JPH02116347A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

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】 〔発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、赤外線光源および可視光源により被検体をス
テレオ逼像できる電子内視鏡装置に関し、特に、表皮面
深部の血管の任意点までの表皮面からの距離の計測技術
に関する。

（従来の技術） 周知のように、この種の電子内視鏡装置は、生体体腔内
へ挿入自在な内視鏡スコープを具備し、体腔内の臓器等
特定部の観察・診断等に利用されている。

この種の内視鏡装置においては、装置本体の光源部から
の照明光をライトガイド等により内視鏡スコープの先端
部まで導き、スコープ先端部の照射窓から出射して被検
体の特定部を照明する。そして、照明された特定部から
の反射光をスコープ先端部に配設された対物レンズおよ
び撮像素子等からなる撮像光学系により受光し撮像する
。そして撮像光学系で受光された被検体の画像は、被検
体の外部に置かれた内視鏡装置本体に送られ、装置本体
側にて被検体画像の観察・診断等を実施できるようにな
されている。

この種の電子内視鏡装置において、前記光源として可視
光を設けこの可視光による照明で被検体特定部の表皮面
を撮像する他に、光源として赤外光を設けまたは可視光
源の赤外領域を利用し、この赤外光による照明で被検体
特定部の表皮面より深部の血管等を撮像する手法が知ら
れている。このように赤外視観察を行えば、可視光では
観測できない血管の状態を良好に観察できる。そのため
、ガン病変部では血管が増加するという事実に基づいて
、ガン病変部近傍の血管像などを観察できるという利点
がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、従来の電子内視鏡装置においては、ガン
などの影響による血管数の増加が観測される部位を確認
できても、病変部に対する診断あるいは手術計画におい
て重要視されている、表皮面からこの病変部までの距離
（侵達度）を測定するための手段が、なんら設けられて
いなかった。

本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたも
のであり、ガン病変などが観察される血管の指定点まで
の表皮面からの距離を計測することができる電子内視鏡
装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決しかつ目的を達成するために本発明にか
かる電子内視鏡装置においては、可視光および赤外光を
交互に被検体に向けて照射可能な照明手段と、前記可視
光および赤外光による前記被検体の同じ撮影範囲からの
それぞれの照明反射光を２方向から撮像するステレオ撮
像手段と、このステレオ撮像手段で得られたステレオ画
像情報を基に表示画面上に画像表示する表示手段と、前
記ステレオ撮像手段により得られた可視光および赤外光
によるステレオ画像情報をもとに、画像表示された前記
赤外光による画像と可視光による画像との間の特定点間
距離を求める演算手段と、を具備したものである。

（作用） このような構成において、パルス状の可視光照明により
被検体表皮面の同一の撮像領域を２方向から撮像する（
以下、ステレオ撮像という）直後に、パルス状の赤外光
照明により被検体表皮面より深部の前記撮像領域と同一
の撮像領域をステレオ撮像し、これらのステレオ撮像に
より得られたステレオ画像情報を基に、赤外光照射特待
られる表皮面より深部の血管などが観察可能な透顕像あ
るいは前記可視光照射特待られる表皮像を表示画面上に
画像表示し、この表示画面上で透顕像あるいは表皮像の
任意の点を指定し、この指定点のステレオ画像情報およ
び、この指定点に対応する表皮像または透顕像の対応点
のステレオ画像情報を基に、これら点間の距離を演算手
段により求めるようにすれば、絶えず運動を行っている
胃等の被検体体腔部においても、血管の指定点までの表
皮面からの距離を計測することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について、第１図および第６図を
参照にしながら説明する。

第１図は、本発明が適用された一実施例の電子内視鏡装
置の要部ブロック図であり、第２図は内視鏡スコープ先
端部の照明および撮像状態説明図である。

第１図に示すように、本発明が適用された一実施例の電
子内視鏡装置においては、可視光および赤外光を交互に
発光可能な光源部１１．およびこの光源部１１からの照
明光を照明用ファイバーバンドル１２を介して内視鏡ス
コープ１３の先端から出射するための照明系と、この可
視光および赤外光照明によるそれぞれの照明反射光を受
光しステレオ撮像を行うための対物レンズ等の光学系や
１最像素子１４等などからなる撮像光学系と、この撮像
素子１４で得られたステレオ画像情報に各種信号処理を
加えるあるいはこの処理された信号を一時格納する等の
ために設けられたカメラコントロールユニット（以下、
ＣＣＵという）１６．Ａ／Ｄ変換器１７．切替器１８１
画像メモリ１９゜２０と、所定の演算を行う演算器２３
と、この演算器２３で求めた結果あるいは格納されてい
た画像情報を画像表示するためのＤ／Ａ変換器２４゜Ｃ
ＲＴ２６からなる表示系と、これら全体を制御する制御
部２７および制御部２７に指令を与えるためのキーボー
ド２８およびマウス２９とが具備されている。

前記光源部１１は、可視光領域から近赤外線領域までの
波長領域の光を発光する光源ランプ３１とチョッパ３２
および、光源ランプ３１からの光をファイバーバンドル
１２の一端に集光するための光学部材、つまり光源ラン
プ３１の第１図右側に示した反射ミラー、左側に示した
集光レンズ等で構成されている。このチー１ツバ３２は
、光源ランプ３１からファイバーバンドル１２の一端ま
での光路を開閉するものであり、光源ランプ３１からの
光をそのまま透過させる切欠部３２ａ、および可視光領
域の光をカットして赤外光をファイバーバンドル１２の
一端に導くフィルタが填込された切欠部３２ｂが設けら
れている。そしてこのチョッパ３２は、被検体表皮面と
透顕像による血管との距離を計測する後述する計測モー
ドの際には、第３図に示すように可視光および赤外光が
交互に通されて導光がパルス状にファイバーバンドル１
２の一端に入射されるように、制御部２７で動作を制御
される。なお、このチョッパ３２は、表皮像を観察する
際には可視光だけを連続的に照射するように、そして表
皮面より深部の血管等までの透視像（以下、透顕像とい
う）を観察する際には赤外光だけを連続的に照射するよ
うに制御される。

なお、可視光から近赤外線領域の光もカバーする光源ラ
ンプ３１の代わりに、赤外光および可視光をそれぞれ発
光する２個のランプを設け、それぞれの光路に制御部２
７の制御で開閉されるシャフタを設けるようにしてもよ
い。

光源ランプ３１から発せられ、ファイバーバンドル１２
の一端から入射された照明光は、生体体腔内に導入され
る内視鏡スコープ１３の導入内部のファイバーバンドル
により内視鏡スコープＩ３の先端部まで導光され、この
ファイバーバンドルの他端から第２図に示すように、内
視鏡スコープ１３先端部１３ａに設けられた照射窓３６
を介して被検体３７に向けて出射される。この照明によ
る照明反射光を撮像するために内視鏡スコープ１３先端
部１３ａには、図示しない対物レンズ等からなる２組の
光学系と、ＣＯＤ等の撮像素子１４等で構成される撮像
光学系が設けられている。すなわち第４図に示すように
、１個の撮像素子１４の左右を２分するそれぞれの領域
１４ａ、１４ｂで被検体３７の同一の撮像範囲を同時に
撮像する、つまりステレオ撮像ができるように、対物レ
ンズなどからなる２組の光学系が撮像素子１４の左右各
領域１４ａ、１４ｂに対して配設されているものである
。なお、このように１個の撮像素子１４を用いるのでな
く、２個の撮像素子を用い、それぞれの撮像素子で左右
両方から同一の撮影範囲を撮像するようにしてもよい。

また前記Ｉ最像光学系においては、例えば毎秒３０枚の
撮影レートで被検体３７のフレーム画像が撮像される。

前記計測モードの際にはこの撮影レートに同期して、上
記光源部１１を制御する制御部２７により、第３図に示
すように可視光と赤外光との切替えが行なわれ、フレー
ム毎あるいはフィールド毎に、被検体３７の表皮像およ
び透顕像が交互に撮像される。また、可視光だけの照射
では連続して表皮像が撮像され、赤外光だけの照射では
連続して透顕像が撮像される。

こうして、撮像光学系により撮像された被検体３７の画
像原信号は、内視鏡スコープ１３に配設さた図示しない
信号線により、内視鏡本体部のＣＣＵ１６に転送される
。ＣＣＵ１６では、この画像原信号に各種信号処理が施
され、例えばＮＴＳＣ映像信号、あるいはＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）のカラー映像信号として出力される。

ＣＣＵ１６から出力された映像信号は、Ａ／Ｄ変換器１
７でディジタル値に変換される。

ディジタル値に変換された映像信号は、制御部２７の制
御に従い、切替器１８にて前記Ｉ最影レートに同期して
表皮像および透顕像に振り分けられて、それぞれ画像メ
モリ１９または画像メモリ２０に格納される。これら画
像メモリ１９．２０は所定フレーム分のステレオ画像情
報を格納可能であり、＋＋ｌＩ次読み出されて格納して
いたステレオ画像情報を表示系に送出したり、後述する
ように制刺部２７の指令で指定の画素の画像情報を読み
出されてこのデータを演算部２３に送出したりする。

前記演算！Ｇ２３は、画像メモリ１９および画像メモリ
２０から送られてきた画像情報をもとに、撮像素子１４
から表皮面３７ａおよび赤外視される血管３７ｂ等まで
の距離に関する距離データをステレオ視された画像の視
差より求める機能などを具備している。

この演算器２３で求められた距離データないし、画像メ
モリ１９または画像メモリ２０から読み出された画像信
号は、Ｄ／Ａ変換３２４によりアナログ信号に変換され
た後、第５図に示すようにＣＲＴ２６の表示画面４１の
一部分に、左方向からの撮像による透顕像４２ａ、およ
び右方向からの撮像による透顕像４２ｂが並べられて表
示される。

次に、このような電子内視鏡装置で行われる前記計測モ
ードでの動作について説明する。

キーボード２Ｂで計測モードを指令すると、被検体３７
に対して第３図に示すようなノマルス系列の赤外光照射
および可視光照射が交互に高速で行われる。そしてこれ
らパルス状の赤外光照射および可視光照射それぞれに同
期してステレオ撮像が行われ、順次画像処理されて画像
メモリ１９または画像メモリ２０に送出される。この隙
、キーボード２８で指令することにより、ある一定フレ
ーム分の撮像および画像メモリ１９．２０への書込みを
行っておき、この後指令が行われた際に表示画面４１上
に表示する方法や、赤外光照明で撮像されたステレオ画
像情報だけを順次画像メモリ１９から読み出して表示画
面４１上にリアルタイムで表示してゆく方法などを行わ
せることができる。

前者の場合には、一定フレーム分可視光と赤外光とのパ
ルス照射および撮像を行って、後の表示指令が行われる
まで光源部１１の駆動が休止される。

また後者の場合は、計測モードの中止を指令するまで第
３図に示したパルス系列の照射が続行されるが、光源部
１１は計測モードの中止が指令されても、このパルス照
射を行って、可視光パルス照明による撮像の画像をだけ
を表示画面４１上に表示するようにしてもよい。

上記いずれの方法おいても、この表示画面４１上に画像
表示された透顕像４２ａ、４２ｂそれぞれにおいて、病
変部などで所定の距離計測を行いたい点をマウス２９等
により指定することができる。このマウス２９などで点
指定を行うと、この計測指定点４３ａ、４３ｂそれぞれ
に対応する画素の画像データが画像メモリ１９から読み
出されるとともに、この計測指定点４３ａ、４３ｂにそ
れぞれ対応する画素の画像データが画像メモリ２０から
読み出され、演算部２３に送られる。なお、表示画面４
１上に透顕像４２ａ、４２ｂを表示して計測指示点４３
ａ、４３ｂの２点を指定するのではなく、左あるいは右
方向からの撮像による１つの透顕像を示し、１点の計測
措定点を指定するよってしてもよい。この際には、一方
の方向からの撮像による透顕像の１点を指定すると、他
方の方向からの撮像による画像情報の対応する画素が自
動的に認識され、両者の画像情報（ステレオ画像情報）
が演算部２３に送られることになる。またこの際も上記
と同様に、透顕像における指示点に対応する画素の画像
データが画像メモリ２０から読み出され、演算部２３に
送られる。

演算部２３は、これら画像メモリ１９１画像メモリ２０
から読み出されたステレオ画像データから、１最像素子
１４から計測指定点４３までの距離に関する距離データ
を求めるとともに、表皮面３７ａのこの計測指定点４３
に対応する対応点までの撮像素子１４からの距離に関す
る距離データを求める。そして、Ｉ８像素子１４から計
測指定点４３までの距離に関する距離データに対して、
表皮面３７ａのこの計測指定点４３に対応する対応点ま
での撮像素子１４からの距離に関する距離データで減算
を行うなどで、計測指定点４３から前記対応点間の距離
に関するデータを求める。このデ・−夕はＤ／Ａ変換器
２４を介してデイスプレィ２６に送出され、表示画面４
１上に数字等で表示される。

なお、赤外光照射による透顕像４２ａ、４２ｂをデイス
プレィ２６上に表示しているが、第６図に示すように透
顕像４２ａ、４２ｂの下側に左方向からの撮像による表
皮像５１、あるいは図示しないが右方向からの撮像によ
る表皮像を表示し、この表皮像５１と透顕像４２ａ、４
２ｂとを比較しながら計測指定点の指定を行うようにし
てもよい。この際、透顕像４２ａ、４２ｂにおける計測
指定点の指定と同様、表皮像５１で計測指定点を指定す
れば、上記と同様にこの計測指定点とこの点に対応する
透顕像における点との間の距離を求めることができる。

またこの際、可視光とともにレーザースポット光を同時
に照射した状態で撮像を行えば、レーザースポット光照
射点が位置の同定に役立つため、表皮像５１上で調べた
い点の位置の同定が容易になる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明にかかる電子内視鏡装置に
おいて、パルス状の可視光照明により被検体表皮面の同
一の撮像領域をステレオ撮像する直後に、パルス状の赤
外光照明により被検体表皮面より深部の前記撮像領域と
同一の撮像領域をステレオ撮像し、これらのステレオ撮
像により得られたステレオ画像情報を基に、赤外光照明
特待られる表皮面より深部の血管などが観察可能な透顕
像あるいは前記可視光照射特待られる表皮像を表示画面
上に画像表示し、この表示画面上で透顕像あるいは表皮
像の任意の点を指定し、この指定点のステレオ画像情報
および、この指定点に対応する表皮像または透顕像の対
応点のステレオ画像情報を基に、これら点間の距離を演
算手段により求めるようにすれば、絶えず運動を行って
いる胃等の被検体体腔部においても、ガン病変部などに
あたる血管の指定点までの表皮面からの距離を計測する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された一実施例の電子内視鏡装置
の要部ブロック図、第２図は同実施例における内視鏡ス
コープ先端部での照明および撮像状態を説明する図、第
３図は可視光および赤外光の一照射方法を示す図、第４
図は撮像素子による一ステレオ撮像方法を示す図、第５
図は表示画面上の一表示方法を示す図、第６図は第５図
と別の一表示方法を示す図である。 １１・・・光源部 １９．２０・・・画像メモリ ２６・・・ＣＲＴ ２９・・・マウス ４２ａ、４２ｂ・・・透顕像 ５１・・・表皮像 １４・・・↑８像素子 ２３・・・演算部 ２７・・・制御部 ４１・・・表示画面 ４３・・・計測指定点

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可視光および赤外光を交互に被検体に向けて照射
   可能な照明手段と、前記可視光および赤外光による前記
   被検体の同じ撮影範囲からのそれぞれの照明反射光を２
   方向から撮像するステレオ撮像手段と、このステレオ撮
   像手段で得られたステレオ画像情報を基に表示画面上に
   画像表示する表示手段と、前記ステレオ撮像手段により
   得られた可視光および赤外光によるステレオ画像情報を
   もとに、画像表示された前記赤外光による画像と可視光
   による画像との間の特定点間距離を求める演算手段と、
   を具備したことを特徴とする電子内視鏡装置。