JPH0744925B2 - 内視鏡用光源装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は体表面に照射される照明光に対して照射エネル
ギ量の制御手段を設けた内視鏡用光源装置に関する。

［従来の技術］ 近年、切開を必要とすることなく、細長の挿入部を挿入
することによって体内の幹部その他を観察したり、必要
に応じ処置具を用いて治療処置のできる内視鏡が広く用
いられるようになった。

ところで、従来の内視鏡による監査は、可視光を組織表
面に照射する落射照明のもとで、組織表面からの反射光
で結像される像を利用していた。

赤外光が生体組織を透過するという性質を利用して内視
鏡で赤外光による照明観察を行なえば従来可視光では見
られなかった組織内部までの観察が可能となる。

［発明が解決すべき問題点］ しかし一般に内視鏡は落射照明であり、組織内部の反射
光よりも組織表面からの反射光のほうがより強くそのま
までは組織内部の観察をする事は困難であった。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、組織
表面内部の観察を行うことができ、且つ安全性の高い内
視鏡用光源装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］ 本発明では、体内に挿入され、少なくとも赤外光に感度
を有する撮像手段が設けられた内視鏡に対し、体外に設
置され、体表面に向けて少なくとも赤外光成分を有する
照明光を照射する発光手段と、前記照明光が前記体表面
を透過した透過光のエネルギ量と、前記照明光が照射さ
れた前記体表面の温度と、のうち少なくとも一方を検出
する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、
前記体表面に照射される前記照明光のエネルギ量と、前
記体表面の冷却と、のうち少なくとも一方の制御をする
制御手段とを設けて、赤外光等による組織内部の観察を
行なうことができると共に、赤外光による過度に体温を
上昇させてしまう危険性を防止して安全性を確保してい
る。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は第１実施例の概念図であり、第２図は第１実施例の構
成を示す。

第１図に示すように電子内視鏡１は細長の挿入部２を有
し、この挿入部２を口腔等から人体３の体腔内部４に挿
入することができる。この挿入部２の先端側には撮像手
段として赤外光に感度を有するCCD等の固体撮像素子
（以下SIDと記す。）５が組込まれている。又、この挿
入部２内には照明光を伝送して、先端面から出射するラ
イトガイドが挿通されている（図示略）。上記SID5で光
電変換した信号はビデオプロセッサ７に入力され、SID
の信号をテレビ信号に変換してモニタ８で表示できるよ
うになっている。

ところで第１実施例の光源装置11は、体外に配設され、
赤外光を含む波長域の光で体表面に照射する光源12と、
SID5の出力信号を取込み、信号レベルを検知するレベル
センス回路13と、このレベルセンス回路13の検知信号で
光源12の照射量（又は照射エネルギ量）を制御する（照
射量）コントローラ14とからなる。

上記光源12によって体表面が赤外光を含む光で照射さ
れ、この体表面を透過した光は、体腔内部４に挿入され
た挿入部２の先端に収納されたSID5で撮像される。この
SID5の出力信号はビデオプロセッサ７に入力され、映像
信号にされてモニタ８で表示されると共に、レベルセン
ス回路13に入力され、信号レベルの大きさが検知され
る。この検知した信号は照射量コントローラ14に入力さ
れ、光源12の照射量が予め定めたレベル以上になると照
射量を制御し、人体３に過度の赤外光が照射されること
による危険がないように保護する。

この第１実施例のより具体的な構成を第２図に示す。挿
入部２の先端部に収納されたSID5で撮像した信号は、ビ
デオプロセッサ７内の映像回路15に入力され、SID5の信
号をテレビ信号に変換する。尚、このビデオプロセッサ
７内にはSID5と映像回路15とのタイミングをとる制御回
路16とが含まれている。又、例えばビデオスロセッサ７
内に収納され、SID5の出力信号を取込んでその出力信号
のレベルを検知するレベルセンス回路13の出力は照射量
コントローラ14に入力される。この照射量コントローラ
14はレベルセンス回路13の出力信号に応じ、光源ににお
ける例えば赤外発光用の光源ランプ17に電力を供給する
電源18をオン，オフ制御したりして光源ランプ17による
体表面に向けて照射する照射量を制御する。又、このコ
ントローラ14は光源ランプ17の光路前に配置した絞り19
の回転角を（図示しないモータを介する等して）制御
し、光源ランプ17による体表面に向けての照射量を制御
できるようにしてもある。上記電源18のオン，オフによ
る照射量の制御又は絞り19による照射量の制御はスイッ
チ等で切換えることによって、所望とする方での照射量
の制御を行うことができるようにしてある。尚、挿入部
２内に挿通されたライトガイド20の後端は、図示しない
光源装置に接続され、体腔内を観察する場合の照射光が
供給されるようにしてある。このライトガイド20を用い
た照明は、上記体外からの照明を行う場合には停止され
る。その他は上記第１図を参照して説明した構成と同様
である。

この第１実施例では光源ランプ17による赤外光を多く含
む光は体表面に照射され、体壁を形成する組織を透過し
てSID5に届く。この光はSID5で光電変換され、ビデオプ
ロセッサ７に入力され、映像回路15でテレビ信号に変換
されてモニタ８で画像として表示される。又、このSID5
の出力信号はレベルセンス回路13にも入力され、その信
号レベルを積分等して人体へのエネルギ投与量に変換さ
れる。この投与量レベルがあかじめ設定された危険レベ
ルより十分に低い場合にはコントローラ14は光源12によ
る照射量のコントロールを行わないが、近くなった場合
には光源12の発光を一次停止させるとか遮光する等して
人体３へのエネルギ投与を中止して安全性を確保する。

人体中にSID5を先端に持つ電子内視鏡１を挿入した時、
SID5に感じた明るさのレベルｓからエネルギｐはｐ＝ｆ
（ｓ）により求まる。これを時間的に積分したものがエ
ネルギ量（Ｗ）となり となる。一方エネルギの投与により人体体表面の温度Ｔ
が上昇するが、この温度Ｔはエネルギ量と関係していて
Ｔ＝Ｆ（Ｗ）として表わされる。よって体表面の温度Ｔ
と明るさのレベルｓを測定すればＴはｓの関数として表
すことが出来る。レベルセンス回路13は以上の演算を行
う。例えば判断レベルとしてＴ＝40（℃）とすると実験
的に より、この時の時刻ｔとレベルｓの値は求めることがで
きる。これを危険レベルと設定し、 が危険レベルに達した場合に光源12はレベルセンス回路
13によるコントローラ14を介してオフされる。

上記第１実施例によれば、体表面に過度の赤外光が照射
され、体温が上昇して危険な状態になることを確実に防
止できる。

尚、光源12の発光を一次停止する代りに、絞り19を介し
て発光光量を一定時間減らすことで人体３への投与エネ
ルギをコントロールしても良い。

この第１実施例によれば、一定時間内の人体３へのエネ
ルギ投与が危険レベルを越えない様に制御できるため、
安定して体外照明による観察を行うことができる。

第３図は本発明の第２実施例における光源21を示す。光
源21はコントローラ14によって制御される電源部22と、
この電源部22により点灯する赤外発光用ランプ23と、可
視光をカットし、赤外光を通す可視光カットフィルタ24
と、SID5に感じにくく、熱になる1000nm以上の赤外光を
カットする熱線カットフィルタ25とにより構成されてい
る。その他は上記第２図に示す第１実施例と同様であ
る。

上記可視光カットフィルタ24の特性を第４図に示し、熱
線カットフィルタ25の特性を第５図に示し、これらを２
枚組み合わせた特性を第６図に示す。この第６図の透過
特性は例えば700〜1000nmの光みを通すため、可視光（4
00〜700nm）で透過照明を行う時よりも同じ光量でも透
過性が良い為に、能率良く、余分なエネルギを人体に与
えることがない。又、1000nm以上の光はSID5に感じにく
く、画像形成に役に立たない上に赤外域のため熱に変化
する割合が高く、人体に熱的影響を強く与えるため、こ
の実施例ではカットしている。

この第２実施例によれば、透過光による照明効果は悪化
せずに、人体に余分なエネルギの投与を防いで安全な体
外照明による観察を行うことができる 第７図は本発明の第３実施例の光源装置31の構成を示
す。

発光部32はファンモータ33の横に設けられ、電源部22か
ら電力が供給される。ファンモータ33はファン制御部34
に接続され、オン，オフ制御される。又、このファン制
御部34には温度センサ35の測温信号が入力され、この測
温信号に基づいてファンモータ33のオン，オフを制御す
る。この温度センサ35は、発光部32によって照明光が照
射される人体３の例えば体表面に密着できるようにして
ある。

発光部32により照明光が人体３に与えられると、そのエ
ネルギにより人体表面の温度が上昇する。この上昇温度
を温度センサ35により検知し、熱くなった場合、ファン
制御部34がファンモータ33をオンして体表に冷却風を送
り、表面温度を低下させる。温度が正常に戻った場合、
ファン制御部34はファンモータ33をオフにし、風を送る
のを停止する。

この第３実施例によれば人体３へのエネルギ投与が多く
なった場合、人体を冷却することにより、安全に観察を
続けることが出来る。

尚、上記ファンモータ33を動作させてファン33Aによっ
て冷却風を照射しても測温信号レベルが危険レベルに近
くなる場合には、電源部22の電力をオフにする構成にし
てより安全性を確保できるようにしても良い。

また、第８図の光源装置41のように、タイマ42により、
電源部22を制御する構成にしても良い。第８図におい
て、発光部32は、電源部22に接続され、電源部22は電源
オンの時間を積算するタイマ42によりオン、オフ制御さ
れるようになっている。

電源部22をオンすると発光部32が点灯すると共に、タイ
マ42に時間が積算される。点灯時間が長時間に渡り、人
体に悪影響がると考えられる時間になった場合、タイマ
42が作動して電源をオフし、発光部32を消灯させる作用
を行う。

これによれば、人体へのエネルギ投与を一定値以下にお
さえることができ、熱傷を防止でき、安全に観察できる
という効果を有する。

第９図は本発明の第４実施例の光源装置51の構成を示
す。

発光部32は電源部22に接続され、電力が供給される。こ
の電源部22は、検出・告知回路52と接続され、この検出
・告知回路52によって発光部32に供給される電力をオ
ン，オフして発光又は消灯の制御を行う。この検出・告
知回路52には人体３の温度を測定する温度センサ35の測
温信号が入力され、検出・告知回路52はこの測温信号に
よって警告ブザー53と警告ランプ54を動作させるように
してある。

このように構成された第４実施例においては、電源部22
により発光部32は点灯し、人体に光を照射する。人体の
温度を温度センサ35は検出して検出・告知回路52へ情報
を伝達する。検出・告知回路52は温度が一定値以上に上
昇した場合、電源部22をオフして発光部32を消灯し、同
時に警告ブザー53と警告ランプ54を動作させる。

この第４実施例によれば、人体へのエネルギ投与が一定
量を越えた場合には電源が自動的にオフし、同時に警告
音と警告光で告知されるので熱傷を起こさずに観察が可
能となるという効果を有する。

第10図は本発明の第５実施例の光源装置61を示す。

発光部32は電源部22から発光用の電力が供給されると発
光する。人体の温度を検知する温度センサ35の測温信号
は検知回路62に入力され、この検知回路62の出力信号は
タイミングコントローラ63に入力される。このタイミン
グコントローラ63は、検知回路62から入力される信号に
基づき、体温が高い場合には、発光部32に供給される電
力を断続するように電源部22のオン，オフを制御すると
共に、このオン，オフするタイミング信号をビデオプロ
セッサ64にも出力して画像表示と同期してオン，オフす
る。

このように構成された第５実施例では、温度センサ35の
測温信号レベルが低く、予め設定した温度レベルを越え
ないと、検知回路62の出力は第11図（ｂ）に示すように
LOWであり、この場合には電源部22は発光部32に電力を
供給して連続点灯（第11図（ａ）においてONで示してあ
る。）している。

発光部32からの照射エネルギにより人体の温度が上昇し
て温度センサ35の検出値が高くなり、設定レベル以上に
なると、検知回路62の出力は第11図（ｂ）に示すように
HIGHになり、タイミングコントローラ63に信号を送る。
すると、タイミングコントローラ63はビデオプロセッサ
64とタイミングを取りながら断続的な発光をするように
電源部22を制御する。この断続的な点灯により人体への
照射エネルギが減少するため、人体温度が低下するとま
た連続点灯を行うように動作する。

この第５実施例によれば、人体温度が上昇した場合にも
間欠照明をしながら観察を続けることができ、熱傷を生
じない安全な観察が可能になるという効果を有する。

尚、上記各実施例を部分的に組合わせて他の実施例を形
成することもできる。例えば、第１実施例のようにSID5
の出力信号で検出すると共に、第３実施例のように温度
センサ35で体表面の温度を直接測定し、いずれの出力で
もそれぞれを動作させるようにしても良い。

又、体内に挿入される内視鏡は、電子内視鏡に限らず、
イメージガイドを用いた光学的な内視鏡を用い、このイ
メージガイドの手元側に赤外光に感光するテレビカメラ
等を取付けたものでも良い。（この場合にはイメージガ
イドが赤外光を伝送するファイババンドルで形成す
る。） ［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、体外照射手段によ
り、体外から体表面に向けて透過照明を行う照射光に対
して生体に照射されるエネルギ投与量と、照射光が照射
される体表面の温度との少なくとも一方を検出する検出
手段を設け、この検出手段の検出結果に基づいて、照射
量と体表面の冷却との、少なくとも一方を制御できるよ
うにしてあるので、安全に内視鏡観察を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の第１実施例に係り、第１図
は第１実施例の概念図、第２図は第１実施例の構成図、
第３図は本発明の第２実施例における光源を示す構成
図、第４図は第２実施例に用いられる可視光カットフィ
ルタの透過特性を示す特性図、第５図は第２実施例に用
いられる熱線カットフィルタの透過特性を示す特性図、
第６図は可視光カットフィルタと熱線カットフィルタと
を２枚用いた場合の透過特性を示す特性図、第７図は本
発明の第３実施例の光源装置を示す構成図、第８図はタ
イマを用いた光源装置を示す構成図、第９図は本発明の
第４実施例の光源装置を示す構成図、第10図は本発明の
第５実施例を示す構成図、第11図は本発明の第５実施例
における動作説明図である。 １…電子内視鏡、３…人体 ５…固体撮像素子（SID） ７…ビデオプロセッサ、８…モニタ 11…光源装置、12…光源 13…レベルセンス回路 14…コントローラ、15…映像回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】体内に挿入され、少なくとも赤外光に感度
   を有する撮像手段が設けられた内視鏡に対し、体外に設
   置され、体表面に向けて少なくとも赤外光成分を有する
   照明光を照射する発光手段と、 前記照明光が前記体表面を透過した透過光のエネルギ量
   と、前記照明光が照射された前記体表面の温度と、のう
   ち少なくとも一方を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいて、前記体表面に照射
   される前記照明光のエネルギ量と、前記体表面の冷却
   と、のうち少なくとも一方の制御をする制御手段と、 を有することを特徴とする内視鏡用光源装置。