WO2020054634A1 - 光分配コネクタ、および内視鏡システム - Google Patents

光分配コネクタ、および内視鏡システム Download PDF

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WO2020054634A1
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邦彦 尾登
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Hoya株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a light distribution connector and an endoscope system.
  • endoscope systems have become capable of performing various inspections and observations by connecting two types of endoscope devices (scopes). For example, two endoscope devices having different diameters (a parent scope having a large scope diameter and a child scope having a smaller scope diameter) are prepared, and the state of a different affected area can be observed with both scopes. I have.
  • Patent Document 1 discloses an endoscope system that uses two endoscope apparatuses in combination, and uses a common monitor and VCR. Further, in Patent Literature 1, an operation mode of one endoscope apparatus includes a master mode in which the other endoscope apparatus is remotely operated, and a stand-alone mode in which the operation mode is performed without transmitting and receiving data to and from the other endoscope apparatus. By making it possible to switch between the devices, a slim device configuration is achieved.
  • Patent Literature 1 a light source and a processor must be separately prepared for each endoscope apparatus, and there is a problem that the scale of the endoscope system is still large.
  • the present disclosure has been made in view of such a situation, and provides a technique for further reducing the scale of an endoscope system.
  • the present embodiment is configured to be detachable from the processor, an optical connector unit for realizing an optical connection with the processor, and a plurality of medical device attachment units, each of which a medical device is detachable, and , At least one optical element for distributing light emitted from a light source included in the processor in each direction of the plurality of medical device mounting portions.
  • this light distribution connector at least one optical element has a spectral distribution wavelength characteristic defined by a light transmittance and a light reflectance for each of light in a plurality of wavelength bands.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an external configuration of an endoscope system 1 according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a top view showing a state in which a parent endoscope device 101, a child endoscope device 102, and a grandchild endoscope device 103 are connected to a processor 300 via an additional connector 200.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of an internal configuration of the endoscope system 1 according to the present embodiment when each of the endoscope apparatuses 101 to 103 is attached to a processor 300.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic basic configuration example of an additional connector (distributor) according to the present embodiment.
  • FIG. 4A shows a configuration example (first example) of an additional connector 200 that distributes light from a light source into two.
  • 4B and 4C show configuration examples (second and third examples) of an additional connector 200 that distributes light from a light source into three.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a specific configuration example 1 of an additional connector (distributor) 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 5A shows a configuration example of the additional connector 200 similar to that of FIG. 4, and
  • FIG. 5B shows a spectral distribution wavelength characteristic of the additional connector (distributor) 200.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a specific configuration example 2 of the additional connector (distributor) 200.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a specific configuration example 3 of an additional connector (distributor) 200.
  • 7A shows a configuration example of the additional connector 200
  • FIG. 7B shows a spectral distribution wavelength characteristic of the additional connector (distributor) 200.
  • white light, narrow-band light, oxygen saturation observation light, light used in near-infrared immunotherapy, and ICG observation light are realized.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining control of the light source unit 3004 (wavelength band light selection and light intensity adjustment) at the time.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining control of the light source unit 3004 (wavelength band light selection and light intensity adjustment) at the time.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating characteristics of light emitted from an optical path B and a flow (outline) of a process until a white image is output.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of an external configuration of an endoscope system 1 according to the present embodiment.
  • an endoscope system 1 includes a plurality of endoscope apparatuses 101 to 103 (a parent endoscope apparatus (corresponding to a first medical device) 101) and a child endoscope apparatus (a second medical device). 102), grandchild endoscope apparatus (corresponding to the third medical device) 103), an additional connector (hereinafter, also referred to as a “distributor” or “light distribution connector”) 200, a processor 300, and a monitor. 400.
  • An additional connector 200 is attached to the optical connector unit 3010 on the processor 300 side, and the parent endoscope device 101, the child endoscope device 102, and the grandchild endoscope device 103 are connected to the processor 300 via the additional connector 200.
  • the additional connector 200 has, for example, three connection portions 201 to 203.
  • the parent endoscope device 101 composed of a normal tube having the largest diameter among the three is connected to the connection portion 201 of the additional connector 200, and the child endoscope device composed of a thin tube having an intermediate diameter.
  • the connection 102 is connected to the connection unit 202, and the grandchild endoscope device 103 formed of an ultrafine tube having a minimum diameter is connected to the connection unit 203.
  • the child endoscope device 102 is inserted from a forceps port (not shown) provided in an operation unit (not shown) of the parent endoscope device 101, and is passed through a forceps channel of the parent endoscope device 101.
  • the child endoscope device 102 can be exposed from the forceps outlet 1010 of the part.
  • the grandchild endoscope device 103 is inserted from a forceps inlet (not shown) provided in an operation unit (not shown) of the child endoscope device 102, and the forceps of the child endoscope device 102
  • the grandchild endoscope device 103 can be exposed from the forceps outlet 1020 at the distal end portion through the channel.
  • an operation unit (operation panel) 3006 for an operator to input a predetermined instruction, and electric communication lines (lines for transmitting video signals and the like) of the endoscope devices 101 to 103 are provided on the outer surface of the housing of the processor 300.
  • the electric communication lines of the endoscope devices 101 to 103 and their connections are not shown, but the electric communication lines of each of the endoscope devices 101 to 103 are actually connected to the electric connector unit.
  • the electric connector unit 3007 is configured by, for example, a port having a shape that allows connection of a USB or round connector. Also, FIG.
  • FIG. 1 shows a state in which all of the parent endoscope device 101, the child endoscope device 102, and the grandchild endoscope device 103 are connected to the additional connector 200. It is not necessary to connect the endoscope apparatuses 101 to 103, and any two endoscope apparatuses may be connected depending on the application. Further, the processor 300 may be configured separately from the light source device 301 and the signal processing device 302.
  • FIG. 2 is a top view showing a state where the parent endoscope device 101, the child endoscope device 102, and the grandchild endoscope device 103 are connected to the processor 300 via the additional connector 200.
  • each of the endoscope apparatuses 101 to 103 is connected to each of the connection sections 201 to 203 of the additional connector 200, and the pin type connector (male) 204 of the additional connector 200 is connected to the optical connector section (
  • the optical connection between the endoscopes 101 to 103 and the processor 300 can be completed.
  • the order of connection may be such that the endoscope devices 101 to 103 are attached to the connection portions 201 to 203 of the additional connector 200 after the additional connector 200 is attached to the processor 300.
  • the additional connector 200 may have a contact hole structure
  • the processor 300 side may have a pin type connector (male) structure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the internal configuration of the endoscope system 1 according to the present embodiment when the endoscope devices 101 to 103 are attached to the processor 300.
  • the endoscope system 1 includes a plurality of endoscope apparatuses 101 to 103 (parent endoscope apparatus (first medical device) 101, child endoscope apparatus (second medical device) 102, and grandchildren).
  • An endoscope apparatus (third medical device) 103), an additional connector 200, a processor 300, and a monitor 400 are provided.
  • the processor 300 includes a system controller 3001, a timing controller 3002, an LED driving device 3003, a light source unit 3004, a memory 3005, an operation panel 3006, an electric connector unit 3007, and an image processing unit 3008.
  • the system controller 3001 executes various programs stored in the memory 3005 and integrally controls the entire endoscope system 1.
  • the system controller 3001 is connected to the operation panel 3006.
  • the system controller 3001 changes each operation of the endoscope system 1 and parameters for each operation in accordance with an instruction from an operator (user) input from the operation panel 3006.
  • the timing controller 3002 outputs a clock pulse for adjusting the operation timing of each unit to each processing unit in the endoscope system 1.
  • the light source unit 3004 includes, for example, a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) (details will be described later), and emits irradiation light L3041 after being started by the LED driving device 3003.
  • a plurality of LEDs are provided as the light source unit 3004, and each LED outputs light in a different wavelength band. Therefore, it is not necessary to generate light in each wavelength band by using an optical filter as in the related art.
  • the light source unit 3004 adjusts the intensity of light from each LED, for example, to generate white light (light containing at least RGB components in a visible light band (380 nm to 780 nm)), 5-ALA (5 Excitation light of PDD (Photodynamic-Diagnosis) using -aminolevulinic acid (eg, blue visible light (375 nm to 445 nm)), excitation light of PDT (Photodynamic-Therapy) using 5-ALA (eg, red visible light) (600 nm to 740 nm), green visible light (480 nm to 580 nm)), and near-infrared light used in near-infrared immunotherapy (for example, 660 nm to 740 nm band light: absorption of a substance called IRDye700 used in near-infrared immunotherapy) Since the peak of the band is 689 nm, light having a high light intensity of 680 to 700 nm is desirable.) And it is configured etc.
  • white light light
  • an image sensor such as a CMOS image sensor described later is configured to receive the fluorescence of the PDD using 5-ALA (fluorescence due to the excitation light: for example, red fluorescence (600 to 740 nm)).
  • the endoscope system 1 of the present embodiment uses the white light generated by the light source unit 3004 as it is (or by removing the infrared component and / or the ultraviolet component) as illumination light (normal light (white light)) L30041.
  • a normal (white light) observation mode in which the endoscope observation is performed by using the light in the predetermined wavelength band (special light) generated by the light source unit 3004 as the illumination light L30041. It is configured to be operable in three operation modes: an observation mode and a baseline measurement mode for acquiring a correction value used in the special observation mode.
  • Illumination light L30041 normal light or special light
  • a predetermined number of lights for example, three in the case of white light, two in the case of narrow-band observation light, etc.
  • LCBs Light Carrying Bundles
  • the irradiation light L introduced into each of the LCBs 1011, 1021, and 1031 propagates through the LCBs 1011, 1021, and 1031, and is transmitted to the LCBs 1011, 1021, and 1031 disposed at the distal ends of the endoscope devices 101 to 103.
  • the light is emitted from each of the emission end faces, and is irradiated on the subject via each of the light distribution lenses 1012, 1022, and 1032.
  • the return light from the subject irradiated by the irradiation light L forms an optical image on each of the light receiving surfaces of the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034 via the objective lenses 1013, 1023, and 1033, respectively.
  • each of the electric communication lines 110, 120, and 130 of each of the endoscope apparatuses 101 to 103 is connected to an electric connector unit 3007 of the processor 300, and each of the endoscope apparatuses 101 to 103 is electrically connected to the processor 300. Is done. Video signals captured by the endoscope devices 101 to 103 are supplied to the image processing unit 3008 of the processor 300 via the electric communication lines 110, 120, and 130 and the electric connector unit 3007.
  • the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034 are, for example, a CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) image sensor or a single-plate color CCD (Charge Coupled Device) image sensor having a Bayer-type pixel arrangement.
  • the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034 accumulate an optical image formed by each pixel on the light receiving surface as electric charges according to the amount of light, generate and output an image signal (image data).
  • Each of the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034 includes an R filter that transmits red light, a G filter that transmits green light, and a B filter that transmits blue light. , A so-called on-chip color filter formed directly on each light receiving element.
  • the image signals generated by the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034 include an image signal R captured by a light receiving element provided with an R filter, an image signal G captured by a light receiving element provided with a G filter, and The image signal B captured by the light receiving element provided with the B filter is included.
  • the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034 are not limited to CMOS image sensors and CCD image sensors, and may be replaced with other types of imaging devices.
  • each of the endoscope apparatuses 101 to 103 includes driver signal processing units 1015, 1025, and 1035.
  • An image signal is input to the driver signal processing unit 1015 from each of the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034 in a field cycle.
  • the driver signal processing units 1015, 1025, and 1035 perform predetermined processing on image signals input from the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034, and then output the processed signals to the image processing unit 3008 of the processor 300.
  • the driver signal processing units 1015, 1025, and 1035 also access the memories 1016, 1026, and 1036, respectively, and read the unique information of the endoscope devices 101 to 103.
  • the unique information of each of the endoscope apparatuses 101 to 103 recorded in the memories 1016, 1026, and 1036 includes, for example, the number of pixels, the sensitivity, the operable field rate, and the model number of the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034. Is included.
  • Driver signal processing units 1015, 1025, and 1035 output the unique information read from memories 1016, 1026, and 1036 to system controller 3001.
  • the system controller 3001 performs various calculations based on the unique information of each of the endoscope apparatuses 101 to 103 to generate a control signal.
  • the system controller 3001 uses the generated control signal to control the operation and timing of various processing units in the processor 300 so that processing suitable for the endoscope device connected to the processor 300 is performed.
  • the timing controller 3002 supplies a clock pulse to each of the driver signal processing units 1015, 1025, and 1035 according to the timing control by the system controller 3001.
  • Each of the driver signal processing units 1015, 1025, and 1035 controls the corresponding solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034 in accordance with the clock pulse supplied from the timing controller 3002, to the field rate (frame) of the video processed on the processor 300 side. Drive control at a timing synchronized with the rate).
  • the image processing unit 3008 performs predetermined signal processing such as color complementation, matrix operation, and Y / C separation on the image signal input in one field cycle from each of the driver signal processing units 1015, 1025, and 1035. Thereafter, screen data for monitor display is generated, and the generated screen data for monitor display is converted into a predetermined video format signal. The converted video format signal is output to the monitor 400. Thereby, an image of the subject is displayed on the display screen of the monitor 400.
  • predetermined signal processing such as color complementation, matrix operation, and Y / C separation
  • the image processing unit 3008 performs spectroscopic analysis processing based on the acquired image signals R (Red), G (Green), and B (Blue) in, for example, the special observation mode, and performs living tissue as a subject. May be configured to calculate a value of an index having a correlation with the oxygen saturation in the above, and generate image data for visually displaying the calculation result.
  • the endoscope system 1 of the present embodiment uses the normal observation mode in which the white light (normal light) emitted from the light source unit 3004 is used as the illumination light L30041, and the light emitted from the light source unit 3004. Operates in three modes: a special observation mode in which spectroscopic analysis is performed using special light (light in a specific wavelength band) as illumination light L30041, and a baseline measurement mode in which a correction value for special observation is obtained. It is configured to be. Switching of each mode is performed by a user operation on an operation unit (not shown) of each of the endoscope apparatuses 101 to 103 or an operation panel 3006 of the processor 300.
  • the system controller 3001 controls the LED driving device 3003 to emit white light (for example, light having a wavelength band of 400 nm to 770 nm) from the light source unit 3004.
  • white light for example, light having a wavelength band of 400 nm to 770 nm
  • the emitted white light is split into three light beams by the additional connector 200.
  • the split white light is applied to the subject (observation site) via the LCBs 1011, 1021 and 1031 of the endoscope devices 101 to 103.
  • the reflected light obtained by reflecting the white light to the observation site is imaged by the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034.
  • the image data captured by the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034 is subjected to image processing as necessary, and then converted into a video signal and displayed on the monitor 400.
  • the system controller 3001 controls the LED driving device 3003 to output special light (for example, band light including narrow-band observation light having center wavelengths of 415 nm and 530 nm) from the light source unit 3004.
  • special light for example, band light including narrow-band observation light having center wavelengths of 415 nm and 530 nm
  • Oxygen saturation observation light (band light from 526 to 585 nm and band light from 546 to 570 nm: in the case of the so-called Wide / Narrow method)
  • light for P-ZnPP observation band light including light with a wavelength of 423 nm
  • Light used in infrared immunotherapy band light including light having a wavelength of 689 nm (for example, near infrared light including a band of 660 to 740 nm)
  • light for ICG observation (band light including light of 785 nm), and the like.
  • the reflected light obtained by reflecting the special light to the observation site is imaged by the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034. Then, the image data captured by the solid-state imaging devices 1014, 1024, and 1034 is subjected to image processing as necessary, and then converted into a video signal and displayed on the monitor 400.
  • a predetermined analysis process for example, a blood vessel running image generation process for each depth, a characteristic region specifying process, a blood clearing process, and the like) is performed based on the captured image data.
  • a color reference plate such as an achromatic diffuser or a standard reflector as a subject. This is a mode for acquiring data used for the conversion process.
  • Image data R (x, y), G (x, y), and B (x, y) of three primary colors captured using special light in the baseline measurement mode are respectively baseline image data BLR (x, y).
  • BLG (x, y) and BLB (x, y) are stored in an internal memory (not shown) of the image processing unit 3008.
  • R (x, y), G (x, y), B (x, y), BLR (x, y), BLG (x, y), and BLB (x, y) are pixels (x, y), respectively.
  • y) are the values of the image data and the baseline image data.
  • the pixel (x, y) is specified by a horizontal coordinate x and a vertical coordinate y.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic basic configuration example of an additional connector (distributor) according to the present embodiment.
  • FIG. 4A shows a configuration example (first example) of an additional connector 200 that distributes light from a light source into two.
  • 4B and 4C show configuration examples (second and third examples) of an additional connector 200 that distributes light from a light source into three.
  • the additional connector (distributor) 200 includes an incident side collimating lens 210 that optically adjusts (collimates) light emitted from the light source unit 3004 into a parallel state.
  • a dichroic mirror 211 having a function of transmitting a part of the collimated light from the incident side collimating lens 210 and reflecting the rest, a first exit side collimating lens 212 for converging the collimated light reflected by the dichroic mirror 211, and A second exit side collimating lens 213 that focuses the collimated light transmitted through the dichroic mirror 211.
  • the light transmittance and reflectance of the dichroic mirror 211 can be controlled to predetermined values by appropriately selecting the surface coating material. By devising a coating on the surface of the dichroic mirror 211, light of a specific wavelength can be transmitted or reflected. Since the adjustment of the optical characteristics of the dichroic mirror by coating the surface of the dichroic mirror is well known, it will not be described in detail here. In the first example, a dichroic mirror is used, but a half mirror may be used.
  • the additional connector (distributor) 200 includes an incident-side collimating lens 210 that optically adjusts (collimates) the light emitted from the light source unit 3004 into a parallel state.
  • a first dichroic mirror 221 having a function of transmitting and reflecting the collimated light from the incident side collimating lens 210 at a predetermined rate, and a function of transmitting and reflecting the light reflected by the dichroic mirror 211 at a predetermined rate.
  • the additional connector (distributor) 200 includes an incident-side collimating lens 210 that optically adjusts (collimates) the light emitted from the light source unit 3004 into a parallel state. And a cross prism (cross dichroic prism) 231 for transmitting and reflecting the collimated light from the incident side collimating lens 210 at a predetermined ratio and emitting the light in three directions, and a first emission for converging the light transmitted through the cross prism 231.
  • the cross prism 231 is an optical element that realizes the function of combining two dichroic mirrors that transmit and reflect light with one.
  • the prism boundary surface 231_1 transmits a predetermined percentage of the incident light and emits the light toward the third medical device, reflects the remaining light, and emits the light toward the first medical device (upper side of the paper). Let it.
  • the prism boundary surface 231_2 transmits a predetermined percentage of the incident light, emits the light toward the third medical device, reflects the remaining light, and reflects the remaining light toward the second medical device (lower side of the paper). ).
  • each of the prism boundary surfaces 231_1 and 231_2 of the cross prism 231 it becomes possible to adjust the transmittance and the reflectance there. Further, it can be formed on the prism boundary surfaces (functional surfaces) 231_1 and 232_2 so as to transmit only light of a desired wavelength and reflect light of other wavelengths.
  • the light source unit 3004 emits five LEDs (LEDs emitting light of UV, B1, G1, G2, and R1 wavelengths) each emitting light of a different wavelength, or light of different wavelengths. Seven LEDs (e.g., UV (380 to 422 nm band light), B1 (422 to 452 nm band light), B2 (452 to 502 nm band light), G1 (502 to 526 nm band light), G2 (526 To 596 nm band light), R1 (band light of 586 to 620 nm), and R2 (LED that emits light of wavelengths of 620 to 800 nm band). In the present embodiment, the light source unit 3004 equipped with seven LEDs is shown.
  • LEDs emitting light of UV, B1, G1, G2, and R1 wavelengths
  • the number of LEDs is not limited to seven, and the light source unit may include an arbitrary number of LEDs such as five LEDs or three LEDs.
  • a unit 3004 can be configured. Further, as shown in FIG. 12, even when seven LEDs are used, there are a plurality of types of light source units 3004 as configurations.
  • each collimating lens may be the same, or the transmittance and aberration of the surface filter may be changed in accordance with the characteristics of light to be transmitted through the additional connector 200.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a specific configuration example 1 of the additional connector (distributor) 200 according to the present embodiment.
  • FIG. 5A shows a configuration example of the additional connector 200 similar to that of FIG. 4, and
  • FIG. 5B shows a spectral distribution wavelength characteristic of the additional connector (distributor) 200.
  • the internal configuration of the light source unit 3004 is the same as that shown in FIG.
  • the additional connector 200 of FIG. 5A has the spectral distribution wavelength characteristic of FIG. 5B.
  • the spectral distribution wavelength characteristic of the additional connector 200 is defined by the transmittance for the optical path B and the reflectance for the optical paths A and C.
  • Such spectral distribution wavelength characteristics are realized, for example, by coating (thin film coating) the prism boundary surfaces 231_1 and 231_2 of the cross prism 231 with a material suitable for exhibiting the optical characteristics.
  • the additional connector 200 transmits 30% of the light (light having a wavelength of 380 nm to 800 nm) incident from the light source unit 3004 and emits the light to the third medical device.
  • the additional connector 200 reflects 35% of the light incident from the light source unit 3004, and emits the reflected light to the first and second medical devices.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a specific configuration example 2 of the additional connector (distributor) 200.
  • the additional connector (distributor) 200 shown in FIG. 6 includes, in addition to the configuration of the additional connector (distributor) 200 shown in FIG. 5, an optical element 241 that can change the light transmittance, such as a liquid crystal tunable filter. Have. By using the optical element 241, light can be passed through the liquid crystal in a wavelength-selective manner, and independent observation modes can be selected in the optical paths A, B, and C.
  • narrow-band light observation is possible (only narrow-band observation light (415 ⁇ 10 nm and 530 ⁇ 10 nm) is transmitted), and in the optical path B, white light observation is possible (all visible light band light (example: From 400 nm to 770 nm).
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a specific configuration example 3 of the additional connector (distributor) 200.
  • 7A shows a configuration example of the additional connector 200
  • FIG. 7B shows a spectral distribution wavelength characteristic of the additional connector (distributor) 200.
  • the difference between the additional connector 200 shown in FIG. 7 and the additional connector 200 shown in FIG. 5 is a spectral distribution wavelength characteristic of the cross prism 231.
  • the spectral distribution wavelength characteristic in the specific configuration example 3 is such that, with respect to the optical path B, light incident from the light source unit 3004 (the wavelength band is UV, B1, B2, G1, G2, R1, and R2). 40% of the B1, G1, and R1 lights out of the light) and exits to the third medical device.
  • the additional connector 200 provides 50% of the UV light out of the light (light having a wavelength band of UV, B1, B2, G1, G2, R1, and R2) incident from the light source unit 3004; The B2 light, the G2 light, and the R2 light, and 30% of the B1, G1, and R1 lights are reflected and emitted to the first and second medical devices, respectively.
  • the types of light UV, B1, B2, G1, G2, R1 and R2 light
  • controlling the intensity of each light to provide white light observation, narrow band light observation, oxygen saturation observation, P-ZnPP observation, treatment with near-infrared immunotherapy, and ICG observation becomes possible.
  • UV, B1, B2, G1, G2, R1 and R2 light UV, B1, B2, G1, G2, R1 and R2 light
  • controlling the intensity of each light to provide white light observation, narrow band light observation, oxygen saturation observation, P-ZnPP observation, treatment with near-infrared immunotherapy, and ICG observation becomes possible.
  • FIG. 8 what kind of control is performed on the light source unit 3004 in order to enable each observation will be described.
  • FIG. 8 shows white light, narrow band light, oxygen saturation observation light, light used in near-infrared immunotherapy, and ICG observation using the additional connector (distributor) 200 having the spectral distribution wavelength characteristic shown in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram for describing control of the light source unit 3004 (wavelength band light selection and light intensity adjustment) when realizing light.
  • (Iii-1) White Light Generation White light can be output from all optical paths A to C.
  • the light source unit 3004 drives the six LEDs other than R2 out of the seven LEDs (the LEDs that emit light of the wavelength bands UV, B1, B2, G1, G2, R1, and R2) to perform UV irradiation. And outputs light in the wavelength range from R1 to R1.
  • the intensity of each LED output is adjusted in consideration of the spectral distribution wavelength characteristics of the additional connector (distributor) 200 (FIG. 7B) and the light transmittance characteristics of the light guide from the additional connector (distributor) 200 to the tip of the medical device. Is made. Looking at the spectral distribution wavelength characteristics (FIG. 7B) and the light transmittance characteristics of the light guide from the additional connector (distributor) 200 to the tip of the medical device. Is made. Looking at the spectral distribution wavelength characteristics (FIG.
  • the light guide has a light transmittance lower than that of the other wavelength ranges up to a wavelength range of about 530 nm.
  • the ratio of the intensity of the B2 light and the G2 light to the intensity of the G1 light and the R1 light is set to 3: 5
  • the ratio of the intensity of the UV light and the intensity of the B1 light is set to 3: 5
  • the intensity of the UV light is set to
  • the ratio of the intensity of the UV light to the intensity of the B1 light (3: 5) and the ratio of the intensity of the UV light to the intensity of the B2 light or G2 light (about 1.5 to 1.75 times) are merely examples.
  • the present invention is not limited to this, and the light source unit 3004 can be configured to output light adjusted so that light emitted from the medical device has a desired RGB ratio.
  • FIG. 9 shows only the processing steps in the case of outputting white light to the optical path B, and thus the output light from the light source unit 3004 is shown as B1 light, G1 light, and R1 light.
  • the B1, G1, and R1 lights output from the light source unit 3004 pass through the additional connector (distributor) 200 (FIG. 9A), the B1, G1, and R1 lights are obtained according to their spectral distribution wavelength characteristics (FIG. 7B). Each 40% of the light is output from optical path B (FIG. 9B).
  • step B the light output to the optical path B of the additional connector (distributor) 200 has B1 light having about 1.5 to 1.75 times the intensity of G1 light and R1 light (see FIG. 2). 9B).
  • the transmittance of the light guide of the third medical device connected to the optical path B is lower from about 400 nm to about 530 nm than in other wavelength ranges. That is, the B1, G1, and R1 lights output from the distal end of the third medical device after passing through the light guide are emitted with substantially the same light intensity (FIG. 9C), and are irradiated on the observation target.
  • Light reflected from the observation target is received by a solid-state imaging device (CMOS image sensor) 1034. As shown in FIG.
  • CMOS image sensor solid-state imaging device
  • the light receiving characteristics of the CMOS image sensor cover the bands of B1, G1, and R1 light reflected from the observation target, and the solid-state imaging device 1034 captures an image of the observation target. Is done. Then, the image data obtained by imaging is transferred to the image processing unit 3008 via the electric connector unit 3007 of the processor 300.
  • the image processing unit 3008 corrects the RGB gain of the image data (adjusts the color balance (white balance)) using a look-up table, taking into account that the reflectance of RGB varies depending on the type of the observation target, and adjusts the white light image. (Screen display) (FIG. 9C).
  • Narrow band light generation Narrow band light can be output from optical paths A and C.
  • the light source unit 3004 drives two LEDs (LEDs that emit light in the wavelength bands UV and G2) to emit UV light (eg, light of 415 ⁇ 10 nm) and G2 light (eg, 530 ⁇ ). 10 nm light).
  • the spectral distribution wavelength characteristic (FIG. 7B) of the additional connector (distributor) 200 is set to the same reflectance for the UV light and the G1 light, the intensity adjustment based on the spectral distribution wavelength characteristic is not performed. .
  • the intensity of each LED output is adjusted in consideration of the light transmittance characteristics of the light guide from the additional connector (distributor) 200 to the first and second medical device tips.
  • the intensity of the UV light is lower than that of the G2 light.
  • the strength is set to about 1.5 to 1.75 times the strength.
  • the B1, G1, and R2 light can be transmitted (transmittance 40%) to the optical path B, no light is output from the optical path B.
  • the light source unit 3004 includes a first set of LEDs (B1 light, G1 light, and B1 light) among the six LEDs (the LEDs that emit light of the wavelength bands UV, B1, B2, G1, G2, and R1, respectively). And LEDs in the second set (LEDs emitting UV light, B2 light, and G2 light) are alternately illuminated to alternately output light in a wavelength range as shown in FIG. can do. Then, the first set of light (B1, G1, and R1 light) is reflected by the additional connectors (distributors) 200 according to the spectral distribution wavelength characteristics (FIG.
  • the second set of light (UV light, B2 light, and G2 light) is reflected by the additional connectors (distributors) 200 according to the spectral distribution wavelength characteristics (FIG. 7B) so that 30% of the light is reflected by the optical paths A and C.
  • the light intensity in the light source unit 3004 may be adjusted as in the case of generating white light or narrowband light. Good.
  • the first medical device and the second medical device are supplied with the B1, G1, and R1 light, the UV light, the B2 light, and the G2 light at the same timing via the optical path A and the optical path C, respectively. Will be.
  • the second set of light is blocked by the additional connector (distributor) 200 having the spectral distribution wavelength characteristic of FIG. 7B and is not output to the optical path B, and only the first set of light (30% light) is added to the additional connector.
  • the light passes through the (distributor) 200 and is output intermittently to the optical path B (that is, no light is output to the optical path B at the timing when the second set of light is supplied to the optical paths A and C).
  • the first set of light (B1, G1, and R1 light) is output as white light from the tip of the third medical device, and image data obtained by imaging reflected light from the observation target is described with reference to FIG. By performing such processing, a white light image is output.
  • the parent endoscope device (first medical device) 101 and the child endoscope device (second medical device) 102 are used as devices for calculating the oxygen saturation, and the grandchild endoscope device (second medical device) is used.
  • (3 medical devices) 103 can be used as a device for observing white light.
  • (Iii-4) Generation of Light Used in Near-Infrared Immunotherapy Light used in near-infrared immunotherapy is output from all optical paths A to C.
  • the light source unit 3004 illuminates only the LED that emits light having the wavelength band of R1.
  • 30% of the R1 light is distributed to the optical paths A and C by reflection according to the spectral distribution wavelength characteristic (FIG. 7B).
  • 40% of the R1 light is transmitted and output to the optical path B in accordance with the spectral distribution wavelength characteristic (FIG. 7B).
  • the intensity of each output R1 light may be adjusted on the light source unit 3004 side, or the gain of the acquired image data may be adjusted by the image processing unit 3008 of the processor 300.
  • a cyclic compound having a structure in which four phthalimides are crosslinked with a nitrogen atom which is a name of a dye called IRDye700 (also called phthalocyanine), is used, and has a function of a photoreactive group.
  • IRDye700 also called phthalocyanine
  • the “antibody” has a function of specifically binding to an antigen expressed on a cancer cell due to a gene mutation or the like.
  • cetuximab which binds to EGFR (epidermal growth factor receptor) is used, and this specifically binds to the antibody.
  • EGFR epidermal growth factor receptor
  • a drug that synthesizes an "antibody” and a "photoreactive group” is administered to a patient (orally or intravenously) before irradiating light to bind to the malignant tumor site. After a sufficient time has passed, the affected area is irradiated with near-infrared light, and the cancer cells to which the drug component has bound are ruptured due to expansion of the drug component.
  • ICG observation light is output only from optical paths A and C, and not from optical path B.
  • the light source unit 3004 illuminates only the LED that emits light having the wavelength band of R2.
  • the additional connector (distributor) 200 50% of the R2 light is distributed to the optical paths A and C by reflection in accordance with the spectral distribution wavelength characteristic (FIG. 7B).
  • the R2 light does not pass through the additional connector (distributor) 200 and is not output to the optical path B.
  • the intensity of each output R2 light may be adjusted on the light source unit 3004 side, or the gain of the acquired image data may be adjusted by the image processing unit 3008 of the processor 300.
  • FIG. 10 shows that the parent endoscope device (first medical device) 101, the child endoscope device (second medical device) 102, and the grandchild endoscope device (third medical device) 103 have the same observation function.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an observation function (Table 1) when the observation is performed. For example, since the type (wavelength range) of light used differs depending on the region to be observed (the site), the ratio of light output from each optical path differs. Therefore, the operator (user) switches and uses the additional connector (distributor) 200 depending on the region to be observed.
  • various types of observation light are controlled by controlling the type and intensity of light to be incident on the additional connector (distributor) 200 (controlling which wavelength band of light is emitted from the light source unit 3004 and at what intensity). Can be output from the additional connector (distributor) 200.
  • the additional connector (distributor) 200 For example, by preparing an additional connector 200 in which the design value of transmission and reflection for each band of the spectroscope is changed, the light amount ratio to each device can be adjusted only by replacing the additional connector 200. It becomes possible to adjust the assignment and the light amount ratio of each mode of observation and treatment.
  • the additional connector (distributor) 200 includes a parent-child scope, a parent-endoscope device, a parent-endoscope device, a child-endoscope device, and a grandchild within the parent endoscope device and the child endoscope device. It may be used to realize a parent-descendant scope constituted by an endoscope apparatus, or as another form, a medical device having a plurality of forceps ports (for example, a same endoscope apparatus). May be used at the same time when a plurality of endoscope devices (same diameter: sibling scope) are inserted (multi-lumen type medical device).
  • the number of a plurality of medical devices (in this case, an endoscope device) used simultaneously is not limited to three.
  • the parent endoscope apparatus first medical device
  • the parent endoscope apparatus is a multi-lumen type and has two forceps port channels
  • a total of five endoscope devices can be used simultaneously.
  • a solid-state light source LED (Light Emitting Diode), LD (Laser Diode), or the like) or a discharge lamp (Xenon lamp, HID (High-Intensity Discharge) lamp, halogen lamp, or the like)
  • a plurality of monitors may be prepared and images captured by the endoscope devices 101 to 103 may be displayed on each monitor, or the display screen of the monitor may be divided into a plurality of screens and each endoscope may be displayed on each display area. Images captured by the devices 101 to 103 may be displayed.
  • Specific items of the present disclosure (1) Specific item 1 An optical connector unit configured to be detachable from the processor and realizing an optical connection with the processor; A plurality of medical device attachment parts, each of which a medical device is detachable, At least one optical element for distributing light emitted from a light source included in the processor in each direction of the plurality of medical device attachments; An optical distribution connector (additional connector (distributor)). By doing so, it is not necessary to provide a light source device corresponding to each medical device (endoscope device), and the scale of the endoscope system can be reduced.
  • the light distribution connector wherein the at least one optical element has a spectral distribution wavelength characteristic defined by a light transmittance and a light reflectance for each of a plurality of wavelength bands of light.
  • a spectral distribution wavelength characteristic defined by a light transmittance and a light reflectance for each of a plurality of wavelength bands of light.
  • a plurality of endoscope devices A processor that processes image data captured by the endoscope apparatus and causes a display device to display an image corresponding to the image data,
  • An optical distribution connector configured to be detachably attached to the plurality of endoscope devices and the processor, and to realize optical connection with the plurality of endoscope devices and the processor;
  • the light distribution connector An optical connector unit configured to be detachable from the processor and realizing an optical connection with the processor,
  • the endoscope system wherein the at least one optical element has a spectral distribution wavelength characteristic defined by a light transmittance and a light reflectance for each of light in a plurality of wavelength bands.
  • various observation functions for example, white light observation mode, narrow band light observation mode, oxygen saturation observation mode, near infrared Photoimmunotherapy mode, and ICG observation mode.
  • the spectral distribution wavelength characteristic it is possible to easily realize a further different mode of observation function.
  • the processor comprises: A light source that emits light of a plurality of wavelength bands, An operation unit to which an instruction for controlling an operation in the processor is input; In response to an instruction input from the operation unit, including a control unit that controls the intensity of light generated from the light source, The instruction corresponds to the desired observation function, indicates the type of light in the wavelength band and the intensity of light in each wavelength band, The endoscope system, wherein the control unit controls the light source so as to emit light in a specified wavelength band at a specified intensity in response to the instruction.
  • the light distribution connector (additional connector (distributor)) has a spectral distribution wavelength characteristic capable of realizing the observation mode desired by the operator. Thereby, the observation mode can be easily realized. Further, when another observation mode cannot be realized by the same light distribution connector, another observation mode can be easily realized by changing to a light distribution connector having another spectral distribution wavelength characteristic.
  • the light distribution connector includes an optical element that distributes incident light in three directions and outputs the light.
  • the spectral distribution wavelength characteristic of the optical element is such that B1 light, G1 light, and R1 light are transmitted at a predetermined ratio in a first direction, and UV light, B2 light, G2 light, and R2 light are transmitted in the first direction. Is set so as not to transmit through, and to reflect the UV light, the B1 light, the B2 light, the G1 light, the G2 light, the R1 light, and the R2 light by a predetermined ratio in the second and third directions, respectively. Endoscope system.
  • control unit When the desired observation function is the white light observation mode, the control unit outputs UV light, B1 light, B2 light, G1 light, G2 light, and R1 light of predetermined intensity in response to the instruction.
  • An endoscope system that controls the light source to perform the control.
  • control unit controls the light source to output only UV light and G2 light of a predetermined intensity in response to the instruction.
  • the control unit controls the light source to output only UV light and G2 light of a predetermined intensity in response to the instruction.
  • Mirror system
  • the control unit responds to the instruction and includes a first light group including B1 light, G1 light, and R1 light having a predetermined intensity; An endoscope system that controls the light source so as to alternately output a second light group including UV light, B2 light, and G2 light having a predetermined intensity.
  • control unit controls the light source so as to output only R1 light of a predetermined intensity in response to the instruction, an endoscope system. .
  • Specific items 15 In specific matter 10, When the desired observation function is the ICG observation mode, the control unit controls the light source so as to output only R2 light of a predetermined intensity in response to the instruction.
  • the observation modes shown in the specific items 11 to 15 are merely examples, and the light distribution connector according to the present embodiment can be used in modes other than the observation modes listed in the present embodiment.

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Abstract

内視鏡システムの規模をさらに小型化する技術を提供する。本開示による光分配コネクタは、プロセッサに着脱可能に構成され、プロセッサとの光学的接続を実現する光コネクタ部と、それぞれ医療デバイスが着脱可能な、複数の医療デバイス取り付け部と、プロセッサに含まれる光源から発せられた光を複数の医療デバイス取り付け部のそれぞれの方向に分配する、少なくとも１つの光学要素と、を備える光分配コネクタ（追加コネクタ）について開示する。この光分配コネクタにおいて、少なくとも１つの光学要素は、複数の波長帯域の光のそれぞれに対する光の透過率および光の反射率で規定される分光分布波長特性を有している（図５参照）。

Description

光分配コネクタ、および内視鏡システム
　本開示は、光分配コネクタ、および内視鏡システムに関する。
　近年、内視鏡システムでは、２種類の内視鏡装置（スコープ）を接続して様々な検査・観察が行えるようになっている。例えば、径が異なる内視鏡装置（スコープの径が大きい親スコープ、およびそれよりもスコープ径が小さい子スコープ）を２つ用意し、両方のスコープで別々の患部領域の状態を観察可能にしている。
　特許文献１は、２台の内視鏡装置を組み合わせて使用する内視鏡システムであって、モニタとＶＣＲを共通化したシステムについて開示している。また、特許文献１では、一方の内視鏡装置の動作モードが他方の内視鏡装置をリモート操作するマスターモードと、他方の内視鏡装置とデータの送受信を行わずに動作するスタンドアロンモードとの間で切り替え可能なようにすることにより、機器構成のスリム化を図っている。
特開２００３－３８４３２号公報
　しかしながら、特許文献１においては、各内視鏡装置に対して個別に光源とプロセッサを用意しなければならず、依然として内視鏡システムの規模が大きくなってしまうという課題がある。
　本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、内視鏡システムの規模をさらに小型化する技術を提供する。
　上記課題を解決するために、本実施形態は、プロセッサに着脱可能に構成され、プロセッサとの光学的接続を実現する光コネクタ部と、それぞれ医療デバイスが着脱可能な、複数の医療デバイス取り付け部と、プロセッサに含まれる光源から発せられた光を複数の医療デバイス取り付け部のそれぞれの方向に分配する、少なくとも１つの光学要素と、を備える光分配コネクタ（追加コネクタ）について開示する。この光分配コネクタにおいて、少なくとも１つの光学要素は、複数の波長帯域の光のそれぞれに対する光の透過率および光の反射率で規定される分光分布波長特性を有している。
　本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、本開示は、要素及び多様な要素の組み合わせ及び以降の詳細な記述と添付される請求の範囲の様態により達成され実現される。
　本明細書の記述は典型的な例示に過ぎず、請求の範囲又は適用例を如何なる意味に於いても限定するものではないことを理解する必要がある。
　本開示によれば、複数の医療デバイスを同時使用する場合における内視鏡システムの規模をさらに小型化することが可能となる。
本実施形態による内視鏡システム１の外観構成例を示す図である。 追加コネクタ２００を介して親内視鏡装置１０１、子内視鏡装置１０２、および孫内視鏡装置１０３をプロセッサ３００に接続するときの様子を示す上面図である。 本実施形態による、各内視鏡装置１０１から１０３をプロセッサ３００に取り付けた場合の内視鏡システム１の内部構成例を示す図である。 本実施形態による追加コネクタ（分配器）の概略基本構成例を示す図である。図４Ａは、光源からの光を２つに分配する追加コネクタ２００の構成例（第１例）を示している。図４ＢおよびＣは、光源からの光を３つに分配する追加コネクタ２００の構成例（第２および第３例）を示している。 本実施形態による追加コネクタ（分配器）２００の具体的構成例１を説明するための図である。図５Ａは、図４と同様の追加コネクタ２００の構成例を示し、図５Ｂは、追加コネクタ（分配器）２００の分光分布波長特性を示している。 追加コネクタ（分配器）２００の具体的構成例２を示す図である。 追加コネクタ（分配器）２００の具体的構成例３を示す図である。図７Ａは、追加コネクタ２００の構成例を示し、図７Ｂは、追加コネクタ（分配器）２００の分光分布波長特性を示している。 図７で示す分光分布波長特性を有する追加コネクタ（分配器）２００を用いて、白色光、狭帯域光、酸素飽和度観察光、近赤外免疫療法で用いる光、およびＩＣＧ観察光を実現する際の光源ユニット３００４の制御（波長帯域光選択および光強度調整）を説明するための図である。 光路Ｂからの出射光の特性と、白色画像が出力されるまでの処理の流れ（概要）を説明する図である。 親内視鏡装置（第１医療デバイス）１０１、子内視鏡装置（第２医療デバイス）１０２、および孫内視鏡装置（第３医療デバイス）１０３に同一の観察機能を持たせる場合の観察機能の例（表１）を示す図である。 ＩＲＤｙｅ７００とＰ－ＺｎＰＰのそれぞれの吸光特性を示す図である。 血中ヘモグロビンの吸光特性と光源ユニットの構成例を示す図である。
　＜内視鏡システムの外観構成＞
　図１は、本実施形態による内視鏡システム１の外観構成例を示す図である。図１に示されるように、内視鏡システム１は、複数の内視鏡装置１０１から１０３（親内視鏡装置（第１医療デバイスに相当）１０１、子内視鏡装置（第２医療デバイスに相当）１０２、孫内視鏡装置（第３医療デバイスに相当）１０３）と、追加コネクタ（以下、「分配器」「光分配コネクタ」とも呼ぶこともある）２００と、プロセッサ３００と、モニタ４００と、を備えている。プロセッサ３００側の光コネクタ部３０１０には追加コネクタ２００が取り付けられ、追加コネクタ２００を介して、親内視鏡装置１０１、子内視鏡装置１０２、および孫内視鏡装置１０３は、プロセッサ３００と接続される。追加コネクタ２００は、例えば、３つの接続部２０１から２０３を有している。例えば、３つのうちで径が最大サイズの通常管で構成される親内視鏡装置１０１が追加コネクタ２００の接続部２０１に接続され、径が中間サイズの細管で構成される子内視鏡装置１０２が接続部２０２に接続され、径が最小サイズの極細管で構成される孫内視鏡装置１０３が接続部２０３に接続される。
　子内視鏡装置１０２は、親内視鏡装置１０１の操作部（図示せず）に設けられた鉗子口（図示せず）から挿入し、親内視鏡装置１０１の鉗子チャネルを通って先端部の鉗子出口１０１０から子内視鏡装置１０２を露出させることができるようになっている。また、同様に、孫内視鏡装置１０３は、子内視鏡装置１０２の操作部（図示せず）に設けられた鉗子入口（図示せず）から挿入し、子内視鏡装置１０２の鉗子チャネルを通って先端部の鉗子出口１０２０から孫内視鏡装置１０３を露出させることができるようになっている。
　プロセッサ３００の筐体外側面には、オペレータが所定の指示を入力するための操作部（操作パネル）３００６、各内視鏡装置１０１から１０３の電気通信線（映像信号などを送信するための線）を接続するための電気コネクタ部３００７、および各内視鏡装置１０１から１０３のそれぞれを直接接続可能で、かつ追加コネクタ２００を取り付けることが可能な光コネクタ部３０１０等が設けられている。なお、図１では、各内視鏡装置１０１から１０３の電気通信線およびその接続については図示が省略されているが、実際には各内視鏡装置１０１から１０３の電気通信線は電気コネクタ部３００７に接続されている。電気コネクタ部３００７は、例えば、ＵＳＢや丸型コネクタを接続できる形状をなすポートによって構成されている。また、図１においては、追加コネクタ２００に、親内視鏡装置１０１、子内視鏡装置１０２、および孫内視鏡装置１０３の全てが接続された様子が示されているが、常に全ての内視鏡装置１０１から１０３を接続する必要はなく、用途によって、何れか２つの内視鏡装置が接続されるようにしてもよい。また、プロセッサ３００を、光源装置３０１と信号処理装置３０２に分離して構成するようにしてもよい。
　図２は、追加コネクタ２００を介して親内視鏡装置１０１、子内視鏡装置１０２、および孫内視鏡装置１０３をプロセッサ３００に接続するときの様子を示す上面図である。図２に示されるように、各内視鏡装置１０１から１０３を追加コネクタ２００の各接続部２０１から２０３に接続し、追加コネクタ２００のピン型コネクタ（雄）２０４をプロセッサ３００の光コネクタ部（コネクタホール（雌））３０１０に挿入することにより、各内視鏡１０１から１０３とプロセッサ３００との光学的接続を完成させることができる。なお、接続の順番は、追加コネクタ２００をプロセッサ３００に取り付けた後に各内視鏡装置１０１から１０３を追加コネクタ２００の各接続部２０１から２０３に取り付けるようにしてもよい。また、追加コネクタ２００をコンタクトホールの構造とし、プロセッサ３００側をピン型コネクタ（雄）の構造とするようにしてもよい。
　＜内視鏡システムの内部構成＞
　図３は、本実施形態による、各内視鏡装置１０１から１０３をプロセッサ３００に取り付けた場合の内視鏡システム１の内部構成例を示す図である。上述のように、内視鏡システム１は、複数の内視鏡装置１０１から１０３（親内視鏡装置（第１医療デバイス）１０１、子内視鏡装置（第２医療デバイス）１０２、孫内視鏡装置（第３医療デバイス）１０３）と、追加コネクタ２００と、プロセッサ３００と、モニタ４００と、を備えている。
　プロセッサ３００は、システムコントローラ３００１と、タイミングコントローラ３００２と、ＬＥＤ駆動装置３００３と、光源ユニット３００４と、メモリ３００５と、操作パネル３００６と、電気コネクタ部３００７と、画像処理部３００８とを備えている。システムコントローラ３００１は、メモリ３００５に記憶された各種プログラムを実行し、内視鏡システム１全体を統合的に制御する。また、システムコントローラ３００１は、操作パネル３００６に接続されている。システムコントローラ３００１は、操作パネル３００６より入力されるオペレータ（ユーザ）からの指示に応じて、内視鏡システム１の各動作及び各動作のためのパラメータを変更する。タイミングコントローラ３００２は、各部の動作のタイミングを調整するクロックパルスを内視鏡システム１内の各処理部に出力する。
　光源ユニット３００４は、例えば、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）によって構成され（詳細については後述）、ＬＥＤ駆動装置３００３による始動後、照射光Ｌ３００４１を射出する。本実施形態では、例えば、光源ユニット３００４として、複数のＬＥＤを備え、各ＬＥＤからそれぞれ異なる波長帯域の光を出力させるようにしている。従って、従来のような光学フィルタによって各波長帯域の光を生成する必要はない。光源ユニット３００４は、例えば、各ＬＥＤからの光の強度を調整することにより、照明光Ｌ３００４１として、白色光（可視光帯域（３８０ｎｍから７８０ｎｍ）の少なくともＲＧＢ成分を含む光）、５－ＡＬＡ（５－アミノレブリン酸）を用いたＰＤＤ（Photodynamic-Diagnosis）の励起光（例えば、青色可視光（３７５ｎｍから４４５ｎｍ））、５－ＡＬＡを用いたＰＤＴ（Photodynamic-Therapy）の励起光（例えば、赤色可視光（６００ｎｍから７４０ｎｍ）や緑色可視光（４８０ｎｍから５８０ｎｍ））、近赤外免疫療法で用いる近赤外光（例えば、６６０ｎｍから７４０ｎｍの帯域光：近赤外免疫療法で用いられるＩＲＤｙｅ７００という物質の吸光帯域のピークが６８９ｎｍであるため、６８０から７００ｎｍの光強度が強い光が望ましい）などを出力することができるように構成されている。なお、後述のＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子は、５－ＡＬＡを用いたＰＤＤの蛍光（上記励起光による蛍光：例えば、赤色蛍光（６００から７４０ｎｍ）を受光するように構成される。
　本実施形態の内視鏡システム１は、光源ユニット３００４によって生成された白色光をそのまま（或いは、赤外成分及び／又は紫外成分を除去して）照明光（通常光（白色光））Ｌ３００４１として使用して内視鏡観察を行う通常（白色光）観察モードと、光源ユニット３００４によって生成された所定の波長帯域の光（特殊光）を照明光Ｌ３００４１として使用して内視鏡観察を行う特殊観察モードと、特殊観察モードで使用される補正値を取得するためのベースライン測定モードの３つの動作モードで動作可能に構成されている。
　照明光Ｌ３００４１（通常光あるいは特殊光）は、追加コネクタ２００で所定の数の光（例えば、白色光の場合には３つに分光、狭帯域観察光の場合には２つに分光など：詳細については後述する）に分光され、各内視鏡装置１０１から１０３につながる各ＬＣＢ（Light Carrying Bundle）１０１１、１０２１、および１０３１のそれぞれの中に導入される。
　ＬＣＢ１０１１、１０２１、および１０３１のそれぞれ内に導入された照射光Ｌは、ＬＣＢ１０１１、１０２１、および１０３１内を伝播して各内視鏡装置１０１から１０３の先端に配置されたＬＣＢ１０１１、１０２１、および１０３１のそれぞれの射出端面より射出され、配光レンズ１０１２、１０２２、および１０３２のそれぞれを介して被写体に照射される。照射光Ｌにより照射された被写体からの戻り光は、対物レンズ１０１３、１０２３、および１０３３のそれぞれを介して固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４のそれぞれの受光面上で光学像を結ぶ。
　また、各内視鏡装置１０１から１０３の電気通信線１１０、１２０、および１３０のそれぞれは、プロセッサ３００の電気コネクタ部３００７につながれ、各内視鏡装置１０１から１０３がプロセッサ３００と電気的に接続される。各内視鏡装置１０１から１０３で撮像された映像信号は、電気通信線１１０、１２０、および１３０と電気コネクタ部３００７を介してプロセッサ３００の画像処理部３００８に供給される。
　固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサやベイヤ型画素配置を有する単板式カラーＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサである。固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４は、受光面上の各画素で結像した光学像を光量に応じた電荷として蓄積して画像信号（画像データ）を生成して出力する。固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４は、赤色の光を透過させるＲフィルタと、緑色の光を透過させるＧフィルタと、青色の光を透過させるＢフィルタとが固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４の各受光素子上に直接形成された、いわゆるオンチップカラーフィルタを備えている。固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４が生成する画像信号には、Ｒフィルタが装着された受光素子によって撮像された画像信号Ｒ、Ｇフィルタが装着された受光素子によって撮像された画像信号Ｇ、およびＢフィルタが装着された受光素子によって撮像された画像信号Ｂが含まれている。
　なお、固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４は、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサに限らず、その他の種類の撮像装置に置き換えてもよい。
　図３に示されるように、各内視鏡装置１０１から１０３は、ドライバ信号処理部１０１５、１０２５および１０３５を備えている。ドライバ信号処理部１０１５には、画像信号がフィールド周期で固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４のそれぞれより入力される。ドライバ信号処理部１０１５、１０２５、および１０３５は、固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４より入力される画像信号に対して所定の処理を施した後、プロセッサ３００の画像処理部３００８へ出力する。
　ドライバ信号処理部１０１５、１０２５、および１０３５はまた、メモリ１０１６、１０２６、および１０３６にそれぞれアクセスして各内視鏡装置１０１から１０３の固有情報を読み出す。メモリ１０１６、１０２６、および１０３６に記録される各内視鏡装置１０１から１０３の固有情報には、例えば、固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４の画素数や感度、動作可能なフィールドレート、型番等が含まれる。ドライバ信号処理部１０１５、１０２５、および１０３５は、メモリ１０１６、１０２６、および１０３６より読み出された固有情報をシステムコントローラ３００１に出力する。
　システムコントローラ３００１は、各内視鏡装置１０１から１０３の固有情報に基づいて各種演算を行い、制御信号を生成する。システムコントローラ３００１は、生成された制御信号を用いて、プロセッサ３００に接続されている内視鏡装置に適した処理がなされるようにプロセッサ３００内の各種処理部の動作やタイミングを制御する。
　タイミングコントローラ３００２は、システムコントローラ３００１によるタイミング制御に従って、ドライバ信号処理部１０１５、１０２５、および１０３５のそれぞれにクロックパルスを供給する。ドライバ信号処理部１０１５、１０２５、および１０３５のそれぞれは、タイミングコントローラ３００２から供給されるクロックパルスに従って、対応する固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４をプロセッサ３００側で処理される映像のフィールドレート（フレームレート）に同期したタイミングで駆動制御する。
　画像処理部３００８は、ドライバ信号処理部１０１５、１０２５、および１０３５のそれぞれから１フィールド周期で入力される画像信号に対して色補完、マトリクス演算、Ｙ／Ｃ分離等の所定の信号処理を施した後、モニタ表示用の画面データを生成し、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換する。変換されたビデオフォーマット信号は、モニタ４００に出力される。これにより、被写体の画像がモニタ４００の表示画面に表示される。
　また、画像処理部３００８は、例えば、特殊観察モードにおいて、取得した画像信号Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）に基づいて分光学的な分析処理を行い、被写体である生体組織における酸素飽和度との相関を有する指標の値を計算し、計算結果を視覚的に表示するための画像データを生成するように構成してもよい。
　上述のように、本実施形態の内視鏡システム１は、光源ユニット３００４から放射された白色光（通常光）を照明光Ｌ３００４１として使用してする通常観察モードと、光源ユニット３００４から放射された特殊光（特定波長帯域の光）を照明光Ｌ３００４１として使用して分光学的な分析を行う特殊観察モードと、特殊観察用の補正値を取得するためのベースライン測定モードの３つのモードで動作するように構成されている。各モードの切り替えは、各内視鏡装置１０１から１０３の操作部（図示せず）またはプロセッサ３００の操作パネル３００６に対するユーザ操作によって行われる。
　通常観察モードでは、システムコントローラ３００１は、ＬＥＤ駆動装置３００３を制御して光源ユニット３００４から白色光（例えば、波長帯域が４００ｎｍから７７０ｎｍの光）を出射させる。出射された白色光は、追加コネクタ２００で３つに分光される。分光された各白色光は、各内視鏡装置１０１から１０３のＬＣＢ１０１１、１０２１、および１０３１を介して被写体（観察部位）に照射される。白色光が観察部位に反射して得られる反射光は、固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４によって撮像される。そして、固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４によって撮像された画像データは、必要に応じて画像処理が施され、その後、ビデオ信号に変換され、モニタ４００に表示される。
　特殊観察モード及びベースライン測定モードでは、システムコントローラ３００１は、ＬＥＤ駆動装置３００３を制御して光源ユニット３００４から特殊光（例えば、中心波長が４１５ｎｍと５３０ｎｍの光を含む帯域光（狭帯域観察光）、酸素飽和度観察光（５２６から５８５ｎｍの帯域光、および５４６から５７０ｎｍの帯域光：いわゆるＷｉｄｅ／Ｎａｒｒｏｗ方式の場合）、Ｐ－ＺｎＰＰ観察用光（波長が４２３ｎｍの光を含む帯域光）、近赤外免疫療法で用いる光（波長が６８９ｎｍの光を含む帯域光（例えば、６６０から７４０ｎｍの帯域を含む近赤外光））、ＩＣＧ観察用光（７８５ｎｍの光を含む帯域光）など）を出射させる（Ｐ－ＺｎＰＰ観察用光、および近赤外免疫療法で用いる光については図１１を参照のこと。つまり、Ｐ－ＺｎＰＰの場合、吸光特性がピークとなっている４２３ｎｍの波長の光を含む帯域光を出射する必要があり、近赤外免疫療法の場合、ＩＲＤｙｅ７００の吸光特性がピークとなっている６８９ｎｍの日かを含む帯域光を出射する必要がある）。出射された特殊光は、追加コネクタ２００で２つあるいは３つに分光される。分光された各特殊光は、各内視鏡装置１０１から１０３のＬＣＢ１０１１、１０２１、および１０３１を介して被写体（観察部位）に照射される。特殊光が観察部位に反射して得られる反射光は、固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４によって撮像される。そして、固体撮像素子１０１４、１０２４、および１０３４によって撮像された画像データは、必要に応じて画像処理が施され、その後、ビデオ信号に変換され、モニタ４００に表示される。特殊観察モードでは、撮像された画像データに基づいて、所定の分析処理（例えば、深さ別血管走行画像生成処理、特徴領域特定処理、血液透明化処理など）を行う。
　ベースライン測定モードは、実際の内視鏡観察を行う前に、無彩色の拡散板や標準反射板等の色基準板を被写体として、特殊光による照明下で撮像を行い、特殊観察モードの規格化処理に使用するデータを取得するモードである。
　ベースライン測定モードにおいて特殊光を用いて撮像した３原色の画像データＲ（ｘ，ｙ）、Ｇ（ｘ，ｙ）、Ｂ（ｘ，ｙ）は、それぞれベースライン画像データＢＬＲ（ｘ，ｙ）、ＢＬＧ（ｘ，ｙ）、ＢＬＢ（ｘ，ｙ）として、画像処理部３００８の内部メモリ（図示せず）に記憶される。なお、Ｒ（ｘ，ｙ）、Ｇ（ｘ，ｙ）、Ｂ（ｘ，ｙ）及びＢＬＲ（ｘ，ｙ）、ＢＬＧ（ｘ，ｙ）、ＢＬＢ（ｘ，ｙ）は、それぞれ画素（ｘ，ｙ）の画像データ及びベースライン画像データの値である。また、画素（ｘ，ｙ）は、水平方向の座標ｘ及び垂直方向の座標ｙにより特定される。
　＜追加コネクタ（分配器）の基本構成例＞
　図４は、本実施形態による追加コネクタ（分配器）の概略基本構成例を示す図である。図４Ａは、光源からの光を２つに分配する追加コネクタ２００の構成例（第１例）を示している。図４ＢおよびＣは、光源からの光を３つに分配する追加コネクタ２００の構成例（第２および第３例）を示している。
（i）第１例
　図４Ａに示されるように、第１例による追加コネクタ（分配器）２００は、光源ユニット３００４から出射された光を平行状態に光学調整（コリメート）する入射側コリメートレンズ２１０と、入射側コリメートレンズ２１０からのコリメート光の一部を透過させ、残りを反射させる作用を有するダイクロイックミラー２１１と、ダイクロイックミラー２１１で反射したコリメート光を集束させる第１の出射側コリメートレンズ２１２と、ダイクロイックミラー２１１を透過したコリメート光を集束させる第２の出射側コリメートレンズ２１３と、を有している。ダイクロイックミラー２１１での光の透過率および反射率は、表面のコーティング材料を適宜選択することにより、所定の値に制御することができる。また、ダイクロイックミラー２１１の表面のコーティングを工夫することにより、特定の波長の光を透過あるいは反射させることもできる。なお、ダイクロイックミラー表面のコーティングによってダイクロイックミラーの光学特性を調整に関しては周知であるので、ここでは詳細には説明しないこととする。第１例では、ダイクロイックミラーを用いているが、ハーフミラーを用いてもよい。
（ii）第２例
　図４Ｂに示されるように、第２例による追加コネクタ（分配器）２００は、光源ユニット３００４から出射された光を平行状態に光学調整（コリメート）する入射側コリメートレンズ２１０と、入射側コリメートレンズ２１０からのコリメート光を所定の割合で透過および反射させる作用を有する第１のダイクロイックミラー２２１と、ダイクロイックミラー２１１で反射した光をさらに所定の割合で透過および反射させる作用を有する第２のダイクロイックミラー２２２と、第１のダイクロイックミラー２２１を透過した光を集束させる第１の出射側コリメートレンズ２２３と、ダイクロイックミラー２２２を反射した光を集束させる第２の出射側コリメートレンズ２２４と、ダイクロイックミラー２２２を透過した光を集束させる第３の出射側コリメートレンズ２２５と、を有している。例えば、第１のダイクロイックミラー２２１での透過率を３０％、反射率を７０％、第２のダイクロイックミラー２２２での透過率および反射率をそれぞれ５０％と設定すると、当該追加コネクタ２００による光の分配率は、第３医療デバイスに対して３０％、第１および第２医療デバイスに対して３５％とすることが可能となる。
（iii）第３例
　図４Ｃに示されるように、第３例による追加コネクタ（分配器）２００は、光源ユニット３００４から出射された光を平行状態に光学調整（コリメート）する入射側コリメートレンズ２１０と、入射側コリメートレンズ２１０からのコリメート光を所定の割合で透過および反射させ、３方向に出射させるクロスプリズム（クロスダイクロイックプリズム）２３１と、クロスプリズム２３１を透過した光を集束させる第１の出射側コリメートレンズ２２３と、クロスプリズム２３１で紙面下側に反射した光を集束させる第２の出射側コリメートレンズ２２４と、クロスプリズム２３１で紙面上側に反射した光を集束させる第３の出射側コリメートレンズ２２５と、を有している。
　クロスプリズム２３１は、光を透過および反射させるダイクロイックミラーを２つ合わせた機能を１で実現する光学要素である。プリズム境界面２３１_１は、入射してきた光のうち所定の割合の光を透過させて第３医療デバイスの方に出射させ、残りの光を反射させて第１医療デバイスの方（紙面上側）に出射させる。また、プリズム境界面２３１_２は、入射してきた光のうち所定の割合の光を透過させて第３医療デバイスの方に出射させ、残りの光を反射させて第２医療デバイスの方（紙面下側）に出射させる。また、クロスプリズム２３１の各プリズム境界面２３１_１および２３１_２には、例えば、光蒸着膜を形成することにより、そこでの透過率および反射率を調整することができるようになる。また、所望の波長の光だけを透過し、それ以外の波長の光を反射させるようにプリズム境界面（機能面）２３１_１および２３２_２に形成することができる。
（iv）光源ユニットについて
　光源ユニット３００４は、それぞれが異なる波長の光を発する５つのＬＥＤ（ＵＶ、Ｂ１、Ｇ１、Ｇ２、およびＲ１の波長の光を発するＬＥＤ）、あるいはそれぞれが異なる波長の光を発する７つのＬＥＤ（例えば、ＵＶ（３８０から４２２ｎｍの帯域光）、Ｂ１（４２２から４５２ｎｍの帯域光）、Ｂ２（４５２から５０２ｎｍの帯域光）、Ｇ１（５０２から５２６ｎｍの帯域光）、Ｇ２（５２６から５９６ｎｍの帯域光）、Ｒ１（５８６から６２０ｎｍの帯域光）、およびＲ２（６２０から８００ｎｍの帯域光）の波長の光を発するＬＥＤ）で構成することができる。本実施形態では、７つのＬＥＤを搭載した光源ユニット３００４について示しているが、ＬＥＤの数は７つに限定されるわけではなく、５つのＬＥＤや３つのＬＥＤなど、任意の数のＬＥＤで光源ユニット３００４を構成することができる。また、図１２に示されるように、７つのＬＥＤを用いる場合でも光源ユニット３００４の構成として複数種類存在する。
（v）コリメートレンズについて
　各コリメートレンズの焦点距離は同じであってもよいし、追加コネクタ２００を通過させたい光の特性に応じて表面フィルタの透過率や収差に変化を持たせてもよい。
　＜追加コネクタ（分配器）の具体構成例＞
　以下、図５から図８を用いて、追加コネクタ（分配器）２００の具体的構成例について説明する。
（i）具体的構成例１
　図５は、本実施形態による追加コネクタ（分配器）２００の具体的構成例１を説明するための図である。図５Ａは、図４と同様の追加コネクタ２００の構成例を示し、図５Ｂは、追加コネクタ（分配器）２００の分光分布波長特性を示している。なお、光源ユニット３００４の内部構成は、図４に示されたものと同様である。
　図５Ａの追加コネクタ２００は、図５Ｂの分光分布波長特性を有している。追加コネクタ２００の分光分布波長特性は、光路Ｂに関しては透過率で、光路ＡおよびＣに関しては反射率で規定されている。このような分光分布波長特性は、例えば、当該光学特性を呈するのに適切な材料によってクロスプリズム２３１のプリズム境界面２３１_１および２３１_２をコーティング（薄膜コーティング）することにより実現される。図５Ｂによれば、例えば、追加コネクタ２００は、光路Ｂに関しては、光源ユニット３００４から入射した光（波長が３８０ｎｍから８００ｎｍの光）のうち３０％を透過させて第３医療デバイスに出射する。また、追加コネクタ２００は、光路ＡおよびＣに関しては、光源ユニット３００４から入射した光のうち３５％の光をそれぞれ反射させて第１および第２医療デバイスに出射する。
（ii）具体的構成例２（変形例）
　図６は、追加コネクタ（分配器）２００の具体的構成例２を示す図である。図６に示す追加コネクタ（分配器）２００は、図５に示す追加コネクタ（分配器）２００の構成に加えて、液晶チューナブルフィルタなど、光の透過率を変化させることができる光学素子２４１を備えている。当該光学素子２４１を用いることにより、液晶を用いて波長選択的に光を通過させることができ、光路Ａ、Ｂ、およびＣにおいて独立した観察モードの選択が可能となる。例えば、光路ＡおよびＣでは狭帯域光観察が可能（狭帯域観察光（４１５±１０ｎｍと５３０±１０ｎｍ）のみ透過させる）となり、光路Ｂでは白色光観察が可能（全可視光帯域光（例：４００ｎｍから７７０ｎｍ）を透過させる）となる。
（iii）具体的構成例３
　図７は、追加コネクタ（分配器）２００の具体的構成例３を示す図である。図７Ａは、追加コネクタ２００の構成例を示し、図７Ｂは、追加コネクタ（分配器）２００の分光分布波長特性を示している。図７に示す追加コネクタ２００と図５に示す追加コネクタ２００との差異は、クロスプリズム２３１の分光分布波長特性である。
　具体的構成例３における分光分布波長特性は、図７Ｂに示すように、光路Ｂに関しては、光源ユニット３００４から入射した光（波長帯域がＵＶ、Ｂ１、Ｂ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｒ１、およびＲ２の光）のうちＢ１光、Ｇ１光、およびＲ１光の４０％を透過させて第３医療デバイスに出射する。また、追加コネクタ２００は、光路ＡおよびＣに関しては、光源ユニット３００４から入射した光（波長帯域がＵＶ、Ｂ１、Ｂ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｒ１、およびＲ２の光）のうち５０％のＵＶ光、Ｂ２光、Ｇ２光、およびＲ２光、並びに３０％のＢ１光、Ｇ１光、およびＲ１光をそれぞれ反射させて第１および第２医療デバイスに出射する。具体的構成例３における追加コネクタ（分配器）２００の分光分布波長特性を図７Ｂのようにする（固定）ことにより、光源ユニット３００４から発する光の種類（ＵＶ、Ｂ１、Ｂ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｒ１、およびＲ２の光）を選択し、かつ各光の強度を制御することにより、白色光観察、狭帯域光観察、酸素飽和度観察、Ｐ－ＺｎＰＰ観察、近赤外免疫療法による治療、およびＩＣＧ観察が可能となる。以下、当該各観察を可能にするために、図８を参照して、どのような光源ユニット３００４に対する制御が行われるかについて説明する。
　図８は、図７で示す分光分布波長特性を有する追加コネクタ（分配器）２００を用いて、白色光、狭帯域光、酸素飽和度観察光、近赤外免疫療法で用いる光、およびＩＣＧ観察光を実現する際の光源ユニット３００４の制御（波長帯域光選択および光強度調整）を説明するための図である。
（iii-1）白色光生成
　白色光は、光路ＡからＣの全ての光路から出力することができる。この場合、光源ユニット３００４は、７つのＬＥＤ（波長帯域がＵＶ、Ｂ１、Ｂ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｒ１、およびＲ２の光をそれぞれ出射するＬＥＤ）のうちＲ２以外の６つのＬＥＤを駆動してＵＶからＲ１までの波長域の光を出力する。このとき、追加コネクタ（分配器）２００の分光分布波長特性（図７Ｂ）および追加コネクタ（分配器）２００から医療デバイス先端までのライトガイドの光透過率特性を考慮し、各ＬＥＤ出力の強度調整がなされる。分光分布波長特性（図７Ｂ）を見ると、光路ＡおよびＣに対しては、ＵＶ光、Ｂ２光、およびＧ２光が５０％反射、Ｂ１光、Ｇ１光、およびＲ１光が３０％反射となっている。また、ライトガイドの光透過率特性によると（図９参照）、波長域５３０ｎｍ付近まではライトガイドにおける光の透過率が他の波長域よりも低くなっている。このため、例えば、Ｂ２光およびＧ２光の強度とＧ１光およびＲ１光の強度の比を３：５にし、ＵＶ光の強度とＢ１光の強度の比を３：５にし、ＵＶ光の強度をＢ２光やＧ２光の強度の約１．５～１．７５倍程度、かつＢ１光の強度をＧ１光やＲ１光の強度の約１．５～１．７５倍程度に設定することにより、各光路からの各光の出力強度が一様になるように制御することが可能となる。一方、光路Ｂに対しては、光源ユニット３００４からのＢ１光、Ｇ１光、およびＲ１光の４０％が透過して出力される。ただし、ＵＶ光の強度とＢ１光の強度の比（３：５）やＵＶ光の強度をＢ２光やＧ２光の強度の比（約１．５～１．７５倍）は単なる一例であって、これに限定されるわけではなく、医療デバイスからの出射光が所望のＲＧＢ比率になるように調整された光を出力するように光源ユニット３００４を構成することができる。
　ここで、図９を参照して、光路Ｂからの出射光の特性と、白色画像が出力されるまでの処理の流れ（概要）について説明する。なお、図９では、光路Ｂに対して白色光を出力する場合の処理工程のみ示されているため、光源ユニット３００４からの出力光はＢ１光、Ｇ１光、およびＲ１光として示されている。光源ユニット３００４から出力されたＢ１光、Ｇ１光、およびＲ１光が追加コネクタ（分配器）２００を通過すると（図９Ａ）、その分光分布波長特性（図７Ｂ）によってＢ１光、Ｇ１光、およびＲ１光のそれぞれ４０％が光路Ｂから出力される（図９Ｂ）。ステップＢでは、追加コネクタ（分配器）２００の光路Ｂに出力された光は、Ｂ１光がＧ１光およびＲ１光よりも約１．５～１．７５倍程度の強度を有している（図９Ｂ）。これは、光路Ｂに接続された第３医療デバイスのライトガイドの透過率が約４００ｎｍから約５３０ｎｍ付近において他の波長域よりも低いためである。つまり、ライトガイドを通過して第３医療デバイスの先端から出力されるＢ１光、Ｇ１光、およびＲ１光がほぼ同一の光強度で出射され（図９Ｃ）、観察対象に照射される。観察対象からの反射光は、固体撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサ）１０３４によって受光される。ＣＭＯＳイメージセンサの受光特性は、図９Ｃに示されるように、観察対象から反射してきたＢ１光、Ｇ１光、およびＲ１光の帯域をカバーしており、固体撮像素子１０３４によって観察対象の画像が撮像される。そして、撮像されて取得された画像データは、プロセッサ３００の電気コネクタ部３００７を介して画像処理部３００８に転送される。画像処理部３００８は、観察対象の種類によってＲＧＢの反射率が異なることを考慮し、ルックアップテーブルを用いて、画像データのＲＧＢゲイン補正し（色バランス（ホワイトバランス）を調整）、白色光画像として出力（画面表示）する（図９Ｃ）。
（iii-2）狭帯域光生成
　狭帯域光は、光路ＡおよびＣから出力することができる。この場合、光源ユニット３００４は、２つのＬＥＤ（波長帯域がＵＶ、およびＧ２の光をそれぞれ出射するＬＥＤ）を駆動してＵＶ光（例えば、４１５±１０ｎｍの光）およびＧ２光（例えば、５３０±１０ｎｍの光）を出力する。このとき、追加コネクタ（分配器）２００の分光分布波長特性（図７Ｂ）はＵＶ光とＧ１光とで同一の反射率に設定されているため、分光分布波長特性に基づく強度調整は行われない。ただし、追加コネクタ（分配器）２００から第１および第２医療デバイス先端までのライトガイドの光透過率特性を考慮し、各ＬＥＤ出力の強度調整がなされる。ライトガイドの光透過率特性によると（図９参照）、波長域５３０ｎｍ付近まではライトガイドにおける光の透過率が他の波長域よりも低くなっているため、ＵＶ光の強度は、Ｇ２光の強度の約１．５～１．７５倍程度に設定される。
　一方、光路Ｂに対してはＢ１光、Ｇ１光、およびＲ２光のみが透過（透過率４０％）することができるようになっているため、光路Ｂから光は出力されない。
（iii-3）酸素飽和度観察光生成
　酸素飽和度観察光は、光路ＡおよびＣから出力され、光路Ｂからは白色光が出力されることになる。この場合、光源ユニット３００４は、６つのＬＥＤ（波長帯域がＵＶ、Ｂ１、Ｂ２、Ｇ１、Ｇ２、およびＲ１の光をそれぞれ出射するＬＥＤ）のうち、第１セットのＬＥＤ（Ｂ１光、Ｇ１光、およびＲ１光を出射するＬＥＤ）と第２セットのＬＥＤ（ＵＶ光、Ｂ２光、およびＧ２光を出射するＬＥＤ）を交互に光らせることにより、図８に示すような波長域の光を交互に出力することができる。そして、第１セットの光（Ｂ１光、Ｇ１光、およびＲ１光）は、追加コネクタ（分配器）２００において、分光分布波長特性（図７Ｂ）に従い、５０％の光が反射によって光路ＡおよびＣに分配される。また、第２セットの光（ＵＶ光、Ｂ２光、およびＧ２光）は、追加コネクタ（分配器）２００において、分光分布波長特性（図７Ｂ）に従い、３０％の光が反射によって光路ＡおよびＣに分配される。第１セットの光と第２セットの光の出力強度を一様にするために、白色光や狭帯域光を生成する場合と同様に、光源ユニット３００４における光強度の調整を行うようにしてもよい。そして、第１医療デバイスと第２医療デバイスには、光路Ａおよび光路Ｃを介してそれぞれ同じタイミングで、Ｂ１光、Ｇ１光、およびＲ１光と、ＵＶ光、Ｂ２光、およびＧ２光が供給されることになる。
　一方、第２セットの光は図７Ｂの分光分布波長特性を有する追加コネクタ（分配器）２００において遮断され、光路Ｂには出力されず、第１セットの光（３０％の光）のみ追加コネクタ（分配器）２００を透過して光路Ｂに間欠的に出力されることになる（つまり、光路ＡおよびＣに第２セットの光が供給されるタイミングでは光路Ｂには光が出力されない）。この第１セットの光（Ｂ１光、Ｇ１光、およびＲ１光）は第３医療デバイス先端から白色光として出力され、観察対象からの反射光を撮像して得られる画像データは、図９で説明したような処理が施されることによって、白色光画像として出力されることになる。
　以上のように、親内視鏡装置（第１医療デバイス）１０１と子内視鏡装置（第２医療デバイス）１０２は酸素飽和度を算出するためのデバイスとして用い、孫内視鏡装置（第３医療デバイス）１０３は白色光観察するためのデバイスとして用いることができる。
（iii-4）近赤外免疫療法で用いる光の生成
　近赤外免疫療法で用いる光は、光路ＡからＣの全ての光路から出力される。この場合、光源ユニット３００４は、波長帯域がＲ１の光を出射するＬＥＤのみを光らせる。Ｒ１光は、追加コネクタ（分配器）２００において、分光分布波長特性（図７Ｂ）に従い、その３０％の光が反射によって光路ＡおよびＣに分配される。一方、Ｒ１光は、追加コネクタ（分配器）２００において、分光分布波長特性（図７Ｂ）に従い、その４０％の光が透過して光路Ｂに出力される。なお、出力される各Ｒ１光の強度を光源ユニット３００４側で調整してもよいし、プロセッサ３００の画像処理部３００８で取得画像データのゲインを調整してもよい。なお、近赤外免疫療法では、ＩＲＤｙｅ７００という色素の名称（別名フタロシアニン）の、４つのフタル酸イミドが窒素原子で架橋された構造をもつ環状化合物が用いられ、光反応基の機能を担っている。遺伝子変異などで、がん細胞に発現した抗原に特異的に結合する機能は、「抗体」が担う。例えば、現在、臨床研究中のＲＭ－１９２９の抗体はＥＧＦＲ（上皮細胞増殖因子受容体）と結合する「セツキシマブ」が用いられ、これが特異的に抗体に結合する。近赤外免疫療法では、このように「抗体」と「光反応基」を合成した薬剤を、光を照射する前に患者に投与（経口若しくは、静脈注射）し、悪性腫瘍部と結合するのに十分な時間経過後、患部に近赤外光が照射され、薬成分が結合した癌細胞は、薬成分の膨張により破裂する。
（iii-5）ＩＣＧ（Indocyanine Green）観察用光生成
　ＩＣＧ観察用光は、光路ＡおよびＣのみから出力され、光路Ｂからは出力されない。この場合、光源ユニット３００４は、波長帯域がＲ２の光を出射するＬＥＤのみを光らせる。Ｒ２光は、追加コネクタ（分配器）２００において、分光分布波長特性（図７Ｂ）に従い、その５０％の光が反射によって光路ＡおよびＣに分配される。一方、Ｒ２光は、追加コネクタ（分配器）２００を透過しないため、光路Ｂには出力されない。なお、出力される各Ｒ２光の強度を光源ユニット３００４側で調整してもよいし、プロセッサ３００の画像処理部３００８で取得画像データのゲインを調整してもよい。
（iv）その他の具体的構成例
　追加コネクタ（分配器）２００における分光分布波長特性を変更することにより、様々な観察機能を実現することができる。図１０は、親内視鏡装置（第１医療デバイス）１０１、子内視鏡装置（第２医療デバイス）１０２、および孫内視鏡装置（第３医療デバイス）１０３に同一の観察機能を持たせる場合の観察機能の例（表１）を示す図である。例えば、観察する領域（方らの部位）によって使われる光の種類（波長域）が異なってくるため、各光路から出力される光の割合が異なってくる。従って、オペレータ（ユーザ）は、観察する領域によって追加コネクタ（分配器）２００を切り替えて使用することになる。
　前述の通り、追加コネクタ（分配器）２００に入射させる光の種類および強度を制御する（光源ユニット３００４にどの波長帯域の光をどの程度の強度で出射させるか制御する）ことによって、各種観察光を追加コネクタ（分配器）２００から出力することができる。例えば、分光器の各帯域に対する透過・反射の設計値を変更した追加コネクタ２００を用意することにより、追加コネクタ２００を交換するだけで各デバイスへの光量比を調整することができ、これにより、観察・治療の各モードの割り当てや光量比が調整できるようになる。
　＜その他＞
　本実施形態による追加コネクタ（分配器）２００は、上述したように、親内視鏡装置と子内視鏡装置によって構成される親子スコープや親内視鏡装置と子内視鏡装置と孫内視鏡装置によって構成される親子孫スコープを実現するために使用してもよいし、その他の形態として、複数の鉗子口（例えば同一径）を有する医療デバイス（親内視鏡装置であってもよい）に同時に複数の内視鏡装置（同一径：兄弟スコープ）を挿入する場合に使用してもよい（マルチルーメンタイプの医療デバイス）。なお、このマルチルーメンタイプの医療デバイス場合、同時使用する複数の医療デバイス（この場合、内視鏡装置）の数は、３台までに限定されない。例えば、親内視鏡装置（第１医療デバイス）がマルチルーメンタイプで２つの鉗子口チャネルを持つ場合、親内視鏡装置を１台、子内視鏡装置を２台、孫内視鏡装置を２台、計５台の内視鏡装置を同時使用することができる。
　また、光源ユニット３００４に含まれる光源としては、固体光源（ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）など）、もしくは放電ランプ（キセノンランプ、ＨＩＤ（High-Intensity Discharge）ランプ、ハロゲンランプなど）を用いることができる。
　なお、モニタは複数用意し、各モニタに各内視鏡装置１０１から１０３で撮像した画像を表示してもよいし、モニタの表示画面を複数に分割して、各表示領域に各内視鏡装置１０１から１０３で撮像した画像を表示するようにしてもよい。
　＜本開示の特定事項＞
（１）特定事項１
　プロセッサに着脱可能に構成され、前記プロセッサとの光学的接続を実現する光コネクタ部と、
　それぞれ医療デバイスが着脱可能な、複数の医療デバイス取り付け部と、
　前記プロセッサに含まれる光源から発せられた光を前記複数の医療デバイス取り付け部のそれぞれの方向に分配する、少なくとも１つの光学要素と、
を備える光分配コネクタ（追加コネクタ（分配器））。
　このようにすることにより、各医療デバイス（内視鏡装置）に対応して光源装置を設ける必要がなくなり、内視鏡システムの規模を小さくすることが可能となる。
（２）特定事項２
　特定事項１において、
　前記少なくとも１つの光学要素は、複数の波長帯域の光のそれぞれに対する光の透過率および光の反射率で規定される分光分布波長特性を有する、光分配コネクタ。
　このようにすることにより、プロセッサの光源から出力する光の種類および強度を制御すれば、１つの光分配コネクタをプロセッサに取り付け、光分配コネクタに複数の医療デバイス（内視鏡装置）を取り付けるだけで、様々な観察機能（例えば、白色光観察モード、狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モード、近赤外免疫療法モード、およびＩＣＧ観察モード）を実現することができる。また、分光分布波長特性を変更すればさらに別の態様の観察機能を簡単に実現することができる。
（３）特定事項３
　特定事項１または２において、
　前記光学要素は、ハーフミラーまたはダイクロイックミラーによって構成される、光分配コネクタ。
（４）特定事項４
　特定事項１または２において、
　前記光学要素は、クロスプリズムによって構成される、光分配コネクタ。
（５）特定事項５
　複数の内視鏡装置と、
　内視鏡装置が撮像した画像データを処理して表示装置に前記画像データに対応する画像を表示させるプロセッサと、
　前記複数の内視鏡装置と前記プロセッサに着脱可能に構成され、前記複数の内視鏡装置および前記プロセッサとの光学的接続を実現する光分配コネクタと、を備え、
　前記光分配コネクタは、
　　前記プロセッサに着脱可能に構成され、前記プロセッサとの光学的接続を実現する光コネクタ部と、
　　それぞれ内視鏡装置が着脱可能な、複数の内視鏡取り付け部と、
　　前記プロセッサに含まれる光源から発せられた光を前記複数の内視鏡取り付け部のそれぞれの方向に分配する、少なくとも１つの光学要素と、
を含む、内視鏡システム。
　このようにすることにより、各内視鏡装置に対応して光源装置を設ける必要がなくなり、内視鏡システムの規模を小さくすることが可能となる。
（６）特定事項６
　特定事項５において、
　前記少なくとも１つの光学要素は、複数の波長帯域の光のそれぞれに対する光の透過率および光の反射率で規定される分光分布波長特性を有する、内視鏡システム。
　このようにすることにより、プロセッサの光源から出力する光の種類および強度を制御すれば、様々な観察機能（例えば、白色光観察モード、狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モード、近赤外光免疫療法モード、およびＩＣＧ観察モード）を実現することができる。また、分光分布波長特性を変更すればさらに別の態様の観察機能を簡単に実現することができる。
（７）特定事項７
　特定事項５または６において、
　前記光学要素は、ハーフミラーおよびダイクロイックミラーのうち少なくとも１つを含む、内視鏡システム。
（８）特定事項８
　特定事項５または６において、
　前記光学要素は、クロスプリズムによって構成される、内視鏡システム。
（９）特定事項９
　特定事項６において、
　前記プロセッサは、
　　複数種類の波長帯域の光を発する光源と、
　　前記プロセッサにおける動作を制御するための指示が入力される操作部と、
　　前記操作部から入力された指示に応答して、前記光源から発生される光の強度を制御する制御部と、を含み、
　前記指示は、所望の観察機能に対応した、波長帯域の光の種類と各波長帯域の光の強度を示しており、
　前記制御部は、前記指示に応答して、指定された波長帯域の光を指定された強度で発するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
　このように、光源に対する制御はオペレータによる指示入力に基づいて行われるため、オペレータが望む観察モードを実現することが可能な分光分布波長特性を光分配コネクタ（追加コネクタ（分配器））に持たせることにより、容易に当該観察モードを実現することができる。また、同一の光分配コネクタによって別の観察モードが実現できない場合には、別の分光分布波長特性を有する光分配コネクタに変更すれば容易に当該別の観察モードを実現することができる。
（１０）特定事項１０
　特定事項９において、
　前記光分配コネクタは、入射した光を３方向に分配して出力する光学素子を含み、
　前記光学要素の分光分布波長特性は、Ｂ１光、Ｇ１光、およびＲ１光を所定の割合だけ第１の方向に透過させ、ＵＶ光、Ｂ２光、Ｇ２光、およびＲ２光を前記第１の方向には透過せず、ＵＶ光、Ｂ１光、Ｂ２光、Ｇ１光、Ｇ２光、Ｒ１光、およびＲ２光を所定の割合だけ第２および第３の方向のそれぞれに反射させるように設定された特性である、内視鏡システム。
（１１）特定事項１１
　特定事項１０において、
　前記所望の観察機能が白色光観察モードである場合、前記制御部は、前記指示に応答して、所定の強度のＵＶ光、Ｂ１光、Ｂ２光、Ｇ１光、Ｇ２光、およびＲ１光を出力するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
（１２）特定事項１２
　特定事項１０において、
　前記所望の観察機能が狭帯域光観察モードである場合、前記制御部は、前記指示に応答して、所定の強度のＵＶ光およびＧ２光のみを出力するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
（１３）特定事項１３
　特定事項１０において、
　前記所望の観察機能が酸素飽和度観察モードである場合、前記制御部は、前記指示に応答して、所定の強度のＢ１光、Ｇ１光、およびＲ１光で構成される第１光群と、所定の強度のＵＶ光、Ｂ２光、およびＧ２光で構成される第２光群とを、交互に切り替えながら出力するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
（１４）特定事項１４
　特定事項１０において、
　前記所望の観察機能が近赤外免疫療法モードである場合、前記制御部は、前記指示に応答して、所定の強度のＲ１光のみを出力するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
（１５）特定事項１５
　特定事項１０において、
　前記所望の観察機能がＩＣＧ観察モードである場合、前記制御部は、前記指示に応答して、所定の強度のＲ２光のみを出力するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
　特定事項１１から１５に示される観察モードは単なる例示であり、本実施形態による光分配コネクタは本実施形態に列挙した観察モード以外のモードにも用いることが可能である。
１　内視鏡システム
１０１　親内視鏡装置（第１医療デバイス）
１０２　子内視鏡装置（第２医療デバイス）
１０３　孫内視鏡装置（第３医療デバイス）
２００　追加コネクタ（分配器）
３００　プロセッサ
４００　モニタ
２０１、２０２、２０３　接続部
２０４　ピン型コネクタ（雄）
２１１、２２１、２２２　ダイクロイックミラー
２３１　クロスプリズム
３００１　システムコントローラ
３００４　光源ユニット
３００６　操作パネル

Claims (15)

  1. 　プロセッサに着脱可能に構成され、前記プロセッサとの光学的接続を実現する光コネクタ部と、
    　それぞれ医療デバイスが着脱可能な、複数の医療デバイス取り付け部と、
    　前記プロセッサに含まれる光源から発せられた光を前記複数の医療デバイス取り付け部のそれぞれの方向に分配する、少なくとも１つの光学要素と、
    を備える光分配コネクタ。
  2. 　請求項１において、
    　前記少なくとも１つの光学要素は、複数の波長帯域の光のそれぞれに対する光の透過率および光の反射率で規定される分光分布波長特性を有する、光分配コネクタ。
  3. 　請求項１または２において、
    　前記光学要素は、ハーフミラーまたはダイクロイックミラーによって構成される、光分配コネクタ。
  4. 　請求項１または２において、
    　前記光学要素は、クロスプリズムによって構成される、光分配コネクタ。
  5. 　複数の内視鏡装置と、
    　内視鏡装置が撮像した画像データを処理して表示装置に前記画像データに対応する画像を表示させるプロセッサと、
    　前記複数の内視鏡装置と前記プロセッサに着脱可能に構成され、前記複数の内視鏡装置および前記プロセッサとの光学的接続を実現する光分配コネクタと、を備え、
    　前記光分配コネクタは、
    　　前記プロセッサに着脱可能に構成され、前記プロセッサとの光学的接続を実現する光コネクタ部と、
    　　それぞれ内視鏡装置が着脱可能な、複数の内視鏡取り付け部と、
    　　前記プロセッサに含まれる光源から発せられた光を前記複数の内視鏡取り付け部のそれぞれの方向に分配する、少なくとも１つの光学要素と、
    を含む、内視鏡システム。
  6. 　請求項５において、
    　前記少なくとも１つの光学要素は、複数の波長帯域の光のそれぞれに対する光の透過率および光の反射率で規定される分光分布波長特性を有する、内視鏡システム。
  7. 　請求項５または６において、
    　前記光学要素は、ハーフミラーまたはダイクロイックミラーによって構成される、内視鏡システム。
  8. 　請求項５または６において、
    　前記光学要素は、クロスプリズムによって構成される、内視鏡システム。
  9. 　請求項６において、
    　前記プロセッサは、
    　　複数種類の波長帯域の光を発する光源と、
    　　前記プロセッサにおける動作を制御するための指示が入力される操作部と、
    　　前記操作部から入力された指示に応答して、前記光源から発生される光の強度を制御する制御部と、を含み、
    　前記指示は、所望の観察機能に対応した、波長帯域の光の種類と各波長帯域の光の強度を示しており、
    　前記制御部は、前記指示に応答して、指定された波長帯域の光を指定された強度で発するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
  10. 　請求項９において、
    　前記光分配コネクタは、入射した光を３方向に分配して出力する光学素子を含み、
    　前記光学要素の分光分布波長特性は、Ｂ１光、Ｇ１光、およびＲ１光を所定の割合だけ第１の方向に透過させ、ＵＶ光、Ｂ２光、Ｇ２光、およびＲ２光を前記第１の方向には透過せず、ＵＶ光、Ｂ１光、Ｂ２光、Ｇ１光、Ｇ２光、Ｒ１光、およびＲ２光を所定の割合だけ第２および第３の方向のそれぞれに反射させるように設定された特性である、内視鏡システム。
  11. 　請求項１０において、
    　前記所望の観察機能が白色光観察モードである場合、前記制御部は、前記指示に応答して、所定の強度のＵＶ光、Ｂ１光、Ｂ２光、Ｇ１光、Ｇ２光、およびＲ１光を出力するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
  12. 　請求項１０において、
    　前記所望の観察機能が狭帯域光観察モードである場合、前記制御部は、前記指示に応答して、所定の強度のＵＶ光およびＧ２光のみを出力するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
  13. 　請求項１０において、
    　前記所望の観察機能が酸素飽和度観察モードである場合、前記制御部は、前記指示に応答して、所定の強度のＢ１光、Ｇ１光、およびＲ１光で構成される第１光群と、所定の強度のＵＶ光、Ｂ２光、およびＧ２光で構成される第２光群とを、交互に切り替えながら出力するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
  14. 　請求項１０において、
    　前記所望の観察機能が近赤外免疫療法モードである場合、前記制御部は、前記指示に応答して、所定の強度のＲ１光のみを出力するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
  15. 　請求項１０において、
    　前記所望の観察機能がＩＣＧ観察モードである場合、前記制御部は、前記指示に応答して、所定の強度のＲ２光のみを出力するように前記光源を制御する、内視鏡システム。
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