JPH10127562A

JPH10127562A - 蛍光内視鏡

Info

Publication number: JPH10127562A
Application number: JP8284802A
Authority: JP
Inventors: Katsumi Hayashi; 克巳林
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 1998-05-19

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光内視鏡において、明るく高品質な蛍光像
の撮像を可能にする。【解決手段】励起光L1は、生体外より光ファイバ102
を介して蛍光内視鏡先端部11まで導かれ、光ファイバ10
2 の先端に取り付けられたレンズ130 によってペンシル
ビーム状に形成され、プリズム105 によって射出方向を
偏向された後、励起光透過窓107 を透過し体腔内へ照射
される。このとき、プリズムホルダ106が、生体外に配
されたモータ305 の駆動により円周方向に回転し、鉗子
挿入口22の先端に固着されたリニアアクチュエータ16の
駆動により長手方向に移動するため、励起光L1は円周方
向および長手方向に走査する。一方、複数の光検出素子
109 が蛍光内視鏡先端部11に円周状に配設され、上記励
起光L1による生体観察部位が発する蛍光を受光し、蛍光
検出信号S3を生体外に配された蛍光内視鏡制御部３内の
AD変換器309 に入力し、映像信号形成回路311 が蛍光像
信号S4を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は生体内部を観察する
ための内視鏡に関し、さらに詳細には、生体内部の観察
部に励起光を照射し、そのときに生体の観察部から発せ
られる蛍光の強度を検出したり、あるいはこの蛍光を検
出し蛍光像を撮像して、生体の診断に供する蛍光内視鏡
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一般にＰＤＤ（Photodynamic
Diagnosis）と称される光力学診断についての研究が種
々なされている。このＰＤＤとは、腫瘍親和性を有し、
光により励起されたとき蛍光を発する光感受性物質を予
め生体の腫瘍部分に吸収させておき、その部分に光感受
性物質の励起波長領域にある励起光を照射して蛍光を生
じさせたり、前記光感受性物質を予め生体の腫瘍部分に
吸収させずに、生体腫瘍部分に内在する色素からの極め
て微弱な蛍光（自己蛍光）を検出したりして、この蛍光
による画像を表示して腫瘍部分を診断する技術である。

【０００３】例えば特公昭６３−９４６４号、特開平１
−１３６６３０号、特開平７−５９７８３号、特開平６
−５４７９２号には、このＰＤＤを行なうための蛍光画
像診断装置が開示されている。この種の蛍光画像診断装
置は基本的に、光感受性物質の励起波長領域にある励起
光を生体に対して照射する励起光照射手段と、光感受性
物質が発する蛍光を検出して生体の蛍光像を撮像する手
段とからなるものであり、その１つの形態として、生体
内部に挿入される内視鏡に組み込まれて蛍光内視鏡とし
て構成されたものが広く知られている。

【０００４】また、特に上述のような２次元的蛍光像を
撮像せずに、生体の観察部上の一点毎に蛍光強度を検出
することにより、その一点が腫瘍部分であるか否かを診
断できるようにした蛍光内視鏡も提案されている（例え
ば、特願平７−２５２２９５号明細書参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の蛍光
内視鏡における光学系は、被写界深度が深く視野が広い
ものであることが要求されており、光学系のＦナンバー
を小さく設定することができない。そのため、蛍光内視
鏡において微弱な蛍光を検出するためには、高感度の撮
像手段を用いなければならず、例えばイメージ・インテ
ンシファイアや冷却手段を施したＣＣＤ固体撮像素子を
用いることが考えられているが、これらの手段は構成が
大きくなり蛍光内視鏡の先端部に組み込むことができな
いため、通常は光ファイバ束よりなるイメージガイドを
介して、生体外でこれらの撮像手段を用いて蛍光像を撮
像している。

【０００６】しかし、上述のように光ファイバ束よりな
るイメージガイドを介して生体外で蛍光像を撮像する
と、光ファイバ束を構成する光ファイバの本数により蛍
光像の画素数が決まるため、高解像度の蛍光像を撮像す
ることが困難である。また、イメージガイドによる光の
伝達ロスを生じるため、蛍光像のＳ／Ｎの低下を生じる
ことにもなる。これは、生体の観察部の自己蛍光を検出
して蛍光像を撮像する場合において特に問題となる。従
って、蛍光内視鏡にあっては、明るい受光光学系を有し
ており、生体内で直接に蛍光像を撮像できる撮像手段で
あることが望まれている。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、明るい受光光学系を実現することができ、微弱
な蛍光を高Ｓ／Ｎで検出できる蛍光内視鏡を提供するこ
とを目的とするものである。また、高品質の蛍光像を撮
像することのできる蛍光内視鏡を提供することを目的と
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による蛍光内視鏡
は、生体内部の観察部に励起光を照射することによりこ
の観察部が発する蛍光を検出する蛍光内視鏡であり、上
記生体の外部に配された励起光を発する励起光源と、上
記生体の外部から前記観察部近傍に導入される可撓性を
有する導入管と、この導入管内に配され、上記励起光源
からこの導入管の先端に上記励起光を導くライトガイド
と、このライトガイドの先端に導かれた上記励起光を細
い光ビーム状の励起光ビームに形成し、この起光ビーム
を上記導入管の先端からこの導入管の半径方向に偏向さ
せ、かつ、この励起光ビームをこの導入管の円周方向お
よび長手方向に走査させる励起光照射手段と、上記導入
管の先端に配されて、上記励起光ビームの照射により上
記観察部から発せられた蛍光を検出し、その出力を生体
外に導出する光検出手段とを有することを特徴とするも
のである。

【０００９】また、本発明による蛍光内視鏡は、さら
に、上記励起光ビームが走査する位置を検出する位置検
出手段と、上記蛍光検出手段の出力を映像信号に変換す
ることにより、上記観察部の蛍光像を示す蛍光像信号を
出力する画像信号形成手段とを有しており、上記位置検
出手段の出力に基づいて、上記励起光ビームの円周方向
の走査が上記映像信号の水平走査と同期するように上記
励起光照射手段が上記励起光ビームを円周方向に走査
し、かつ、上記励起光ビームの長手方向の走査が上記映
像信号の垂直走査と同期するように上記励起光照射手段
が上記励起光ビームを走査することを特徴とするもので
ある。

【００１０】また、本発明による蛍光内視鏡は、上記励
起光照射手段が、上記導入管の内部に収容された構成を
採ることも可能である。

【００１１】なお、上記蛍光検出手段は、上記導入管の
先端の円周方向に回転可能に配された少なくとも１個の
光検出素子からなる蛍光検出器であり、上記励起光ビー
ムの円周方向の走査に連動して上記蛍光を受光するよう
に上記蛍光検出器を回転させる蛍光検出器回転手段を有
するものが用いられるか、または、上記導入管の先端の
円周方向に並べて配設された複数の光検出素子からなる
蛍光検出器が用いられることが望ましい。

【００１２】さらに、上記蛍光検出器としては、上記導
入管の先端の長手方向に移動可能なように配され、上記
励起光ビームの長手方向の走査に連動して上記蛍光を受
光するように、この蛍光検出器を移動させる蛍光検出器
移動手段を有することが望ましい。

【００１３】

【発明の効果】前述した従来の蛍光内視鏡において、明
るい受光光学系を実現することができないという問題
は、受光光学系として被写界深度が深く視野が広いもの
であることが要求されており、そのため光学系のＦナン
バーを小さく設定することができないということに起因
している。これに対して本発明の蛍光内視鏡において
は、励起光を細い光ビーム状（例えばペンシルビーム、
遠方にウェストを有するビーム、もしくはベッセルビー
ム等）の励起光ビームに形成し、この励起光を蛍光内視
鏡の導入管の先端から導入管の半径方向に偏向させ、導
入管の円周方向および長手方向に走査させつつ、励起光
の照射により生体観察部から発せられた蛍光の強度を導
入管の先端に配した光検出手段によって検出する方法を
用いているので、被写界深度の制約を受けることなく受
光光学系の開口数（NA）を自由に大きく設定できる。即
ち、光検出手段を構成する検出器の口径を大型化するこ
とで、受光光学系の開口数（NA）を従来の蛍光内視鏡と
比べて大幅に大きくでき、観察部の蛍光の強度を示す蛍
光検出信号が、従来よりもより大きな信号レベルとして
検出できるようになる。またイメージガイドを介するこ
となく内視鏡先端部で直接検出するのでＳ／Ｎの良好な
蛍光検出信号が得られる。

【００１４】一方、本発明の蛍光内視鏡においては、蛍
光検出手段として内視鏡先端部に複数の光検出素子を円
周上に並べて配設することができ、また、励起光の円周
方向の走査に合わせて、励起光による蛍光を受光するよ
うに光検出素子を円周方向に回転可能に配設することも
できる。従って、励起光の円周方向の走査位置に関わら
ず蛍光強度が同じであれば同一の出力レベルとなるよう
に構成することができる。また、励起光を細い光ビーム
状に形成し、光走査により観察部を照射するため励起光
の配光むらを生じることもない。さらに、蛍光検出手段
を励起光の長手方向の走査に合わせて、励起光による蛍
光を受光するように蛍光検出手段を長手方向に移動可能
に配設することもできるので、励起光の長手方向の走査
位置に関わらず蛍光強度が同じであれば同一の出力レベ
ルとなるように構成することもできる。

【００１５】従って、本発明を生体の観察部から発せら
れた蛍光を検出する蛍光内視鏡に適用することで、生体
内部のいずれの観察部においても、蛍光強度を忠実に再
現しつつ、Ｓ／Ｎの良好な蛍光検出信号を得ることがで
きるので、従来より腫瘍部分の診断精度を高めることが
でき、特に、極めて微弱な自己蛍光を検出しなければな
らない蛍光内視鏡において本発明の効果が期待される。

【００１６】また、本発明の蛍光内視鏡においては、画
像信号形成手段が出力する蛍光像信号の水平走査および
垂直走査と同期をとりつつ、励起光を円周方向および長
手方向に走査させることができるので、蛍光検出信号か
ら従来例と同様な蛍光像を示す蛍光像信号を形成するこ
とができ、より明るくＳ／Ｎの良好な蛍光像を画像表示
装置に表示することができるようにもなる。また、上述
のように、励起光の円周方向および長手方向の走査位置
に関わらず蛍光強度が同じであれば同一の出力レベルと
なるように光検出素子を配設することもできるため、蛍
光強度を忠実に再現した蛍光像を得ることができる。

【００１７】さらに、イメージガイドを使用していない
ため、従来例のような撮像素子の画素数による制限を受
けることがなく、解像度の高い蛍光像を観察できるよう
になる。即ち、上述のように励起光を細い光ビーム状に
形成し、蛍光検出信号の伝送帯域を十分に広く採ること
で水平解像度を高めることができる。また、励起光の長
手方向の走査量を小さくすることで垂直解像度を高める
ことができる。

【００１８】従って、本発明を、２次元的蛍光像を撮像
することにより生体の観察部の腫瘍部分の診断を行う蛍
光内視鏡に適用することにより、腫瘍部分の診断精度を
従来より格段に改善することができるようになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図４は本発明の第１の実施
の形態による蛍光内視鏡１を電子内視鏡２の経鉗子口に
挿入した経鉗子口型蛍光内視鏡の全体構成を示すもので
ある。

【００２０】電子内視鏡２は、電子内視鏡先端部24、電
子内視鏡挿入部21、電子内視鏡接続部23、電子内視鏡制
御部５、及び電子内視鏡表示装置６により構成される。
電子内視鏡挿入部21は可撓性を有しており、電子内視鏡
先端部24が生体の内部の観察部近傍まで挿入される。電
子内視鏡制御部５は、白色光である照明光を発する照明
光源（図示せず）を有しており、照明光は電子内視鏡接
続部23および電子内視鏡挿入部21を介して電子内視鏡先
端部24まで導かれ、生体内部の観察部を照射する。電子
内視鏡先端部24に配設された通常像撮像素子（図示せ
ず）が、生体内部の観察部で反射した照明光を受光し、
この照明光による観察部の通常像を撮像して電子内視鏡
表示装置６に通常像を表示する。

【００２１】一方、蛍光内視鏡１は、蛍光内視鏡先端部
11、蛍光内視鏡挿入部14、蛍光内視鏡接続部13、蛍光内
視鏡制御部３、リニアエンコーダ15、リニアアクチュエ
ータ16、及び蛍光内視鏡表示装置４により構成される。
蛍光内視鏡１は、その蛍光内視鏡挿入部14が電子内視鏡
２の鉗子挿入口22（図４中の中央部）に挿入され、電子
内視鏡先端部24から蛍光内視鏡先端部11を突出させるこ
とで生体の内部の観察部近傍まで挿入される。電子内視
鏡２の鉗子挿入口22には、リニアエンコーダ15及びリニ
アアクチュエータ16が固定されている。蛍光内視鏡制御
部３は、例えば青色領域の励起光L1を発する照明光源を
有しており、蛍光内視鏡接続部13および蛍光内視鏡挿入
部14を介してこの励起光L1を蛍光内視鏡先端部11まで導
く。

【００２２】蛍光内視鏡先端部11では、後述のように励
起光L1が円周方向および長手方向に走査し生体観察部を
照射する（図４中矢印ＸおよびＹの方向）。円周方向の
走査は、蛍光内視鏡制御部３内に配されたモータ305
（図２参照）の回転に連動して蛍光内視鏡先端部11に配
されたプリズムホルダ106 （図１（Ａ）参照）が回転す
ることにより行われ、長手方向の走査は、電子内視鏡２
の鉗子挿入口22の先端に取り付けられたリニアアクチュ
エータ16（図１（Ｂ）参照）によって、蛍光内視鏡先端
部11を長手方向に駆動することにより行われる。

【００２３】蛍光内視鏡先端部11に配設された蛍光検出
器を構成する光検出素子109 （図１（Ａ）参照）が、励
起光L1の照射により前記観察部から発せられた蛍光の強
度を一点毎に検出し蛍光検出信号S3を出力する。蛍光検
出信号S3は蛍光内視鏡挿入部14のケーシング101 内に配
されたケーブル112 を介して生体外に導出され蛍光内視
鏡制御部３に入力される。蛍光内視鏡制御部３内に配さ
れた映像信号形成回路311 は、後述のように蛍光検出信
号S3から蛍光像を示す蛍光像信号S4を形成し蛍光内視鏡
表示装置４に蛍光像を表示する。

【００２４】以下、上記構成の蛍光内視鏡の主要部分の
構成および作用について図１〜３を参照しながら説明す
る。まず、蛍光内視鏡先端部11の構成および作用につい
て図１（Ａ）を参照して詳細に説明する。蛍光内視鏡先
端部11のケーシング101 内に、光ファイバケーシング10
3 が設けられる。ケーシング101 及び光ファイバケーシ
ング103 は、可撓性の素材で構成されている。光ファイ
バケーシング103 には、スペーサ111 によって光ファイ
バ102 が保持され、光ファイバケーシング103の先端に
はプリズム105 を保持したプリズムホルダ106 が固定さ
れる。プリズムホルダ106 及び光ファイバケーシング10
3 は、ケーシング101 の内壁に軸受け104 を介してケー
シング101 の内部で回転できるように取り付けられてい
る。

【００２５】蛍光内視鏡制御部３内に配された励起光源
302 （図２参照）を出射した励起光L1は、集光レンズ30
3 により集束され、光ファイバ102 の励起光入射端119
に入射し、光ファイバ102 内を導光され蛍光内視鏡先端
部11まで導かれる。励起光L1は光ファイバ102 の先端に
取り付けられたレンズ130 によってペンシルビームに形
成され、プリズム105 によって射出方向を偏向された
後、筒状透明体からなる励起光透過窓107 を透過し体腔
内へ照射される。なお、レンズ130 は励起光L1を細い光
ビーム状に形成するもので有ればよく、例えば励起光L1
を遠方にウェストを有するビームもしくはベッセルビー
ム等に形成するものであってもかまわない。

【００２６】プリズムホルダ106 及び光ファイバケーシ
ング103 は、後述のようにモータ305 によって回転駆動
されるので、励起光L1は円周方向に走査する。励起光L1
によって誘起された生体観察部からの蛍光L2は、ケーシ
ング101 上に固定された蛍光検出器を構成する光検出素
子109 によって受光される。光検出素子109 上には励起
光遮断フィルタ108 が設けられ、光検出素子109 に励起
光L1が侵入するのを防ぐ。光検出素子109 で発生した蛍
光強度を反映する蛍光検出信号S3は、蛍光内視鏡挿入部
14のケーシング101 内に配されたケーブル112 を介して
生体外に導出されコネクタ117 により中継されて蛍光内
視鏡制御部３内に配されたAD変換器309に入力される。

【００２７】蛍光検出器の図１のＡで示される断面を図
３に示す。同図（Ａ）は４個の光検出素子109 をケーシ
ング101 の内面に円周状に並べて配設されたものであ
り、同図（Ｂ）は８個の光検出素子109 をケーシング10
1 の内面に円周状に並べて配設されたものである。光検
出素子109 上には励起光遮断フィルタ108 が固定されて
いる。いずれも、各光検出素子109 の出力を混合して蛍
光検出信号S3を取り出すことができる。蛍光検出器とし
ては、同一強度の蛍光L2であればどの円周方向からの蛍
光L2でも同一の出力レベルとなる必要がある。本実施例
では、同図（Ａ）または（Ｂ）のいずれであっても良い
が、光検出素子109 の数が多いほど円周方向の蛍光強度
を均一に受光できるので、光検出素子109 の数が多いこ
とが望ましい。また、受光面積の広い光検出素子を使用
することで、受光感度を高めることができるので長方形
状の光検出素子109 の短辺を円周上に並べて配設された
ものであればなお良い。

【００２８】次に、電子内視鏡２の鉗子挿入口22の先端
部の構成および作用について図１（Ｂ）を参照して詳細
に説明する。鉗子挿入口22近傍の蛍光内視鏡挿入部14の
ケーシング101 の周囲外壁には検出マーク114 が形成さ
れている。電子内視鏡２の鉗子挿入口22の先端には、リ
ニアエンコーダ15及びリニアアクチュエータ16が固着さ
れており、蛍光内視鏡挿入部14が挿通される。リニアア
クチュエータ16は、蛍光内視鏡挿入部14を長手方向に駆
動するものであり、この駆動により電子内視鏡先端部24
（図４参照）では蛍光内視鏡先端部11が長手方向に出入
りする（図１（Ａ）中矢印Ｙの方向）。

【００２９】また、リニアエンコーダ15は検出マーク11
4 を読みとるものであり、この読取値である長手方向エ
ンコード信号S2は蛍光内視鏡先端部11の長手方向の移動
量を示し、励起光L1の長手方向の走査量を示すものでも
ある。リニアエンコーダ15が出力する長手方向エンコー
ド信号S2は、ケーブル115 を介しコネクタ118 により中
継されて蛍光内視鏡制御部３内に配されたビデオプロセ
ッサ308 へ入力される。

【００３０】次に、蛍光内視鏡制御部３および蛍光内視
鏡接続部13の構成および作用について図２を参照して詳
細に説明する。蛍光内視鏡接続部13のケーシング101 の
末端には、コネクタ116aが固定されている。光ファイバ
ケーシング103 の末端には、入射端チップ120 が固定さ
れている。光ファイバ102 は、スペーサ111 を介して入
射端チップ120 内に保持固定される。入射端チップ120
は、コネクタ116a内に軸受け104 を介して回転可能に取
り付けられている。コネクタ116aは、ケーシング301 に
固着されているコネクタ116bと勘合し固定される。

【００３１】光ファイバ102 の励起光入射端119 には、
励起光源302 から射出される励起光12が集光レンズ303
によって集光され導入される。入射端チップ120 はコネ
クタ116aから突出しており、突出部に歯車304 が固定さ
れている。歯車304 は、モータ305 の軸に取り付けられ
た歯車307 を介してモータ305 により回転駆動される。

【００３２】従って、入射端チップ120 および光ファイ
バケーシング103 も回転駆動され、蛍光内視鏡先端部11
（図１（Ａ）を参照）の光ファイバケーシング103 の先
端に固定されたプリズムホルダ106 がケーシング101 の
内部で回転する。これにより、励起光源302 から発せら
れ光ファイバ102 により蛍光内視鏡先端部11まで導光さ
れた励起光L1が、蛍光内視鏡先端部11の円周方向に走査
する。

【００３３】モータ305 にはロータリーエンコーダ306
が接続されており、プリズムホルダ106 の円周方向の回
転と対応した円周方向エンコード信号S1が、ビデオプロ
セッサ308 に入力される。蛍光内視鏡先端部11の電子内
視鏡先端部24からの突出量を示す長手方向エンコード信
号S2は、ケーブル115 及びコネクタ118 を介して、蛍光
内視鏡制御部３内に配されたビデオプロセッサ308 に入
力される。

【００３４】蛍光内視鏡先端部11に配設された蛍光検出
器を構成する光検出素子109 で発生した蛍光強度を反映
する蛍光検出信号S3は、ケーシング101 内に配されたケ
ーブル112 を介して生体外まで導出される。ケーブル11
2 は蛍光内視鏡制御部３の近傍でケーシング101 より取
り出され蛍光内視鏡制御部３に固着されたコネクタ117
に接続される。コネクタ117 はAD変換器309 に接続され
ており、蛍光検出信号S3がAD変換器309 に入力される。

【００３５】ビデオプロセッサ308 は、励起光L1の１回
転の円周方向の走査が蛍光内視鏡表示装置４の水平走査
線に対応し、かつ、長手方向の走査が蛍光内視鏡表示装
置４の垂直走査線（走査本数）に対応するようにAD変換
器309 を駆動する。AD変換器後の画像データは、画像メ
モリ310 に記憶される。画像メモリ310 には、円周方向
の座標と長手方向の座標に対応した画像データが格納さ
れる。映像信号形成回路311 は、画像メモリ310 に格納
された画像データを読み出しDA変換するとともに同期信
号等を付加して蛍光像を示す蛍光像信号S4を形成し蛍光
内視鏡表示装置４に蛍光像を表示する。

【００３６】従って、蛍光内視鏡表示装置４には、生体
観察部の円周方向と長手方向に対応した蛍光画像が表示
されることとなる。この際、円周方向エンコード信号S1
および長手方向エンコード信号S2に基づいて、蛍光像信
号S4の水平走査と励起光の円周方向の走査が同期し、垂
直走査と励起光の長手方向の走査が同期するように、ビ
デオプロセッサ308 がAD変換器309 、画像メモリ310 お
よび映像信号形成回路311 を駆動する。尚、蛍光像信号
S4の水平走査と励起光の円周方向の走査が同期し、垂直
走査と励起光の長手方向の走査が同期するように、円周
方向エンコード信号S1および長手方向エンコード信号S2
を監視しながらモータ制御回路（図示せず）によりモー
タ305 の回転速度およびリニアアクチュエータ16の移動
速度を制御しても良い。

【００３７】また、画像メモリ310 として例えばフィー
ルドメモリを使用することにより、読み出しアドレスを
逆方向から読み出すことも可能であり、長手方向の移動
における往復の速度を同一にしつつ、蛍光像信号S4を形
成することが可能となる。従って、蛍光像を表示する蛍
光内視鏡表示装置４の垂直帰線期間内の極短い期間に、
励起光照射の戻り走査を行う必要がなくなるため、長手
方向の駆動が容易となる。

【００３８】ところで、生体内部の観察部位には、腫瘍
親和性を有し、光により励起されたとき蛍光を発する光
感受性物質が予め吸収されている。この光感受性物質と
しては、例えばポルフィリン系のものが用いられる。励
起光L1が観察部位に照射されると、上記光感受性物質か
ら蛍光L2が発せられる。この蛍光L2は、上述のようにケ
ーシング101 上に固定された蛍光検出器を構成する光検
出素子109 によって受光され蛍光検出信号S3が、蛍光内
視鏡制御部３内に配されたAD変換器309 に入力され、映
像信号形成回路311 により映像信号として形成される。

【００３９】従って、上記構成の蛍光内視鏡によれば、
映像信号形成回路311 の出力である蛍光像信号S4は、通
常の蛍光内視鏡と何ら変わりなく、生体内部の観察部位
の蛍光画像を示すこととなる。本実施例の励起光L1は光
ファイバ102 の先端に取り付けられたレンズ130 によっ
てペンシルビームに形成されており、また、蛍光検出器
が蛍光内視鏡先端部11に配設されているため、得られる
蛍光像は明るくＳ／Ｎの良好なものとなる。また信号の
伝送帯域を十分広くとることで高画質の蛍光像が得られ
る。また、長手方向の移動量を適度に変えることで所望
の垂直解像度を得ることができる。

【００４０】また、本実施例では、励起光L1を蛍光内視
鏡先端部11にて円周方向および長手方向に走査する駆動
装置も、モータおよびリニアアクチュエータという簡単
な装置により構成でき、蛍光内視鏡への適用が容易であ
る。

【００４１】次に、図５〜８を参照して本発明の第２の
実施の形態を詳細に説明する。なお図５〜８において、
図１〜４中の要素と同等の要素には同番号を付し、それ
らについての説明は特に必要の無い限り省略する。

【００４２】この第２の実施形態の蛍光内視鏡において
は、第１の実施形態における光ファイバケーシング103
を蛍光内視鏡１のケーシング101 の内部で長手方向に移
動させることにより励起光L1を長手方向に走査するこ
と、および励起光L1の円周方向および長手方向の走査に
連動して蛍光を受光するように光検出素子109 が回転
し、かつ、長手方向に移動することを特徴とする構成を
採っている。以下、詳細に説明する。

【００４３】図８は本発明の第２の実施の形態による蛍
光内視鏡１を電子内視鏡２の経鉗子口に挿入した経鉗子
口型蛍光内視鏡の全体構成を示すものである。

【００４４】蛍光内視鏡１は、蛍光内視鏡先端部11、蛍
光内視鏡挿入部14、蛍光内視鏡接続部13、蛍光内視鏡制
御部３、及び蛍光内視鏡表示装置４により構成される。
蛍光内視鏡１は、電子内視鏡２の鉗子挿入口22に挿入さ
れ、電子内視鏡先端部24から蛍光内視鏡先端部11を突出
させることで生体の内部の観察部近傍まで挿入する。電
子内視鏡２の鉗子挿入口22には、第１実施形態のような
リニアエンコーダ15及びリニアアクチュエータ16は固着
されていない。蛍光内視鏡制御部３は、例えば青色領域
の励起光L1を発する照明光源を有しており、蛍光内視鏡
接続部13および蛍光内視鏡挿入部14を介してこの励起光
L1を蛍光内視鏡先端部11まで導光する。

【００４５】蛍光内視鏡先端部11では、後述のように励
起光L1が円周方向および長手方向に走査し生体観察部を
照射する（図８中の矢印ＸおよびＹの方向）。円周方向
の走査は、蛍光内視鏡制御部３内に配されたモータ305
の回転に連動して蛍光内視鏡先端部11に配されたプリズ
ム105 が回転することにより行われ、長手方向の走査
は、蛍光内視鏡制御部３内に配されたリニアステージ31
9 が、励起光源302 およびモータ305 を内部に配したケ
ーシング318 を水平方向に駆動し、これと連動して光フ
ァイバケーシング103 を蛍光内視鏡１のケーシング101
の内部で長手方向に移動させることにより行われる。

【００４６】蛍光検出器を構成する光検出素子109 は、
後述のように蛍光内視鏡先端部11の内部に配されたプリ
ズムホルダ106 の上に固定されプリズムホルダ106 とと
もに円周方向に回転するとともに長手方向に移動し、励
起光L1の照射により前記観察部から発せられた蛍光の強
度を一点毎に検出し蛍光検出信号S3を出力する。蛍光検
出信号S3はケーブル112 を介して生体外に導出し蛍光内
視鏡制御部３に入力される。蛍光内視鏡制御部３内に配
された映像信号形成回路311 は、後述のように蛍光検出
信号S3から蛍光像を示す蛍光像信号S4を形成し蛍光内視
鏡表示装置４に蛍光像を表示する。

【００４７】以下、上記第２の実施形態の蛍光内視鏡の
主要部分の構成および作用について図５〜７を参照しな
がら説明する。まず、蛍光内視鏡先端部11の構成および
作用について図５を参照して詳細に説明する。蛍光内視
鏡先端部11のケーシング101内に、光ファイバケーシン
グ103 が設けられている。ケーシング101 及び光ファイ
バケーシング103 は、可撓性の素材で構成されている。
プリズムホルダ106 及び光ファイバケーシング103 は、
第１の実施形態と同様に、ケーシング101 の内壁に軸受
け104 を介してケーシング101 の内部で回転できるよう
に取り付けられている。

【００４８】蛍光内視鏡制御部３内に配された励起光源
302 を出射した励起光L1は、第１の実施例と同様に蛍光
内視鏡先端部11で円周方向に偏向され体腔内へ照射され
る。励起光L1は後述のように図８中の矢印ＸおよびＹで
示す円周方向および長手方向に走査し生体観察部を照射
する。励起光L1によって誘起された生体観察部からの蛍
光L2は、後述のようにプリズムホルダ106 に固定された
光検出素子109 によって受光される。光検出素子109 上
には励起光遮断フィルタ108 が設けられ、光検出素子10
9 に励起光L1が侵入するのを防ぐ。光検出素子109 で発
生した蛍光強度を反映する蛍光検出信号S3は、ケーブル
112 を介して生体外の入射端チップ120まで導出され電
極304Aを介して蛍光内視鏡制御部３内に配されたAD変換
器309 に入力される（図６参照）。

【００４９】光検出素子109 の図５のＢで示される断面
を図７に示す。プリズムホルダ106には１個の光検出素
子109 が固定され、さらに光検出素子109 上には励起光
遮断フィルタ108 が固定されている。従って、プリズム
ホルダ106 が回転および長手方向に移動することによる
励起光L1の円周方向および長手方向の走査に連動して蛍
光を受光するように光検出素子109 が回転し、かつ、長
手方向に移動する。

【００５０】次に、蛍光内視鏡制御部３および蛍光内視
鏡接続部13の構成および作用について図６を参照して詳
細に説明する。蛍光内視鏡制御部３と蛍光内視鏡接続部
13の接続構成は第１の実施形態と基本的には同じであ
る。また、モータ305 の回転により蛍光内視鏡先端部11
（図５を参照）の光ファイバケーシング103 の先端に固
定されたプリズムホルダ106 がケーシング101 の内部で
回転するのも、第１の実施形態と同様である。これによ
り、励起光源302 から発せられ光ファイバ102 により蛍
光内視鏡先端部11まで導光された励起光L1が、蛍光内視
鏡先端部11の円周方向に走査する。

【００５１】光ファイバケーシング103 の末端には入射
端チップ120 が固定され、コネクタ116aから突出してお
り、突出部に歯車304 および電極304Aが固定されてい
る。歯車304 は、モータ305 の軸に取り付けられた歯車
307 を介してモータ305 により回転駆動される。電極30
4Aにはブラシ126 が接触している。モータ305 、ロータ
リエンコーダ306 、励起光源302 、集光レンズ303 、歯
車307 、歯車304 、電極304A、及びブラシ126 はケーシ
ング318 内に配設されている。このケーシング318 は、
リニアステージ319 上に直線移動可能に取り付けられて
おり、リニアステージ319 がケーシング318 を図６中矢
印Ｙで示す方向へ直線駆動することにより、歯車304 お
よび電極304Aに固定された入射端チップ120 が直線駆動
される。これにより、蛍光内視鏡１のケーシング101 の
内部で光ファイバケーシング103 が長手方向に駆動され
（図５中矢印Ｙで示す方向）、蛍光内視鏡先端部11では
励起光L1を長手方向に走査することとなる。

【００５２】また、リニアステージ319 にはリニアエン
コーダ320 が取り付けられており、リニアステージ319
の長手方向の移動量を長手方向エンコード信号S2として
検出する。長手方向エンコード信号S2は蛍光内視鏡１の
ケーシング101 の内部で光ファイバケーシング103 が長
手方向に移動する移動量を示し、励起光L1の長手方向の
走査量を示すものでもある。長手方向エンコード信号S2
は、ビデオプロセッサ308 に入力される。また、モータ
305 にはロータリーエンコーダ306 が接続されており、
プリズムホルダ106 の円周方向の回転と対応した円周方
向エンコード信号S1が、ビデオプロセッサ308 に入力さ
れる。

【００５３】一方、内視鏡先端部11のプリズムホルダ10
6 上に配設された光検出素子109 で検出した蛍光強度を
反映する蛍光検出信号S3は、ケーシング101 内に配され
たケーブル112 を介して生体外まで導出される。ケーブ
ル112 の末端は、入射端チップ120 が固定されている電
極304Aに接続される。また、電極304Aにはブラシ126が
接触しており蛍光検出信号S3を取り出す。ブラシ126 は
AD変換器309 に接続されており、蛍光検出信号S3がAD変
換器309 に入力される。これにより、第１実施例と同
様、映像信号形成回路311 が蛍光像を示す蛍光像信号S4
を形成し蛍光内視鏡表示装置４に蛍光像を表示し、蛍光
内視鏡表示装置４には、生体観察部の円周方向と長手方
向に対応した蛍光画像が表示されることとなる。

【００５４】上記構成による本発明の第２の実施形態の
蛍光内視鏡においては、上述のように、第１の実施形態
における光ファイバケーシング103 を蛍光内視鏡１のケ
ーシング101 の内部で長手方向に移動させることにより
励起光L1を長手方向に走査すること、および光検出素子
109 が励起光L1の円周方向および長手方向の走査に連動
して蛍光を受光するように光検出素子109 が回転し、か
つ、長手方向に移動することが異なるだけであり、蛍光
像の形成処理は第１の実施形態と同様である。

【００５５】従って、上記第２の実施形態の構成の蛍光
内視鏡によれば、映像信号形成回路311 の出力である蛍
光像信号S4は、通常の蛍光内視鏡と何ら変わりなく、生
体内部の観察部位の蛍光画像を示し、得られる蛍光像は
明るくＳ／Ｎの良好なものとなる。また信号の伝送帯域
を十分広くとることで高画質の蛍光像が得られる。ま
た、長手方向の移動量を適度に変えることで所望の垂直
解像度を得ることができる。

【００５６】また、本実施例においても、励起光L1を蛍
光内視鏡先端部11にて円周方向および長手方向に走査す
る駆動装置は、モータおよびリニアステージという簡単
な装置により構成でき、蛍光内視鏡への適用が容易であ
る。

【００５７】一方、励起光L1の長手方向の走査が蛍光内
視鏡１のケーシング101 の内部で行われるため、励起光
L1の長手方向の走査により蛍光内視鏡先端部11が移動す
るということがない。従って、励起光L1の長手方向の走
査により蛍光内視鏡先端部11が生体内部の内壁に衝突す
るという恐れもなく、術者も安心して使用することが可
能となる。

【００５８】また、励起光L1の円周方向および長手方向
の走査に連動して蛍光を受光するように光検出素子109
が回転し、かつ、長手方向に移動するよう配設されてい
るため、蛍光強度を正確に反映した蛍光像を得ることが
できる。

【００５９】次に、図９を参照して本発明の第３の実施
の形態を説明する。なお図９において、図１および図５
中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについ
ての説明は特に必要の無い限り省略する。

【００６０】この第３の実施形態の蛍光内視鏡において
は、蛍光内視鏡先端部11の構成が第１および第２の実施
形態との中間的な構成を採っている。即ち、第２の実施
形態と同様に第１の実施形態における光ファイバケーシ
ング103 を蛍光内視鏡１のケーシング101 の内部で長手
方向に移動させることにより励起光L1を長手方向に走査
するするが、光検出素子109 は第１の実施形態と同様に
ケーシング101 上に固定されたことを特徴とする構成を
採っている。

【００６１】即ち、励起光L1を円周方向および長手方向
に走査する手段、さらに走査量を検出する手段は第２の
実施形態と同様である。一方、内視鏡先端部11のケーシ
ング101 上に配設された光検出素子109 で発生した蛍光
強度を反映する蛍光検出信号S3をAD変換器309 に入力す
る手段は第１の実施形態と同様である。これにより、こ
の第３の実施形態の蛍光内視鏡においても、映像信号形
成回路311 が蛍光像を示す蛍光像信号S4を形成し蛍光内
視鏡表示装置４に蛍光像を表示し、蛍光内視鏡表示装置
４には、生体観察部の円周方向と長手方向に対応した蛍
光画像が表示されることとなる。

【００６２】従って、上記第３の実施形態の構成の蛍光
内視鏡においても、映像信号形成回路311 の出力である
蛍光像信号S4は、通常の蛍光内視鏡と何ら変わりなく、
生体内部の観察部位の蛍光画像を示し、得られる蛍光像
は明るくＳ／Ｎの良好なものとなる。また信号の伝送帯
域を十分広くとることで高画質の蛍光像が得られる。ま
た、長手方向の移動量を適度に変えることで所望の垂直
解像度を得ることができる。

【００６３】また、励起光L1の長手方向の走査が蛍光内
視鏡１のケーシング101 の内部で行われるため、第２の
実施形態と同様に、励起光L1の長手方向の走査により蛍
光内視鏡先端部11が生体内部の内壁に衝突するという恐
れもなく、術者も安心して使用することが可能となる。

【００６４】なお、以上説明した３つの実施形態の蛍光
内視鏡は、いずれも生体内部に挿入される電子内視鏡の
鉗子挿入口に挿入して、２次元的蛍光像を撮像するため
に使用する蛍光内視鏡であるが、本発明はこのような蛍
光内視鏡に限らず、手術用顕微鏡に組み込まれた蛍光診
断装置等に対しても適用可能であり、また、２次元的蛍
光像を撮像せずに、生体の観察部上の一点毎に蛍光強度
を検出することにより、その一点が腫瘍部分であるか否
かを診断できるようにした蛍光内視鏡としても適用可能
である。また、自己蛍光による蛍光像により診断を行う
蛍光内視鏡としても適用可能である。

【００６５】さらに、特に第２の実施形態のごとく、励
起光の長手方向の走査を蛍光内視鏡のケーシングの内部
で行う手段をとる場合においては、本発明による蛍光内
視鏡を直接生体内部に挿入しても、生体に傷害を与える
恐れもなく使用してすることも可能となり、前記同様の
効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である蛍光内視鏡挿入
部の先端部の縦断面図（Ａ）および電子内視鏡の鉗子挿
入口における縦断面図（Ｂ）

【図２】図１の蛍光内視鏡の制御部の概略ブロック図

【図３】図１の蛍光内視鏡の蛍光検出器の断面図（Ａ）
および（Ｂ）

【図４】本発明の第１の実施形態である蛍光内視鏡の全
体構成を示す概略図

【図５】本発明の第２の実施形態である蛍光内視鏡挿入
部の先端部の縦断面図

【図６】図５の蛍光内視鏡の制御部の概略ブロック図

【図７】図５の蛍光内視鏡の蛍光検出器の断面図

【図８】図５の蛍光内視鏡の全体構成を示す概略図

【図９】本発明の第３の実施形態である蛍光内視鏡挿入
部の先端部の縦断面図

【符号の説明】

１蛍光内視鏡２電子内視鏡３蛍光内視鏡制御部４蛍光内視鏡表示装置５電子内視鏡制御部６電子内視鏡表示装置 11 蛍光内視鏡先端部 13 蛍光内視鏡接続部 14 蛍光内視鏡挿入部 15 リニアエンコーダ 16 リニアアクチュエータ 21 電子内視鏡挿入部 22 鉗子挿入口 23 電子内視鏡接続部 24 電子内視鏡先端部 101 ケーシング 102 光ファイバ 103 光ファイバケーシング 104 軸受け 105 プリズム 106 プリズムホルダ 107 励起光透過窓 108 励起光遮断フィルタ 109 光検出素子 111 スペーサ 112 ケーブル 113 先端部キャップ 114 検出マーク 115 ケーブル 116a,116b,117,118 コネクタ 119 励起光入射端 120 入射端チップ 126 ブラシ 130 レンズ 301 ケーシング 302 励起光原 303 集光レンズ 304 歯車 304A 電極 305 モータ 306 ロータリエンコーダ 307 歯車 308 ビデオプロセッサ 309 AD変換器 310 画像メモリ 311 映像信号形成回路 318 ケーシング 319 リニアステージ 320 リニアエンコーダ S1 ラジアル方向エンコード信号 S2 長手方向エンコード信号 S3 蛍光検出信号 S4 蛍光像信号 L1 励起光 L2 蛍光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生体内部の観察部に励起光を照射するこ
とにより該観察部が発する蛍光を検出する蛍光内視鏡に
おいて、前記生体の外部に配された励起光を発する励起光源と、前記生体の外部から前記観察部近傍に導入される可撓性
を有する導入管と、該導入管内に配され、前記励起光源から該導入管の先端
に前記励起光を導くライトガイドと、該ライトガイドの先端に導かれた前記励起光を細い光ビ
ーム状の励起光ビームに形成し、該励起光ビームを前記
導入管の先端から該導入管の半径方向に偏向させ、か
つ、該励起光ビームを該導入管の円周方向および長手方
向に走査させる励起光照射手段と、前記導入管の先端に配されて、前記励起光ビームの照射
により前記観察部から発せられた蛍光を検出し、その出
力を生体外に導出する蛍光検出手段とを有することを特
徴とする蛍光内視鏡。
【請求項２】さらに、前記励起光ビームが走査する位
置を検出する位置検出手段と、前記蛍光検出手段の出力を映像信号に変換することによ
り、前記観察部の蛍光像を示す蛍光像信号を出力する画
像信号形成手段とを有しており、前記位置検出手段の出力に基づいて、前記励起光ビーム
の円周方向の走査が前記映像信号の水平走査と同期する
ように前記励起光照射手段が前記励起光ビームを円周方
向に走査し、かつ、前記励起光ビームの長手方向の走査
が前記映像信号の垂直走査と同期するように前記励起光
照射手段が前記励起光ビームを走査することを特徴とす
る請求項１記載の蛍光内視鏡。
【請求項３】前記励起光照射手段が、前記導入管の内
部に収容されていることを特徴とする請求項１または２
記載の蛍光内視鏡。
【請求項４】前記光検出手段が、前記導入管の先端の
円周方向に回転可能に配された少なくとも１個の光検出
素子からなる蛍光検出器であり、前記励起光ビームの円周方向の走査に連動して前記蛍光
を受光するように前記蛍光検出器を回転させる蛍光検出
器回転手段を有することを特徴とする請求項１から３い
ずれか１項記載の蛍光内視鏡。
【請求項５】前記光検出手段が、前記導入管の先端の
円周方向に並べて配設された複数の光検出素子からなる
蛍光検出器であることを特徴とする請求項１から３いず
れか１項記載の蛍光内視鏡。
【請求項６】前記蛍光検出器が、前記導入管の先端の
長手方向に移動可能に配され、前記励起光ビームの長手
方向の走査に連動して前記蛍光を受光するように前記蛍
光検出器を移動させる蛍光検出器移動手段を有すること
を特徴とする請求項４または５記載の蛍光内視鏡。