WO2022131224A1 - 内視鏡システム - Google Patents

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WO2022131224A1
WO2022131224A1 PCT/JP2021/045891 JP2021045891W WO2022131224A1 WO 2022131224 A1 WO2022131224 A1 WO 2022131224A1 JP 2021045891 W JP2021045891 W JP 2021045891W WO 2022131224 A1 WO2022131224 A1 WO 2022131224A1
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WO
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wavelength
light
excitation light
endoscope
cut filter
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PCT/JP2021/045891
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English (en)
French (fr)
Inventor
哲治 高山
直樹 六車
Original Assignee
国立大学法人徳島大学
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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
    • 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
    • A61B1/012—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 characterised by internal passages or accessories therefor
    • A61B1/018—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 characterised by internal passages or accessories therefor for receiving instruments
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • 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
    • A61B1/04—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 combined with photographic or television appliances
    • A61B1/045—Control thereof

Definitions

  • the present invention relates to an endoscope system capable of irradiating excitation light.
  • an endoscope system in which a living tissue is irradiated with light of a specific wavelength as excitation light and the fluorescence emitted from the living tissue is observed (Patent Document 1). Further, there is also known an endoscopic system in which a fluorescent agent accumulated in a lesion is administered to a subject and the fluorescent agent is irradiated with excitation light to observe the lesion (Patent Document 2). Recently, a method of treating a lesion by irradiating a fluorescent agent accumulated in the lesion with excitation light has also been studied.
  • a method of cutting the excitation light by attaching a hood equipped with an optical cut filter to the tip of the endoscope and observing the fluorescence wavelength can be considered.
  • an optical cut filter is attached to the tip of the endoscope, it is not easy to select a filter for viewing a clear fluorescent image.
  • an optical cut filter that cuts light having an excitation wavelength is used, but it is not easy to select an optical cut filter for clearly viewing the fluorescence observation image.
  • an object of the present invention to provide an endoscope system capable of irradiating excitation light having a different excitation wavelength with a simple configuration.
  • the endoscope system of the present invention is an endoscope system that irradiates a fluorescent agent administered to a subject with excitation light, and excites from one light source selected from a plurality of light sources having different wavelengths. It has a light source device that outputs light, a light guide probe that is inserted into the forceps opening of the endoscope and propagates the excitation light output from the light source device, and an optical cut filter that faces the objective lens of the endoscope.
  • the hood is provided with a hood that can be attached to and detached from the tip of the endoscope, and the hood is selected from a plurality of types of hoods having different light cut filters according to the wavelength of the excitation light. Has.
  • the present invention by replacing the hood attached to the tip of the endoscope according to the selected light source, it is possible to appropriately perform observation based on fluorescence in response to various excitation lights.
  • the endoscope system of the present invention irradiates the excitation light to the peak of the fluorescence wavelength of fluorescence emitted by the irradiation of the excitation light and the fluorescent agent having the peak of the wavelength of the excitation light within 20 nm.
  • This is an endoscope system that cuts the excitation light, the light guide probe that outputs the excitation light, the light guide probe that is inserted into the forceps opening of the endoscope and propagates the excitation light output from the light source device, and the excitation light.
  • the optical cut filter has a configuration of a short wavelength cut filter that partially cuts the fluorescence emitted when the excitation light is irradiated to the fluorescent agent.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the endoscope system of embodiment. It is a figure which shows the appearance of an endoscope. It is a figure which shows the example of the structure which selects one light source from a plurality of light sources. It is a figure which shows another example of the structure which selects one light source from a plurality of light sources. It is a perspective view of a hood. It is a side view, a top view and a sectional view of a hood. This is an example of data stored in the storage unit showing the relationship between the light source, the excitation wavelength, and the hood.
  • the endoscope system of the present embodiment is an endoscope system that irradiates excitation light to a fluorescent agent administered to a subject, and is one light source selected from a plurality of light sources having different wavelengths.
  • a light source device that outputs excitation light from, a light guide probe that is inserted through the forceps opening of the endoscope and propagates the excitation light output from the light source device, and an optical cut filter that faces the objective lens of the endoscope.
  • the hood is selected from a plurality of types of hoods having different light cut filters according to the wavelength of the excitation light. It has a structure.
  • the excitation light can be appropriately cut and the observation based on fluorescence can be performed.
  • the optical fiber bundle of the light guide probe may be made of a material capable of guiding the excitation light of any of a plurality of wavelengths.
  • the endoscope system of the present embodiment includes an image signal processing unit that displays an image taken by the endoscope on a monitor, and the image signal processing unit changes the display range of the image according to the optical cut filter. You may.
  • the performance of the optical cut filter is not guaranteed for the light that enters the optical cut filter diagonally, and the excitation light may be mixed in the marginal portion of the displayed image to blur the image.
  • the observation area can be displayed clearly.
  • the endoscope system of the present embodiment has a storage unit that stores information for specifying the wavelength of the excitation light and the corresponding hood, a selection unit that allows the user to select the wavelength of the excitation light, and the selection unit. It may be provided with an output unit that reads out information specifying the hood corresponding to the determined wavelength from the storage unit and outputs the information to the user.
  • the endoscope system of the present embodiment whether or not the intensity of the light input by the means for guiding the excitation light output from the tip of the endoscope to the objective lens of the endoscope satisfies a predetermined criterion. It may be provided with a determination unit which determines whether or not the hood is correctly attached when it is determined that the predetermined criterion is satisfied.
  • the excitation light is cut by the optical cut filter, the light intensity will be significantly reduced if the correct optical cut fill is installed. If the light cut filter provided on the hood does not match the excitation wavelength of the excitation light, the excitation light is not cut.
  • the hood is correctly used for the endoscope. It can be determined that it is attached, and if it does not meet the predetermined criteria, it can be determined that the hood is different. This configuration can assist in the selection of the appropriate hood when using the endoscope.
  • the optical cut filter possessed by each of the plurality of types of hoods is a filter that sufficiently cuts the wavelength band of the excitation light.
  • the wavelength band of the excitation light (or the peak of the wavelength band) and the wavelength band of the fluorescence that develops color (or the peak of the wavelength band) are separated (not overlapped) by a predetermined reference or more, the wavelength band of the excitation light Use a filter that sufficiently cuts (or the peak of the wavelength band).
  • the light cut filter is a short wavelength cut filter that partially cuts the fluorescence wavelength, or a fluorescence wavelength. It may be a short wavelength cut filter that cuts a peak.
  • the short wavelength cut filter may cut light in a range of 26 nm or more and a long wavelength side from the peak of the wavelength of the excitation light.
  • a bandpass type filter that simultaneously cuts not only the short wavelength side but also the long wavelength side of the fluorescence wavelength region may be used. This makes it possible to observe only the fluorescence wavelength.
  • the optical cut filter basically guarantees the ability to cut light of a specific wavelength with respect to light incident vertically.
  • the short wavelength cut filter shifts the wavelength at which the light is cut to the short wavelength side as the incident angle of the light increases. According to this embodiment, since the light having the excitation wavelength can be cut even in the vicinity of the screen where the incident angle of the light becomes large, the observation region due to fluorescence can be kept wide.
  • the distance between the excitation wavelength and the fluorescence wavelength peak may be used, or the excitation wavelength and the fluorescence wavelength spectrum may be used.
  • the peak of the excitation wavelength and the peak of the fluorescence wavelength are within 20 nm, it can be determined that they are close to each other.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an endoscope system 1 according to an embodiment.
  • the endoscope system 1 includes an endoscope 30 inserted into the body of a subject, and a main body 10 for displaying an image taken by the endoscope 30.
  • the endoscope system 1 has a function of observing the inside of the body using visible light, like a normal endoscope system.
  • the endoscope system 1 includes a light source device 20 that irradiates the inside of the subject with fluorescence through the forceps opening of the endoscope 30.
  • a fluorescent agent is administered to the subject in advance.
  • Fluorescent agents are agents that accumulate in the lesion and emit fluorescence when irradiated with excitation light of a predetermined wavelength.
  • the endoscope system 1 can appropriately observe the lesion portion that is difficult to distinguish with visible light. That is, by performing both observation using visible light and observation using fluorescence, it is possible to perform highly accurate diagnosis (qualitative diagnosis).
  • the endoscope system 1 can also be used for destroying a lesion by irradiating a fluorescent agent with excitation light to raise the temperature of the fluorescent agent.
  • FIG. 2 is a diagram showing the appearance of the endoscope 30.
  • the endoscope 30 includes an intra-body cavity insertion portion 31 that is elongated to be inserted into the body cavity, an angle knob 32 for bending the tip portion of the intra-body cavity insertion portion 31, and two switches 33.
  • the operation unit 35 provided with, 34, etc., the light guide flexible tube 36 for connecting the operation unit 35 and the main body portion 10, and the connector 37 provided at the base end of the light guide flexible tube 36 are provided. I have.
  • a signal cable 38 is connected to the connector 37.
  • a forceps channel is formed in the body cavity insertion portion 31 for inserting various forceps and projecting the tip thereof from the tip surface of the body cavity insertion portion 31.
  • the base end of this forceps channel is a forceps opening 39 protruding from the side surface of the operation unit 35.
  • the light guide probe 61 is inserted into the forceps opening 39. As shown in FIG. 1, the light guide probe 61 is connected to the light source device 20, and the excitation light for exciting the fluorescent agent is input through the light guide probe 61.
  • the main body 10 is an image signal processing unit 11 that processes an image signal photographed and transmitted by the endoscope 30, and a touch panel monitor 12 that displays an image based on the image signal processed by the image signal processing unit 11. And have.
  • the touch panel monitor 12 constitutes an interface portion with a user and has a function of receiving various instructions from the user.
  • the main body unit 10 further includes a selection unit 13, a storage unit 14, and a determination unit 15, and these functions will be described later.
  • a light source for visible light is originally provided in the main body 10, and visible light observation can be performed when fluorescence observation is not performed.
  • the light source device 20 has a plurality of light sources having different wavelengths, and has a function of outputting excitation light from one light source selected from the plurality of light sources.
  • a light guide probe 61 is connected to the light source device 20.
  • the light guide probe 61 may be detachable from the light source device 20.
  • the light guide probe 61 is inserted from the forceps opening 39 of the endoscope 30 and protrudes from the tip surface of the endoscope 30.
  • the excitation light output from the light source device 20 is propagated to the tip of the endoscope 30 through the light guide probe 61.
  • a collimator 62 is attached to the tip of the light guide probe 61 to converge the optical path of the light output from the light guide probe 61 and irradiate the excitation light in a predetermined direction.
  • 3A and 3B are diagrams showing an example of a configuration in which one light source is selected from a plurality of light sources.
  • a light guide probe 61 and a collimator 62 are set for each of a plurality of light sources, and a desired light source is selected.
  • the collimator 62 is sized to pass through the forceps channel. Since the collimator 62 passes through the forceps channel, the light guide probe 61 and the collimator 62 can be replaced and used as a set when selecting a light source.
  • a light guide probe for example, a multimode fiber
  • the optical fiber bundle is made of a material capable of guiding excitation light of a plurality of wavelengths.
  • the light guide probe 61 and the probe 63 for connection from a plurality of light sources are interchangeably connected by the FC / PC connector 64. According to this configuration, a desired excitation light can be selected only by switching with the connector 64. In this case, it is necessary to attach a collimator 62 corresponding to the selected light source to the tip of the light guide probe 61.
  • a hood 50 is attached to the tip of the endoscope 30.
  • 4A is a perspective view of the tip portion 31a of the endoscope 30 and the hood 50 attached to the tip portion 31a
  • FIG. 4B is a side view, a top view, and a cross-sectional view of the hood 50.
  • the front end surface of the endoscope 30 has an objective lens 41, irradiation windows 42a and 42b for passing irradiation light illuminating the inside of the body, a cleaning nozzle 43, and an end portion 44 of a forceps opening channel.
  • the hood 50 has an optical cut filter 51 that cuts the excitation light.
  • the optical cut filter 51 is a short wavelength cut filter that cuts light having a specific wavelength or less.
  • the hood 50 is attached to the endoscope 30 with the optical cut filter 51 facing the objective lens 41 of the endoscope 30. The user visually aligns the optical cut filter 51 and the objective lens 41. To facilitate this alignment, the tip of the endoscope 30 and the hood 50 are each marked for alignment. You may.
  • the hood 50 has an irradiation window 52a, 52b at a position facing the irradiation windows 42a, 42b, and an opening 53 at a position facing the cleaning nozzle 43.
  • the hood 50 used in this embodiment is not one type, but has a plurality of hoods 50 corresponding to the wavelengths of the excitation light. That is, the endoscope system has a plurality of hoods with optical cut filters having different cut wavelengths. Each hood 50 has a different optical cut filter 51, but the other configurations are the same.
  • FIG. 5 is an example of data stored in the storage unit 14 showing the relationship between the light source, the excitation wavelength, and the hood 50.
  • the excitation wavelength of the light source A is 410 nm, and the hood corresponding to this excitation wavelength is the hood a.
  • the excitation wavelength of the light source B is 685 nm, and the hood for this excitation wavelength is the hood b.
  • the "excitation wavelength” means the peak of the excitation wavelength.
  • a plurality of hoods 50 provided with an optical cut filter 51 corresponding to each excitation light are prepared.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams showing the excitation light spectrum and the fluorescence spectrum.
  • ⁇ [nm] indicates the peak wavelength of the excitation light
  • ⁇ [nm] indicates the peak wavelength of fluorescence.
  • FIG. 6A when the wavelength of the excitation light and the fluorescence wavelength are sufficiently separated and do not overlap, a clear fluorescence image can be obtained by using a filter that sufficiently cuts the wavelength band of the excitation light. be able to.
  • the excitation light wavelength peak of the fluorescent substance 5-Aminolevulinic acid (5-ALA) is 410 nm
  • the fluorescence wavelength peak is 635 nm, and the distance between the two is sufficiently large.
  • the cut filter needs to partially cut the fluorescence wavelength as well.
  • the peak of the excitation wavelength of the fluorescent substance IRDye700 is 685 nm
  • the peak of the fluorescence wavelength is 700 nm
  • the range of light cut by the optical cut filter 51 built in the hood covers the wavelength band of the excitation light and the fluorescence wavelength. It extends to the long wavelength side by ⁇ - ⁇ or more from the peak ⁇ of.
  • an optical cut filter 51 that cuts light of 725 nm or less is used.
  • the light incident angle becomes large when the light cut filter 51 is used in which the light cut range extends to the longer wavelength side than the fluorescence wavelength peak ⁇ . This is to appropriately cut the excitation light even around the screen and widen the observation area due to fluorescence.
  • we do not want to cut the light at the peak of the fluorescence wavelength that we want to observe so we use an optical cut filter that does not cut the peak ⁇ of the fluorescence wavelength, but the present inventor keeps the observation area due to fluorescence wide. Focusing on this, a cut filter 51 included in the wavelength range that also cuts the peak ⁇ of the fluorescence wavelength spectrum was used.
  • the image signal processing unit 11 has a function of displaying an image taken by the endoscope 30 on the monitor 12.
  • the image signal processing unit 11 processes the image signal due to the fluorescence excited by the excitation light in addition to the normal image obtained by irradiating the visible light, and displays it on the monitor 12.
  • the image signal processing unit 11 of the present embodiment has a function of changing the display range of an image according to the optical cut filter 51 used.
  • An example of changing the display range of an image is trimming the periphery of the displayed image, or enlarging and displaying the trimmed image so as to fit the monitor.
  • the wavelength of the optical cut filter 51 is devised so that the excitation light does not enter the peripheral portion of the optical cut filter 51, but the excitation light cannot be completely cut and the excitation light is emitted to the peripheral portion of the display image. It is possible that the image will be blurred due to mixing.
  • the endoscope system 1 of the present embodiment can clearly display the observation area by changing the display range of the image according to the optical cut filter 51.
  • the display range may be set automatically or manually.
  • the selection unit 13 has a function of allowing the user to select the wavelength of the excitation light. Specifically, a screen as shown in FIG. 7A is displayed on the touch panel monitor 12, and a light source to be used is selected. As shown in FIG. 7A, the peak of the excitation wavelength of each light source is displayed. Therefore, selecting a light source and selecting an excitation wavelength are substantially the same.
  • the selection unit 13 reads out the information specifying the hood 50 corresponding to the selected wavelength from the storage unit 14, and the hood 50 to be used for the touch panel monitor 12 Output information.
  • FIG. 7B is a screen instructing the hood 50 to be attached. As shown in FIG. 7B, the selected light source and the corresponding hood 50 are displayed. In the example shown in FIG. 7B, the message "Please attach the hood a" is displayed, and the user can know the hood to be attached.
  • the user is instructed on the data of the hood 50 to be used for the excitation wavelength of the light source, so that the hood 50 can be easily selected.
  • a fluorescent agent may be selected instead of the light source, and the endoscope system 1 is used according to the fluorescent agent.
  • Information on the power hood 50 may be output. This is because once the fluorescent agent is determined, the corresponding light source is also determined. In this case, it is necessary to store the correspondence between the fluorescent agent and the hood in the storage unit 14.
  • the determination unit 15 has a function of determining whether or not the correct hood 50 is attached.
  • the tip of the endoscope 30 is inserted into the white reflector 70 as shown in FIG.
  • the white reflector 70 is a member that totally reflects the incident light and outputs it, and has a role of guiding the excitation light output from the tip of the endoscope 30 to the objective lens 41 of the endoscope 30.
  • An integrating sphere may be used instead of the white reflector 70.
  • the excitation light is output from the endoscope 30 and the intensity of the light received through the objective lens 41 is measured.
  • the determination unit 15 determines whether or not the intensity of the incident light satisfies a predetermined criterion.
  • An example of a predetermined criterion is whether or not it is equal to or less than a predetermined threshold.
  • the threshold value may be determined by an absolute value or by an attenuation ratio from the light intensity at the peak of the excitation wavelength.
  • FIG. 9A is an example of a screen for starting the check of wearing the hood 50.
  • the "test start” button is pressed on the screen shown in FIG. 9A, the check is started. If you press the "Back” button, you will return to the previous screen. Above the button is a display area for displaying the captured image.
  • FIG. 9B is an example of a screen showing the check result of wearing the hood 50. If the intensity of the incident light is less than or equal to the specified threshold, the message "The appropriate filter has been selected” is displayed. A dark image with the light cut is displayed in the display area.
  • Example 1 [Experimental conditions and methods] A hood equipped with a short wavelength cut filter with a peak wavelength of 685 nm as excitation light and a short wavelength cut filter with a different cut wavelength range is attached to the cell mass reacted with a fluorescently labeled probe labeled with an antibody specific to tumor cells. A fluorescent image was taken by attaching and detaching to the tip. SIGMA KOKI Co., Ltd.'s long-pass filter LOPF-25C-715C (hereinafter referred to as "the Cut Filter”) was used as the short-wavelength cut filter, and Solab Japan Co., Ltd.'s long-pass filter FELH0700 (hereinafter, "for comparison”) was used for the comparative experiment. "Cut filter”) was used.
  • FIG. 10 is a diagram showing the characteristics of each optical cut filter used in the experiment.
  • FIG. 10 also shows the wavelength characteristics of the fluorescent agent IR-700 used in the experiment.
  • the cut filter cuts light of 725 nm or less with respect to light incident perpendicular to the filter, and has a transmittance of 90% ⁇ at a wavelength of 724 nm and a transmittance of 1% ⁇ at 721 nm.
  • the comparative cut filter cuts light of 708 nm or less with respect to light incident perpendicular to the filter, and has a transmittance of 90% ⁇ at a wavelength of 707 nm and a transmittance of 1% ⁇ at 702 nm. .. Both optical cut filters have a strong light blocking effect for light orthogonal to the filter.
  • FIGS. 11A and 11B are diagrams for explaining the reason why it is considered that the cut filter can obtain a sharp observation image in a wide range.
  • FIG. 11A shows an example using the present cut filter
  • FIG. 11B shows an example using the comparative cut filter.
  • the peak of the excitation wavelength will be described as 685 nm.
  • the performance of the optical cut filter is guaranteed for the light that is incident perpendicular to the filter, and the excitation light is also transmitted in the peripheral portion of the filter 51 (that is, the peripheral portion of the imaging region).
  • the excitation light is much stronger than the fluorescence, and it is difficult to observe the fluorescence when the light up to about ⁇ 10 nm of 685 nm, which is the peak of the excitation wavelength, is incident.
  • the region R1 surrounded by the dotted line in the center is the range in which the light is incident perpendicular to the filter. In this range, light with a wavelength shorter than 725 nm is cut. In the region outside the region R1, the light is obliquely incident on the cut filter, so that the performance of the optical cut filter is not guaranteed.
  • the region R2 is a region capable of cutting light shorter than about 700 nm, and the viewing angle of the region is 60 to 65 °.
  • the outermost region R3 is the viewing angle of the CCD, but in the image of the endoscope, black masking is automatically applied to the periphery, so that the region outside the region R2 is masked and cannot be seen. That is, when the cut filter is used, a clear fluorescent image can be obtained in the entire image of the endoscope in combination with the masking function.
  • the performance of the comparison cut filter is guaranteed in the region R1, so that the excitation light is cut in the region R1 and a clear fluorescent image can be obtained.
  • the region R2 in which the light having a wavelength shorter than 700 nm enters due to the light entering diagonally with respect to the filter is narrow, and the viewing angle is 40 to 45 °. Therefore, it is considered that the excitation light is incident between the masking portion on the outside of the endoscope and the fluorescence observation image is blurred in the peripheral portion of the image of the endoscope.
  • the Cut Filter cuts 700 nm light, which is sufficiently larger than the excitation wavelength, up to a viewing angle of about 60 to 65 °, even for light transmitted by obliquely incident on the filter. Therefore, it is considered that a clear fluorescence observation image can be obtained even in the peripheral portion.
  • submucosal tumors lurking under the mucosa can be diagnosed by molecular imaging technology.
  • submucosal tumors cannot be distinguished from malignant and benign because tumor cells are not collected even if they are biopsied with forceps.
  • GIST gastrointestinal stromal tumor
  • fluorescent substances other than IRDye700 can also be observed by this endoscope system using an excitation light source and a cut filter suitable for each.
  • Example 2 We attempted to observe the fluorescence of talaporfin sodium (Rezaphyrin (registered trademark)) (excitation wavelength peak 664 nm, fluorescence wavelength peak 672 nm) used for PDT (phototherapy) of esophageal cancer, lung cancer, and brain tumor.
  • the cut filter cuts light of 690 nm or less including the fluorescence wavelength peak (672 nm) in order to prevent mixing of the excitation light due to blue shift.
  • Esophageal cancer cells ESCC510 were transplanted into the buttocks of nude mice, and talaporfin sodium was administered from the tail vein when the size became 8 mm.
  • the ICG excitation wavelength 774 nm, fluorescence wavelength 805 nm
  • a cut filter Tokai Optical CF650-800-0215-003 that cuts 819 nm or less. I was able to.
  • excitation light is mixed in the peripheral part of the image of the endoscope (blue shift). ), The peripheral part looks blurry and clear. The fluorescence observation image is narrowed.
  • the present invention is useful as an endoscope system or the like capable of irradiating excitation light.

Abstract

励起光が照射されることにより発せられる蛍光の蛍光波長のピークと、励起光の波長のピークが20nm以内である蛍光薬剤に対して励起光を照射する内視鏡システム（１）であって、励起光を出力する光源装置（２０）と、内視鏡（３０）の鉗子口に挿通され、光源装置（２０）から出力される励起光を伝播させる導光プローブ（６１）と、励起光をカットする光カットフィルタとを備える。光カットフィルタは、励起光が蛍光薬剤に照射されることにより発する蛍光を部分的にカットする短波長カットフィルタである。

Description

内視鏡システム
　本発明は、励起光を照射することができる内視鏡システムに関する。
関連出願への相互参照
　本出願は、２０２０年１２月１４日に出願された特許出願２０２０－２０６８２６号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願のすべての内容が、参照により本明細書に組み入れられる。
　従来から、生体組織に対して特定波長の光を励起光として照射し、その生体組織から発せられる蛍光を観察する内視鏡システムが知られている（特許文献１）。また、病巣部に集積する蛍光薬剤を被検体に投与し、蛍光薬剤に励起光を照射することにより病巣部を観察する内視鏡システムも知られている（特許文献２）。また、最近では、病巣部に集積した蛍光薬剤に対して励起光を照射することで、病巣部を治療する方法も研究されている。
特開２００６－２９６８５８号公報 特開２００７－３０３９９０号公報
　上記したような様々な用途に用いられる蛍光薬剤には複数の種類があり、今後も様々な蛍光薬剤が開発されるので、蛍光薬剤に合わせた励起光を照射する必要がある。しかしながら、それぞれの蛍光薬剤に合わせた内視鏡システムを準備することはコストがかかる。とくに、特定の励起波長光源を備え付けた内視鏡を作製すること、および、受光した光を内視鏡のプロセッサ側でフィルタにかけ、蛍光波長のみを観察できる内視鏡システムを作製することは、コストが高い。
　内視鏡による蛍光観察では、内視鏡先端に光カットフィルタを備えたフードを装着することにより励起光をカットし、蛍光波長を観察する方法が考えられる。しかし、内視鏡先端に光カットフィルタを装着する場合、鮮明な蛍光画像を見るためのフィルタの選択は容易ではなかった。また、蛍光観察を行う際には、励起波長の光をカットする光カットフィルタが用いられるが、蛍光観察画像を鮮明に見るための光カットフィルタの選択は容易ではなかった。
　そこで、本発明は、上記背景に鑑み、簡易な構成で励起波長の異なる励起光を照射することができる内視鏡システムを提供することを目的とする。
　本発明の内視鏡システムは、被検体に投与された蛍光薬剤に対して励起光を照射する内視鏡システムであって、波長の異なる複数の光源の中から選択された一の光源から励起光を出力する光源装置と、内視鏡の鉗子口に挿通され、前記光源装置から出力される励起光を伝播させる導光プローブと、前記内視鏡の対物レンズと対向する光カットフィルタを有すると共に、前記内視鏡の先端に対して着脱可能なフードとを備え、前記フードは、異なる光カットフィルタを持つ複数種類のフードの中から、前記励起光の波長に対応して選択される構成を有する。
　本発明によれば、選択された光源に合わせて内視鏡の先端に装着するフードを取り換えることにより、様々な励起光に対応して、蛍光に基づく観察を適切に行える。
　また、本発明の内視鏡システムは、励起光が照射されることにより発せられる蛍光の蛍光波長のピークと、前記励起光の波長のピークが20nm以内である蛍光薬剤に対して励起光を照射する内視鏡システムであって、励起光を出力する光源装置と、内視鏡の鉗子口に挿通され、前記光源装置から出力される励起光を伝播させる導光プローブと、前記励起光をカットする光カットフィルタとを備え、前記光カットフィルタは、前記励起光が前記蛍光薬剤に照射されることにより発する蛍光を部分的にカットする短波長カットフィルタの構成を有する。
実施の形態の内視鏡システムの構成を示す図である。 内視鏡の外観を示す図である。 複数の光源の中から一の光源を選択する構成の例を示す図である。 複数の光源の中から一の光源を選択する構成の別の例を示す図である。 フードの斜視図である。 フードの側面図、上面図および断面図である。 記憶部に記憶された、光源と励起波長とフードとの関係を示すデータの例である。 光カットフィルタのカット波長を説明するための図であり、励起波長と蛍光波長が十分に離れている場合の例を示す図である。 光カットフィルタのカット波長を説明するための図であり、励起波長と蛍光波長が近接している場合の例を示す図である。 光源を選択させる画面の例を示す図である。 選択すべきフードを表示する画面の例を示す図である。 励起光を対物レンズに案内する手段である白色反射体を示す図である。 フードの装着のチェックを開始させる画面の例である。 フードの装着のチェック結果を示す画面の例である。 実験に用いた光カットフィルタの特性を示す図である。 波長が本件カットフィルタを用いたときの観察領域を説明するための図である。 波長が比較用カットフィルタを用いたときの観察領域を説明するための図である。
　本実施の形態の内視鏡システムは、被検体に投与された蛍光薬剤に対して励起光を照射する内視鏡システムであって、波長の異なる複数の光源の中から選択された一の光源から励起光を出力する光源装置と、内視鏡の鉗子口に挿通され、前記光源装置から出力される励起光を伝播させる導光プローブと、前記内視鏡の対物レンズと対向する光カットフィルタを有すると共に、前記内視鏡の先端に対して着脱可能なフードとを備え、前記フードは、異なる光カットフィルタを持つ複数種類のフードの中から、前記励起光の波長に対応して選択される構成を有する。
　本実施の形態によれば、内視鏡の先端に装着するフードを取り換えることにより、励起波長を変えても、適切に励起光をカットして、蛍光に基づく観察を行える。
　本実施の形態の内視鏡システムにおいて、前記導光プローブの光学繊維束は、複数のいずれの波長の励起光も導光可能な材料で構成されていてもよい。
　この構成により、複数の波長のいずれが選択されても、導光プローブを変えなくてもよいので、利便性が高い。
　本実施の形態の内視鏡システムは、内視鏡で撮影した映像をモニタに表示する画像信号処理部を備え、前記画像信号処理部は、前記光カットフィルタに応じて映像の表示範囲を変更してもよい。
　光カットフィルタに斜めに入る光は光カットフィルタの性能が保証されず、表示画像の辺縁部位に励起光が混入して画像がぼやける場合があるが、本実施の形態によれば、光カットフィルタに応じて映像の表示範囲を変更することで、観察領域を鮮明に表示することができる。
　本実施の形態の内視鏡システムは、励起光の波長とそれに対応するフードを特定する情報を記憶した記憶部と、ユーザに励起光の波長を選択させる選択部と、前記選択部にて選択された波長に対応するフードを特定する情報を前記記憶部から読み出し、ユーザに対して出力する出力部とを備えてもよい。
　この構成により、励起光の波長を選択すればそれに対応するフードの情報が出力されるので、ユーザは、励起光に適したフードの選択を容易に行える。
　本実施の形態の内視鏡システムは、前記内視鏡の先端から出力される励起光を前記内視鏡の対物レンズに案内する手段によって入力された光の強度が所定の基準を満たすか否か判定し、前記所定の基準を満たすと判定された場合に、前記フードが正しく装着されていると判定する判定部を備えてもよい。
　励起光は光カットフィルタによってカットされるので、正しい光カットフィルが装着されていれば、光強度が著しく小さくなる。フードに設けられた光カットフィルタが励起光の励起波長と合っていない場合には、励起光はカットされない。本実施の形態の構成によれば、励起光の光強度が所定の閾値以下、あるいは、元の強度の所定の割合以下であるといった所定の基準を満たす場合には、フードが内視鏡に正しく装着されていると判定でき、所定の基準を満たさない場合には、フードが異なっていると判定できる。この構成により、内視鏡の使用に際して、適切なフードの選択を支援できる。
　本実施の形態の内視鏡システムにおいて、前記複数種類のフードのそれぞれが有する前記光カットフィルタは、前記励起光の波長帯を十分にカットするフィルタである。励起光の波長帯（または波長帯のピーク）と発色する蛍光の波長帯（または波長帯のピーク）が所定の基準以上離れている（オーバーラップしていない）場合には、励起光の波長帯（または波長帯のピーク）を十分にカットするフィルタを用いる。
　励起光波長ピークと蛍光波長ピークの所定の基準（例えば、20nm）より近接している場合には、光カットフィルタは、蛍光波長をも部分的にカットする短波長カットフィルタ、あるいは、蛍光波長のピークをカットする短波長カットフィルタであってもよい。例えば、短波長カットフィルタは、励起光の波長のピークよりも26nm以上長波長側までの範囲の光をカットしてもよい。さらに、短波長側のみならず、蛍光波長領域の長波長側をも同時にカットするバンドパス型フィルタであっても良い。これにより、蛍光波長のみを観察することができる。
　光カットフィルタは、基本的に垂直に入射される光に対して特定波長の光をカットする性能を保証している。短波長カットフィルタは、光の入射角が大きくなるに従い、光をカットする波長が短波長側にずれる。本実施の形態によれば、光の入射角が大きくなる画面周辺においても励起波長の光をカットできるので、蛍光による観察領域を広く保つことができる。
　ここで励起波長ピークと蛍光波長ピークが近接しているかどうかの基準としては、励起波長と蛍光波長のピークどうしの距離を用いてもよいし、励起波長と蛍光波長のスペクトルを用いてもよい。例えば、励起波長のピークと蛍光波長のピークが20nm以内の場合には近接していると判断することができる。別の例として、励起波長の波長帯のうち光強度がピークの半分以上である波長帯（スペクトル半値幅）と、蛍光波長の波長帯のうち光強度がピークの半分以上である波長帯（スペクトル半値幅）とが重なっているかどうかに基づき、重なっているときには近接していると判断してもよい。
　以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
　図１は、実施の形態の内視鏡システム１の構成を示す図である。内視鏡システム１は、被検体の体内に挿入される内視鏡３０と、内視鏡３０で撮影された映像を表示等する本体部１０とを備えている。内視鏡システム１は、通常の内視鏡システムと同様に、可視光を用いて体内の観察を行う機能を有する。
　また、内視鏡システム１は、内視鏡３０の鉗子口を通じて被検体の体内に蛍光を照射する光源装置２０を備えている。光源装置２０によって蛍光を照射する際には、あらかじめ被検体に蛍光薬剤を投与しておく。蛍光薬剤は病巣部に集積する薬剤であり、所定波長の励起光が照射されることで蛍光を発する。内視鏡システム１は、蛍光薬剤から出力される蛍光を観察することにより、可視光では判別しづらい病巣部も適切に観察できる。すなわち、可視光を用いた観察と蛍光を用いた観察の両者を行うことにより、精度の高い診断(質的診断)を行うことが可能になる。
　なお、内視鏡システム１は、蛍光薬剤に対して励起光を照射して蛍光薬剤の温度を高めることで、病巣部を破壊する用途にも用いることができる。
　図２は、内視鏡３０の外観を示す図である。内視鏡３０は、体腔内に挿入されるために細長く形成されている体腔内挿入部３１と、その体腔内挿入部３１の先端部分を湾曲操作するためのアングルノブ３２と、二つのスイッチ３３，３４等が設けられた操作部３５と、操作部３５と本体部１０とを接続するためのライトガイド可撓管３６と、ライトガイド可撓管３６の基端に設けられたコネクタ３７とを備えている。コネクタ３７には、信号ケーブル３８が接続される。
　また、体腔内挿入部３１には、種々の鉗子類を挿通して、その先端を体腔内挿入部３１の先端面から突出させるための鉗子チャンネルが形成されている。この鉗子チャンネルの基端は、操作部３５の側面から突出している鉗子口３９である。本実施の形態の内視鏡システム１では、鉗子口３９に導光プローブ６１を挿入する。図１に示すように、導光プローブ６１は光源装置２０と接続されており、導光プローブ６１を通じて、蛍光薬剤を励起するための励起光を入力する。
　本体部１０は、内視鏡３０で撮影され、伝送された画像信号を処理する画像信号処理部１１と、画像信号処理部１１にて処理された画像信号に基づいて画像を表示するタッチパネルモニタ１２とを有している。タッチパネルモニタ１２は、ユーザとのインターフェース部分を構成し、ユーザから各種の指示を受け付ける機能を有する。本体部１０は、さらに選択部１３と記憶部１４と判定部１５とを備えているが、これらの機能については後述する。なお、本体部１０の中には、もともと可視光用の光源が備付けられており、蛍光観察を行わないときには、可視光観察を行うことができる。
　光源装置２０は、波長の異なる複数の光源を有し、複数の光源の中から選択された一の光源から励起光を出力する機能を有する。光源装置２０には、導光プローブ６１が接続されている。導光プローブ６１は、光源装置２０に対して着脱可能であってもよい。導光プローブ６１は、内視鏡３０の鉗子口３９から挿入され、内視鏡３０の先端面から突出される。導光プローブ６１を通じて、光源装置２０から出力される励起光を内視鏡３０の先端に伝播する。導光プローブ６１の先端には、コリメータ６２が装着されており、導光プローブ６１から出力される光の光路を収束させ、所定方向に励起光を照射する。
　図３Ａ及び図３Ｂは、複数の光源の中から一の光源を選択する構成の例を示す図である。図３Ａに示す例は、複数の光源のそれぞれに対して、導光プローブ６１とコリメータ６２をセットにしておき、所望の光源を選択する構成である。この例では、コリメータ６２は鉗子チャンネルを通過するサイズである。コリメータ６２が鉗子チャンネルを通過するので、光源を選択する際に、導光プローブ６１とコリメータ６２をセットにしたまま取り替えて用いることができる。
　図３Ｂに示す例では、光学繊維束が複数のいずれの波長の励起光も導光可能な材料で構成された導光プローブ（例えば、マルチモードファイバ）６１を用いる。この導光プローブ６１と複数の光源からの接続用プローブ６３とをＦＣ／ＰＣコネクタ６４によって切り替え可能に接続する。この構成によれば、コネクタ６４で切替えを行うだけで、所望の励起光を選択できる。なお、この場合には、導光プローブ６１の先端に、選択した光源に対応するコリメータ６２を取り付ける必要がある。
　次に、本実施の形態で用いられるフード５０について説明する。図１に示すように、内視鏡３０の先端部にはフード５０が取り付けられている。図４Ａは、内視鏡３０の先端部３１ａと先端部３１ａに取り付けられるフード５０の斜視図、図４Ｂはフード５０の側面図、上面図および断面図である。内視鏡３０の先端面には、対物レンズ４１と、体内を照らす照射光を通過させる照射窓４２ａ，４２ｂと、洗浄ノズル４３と、鉗子口チャンネルの端部４４とを有している。
　フード５０は、励起光をカットする光カットフィルタ５１を有している。本実施の形態では、光カットフィルタ５１は、特定波長以下の光をカットする短波長カットフィルタである。フード５０は、光カットフィルタ５１が内視鏡３０の対物レンズ４１に対向する向きで、内視鏡３０に装着される。光カットフィルタ５１と対物レンズ４１との位置合わせはユーザが目視で行うが、この位置合わせが容易になるように内視鏡３０の先端とフード５０のそれぞれに位置合わせ用のマークを付けておいてもよい。
　また、フード５０は、照射窓４２ａ，４２ｂに対向する位置に照射窓５２ａ，５２ｂ、洗浄ノズル４３に対向する位置に開口５３を有している。本実施の形態で用いられるフード５０は１種類ではなく、励起光の波長にそれぞれ対応する複数のフード５０を有する。すなわち、内視鏡システムは、カット波長の異なる光カットフィルタを備えた複数のフードを有している。それぞれのフード５０は光カットフィルタ５１が異なるが、その他の構成は同じである。
　図５は、記憶部１４に記憶された、光源と励起波長とフード５０との関係を示すデータの例である。図５に示すように、光源Ａの励起波長は410nmであり、この励起波長に対応するフードはフードａである。光源Ｂの励起波長は685nmであり、この励起波長に対するフードはフードｂである。この図において、「励起波長」は、励起波長のピークを意味している。図５に示すように、本実施の形態では、それぞれの励起光に対応する光カットフィルタ５１を備えた複数のフード５０が用意されている。
　図６Ａ及び図６Ｂは、励起光スペクトルと蛍光スペトラムを示す図である。図６Ａ及び図６Ｂにおいて、α［nm］は励起光のピーク波長を示し、β［nm］は蛍光のピーク波長を示す。図６Ａに示すように、励起光の波長と蛍光波長が十分離れていてオーバーラップしていない場合には、励起光の波長帯を十分にカットするフィルタを用いることで、鮮明な蛍光画像を得ることができる。例えば、蛍光物質5-Amino levulinic acid (5-ALA)の励起光波長ピークは410 nm、蛍光波長ピークは635 nmであり、両者の距離は十分に離れている。このような場合、励起光のピーク波長より十分に長波長側である波長、例えば440 nm以下の光をカットするフィルタを用いれば、蛍光波長のみを十分に受光して約75°の視野角で鮮明な画像を得ることができる。
　一方、図６Ｂに示すように、励起波長のピークαと蛍光波長のピークβ（β＞α）の距離が短い場合、カットフィルタは蛍光波長をも部分的にカットする必要がある。例えば、蛍光物質IRDye700の励起波長のピークは685nm、蛍光波長のピークは700nmであり、フード内蔵の光カットフィルタ５１がカットする光の範囲は、励起光の波長帯をカバーし、かつ、蛍光波長のピークβよりもβ－α以上長波長側にまで及んでいる。具体的には、励起波長のピークが685nm、蛍光波長のピークが700nmであるとき、例えば725nm以下の光をカットする光カットフィルタ５１を用いる。
　励起波長ピークと蛍光波長ピークの距離が短い場合、光をカットする範囲が蛍光波長のピークβよりも長波長側にまで及ぶ光カットフィルタ５１を用いているのは、光の入射角が大きくなる画面周辺においても励起光を適切にカットし、蛍光による観察領域を広くするためである。本来であれば、観察を行いたい蛍光波長のピークの光をカットしたくはないので、蛍光波長のピークβをカットしない光カットフィルタを用いるが、本発明者は、蛍光による観察領域を広く保つことに着目して、蛍光波長スペクトルのピークβをもカットする波長範囲に含むカットフィルタ５１を用いた。
　次に、本体部１０について説明する。画像信号処理部１１は、内視鏡３０で撮影した映像をモニタ１２に表示する機能を有する。画像信号処理部１１は、可視光を照射して得られる通常の画像に加え、励起光によって励起された蛍光による画像信号を処理してモニタ１２に表示する。本実施の形態の画像信号処理部１１は、用いている光カットフィルタ５１に応じて、映像の表示範囲を変更する機能を有している。映像の表示範囲の変更の例としては、表示画像の周辺をトリミングすること、あるいは、トリミングした映像をモニタに合うように拡大して表示することである。
　本実施の形態では、光カットフィルタ５１の周辺部に励起光が入らないように光カットフィルタ５１の波長を工夫しているが、それでもカットしきれずに、表示画像の辺縁部位に励起光が混入して画像がぼやけることも考えられる。本実施の形態の内視鏡システム１は、光カットフィルタ５１に応じて映像の表示範囲を変更することで、観察領域を鮮明に表示することができる。なお、この表示範囲の設定は、自動で行ってもよいし、手動で行ってもよい。
　選択部１３は、ユーザに励起光の波長を選択させる機能を有する。具体的には、図７Ａに示すような画面をタッチパネルモニタ１２に表示して、用いる光源を選択させる。図７Ａに示すように、各光源の励起波長のピークが表示されている。よって、光源を選択することと励起波長を選択することは実質的に同じである。タッチパネルモニタ１２への入力により、光源が選択されると、選択部１３は、選択された波長に対応するフード５０を特定する情報を記憶部１４から読み出し、タッチパネルモニタ１２に使用すべきフード５０の情報を出力する。
　図７Ｂは、装着すべきフード５０を指示する画面である。図７Ｂに示すように、選択された光源とそれに対応するフード５０が表示される。図７Ｂに示す例では、「フードａを装着してください」というメッセージが表示され、ユーザは装着すべきフードを知ることができる。
　以上の構成により、ユーザは、光源の励起波長に対して使用すべきフード５０のデータを指示されるので、容易にフード５０を選択できる。なお、ここでは、励起波長のピークを表示して光源を選択させる例を挙げたが、光源に代えて蛍光薬剤を選択させることとしてもよく、内視鏡システム１は蛍光薬剤に応じて使用すべきフード５０の情報を出力してもよい。蛍光薬剤が決まればそれに対応する光源も決まるからである。この場合、記憶部１４に蛍光薬剤とフードとの対応関係を記憶しておく必要がある。
　判定部１５は、正しいフード５０が装着されているか否かを判定する機能を有する。フード５０のチェックを行う場合には、図８に示すように、内視鏡３０の先端を白色反射体７０に挿入する。白色反射体７０は、入射された光を全反射して出力する部材であり、内視鏡３０の先端から出力される励起光を内視鏡３０の対物レンズ４１に案内する役割を持つ。なお、白色反射体７０に代えて積分球を用いてもよい。
　この状態で、内視鏡３０から励起光を出力し、対物レンズ４１を通じて受光した光の強度を測定する。判定部１５は、入射された光の強度が所定の基準を満たすか否かを判定する。所定の基準の一例は、所定の閾値以下であるか否かである。閾値は、絶対値で定めてもよいし、励起波長のピークでの光強度からの減衰割合で定めてもよい。入射光の強度が所定の閾値以下の場合には、光カットフィルタ５１によって励起光が適切にカットされているから、光カットフィルタ５１（すなわちフード５０）が正しく装着されていると判定される。
　図９Ａは、フード５０の装着のチェックを開始させる画面の例である。図９Ａに示す画面において、「テスト開始」ボタンを押すと、チェックが開始される。「戻る」ボタンを押した場合は、前画面に戻る。なお、ボタンの上には、撮影された画像を表示する表示領域である。
　図９Ｂは、フード５０の装着のチェック結果を示す画面の例である。入射光の強度が所定の閾値以下の場合には、「適切なフィルタが選択されています」というメッセージが表示される。表示領域には、光がカットされた暗い画像が映っている。このように判定部１５によりフード５０の装着のチェックを行うことで、フード５０を付け間違えて内視鏡３０での観察を開始してしまうという不都合を防止できる。
　ここで、IRDye700のように励起光の波長ピークと蛍光波長ピークが近い場合に、光カットフィルタの違いによって蛍光観察画像がどのように変化するかを実験した実施例について説明する。
（実施例１）
［実験条件及び実験方法］
　腫瘍細胞に特異的な抗体を標識した蛍光標識プローブを反応させた細胞塊に、ピーク波長685nmの光を励起光とし、カットする波長範囲の異なる短波長カットフィルタを備えたフードを内視鏡の先端に着脱して、蛍光画像の撮影を行った。短波長カットフィルタとして、シグマ光機株式会社のロングパスフィルタLOPF-25C-715C（以下、「本件カットフィルタ」という）を用い、比較実験にはソーラボジャパン株式会社のロングパスフィルタFELH0700（以下、「比較用カットフィルタ」という）を用いた。
　図１０は、実験に用いたそれぞれの光カットフィルタの特性を示す図である。図１０には、実験に用いた蛍光薬剤IR-700の波長特性も示している。本件カットフィルタは、フィルタに対して垂直に入射する光に対して、725nm以下の光をカットし、波長が724nmにおいて透過率が90%＜となり、721nmにおいて透過率1%＜となる。一方、比較用カットフィルタは、フィルタに対して垂直に入射する光に対して、708nm以下の光をカットし、波長が707nmにおいて透過率が90%＜となり、702nmにおいて透過率1%＜となる。いずれの光カットフィルタも、フィルタに直交する光に対しては強い光のブロック効果がある。
［実験結果］
　比較用カットフィルタの使用時には、励起光の混入しない画像領域は視野角40～45°で観察された。しかし、本件カットフィルタを使用すると、同領域は視野角60～65°に拡大した。光強度は比較用カットフィルタの場合に比べて弱いが蛍光観察を行うのに支障はなかった。
　図１１Ａ及び図１１Ｂは、本件カットフィルタにより広範囲でシャープな観察画像が得られると考えられる理由を説明するための図である。図１１Ａは、本件カットフィルタを用いた例、図１１Ｂは、比較用カットフィルタを用いた例を示す。ここでは、励起波長のピークを685nmであるとして説明する。
　光カットフィルタの性能が保証されているのはフィルタに対して垂直に入射される光であり、フィルタ５１の周辺部（つまり撮像領域の周辺部）では、励起光も透過してしまう。励起光は蛍光に比べて非常に強く、励起波長のピークである685nmの±10nmのぐらいまでの光が入射すると蛍光を観察することが困難である。
　図１１Ａにおいて、中央の点線で囲んだ領域Ｒ１は、光がフィルタに対して垂直に入射する範囲である。この範囲では、725nmより波長の短い光はカットされる。領域Ｒ１の外側の領域では、本件カットフィルタに対して光が斜めに入射するため、光カットフィルタの性能が保証されない。領域Ｒ２は約700nmより短い光をカットできる領域であり、領域の視野角は60～65°である。なお、最も外側の領域Ｒ３はＣＣＤの視野角であるが、内視鏡の映像では周辺に自動的に黒いマスキングがされるため、領域Ｒ２より外側の領域はマスキングされて見えない。すなわち、本件カットフィルタを用いると、マスキングの機能と相俟って、内視鏡の映像の全体において鮮明な蛍光画像を得られる。
　比較用フィルタの場合には、図１１Ｂに示すように、領域Ｒ１においては比較用カットフィルタの性能が保証されるので、領域Ｒ１内では励起光がカットされて鮮明が蛍光画像を得られる。しかし、比較用フィルタの場合には、フィルタに対して光が斜めに入ることにより、700nmより短い波長の光が入ってしまう領域Ｒ２が狭く、視野角は４０～４５°である。このため、内視鏡の外側のマスキング部分との間に、励起光が入射してしまい、内視鏡の映像の周辺部において蛍光観察画像がぼやけてしまうと考えられる。
　以上のように、本件カットフィルタは、フィルタに対して斜めに入射することによって透過してしまう光に対しても、視野角60～65°程度までは励起波長よりも十分大きい700nmの光をカットするので、周辺部においても鮮明な蛍光観察画像が得られると考えられる。
　本蛍光内視鏡システムを用いれば、粘膜の下に潜む粘膜下腫瘍を分子イメージング技術で診断することができる。通常、粘膜下腫瘍は、鉗子で生検しても腫瘍細胞は採取されないため、悪性と良性の判別を行うことができない。しかし、例えば、代表的な悪性の粘膜下腫瘍である消化管間質腫瘍(GIST)に特異的に発現するc-KITなどに対する蛍光標識抗体を投与すれば、本システムにより容易にGISTと診断することが可能となる。同様に、IRDye700以外の蛍光物質も各々に適した励起用光源とカットフィルタを用いて本内視鏡システムにより観察することができる。
（実施例２）
　食道癌、肺癌、脳腫瘍のPDT(光治療)に用いられるタラポルフィンナトリウム（レザフィリン（登録商標））（励起波長ピーク664nm,蛍光波長ピーク672nm）の蛍光観察を試みた。カットフィルタは、励起光のブルーシフトによる混入を防ぐために、蛍光波長ピーク(672nm)を含めた690nm以下の光をカットするものである。ヌードマウス臀部に食道癌細胞(ESCC510)を移植し、大きさ8mmになったところでタラポルフィンナトリウムを尾静脈より投与、４時間後に664nmの励起光を照射し、カットフィルタ(東海光学 CF650-675-0215-003)を用いて内視鏡で観察したところ、腫瘍に一致してシャープな赤色蛍光を広い視野で観察することができた。一方、679nm以下の光をカットするカットフィルタ(東海光学 CF650-665-0215-003)を用いて内視鏡で観察したところ、内視鏡の映像の周辺部には励起光が混入し(ブルーシフト)、鮮明に見える蛍光観察画像は狭小化した。
（実施例３）
　同様に、ICG (励起波長774nm、蛍光波長805nm)を785nmで励起して、819nm以下をカットするカットフィルタ(東海光学　CF650-800-0215-003)を用いて本内視鏡システムにより蛍光観察することができた。一方、799nm以下の光をカットするカットフィルタ(東海光学　CF650-800-0215-003)を用いて内視鏡で観察したところ、内視鏡の映像の周辺部に励起光が混入し(ブルーシフト)、周辺部はぼやけて鮮明に見える蛍光観察画像は狭小化した。
　実施例１～３及びそれぞれの比較例の実験結果をまとめると次のようになる。この様に、本内視鏡システムは種々の波長の蛍光物質を観察することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明は、励起光を照射することができる内視鏡システム等として有用である。

 

Claims (10)

  1. 　励起光が照射されることにより発せられる蛍光の蛍光波長のピークと、前記励起光の波長のピークが20nm以内である蛍光薬剤に対して励起光を照射する内視鏡システムであって、
    　励起光を出力する光源装置と、
    　内視鏡の鉗子口に挿通され、前記光源装置から出力される励起光を伝播させる導光プローブと、
    　前記励起光をカットする光カットフィルタと、
    　を備え、
    　前記光カットフィルタは、前記励起光が前記蛍光薬剤に照射されることにより発する蛍光を部分的にカットする短波長カットフィルタである内視鏡システム。
  2. 　前記光カットフィルタは、前記蛍光波長のピークをカットする請求項１に記載の内視鏡システム。
  3. 　前記光カットフィルタは、前記励起光の波長のピークよりも26nm以上長波長側までの範囲の光をカットする請求項１または２に記載の内視鏡システム。
  4. 　蛍光波長の波長ピークが700nmの蛍光薬剤に対して、波長ピークが685nmの励起光を照射する内視鏡システムであって、
    　励起光を出力する光源装置と、
    　内視鏡の鉗子口に挿通され、前記光源装置から出力される励起光を伝播させる導光プローブと、
    　前記内視鏡の対物レンズと対向するフードであって、725nm以下の波長の光をカットする光カットフィルタを有するフードと、
    　を備える内視鏡システム。
  5. 　被検体に投与された蛍光薬剤に対して励起光を照射する内視鏡システムであって、
    　波長の異なる複数の光源の中から選択された一の光源から励起光を出力する光源装置と、
    　内視鏡の鉗子口に挿通され、前記光源装置から出力される励起光を伝播させる導光プローブと、
    　前記内視鏡の対物レンズと対向する光カットフィルタを有すると共に、前記内視鏡の先端に対して着脱可能なフードと、
    　を備え、
    　前記フードは、異なる光カットフィルタを持つ複数種類のフードの中から、前記励起光の波長に対応して選択される内視鏡システム。
  6. 　前記導光プローブの光学繊維束は、複数のいずれの波長の励起光も導光可能な材料で構成されている請求項５に記載の内視鏡システム。
  7. 　内視鏡で撮影した映像をモニタに表示する画像信号処理部を備え、
    　前記画像信号処理部は、前記光カットフィルタに応じて映像の表示範囲を変更する請求項５または６に記載の内視鏡システム。
  8. 　励起光の波長とそれに対応するフードを特定する情報を記憶した記憶部と、
    　ユーザに励起光の波長を選択させる選択部と、
    　前記選択部にて選択された波長に対応するフードを特定する情報を前記記憶部から読み出し、ユーザに対して出力する出力部と、
    　を備える請求項５から７のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
  9. 　前記内視鏡の先端から出力される励起光を前記内視鏡の対物レンズに案内する手段によって入力された光の強度が所定の基準を満たすか否か判定し、前記所定の基準を満たすと判定された場合に、前記フードが正しく装着されていると判定する判定部を備える請求項５から８のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
  10. 　前記複数種類のフードのそれぞれが有する前記光カットフィルタは、対応する励起光の波長をカットする光カットフィルタであって、
    　対応する励起光の波長と励起により出力される蛍光の波長とが所定の基準よりも近接している場合には、前記励起光の波長帯のみならず、前記蛍光をも部分的にカットする短波長カットフィルタである請求項５から９のいずれか１項に記載の内視鏡システム。

     
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11244220A (ja) * 1998-03-03 1999-09-14 Fuji Photo Film Co Ltd 蛍光内視鏡
JP2000189527A (ja) * 1998-12-28 2000-07-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd レ―ザ診断・治療方法及び装置
JP2012010962A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Fujifilm Corp 励起光の光源装置および電子内視鏡システム
WO2016151888A1 (ja) * 2015-03-26 2016-09-29 オリンパス株式会社 画像処理装置
JP2017526899A (ja) * 2014-06-05 2017-09-14 ウニベルジテート ハイデルベルク マルチスペクトルイメージングのための方法及び手段
WO2019163761A1 (ja) * 2018-02-21 2019-08-29 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 測距システム、及び、受光モジュール、並びに、バンドパスフィルタの製造方法
WO2019176253A1 (ja) * 2018-03-15 2019-09-19 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療用観察システム
WO2020067385A1 (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 パナソニックｉ－ＰＲＯセンシングソリューションズ株式会社 内視鏡

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11244220A (ja) * 1998-03-03 1999-09-14 Fuji Photo Film Co Ltd 蛍光内視鏡
JP2000189527A (ja) * 1998-12-28 2000-07-11 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd レ―ザ診断・治療方法及び装置
JP2012010962A (ja) * 2010-06-30 2012-01-19 Fujifilm Corp 励起光の光源装置および電子内視鏡システム
JP2017526899A (ja) * 2014-06-05 2017-09-14 ウニベルジテート ハイデルベルク マルチスペクトルイメージングのための方法及び手段
WO2016151888A1 (ja) * 2015-03-26 2016-09-29 オリンパス株式会社 画像処理装置
WO2019163761A1 (ja) * 2018-02-21 2019-08-29 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 測距システム、及び、受光モジュール、並びに、バンドパスフィルタの製造方法
WO2019176253A1 (ja) * 2018-03-15 2019-09-19 ソニー・オリンパスメディカルソリューションズ株式会社 医療用観察システム
WO2020067385A1 (ja) * 2018-09-28 2020-04-02 パナソニックｉ－ＰＲＯセンシングソリューションズ株式会社 内視鏡

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