WO2012165172A1 - プローブシステム及びその使用方法 - Google Patents

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WO2012165172A1
WO2012165172A1 PCT/JP2012/062744 JP2012062744W WO2012165172A1 WO 2012165172 A1 WO2012165172 A1 WO 2012165172A1 JP 2012062744 W JP2012062744 W JP 2012062744W WO 2012165172 A1 WO2012165172 A1 WO 2012165172A1
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probe
illumination
measurement
endoscope
light
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PCT/JP2012/062744
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晃 国本
雅章 中島
新　勇一
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コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社
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Definitions

  • the present invention is a probe that is inserted into an endoscope channel, irradiates a measurement target region of biological tissue with irradiation light, and receives radiation emitted from the measurement target region due to the irradiation light.
  • the present invention relates to a probe system of a probe including an optical system and a method for using the probe system.
  • the forceps channel is a tunnel-like path formed inside the endoscope from the proximal end to the distal end of the endoscope through which a treatment instrument such as a forceps or a capture net is passed. It is also called a work channel, an insertion channel, etc. (a channel may be described as a channel).
  • a tunnel-like path formed in the endoscope from the proximal end to the distal end of the endoscope is referred to as an endoscope channel.
  • Oral type endoscopes have an outer diameter of about 10 mm, and are often provided with an endoscope channel of less than 3 mm.
  • a conventional endoscope can be used and a relatively gentle curve is drawn to reach the body lumen.
  • flexibility like a mirror is not required, it is necessary to have a very small outer diameter that passes through the endoscope channel, so that depending on the configuration mounted on the probe, the structure tends to be very precise.
  • the lower gastrointestinal endoscope is inserted through the anus and diagnoses the rectum, the large intestine, etc., and is similarly equipped with an endoscope channel. It is the same as an oral type endoscope in that the probe can be inserted and used.
  • Patent Documents 1-4 describe an endoscope apparatus for observing such a fluorescent image.
  • Patent Documents 1, 3, and 4 describe an endoscope apparatus in which at least a probe that irradiates excitation light is inserted into an endoscope channel. If the probe is inserted into the endoscope channel, fluorescence measurement can be performed using a general-purpose endoscope, so that the configuration of both the endoscope and the probe can be prevented from becoming complicated. There is a merit.
  • the above-described conventional technology has the following problems. Illumination is indispensable for image acquisition by the endoscope body.
  • the probe inserted into the endoscope channel is a probe using an optical principle
  • illumination provided in the endoscope main body is disturbed and suitable measurement (diagnosis) cannot be performed. Therefore, at the time of measurement via the probe, it is necessary to take measures such as turning off the illumination of the endoscope body or shielding the measurement target part of the probe. Further, after that, in order to perform image acquisition by the endoscope main body, it is necessary to turn off the illumination that has been turned off or to cancel the light shielding.
  • the operation of the endoscope main body and the special diagnostic apparatus may be complicated, and as a result, the examination time may be lengthened and the burden on the patient's body may be increased. Therefore, it is not preferable that the operator manually switches on / off the endoscope main body illumination as in Patent Document 4.
  • xenon lamps and halogen lamps are mainly used as the illumination light source provided in the endoscope, and there is a problem that the lifetime is shortened when the lamp is repeatedly turned on and off in a short time.
  • the lighting provided in the endoscope is not applied in the first place during the examination in which the endoscope is inserted into the body, and is not supposed to be repeatedly turned on / off, and is actually applied.
  • a solid-state light emitting element such as an LED can be considered as an illumination light source with good responsiveness, but flickering occurs in an endoscopic image when the light emission of the solid state light emitting element is controlled by a PWM (pulse width modulation) method for brightness adjustment. There is a risk. Further, the inventors of the present application consider mounting an illumination for endoscopic photography on a probe and performing measurement by the probe and control of the illumination in the probe system in order to eliminate complicated operations and facilitate the inspection. However, depending on the characteristics of the electronic camera of the endoscope to be combined, it is considered that the light emission control of the illumination provided on the probe side is not appropriate.
  • the present invention has been made in view of the problems in the prior art described above, and is complicated in operation when performing measurement with a probe as well as in-vivo imaging with an endoscope by applying a probe inserted into an endoscope channel. It is an object of the present invention to shorten the illumination turn-off time for measurement by the probe while eliminating the property, and to realize good light emission for photographing with the endoscope regardless of the type of the endoscope when the illumination is turned on.
  • the invention according to claim 1 for solving the above-described problem includes a probe system including a probe inserted into an endoscope channel formed in an endoscope, and a base unit to which a proximal end of the probe is connected. Because The probe is provided with illumination means for photographing with the endoscope, The base unit is provided with illumination control means for controlling light emission of the illumination means, and an input interface for inputting a video signal of an image taken by the endoscope, A solid light emitting element is applied as a light source of the illumination means, The illumination control unit is a probe system that controls light emission of the solid state light emitting device based on a video signal input through the input interface.
  • the Invention of Claim 2 is equipped with the optical fiber for light projection, and the optical fiber for light reception in the said probe,
  • the base unit includes a measurement light source and a measurement photodetector, Light emitted from the measurement light source and guided by the light projecting optical fiber is irradiated onto a measurement target site of a living tissue, and radiated light emitted from the measurement target site due to the irradiated light is received.
  • At least an illumination light guiding optical fiber is provided in the probe as the illumination means, 3.
  • At least the solid-state light emitting element is provided on the probe as the illumination unit,
  • the probe system according to claim 1 or 2 wherein an electrical wiring for connecting to the solid state light emitting device is provided in the probe.
  • a fifth aspect of the present invention is the probe system according to any one of the first to third aspects, wherein the illumination control unit controls the solid state light emitting element by a pulse width modulation method. .
  • a sixth aspect of the present invention is the probe system according to the fifth aspect, wherein the illumination control means generates a driving pulse wave of the solid state light emitting device synchronized with a vertical synchronizing signal of the video signal. .
  • the invention according to claim 7 is provided with a measurement control means for controlling the measurement by the probe in the base unit,
  • the invention according to claim 8 is the probe system according to any one of claims 1 to 7, wherein the solid-state light emitting element is a light emitting diode.
  • the invention according to claim 9 is characterized in that the endoscope is photographed by illumination by the illumination means in a state in which an illumination device provided in the endoscope is turned off. It is the usage method of the probe system as described in any one of them.
  • the illumination control means is the probe system. Since the illumination can be controlled to be turned off in conjunction with the measurement operation by the probe, the illumination turn-off time for measurement by the probe can be shortened while eliminating the complexity of the operation. In addition, since the illumination control unit controls the light emission based on the video signal from the endoscope, it is possible to realize a good light emission for photographing with the endoscope regardless of the type of the endoscope when the illumination is turned on.
  • FIG. 1 It is the figure which combined and showed the circuit block of the base unit of the probe system which concerns on 1st Embodiment of this invention with the endoscope. It is a figure which shows a mode that the probe which concerns on 1st Embodiment of this invention was combined with the endoscope. It is a figure which shows a mode that the probe which concerns on 1st Embodiment of this invention was combined with the endoscope. It is a longitudinal cross-sectional schematic diagram of the probe which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a block diagram of the configuration of the illumination control unit according to the first embodiment of the present invention. It is an external view of the lighting operation panel which concerns on 1st Embodiment of this invention. FIG.
  • FIG. 4 is a schematic waveform diagram showing a PWM signal and a measurement turn-off command signal according to the first embodiment of the present invention. It is a typical waveform diagram which shows the video signal and PWM signal which concern on 1st Embodiment of this invention. It is a typical waveform diagram which shows the video signal and PWM signal which concern on 1st Embodiment of this invention. It is a flowchart which shows the procedure of the measurement using the probe which concerns on a comparative example. It is a flowchart which shows the procedure of the measurement using the probe which concerns on 1st Embodiment of this invention. It is a screen figure which shows the measuring point of the brightness of the image
  • the probe system of this embodiment includes a base unit 1 having the configuration shown in FIG. 1 and a probe 30 connected to the base unit 1.
  • FIG. 1 also shows an endoscope 100 into which the probe 30 is inserted and removed.
  • the base unit 1 includes an input device 10, a display device 11, a measurement control unit (measurement control means) 12, a measurement light source 13, a measurement photodetector 14, and a probe connector 15.
  • a video input interface 16 a lighting operation panel 17, a lighting control unit (lighting control means) 18, and a light emitting diode for lighting (hereinafter “lighting LED”) 19.
  • the input device 10 includes a keyboard, a mouse, a touch panel, a card reader, and other information input devices
  • the display device 11 includes an image display device such as a liquid crystal display device
  • the measurement control unit 12 includes a computer.
  • the illumination control unit 18 controls the illumination LED 19 by a pulse width modulation method.
  • a light projecting optical fiber 31, a light receiving optical fiber 32, and an illumination light guiding optical fiber 34 are built in the probe 30 so as to extend in the longitudinal direction.
  • the leading end of the light projecting optical fiber 31 and the leading end of the light receiving optical fiber 32 face an optical member 33 such as a lens.
  • the tip of the illumination light guiding optical fiber 34 faces an optical member 35 such as a diffusion member.
  • the base end portions of the light projecting optical fiber 31, the light receiving optical fiber 32 and the illumination light guiding optical fiber 34 are held by a connector portion 36.
  • the probe 30 is used by being inserted into a channel provided in the flexible main body of the endoscope 100.
  • an electronic camera 100a and an illumination 100b are arranged at the distal end of the endoscope 100.
  • an endoscope channel 100c is formed in the endoscope 100 main body.
  • the endoscope channel 100c is formed so as to communicate from an insertion port 100d provided by branching from the main trunk of the endoscope 100 main body to a distal end opening 100e opened at the distal end surface of the endoscope 100 main body.
  • the tip of the probe 30 is configured to protrude from the opening 100e at the tip of the endoscope 100, and illuminates light from the illumination unit 30a at the tip of the probe 30.
  • excitation light is irradiated from the measurement unit 30b at the probe tip, and radiation light from the measurement target site is received by the measurement unit 30b.
  • imaging data generated from the electronic camera 100a of the endoscope 100 is input to the video input interface 16 of the base unit 1 as a video signal via the endoscope processor 200 (see FIG. 1).
  • FIG. 4 shows details of the configuration of the illumination control unit 18.
  • the illumination control unit 18 includes a video signal brightness measurement unit 20, a dimming control unit 21, a PWM modulation unit 22, an LED driver unit 23, a video synchronization separation circuit 24, and a phase adjustment unit. 25.
  • FIG. 5 shows an external view of the lighting operation panel 17.
  • the illumination operation panel 17 is provided with an illumination ON / OFF switch 17a, a dimming mode switch 17b, a brightness setting value display unit 17c, and a brightness setting button 17d.
  • This probe system is used together with an endoscope.
  • the connector portion 36 at the base end of the probe 30 is connected to the probe connection portion 15 of the base unit 1, and the video signal cable 120 of the video imaged by the endoscope electronic camera 100 a is connected to the video input interface 16 of the base unit 1.
  • the probe 30 is used by being inserted into an endoscope channel formed in the endoscope.
  • the probe 30 is provided with illumination means for photographing with an endoscope.
  • a light emitting diode (illumination LED) 19 as a light source, an illumination light guiding optical fiber 34 that guides light from the light source, and an optical member 35 such as a diffusing member constitute illumination means.
  • Illumination light using the illumination LED 19 provided in the base unit 1 as a light source is guided to the illumination light guiding optical fiber 34 via the probe connection unit 15. Further, the illumination light is guided to the distal end portion of the probe 30 by the illumination light guiding optical fiber 34 and irradiated to the living tissue 2 through the optical member 35 such as a diffusion member.
  • the illuminated range includes an imaging range by the endoscope electronic camera 100 a, and the imaging range by the endoscope electronic camera 100 a includes a region to be measured by the probe 30.
  • the probe 30 When taking an image with the endoscope electronic camera 100a while performing measurement with the probe using the probe system, the probe 30 is provided in the state where it is turned off without using the illumination device provided in the endoscope. Photographing with an endoscope electronic camera is performed by illumination by the illumination means.
  • the measurement by the probe 30 will be described.
  • the light emitted from the measurement light source 13 and guided by the light projecting optical fiber 31 is irradiated to the measurement target portion of the living tissue 2, and the radiation emitted from the measurement target portion due to the irradiated light is received. Then, the light is guided to the proximal end side of the probe 30 by the light receiving optical fiber 32 and introduced into the measuring photodetector 14.
  • the measurement control unit 12 performs ON / OFF control of the measurement light source 13, filter switching control, shutter control, and the like.
  • the measurement control unit 12 monitors the temperature of the measurement light source 13 in response to an input from a temperature sensor whose detection target is the measurement light source 13.
  • the measurement photodetector 14 detects the light intensity, spectral characteristics, polarization characteristics, and the like of the light input through the light receiving optical fiber 32 and outputs the detection results to the measurement control unit 12.
  • the measurement control unit 12 analyzes this to identify information useful for diagnosing the lesion state of the living tissue 2.
  • the measurement light source 13 When the measurement by the probe 30 is to measure the fluorescence emitted from the living tissue, the measurement light source 13 generates excitation light. According to the lesion state, fluorescence is generated by the excitation light at the measurement target site irradiated with the excitation light. When the fluorescence is generated, the emitted light from the measurement target part including the fluorescence and the reflected light is incident on the light receiving optical fiber 32 and input to the measurement photodetector 14. Fluorescence is broadly defined as an object irradiated with X-rays, ultraviolet rays, or visible light absorbs its energy, excites electrons, and releases excess energy as electromagnetic waves when it returns to the ground state. To do.
  • the measurement light detector 14 divides the return light, and the measurement control unit 12 analyzes the spectrum distribution to fluoresce.
  • the amount of the lesion is specified to detect the lesion state to be detected.
  • FIG. 6 shows, as an example, a PWM signal A for the illumination control unit 18 to control the LED 19 for illumination by a pulse width modulation (PWM) method, and a turn-off command signal B during measurement by the measurement control unit 12.
  • the measurement control unit 12 outputs a measurement turn-off command signal B to the illumination control unit 18, turns off the illumination LED 19 at the start of measurement by the probe, turns off the illumination of the probe 30, and illuminates at the end of measurement by the probe. Control for turning on the LED 19 and turning on the illumination of the probe 30 is performed.
  • the measurement control unit 12 corresponds to the measurement period by the probe, and the measurement control unit 12 generates a measurement turn-off command signal B in conjunction with the measurement control and outputs it to the illumination control unit 18.
  • the illumination control unit 18 turns off the illumination LED 19 by controlling the pulse width in the PWM signal to zero in the measurement period T1 in accordance with the measurement turn-off command signal B.
  • the lighting LED 19 is turned ON / OFF according to an ON / OFF operation signal input from the lighting operation panel 17 to the lighting control unit 18 in accordance with the operation of the lighting ON / OFF switch 17a of the lighting operation panel 17. 18 is also performed by controlling the PWM signal.
  • the illumination control unit 18 adjusts the light emission amount of the illumination LED 19 according to the operation of the illumination operation panel 17.
  • a value indicating the light emission amount of the illumination LED 19 is displayed on the brightness setting value display portion 17c. This is a value corresponding to the brightness of the illumination provided in the probe 30.
  • This index value can be increased or decreased by operating the brightness setting button 17d.
  • the illumination control unit 18 increases or decreases the pulse width of the PWM signal according to such an operation to control the light emission amount of the illumination LED 19, that is, the brightness of the illumination provided in the probe 30 is made constant according to the index value. Control.
  • the brightness of the illumination provided to the probe 30 is controlled to be constant according to the index value, so that an image of a close subject or an image of a wide space such as the stomach is captured.
  • the brightness of the video shot varies depending on the shooting target.
  • the function of variably controlling the amount of illumination light in order to keep the brightness of the captured image constant is the “automatic video dimming function” described here.
  • This function is enabled in a state where the dimming mode is switched to “automatic” by the operation of the dimming mode switching switch 17b of the lighting operation panel 17.
  • the brightness setting value display unit 17c displays a value indicating the control target value of the brightness of the captured video. This target value can be increased or decreased by operating the brightness setting button 17d.
  • the illumination control unit 18 controls the light emission of the illumination LED 19 based on a video signal input via the video input interface 16.
  • the video signal brightness measurement unit 20 shown in FIG. 4 processes the video signal to calculate the brightness of the captured video.
  • the video signal brightness measurement unit 20 is smoothed in a time corresponding to one image frame by using the video signal brightness measurement unit 20 as an analog smoothing circuit. The brightness level of the video signal is output.
  • the dimming control unit 21 compares the brightness measurement value output from the video signal brightness measurement unit 20 with the default control value of the brightness of the captured image updated by the operation of the lighting operation panel 17. Then, the control value is calculated so that the measurement value approaches the control target value and converges, and is output to the PWM modulation unit 22.
  • the PWM modulation unit 22 controls the pulse width of the PWM signal based on the control value given from the dimming control unit 21.
  • the LED driver unit 23 generates a drive current according to the PWM signal modulated by the PWM modulation unit 22 and supplies it to the illumination LED 19.
  • flicker prevention function When photographing is performed by controlling the LED for illumination in the PWM method, flicker noise may occur in the photographed image.
  • the flicker occurs because the exposure period of the endoscope electronic camera and the light emission period of the illumination are not synchronized, and the illumination is bright or dark when the camera captures light.
  • the exposure period of the endoscope electronic camera can be specified by analyzing the video signal.
  • the light emission period corresponds to the pulse of the PWM signal. Therefore, the illumination control unit 18 performs the following control to prevent flicker.
  • the video sync separation circuit 24 shown in FIG. 4 separates the sync signal from the video signal, detects the phase of the vertical sync signal Vsync, and outputs it to the phase adjustment unit 25.
  • the video signal includes a vertical synchronization signal Vsync and a horizontal synchronization signal Hsync.
  • the period from the vertical synchronization signal Vsync to the next vertical synchronization signal Vsync corresponds to one period in which a video signal for one image frame is transmitted.
  • FIGS. 7A and 7B by adjusting the pulse phase of the PWM signal based on the phase of the vertical synchronization signal Vsync, the exposure period of the endoscope electronic camera and the light emission period of the illumination are synchronized with each other. Can be prevented.
  • the phase adjustment unit 25 outputs to the PWM modulation unit 22 a phase shifted by the shift amount d with reference to the phase of the vertical synchronization signal Vsync output from the video synchronization separation circuit 24.
  • the PWM modulation unit 22 modulates the PWM signal so that there is a pulse in the phase input from the phase adjustment unit 25.
  • the shift amount d can be increased or decreased by an operation input via the input device 10. Since the shift amount d for preventing flicker differs depending on the endoscope electronic camera to be combined, it is adjusted during use. Although it is conceivable to shorten the cycle of the PWM signal in order to prevent flicker, it is assumed that the rise time of the power LED driver cannot be made sufficiently fast. Therefore, the phase shift is performed as in this embodiment. Preferably it is done.
  • the user operates the endoscope processor to turn on the endoscope illumination (step H0). Then, the user inserts the probe into the human body via the endoscope channel (step H1). Next, the user moves the endoscope and brings the probe to the measurement target site (step H2). Next, the user operates the endoscope processor to turn off the illumination provided in the endoscope (step H3). Next, the user confirms whether or not the illumination provided in the endoscope is completely turned off (step H4).
  • step H5 the user presses a measurement start button set in the input device of the probe system (step H5).
  • the probe system performs measurement with the probe (step H6).
  • step H7 the user operates the endoscope processor to turn on the illumination provided in the endoscope (step H7).
  • step H8 the user confirms complete lighting of the illumination provided in the endoscope (step H8). This is for returning to step H2 to ensure a field of view for safely moving the endoscope.
  • Steps H2 to H8 constitute one measurement routine. This measurement routine is repeated until the measurement of a necessary portion is completed. When all the measurement routines are completed, the process proceeds to step H9, and the user takes out the probe from the human body.
  • steps H3, H4, H7, and H8 are related to the user's operation and confirmation, which is cumbersome for the user, and the time of one measurement routine is increased by these steps.
  • a solid-state light emitting element having better response than a xenon lamp or the like is applied as an illumination light source, and an “automatic ON / OFF function” of this illumination is provided. Therefore, the time of one measurement routine can be greatly shortened as in the flow shown in FIG.
  • the time during which the endoscope video is blacked out by turning off the illumination is shortened, and accidents due to erroneous operation of the endoscope can be easily avoided.
  • it since it is illumination on the probe system side that is repeatedly turned on and off, it is possible to avoid a reduction in the life of the illumination provided in the endoscope.
  • the flow shown in FIG. 9 is executed.
  • the user operates the endoscope processor to turn on the endoscope illumination (step S0).
  • the user inserts the probe 30 into the human body via the endoscope channel (step S1).
  • the user operates the illumination operation panel 17 of the base unit 1 to turn on the illumination provided on the probe 30 (step S2).
  • the user operates the endoscope processor to turn off the illumination provided in the endoscope (step S3).
  • the user moves the endoscope and brings the probe 30 to the measurement target site (step S4).
  • the present probe system automatically executes turning off the illumination provided to the probe 30, measurement by the probe, and turning on the illumination (steps S6 to S8).
  • Steps S4 to S8 constitute one measurement routine. This measurement routine is repeated until the measurement of the necessary part is completed.
  • the process proceeds to step S9. That is, the user operates the endoscope processor to turn on the illumination provided in the endoscope (step S9). Next, the user operates the illumination operation panel 17 of the base unit 1 to turn off the illumination provided on the probe 30 (step S10). Next, the user takes out the probe 30 from the human body (step S11).
  • step S4 the user only has to move the probe (step S4) and press the measurement start button (step S5) as many times as necessary, and does not operate the illumination during the measurement routine.
  • step S5 the time required for one measurement routine can be shortened and the measurement can be performed efficiently.
  • the case of calculating the brightness of a local area centered on each of five points R1 to R5 on the screen will be taken up.
  • the configuration of the illumination control unit 18A in this case is shown in FIG.
  • the video signal brightness measurement unit 40 is configured as shown in FIG.
  • Other configurations are the same as those in the first embodiment.
  • illustration of the phase adjustment part 25 is abbreviate
  • the video signal brightness measurement unit 40 includes a smoothing circuit (however, the time constant is set lower) 41, a sample hold unit 42, a timer 43, and a count value memory area 44. .
  • the smoothing circuit 41 performs a smoothing process with a time constant that is short enough to reflect the brightness of a local area such as a region centered on each of the points R1 to R5.
  • the brightness level output from the smoothing circuit 41 is held by the sample hold unit 42 and output to the dimming control unit 21.
  • the timer 43 counts the time from the phase of the vertical synchronization signal Vsync output from the video synchronization separation circuit 24 as a starting point.
  • count values corresponding to the points R1 to R5 are set.
  • the timer 43 updates the sample hold unit 42 when the count value corresponding to each point is counted up.
  • the brightness measurement of the points R1 to R5 does not have to be performed during one image frame, and a measurement operation that is sequentially performed one point at a time in one image frame is sufficient.
  • the dimming control unit 21 performs preset dimming on the brightness of the points R1 to R5 and executes dimming control of the illumination light.
  • the dimming of the portion that the observer wants to see may not be good.
  • by preferentially weighting a portion that the observer wants to see, such as the center of the screen the brightness of the portion of interest of the observer can be dimmed favorably. In this way, by controlling the illumination so as to be suitable for observation, even in a configuration in which illumination is performed using illumination different from that provided in the endoscope itself as in this embodiment, it is sufficiently satisfactory. Observations can be made.
  • the illumination means is configured by providing the illumination light guiding optical fiber 34 in the probe 30.
  • the illumination LED is disposed at the probe distal end.
  • the illumination light guiding optical fiber 34 in the first embodiment is eliminated, and the electrical wiring 51 and the illumination LED 52 are disposed.
  • An illumination LED 52 is disposed at the tip of the probe 50, and one end of an electrical wiring 51 that supplies a PWM drive current to the illumination LED 52 is connected.
  • the other end of the electrical wiring 51 is connected to the illumination control unit 18 shown in FIG. As shown in FIG.
  • the illumination unit is not arranged on the base unit 1 ⁇ / b> A in the present embodiment, and the illumination control unit 18 is connected to the tip of the probe 50 via the probe connection portion 15, the connector portion 53, and the electric wiring 51. It is connected to the LED 52 for illumination arranged in the section.
  • an optical member for improving the illumination range such as a lens and a diffusing member may be arranged in the light emitting portion of the illumination LED 52. Others are implemented in the same configuration as the first embodiment and the second embodiment.
  • the probe can be provided with illumination means, and its dimming control and ON / OFF control can be performed in the same manner as in the first embodiment, and the same effect can be obtained.
  • the endoscope illumination is turned off after the probe illumination is turned on. However, if there is no problem in measurement, the intensity of the endoscope illumination may be lowered so as not to be completely turned off.
  • fluorescence emitted from a measurement object has been described.
  • the present invention is not limited to this, and scattered light or Raman scattered light generated due to irradiation light is received. It may be.
  • the probe system and the method of using the probe system according to the present invention may be used in the medical field in which inspection is performed using an endoscope.

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Abstract

　内視鏡チャネルに挿通されるプローブを適用して体内撮影とともにプローブによる測定を実行するにあたり、操作の煩雑性を解消しつつ、プローブによる測定のための照明消灯時間を短時間化し、照明点灯時には内視鏡によらず良好な照明発光を実現する。　プローブ３０には、内視鏡よる撮影用の照明手段が設けられ、ベースユニット１には、照明手段の発光を制御する照明制御ユニット１８と、内視鏡により撮影される映像のビデオ信号を入力する入力インターフェース１６とが設けられ、前記照明手段の光源として固体発光素子（照明用ＬＥＤ１９）が適用され、照明制御ユニットは、入力インターフェースを介して入力されるビデオ信号に基づき、固体発光素子の発光を制御する（ＰＷＭ制御でパルス幅や位相を制御）。測定制御ユニット１２は、プローブによる測定の開始時に照明手段を消灯し、当該測定の終了時に照明手段を点灯させる制御を行う。

Description

プローブシステム及びその使用方法
　本発明は、内視鏡チャネルに挿通されるプローブであって、生体組織の測定対象部位に照射光を照射して、この照射光に起因して測定対象部位から放射される放射光を受光する光学系を備えるプローブのプローブシステム及びその使用方法に関する。
　今日、上部食道内視鏡としては、経口タイプが普及しており、経鼻タイプのものも普及しつつある。
　近時、いわゆる内視鏡ビデオスコープ以外に、超音波診断装置、蛍光診断装置等様々な光学原理を活用した特殊診断装置が提案され、一部は実用化されている。
　特に、蛍光を応用する蛍光診断装置にあっては、内視鏡ビデオスコープでは得られない不可視な情報を得て、悪性腫瘍の早期発見につなげるなど診断に役立つため、非常に期待されている。
　このような診断をするための診断子、すなわち、プローブは、内視鏡の鉗子チャネルを経由して体内に至るもの、あるいは内視鏡と一体になっているものなどがある。
ここで、鉗子チャネルとは、鉗子や捕捉ネットなどの処置具を通す、内視鏡の基端から先端にかけて内視鏡内部に形成されたトンネル状の経路のことである。作業チャネル、挿通チャネルなどともいう（チャネルをチャンネルと表記することもある）。以下、このような内視鏡の基端から先端にかけて内視鏡内部に形成されたトンネル状の経路を内視鏡チャネルという。
　経口タイプの内視鏡は１０ｍｍ程度の外径であり、３ｍｍ弱の内視鏡チャネルを備えているものが多い。
　このような内視鏡チャネルを経由してプローブを挿通させる場合は、従来の内視鏡を活用でき、また比較的ゆるやかなカーブを描いて体内管腔に至るので、プローブには経鼻内視鏡のような柔軟性は要求されないものの、内視鏡チャネルを通る非常に小径な外径にする必要があるため、プローブに搭載する構成によっては非常に精密な構造になりがちである。
　また下部消化管内視鏡は、肛門より挿入して、直腸をはじめ大腸などを診断するものであるが、同様に内視鏡チャネルを備えており、この内視鏡チャネルを利用して診断機器・プローブを挿通させて使用できる点では経口タイプの内視鏡と共通している。
　昨今、内視鏡本体で撮像した食道内壁や胃壁などの画像に、プローブを介して検出した結果を重ね合わせて診断に役立てたいという要望がある。蛍光強度などのプローブを介して検出した結果を内視鏡本体で撮像した通常画像と重ね合わせることで、目視では認識できない病変を通常画像上の位置とともに医師、患者等に認識させることができるからである。
　特許文献１－４には、このような蛍光画像を観察する内視鏡装置が記載されている。特に、特許文献１、３、４には、少なくとも励起光の照射を行うプローブを内視鏡チャネルに挿通するようにした内視鏡装置が記載されている。プローブを内視鏡チャネルに挿通するようにすれば、汎用の内視鏡を用いて蛍光測定を行うことができるので、内視鏡及びプローブの双方について構成が複雑になるのを防ぐことができるというメリットがある。
特開２０１０－８８９２９号公報 特開２００６－１９８１０６号公報 特開２００７－１４６３３号公報 特開２０１０－１０４３９１号公報
　しかし、以上の従来技術にあってもさらに次のような問題があった。
　内視鏡本体による画像取得には照明が不可欠である。
一方、内視鏡チャネルに挿通されるプローブが光学的原理を利用したプローブである場合、内視鏡本体が備えている照明が外乱となり、好適な測定（診断）ができないという問題がある。
　そのため、プローブを介した測定時には、内視鏡本体の照明を消すか、あるいはプローブの測定対象部位を遮光する等の処置が必要である。さらにその後に内視鏡本体による画像取得を行うには、消していた照明を灯したり、遮光を解除したりしなければならない。このことから、内視鏡本体及び特殊診断装置の操作が煩雑となるおそれがあり、その結果として検査時間が長くなり、患者の身心の負担が増加するおそれがある。したがって、特許文献４のように手動で内視鏡本体照明の点灯・消灯を操作者が切り替えることは好ましくない。
　また、内視鏡に備わる照明の光源としては主にキセノンランプやハロゲンランプが用いられており、短時間に点灯・消灯を繰り返すと寿命を低下させるという問題がある。
　さらに、内視鏡に備わる照明にあっては、そもそも内視鏡を体内に挿入している検査途中に消灯したり、点灯・消灯を繰り返したりすることは想定しておらず、現に適用されるキセノンランプやハロゲンランプなどでは、消灯状態において点灯操作しても、その点灯操作（従って照明の電源投入）から撮影のために十分な明るさに点灯するまでに比較的長時間を要し、撮影のために十分な明るさに点灯している状態において消灯操作しても、その消灯操作（従って照明の電源遮断）から全消灯するまでに比較的長時間を要する。そのため、プローブによる測定のために内視鏡に備わる照明の点灯・消灯を繰り返しながら内視鏡検査することは、長時間を要してしまい現実的ではない。
　また、消灯中は内視鏡映像がブラックアウトするため、消灯時間が長くなると内視鏡の誤操作によって臓器に干渉する懸念が高まる。
　応答性の良い照明用光源としてＬＥＤなどの固体発光素子が考えられるが、明るさの調整のために固体発光素子をＰＷＭ（パルス幅変調）方式により発光制御すると、内視鏡画像にフリッカーが生じるというおそれがある。
また本願発明者らは、操作の煩雑を解消し検査を円滑にするために、プローブに内視鏡撮影用の照明を搭載し、プローブシステムにおいてプローブによる測定及び当該照明の制御を行うことを考えるが、組み合わされる内視鏡の電子カメラの特性によってはプローブ側に設ける照明の発光制御が適切でなくなることが考えられる。
　本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、内視鏡チャネルに挿通されるプローブを適用して内視鏡による体内撮影とともにプローブによる測定を実行するにあたり、操作の煩雑性を解消しつつ、プローブによる測定のための照明消灯時間を短時間化し、照明点灯時には内視鏡の種類によらず内視鏡による撮影にとって良好な発光を実現することを課題とする。
　以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、内視鏡に形成された内視鏡チャネルに挿通されるプローブと、前記プローブの基端が接続されるベースユニットとを備えるプローブシステムであって、
前記プローブには、前記内視鏡による撮影用の照明手段が設けられ、
前記ベースユニットには、前記照明手段の発光を制御する照明制御手段と、前記内視鏡により撮影される映像のビデオ信号を入力する入力インターフェースとが設けられ、
前記照明手段の光源として固体発光素子が適用され、
前記照明制御手段は、前記入力インターフェースを介して入力されるビデオ信号に基づき、前記固体発光素子の発光を制御することを特徴とするプローブシステムである。
　請求項２記載の発明は、前記プローブに、投光用光ファイバーと、受光用光ファイバーとを備え、
前記ベースユニットに、測定用光源と、測定用光検出器とを備え、
前記測定用光源により発せられ前記投光用光ファイバーにより導光された光を生体組織の測定対象部位に照射し、当該照射した光に起因して前記測定対象部位から放射される放射光を受光して前記受光用光ファイバーによりプローブの基端側へ導き前記測定用光検出器に導入することを特徴とする請求項１に記載のプローブシステムである。
　請求項３記載の発明は、前記照明手段として前記プローブに少なくとも照明光導光用光ファイバーが設けられ、
前記ベースユニットに設置される前記固体発光素子からの光を前記照明光導光用光ファイバーによって前記プローブの先端部に導光することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプローブシステムである。
　請求項４記載の発明は、前記照明手段として前記プローブに少なくとも前記固体発光素子が設けられ、
前記固体発光素子と接続するための電気配線が前記プローブに設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプローブシステムである。
　請求項５記載の発明は、前記照明制御手段は、前記固体発光素子をパルス幅変調方式で制御することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のプローブシステムである。
　請求項６記載の発明は、前記照明制御手段は、前記ビデオ信号の垂直同期信号に同期した前記固体発光素子の駆動パルス波を生成させることを特徴とする請求項５に記載のプローブシステムである。
　請求項７記載の発明は、前記ベースユニットに、前記プローブによる測定を制御する測定制御手段を備え、
前記測定制御手段は、当該測定の開始時に前記照明手段を消灯し、当該測定の終了時に前記照明手段を点灯させる制御を行う請求項１から請求項６うちいずれか一に記載のプローブシステムである。
　請求項８記載の発明は、前記固体発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のプローブシステムである。
　請求項９記載の発明は、前記内視鏡に設けられる照明装置を消灯した状態で、前記照明手段による照明により前記内視鏡の撮影を行うことを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のプローブシステムの使用方法である。
　本発明によれば、プローブに備わる照明手段により測定対象部位を照らしつつ内視鏡の撮影手段により撮影することができ、照明手段の光源として固体発光素子が適用され、照明制御手段は当該プローブシステムに設けられ、プローブによる測定動作に連動して照明を消灯制御可能であるので、操作の煩雑性を解消しつつプローブによる測定のための照明消灯時間を短時間化することができる。また、照明制御手段は内視鏡からのビデオ信号に基づき発光を制御するので、照明点灯時には内視鏡の種類によらず内視鏡による撮影にとって良好な発光を実現することができる。
本発明の第１実施形態に係るプローブシステムのベースユニットの回路ブロックを内視鏡とともに組み合わせて示した図である。 本発明の第１実施形態に係るプローブを内視鏡に組み合わせた様子を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るプローブを内視鏡に組み合わせた様子を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るプローブの縦断面模式図である。 本発明の第１実施形態に係る照明制御ユニットの構成ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る照明操作パネルの外観図である。 本発明の第１実施形態に係るＰＷＭ信号と測定時消灯指令信号とを示す模式的波形図である。 本発明の第１実施形態に係るビデオ信号とＰＷＭ信号とを示す模式的波形図である。 本発明の第１実施形態に係るビデオ信号とＰＷＭ信号とを示す模式的波形図である。 比較例に係るプローブを利用した測定の手順を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るプローブを利用した測定の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る映像の明るさの測定点を示す画面図である。 本発明の第２実施形態に係る照明制御ユニットの構成ブロック図である。 本発明の第３実施形態に係るプローブの縦断面模式図である。 本発明の第３実施形態に係るベースユニットの構成ブロック図である。
　以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
〔第１実施形態〕
　まず、本発明の第１実施形態につき図１から図９を参照して説明する。
　本実施形態のプローブシステムは、図１に示す構成を有するベースユニット１と、ベースユニット１に接続されるプローブ３０とを備える。図１には、プローブ３０が挿抜される内視鏡１００も図示されている。
　図１に示すようにベースユニット１は、入力装置１０と、表示装置１１と、測定制御ユニット（測定制御手段）１２と、測定用光源１３と、測定用光検出器１４と、プローブ接続部１５と、ビデオ入力インターフェース１６と、照明操作パネル１７と、照明制御ユニット（照明制御手段）１８と、照明用の発光ダイオード（以下「照明用ＬＥＤ」）１９とを備える。
　例えば、入力装置１０は、キーボード、マウス、タッチパネル、カードリーダーその他の情報入力機器により構成し、表示装置１１は液晶表示装置などの画像表示装置により構成し、測定制御ユニット１２はコンピュータによって構成する。
　照明制御ユニット１８は、照明用ＬＥＤ１９をパルス幅変調方式で制御する。
　図３に示すようにプローブ３０の内部にはその長手方向に延在して投光用光ファイバー３１と、受光用光ファイバー３２と、照明光導光用光ファイバー３４とが内蔵されている。投光用光ファイバー３１の先端及び受光用光ファイバー３２の先端は、レンズなどの光学部材３３に臨む。照明光導光用光ファイバー３４の先端は、拡散部材などの光学部材３５に臨む。投光用光ファイバー３１、受光用光ファイバー３２及び照明光導光用光ファイバー３４の基端部はコネクタ部３６に保持されている。
　プローブ３０は、図２Ａに示すように、内視鏡１００の可撓性の本体内に設けられたチャネルに挿入して用いられる。内視鏡１００の先端には、電子カメラ１００ａ及び照明１００ｂが配置されている。同図に示すように内視鏡１００本体には、内視鏡チャネル１００ｃが形成されている。内視鏡チャネル１００ｃは、内視鏡１００本体の主幹から枝分かれして設けられた挿入口１００ｄから、内視鏡１００本体の先端面に開口した先端開口１００ｅまで連通して形成されている。図２Ｂに示すように、プローブ３０先端は内視鏡１００先端の開口１００ｅから突き出し得るように構成されており、プローブ３０先端の照明部３０ａから照明光を照射する。また、プローブ先端の測定部３０ｂから励起光を照射し、測定対象部位からの放射光を測定部３０ｂで受光する。なお、内視鏡１００の電子カメラ１００ａから生成される撮影データは、内視鏡プロセッサー２００（図１参照）を介してビデオ信号としてベースユニット１のビデオ入力インターフェース１６に入力される。
　図４に照明制御ユニット１８の構成の詳細が示される。
　図４に示すように照明制御ユニット１８は、ビデオ信号明るさ測定部２０と、調光制御部２１と、ＰＷＭ変調部２２と、ＬＥＤドライバ部２３と、ビデオ同期分離回路２４と、位相調整部２５とから構成される。
　図５に、照明操作パネル１７の外観図が示される。
　図５に示すように照明操作パネル１７には、照明ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７ａと、調光モード切替スイッチ１７ｂと、明るさ設定値表示部１７ｃと、明るさ設定ボタン１７ｄとが設けられている。
　本プローブシステムは、内視鏡とともに使用されるものである。プローブ３０の基端のコネクタ部３６がベースユニット１のプローブ接続部１５に接続され、内視鏡電子カメラ１００ａによって撮影される映像のビデオ信号のケーブル１２０がベースユニット１のビデオ入力インターフェース１６に接続され、プローブ３０が内視鏡に形成された内視鏡チャネルに挿通されて使用される。
　プローブ３０には、内視鏡による撮影用の照明手段が設けられる。本実施形態においては、光源としての発光ダイオード（照明用ＬＥＤ）１９と、光源からの光を導く照明光導光用光ファイバー３４と、拡散部材等の光学部材３５とにより、照明手段が構成される。光源としては、例えば、有機ＥＬなどの他の固体発光素子を用いてもよい。
　ベースユニット１に備えられた照明用ＬＥＤ１９を光源とする照明光がプローブ接続部１５を介して照明光導光用光ファイバー３４に導光される。さらに照明光は照明光導光用光ファイバー３４によってプローブ３０の先端部に導光され拡散部材等の光学部材３５を介して生体組織２に照射される。
　その照明される範囲は内視鏡電子カメラ１００ａによる撮影範囲を含み、内視鏡電子カメラ１００ａによる撮影範囲は、プローブ３０による測定対象部位を含んでいる。
　本プローブシステムを使用してプローブによる測定を実行しながら内視鏡電子カメラ１００ａによる撮影を行う際には、内視鏡に設けられる照明装置を用いずこれを消灯した状態で、プローブ３０に設けられる照明手段による照明により内視鏡電子カメラによる撮影を行う。
　ここで、プローブ３０による測定につき説明する。
　測定用光源１３により発せられ投光用光ファイバー３１により導光された光を生体組織２の測定対象部位に照射し、当該照射した光に起因して測定対象部位から放射される放射光を受光して受光用光ファイバー３２によりプローブ３０の基端側へ導き測定用光検出器１４に導入する。
　測定制御ユニット１２は、測定用光源１３のＯＮ／ＯＦＦ制御、フィルターの切り替え制御、シャッターの制御などを行う。また、測定制御ユニット１２は測定用光源１３を検知対象とした温度センサーからの入力を受けて測定用光源１３の温度を監視する。
測定用光検出器１４は、受光用光ファイバー３２を通じて入力された光の光強度、分光特性、偏光特性などを検出し、検出結果を測定制御ユニット１２に出力する。これを測定制御ユニット１２が分析して生体組織２の病変状態の診断に役立つ情報を特定する。
　プローブ３０による測定を、生体組織から発せられる蛍光の測定とする場合は、測定用光源１３により励起光を発生させる。
励起光が照射された測定対象部位で励起光により、病変状態に従って蛍光が発生する。蛍光が発生すれば蛍光及び反射光が含まれる測定対象部位からの放射光が受光用光ファイバー３２に入射し測定用光検出器１４に入力される。
　蛍光は、広義には、Ｘ線や紫外線、可視光線が照射された被照射物が、そのエネルギーを吸収することで電子が励起し、それが基底状態に戻る際に余分なエネルギーを電磁波として放出するものである。ここでは、励起光によって、その波長とは異なった波長の蛍光が戻り光に含まれるので、測定用光検出器１４が戻り光を分光し、測定制御ユニット１２がスペクトル分布を分析することで蛍光量を特定して検出対象の病変状態を検知する。
　次に、照明の制御につき説明する。
（自動ＯＮ／ＯＦＦ機能）
　照明制御ユニット１８は、測定制御ユニット１２の制御指令に従って照明用ＬＥＤ１９をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
　図６に、一例として照明制御ユニット１８が照明用ＬＥＤ１９をパルス幅変調（ＰＷＭ）方式で制御するためのＰＷＭ信号Ａと、測定制御ユニット１２による測定時消灯指令信号Ｂが示される。
　測定制御ユニット１２は、測定時消灯指令信号Ｂを照明制御ユニット１８に出力して、プローブによる測定の開始時に照明用ＬＥＤ１９をＯＦＦにしてプローブ３０の照明を消灯し、プローブによる測定の終了時に照明用ＬＥＤ１９をＯＮにしてプローブ３０の照明を点灯させる制御を行う。
　図６に示す期間Ｔ１がプローブによる測定期間に相当しており、測定制御ユニット１２は、測定制御に連動して測定時消灯指令信号Ｂを発生させ照明制御ユニット１８に出力する。
　照明制御ユニット１８は、測定時消灯指令信号Ｂに従って測定期間Ｔ１においてはＰＷＭ信号におけるパルス幅をゼロに制御して照明用ＬＥＤ１９をＯＦＦにする。
（手動ＯＮ／ＯＦＦ機能）
　また、照明用ＬＥＤ１９のＯＮ／ＯＦＦは、照明操作パネル１７の照明ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１７ａの操作に応じて照明操作パネル１７から照明制御ユニット１８に入力されるＯＮ／ＯＦＦ操作信号に従って、照明制御ユニット１８が、ＰＷＭ信号を制御することによっても行われる。
（手動照明調光機能）
　照明操作パネル１７の操作に応じて照明制御ユニット１８は、照明用ＬＥＤ１９の発光量を調整する。
　照明操作パネル１７の調光モード切替スイッチ１７ｂの操作によって、調光モードが手動に切り替わっている状態では、明るさ設定値表示部１７ｃに照明用ＬＥＤ１９の発光量を指標する値が表示される。これはプローブ３０に設けられた照明の明るさに相当する値である。この指標値は、明るさ設定ボタン１７ｄを操作することで増減させることができる。
　照明制御ユニット１８は、このような操作に従ってＰＷＭ信号のパルス幅を増減させ、照明用ＬＥＤ１９の発光量を制御する、すなわち、プローブ３０に設けられた照明の明るさを指標値に応じた一定に制御する。
（自動ビデオ調光機能）
　上記の「手動照明調光機能」にあっては、プローブ３０に設けられた照明の明るさを指標値に応じた一定に制御するため、接近した被写体の撮影や、胃などの広い空間における撮影など、撮影対象によって撮影された映像の明るさが異なってしまう。この撮影映像の明るさを一定に保つために照明光量を可変制御する機能が、ここで説明する「自動ビデオ調光機能」である。本機能は、照明操作パネル１７の調光モード切替スイッチ１７ｂの操作によって、調光モードが「自動」に切り替わっている状態で有効とされる。このとき、明るさ設定値表示部１７ｃには、撮影映像の明るさの制御目標値を指標する値が表示される。この目標値は、明るさ設定ボタン１７ｄを操作することで増減させることができる。
　本機能を実現するために照明制御ユニット１８は、ビデオ入力インターフェース１６を介して入力されるビデオ信号に基づき、照明用ＬＥＤ１９の発光を制御する。
　照明制御ユニット１８にビデオ信号が入力されると、図４に示すビデオ信号明るさ測定部２０がビデオ信号を処理して撮影映像の明るさを算出する。
　ここで算出する撮影映像の明るさを画面全体の平均値とする場合には、ビデオ信号明るさ測定部２０をアナログ平滑回路として、ビデオ信号明るさ測定部２０が１画像フレーム相当時間で平滑化したビデオ信号の明るさレベルを出力する構成とする。
　調光制御部２１は、ビデオ信号明るさ測定部２０が出力する明るさの測定値と、デフォルトの又は照明操作パネル１７の操作によって更新された撮影映像の明るさの制御目標値とを比較して、当該測定値が当該制御目標値に近づいて収束するように制御値を算出しＰＷＭ変調部２２に出力する。ＰＷＭ変調部２２は、調光制御部２１から与えられる制御値に基づきＰＷＭ信号のパルス幅を制御する。ＬＥＤドライバ部２３は、ＰＷＭ変調部２２により変調されたＰＷＭ信号に従った駆動電流を生成し照明用ＬＥＤ１９に供給する。
　内視鏡の電子カメラによって生成され入力インターフェースに入力されるビデオ信号に基づき、照明用ＬＥＤの発光を制御することで、照明点灯時には内視鏡の電子カメラの特性によらず内視鏡による撮影にとって良好な発光を実現することができる。従って、汎用の内視鏡に本実施形態のプローブシステムを組み合わせることにより、良好に観察や測定を行うことが可能となる。
（フリッカー防止機能）
　ＰＷＭ方式で照明用ＬＥＤを制御して撮影を行うと、撮影された映像にフリッカーノイズが生じるおそれがある。ここでは、これを防止する制御につき説明する。
　フリッカーが生じるのは、内視鏡電子カメラの露光期間と照明の発光期間とが同期しておらず、カメラが光を取り込む時に照明が明るかったり暗かったりするためである。
内視鏡電子カメラの露光期間はビデオ信号を分析することで特定できる。照明の発光期間はＰＷＭ信号のパルスに対応する。そこで、照明制御ユニット１８は、フリッカーを防止するために以下の制御を行う。
　まず、図４に示すビデオ同期分離回路２４が、ビデオ信号から同期信号を分離し、垂直同期信号Ｖsyncの位相を検出して位相調整部２５に出力する。
　図７に示すように、ビデオ信号には、垂直同期信号Ｖsyncと水平同期信号Ｈsyncとが含まれている。垂直同期信号Ｖsyncからその次の垂直同期信号Ｖsyncまでが１画像フレーム分のビデオ信号が送出される１周期に相当する。
　図７Ａ及び図７Ｂに示すように、垂直同期信号Ｖsyncの位相を基準に、ＰＷＭ信号のパルスの位相を調整することで、内視鏡電子カメラの露光期間と照明の発光期間とを同期させフリッカーを防ぐことができる。
　そのため、位相調整部２５は、ビデオ同期分離回路２４が出力する垂直同期信号Ｖsyncの位相に基準に、シフト量ｄだけシフトした位相をＰＷＭ変調部２２に出力する。
　ＰＷＭ変調部２２は、位相調整部２５から入力された位相にパルスがあるようにＰＷＭ信号を変調する。シフト量ｄは、入力装置１０を介した操作入力により増減調整が可能である。フリッカーを防止するためのシフト量ｄは組み合わせる内視鏡電子カメラによって異なるから、使用に際して調整する。なお、フリッカーを防止するために、ＰＷＭ信号の周期を短くすることも考えられるが、パワーＬＥＤドライバの立ち上がり時間を十分に速くできない場合も想定されるため、本実施形態のように位相のシフトを行うことが好ましい。
　次に、上述した「自動ＯＮ／ＯＦＦ機能」の有効性を理解するために図８及び図９を参照してプローブを利用した測定手順を説明する。
　プローブに照明が無い場合は、図８に示すフローが想定される。
　まず、ユーザーが内視鏡プロセッサーを操作して内視鏡照明を点灯する（ステップＨ０）。そして、ユーザーが内視鏡チャネルを経由してプローブを人体内へ挿入する（ステップＨ１）。
　次に、ユーザーが内視鏡を動かし、測定対象部位へプローブを持っていく（ステップＨ２）。
　次に、ユーザーが内視鏡プロセッサーを操作し、内視鏡に設けられた照明を消灯する（ステップＨ３）。
　次に、ユーザーが内視鏡に設けられた照明が完全に消灯したか確認する（ステップＨ４）。完全に消灯していないとプローブによる測定時に外乱となるためである。
　次に、ユーザーがプローブシステムの入力装置に設定される測定開始ボタンを押す（ステップＨ５）。
　これを受けプローブシステムがプローブによる測定を実行する（ステップＨ６）。
　次に、ユーザーが内視鏡プロセッサーを操作し、内視鏡に設けられた照明を点灯する（ステップＨ７）。
　次に、ユーザーが内視鏡に設けられた照明の完全な点灯を確認する（ステップＨ８）。ステップＨ２に戻って内視鏡を安全に動かすための視野を確保するためである。
　ステップＨ２からＨ８で一つの測定ルーチンが構成される。必要な箇所の測定が終了するまでこの測定ルーチンを繰り返し、すべての測定ルーチンが終了したら、ステップＨ９へ移行し、ユーザーがプローブを人体内から取り出す。
　以上のフローであると、ステップＨ３，Ｈ４，Ｈ７，Ｈ８がユーザーの操作や確認に係るため、ユーザーにとっては煩雑であり、これらのステップの分だけ一測定ルーチンの時間が長くなってしまう。
　上述した本実施形態のプローブシステムにあっては、キセノンランプ等に比較して応答性の良好な固体発光素子が照明用光源として適用され、この照明の「自動ＯＮ／ＯＦＦ機能」が設けられているので、図９に示すフローのように一測定ルーチンの時間を大幅に短縮することができる。また、照明の消灯によって内視鏡映像がブラックアウトする時間も短くなり内視鏡の誤操作による事故も回避しやすくなる。さらに、点灯・消灯が繰り返されるのは、プローブシステム側の照明であるので、内視鏡に備わる照明の寿命低下も回避される。
　本プローブシステムの場合は、図９に示すフローが実行される。
　まず、ユーザーが内視鏡プロセッサーを操作して内視鏡照明を点灯する（ステップＳ０）。そして、ユーザーが内視鏡チャネルを経由してプローブ３０を人体内へ挿入する（ステップＳ１）。
　次に、ユーザーがベースユニット１の照明操作パネル１７を操作し、プローブ３０に設けられた照明を点灯する（ステップＳ２）。
　次に、ユーザーが内視鏡プロセッサーを操作し、内視鏡に設けられた照明を消灯する（ステップＳ３）。
　次に、ユーザーが内視鏡を動かし、測定対象部位へプローブ３０を持っていく（ステップＳ４）。
　次に、ユーザーがプローブシステムの入力装置１０に設定される測定開始ボタンを押す（ステップＳ５）。
　これを受け本プローブシステムがプローブ３０に設けられた照明の消灯、プローブによる測定、同照明の点灯までを自動的に実行する（ステップＳ６～Ｓ８）。
　ステップＳ４からＳ８で一つの測定ルーチンが構成される。必要な箇所の測定が終了するまでこの測定ルーチンを繰り返し、すべての測定ルーチンが終了したら、ステップＳ９へ移行する。
すなわち、ユーザーが内視鏡プロセッサーを操作し、内視鏡に設けられた照明を点灯する（ステップＳ９）。
　次に、ユーザーがベースユニット１の照明操作パネル１７を操作し、プローブ３０に設けられた照明を消灯する（ステップＳ１０）。
　次に、ユーザーがプローブ３０を人体内から取り出す（ステップＳ１１）。
　以上の図９を参照して説明した本実施形態のプローブシステムを使用したフローによれば、図８のステップＨ３，Ｈ４，Ｈ７，Ｈ８に相当するユーザーの操作や確認に係るステップが無い。したがって、ユーザーは、プローブを動かすこと（ステップＳ４）と、測定開始ボタンの押下（ステップＳ５）を必要回数繰り返すだけでよく、測定ルーチン中に照明を操作することが無いので、ユーザーの煩雑さは軽減され、一測定ルーチンの時間を短縮化し、効率よく測定を行うことができる。
〔第２実施形態〕
　次に、第２実施形態につき図１０及び図１１を参照して説明する。
　上記第１実施形態においては、ビデオ信号明るさ測定部２０の構成例として、撮影映像の明るさを画面全体の平均値として算出する場合を挙げたが、画面中の特定箇所の明るさを算出する構成例を第２実施形態として説明する。
　図１０に示すように例として、画面中のＲ１～Ｒ５の５点をそれぞれ中心とする局所エリアの明るさを算出する場合を取り上げる。
　この場合の照明制御ユニット１８Ａの構成が図１１に示される。
　本実施形態の照明制御ユニット１８Ａにあっては、ビデオ信号明るさ測定部４０が図１１に示すように構成される。その他の構成は第１実施形態と共通である。なお、図１１において位相調整部２５の図示を省略するが、第１実施形態と同様に構成される。
　図１１に示すように、ビデオ信号明るさ測定部４０は、平滑回路（但し時定数が低めに設定される）４１と、サンプルホールド部４２と、タイマー４３と、カウント値メモリ領域４４とを備える。
　平滑回路４１は、点Ｒ１～Ｒ５をそれぞれ中心とした領域等の局所エリアの明るさが反映される程度に短い時定数で平滑化処理を行う。平滑回路４１が出力する明るさレベルをサンプルホールド部４２が保持して、調光制御部２１に出力する。
　一方、タイマー４３がビデオ同期分離回路２４から出力される垂直同期信号Ｖsyncの位相を起点に時間をカウントする。
　カウント値メモリ領域４４に、点Ｒ１～Ｒ５をそれぞれに対応したカウント値が設定されている。タイマー４３が各点に対応したカウント値のカウントアップ時にサンプルホールド部４２を更新する。
　点Ｒ１～Ｒ５の明るさ測定は、１画像フレーム中に行う必要は無く、１画像フレーム中に１点ずつ順次実行する測定動作で足りる。
　調光制御部２１は、点Ｒ１～Ｒ５の明るさに、予め設定されている重み付けをし、照明光の調光制御を実行する。
　撮影映像の明るさを画面全体の平均値として算出する場合は、画面中の明暗が一様でなく明暗のムラがあるときには、観察者が見たい部分の調光が良好とならないおそれがある。本実施形態によれば、画面中央などの観察者が見たい部分を予め優先的に重み付けしておくことによって、観察者の注目部分の明るさを良好に調光することができる。このように、観察に適するように照明を制御することで、本実施形態のように、内視鏡自身に設けられるのとは別の照明を用いて照明する構成であっても、十分良好に観察を行うことができる。
〔第３実施形態〕
　次に、第３実施形態につき図１２及び図１３を参照して説明する。
　上記第１実施形態においては、プローブ３０内に照明光導光用光ファイバー３４を設けることで照明手段を構成したが、本実施形態にあっては、照明用ＬＥＤをプローブ先端部に配置することで照明手段を構成する。
　図１２に示すように本実施形態におけるプローブ５０にあっては、上記第１実施形態における照明光導光用光ファイバー３４は排され、電気配線５１及び照明用ＬＥＤ５２が配置される。照明用ＬＥＤ５２がプローブ５０の先端部に配置され、照明用ＬＥＤ５２にＰＷＭ駆動電流を供給する電気配線５１の一端が接続される。電気配線５１の他端は、図１３に示す照明制御ユニット１８に接続される。図１３に示すように、本実施形態におけるベースユニット１Ａには、照明用ＬＥＤは配置されておらず、照明制御ユニット１８がプローブ接続部１５、コネクタ部５３、電気配線５１を介してプローブ５０先端部に配置された照明用ＬＥＤ５２に接続される。
　図示しないが、照明用ＬＥＤ５２の発光部にレンズ、拡散部材等の照明範囲を良好にするための光学部材を配置してもよいことは勿論である。
　その他は上記第１実施形態や第２実施形態と共通の構成で実施される。
　本実施形態によっても、プローブに照明手段を設けることができ、その調光制御、ＯＮ／ＯＦＦ制御を上記第１の実施形態と同様に行うことができ、同様の効果を得ることができる。
［その他の実施形態］
　上述した実施形態においては、プローブ照明を点灯させた後に内視鏡照明を消灯しているが、測定に支障がなければ内視鏡照明の強度を下げて完全に消灯しないようにしてもよい。また、上述した実施形態においては、測定対象物から放射される蛍光を受光する例について示したが、これに限るものではなく、照射光に起因して生じる散乱光またはラマン散乱光を受光するようにしてもよい。
　本発明に係るプローブシステム及びその使用方法は、内視鏡による検査を行う医療分野において利用可能性がある。
１　ベースユニット
２　生体組織
３０　プローブ
３１　投光用光ファイバー
３２　受光用光ファイバー
３４　照明光導光用光ファイバー
３６　コネクタ部
５１　電気配線
５３　コネクタ部
Ａ　ＰＷＭ信号
Ｂ　測定時消灯指令信号
Ｔ１　測定期間
Ｖsync　垂直同期信号

Claims (9)

  1. 内視鏡に形成された内視鏡チャネルに挿通されるプローブと、前記プローブの基端が接続されるベースユニットとを備えるプローブシステムであって、
    前記プローブには、前記内視鏡による撮影用の照明手段が設けられ、
    前記ベースユニットには、前記照明手段の発光を制御する照明制御手段と、前記内視鏡により撮影される映像のビデオ信号を入力する入力インターフェースとが設けられ、
    前記照明手段の光源として固体発光素子が適用され、
    前記照明制御手段は、前記入力インターフェースを介して入力されるビデオ信号に基づき、前記固体発光素子の発光を制御することを特徴とするプローブシステム。
  2. 前記プローブに、投光用光ファイバーと、受光用光ファイバーとを備え、
    前記ベースユニットに、測定用光源と、測定用光検出器とを備え、
    前記測定用光源により発せられ前記投光用光ファイバーにより導光された光を生体組織の測定対象部位に照射し、当該照射した光に起因して前記測定対象部位から放射される放射光を受光して前記受光用光ファイバーによりプローブの基端側へ導き前記測定用光検出器に導入することを特徴とする請求項１に記載のプローブシステム。
  3. 前記照明手段として前記プローブに少なくとも照明光導光用光ファイバーが設けられ、
    前記ベースユニットに設置される前記固体発光素子からの光を前記照明光導光用光ファイバーによって前記プローブの先端部に導光することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプローブシステム。
  4. 前記照明手段として前記プローブに少なくとも前記固体発光素子が設けられ、
    前記固体発光素子と接続するための電気配線が前記プローブに設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプローブシステム。
  5. 前記照明制御手段は、前記固体発光素子をパルス幅変調方式で制御することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のプローブシステム。
  6. 前記照明制御手段は、前記ビデオ信号の垂直同期信号に同期した前記固体発光素子の駆動パルス波を生成させることを特徴とする請求項５に記載のプローブシステム。
  7. 前記ベースユニットに、前記プローブによる測定を制御する測定制御手段を備え、
    前記測定制御手段は、当該測定の開始時に前記照明手段を消灯し、当該測定の終了時に前記照明手段を点灯させる制御を行う請求項１から請求項６のうちいずれか一に記載のプローブシステム。
  8. 前記固体発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のプローブシステム。
  9. 前記内視鏡に設けられる照明装置を消灯した状態で、前記照明手段による照明により前記内視鏡の撮影を行うことを特徴とする請求項１から請求項７のうちいずれか一に記載のプローブシステムの使用方法。
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