WO2018220908A1 - 内視鏡システム - Google Patents

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WO2018220908A1
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light
light source
fluorescence
subject
observation
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Inventor
弘太郎 小笠原
Original Assignee
オリンパス株式会社
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
    • A61B1/0655—Control therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/26—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system, and more particularly to an endoscope system used for fluorescence observation.
  • fluorescence observation which is an observation method for diagnosing whether or not a lesion site is included in a subject, has been performed.
  • Japanese Patent No. 4846917 discloses a configuration that can be used in the above-described fluorescence observation.
  • Japanese Patent No. 4846917 discloses a fluorescence observation apparatus that displays a fluorescence image obtained by irradiating a test target containing a fluorescent substance with excitation light, the test target.
  • a fluorescence observation apparatus that displays a fluorescence image obtained by irradiating a test target containing a fluorescent substance with excitation light, the test target.
  • the wavelength band that is band-limited by a predetermined band-limiting filter out of the fluorescence excited by the excitation light supplied to the light source and the reflected light reflected by the test object from the excitation light supplied from the excitation light supply light source A configuration is disclosed in which background light, which is light, is received and imaged.
  • the amount of excitation light supplied from the excitation light supply light source when adjusting the brightness of an image obtained by imaging the background light It is necessary to increase or decrease. Therefore, according to the configuration disclosed in Japanese Patent No. 4846917, for example, brightness adjustment that reduces the brightness of an image obtained by imaging background light according to the proximity of the observation distance is performed. When performing, there is a problem that the amount of excitation light supplied from the excitation light supply light source may be reduced to an extent insufficient for excitation of the fluorescent substance.
  • the present invention has been made in view of the above-described circumstances, and provides an endoscope system capable of obtaining an observation image that easily identifies a location where fluorescence occurs regardless of an observation distance during fluorescence observation. It is an object.
  • An endoscope system includes a first light source configured to generate excitation light for generating fluorescence by exciting a fluorescent agent administered into a subject, and the excitation light. And a second light source configured to generate reference light that is light in a wavelength band different from any of the fluorescence, and a light amount of the excitation light emitted from the first light source.
  • the control unit is configured to perform control to adjust the light amount of the reference light emitted from the second light source according to an observation distance that is a distance when observing a subject in the subject while maintaining a predetermined light amount. And a control unit.
  • the figure which shows the structure of the principal part of the endoscope system which concerns on embodiment The figure for demonstrating an example of the specific structure of the endoscope system which concerns on embodiment.
  • the endoscope system 1 is inserted into a subject and outputs an image obtained by imaging a subject such as a living tissue in the subject.
  • a predetermined image processing is performed on the endoscope apparatus 2, the light source apparatus 3 configured to supply the light emitted to the subject to the endoscope apparatus 2, and an image output from the endoscope apparatus 2.
  • a processor 4 configured to generate and output an observation image and the like, and a display device 5 configured to display the observation image output from the processor 4 on the screen.
  • Drawing 1 is a figure showing the composition of the important section of the endoscope system concerning an embodiment.
  • the endoscope apparatus 2 includes fluorescence generated in response to irradiation of excitation light with respect to a fluorescent agent administered into a subject, and reference light that is light in a wavelength band different from both the excitation light and the fluorescence. It is comprised so that the used observation can be performed.
  • the endoscope apparatus 2 includes an optical viewing tube 21 having an elongated insertion portion 6 and a camera unit 22 that can be attached to and detached from the eyepiece portion 7 of the optical viewing tube 21. Yes.
  • the optical viewing tube 21 includes an elongated insertion portion 6 that can be inserted into a subject, a gripping portion 8 provided at the proximal end portion of the insertion portion 6, and an eyepiece portion provided at the proximal end portion of the gripping portion 8. 7.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of a specific configuration of the endoscope system according to the embodiment.
  • the exit end of the light guide 11 is disposed in the vicinity of the illumination lens 15 at the distal end of the insertion section 6 as shown in FIG. Further, the incident end portion of the light guide 11 is disposed in a light guide base 12 provided in the grip portion 8.
  • a light guide 13 for transmitting light supplied from the light source device 3 is inserted into the cable 13a.
  • a connection member (not shown) that can be attached to and detached from the light guide base 12 is provided at one end of the cable 13a.
  • a light guide connector 14 that can be attached to and detached from the light source device 3 is provided at the other end of the cable 13a.
  • an illumination lens 15 for emitting the light transmitted by the light guide 11 to the outside
  • an objective lens 17 for obtaining an optical image corresponding to the light incident from the outside.
  • an illumination window (not shown) in which the illumination lens 15 is arranged and an objective window (not shown) in which the objective lens 17 is arranged are provided adjacent to each other on the distal end surface of the insertion portion 6. Yes.
  • a relay lens 18 including a plurality of lenses LE for transmitting an optical image obtained by the objective lens 17 to the eyepiece unit 7 is provided inside the insertion unit 6. That is, the relay lens 18 has a function as a transmission optical system that transmits light incident from the objective lens 17.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of optical characteristics of the optical filter provided in the endoscope according to the embodiment.
  • the optical filter 61 has an optical characteristic that blocks light belonging to a wavelength band of less than 450 nm and transmits light belonging to a wavelength band of 450 nm or more. Is formed.
  • an eyepiece lens 19 is provided inside the eyepiece unit 7 so that the optical image transmitted by the relay lens 18 can be observed with the naked eye.
  • the camera unit 22 includes an image sensor 24 and a signal processing circuit 27.
  • the camera unit 22 is configured to be detachable from the processor 4 via a connector 29 provided at an end of the signal cable 28.
  • the image sensor 24 is configured by an image sensor such as a color CMOS, for example. Further, the image sensor 24 is configured to perform an imaging operation in accordance with an image sensor drive signal output from the processor 4. The image sensor 24 is configured to image light emitted through the eyepiece lens 19 and generate and output an image corresponding to the captured light.
  • the signal processing circuit 27 is configured to perform predetermined signal processing such as correlated double sampling processing, gain adjustment processing, and A / D conversion processing on the image output from the image sensor 24. ing. Further, the signal processing circuit 27 is configured to output the image subjected to the predetermined signal processing described above to the processor 4 to which the signal cable 28 is connected.
  • predetermined signal processing such as correlated double sampling processing, gain adjustment processing, and A / D conversion processing
  • the light source device 3 has a function as a light source unit, and excites a fluorescent agent administered into a subject to generate fluorescence, and has a wavelength band different from both the excitation light and the fluorescence. Reference light, which is light, can be supplied.
  • the light source device 3 includes a light emitting unit 31, a multiplexer 32, a condenser lens 33, and a light source control unit 34.
  • the light emitting unit 31 includes a purple LED 311, a blue LED 312, a green LED 313, a red LED 314, and a near infrared LD 315. That is, each light source of the light emitting unit 31 is configured by a semiconductor light source.
  • the purple LED 311 is configured to generate V light which is violet light having a strength (narrow band) in the wavelength band of the purple region. Specifically, for example, as illustrated in FIG. 4, the purple LED 311 is configured to emit V light having a center wavelength set to around 410 nm and a bandwidth set to about 20 nm. The purple LED 311 is configured to emit or extinguish according to the control of the light source controller 34. The purple LED 311 is configured to generate V light having a light emission amount according to the control of the light source control unit 34.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a wavelength band of light emitted from each LED provided in the light source device according to the embodiment.
  • the blue LED 312 is configured to generate B light, which is blue light having an intensity in a blue region (narrow band). Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the blue LED 312 is configured to emit B light having a center wavelength set to around 460 nm and a bandwidth set to about 20 nm. Further, the blue LED 312 is configured to emit or extinguish according to the control of the light source control unit 34. The blue LED 312 is configured to generate B light having a light emission amount according to the control of the light source control unit 34.
  • the green LED 313 is configured to generate green light (hereinafter also referred to as G light) having an intensity in a green region (narrow band). Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the green LED 313 is configured to emit G light having a center wavelength set to around 540 nm and a bandwidth set to about 20 nm. Further, the green LED 313 is configured to emit or extinguish according to the control of the light source control unit 34. The green LED 313 is configured to generate G light having a light emission amount according to the control of the light source control unit 34.
  • the red LED 314 is configured to generate R light which is red light having a strength in a red region (narrow band). Specifically, for example, as shown in FIG. 4, the red LED 314 is configured to emit R light having a center wavelength set to around 630 nm and a bandwidth set to about 20 nm. The red LED 314 is configured to emit or extinguish light according to the control of the light source control unit 34. The red LED 314 is configured to generate R light having a light emission amount according to the control of the light source control unit 34.
  • the near-infrared LD 315 is configured to emit IR light, which is near-infrared light having a center wavelength set to 800 nm (narrow band), for example, as shown in FIG. Further, the near-infrared LD 315 is configured to switch between a lighting state and a light-off state according to the control of the light source control unit 34. The near-infrared LD 315 is configured to generate IR light having an intensity according to the control of the light source control unit 34 in the lighting state. In the present embodiment, instead of the near infrared LD 315, for example, an LED that generates IR light similar to the near infrared LD 315 may be provided in the light emitting unit 31.
  • the multiplexer 32 is configured to be able to multiplex each light emitted from the light emitting unit 31 so as to enter the condenser lens 33.
  • the condenser lens 33 is configured to collect the light incident through the multiplexer 32 and output it to the light guide 13.
  • the light source control unit 34 is configured to control each light source of the light emitting unit 31 based on the illumination control signal output from the processor 4.
  • the processor 4 includes an image sensor driving unit 41, an image processing unit 42, an input I / F (interface) 43, and a control unit 44.
  • the image sensor driving unit 41 includes, for example, a driver circuit. Further, the image sensor drive unit 41 is configured to generate and output an image sensor drive signal for driving the image sensor 24 in accordance with the control of the control unit 44.
  • the image processing unit 42 includes, for example, an image processing circuit.
  • the image processing unit 42 performs white light observation by performing predetermined image processing on the image output from the endoscope apparatus 2 when the white light observation mode is set in accordance with the control of the control unit 44. An image is generated, and the generated white light observation image is output to the display device 5.
  • the image processing unit 42 performs a predetermined image processing on the image output from the endoscope apparatus 2 when the fluorescence observation mode is set in accordance with the control of the control unit 44, thereby generating a fluorescence observation image.
  • the generated fluorescence observation image is output to the display device 5.
  • the image processing unit 42 is inserted into the insertion unit 6 subject of the endoscope apparatus 2 and the distance when observing the subject in the subject, that is, the inside of the subject imaged by the endoscope apparatus 2
  • An observation distance calculation unit 421 configured to calculate an observation distance DL corresponding to the distance between the subject and the distal end surface of the insertion unit 6.
  • the observation distance calculation unit 421 calculates the observation distance DL based on the image output from the endoscope apparatus 2 when the fluorescence observation mode is set, and outputs the calculated observation distance DL to the control unit 44. It is configured.
  • the input I / F 43 is configured to include one or more switches and / or buttons capable of giving instructions according to user operations. Specifically, the input I / F 43 gives an instruction to set (switch) the observation mode of the endoscope system 1 to either the white light observation mode or the fluorescence observation mode, for example, according to a user operation. And an observation mode changeover switch (not shown) that can be used.
  • control unit 44 is configured to perform control for setting the exposure period, the readout period, and the like of the image sensor 24 on the image sensor drive unit 41. Further, the control unit 44 performs control for causing the image processing unit 42 to perform an operation according to the observation mode of the endoscope system 1 based on an instruction given by the observation mode changeover switch of the input I / F 43. It is configured as follows.
  • the display device 5 includes, for example, an LCD (liquid crystal display) and the like, and is configured to display an observation image output from the processor 4.
  • LCD liquid crystal display
  • the operation of the endoscope system 1 according to this embodiment will be described.
  • a fluorescent agent FLP having fluorescence characteristics such that the excitation wavelength is 410 nm and the fluorescence wavelength is 630 nm is administered into a subject.
  • a user such as an operator connects each part of the endoscope system 1 and turns on the power, and then operates the input I / F 43 to change the observation mode of the endoscope system 1 to the white light observation mode. Give instructions for setting.
  • control unit 44 When the control unit 44 detects that the white light observation mode is set, the control unit 44 generates an illumination control signal for emitting white light from the light source device 3 and outputs the illumination control signal to the light source control unit 34.
  • the light source control unit 34 performs control for turning on the blue LED 312, the green LED 313, and the red LED 314 when the white light observation mode is set in accordance with the illumination control signal output from the control unit 44. Control for turning off the purple LED 311 is performed.
  • the subject is irradiated with WL light that is white light including R light, G light, and B light, and according to the irradiation of the WL light.
  • WLR light which is reflected light emitted from the subject, enters from the objective lens 17 as return light.
  • the WLR light incident from the objective lens 17 is emitted to the camera unit 22 through the relay lens 18, the optical filter 61, and the eyepiece lens 19.
  • the image sensor 24 images the WLR light emitted through the eyepiece lens 19, and generates and outputs a white light image corresponding to the captured WLR light.
  • the signal processing circuit 27 performs predetermined signal processing on the white light image output from the image sensor 24 and outputs the processed signal to the processor 4.
  • the image processing unit 42 performs white light observation by performing predetermined image processing on the white light image output from the endoscope apparatus 2 when the white light observation mode is set in accordance with the control of the control unit 44. An image is generated, and the generated white light observation image is output to the display device 5. According to such an operation of the image processing unit 42, for example, a white light observation image having substantially the same color tone as that when a subject such as a living tissue is viewed with the naked eye is displayed on the display device 5.
  • the user administers the fluorescent agent FLP into the subject at a desired timing before setting the observation mode of the endoscope system 1 to the fluorescence observation mode.
  • the user confirms the white light observation image displayed on the display device 5 and inserts the insertion portion 6 into the subject, and places the distal end portion of the insertion portion 6 in the vicinity of the desired observation site in the subject.
  • an instruction for setting the observation mode of the endoscope system 1 to the fluorescence observation mode is given.
  • control unit 44 When the control unit 44 detects that the fluorescence observation mode is set, the control unit 44 generates an illumination control signal for emitting excitation light and reference light from the light source device 3 and outputs the illumination control signal to the light source control unit 34.
  • the light source control unit 34 performs control for turning on the purple LED 311 and the blue LED 312 when the fluorescent observation mode is set according to the illumination control signal output from the control unit 44, and also controls the green LED 313 and the red LED. Control for turning off the LED 314 is performed. That is, when the light source control unit 34 is set to the fluorescence observation mode, the purple LED 311 which is a light source that generates excitation light for exciting the fluorescent agent administered into the subject to generate fluorescence, Control is performed to turn on the blue LED 312 that is a light source that generates reference light that is light in a wavelength band different from both the excitation light and the fluorescence.
  • the light source control unit 34 performs the operation as described above, so that the subject is irradiated with the V light and the B light, and the red fluorescence emitted from the fluorescent agent FLP in response to the irradiation of the V light.
  • the image sensor 24 captures FL light and BR light emitted through the eyepiece lens 19, and generates a fluorescence image corresponding to the captured FL light and a reference light image corresponding to the captured BR light, respectively. And output. Further, the signal processing circuit 27 performs predetermined signal processing on each of the fluorescent image and the reference light image output from the image sensor 24 and outputs the processed signal to the processor 4.
  • the image processing unit 42 performs predetermined image processing by superimposing the fluorescence image and the reference light image output from the endoscope apparatus 2 when set to the fluorescence observation mode in accordance with the control of the control unit 44.
  • a fluorescence observation image is generated, and the generated fluorescence observation image is output to the display device 5.
  • a fluorescence observation image capable of simultaneously confirming the generation location of the FL light and the state of the peripheral region of the generation location of the FL light is displayed. It is displayed on the device 5.
  • the observation distance calculation unit 421 calculates the observation distance DL based on the reference light image output from the endoscope apparatus 2 when the fluorescence observation mode is set, and outputs the calculated observation distance DL to the control unit 44. To do.
  • the observation distance calculation unit 421 performs observation based on the average value of the luminance values of the respective pixels included in the reference light image output from the endoscope apparatus 2 when the fluorescent observation mode is set, for example.
  • the distance DL is calculated. That is, the observation distance DL is calculated as a value that decreases as the reference light image output from the endoscope apparatus 2 becomes brighter and increases as the reference light image becomes darker.
  • the control unit 44 calculates the observation distance of the light amount LB of B light emitted from the blue LED 312 while maintaining the light amount of V light emitted from the purple LED 311 at a predetermined light amount LV.
  • An illumination control signal for performing control to be adjusted according to the observation distance DL output from the unit 421 is generated and output to the light source control unit 34.
  • control unit 44 detects that the fluorescence observation mode is set, for example, illumination control for maintaining the light amount of the V light emitted from the purple LED 311 at the maximum light amount that can be supplied from the light source device 3.
  • a signal is generated and output to the light source control unit 34.
  • the control unit 44 detects that the fluorescence observation mode is set, for example, the control unit 44 increases the light amount LB of the B light emitted from the blue LED 312 in accordance with the increase in the observation distance DL output from the observation distance calculation unit 421.
  • an illumination control signal that reduces the light quantity LB of the B light emitted from the blue LED 312 according to the decrease in the observation distance DL is generated and output to the light source control unit 34.
  • control unit 44 for example, the light amount LB of B light emitted from the blue LED 312 when a target value of the light amount of B light corresponding to the observation distance DL output from the observation distance calculation unit 421 is set in advance. May be adjusted to match the light amount of the target value.
  • the light source control unit 34 performs control for generating V light having a predetermined light quantity LV from the purple LED 311 in accordance with the illumination control signal output from the control unit 44. Further, the light source control unit 34 performs control for changing the light quantity LB of the B light emitted from the blue LED 312 according to the illumination control signal output from the control unit 44.
  • the subject when the fluorescent observation mode is set, the subject is irradiated with a constant amount of V light that does not depend on the change in the observation distance DL as excitation light, and the observation distance DL
  • the B light having the light amount adjusted in accordance with the change in is irradiated to the subject as reference light. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to obtain an observation image that can easily identify the location where the fluorescence is generated regardless of the observation distance during the fluorescence observation.
  • each part of the present embodiment for example, for fluorescence observation using a fluorescent agent whose excitation wavelength and fluorescence wavelength are both in the near infrared region, such as ICG (Indocyanine Green). You may make it apply.
  • a fluorescent agent whose excitation wavelength and fluorescence wavelength are both in the near infrared region, such as ICG (Indocyanine Green). You may make it apply.
  • each part of the present embodiment for example, when the biological tissue is irradiated with blue excitation light, green fluorescence (autofluorescence) emitted from the biological tissue is observed. You may make it apply to fluorescence observation.

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Abstract

内視鏡システムは、被検体内に投与された蛍光薬剤を励起させて蛍光を発生させるための励起光を発生するように構成された第１の光源と、励起光及び蛍光のいずれとも異なる波長帯域の光である参照光を発生するように構成された第２の光源と、を具備する光源部と、第１の光源から発せられる励起光の光量を所定の光量に維持しつつ、第２の光源から発せられる参照光の光量を被検体内の被写体を観察する際の距離である観察距離に応じて調整する制御を行うように構成された制御部と、を有する。

Description

内視鏡システム
　本発明は、内視鏡システムに関し、特に、蛍光観察に用いられる内視鏡システムに関するものである。
　医療分野においては、例えば、被検体に投与された蛍光薬剤を励起するための励起光を当該被検体の体腔内に存在する所望の被写体に照射した際の蛍光の発生状態に基づき、当該所望の被写体に病変部位が含まれているか否か等を診断するような観察手法である蛍光観察が従来行われている。そして、例えば、日本国特許第４８４６９１７号公報には、前述の蛍光観察において利用可能な構成が開示されている。
　具体的には、日本国特許第４８４６９１７号公報には、蛍光物質を含有する被検対象に対して励起光を照射して得られる蛍光像を表示する蛍光観察装置であって、当該被検対象に供給される励起光により励起された蛍光と、励起光供給光源より供給される励起光が当該被検対象により反射された反射光のうち、所定の帯域制限フィルタにより帯域制限された波長帯域の光であるバックグランド光と、を受光して撮像する構成が開示されている。
　ここで、日本国特許第４８４６９１７号公報に開示された構成によれば、バックグランド光を撮像して得られる画像の明るさを調整する際に、励起光供給光源から供給される励起光の光量を増減させる必要がある。そのため、日本国特許第４８４６９１７号公報に開示された構成によれば、例えば、観察距離の近さに応じてバックグランド光を撮像して得られる画像の明るさを低下させるような明るさ調整を行う際に、励起光供給光源から供給される励起光の光量が蛍光物質の励起に不十分な程度まで減少してしまう場合がある、という問題点が生じている。
　すなわち、日本国特許第４８４６９１７号公報に開示された構成によれば、蛍光観察時の観察距離次第では、蛍光の発生箇所を特定することが困難な観察画像が得られてしまう場合がある、という前述の問題点に応じた課題が生じている。
　本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、蛍光観察時の観察距離に関わらず、蛍光の発生箇所を特定し易い観察画像を得ることが可能な内視鏡システムを提供することを目的としている。
　本発明の一態様の内視鏡システムは、被検体内に投与された蛍光薬剤を励起させて蛍光を発生させるための励起光を発生するように構成された第１の光源と、当該励起光及び当該蛍光のいずれとも異なる波長帯域の光である参照光を発生するように構成された第２の光源と、を具備する光源部と、前記第１の光源から発せられる前記励起光の光量を所定の光量に維持しつつ、前記第２の光源から発せられる前記参照光の光量を前記被検体内の被写体を観察する際の距離である観察距離に応じて調整する制御を行うように構成された制御部と、を有する。
実施形態に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図。 実施形態に係る内視鏡システムの具体的な構成の一例を説明するための図。 実施形態に係る内視鏡に設けられた光学フィルタの光学特性の一例を示す図。 実施形態に係る光源装置に設けられた各ＬＥＤから発せられる光の波長帯域の一例を示す図。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明を行う。
　図１から図４は、本発明の実施形態に係るものである。
　内視鏡システム１は、図１に示すように、被検体内に挿入されるとともに、当該被検体内における生体組織等の被写体を撮像して得られた画像を出力するように構成された内視鏡装置２と、当該被写体に照射される光を内視鏡装置２に供給するように構成された光源装置３と、内視鏡装置２から出力される画像に対して所定の画像処理を施すことにより観察画像等を生成して出力するように構成されたプロセッサ４と、プロセッサ４から出力される観察画像等を画面上に表示するように構成された表示装置５と、を有している。図１は、実施形態に係る内視鏡システムの要部の構成を示す図である。
　内視鏡装置２は、被検体内に投与された蛍光薬剤に対する励起光の照射に応じて発生する蛍光と、当該励起光及び当該蛍光のいずれとも異なる波長帯域の光である参照光と、を用いた観察を行うことができるように構成されている。また、内視鏡装置２は、細長の挿入部６を備えた光学視管２１と、光学視管２１の接眼部７に対して着脱可能なカメラユニット２２と、を有して構成されている。
　光学視管２１は、被検体内に挿入可能な細長の挿入部６と、挿入部６の基端部に設けられた把持部８と、把持部８の基端部に設けられた接眼部７と、を有して構成されている。
　挿入部６の内部には、図２に示すように、ケーブル１３ａを介して供給される光を伝送するためのライトガイド１１が挿通されている。図２は、実施形態に係る内視鏡システムの具体的な構成の一例を説明するための図である。
　ライトガイド１１の出射端部は、図２に示すように、挿入部６の先端部における照明レンズ１５の近傍に配置されている。また、ライトガイド１１の入射端部は、把持部８に設けられたライトガイド口金１２に配置されている。
　ケーブル１３ａの内部には、図２に示すように、光源装置３から供給される光を伝送するためのライトガイド１３が挿通されている。また、ケーブル１３ａの一方の端部には、ライトガイド口金１２に対して着脱可能な接続部材（不図示）が設けられている。また、ケーブル１３ａの他方の端部には、光源装置３に対して着脱可能なライトガイドコネクタ１４が設けられている。
　挿入部６の先端部には、ライトガイド１１により伝送された光を外部へ出射するための照明レンズ１５と、外部から入射される光に応じた光学像を得るための対物レンズ１７と、が設けられている。また、挿入部６の先端面には、照明レンズ１５が配置された照明窓（不図示）と、対物レンズ１７が配置された対物窓（不図示）と、が相互に隣接して設けられている。
　挿入部６の内部には、図２に示すように、対物レンズ１７により得られた光学像を接眼部７へ伝送するための複数のレンズＬＥを具備するリレーレンズ１８が設けられている。すなわち、リレーレンズ１８は、対物レンズ１７から入射した光を伝送する伝送光学系としての機能を具備して構成されている。
　また、リレーレンズ１８を構成する複数のレンズＬＥのうちの所定の２つのレンズＬＥの間には、図３に示すような光学特性を具備して形成された光学フィルタ６１が設けられている。図３は、実施形態に係る内視鏡に設けられた光学フィルタの光学特性の一例を示す図である。
　具体的には、光学フィルタ６１は、例えば、図３に示すように、４５０ｎｍ未満の波長帯域に属する光を遮断するとともに、４５０ｎｍ以上の波長帯域に属する光を透過させるような光学特性を具備して形成されている。
　接眼部７の内部には、図２に示すように、リレーレンズ１８により伝送された光学像を肉眼で観察可能とするための接眼レンズ１９が設けられている。
　カメラユニット２２は、撮像素子２４と、信号処理回路２７と、を有して構成されている。また、カメラユニット２２は、信号ケーブル２８の端部に設けられたコネクタ２９を介してプロセッサ４に着脱可能に構成されている。
　撮像素子２４は、例えば、カラーＣＭＯＳ等のイメージセンサにより構成されている。また、撮像素子２４は、プロセッサ４から出力される撮像素子駆動信号に応じた撮像動作を行うように構成されている。また、撮像素子２４は、接眼レンズ１９を経て出射される光を撮像し、当該撮像した光に応じた画像を生成して出力するように構成されている。
　信号処理回路２７は、撮像素子２４から出力される画像に対し、例えば、相関二重サンプリング処理、ゲイン調整処理、及び、Ａ／Ｄ変換処理等のような所定の信号処理を施すように構成されている。また、信号処理回路２７は、前述の所定の信号処理を施した画像を、信号ケーブル２８が接続されたプロセッサ４へ出力するように構成されている。
　光源装置３は、光源部としての機能を具備し、被検体内に投与された蛍光薬剤を励起させて蛍光を発生させるための励起光と、当該励起光及び当該蛍光のいずれとも異なる波長帯域の光である参照光と、を供給することができるように構成されている。また、光源装置３は、発光部３１と、合波器３２と、集光レンズ３３と、光源制御部３４と、を有して構成されている。
　発光部３１は、紫色ＬＥＤ３１１と、青色ＬＥＤ３１２と、緑色ＬＥＤ３１３と、赤色ＬＥＤ３１４と、近赤外ＬＤ３１５と、を有して構成されている。すなわち、発光部３１の各光源は、いずれも半導体光源により構成されている。
　紫色ＬＥＤ３１１は、紫色域の波長帯域において強度を有する（狭帯域な）紫色光であるＶ光を発生するように構成されている。具体的には、紫色ＬＥＤ３１１は、例えば、図４に示すように、中心波長が４１０ｎｍ付近に設定され、かつ、帯域幅が２０ｎｍ程度に設定されたＶ光を発するように構成されている。また、紫色ＬＥＤ３１１は、光源制御部３４の制御に応じて発光または消光するように構成されている。また、紫色ＬＥＤ３１１は、光源制御部３４の制御に応じた発光光量を具備するＶ光を発生するように構成されている。図４は、実施形態に係る光源装置に設けられた各ＬＥＤから発せられる光の波長帯域の一例を示す図である。
　青色ＬＥＤ３１２は、青色域において強度を有する（狭帯域な）青色光であるＢ光を発生するように構成されている。具体的には、青色ＬＥＤ３１２は、例えば、図４に示すように、中心波長が４６０ｎｍ付近に設定され、かつ、帯域幅が２０ｎｍ程度に設定されたＢ光を発するように構成されている。また、青色ＬＥＤ３１２は、光源制御部３４の制御に応じて発光または消光するように構成されている。また、青色ＬＥＤ３１２は、光源制御部３４の制御に応じた発光光量を具備するＢ光を発生するように構成されている。
　緑色ＬＥＤ３１３は、緑色域において強度を有する（狭帯域な）緑色光（以降、Ｇ光とも称する）を発生するように構成されている。具体的には、緑色ＬＥＤ３１３は、例えば、図４に示すように、中心波長が５４０ｎｍ付近に設定され、かつ、帯域幅が２０ｎｍ程度に設定されたＧ光を発するように構成されている。また、緑色ＬＥＤ３１３は、光源制御部３４の制御に応じて発光または消光するように構成されている。また、緑色ＬＥＤ３１３は、光源制御部３４の制御に応じた発光光量を具備するＧ光を発生するように構成されている。
　赤色ＬＥＤ３１４は、赤色域において強度を有する（狭帯域な）赤色光であるＲ光を発生するように構成されている。具体的には、赤色ＬＥＤ３１４は、例えば、図４に示すように、中心波長が６３０ｎｍ付近に設定され、かつ、帯域幅が２０ｎｍ程度に設定されたＲ光を発するように構成されている。また、赤色ＬＥＤ３１４は、光源制御部３４の制御に応じて発光または消光するように構成されている。また、赤色ＬＥＤ３１４は、光源制御部３４の制御に応じた発光光量を具備するＲ光を発生するように構成されている。
　近赤外ＬＤ３１５は、例えば、図４に示すように、中心波長が８００ｎｍに設定された（狭帯域な）近赤外光であるＩＲ光を発するように構成されている。また、近赤外ＬＤ３１５は、光源制御部３４の制御に応じて点灯状態または消灯状態に切り替わるように構成されている。また、近赤外ＬＤ３１５は、点灯状態において、光源制御部３４の制御に応じた強度のＩＲ光を発生するように構成されている。なお、本実施形態においては、近赤外ＬＤ３１５の代わりに、例えば、近赤外ＬＤ３１５と同様のＩＲ光を発生するＬＥＤが発光部３１に設けられていてもよい。
　合波器３２は、発光部３１から発せられた各光を合波して集光レンズ３３に入射させることができるように構成されている。
　集光レンズ３３は、合波器３２を経て入射した光を集光してライトガイド１３へ出射するように構成されている。
　光源制御部３４は、プロセッサ４から出力される照明制御信号に基づき、発光部３１の各光源に対する制御を行うように構成されている。
　プロセッサ４は、撮像素子駆動部４１と、画像処理部４２と、入力Ｉ／Ｆ（インターフェース）４３と、制御部４４と、を有して構成されている。
　撮像素子駆動部４１は、例えば、ドライバ回路等を具備して構成されている。また、撮像素子駆動部４１は、制御部４４の制御に応じ、撮像素子２４を駆動させるための撮像素子駆動信号を生成して出力するように構成されている。
　画像処理部４２は、例えば、画像処理回路等を具備して構成されている。また、画像処理部４２は、制御部４４の制御に応じ、白色光観察モードに設定された際に内視鏡装置２から出力される画像に対して所定の画像処理を施すことにより白色光観察画像を生成し、当該生成した白色光観察画像を表示装置５へ出力するように構成されている。また、画像処理部４２は、制御部４４の制御に応じ、蛍光観察モードに設定された際に内視鏡装置２から出力される画像に対して所定の画像処理を施すことにより蛍光観察画像を生成し、当該生成した蛍光観察画像を表示装置５へ出力するように構成されている。
　画像処理部４２は、内視鏡装置２の挿入部６被検体内に挿入して当該被検体内の被写体を観察する際の距離、すなわち、内視鏡装置２により撮像される当該被検体内の被写体と挿入部６の先端面との間の距離に相当する観察距離ＤＬを算出するように構成された観察距離算出部４２１を有している。
　観察距離算出部４２１は、蛍光観察モードに設定された際に内視鏡装置２から出力される画像に基づいて観察距離ＤＬを算出し、当該算出した観察距離ＤＬを制御部４４へ出力するように構成されている。
　入力Ｉ／Ｆ４３は、ユーザの操作に応じた指示等を行うことが可能な１つ以上のスイッチ及び／またはボタンを具備して構成されている。具体的には、入力Ｉ／Ｆ４３は、例えば、ユーザの操作に応じ、内視鏡システム１の観察モードを白色光観察モードまたは蛍光観察モードのいずれかに設定する（切り替える）ための指示を行うことが可能な観察モード切替スイッチ（不図示）を具備して構成されている。
　制御部４４は、例えば、ＣＰＵまたはＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等の制御回路を具備して構成されている。また、制御部４４は、入力Ｉ／Ｆ４３の観察モード切替スイッチにおいてなされた指示に基づき、内視鏡システム１の観察モードに応じた光を出射させるための照明制御信号を生成して光源制御部３４へ出力するように構成されている。また、制御部４４は、蛍光観察モードに設定された際に、光源装置３から供給される励起光の光量を所定の光量に維持しつつ、光源装置３から供給される参照光の光量を観察距離算出部４２１から出力される観察距離ＤＬに応じて調整する制御を行うための照明制御信号を生成して光源制御部３４へ出力するように構成されている。また、制御部４４は、撮像素子２４の露光期間及び読出期間等を設定するための制御を撮像素子駆動部４１に対して行うように構成されている。また、制御部４４は、入力Ｉ／Ｆ４３の観察モード切替スイッチにおいてなされた指示に基づき、内視鏡システム１の観察モードに応じた動作を行わせるための制御を画像処理部４２に対して行うように構成されている。
　表示装置５は、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等を具備し、プロセッサ４から出力される観察画像等を表示することができるように構成されている。
　次に、本実施形態の内視鏡システム１の動作等について説明する。なお、本実施形態においては、励起波長が４１０ｎｍでありかつ蛍光波長が６３０ｎｍであるような蛍光特性を有する蛍光薬剤ＦＬＰが被検体内に投与される場合を例に挙げて説明する。
　まず、術者等のユーザは、内視鏡システム１の各部を接続して電源を投入した後、入力Ｉ／Ｆ４３を操作することにより、内視鏡システム１の観察モードを白色光観察モードに設定するための指示を行う。
　制御部４４は、白色光観察モードに設定されたことを検出すると、光源装置３から白色光を出射させるための照明制御信号を生成して光源制御部３４へ出力する。
　光源制御部３４は、制御部４４から出力される照明制御信号に応じ、白色光観察モードに設定された際に、青色ＬＥＤ３１２、緑色ＬＥＤ３１３及び赤色ＬＥＤ３１４を点灯状態にするための制御を行うとともに、紫色ＬＥＤ３１１を消灯状態にするための制御を行う。
　そして、以上に述べたような動作が光源制御部３４において行われることにより、Ｒ光、Ｇ光及びＢ光を含む白色光であるＷＬ光が被写体に照射され、当該ＷＬ光の照射に応じて当該被写体から発せられた反射光であるＷＬＲ光が戻り光として対物レンズ１７から入射される。また、対物レンズ１７から入射したＷＬＲ光は、リレーレンズ１８、光学フィルタ６１及び接眼レンズ１９を経てカメラユニット２２へ出射される。
　撮像素子２４は、接眼レンズ１９を経て出射されるＷＬＲ光を撮像し、当該撮像したＷＬＲ光に応じた白色光画像を生成して出力する。また、信号処理回路２７は、撮像素子２４から出力される白色光画像に対して所定の信号処理を施してプロセッサ４へ出力する。
　画像処理部４２は、制御部４４の制御に応じ、白色光観察モードに設定された際に内視鏡装置２から出力される白色光画像に対して所定の画像処理を施すことにより白色光観察画像を生成し、当該生成した白色光観察画像を表示装置５へ出力する。そして、このような画像処理部４２の動作によれば、例えば、生体組織等の被写体を肉眼で見た場合と略同様の色調を具備する白色光観察画像が表示装置５に表示される。
　一方、ユーザは、例えば、内視鏡システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定する前の所望のタイミングにおいて、蛍光薬剤ＦＬＰを被検体内に投与する。
　ユーザは、表示装置５に表示される白色光観察画像を確認しながら、挿入部６を被検体内に挿入し、挿入部６の先端部を当該被検体内の所望の観察部位の近傍に配置した状態において、入力Ｉ／Ｆ４３を操作することにより、内視鏡システム１の観察モードを蛍光観察モードに設定するための指示を行う。
　制御部４４は、蛍光観察モードに設定されたことを検出すると、光源装置３から励起光及び参照光を出射させるための照明制御信号を生成して光源制御部３４へ出力する。
　光源制御部３４は、制御部４４から出力される照明制御信号に応じ、蛍光観察モードに設定された際に、紫色ＬＥＤ３１１及び青色ＬＥＤ３１２を点灯状態にするための制御を行うとともに、緑色ＬＥＤ３１３及び赤色ＬＥＤ３１４を消灯状態にするための制御を行う。すなわち、光源制御部３４は、蛍光観察モードに設定された際に、被検体内に投与された蛍光薬剤を励起させて蛍光を発生させるための励起光を発生する光源である紫色ＬＥＤ３１１と、当該励起光及び当該蛍光のいずれとも異なる波長帯域の光である参照光を発生する光源である青色ＬＥＤ３１２と、を点灯状態にするための制御を行う。
　そして、以上に述べたような動作が光源制御部３４において行われることにより、Ｖ光及びＢ光が被写体に照射され、当該Ｖ光の照射に応じて蛍光薬剤ＦＬＰから発せられた赤色の蛍光であるＦＬ光と、当該Ｂ光の照射に応じて当該被写体から発せられた反射光であるＢＲ光と、当該Ｖ光の照射に応じて当該被写体から発せられた反射光であるＶＲ光と、が戻り光として対物レンズ１７から入射される。また、対物レンズ１７から入射した戻り光に含まれる各光のうち、ＶＲ光が光学フィルタ６１により遮断されるとともに、ＦＬ光及びＢＲ光が光学フィルタ６１を透過してカメラユニット２２へ出射される。
　撮像素子２４は、接眼レンズ１９を経て出射されるＦＬ光及びＢＲ光を撮像し、当該撮像したＦＬ光に応じた蛍光画像と、当該撮像したＢＲ光に応じた参照光画像と、をそれぞれ生成して出力する。また、信号処理回路２７は、撮像素子２４から出力される蛍光画像及び参照光画像のそれぞれに対して所定の信号処理を施してプロセッサ４へ出力する。
　画像処理部４２は、制御部４４の制御に応じ、蛍光観察モードに設定された際に内視鏡装置２から出力される蛍光画像及び参照光画像を重畳して所定の画像処理を施すことにより蛍光観察画像を生成し、当該生成した蛍光観察画像を表示装置５へ出力する。そして、このような画像処理部４２の動作によれば、例えば、ＦＬ光の発生箇所と、当該ＦＬ光の発生箇所の周辺領域の状態と、を同時に確認することが可能な蛍光観察画像が表示装置５に表示される。
　観察距離算出部４２１は、蛍光観察モードに設定された際に内視鏡装置２から出力される参照光画像に基づいて観察距離ＤＬを算出し、当該算出した観察距離ＤＬを制御部４４へ出力する。
　具体的には、観察距離算出部４２１は、例えば、蛍光観察モードに設定された際に内視鏡装置２から出力される参照光画像に含まれる各画素の輝度値の平均値に基づいて観察距離ＤＬを算出する。すなわち、観察距離ＤＬは、内視鏡装置２から出力される参照光画像が明るくなるに従って減少するとともに、当該参照光画像が暗くなるに従って増加するような値として算出される。
　制御部４４は、蛍光観察モードに設定されたことを検出すると、紫色ＬＥＤ３１１から発せられるＶ光の光量を所定の光量ＬＶに維持しつつ、青色ＬＥＤ３１２から発せられるＢ光の光量ＬＢを観察距離算出部４２１から出力される観察距離ＤＬに応じて調整する制御を行うための照明制御信号を生成して光源制御部３４へ出力する。
　具体的には、制御部４４は、蛍光観察モードに設定されたことを検出すると、例えば、紫色ＬＥＤ３１１から発せられるＶ光の光量を光源装置３から供給可能な最大光量に維持するための照明制御信号を生成して光源制御部３４へ出力する。また、制御部４４は、蛍光観察モードに設定されたことを検出すると、例えば、観察距離算出部４２１から出力される観察距離ＤＬの増加に応じて青色ＬＥＤ３１２から発せられるＢ光の光量ＬＢを増加させるとともに、当該観察距離ＤＬの減少に応じて青色ＬＥＤ３１２から発せられるＢ光の光量ＬＢを減少させるような照明制御信号を生成して光源制御部３４へ出力する。
　なお、制御部４４は、例えば、観察距離算出部４２１から出力される観察距離ＤＬに対応するＢ光の光量の目標値が予め設定されている場合に、青色ＬＥＤ３１２から発せられるＢ光の光量ＬＢを調整して当該目標値の光量に一致させるようにしてもよい。
　光源制御部３４は、制御部４４から出力される照明制御信号に応じ、所定の光量ＬＶを具備するＶ光を紫色ＬＥＤ３１１から発生させるための制御を行う。また、光源制御部３４は、制御部４４から出力される照明制御信号に応じ、青色ＬＥＤ３１２から発せられるＢ光の光量ＬＢを変化させるための制御を行う。
　そして、以上に述べたような動作によれば、蛍光観察モードに設定された際に、観察距離ＤＬの変化に依存しない一定光量のＶ光が励起光として被写体に照射されるとともに、観察距離ＤＬの変化に応じて調整された光量を具備するＢ光が参照光として当該被写体に照射される。そのため、本実施形態によれば、蛍光観察時の観察距離に関わらず、蛍光の発生箇所を特定し易い観察画像を得ることができる。
　なお、本実施形態の各部の構成を適宜変形することにより、例えば、ＩＣＧ（インドシアニングリーン）等のような、励起波長及び蛍光波長がいずれも近赤外域に属する蛍光薬剤を用いた蛍光観察に適用させるようにしてもよい。
　また、本実施形態の各部の構成を適宜変形することにより、例えば、青色の励起光を生体組織に対して照射した際に当該生体組織から発せられる緑色の蛍光（自家蛍光）を観察するような蛍光観察に適用させるようにしてもよい。
　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く、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
　本出願は、２０１７年５月３１日に日本国に出願された特願２０１７－１０７５４０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、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (6)

  1. 　被検体内に投与された蛍光薬剤を励起させて蛍光を発生させるための励起光を発生するように構成された第１の光源と、当該励起光及び当該蛍光のいずれとも異なる波長帯域の光である参照光を発生するように構成された第２の光源と、を具備する光源部と、
    　前記第１の光源から発せられる前記励起光の光量を所定の光量に維持しつつ、前記第２の光源から発せられる前記参照光の光量を前記被検体内の被写体を観察する際の距離である観察距離に応じて調整する制御を行うように構成された制御部と、
    　を有することを特徴とする内視鏡システム。
  2. 　前記所定の光量は、前記光源部から供給可能な最大光量である
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 　前記第１の光源及び前記第２の光源がいずれも半導体光源により構成されている
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
  4. 　前記励起光が紫色光であり、かつ、前記参照光が青色光である
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
  5. 　前記被写体に照射された前記励起光の反射光を遮断しつつ、前記蛍光と、前記被写体に照射された前記参照光の反射光と、を透過させるような光学特性を具備して構成された光学フィルタと、
    　前記光学フィルタを透過した前記蛍光及び前記参照光の反射光を撮像するように構成された撮像素子と、をさらに有する
    　ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
  6. 　前記参照光の反射光を撮像して得られた参照光画像に基づいて前記観察距離を算出するように構成された観察距離算出部をさらに有する
    　ことを特徴とする請求項５に記載の内視鏡システム。
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