JPH0397441A - 蛍光観察用内視鏡 - 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】

［産業上の利用分野］ 本発明は、通常ｖＡ察画像と共に蛍光を検知可能な蛍光
観察用内視鏡に関する。 ［従来の技術と発明が解決しようとする課題］近年、体
腔内に細長の挿入部を挿入ずることにより、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秤治療処霞のできる内視鏡が広く
利用されている。 また、電荷結合素子（ＣＯＤ）等の固体Ｉｌｌ像素子を
ｉ像手段に用いた電子内祝鏡も種々提案されている。 ところで、最近、蛍光を利用して内視鏡でＩｌ！瘍部を
発見づる診断技術が提案されている。例えば、腫瘍に集
積性を持つモノクロナール抗体に蛍光剤を標識（化学的
に接合）して生体に投与（静注，腔内敗布．）シ、生体
にレーザ光等による励起光を照射する。Ｉ！！瘍に集ま
った蛍光標識モノクロナール抗体に励起光が照割される
と、抗体（＝腫瘍部）から蛍光が発せられる。この蛍光
を検知することにより、腫瘍を発見する。蛍光剤は、そ
の種類によって励起光の波長が決まっており、その波長
光を含む光をあててやることにより、蛍光を発する。 しかしながら、蛍光剤が発する蛍光は棒微弱な光であり
、また、発光時間も励起光をあてている間のみ、または
極知時間だけ残存蛍光がある程度である。従って、蛍光
が微弱なため、患部を内視鏡により肉眼でＩＩ！察しな
がら蛍光を見るということは難しく、通常観察画像と蛍
光を発している部位との位ＭＯＱ係が分らず、蛍光を発
している部位を正確に把握することができないという問
題点がある。 これに対処するに、特開昭６１−１２２４２１号公報に
は、被検部位に励起光と通常観察の光を切り換えて照射
し、各光に対応する蛍光画像と通常観察画像とを別々の
メモリに記憶し、この両画像を同一画面上に重ね合わせ
るという技術が開示ざれている。 しかしながら、この場合には、照明光を切り換える手段
や画像を合或する手段等が必要であり、装置の構成が複
雑になってしまう。 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単
な構或で、通常観察画像と共に蛍光を検知可能な栄光観
察用内祝鏡を提供づることを目的している。 ［課題を解決するための手段］ 本発明の蛍光観察用内視鏡は、蛍光剤を含有する被検査
対象に、前記蛍光剤の励起光を含む照明光を照射づ”る
照明手段と、前記照明手段により照明光が照射された前
記被検査対象からの光を受光するｌｌｉｌ像手段とを備
えたものにおいて、前記照明手段を、照明光の全波長領
域のうち前記蛍光剤の励起光の近傍の波長領域の光吊を
他の波長領域の光量に比べて増大可能としたものである
。 ［作用］ 本発明では、照明手段により、蛍光剤を含有する被検査
対象に蛍光剤の励起光を含む照明光が照射される。この
照明光の全波長領域のうち蛍光剤の励起光の近傍の波長
領域の光ｉ１を他の波長領域の光量に比べて増大させる
ことにより、栄光剤の発づる蛍光囚は増大づ゛る。通常
、内視鏡の被検査対象の分光反躬特性では、蛍光剤の励
起光の近傍の波長領域（短波長側）の成分が少ないので
、色調はあまり変化しない。 ［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 第１図ないし第８図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡装置の構成を示すブロック図、第２図は内ｊ
ＪＡ鏡Ｖ；ｔｉの全体を示す側面図、第３図は回転フィ
ルタの各フィルタの透過波長領域を示づ特性図、第４図
は照明光の各波長領域毎の光量を示すタイミングチャー
ト、第５図は蛍光材の吸収，堂光特性を示す特性図、第
６図はＣＣＤの分光感度特性を示す特性図、第７図は本
実施例の変形例にお

【プる信号処理回路の要部を示すブ
ロック図、第８図は第７図の非線形増幅回路の特性を示
づ説明図′Ｃある。 本実施例の内視鏡装置は、第２図に示すように、電子内
視鏡１を備えている。この電子内視Ｒ１は、細長で例え
ば可撓性の挿入部２を有し、この挿入部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］一ド４が延設され、このユニバーサルコード４の端
部にコネクタ５が設けられている。 前記電子内８ｌ鏡１は、前記コネクタ５を介して、光源
装置及び信号処理回路が内蔵されたビデオブロヒッサ６
に接続されるようになっている。ざらに、前記ビデオプ
ロセッサ６には、モニタ７が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を左右方向あるいは上下方向に湾曲できるようにな
っている。また、前記操作部３には、前記挿入部２内に
設けられた処置具チャンネルに連通ずる押入口１２が設
けられている。 第１図に示すように、電子内視鏡１の挿入部２内には、
照明光を伝達づるライトガイド１４が挿通されている。 このライトガイド１４の先端面は、挿入部２の先端部９
に配置され、この先端部９から照明光を出射できるよう
になっている。また、前記ライトガイド１４の入割端側
は、ユニバーサルコード４内を挿通されてコネクタ５に
接続されている。また、前記先端部９には、対物レンズ
系１５が設けられ、この対物レンズ系１５の結像位置に
、固休胤像素子、例えばＣＣＤ１６が配設されている。 このＣＣＤ１６の分光感度特性は、第６図に示すように
、可視領域において短波長側ほど感度が低くなっている
。前記ＣＧＤ１６には、信号線２６．２７が接続され、
これら信号線２６１２７は、前記挿入部２及びユニバー
サルコード４内を挿通されて前記コネクタ５に接続され
ている。 一方、ビデオプロセッサ６内には、パルス点灯装置２２
に接続されたランプ２１が設けられている。前記パルス
点灯装円２２は、クロックドライバ２４からのタイミン
グに基づいて、前記ランブ２１をパルス点灯させると共
に、各パルス光の光量を変えることができるようになっ
ている。前記ランブ２１の前方には、モータ２３によっ
て回転駆動される回転フィルタ３０が配設されている。 この回転フィルタ３０には、赤（Ｒ），緑（Ｇ）．青（
Ｂ）の各波長領域の光を透過するフィルタが、周方向に
沿って配列されている。この回転フィルタ３０の各フィ
ルタの透過特性を第３図に示す。 また、前記モータ２３は、モータドライバ２５によって
回転が制御されて駆動されるようになっている。 前記回転フィルタ３０を透過し、Ｒ．Ｇ，Ｂの各波長領
域の光に時系列的に分離された光は、前記ライトガイド
１４の入躬端に入射され、このライトガイド１４を介し
て先端部９に導かれ、この先端部９から出射されて、観
察部位を照明するようになっている。 この照明光によって照明されたＩＱ察部位からの光は、
対物レンズ系１５によって、ＣＣＤ１６上に結像され、
光電変換されるようになっている。 このＣＧＤ１６には、前記信号ね２６を介して、前記ビ
デオプロセッサ６内のドライバ回路３１からの駆動パル
スが印加され、この駆動パルスによって読み出し．転送
が行われるようになっている。 このＣＣＤ１６から読み出された映像信号は、萌記信号
線２７を介して、前記ビデオブロヒッサ６内または電子
内視ｍｉ内に設けられたプリアンプ３２に入力されるよ
うになっている。このブリアンプ３２で増幅された映像
信号は、プロセス回路３３に入力され、γ補正及びホワ
イトバランス等の信号処理を施され、Ａ／Ｄコンバータ
３４によって、デジタル信号に変換されるようになって
いる。このデジタルの映像信号は、セレクト回路３５に
よって、例えば赤（Ｒ），緑（Ｇ〉，青（Ｂ）の各色に
対応するメモリ（１）３６ａ，メモリ（２＞３６ｂ，メ
モリ（３）３６ｃｌ．：選択的に記憶されるようになっ
ている。前記メモリ（１）３６ａ，メモリ（２）３６ｂ
，メモリ（３）３６Ｇは、同時に読み出され、Ｄ／Δコ
ンバータ３７によって、アノ−ログ信号に変換され、Ｒ
，Ｇ，Ｂ色信号として出力されると共に、エンコーダ３
８に入力され、このエンコーダ３８からＮＴＳＣコンボ
ジット信号として出力されるようになっている。 そして、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ色信号または、ＮＴＳＣコンボ
ジット信号が、カラーモニタ７に入力され、このカラー
モニタ７によって、観察部位がカラー表示されるように
なっている。 また、前記ビデオプロセッサ６内には、システム全体の
タイミングを作るタイミングジエネレータ４２が設けら
れ、このタイミングジエネレータ４２によって、モータ
ドライバ２５，ドライバ回路３１，クロツクドライバ２
４等の各回路間の同期が取られている。 次に、本実施例の作用について説明する。 Ｉ！瘍に集積性を持つモノクロナール抗体に、例えば第
５図に示すような吸収，蛍光特性を有するフルオレッセ
イン（Ｆ　ｌ　ｕｏｒｅｓｃｅ　ｌ　ｎ）どいう蛍光剤
を標ｉ１（化学的に接合）して生体に投与（静注，腔内
散布）すると、栄光標識モノクロナール抗体が１！瘍に
集まる。第５図に示すように、前記フルオレッセインは
、略Ｂの波長領域の光を吸収して励起し、略Ｇの波長領
域のｑ？光を発する。 このように蛍光剤を含有する被検部位を、電子内視鏡１
によって観察して蛍光を検出する場合は、ランブ２１を
、回転フィルタ３０の各フィルタが照明光路中に介装さ
れるタイミングでパルス点灯させると共に、第４図に示
すように、Ｂのタイミングのときだけ、Ｇ及びＲのタイ
ミングのときに比べて光量を増大させる。従って、被検
部位に（よ、回転フィルタ３０を透過したＲ．Ｇ，［３
の各光が時系列的に照射されるが、Ｂの光填はＧ及びＲ
の光ｈ１に比べて大きい。そして、このような照明光で
照明された被検部位からの光がＣＣＤ１６で受光され、
被検部位のカラー画像が得られる。 前述のように、前記フルオレッセインは、Ｂの波艮領域
の光を吸収してＢのタイミングのときに蛍光を発するの
で、その蛍光の波長に関係なく、蛍光は８画像の変化と
して処理が行われる。ずなわら、蛍光を発する部位は、
蛍光によってカラー画像中の８成分が増加する。 本実施例では、Ｂの光量をＧ及びＲの光量に比べて大き
くしているので、８の光κを大きくしない場合に比べて
蛍光量も増大する。内視鏡によるｉｌＡ察部位である生
体では、一般に８成分は少なく、また、第６図に示すよ
うにＣＣＤ１６の感度がＢ側で４Ｊ（いので、Ｂの光圓
を大きくしても、生体のＢ成分の戻り光は余り大きくは
ならない。これに対し、蛍光は、実際にはＢの波長領域
の光ではなく、それより長波長側の光であるので、ＣＯ
Ｄ　１６の感度特性から、生体の８成分の戻り光よりも
大きく検出される。このように、照明系や観察系にシャ
ープカットフィルタを挿入でることなく、照明光の特性
から、励起光をより大きく照Ｏ４１る効果が得られ、Ｃ
ＣＤ　１　６の特性から、生体での反田光（Ｂ）を少な
くし、栄光（Ｇ）を多くするフィルタと同様の効果が得
られる。しかも、内視鏡画像の場合、Ｂ照明光を増加し
ても色調【よ余り変らない。従って、可視光域の通常の
カラー画像中において、蛍光を発づる部位のみの色調が
変化する。 このように本実施例によれば、簡単な構成で、通常画像
と共に微弱な蛍光をより明確に検知することができ、通
常画像中にて蛍光を発している部位を正確に把握するこ
とが可能となる。 尚、Ｂ照明光を増大した場合、その分、信号処理で８信
号のレベルを下げると、より通常観察画像の色調に近い
画像が得られる。この場合、第７図に示すように、［）
／Ａ］ンバータ３７からの［う信号に対して非線形増幅
回路３９によって非線形の変換処理を施すことにより、
生体の８成分に基づくＢ信】３レベルを小さくし、蛍光
に基づくＢ信シ１レベルを大きくすることが可能である
。すなわち、第８図に示すように、生体のＢ或分に基づ
くＢ信号レベルは小さい方に分布し、蛍光に基づく１３
　｛ｆｉ号レベルは大きい方に分布する。従って、第８
図に示すように、非線形増幅回路３９の増幅度を、レベ
ルの小さい側はより小さく、レベルの大きい側はより大
きくなるように設定することにより、生体の日成分に基
づくＢ信号レベルは小さくなり、より通常観察画像の色
調に近い画像となり、蛍光に基づくＢ信号レベルは大き
くなり、蛍光のみが強調され、ＳＮの良い蛍光画像が得
られる。 第９図ないし第１２図は本発明の第２実施例に係り、第
９図は内視鏡装置の構成を示すブロック図、第１０図は
照明光の分光特性を示す特性図、第１１図はカラーフィ
ルタアレイの説明図、第１２図はカラーフィルタアレイ
の各フィルタの透過特竹を示す特性図である。 本実施例における電子内視鏡１は、前面にカラ一フィル
タアレイ４０を有するＣＣＤ４１を用いた同時方式のも
のである。 ビデオプロセッサ６内の光源部は、第１実施例と同様に
、ランブ２１．パルス点灯装置２２，クロックドライバ
２４，回転フィルタ３０，モータ２３及びモータドライ
バ２５を備えている。この光源部から出射される照明光
は第１実施例と同様に、Ｂの光量がＧ及びＲの光最に比
べて大きい時系列光である。 この照明光によって照明された被写体の光学像は、対物
レンズ系４５にて、ＣＣＤ４１の搬像而に結像される。 その際、カラーフィノレタアレイ４０によって色分離さ
れる。このカラーフィルタアレイ４０は、第１１図に示
すように、Ｇ（緑〉，Ｃｙ（シアン）．Ｙｅ（黄〉の３
色の色透過フィルタをモザイク状に配列したものである
。Ｇ，Ｃｙ，ｙｅの各フィルタの透過特性を第１２図に
示す。 前記ＣＣＤ４　１は、ビデオプロセッサ６内のドライバ
４６からのドライブ信号の印加により読み出され、ビデ
オブＯセッサ６内のアンブ４７で増幅された後、ＬＰＦ
４８．４９及びＢＰＦ５０を通ざれる。前記ＬＰＦ４８
，４９は、例えば３Ｍ１−１ｚ，０．８ＭＨｚのカット
オフ特性を示すもので、これらをそれぞれ通した信号は
高域の輝度信＠Ｙ］１と低域の輝度信号ＹＬに分けられ
てそれぞれブ【］セス回路５１．５２にそれぞれ入力さ
れ、γ補正等が行われる。前記プロセス回路５１を通し
た高城側の輝度信号ＹＨは、水平補正回路５３で水平輪
郭補正、水平アバーチャ補正等が行われた後、カラーエ
ンコーダ６７に入力される。 また、プロセス回路５２を通した低域側の￥＄度信弓Ｙ
Ｌは、映像表示用のマトリクス回路５４に入力され、ト
ラッキング補正が行われる。 一方、３．５８±０．５Ｍ日２の通過帯域の８ＰＦ５０
を通すことによって色信号成分が抽出され、この色信号
成分はＩＨＤＬ（１口ディレイライン）５７、加算器５
８及び減算器５９に入力され、色信号成分Ｂ，！：Ｒと
が分離抽出される。尚、この場合、１日ＤＬ５７の出力
は、プロセス回路５２で処理し、更に垂直補正回路６０
で垂直アバーチャ補正した低域側の輝度信号ＹＬと、混
合器６１で混合され、この混合出力が前記加算器５８及
び減算器５９に入力される。そして、加算器５８の色信
号Ｂと減算器５９の色信号Ｒは、それぞれ、γ補正回路
６２．６３に入力され、補正回路５５を通した低域側の
輝度信号ＹＬを用いてγ補正され、それぞれＩＩ調器６
４．６５に入力され、復調された色信号ＢとＲにされた
後、マトリクス回路５４に入力ざれる。 また、マトリクス回路５４によって、色差信号Ｒ−Ｙ．
Ｂ−Ｙが生成され、その後、カラーエンコーダ６７に入
力され、輝度信号ＹＬとＹＨとを混合した輝度信号と、
色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙをサブキャリアで直交変調した
クロマ信号とが混合され、更に、同期信号が重畳されて
、ＮＴＳＣ出力端から複合映像信号が出力される。 尚、ドライバ４６には、同期信号発生回路６９により同
期信号が入力され、このドライバ４６は、同則信号に同
期したドライブ信号を出力する。また、この間用信号発
生回路６９は、パルス発生器７０に入力され、このパル
ス発生器７０が前記クロツクドライバ２４やモータドラ
イバ２５等に供給する各種のタイミングパルスを出力す
る。 そして、前記ランブ２１は、ＣＣＤ４１の１フレームの
蓄積期間中に、Ｒ，Ｇ．Ｂの各光を出躬づる。従って、
照明光の分光特性は、第１０図に示すようになる。 以上のように構成された本実施例では、第１実施例と同
様に、フルオレッセインでｍａしたモノクロナール抗体
を生体に投与し、これを電子内視鏡１で観察づると、蛍
光はＧ側の色調の変化としてｌ！察される。生体ではＢ
成分が少なく、また、ＣＣＤの感度がＢ側で低いことか
ら、Ｂの光量を大きくしても、生体の８成分の戻り光は
余り大きくはならないが、蛍光は、励起光の増加とＣＯ
Ｄ１６の感度特性からより大きく検出される。 また、Ｂの光囲を大きくした分、信■｝処理で８信号レ
ベルを下げることにより、より通常ｍ！察画像の色調に
近い画像となる。面順次の場合と異なり、同時式では、
蛍光はその蛍光波長領域の信号レベルの増加として検出
されるので、Ｂ信号レベルを下げても、蛍光に基づく信
号レベルは低下しない。同時式の場合、受光側にカラー
フィルタアレイ４０があるので、特殊なフィルタを使用
しなくとも、励起光をカットすることが可能である。 づなわち、本実施例の楊合Ｙｅ及びＧ透過フィルタが励
起光カットフィルタとして機能し、Ｂ照明光の光量を増
加しても、生体の８成分の反躬先の増加はＹｅ及びＧの
画素の出力に寄与せず、蛍光の増加のみを検出づること
かできる。Ｂ照明光の光量増加に伴ってＣｙの画素の出
力が増加するが、前述のように信号処理でレベルを下げ
ることにより、日照明光の光量増加の影響を除去できる
。 このように、照明側で励起光の近傍の波長領域のみ光量
増加することで、通常画像と共に蛍光をより明確に検知
することができる。 尚、回転フィルタ２１を用いずに、第１０図に示すよう
な分光特性の連続的な照明光で照明するようにしても良
い。 その他の構成．作用及び効果は、第１実施例と同様であ
る。 尚、本発明は上記各実施例に限定されず、例えば、蛍光
剤は、フルオレッセインの他に、アドレアマイシン，ヘ
マトボルフィリン誘導体．フェオフオーバイドａ．ＦＩ
Ｔｃ等であっても良い。 また、本発明は、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、あるいは、前記接眼部と交換して、
テレビカメラ接続して使用する内視鏡装置にも適用する
ことができる。 ［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、照明光の全波長領
域のうち蛍光剤の励起光の近傍の波長領域の光量を他の
波長領域の光量に比べて増大させることにより、色調は
あまり変化せずに蛍光怨が増大するので、簡単な構成で
、通常観察画像と共に蛍光を検知することが可能となる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は内視鏡装置の構或を示すブロック図、第２図は内祝
１ｌ装置の全体を示づ側面図、第３図は回転フィルタの
各フィルタの透過波長領域を示す特性図、第４図は照明
光の各波長領域毎の光はを示すタイミングチャート、第
５図は蛍光材の吸収，蛍光特性を示づ特性図、第６図は
ＣＣＤの分光感度特性を示す特性図、第７図は本実施例
の変形例における信号処理回路の要部を示すブロック図
、第８図は第７図の非線形増幅回路の特性を示す説明図
、第９図ないし第１２図は本発明の第２実施例に係り、
第９図は内視鏡装置の構或を示すブロック図、第１０図
は照明光の分光特性を示で特性図、第１１図はカラーフ
ィルタアレイの説明図、第１２図はカラーフィルタ７レ
イの各フィルタの透過特性を示す特性図である。 １・・・電子内ｐＡＬ’ｌ　　　　１６・・・ＣＣＤ２
１・・・ランブ　　　　２２・・・パルス点灯装置３０
・・・回転フィルタ 撫ハ耶 Ｉ 第３図 第４図 第５図 ３００ ４００ ５ｏｏ ６０ｏ ７００ ￥姿 波長（ｎｍ　）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蛍光剤を含有する被検査対象に、前記蛍光剤の励起光を
   含む照明光を照射する照明手段と、前記照明手段により
   照明光が照射された前記被検査対象からの光を受光する
   撮像手段とを備えた蛍光観察用内視鏡において、前記照
   明手段は、照明光の全波長領域のうち前記蛍光剤の励起
   光の近傍の波長領域の光量を他の波長領域の光量に比べ
   て増大可能であることを特徴とする蛍光観察用内視鏡。