WO2007046188A1

WO2007046188A1 - 生体撮像装置及び生体観測システム

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Publication number: WO2007046188A1
Application number: PCT/JP2006/316578
Authority: WO
Inventors: Kazuhiro Gono
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp.
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2007-04-26
Also published as: BRPI0617729A2; CN101291615B; RU2391894C2; AU2006305419B2; US20080194972A1; RU2008115430A; EP1938741A1; AU2006305419A1; CN101291615A; EP1938741A4; JP2007111357A; KR20080051178A; KR100983407B1

Abstract

　狭帯域光観察を行う際のコストを従来に比べて抑制可能な生体観測システムを提供する。本発明の生体撮像装置は、白色光により照明された生体組織を撮像し、該生体組織の像を撮像信号として出力する複数の撮像手段と、第１の波長帯域の光を透過させ、前記複数の撮像手段のうち、第１の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を第１の像として表示手段に画像表示することを可能とする第１の分光手段と、前記第１の波長帯域とは異なる第２の波長帯域の光を透過させ、前記複数の撮像手段のうち、第２の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を、前記生体組織における所定の部位が前記第１の像に比べて強調された第２の像として表示手段に画像表示することを可能とする第２の分光手段とを有する。

Description

明細書

生体撮像装置及び生体観測システム

技術分野

[0001] 本発明は、生体撮像装置及び生体観測システムに関し、特に、生体組織における所定の部位が強調された像を撮像可能な生体撮像装置及び生体観測システムに関するものである。

背景技術

[0002] 内視鏡及び光源装置等を有する内視鏡装置は、従来より、医療分野等において広く用いられている。特に、医療分野における内視鏡装置は、術者等が被検体としての生体内の観察等を行うと、う用途にぉ、て主に用いられて、る。

[0003] また、医療分野における内視鏡装置を用いた観察として一般的に知られているものとしては、例えば、白色光を生体内の被写体に照射し、肉眼による観察と略同様の該被写体の像を撮像する通常観察の他に、通常観察における照明光よりも狭い帯域を有する光である狭帯域光を該被写体に照射して観察を行うことにより、通常観察に比ベ、生体における粘膜表層の血管等が強調された像を撮像する、狭帯域光観察 (N BI : Narrow Band Imaging) ある。

[0004] 特開 2002— 095635号公報に提案されている内視鏡システムは、狭帯域な照明光を出力するための、離散的な分光特性を有するフィルタが設けられた光源装置と、該照明光により照明された被写体の像を撮像するための内視鏡とを有して構成されている。そして、特開 2002— 095635号公報に提案されている内視鏡システムは、前述した構成を有することにより、前記被写体に対する狭帯域光観察を行うことができる。

[0005] しかし、特開 2002— 095635号公報に提案されている内視鏡システムを用いて狭帯域光観察を行う場合、離散的な分光特性を有するフィルタが設けられた、狭帯域光観察に対応可能な光源装置が必要となる。そのため、前記フィルタが設けられた前記光源装置を製造するためのコスト増大が、結果的に、被写体に対する狭帯域光観察を行う際のコスト増大に繋がってしまうという課題が生じている。 [0006] 本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、狭帯域光観察を行う際のコストを従来に比べて抑制可能な生体撮像装置及び生体観測システムを提供することを目的としている。

発明の開示

課題を解決するための手段

[0007] 本発明における第 1の生体撮像装置は、白色光により照明された生体組織を撮像し、該生体組織の像を撮像信号として出力する複数の撮像手段と、第 1の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第 1の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を第 1の像として表示手段に画像表示することを可能とする第 1の分光手段と、前記第 1の波長帯域とは異なる第 2の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第 2の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を、前記生体組織における所定の部位が前記第 1の像に比ベて強調された第 2の像として表示手段に画像表示することを可能とする第 2の分光手段とを有することを特徴とする。

[0008] 本発明における第 2の生体撮像装置は、前記第 1の生体撮像装置において、さらに、前記第 1の波長帯域及び前記第 2の波長帯域とは異なる第 3の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第 3の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を、前記生体組織における所定の部位が前記第 2の像に比べて強調された第 3の像として表示手段に画像表示することを可能とする第 3の分光手段を有することを特徴とする。

[0009] 本発明における第 3の生体撮像装置は、前記第 1または第 2の生体撮像装置において、前記所定の部位は、血管であることを特徴とする。

[0010] 本発明における第 4の生体撮像装置は、前記第 1乃至第 3の生体撮像装置において、前記第 1の波長帯域の光は、赤色帯域、第 1の緑色帯域、及び、第 1の青色帯域を有する光であることを特徴とする。

[0011] 本発明における第 5の生体撮像装置は、前記第 4の生体撮像装置において、前記第 2の波長帯域の光は、前記第 1の緑色帯域に比べて狭い第 2の緑色帯域、及び、前記第 1の青色帯域に比べて狭い第 2の青色帯域を有する光であることを特徴とする。

[0012] 本発明における第 6の生体撮像装置は、前記第 4または第 5の生体撮像装置において、前記第 3の波長帯域の光は、前記第 1の青色帯域において複数のピーク波長を有する光であることを特徴とする。

[0013] 本発明における第 1の生体観測システムは、生体における被写体を照明するための照明光として白色光を発する光源装置と、前記被写体の像を撮像し、該被写体の像を撮像信号として出力する生体撮像装置と、前記光源装置及び前記生体撮像装置を制御する制御装置と、を具備した生体観測システムであって、前記生体撮像装置は、前記被写体の像を撮像し、該被写体の像を撮像信号として出力する複数の撮像手段と、第 1の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第 1の撮像手段により撮像される前記被写体の像を分光することにより、前記被写体の像を第 1の像として表示手段に画像表示することを可能とする第 1の分光手段と、前記第 1の波長帯域とは異なる第 2の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第 2の撮像手段により撮像される前記被写体の像を分光することにより、前記被写体の像を、前記被写体における所定の生体組織が前記第 1の像に比べて強調された第 2の像として表示手段に画像表示することを可能とする第 2の分光手段とを有し、前記制御装置は、前記第 1の像を観察する第 1の観察モードと、前記第 2の像を観察する第 2の観察モードとを切り替えるための観察モード切替信号を出力する操作指示手段と、前記観察モード切替信号に基づき、前記操作指示手段において、一の観察モードによる観察を行うための指示がなされたことを検知した場合、該一の観察モードに応じた、前記複数の撮像手段各々における露光時間の調整、前記光源手段において発せられる前記白色光の光量の制御、及び表示手段における前記第 1の像及び前記第 2の像の表示状態の切り替えを行うための制御信号を出力する制御手段と、を有することを特徴とする。

[0014] 本発明における第 2の生体観測システムは、前記第 1の生体観測システムにお！/、て、前記所定の生体組織は、血管であることを特徴とする。

[0015] 本発明における第 3の生体観測システムは、前記第 1または前記第 2の生体観測システムにおいて、前記第 1の波長帯域の光は、赤色帯域、第 1の緑色帯域、及び、第 1の青色帯域を有する光であることを特徴とする。

[0016] 本発明における第 4の生体観測システムは、前記第 3の生体観測システムにお、て、前記第 2の波長帯域の光は、前記第 1の緑色帯域に比べて狭い第 2の緑色帯域、及び、前記第 1の青色帯域に比べて狭い第 2の青色帯域を有する光であることを特徴とする。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]本実施形態に係る生体撮像装置が用いられる生体観測システムの要部の構成の一例を示す図。

[図 2]図 1に示す生体撮像装置が有する一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図。

[図 3]図 1に示す生体撮像装置が有する、図 2とは異なる波長帯域の光を透過させる一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図。

[図 4]図 1に示す生体観測システムにおいて、通常観察モード及び狭帯域光観察モードの際にモニタに表示される画像の一例を示す図。

[図 5]本実施形態に係る生体撮像装置が用いられる生体観測システムの要部の構成の、図 1とは異なる例を示す図。

[図 6]図 5に示す生体撮像装置が有する、図 2及び図 3とは異なる一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図。

[図 7]図 5に示す生体観測システムにおいて、通常観察モード、第 1の狭帯域光観察モード及び第 2の狭帯域光観察モードの際にモニタに表示される画像の一例を示す図。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 図 1から図 7は、本発明の実施形態に係るものである。図 1は、本実施形態に係る生体撮像装置が用いられる生体観測システムの要部の構成の一例を示す図である。図 2は、図 1に示す生体撮像装置が有する一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図である。図 3は、図 1に示す生体撮像装置が有する、図 2とは異なる波長帯域の光を透過させる一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図である。図 4は、図 1に示す生体観測システムにおいて、通常観察モード及び狭帯域光観察モードの際にモニタに表示される画像の一例を示す図である。図 5は、本実施形態に係る生体撮像装置が用いられる生体観測システムの要部の構成の、図 1とは異なる例を示す図である。図 6は、図 5に示す生体撮像装置が有する、図 2 及び図 3とは異なる一の分光フィルタにおける、波長と透過率との関係を示す図である。図 7は、図 5に示す生体観測システムにおいて、通常観察モード、第 1の狭帯域光観察モード及び第 2の狭帯域光観察モードの際にモニタに表示される画像の一例を示す図である。

[0019] 生体観測システム 1は、図 1に示すように、被検体としての生体内における、生体組織等の被写体 501の像を撮像し、撮像信号として出力する生体撮像装置 2と、生体撮像装置 2が撮像する被写体 501に対して照明光を供給する光源装置 3と、生体撮像装置 2から出力される撮像信号に基づき、映像信号を生成して出力するとともに、光源装置 3の制御を行う制御装置 4と、制御装置 4から出力される映像信号に基づき、生体撮像装置 2が撮像した被写体 501の像を画像表示する、表示手段としてのモユタ 5とを要部として有して、る。

[0020] 内視鏡等として構成される生体撮像装置 2は、被写体 501の像を結像する対物光学系 21Aと、対物光学系 21Aにより結像される被写体 501の像を分光するための、第 1の波長帯域を有する光を透過させる分光フィルタ 22Aと、分光フィルタ 22Aにより分光された被写体 501の像を撮像し、撮像した該被写体 501の像を撮像信号として出力する、 CCD (電荷結合素子)等により構成された、撮像手段としての撮像素子 23 Aとを有している。そして、前述した、対物光学系 21 A、分光フィルタ 22A及び撮像素子 23Aにより、通常観察用撮像手段が構成されている。

[0021] また、生体撮像装置 2は、被写体 501の像を結像する対物光学系 21Bと、対物光学系 21Bにより結像される被写体 501の像を分光するための、第 2の波長帯域を有する光を透過させる分光フィルタ 22Bと、分光フィルタ 22Bにより分光された被写体 5 01の像を撮像し、撮像した該被写体 501の像を撮像信号として出力する、 CCD等により構成された、撮像手段としての撮像素子 23Bとを有している。そして、前述した、対物光学系 21B、分光フィルタ 22B及び撮像素子 23Bにより、第 1の狭帯域光観察用撮像手段が構成されて!ヽる。

[0022] さらに、生体撮像装置 2は、照明光を出射するための照明対物系 21Cと、光源装置 3から供給される照明光を照明対物系 21Cまで導くライトガイド 24とを有している。

[0023] モザイクフィルタまたは帯域制限フィルタ等により構成された、分光手段としての分光フィルタ 22Aは、第 1の波長帯域として、例えば、図 2に示す R、 G及び Bの波長帯域を有する光を透過させるような透過特性を有して構成されている。具体的には、例えば、 Rの波長帯域は 600nm〜700nmであり、 Gの波長帯域は 500nm〜600nm であり、また、 Bの波長帯域は 400nm〜500nmである。なお、第 1の波長帯域は、原色フィルタに略対応した、前述したような波長帯域として設定されて、るものであっても良いし、また、補色フィルタに対応した波長帯域として設定されているものであっても良い。

[0024] モザイクフィルタまたは帯域制限フィルタ等により構成された、分光手段としての分光フィルタ 22Bは、第 2の波長帯域として、例えば、図 3に示す、前述した Gの波長帯域に比べて狭い波長帯域である G1の波長帯域、及び前述した Bの波長帯域に比べて狭い波長帯域である B1の波長帯域を有する光を透過させるような透過特性を有して構成されている。具体的には、例えば、 G1の波長帯域は 530nm〜560nmであり、 B1の波長帯域は 400nm〜430nmである。

[0025] 光源装置 3は、照明光としての白色光を発するキセノンランプ等により構成され、制御装置 4の制御により出射光量を変更可能な、光源手段としてのランプ 31と、ランプ 31におヽて発せられた白色光^^光することにより、被写体 501を照明するための照明光をライトガイド 24に供給する集光光学系 32とを有して構成されている。

[0026] 制御装置 4は、制御装置 4の外装表面上に設けられ、術者等の操作により指示信号を出力する操作パネル 41と、操作パネル 41から出力される指示信号に基づく各種制御を行う制御回路 42と、制御回路 42の制御に基づき、撮像素子 23A及び 23B 力も出力される撮像信号に対して処理を行う画像処理回路 43と、制御回路 42の制御に基づき、光源装置 3のランプ 31の出射光量を制御する調光回路 44と、撮像素子 23A及び 23Bの露光時間を調整するための電子シャッター 45とを有して構成されている。 [0027] 操作パネル 41は、生体における所望の被写体を肉眼により観察した場合の像と略同様の像として観察するための通常観察モードと、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が強調された像を観察するための狭帯域光観察モードとを切り替えるための観察モード切替指示信号を出力する、観察モード切替スィッチ等の操作指示手段を有して構成されてヽる。

[0028] 制御手段としての制御回路 42は、操作パネル 41から出力される指示信号に基づき、例えば、通常観察を行う旨の指示がなされたことを検知した場合、画像処理回路 43と、調光回路 44と、電子シャッター 45とに対し、通常観察モードに応じた制御内容を有する第 1の制御信号を出力する。

[0029] また、制御回路 42は、操作パネル 41から出力される指示信号に基づき、例えば、狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知した場合、画像処理回路 43と、調光回路 44と、電子シャッター 45とに対し、狭帯域光観察モードに応じた制御内容を有する第 2の制御信号を出力する。

[0030] 画像処理手段としての画像処理回路 43は、制御回路 42から出力される第 1の制御信号に基づき、モニタ 5において、撮像素子 23Aが撮像した被写体 501の像が、撮像素子 23Bが撮像した被写体 501の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子 23A及び 23Bから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ 5に出力する。

[0031] また、画像処理回路 43は、制御回路 42から出力される第 2の制御信号に基づき、モニタ 5において、撮像素子 23Bが撮像した被写体 501の像が、撮像素子 23Aが撮像した被写体 501の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子 23A及び 23 Bから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ 5に出力する。

[0032] 調光手段としての調光回路 44は、制御回路 42から出力される第 1の制御信号に基づき、撮像素子 23Aが撮像した被写体 501の像が通常観察に最適な明るさとしてモニタ 5に画像表示されるように、ランプ 31の出射光量を第 1の出射光量とする制御を行う。

[0033] また、調光回路 44は、制御回路 42から出力される第 2の制御信号に基づき、撮像素子 23Bが撮像した被写体 501の像が狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ 5 に画像表示されるように、ランプ 31の出射光量を、前記第 1の出射光量より高い光量である第 2の出射光量とする制御を行う。

[0034] 露光調整手段としての電子シャッター 45は、制御回路 42から出力される第 1の制御信号に基づき、撮像素子 23Aの露光時間を通常観察に適した第 1の露光時間に調整するとともに、撮像素子 23Bの露光時間を、該第 1の露光時間より長い第 2の露光時間に調整する。

[0035] また、電子シャッター 45は、制御回路 42から出力される第 2の制御信号に基づき、撮像素子 23Bの露光時間を狭帯域光観察に適した第 3の露光時間に調整するとともに、撮像素子 23Aの露光時間を該第 3の露光時間より短い第 4の露光時間に調整する。

[0036] 次に、本実施形態の生体観測システム 1の作用につ、て説明を行う。

[0037] 術者等は、生体観測システム 1の各部、すなわち、生体撮像装置 2、光源装置 3、制御装置 4及びモニタ 5の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態において、生体撮像装置 2、光源装置 3及び制御装置 4は、通常観察モードとして設定されてヽるものとする。

[0038] 制御装置 4が通常観察モードとして設定された場合、制御回路 42は、操作パネル 4 1から出力される観察モード切替指示信号に基づいて通常観察を行う旨の指示がなされたことを検知し、画像処理回路 43と、調光回路 44と、電子シャッター 45とに対して第 1の制御信号を出力する。また、制御装置 4が通常観察モードとして設定された場合、調光回路 44は、制御回路 42から出力される第 1の制御信号に基づき、撮像素子 23Aが撮像した被写体 501の像が通常観察に最適な明るさとしてモニタ 5に画像表示されるように、ランプ 31の出射光量を第 1の出射光量とする制御を行う。さらに、制御装置 4が通常観察モードとして設定された場合、電子シャッター 45は、制御回路 42から出力される第 1の制御信号に基づき、撮像素子 23Aの露光時間を通常観察に適した第 1の露光時間に調整するとともに、撮像素子 23Bの露光時間を該第 1 の露光時間より長い第 2の露光時間に調整する。

[0039] その後、術者等は、生体内における所望の被写体力対物光学系 21A及び 21B の視野に入る位置であり、かつ、照明光学系 21C力出射される照明光により照明される位置となるように生体撮像装置 2を操作して移動させる。

[0040] 前述したような状態において、照明光学系 21C力も出射される広帯域の光により照明された被写体 501の像は、対物光学系 21A及び 21Bにより各々結像され、分光フィルタ 22A及び 22Bにより各々分光され、撮像素子 23A及び 23Bにお!/、て各々撮像された後、撮像信号として各々制御装置 4の画像処理回路 43に対して出力される

[0041] 画像処理回路 43は、制御回路 42から出力される第 1の制御信号と、撮像素子 23 A及び 23Bから各々出力される撮像信号とに基づき、撮像素子 23Aにより撮像された被写体 501の像力撮像素子 23Bにより撮像された被写体 501の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子 23A及び 23Bから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ 5に出力する。

[0042] そして、モニタ 5は、画像処理回路 43から出力される映像信号に基づき、例えば、図 4に示すように、撮像素子 23Aにより撮像された被写体 501の像を通常観察画像 5 1Aとして、撮像素子 23Bにより撮像された被写体 501の像を狭帯域光観察画像 51 Bとして表示する。

[0043] 以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置 2、光源装置 3及び制御装置 4 において行われることにより、モニタ 5には、通常観察モードに応じて拡大された通常観察画像 51Aが最適な明るさとして表示されるとともに、通常観察モードに応じて縮小された狭帯域光観察画像 51Bが表示される。さらに、以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置 2、光源装置 3及び制御装置 4において行われることにより、モニタ 5には、生体における所望の被写体を肉眼により観察した場合の像と略同様の像が通常観察画像 51 Aとして表示される。

[0044] また、操作パネル 41に設けられた観察モード切り替えスィッチが術者等に操作されることにより、例えば、通常観察モードから狭帯域光観察モードへと、生体撮像装置 2 、光源装置 3及び制御装置 4における観察モードを切り替えるための指示が行われた場合、操作パネル 41は、該指示に基づく観察モード切替指示信号を制御回路 42 に対して出力する。

[0045] 制御回路 42は、操作パネル 41から出力される観察モード切替指示信号に基づいて狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知し、画像処理回路 43と、調光回路 44と、電子シャッター 45とに対して第 2の制御信号を出力する。また、制御装置 4が狭帯域光観察モードとして設定された場合、調光回路 44は、制御回路 42から出力される第 2の制御信号に基づき、撮像素子 23Aが撮像した被写体 501の像が狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ 5に画像表示されるように、ランプ 31の出射光量を第 2の出射光量とする制御を行う。さらに、制御装置 4が狭帯域光観察モードとして設定された場合、電子シャッター 45は、制御回路 42から出力される第 2の制御信号に基づき、撮像素子 23Bの露光時間を狭帯域光観察に適した第 3の露光時間に調整するとともに、撮像素子 23Aの露光時間を該第 3の露光時間より短い第 4の露光時間に調整する。

[0046] 照明光学系 21C力も出射される狭帯域の光により照明された被写体 501の像は、対物光学系 21A及び 21Bにより各々結像され、分光フィルタ 22A及び 22Bにより各々分光され、撮像素子 23A及び 23Bにおいて各々撮像された後、撮像信号として各々制御装置 4の画像処理回路 43に対して出力される。

[0047] 画像処理回路 43は、制御回路 42から出力される第 2の制御信号と、撮像素子 23 A及び 23Bから各々出力される撮像信号とに基づき、撮像素子 23Bにより撮像された被写体 501の像力撮像素子 23Aにより撮像された被写体 501の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子 23A及び 23Bから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ 5に出力する。

[0048] そして、モニタ 5は、画像処理回路 43から出力される映像信号に基づき、例えば、図 4に示すように、撮像素子 23Aにより撮像された被写体 501の像を通常観察画像 5 2Aとして、撮像素子 23Bにより撮像された被写体 501の像を狭帯域光観察画像 52 Bとして表示する。

[0049] 以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置 2、光源装置 3及び制御装置 4 において行われることにより、モニタ 5には、狭帯域光観察モードに応じて縮小された通常観察画像 52Aが表示されるとともに、狭帯域光観察モードに応じて拡大された狭帯域光観察画像 52Bが最適な明るさとして表示される。さらに、以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置 2、光源装置 3及び制御装置 4にお、て行われることにより、モニタ 5には、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が強調された像が狭帯域光観察画像 52Bとして表示される。

[0050] なお、生体観測システム 1は、生体撮像装置 2Aと、前述した構成と略同様の構成である光源装置 3と、制御装置 4Aと、前述した構成と略同様の構成であるモニタ 5とを有する、図 5に示すような生体観測システム 1Aとして構成されるものであっても良い。

[0051] 生体撮像装置 2Aは、図 5に示すように、生体撮像装置 2の構成に加え、被写体 50 1の像を結像する対物光学系 21Dと、対物光学系 21Dにより結像される被写体 501 の像を分光するための、第 3の波長帯域を有する光を透過させる分光フィルタ 22Dと、分光フィルタ 22Dにより分光された被写体 501の像を撮像し、撮像した該被写体 5 01の像を撮像信号として出力する、 CCD (電荷結合素子)等により構成された、撮像手段としての撮像素子 23Dとからなる第 2の狭帯域光観察用撮像手段をさらに有して構成される。

[0052] 分光手段としての分光フィルタ 22Dは、第 3の波長帯域として、例えば、 400ηπ！〜 500nmにおいて各々異なるピーク波長を有するような、図 6に示す B2、 B3及び B4 の波長帯域の光を透過させる透過特性を有して構成されている。

[0053] 制御装置 4Aは、制御装置 4Aの外装表面上に設けられ、術者等の操作により指示信号を出力する操作パネル 41Aと、操作パネル 41Aから出力される指示信号に基づく各種制御を行う制御回路 42Aと、制御回路 42Aの制御に基づき、撮像素子 23 A、 23B及び 23Dから出力される撮像信号に対して処理を行う画像処理回路 43Aと、制御回路 42Aの制御に基づき、光源装置 3のランプ 31の出射光量を制御する調光回路 44Aと、撮像素子 23A、 23B及び 23Dの露光時間を調整するための電子シャッター 45Aとを有して構成されて!、る。

[0054] 操作パネル 41Aは、生体における所望の被写体を肉眼により観察した場合の像と略同様の像として観察するための通常観察モードと、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が強調された像を観察するための第 1の狭帯域光観察モードと、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が、該第 1の狭帯域光観察モードに比べてより強調された像を観察するための第 2の狭帯域光観察モードとを切り替えるための観察モード切替指示信号を出力する、観察モード切替スイツチ等の操作指示手段を有して構成されてヽる。

[0055] 制御手段としての制御回路 42Aは、操作パネル 41Aから出力される指示信号に基づき、例えば、通常観察を行う旨の指示がなされたことを検知した場合、画像処理回路 43Aと、調光回路 44Aと、電子シャッター 45Aとに対し、通常観察モードに応じた制御内容を有する第 1の制御信号を出力する。

[0056] また、制御回路 42Aは、操作パネル 41Aから出力される指示信号に基づき、例えば、第 1の狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知した場合、画像処理回路 43Aと、調光回路 44Aと、電子シャッター 45Aとに対し、第 1の狭帯域光観察モードに応じた制御内容を有する第 2の制御信号を出力する。

[0057] さらに、制御回路 42Aは、操作パネル 41Aから出力される指示信号に基づき、例えば、第 2の狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知した場合、画像処理回路 43Aと、調光回路 44Aと、電子シャッター 45Aとに対し、第 2の狭帯域光観察モードに応じた制御内容を有する第 3の制御信号を出力する。

[0058] 画像処理手段としての画像処理回路 43Aは、制御回路 42Aから出力される第 1の制御信号に基づき、モニタ 5において、撮像素子 23Aが撮像した被写体 501の像が、撮像素子 23Bが撮像した被写体 501の像及び撮像素子 23Dが撮像した被写体 5 01の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子 23A、 23B及び撮像素子 23 Dから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ 5に出力する。

[0059] また、画像処理回路 43Aは、制御回路 42Aから出力される第 2の制御信号に基づき、モニタ 5において、撮像素子 23Bが撮像した被写体 501の像が、撮像素子 23A が撮像した被写体 501の像及び撮像素子 23Dが撮像した被写体 501の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子 23A、 23B及び撮像素子 23Dから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ 5に出力する。

[0060] また、画像処理回路 43Aは、制御回路 42Aから出力される第 3の制御信号に基づき、モニタ 5において、撮像素子 23Dが撮像した被写体 501の像が、撮像素子 23A が撮像した被写体 501の像及び撮像素子 23Bが撮像した被写体 501の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子 23A、 23B及び撮像素子 23Dから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ 5に出力する。

[0061] 調光手段としての調光回路 44Aは、制御回路 42Aから出力される第 1の制御信号に基づき、撮像素子 23Aが撮像した被写体 501の像が通常観察に最適な明るさとしてモニタ 5に画像表示されるように、ランプ 31の出射光量を第 1の出射光量とする制御を行う。

[0062] また、調光回路 44Aは、制御回路 42Aから出力される第 2の制御信号に基づき、撮像素子 23Bが撮像した被写体 501の像が第 1の狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ 5に画像表示されるように、ランプ 31の出射光量を、前記第 1の出射光量より高!、光量である第 2の出射光量とする制御を行う。

[0063] さらに、調光回路 44Aは、制御回路 42Aから出力される第 3の制御信号に基づき、撮像素子 23Dが撮像した被写体 501の像が第 2の狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ 5に画像表示されるように、ランプ 31の出射光量を、前記第 1の出射光量より高ぐかつ、前記第 2の出射光量より低い光量である第 3の出射光量とする制御を行

[0064] 露光調整手段としての電子シャッター 45Aは、制御回路 42Aから出力される第 1の制御信号に基づき、撮像素子 23Aの露光時間を通常観察に適した第 1の露光時間に調整するとともに、撮像素子 23B及び撮像素子 23Dの露光時間を、該第 1の露光時間より長い第 2の露光時間に調整する。

[0065] また、電子シャッター 45Aは、制御回路 42Aから出力される第 2の制御信号に基づき、撮像素子 23Bの露光時間を第 1の狭帯域光観察に適した第 3の露光時間に調整し、撮像素子 23Aの露光時間を該第 3の露光時間より短い第 4の露光時間に調整するとともに、撮像素子 23Dの露光時間を該第 3の露光時間に調整する。 [0066] さらに、電子シャッター 45Aは、制御回路 42Aから出力される第 3の制御信号に基づき、撮像素子 23Dの露光時間を第 2の狭帯域光観察に適した、前記第 4の露光時間より長い第 5の露光時間に調整し、撮像素子 23Aの露光時間を第 4の露光時間に調整するとともに、撮像素子 23Bの露光時間を該第 5の露光時間に調整する。

[0067] 次に、本実施形態の生体観測システム 1Aの作用につ、て説明を行う。

[0068] 術者等は、生体観測システム 1Aの各部、すなわち、生体撮像装置 2A、光源装置 3 、制御装置 4A及びモニタ 5の電源を投入し、該各部を起動状態とする。なお、前記起動状態において、生体撮像装置 2A、光源装置 3及び制御装置 4Aは、通常観察モードとして設定されて、るものとする。

[0069] 制御装置 4Aが通常観察モードとして設定された場合、制御回路 42Aは、操作パネル 41Aから出力される観察モード切替指示信号に基づいて通常観察を行う旨の指示がなされたことを検知し、画像処理回路 43Aと、調光回路 44Aと、電子シャッター 4 5Aとに対して第 1の制御信号を出力する。また、制御装置 4Aが通常観察モードとして設定された場合、調光回路 44Aは、制御回路 42Aから出力される第 1の制御信号に基づき、撮像素子 23Aが撮像した被写体 501の像が通常観察に最適な明るさとしてモニタ 5に画像表示されるように、ランプ 31の出射光量を第 1の出射光量とする制御を行う。さら〖こ、制御装置 4Aが通常観察モードとして設定された場合、電子シャツター 45Aは、制御回路 42Aから出力される第 1の制御信号に基づき、撮像素子 23A の露光時間を通常観察に適した第 1の露光時間に調整するとともに、撮像素子 23B 及び撮像素子 23Dの露光時間を該第 1の露光時間より長い第 2の露光時間に調整する。

[0070] その後、術者等は、生体内における所望の被写体力対物光学系 21A、 21B及び 21Dの視野に入る位置であり、かつ、照明光学系 21Cから出射される照明光により照明される位置となるように生体撮像装置 2Aを操作して移動させる。

[0071] 前述したような状態において、照明光学系 21C力も出射される広帯域の光により照明された被写体 501の像は、対物光学系 21A、 21B及び 21Dにより各々結像され、分光フィルタ 22A、 22B及び 22Dにより各々分光され、撮像素子 23A、 23B及び 23 Dにおヽて各々撮像された後、撮像信号として各々制御装置 4Aの画像処理回路 43 Aに対して出力される。

[0072] 画像処理回路 43Aは、制御回路 42Aから出力される第 1の制御信号と、撮像素子 23A、 23B及び 23D力各々出力される撮像信号とに基づき、撮像素子 23Aにより撮像された被写体 501の像力撮像素子 23B及び撮像素子 23Dにより撮像された被写体 501の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子 23A、 23B及び 23 Dから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ 5に出力する。

[0073] そして、モニタ 5は、画像処理回路 43Aから出力される映像信号に基づき、例えば、図 7に示すように、撮像素子 23Aにより撮像された被写体 501の像を通常観察画像 51aとして、撮像素子 23Bにより撮像された被写体 501の像を第 1の狭帯域光観察画像 51bとして、撮像素子 23Dにより撮像された被写体 501の像を第 2の狭帯域光観察画像 51dとして各々表示する。

[0074] 以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置 2A、光源装置 3及び制御装置 4Aにおいて行われることにより、モニタ 5には、通常観察モードに応じて拡大された通常観察画像 51aが最適な明るさとして表示されるとともに、通常観察モードに応じて縮小された第 1の狭帯域光観察画像 51b及び第 2の狭帯域光観察画像 51dが表示される。さらに、以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置 2A、光源装置 3及び制御装置 4Aにおいて行われることにより、モニタ 5には、生体における所望の被写体を肉眼により観察した場合の像と略同様の像が通常観察画像 51aとして表示される。

[0075] また、操作パネル 41Aに設けられた観察モード切り替えスィッチが術者等に操作されることにより、例えば、通常観察モードから第 1の狭帯域光観察モードへと、生体撮像装置 2A、光源装置 3及び制御装置 4Aにおける観察モードを切り替えるための指示が行われた場合、操作パネル 41Aは、該指示に基づく観察モード切替指示信号を制御回路 42Aに対して出力する。

[0076] 制御回路 42Aは、操作パネル 41Aから出力される観察モード切替指示信号に基づいて第 1の狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知し、画像処理回路 4 3Aと、調光回路 44Aと、電子シャッター 45Aとに対して第 2の制御信号を出力する。また、制御装置 4Aが第 1の狭帯域光観察モードとして設定された場合、調光回路 44 Aは、制御回路 42A力も出力される第 2の制御信号に基づき、撮像素子 23Aが撮像した被写体 501の像が第 1の狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ 5に画像表示されるように、ランプ 31の出射光量を第 2の出射光量とする制御を行う。さらに、制御装置 4Aが第 1の狭帯域光観察モードとして設定された場合、電子シャッター 45A は、制御回路 42Aから出力される第 2の制御信号に基づき、撮像素子 23B及び撮像素子 23Dの露光時間を第 3の露光時間に調整するとともに、撮像素子 23Aの露光時間を該第 3の露光時間より短い第 4の露光時間に調整する。

[0077] 照明光学系 21C力も出射される狭帯域の光により照明された被写体 501の像は、対物光学系 21A、 21B及び 21Dにより各々結像され、分光フィルタ 22A、 22B及び 22Dにより各々分光され、撮像素子 23A、 23B及び 23Dにおいて各々撮像された後、撮像信号として各々制御装置 4Aの画像処理回路 43Aに対して出力される。

[0078] 画像処理回路 43Aは、制御回路 42Aから出力される第 2の制御信号と、撮像素子 23A、 23B及び 23D力各々出力される撮像信号とに基づき、撮像素子 23Bにより撮像された被写体 501の像力撮像素子 23A及び 23Dにより撮像された被写体 50 1の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子 23A、 23B及び 23Dから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ 5に出力する。

[0079] そして、モニタ 5は、画像処理回路 43Aから出力される映像信号に基づき、例えば、図 7に示すように、撮像素子 23Aにより撮像された被写体 501の像を通常観察画像 52aとして、撮像素子 23Bにより撮像された被写体 501の像を第 1の狭帯域光観察画像 52bとして、撮像素子 23Dにより撮像された被写体 501の像を第 2の狭帯域光観察画像 52dとして各々表示する。

[0080] 以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置 2A、光源装置 3及び制御装置 4Aにおいて行われることにより、モニタ 5には、第 1の狭帯域光観察モードに応じて拡大された狭帯域光観察画像 52bが最適な明るさとして表示されるとともに、第 1の狭帯域光観察モードに応じて縮小された通常観察画像 52a及び第 2の狭帯域光観察画像 52dが表示される。さらに、以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置 2A、光源装置 3及び制御装置 4Aにおいて行われることにより、モニタ 5には、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が強調された像が狭帯域光観察画像 52bとして表示される。

[0081] また、操作パネル 41Aに設けられた観察モード切り替えスィッチが術者等に操作されることにより、例えば、第 1の狭帯域光観察モードから第 2の狭帯域光観察モードへと、生体撮像装置 2A、光源装置 3及び制御装置 4Aにおける観察モードを切り替えるための指示が行われた場合、操作パネル 41Aは、該指示に基づく観察モード切替指示信号を制御回路 42Aに対して出力する。

[0082] 制御回路 42Aは、操作パネル 41Aから出力される観察モード切替指示信号に基づ、て第 2の狭帯域光観察を行う旨の指示がなされたことを検知し、画像処理回路 4 3Aと、調光回路 44Aと、電子シャッター 45Aとに対して第 3の制御信号を出力する。また、制御装置 4Aが第 2の狭帯域光観察モードとして設定された場合、調光回路 44 Aは、制御回路 42A力も出力される第 3の制御信号に基づき、撮像素子 23Aが撮像した被写体 501の像が第 2の狭帯域光観察に最適な明るさとしてモニタ 5に画像表示されるように、ランプ 31の出射光量を第 3の出射光量とする制御を行う。さらに、制御装置 4Aが第 2の狭帯域光観察モードとして設定された場合、電子シャッター 45A は、制御回路 42Aから出力される第 3の制御信号に基づき、撮像素子 23B及び撮像素子 23Dの露光時間を第 5の露光時間に調整するとともに、撮像素子 23Aの露光時間を該第 3の露光時間より短い第 4の露光時間に調整する。

[0083] 照明光学系 21C力も出射される狭帯域の光により照明された被写体 501の像は、対物光学系 21A、 21B及び 21Dにより各々結像され、分光フィルタ 22A、 22B及び 22Dにより各々分光され、撮像素子 23A、 23B及び 23Dにおいて各々撮像された後、撮像信号として各々制御装置 4Aの画像処理回路 43Aに対して出力される。

[0084] 画像処理回路 43Aは、制御回路 42Aから出力される第 3の制御信号と、撮像素子 23A、 23B及び 23D力各々出力される撮像信号とに基づき、撮像素子 23Dにより撮像された被写体 501の像力撮像素子 23A及び 23Bにより撮像された被写体 501 の像に比べて大きく画像表示されるように、撮像素子 23A、 23B及び 23Dから出力される撮像信号に対して処理を行うとともに、該処理を行った後の各撮像信号を映像信号としてモニタ 5に出力する。

[0085] そして、モニタ 5は、画像処理回路 43Aから出力される映像信号に基づき、例えば、図 7に示すように、撮像素子 23Aにより撮像された被写体 501の像を通常観察画像 53aとして、撮像素子 23Bにより撮像された被写体 501の像を第 1の狭帯域光観察画像 53bとして、撮像素子 23Dにより撮像された被写体 501の像を第 2の狭帯域光観察画像 53dとして各々表示する。

[0086] 以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置 2A、光源装置 3及び制御装置 4Aにおいて行われることにより、モニタ 5には、第 2の狭帯域光観察モードに応じて拡大された狭帯域光観察画像 53dが最適な明るさとして表示されるとともに、第 2の狭帯域光観察モードに応じて縮小された通常観察画像 53a及び第 1の狭帯域光観察画像 53bが表示される。さらに、以上述べたような制御及び処理等が生体撮像装置 2A、光源装置 3及び制御装置 4Aにおいて行われることにより、モニタ 5には、生体における被写体の粘膜表層の血管及び微細構造等が、第 1の狭帯域光観察画像 52bに比べてより強調された像が第 2の狭帯域光観察画像 53dとして表示される。

[0087] 以上に述べたように、本実施形態の生体観測システム 1及び生体観測システム 1A は、ともに分光フィルタを内蔵した生体撮像装置を有して構成されている。そのため、術者等は、生体撮像装置 2を有する生体観測システム 1または生体撮像装置 2Aを有する生体観測システム 1Aによる観察において、専用の光源装置を用いることなく狭帯域光観察を行うことができ、その結果、狭帯域光観察を行う際のコストを従来に比べて抑制することができる。

[0088] なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなぐ発明の趣旨を逸脱しな、範囲内にお、て種々の変更や応用が可能であることは勿論である。

[0089] 本出願は、 2005年 10月 21日に日本国に出願された特願 2005— 307620号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されたものとする。

Claims

請求の範囲

[1] 白色光により照明された生体組織を撮像し、該生体組織の像を撮像信号として出力する複数の撮像手段と、

第 1の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第 1の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を第 1の像として表示手段に画像表示することを可能とする第 1の分光手段と前記第 1の波長帯域とは異なる第 2の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第 2の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を、前記生体組織における所定の部位が前記第 1の像に比べて強調された第 2の像として表示手段に画像表示することを可能とする第 2の分光手段と、

を有することを特徴とする生体撮像装置。

[2] さらに、前記第 1の波長帯域及び前記第 2の波長帯域とは異なる第 3の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第 3の撮像手段により撮像される前記生体組織の像を分光することにより、前記生体組織の像を、前記生体組織における所定の部位が前記第 2の像に比べて強調された第 3の像として表示手段に画像表示することを可能とする第 3の分光手段を有することを特徴とする請求項 1に記載の生体撮像装置。

[3] 前記所定の部位は、血管であることを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の生体撮像装置。

[4] 前記第 1の波長帯域の光は、赤色帯域、第 1の緑色帯域、及び、第 1の青色帯域を有する光であることを特徴とする請求項 1乃至請求項 3のいずれか一に記載の生体撮像装置。

[5] 前記第 2の波長帯域の光は、前記第 1の緑色帯域に比べて狭い第 2の緑色帯域、及び、前記第 1の青色帯域に比べて狭い第 2の青色帯域を有する光であることを特徴とする請求項 4に記載の生体撮像装置。

[6] 前記第 3の波長帯域の光は、前記第 1の青色帯域において複数のピーク波長を有する光であることを特徴とする請求項 4または請求項 5に記載の生体撮像装置。

[7] 生体における被写体を照明するための照明光として白色光を発する光源装置と、前記被写体の像を撮像し、該被写体の像を撮像信号として出力する生体撮像装置と、前記光源装置及び前記生体撮像装置を制御する制御装置と、を具備した生体観測システムであって、

前記生体撮像装置は、前記被写体の像を撮像し、該被写体の像を撮像信号として出力する複数の撮像手段と、第 1の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第 1の撮像手段により撮像される前記被写体の像を分光することにより、前記被写体の像を第 1の像として表示手段に画像表示することを可能とする第 1の分光手段と、前記第 1の波長帯域とは異なる第 2の波長帯域の光を透過させる透過特性を有し、前記複数の撮像手段のうち、第 2の撮像手段により撮像される前記被写体の像を分光することにより、前記被写体の像を、前記被写体における所定の生体組織が前記第 1の像に比べて強調された第 2の像として表示手段に画像表示することを可能とする第 2の分光手段とを有し、

前記制御装置は、前記第 1の像を観察する第 1の観察モードと、前記第 2の像を観察する第 2の観察モードとを切り替えるための観察モード切替信号を出力する操作指示手段と、前記観察モード切替信号に基づき、前記操作指示手段において、一の観察モードによる観察を行うための指示がなされたことを検知した場合、該一の観察モードに応じた、前記複数の撮像手段各々における露光時間の調整、前記光源手段において発せられる前記白色光の光量の制御、及び表示手段における前記第 1 の像及び前記第 2の像の表示状態の切り替えを行うための制御信号を出力する制御手段と、を有することを特徴とする生体観測システム。

[8] 前記所定の生体組織は、血管であることを特徴とする請求項 7に記載の生体観測システム。

[9] 前記第 1の波長帯域の光は、赤色帯域、第 1の緑色帯域、及び、第 1の青色帯域を有する光であることを特徴とする請求項 7または請求項 8に記載の生体観測システム

[10] 前記第 2の波長帯域の光は、前記第 1の緑色帯域に比べて狭い第 2の緑色帯域、及び、前記第 1の青色帯域に比べて狭い第 2の青色帯域を有する光であることを特徴とする請求項 9に記載の生体観測システム。