被検体に投与し、ある特
定の波長の光を照射すると、腫瘍に取り込まれた前記薬
品が蛍光を発Jることが報告されており、経内視鏡的に
この蛍光を観察することにより、腫瘍の有無や位置を発
見することができる。
このような蛍光観察を行う場合、励起用光源としては、
各種レーザ光源が用いられることが多い。
また、通常観察用の光源を利用する場合には、特定の波
長のみを選択的に透過する干渉フィルタ等を用いて照明
することが行われている。
しかしながら、励起用光源にレーデ光源を用いる場合に
は、装置が大型化、高コスト化するという問題点があり
、干渉フィルタ等を用いる場合には、励起光の光量が減
少してしまい効率が悪いという問題点がある。
一方、近年、例えば、特開昭60−181720号公報
や特開昭61−113428号公報に示されるように、
細長の挿入部先端部にCOD等の固体撮像素子を組込ん
だ電子内視鏡による蛍光観察も幾つか提案されている。
しかしながら、前者は、撮像光学系のフィルタの透過特
性の波長領域が、紫外、可視、赤外に分割されているが
、分割された各波長領域が広すぎるため、前述のような
蛍光物質を用いた蛍光観察には適していない。すなわち
、蛍光は微弱であるため、観察波長領域が広く蛍光以外
に励起光が固体撮像素子に入射すると蛍光の識別が困難
になってしまう。また、後者は、レーザ光源を必要とす
ると共に、蛍光を取り込み中は、励起光を遮断するため
、観察位置がずれる虞がある。
[発明の目的] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、通常
観察と蛍光観察とが可能であると共に、レーザ光源等の
特別な装置を必要とせずに従来の光源を使用でき、蛍光
観察を容易に、且つ効率良く行うことができるようにし
た蛍光観察用内視鏡装置を提供することを目的としてい
る。
[問題点を解決するための手段] 本発明の蛍光観察用内視鏡装置は、互いに異なる波長領
域の光を透過可能で、照明光路中に順次介装される複数
の構成要素フィルタを有するフィルタ手段を備えた照明
手段と、面順次式の撮像手段を備えた内視鏡と、前記撮
像手段からの信号を画像化する映像信号処理手段とを具
備した内視鏡装置において、フィルタ手段の構成要素フ
ィルタのうち励起光成分を透過するフィルタが照明光路
中に介装される位置で、フィルタ手段を固定可能なフィ
ルタ固定手段と、被写体と前記撮像手段との間に挿脱自
在に設けられ、励起光による被写体からの蛍光を透過す
ると共に、その他の励起光を遮蔽する励起光遮蔽手段と
、前記フィルタ手段の各フィルタを照明光路中に順次介
装すると共に、前記励起光遮蔽手段を被写体と前記撮像
手段との間から退避させて観察する通常観察と励起光成
分を透過するフィルタが照明光路中に介装される位置で
前記フィルタ手段を固定すると共に、前記励起光遮蔽手
段を被写体と前記1lii像手段との間に介装して観察
する蛍光観察とに切換える切換手段とを設けたものであ
る。
[作用] 本発明では、切換手段によって通常観察を選択すると、
フィルタ手段の各フィルタが照明光路中に順次介装され
る共に、励起光遮蔽手段が被写体と前記撮像手段どの間
から退避され、通常の面順次照明光よるカラー画像が得
られる。一方、切換手段によって蛍光観察を選択すると
、励起光成分を透過するフィルタが照明光路中に介装さ
れる位置でフィルタ手段が固定される共に、励起光遮蔽
手段が被写体と前記撮像手段との間に介装される。
その結果、被写体に励起光が照射されると共に、この励
起光によって被写体から蛍光が発せられた場合には、前
記励起光遮蔽手段によって、励起光の被写体からの反射
光が遮蔽され、この励起光遮蔽手段を透過した蛍光のみ
が、撮像手段によって観察される。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図ないし第7図は本発明の一実施例に係り、第1図
は蛍光観察用内視鏡装置の構成を示すブロック図、第2
図は映像信号処理部の構成を示すブロック図、第3図は
回転フィルタの斜視図、第4図は回転フィルタの各フィ
ルタの分光透過特性を示す説明図、第5図は励起光吸収
フィルタの分光透過特性を示す説明図、第6図は本実施
例の動作を説明するためのタイミングチャート、第7図
は蛍光観察用内視鏡装置の全体を示す側面図である。
第7図に示ずにうに、本実施例の蛍光観察用内視鏡装置
は、内視鏡1と、この内視鏡1が接続される電光源ユニ
ット6と、この電光源ユニット6に接続されるモニタ7
とを備えている。
前記内視鏡1は、細長で例えば可撓性の挿入部2の後端
に大径の操作部3が連設されている。前記操作部3の後
端部からは側方に可撓性のユニバーサルコード4が延設
され、このユニバーサルコード4の先端部にコネクタ5
が設けられている。
前記内視鏡1は、前記コネクタ5を介して、前記電光源
ユニット6に接続されるようになっている。
前記挿入部2の先端側には、硬性の先端部9及びこの先
端部9に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部10が順次
設けられている。また、前記操作部3に設けられた湾曲
操作ノブ11を回動操作することによって、前記湾曲部
10を上下/左右方向に湾曲できるようになっている。
第1図に示すように、前記内視鏡1の先端部9には、対
物レンズ系21と、配光レンズ22が配設されている。
前記対物レンズ系21の結像位置には、固体撮像素子、
例えばC0D23が配設されている。このC0D23に
は、信号線24,25が接続され、この信号線24.2
5は、前記挿入部2.操作部3及びユニバーサルコード
4内に挿通されて前記コネクタ5に接続されている。ま
た、前記対物レンズ系21とC0D23との間には、バ
イメタル、ピエゾ素子等の可動手段26に連結された励
起光吸収フィルタ27が、観察光路に挿脱自在に設けら
れている。この励起光吸収フィルタ27は、第5図に示
すように、略500nm以下の波長の光を吸収するもの
、例えばラッテンフィルタNo、12(コダック社の商
品名)が用いられている。前記可動手段26には、信号
線28が接続され、この信号線28は、前記挿入部2、
操作部3及びユニバーサルコード4内に挿通されて前記
コネクタ5に接続されている。
また、前記配光レンズ22の後端側には、ライトガイド
29が連設されている。このライトガイド29は、前記
挿入部2.操作部3及びユニバーサルコード4内に挿通
されて前記コネクタ5に接続されている。
一方、前記電光源ユニット7は、光源部31及び映像信
号処理部32とで構成されている。前記光源部31は、
キセノン(Xe)ランプ等の照明用ランプ33を備え、
この照明用ランプ33から出射された光は、集光レンズ
34で集光されて、前記内視鏡1のライトガイド2つの
入射端に入射するようになっている。前記照明用ランプ
33と集光レンズ340間には、モータ35によって回
転される回転フィルタ36と、揺動手段37によって照
明光路に挿脱されるチョッパ38とが配設されている。
前記モータ35は、制御回路40によって制御されるモ
ータドライバ3つによって駆動されるようになっている
。また、前記揺動手段37は、前記制御回路40によっ
て制御されるドライム41によって駆動されるようにな
っている。
第3図に示すように、前記回転フィルタ36は、円板状
の枠体43に、赤(R)透過フィルタ44R2緑(G)
透過フィルタ44G、青(B)透過フィルタ44Bの3
種の異なる透過特性を有するフィルタが、周方向に配列
されている。また、各フィルタ44.R,44G、4.
4Bの間には遮光部が設けられている。そして、前記モ
ータ35を回転ざぜることにより、前記フィルタ44R
,44G、44Bが、照明用ランプ33の照明光路中に
順次介装されるようになっている。尚、前記各フィルタ
44R,44G、44Bの透過特性は、第4図に示Jよ
うになっている。また、前記回転フィルタ36の枠体4
3を挟んで対向する位置には、発光索子45とフォトセ
ンサ46とが配設され、照明光路上に青透過フィルタ4
4Bが位置したときに、前記発光索子45とフォトセン
サ46の間に位置するJ、うに、前記枠体43に小径の
開口部47が設(プられており、これら発光素子45.
フォトセンサ46及び開口部47によって、フィル= 
10− タ44Bの位置を検出するフィルタ位置検出手段が形成
されている。前記フォトセンサ46の検知出力は、前記
制御回路40に入力されるようになっている。更に、前
記回転フィルタ36を固定づるフィルタ位置固定手段5
0が設けられている。
このフィルタ位置固定手段50は、前記制御回路40に
よって制御されるドライバ51によって駆動され、前記
フィルタ位置検出手段によって検知される、照明光路上
にフィルタ44Bが位置した状態で、前記回転フィルタ
36を固定するようになっている。
また、前記内視鏡1の可動手段26に接続された信号線
28は、前記制御回路40に接続され、前記可動手段2
6は、この制御回路40によって制御されるにうになっ
ている。
また、前記電光源ユニット7の外部には、通常観察と蛍
光観察とに観察方式を切換える切換手段55が設けられ
、前記制御回路40は、この切換手段55の切換に対応
して、モータドライバ39゜ドライバ41.ドライバ5
1.可動手段26の動作を切換えるようになっている。
また、発光素子45は、前記切換手段55に接続され、
蛍光観察が選択された時に発光するようになっている。
一方、前記映像信号処理部32は、第2図に示すように
構成されている。
すなわち、前記内視鏡1のC0D23に信号線24を介
して駆動パルスを印加づ゛るドライバ61が設(プられ
、このドライバ61によって駆動され、読出されたC0
D23の出力信号は、信号線25を介して映像信号処理
部32内のアンプ62に入力され増幅された後、プロセ
ッサ63に入)jされ、γ補正等の信号処理が施される
ようになっている。
このプロセッサ63の出力信号は、A/Dコンバータ6
4にてデジタル信号に変換され、制御回路70によって
切換えられる4出力端を有するセレクタ65によって、
4つのメモリ(フレームメモリ>66R,66G、66
B、66Fに選択的に記憶されるようになっている。尚
、メモリ66R166G、66Bには、それぞれ、R,
G、Bの各照明光に対応して撮像した信号が記憶され、
メモ= 12− リ66Fには、生体からの蛍光(「)を撮像した信号が
記憶されるようになっている。前記メモリ66R,66
G、66Bは、同時に読出され、この読出されたR、G
、B信号は、D/A]ンバータ67にてアナログ信号に
変換され、セレクタ68に入ツノされるようになってい
る。一方、メモリ66Fから読出された信号Fは、D、
/ Aコンバータ67にてアナログ信号に変換された後
、分配回路69に入力され、ここでR,’G、B信号に
対応する3信号Fl、 F 2. F 3に3分割され
、前記セレクタ68に入力されるようになっている。前
記セレクタ68は、前記R,G、B信号またはFl、 
F 2. F 3信号を選択的に、N T−S Cエン
コーダ71に出力し、このNTSCエンコーダ71によ
って、複合映像信号が生成され、この映像信号が、モニ
タ7に入力され、このモニタ7に、通常のカラー画像に
よる被写体像または蛍光像が表示されるようになってい
る。
尚、前記ドライバ61は、システム全体のタイミングを
生成するタイミングジェネレータ72に接続され、シス
テム全体のタイミングと同期するようになっている。
また、前記制御回路70は、前記セレクタ65の他に、
ドライバ61.アンプ62.D/Aコンバータ67、セ
レクタ68の動作を制御するようになっている。また、
前記制御回路70は、光源部31の制御回路40によっ
て制御され、前記切換手段55の切換に対応して、前記
ドライバ61゜アンプ62.セレクタ65.D/Aコン
バータ67、セレクタ68の動作を切換えるようになっ
ている。
次に、第6図を参照して、本実施例の動作について説明
する。
生体に蛍光物質の一種であるフルオレラセンを適量投与
し、励起光として500nm以上の波長の光の光を照射
すると、血流部が525nmの蛍光を発することが知ら
れており、本実施例では、蛍光物質として、このフルオ
レラセンを利用している。
切換手段55によって通常観察を選択すると、第6図(
a)に示すように、前記切換手段55より標準光パルス
が光源部31内の制御回路40に入力される。この制御
回路40は、前記標準光パルスに対応して、光源部31
内のモータドライバ39、ドライバ41.ドライバ51
.可動手段26、及び映像信号処理部32内の制御回路
70の動作を、次のように切換える。すなわち、ドライ
バ51によって駆動されるフィルタ固定手段50は回転
フィルタ36を回転可能なように解放すると共に、モー
タドライバ39によってモータ35が回転され、前記回
転フィルタ36が回転される。
また、ドライバ41によって駆動されるチョッパ38は
、第6図(C)に示すように、照明光路から退避される
。従って、照明用ランプ33から出射された光は、前記
回転フィルタ36の各フィルタ44R,44G、44B
を順次透過して、第6図(b)に示すように、R,G、
Bの各波長領域の光に時系列的に分割されて、内視鏡1
のライトガイド29の入射端に入射する。この照明光は
、前記ライトガイド29を介して先端部9に導かれ配光
レンズ22を通って、被写体80に照射される。
このR,G、Bの面順次照明光に対応する被写体80か
らの戻り光は、対物レンズ系21によってC0D23上
に結像される。このとき、可動手段26によって駆動さ
れる励起光吸収フィルタ27は、観察光路から退避され
ている。前記CCD23は、映像信号処理部32内のド
ライバ61によって駆動され、第6図(d)に示すよう
に、R2G、8の各照明光にそれぞれ対応して信号が読
出される。前記C0D23から読出された信号は、映像
信号処理部32内のアンプ62.プロセッサ63、A/
Dコンバータ64を経て、セレクタ65に入力される。
このセレクタ65は、前記光源部32の制御回路32に
よって制御される制御回路70によって制御されており
、通常観察時には、前記R,G、Bの各照明光に対応し
た各信号を、それぞれ、メモリ66R,66G、66B
に記憶させるように出力端を順次切換える。このメモリ
メモリ66R,66G、66Bは、同時に読出され、A
/Dコンバータ67を経て、R,G、B信号としてセレ
クタ68に入力される。このセレクタ68は、前記制御
回路70によって制御され、通常観察時は、前記D/A
コンバータ67からのR,G、B信号をNTSCエンコ
ーダ71に出ツノする。そして、このNTSCエンコー
ダ71からの映像信号を入力するモニタ7によって、被
写体像がカラー表示される。
一方、切換手段55によって蛍光観察を選択づると、第
6図(a)に示すように、前記切換手段55より励起光
パルスが光源部31内の制御回路40に入力される。ま
た、前記励起光パルスに対応して発光素子45が点灯す
る。そして、この発光素子45とフォトセンザ46の間
に回転フィルタ36の開口部47が位置したどき、前記
フォトセンザ46からの出力信号が制御回路40に入力
され、この制御回路40は、モータドライバ39を介し
てモータ35を停止する同時に、ドライバ51によって
駆動されるフィルタ位置固定手段50が、青透過フィル
タ44Bが照明光路上に位置した状態で、前記回転フィ
ルタ36を固定する。
その結果、照明光は、蛍光を発光させる500nm以下
の光(B)、すなわち励起光となる。また、ドライバ4
1.揺動手段37によって駆動されるチョッパ38は、
第6図(C)に示すように、−旦照明光路に介装された
後、フィルタ44.8が照明光路−Fに位置し、励起光
が出射可能な状態において、照明光路に挿脱され、前記
C0D23が信号を転送するタイミングをとるための遮
光期間を作る。前記フィルタ44.8を透過した励起光
は、内視鏡1のライトガイド29.配光レンズ22を通
って、被写体80に照射される。
ここで、被写体80から蛍光(F)が発せられた場合に
は、525nmの蛍光(F)と被写体80表面で反則さ
れた励起光とが、対物レンズ系21に入射する。ここで
、可動手段26によって駆動される励起光吸収フィルタ
27は、観察光路に介装されている。従って、この励起
光吸収フィルタ27によって励起光は吸収され、C0D
23には、略蛍光(F)のみが入射づる。前記CCD2
3は、ドライバ61ににつで駆動され、第6図(d)に
示すように、前記蛍光(F)に対応した信号が読出され
る。前記C0D23から読出された信号は、映像信号処
理部32内のアンプ62゜プロセッサ63.A/D]ン
バータ64を経て、セレクタ65に入ノ〕される。この
セレクタ65は、蛍光観察時には、前記蛍光(F)に対
応した信号を、メモリ66Fに記憶させるように切換え
る。
このメモリメモリ66Fから読出された信号Fは、A/
DIンバータ67を経て、分配回路69に入力され、こ
こでR,G、B信号に対応づる3信号F 1. F 2
. F 3に3分割され、セレクタ68に入力される。
このセレクタ68は、蛍光観察時には、前記分配回路6
9からのF 1. F 2. F 3信号をNTSCエ
ン]−ダ71に出力する。そして、このNTSCエンコ
ーダ71からの映像信号を入力するモニタ7によって、
蛍光像が表示される。
尚、前記映像信号処理部32内のアンプ62は、制御回
路70によって、通常観察時と蛍光観察時とでゲインが
切換えられるようになっている。
また、蛍光像の表示の仕方としては、C0D23から蛍
光(F)に対応した信号を読出し、これをメモリ66F
を記憶した後、メモリ66Fへの書き込みを停止し、こ
のメモリ66Fを繰り返し読出すことにより、蛍光像の
静止画像を所定時間表示するようにしても良いし、チョ
ッパ38を繰り返し照明光路中に挿脱して、これに対応
してC0D23から読出される信号によって、蛍光像の
連続画像を表示するようにしても良い。
尚、回転フィルタ36に設りられた遮光部やチョッパ3
8ににって形成されるC0D23の遮光期間は、ライン
転送方式の固体撮像素子を用いた場合には必要であるが
、受光部と転送部が分離形成された固体撮像素子を使用
する場合においては必ずしも必要とされるものではない
このように、本実施例によれば、通常の観察と蛍光観察
とを、切換操作により容易に行うことができる。しかも
、レーザ光源等の特別な装置を必要とせずに従来の光源
を使用し、且つ励起光の光重の[1スもなく、蛍光観察
を容易に、且つ効率良く行うことかできる。
尚、図示例では、C0D23及び励起光吸収フィルタ2
7を、挿入部2の長手方向に略垂直となるように配置し
ているが、C0D23及び励起光吸収フィルタ27を、
挿入部2の長手方向に略平行に配置することにより、励
起光吸収フィルタ27の挿脱のためのスペースを形成し
やすくなり、挿脱が容易になる。
尚、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、蛍光
用のメモリ66F1分配回路69及びセレクタ68を設
(〕ずに、1フレームに対して、チョッパ38を照明光
路に3回挿脱して、これに対応して、C0D23から蛍
光像に対応する信号を時系列的に3回読出して、それぞ
れの信号をメモリ66R,66G、66Bに記憶させ、
通常観察時と同様に、このメモリ66R,66G、66
Bを同時に読出して、D/Aコンバータにてアナログ信
号に変換した後、NTSCエンコーダに入力しても良い
また、励起光出力時に照明光路中に固定される− 21
 = フィルタや、励起光遮蔽手段の透過波長領域は、使用す
る蛍光物質に応じて適宜に設定することができる。
また、本発明において、内視鏡としては、先端部に固体
撮像索子を右Jる電子内視鏡に限らず、ファイバスコー
プ等肉眼観察が可能な内視鏡の接眼部に面順次式の外付
はテレビカメラを接続したものであっても良い。
[発明の効果1 以上説明したように本発明によれば、通常観察と蛍光観
察とが可能であると共に、レーザ光源等の特別な装置を
必要とぜずに従来の光源を使用でき、蛍光観察を容易に
、且つ効率良く行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第7図は本発明の一実施例に係り、第1図
は蛍光観察用内視鏡装置の構成を示すブロック図、第2
図は映像信号処理部の構成を示すブロック図、第3図は
回転フィルタの斜視図、第4図は回転フィルタの各フィ
ルタの分光透過特性を示す説明図、第5図は励起光吸収
フィルタの分光透過特性を示す説明図、第6図は本実施
例の動作を説明するためのタイミングヂャート、第7図
は蛍光観察用内視鏡装置の全体を示す側面図である。 1・・・内視鏡      6・・・電光源ユニット7
・・・モニタ      23・・・CCD26・・・
可動手段 27・・・励起光吸収フィルタ 31・・・光源部 32・・・映像信号処理部 36・・・回転フィルタ 114B・・・青透過フィルタ 50・・・フィルタ位置固定手段 手続ネ甫正書(自発) 特許庁長官  小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示   昭和62年特許願第296721
号2、発明の名称   蛍光観察用内視鏡装置3、補正
をする者 事件との関係  特許出願人 住  所   東京都渋谷区幡ケ谷二丁目43番2号名
  称  (037)オリンパス光学工業株式会社代表
者  下  山  敏  部 4、代理人 住  所   東京都新宿区西新宿7丁目4番4号6、
補正の対象   明細書の1発明の詳細な説明」の欄1
、明細書中箱16ページの第14行目ないし第15行目
の「・・・前記光源部32の制御回路32によって・・
・」を「・・・前記光源部31の制御回路40によって
・・・」に訂正します。 −、−−−−−−−j

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 互いに異なる波長領域の光を透過可能で、照明光路中に
    順次介装される複数の構成要素フィルタを有するフィル
    タ手段を備えた照明手段と、前記フィルタ手段の各フィ
    ルタを透過した照明光毎に被写体を撮像する面順次式の
    撮像手段を備えた内視鏡と、前記構成要素フィルタのう
    ち励起光成分を透過するフィルタが照明光路中に介装さ
    れる位置で、前記フィルタ手段を固定可能なフィルタ固
    定手段と、被写体と前記撮像手段との間に挿脱自在に設
    けられ、前記励起光による被写体からの蛍光を透過する
    と共に、その他の励起光を遮蔽する励起光遮蔽手段と、
    前記撮像手段からの信号を画像化する映像信号処理手段
    と、前記フィルタ手段の各フィルタを照明光路中に順次
    介装すると共に、前記励起光遮蔽手段を被写体と前記撮
    像手段との間から退避させて観察する通常観察と励起光
    成分を透過するフィルタが照明光路中に介装される位置
    で前記フィルタ手段を固定すると共に、前記励起光遮蔽
    手段を被写体と前記撮像手段との間に介装して観察する
    蛍光観察とに切換える切換手段とを具備したことを特徴
    とする蛍光観察用内視鏡装置。
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