JP2005312830A - Endoscope imaging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に、励起光を照射して蛍光観察を行う内視鏡撮像システムに関する。 The present invention particularly relates to an endoscope imaging system that performs fluorescence observation by irradiating excitation light.
従来より、内視鏡撮像システムとしては、可視光を用いた通常の内視鏡観察に加え、励起光を照射して蛍光観察を行うものがある。こうした、蛍光観察の中には、PDD(Photodynamic Diagnosis)と呼ばれ、腫瘍親和性のある光感受性物質を予め腫瘍部分に吸収させておき、励起光を照射して腫瘍を蛍光させて診断する方法がある。 2. Description of the Related Art Conventionally, endoscope imaging systems include those that perform fluorescence observation by irradiating excitation light in addition to normal endoscopic observation using visible light. Among such fluorescence observations, a method called PDD (Photodynamic Diagnosis), in which a tumor-sensitive photosensitizer is absorbed in advance in the tumor portion and irradiated with excitation light to diagnose the tumor by fluorescence. There is.
一般に、PDDにおいては、青色の励起光を照射すると赤く蛍光するが、蛍光は励起光に比べ微弱なため、蛍光画像を得て観察するためには、受光側で励起光をカットする必要がある。但し、励起光を完全にカットすると、蛍光部以外の生体状態が見えなくなってしまう。 In general, PDD fluoresces red when irradiated with blue excitation light. However, since fluorescence is weaker than excitation light, it is necessary to cut the excitation light on the light receiving side in order to obtain and observe a fluorescence image. . However, if the excitation light is completely cut off, the biological state other than the fluorescent part becomes invisible.
そのため、受光側では、蛍光とのバランスをとりながら、一定レベルの励起光を透過させる必要がある。しかし、光源に設けられた励起光を透過させる青色バンドパスフィルタは、出射光の波長のばらつきが多いため、励起光の透過量を一定にするのが難しいという問題がある。 Therefore, on the light receiving side, it is necessary to transmit a certain level of excitation light while balancing with fluorescence. However, the blue bandpass filter that transmits the excitation light provided in the light source has a problem that it is difficult to make the transmission amount of the excitation light constant because there are many variations in the wavelength of the emitted light.
そこで、例えば、ドイツ特許第19902184号公報に開示されるように、光源装置の青色バンドパスフィルタの角度を調整することで、出射光の波長を一定にするということが行われている。
しかしながら、上述の特許文献1に開示される内視鏡撮像システムでは、各光源毎に青色バンドパスフィルタの角度調整を行わなければならず、この調整には熟練を要し、且つ、時間がかかるため、このような調整は省略することが求められている。 However, in the endoscope imaging system disclosed in Patent Document 1 described above, it is necessary to adjust the angle of the blue bandpass filter for each light source. This adjustment requires skill and takes time. Therefore, it is required to omit such adjustment.
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、光源の青色バンドパスフィルタの角度調整を行うことなく、蛍光部、及び、蛍光部以外の生体も適切な明るさで観察することが可能な内視鏡撮像システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to observe a fluorescent part and a living body other than the fluorescent part with appropriate brightness without adjusting the angle of the blue bandpass filter of the light source. An object of the present invention is to provide an endoscope imaging system.
本発明は、少なくとも青色励起光を含む可視光波長の光を照射自在な照明手段と、青色励起光を透過すると共に予め設定する範囲の低透過帯域を有する上記照明手段に設けた青色バンドパスフィルタと、上記照明手段からの青色励起光を照射して被写体の反射光を受光する内視鏡と、青色励起光の殆どをカットすると共に上記青色バンドパスフィルタの上記低透過帯域により透過した光を透過自在な上記内視鏡に設けたカットフィルタと、上記内視鏡による被写体像を撮像する撮像手段と、上記撮像手段からの撮像信号を処理して映像化する画像処理手段とを備えたことを特徴としている。 The present invention provides an illuminating means capable of irradiating light having a visible light wavelength including at least blue excitation light, and a blue bandpass filter provided in the illuminating means that transmits blue excitation light and has a low transmission band in a preset range. An endoscope that emits blue excitation light from the illuminating means and receives reflected light from the subject; and light that has been cut by the low transmission band of the blue bandpass filter while cutting most of the blue excitation light. A cut filter provided in the transmissive endoscope; an imaging unit that captures a subject image by the endoscope; and an image processing unit that processes an imaging signal from the imaging unit and visualizes the image. It is characterized by.
本発明による内視鏡撮像システムは、光源の青色バンドパスフィルタの角度調整を行うことなく、蛍光部、及び、蛍光部以外の生体も適切な明るさで観察することが可能となる。 The endoscope imaging system according to the present invention can observe the fluorescent part and a living body other than the fluorescent part with appropriate brightness without adjusting the angle of the blue bandpass filter of the light source.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1及び図2は本発明の実施の第1形態を示し、図1は内視鏡撮像システムの概略構成図、図2は光源装置の青色バンドパスフィルタと内視鏡のPDDフィルタの分光透過特性図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an endoscope imaging system, and FIG. 2 is a spectral transmission of a blue bandpass filter of a light source device and a PDD filter of an endoscope. FIG.
図1において、符号1は内視鏡撮像システムを示し、この内視鏡撮像システム1は、複数のフィルタを備え紫外光領域から可視光領域までの波長の照明光を照射可能な照明手段としての光源装置2と、照明光を被写体に導き且つ被写体像を取り込むことにより被写体像を観察するために体腔内に挿入される内視鏡の一例としてのPDD内視鏡3と、光源装置2からの照明光をPDD内視鏡3に伝送するライトガイド4と、PDD内視鏡3の接眼部に着脱自在に接続されるCCD5を備えた単板カメラヘッド6と、単板カメラヘッド6内のCCD5からの撮像信号を処理して標準的な映像信号に変換するカメラコントロールユニット(以下、CCU)7と、CCU7から出力された映像信号を表示するモニタ8とから主要に構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an endoscope imaging system. The endoscope imaging system 1 includes a plurality of filters as illumination means that can irradiate illumination light having a wavelength from an ultraviolet light region to a visible light region. A light source device 2, a
光源装置2は、光を放射するキセノンランプ等のランプ10と、ランプ10の照明光路上に設けられ、PDD励起波長を透過し角度が固定された青色バンドパスフィルタ11と、照明光を集光するための集光レンズ12等を備えている。ここで、青色バンドパスフィルタ11の分光透過特性は後述する。
The light source device 2 condenses illumination light, a
PDD内視鏡3は、光源装置2からの照明光を先端部15まで伝送するライトガイドファイバ16と、先端部15に設けた照明レンズ17と、被写体からの像を伝送する為の対物レンズ18と、対物レンズ18で集光した像を伝送する光ファイバケーブルの束からなるイメージカイド19と、イメージカイド19の端末に設けられたカットフィルタとしてのPDDフィルタ20等を備えて主要に構成されている。ここで、PDDフィルタ20の分光透過特性は後述する。
The
単板カメラヘッド6は、撮像手段として設けられているもので、結像レンズ22と、IRカットフィルタ23と、前述した撮像素子としてのCCD5とを備えて主要に構成されている。そして、PDD内視鏡3から伝達された被写体像は、結像レンズ22で結像し、IRカットフィルタ23を介してCCD5に供給され、CCD5からの撮像信号はCCU7に送られ映像化される。
The single
すなわち、CCU7は、単板カメラヘッド6からの撮像信号を処理して映像化する画像処理手段として設けられており、単板カメラヘッド6からの撮像信号を画像処理して映像信号としてモニタ8に出力し、映像を表示させる。
That is, the CCU 7 is provided as an image processing means for processing and imaging the image pickup signal from the single
次に、光源装置2に内蔵された青色バンドパスフィルタ11とPDD内視鏡3に内蔵されたPDDフィルタ20の分光透過特性を、図2により説明する。尚、ここでは、理解しやすいように、従来の青色バンドパスフィルタとPDDフィルタの分光透過特性を図4に示し、この従来の分光透過特性と比較しながら説明する。
Next, the spectral transmission characteristics of the blue bandpass filter 11 built in the light source device 2 and the
すなわち、図4に示すように、従来の青色バンドパスフィルタの分光透過特性は、主に青色波長を制限して透過させている。また、従来のPDDフィルタの分光透過特性は、光源の青色バンドパスフィルタと多少重畳するように青色〜赤色波長の光を透過している。 That is, as shown in FIG. 4, the spectral transmission characteristics of the conventional blue bandpass filter are mainly transmitted by limiting the blue wavelength. Further, the spectral transmission characteristic of the conventional PDD filter transmits light of blue to red wavelength so as to slightly overlap with the blue bandpass filter of the light source.
従って、このようなフィルタを用いた従来の内視鏡撮像システムでは、光源の青色バンドパスフィルタから、PDDの光感受性物質に励起光を照射すると、赤色に蛍光すると共に、PDD内視鏡のPDDフィルタとの重畳部が蛍光部以外の生体を照らす照明光になる。ここでは、照明光は、光量が大きいと微弱な蛍光が見えなくなる一方、光量が小さいと生体が見えないため、診断や処置ができないという問題がある。 Therefore, in the conventional endoscope imaging system using such a filter, when the PDD photosensitive material is irradiated with excitation light from the blue bandpass filter of the light source, it is fluorescent in red and the PDD of the PDD endoscope. The overlapping part with the filter becomes illumination light that illuminates a living body other than the fluorescent part. Here, the illumination light has a problem in that weak fluorescence cannot be seen when the amount of light is large, while a living body cannot be seen when the amount of light is small, and thus diagnosis and treatment cannot be performed.
そのため、青色バンドパスフィルタとPDDフィルタの重畳部は、厳密にするべきであるが、実際青色バンドパスフィルタの透過域は誤差が大きい傾向にある。そこで、従来例では、各光源毎に青色バンドパスフィルタの角度調整をして照明光を調整する必要があった。 For this reason, the overlapping portion of the blue bandpass filter and the PDD filter should be strict, but the transmission band of the actual blue bandpass filter tends to have a large error. Therefore, in the conventional example, it is necessary to adjust the illumination light by adjusting the angle of the blue bandpass filter for each light source.
これに対し、本発明の実施の第1形態による青色バンドパスフィルタ11とPDDフィルタ20の分光透過特性は、図2に示すように、青色バンドパスフィルタ11とPDDフィルタ20とに大きな重畳部を設けず、2つの分光特性が離れた透過特性に設定されている。そして、青色バンドパスフィルタ11は、予め設定する範囲、すなわち、青色〜緑色波長の広範囲にわたり光の阻止率を低く設定する(低透過帯域を設定する)ことで、漏れ光が発生するように構成している。換言すれば、この透過光の部分が、PDDフィルタ20との重畳部を形成している。この重畳部は、透過率は低いが広範囲に渡る為、従来の重畳部と透過面積はほぼ同等となっている。
On the other hand, the spectral transmission characteristics of the blue bandpass filter 11 and the
このように光源装置2の青色バンドパスフィルタ11とPDDフィルタ20は、青色バンドパスフィルタ11の青色〜緑色波長の広範囲にわたり低透過帯域を設定することで、広い波長領域の低い透過光が得られるため、青色バンドパスフィルタ11の透過域に誤差が発生しても、照明光量に大きな影響を与えることがない。従って、従来のように青色バンドパスフィルタの角度を調整して、重畳部を厳密に管理する必要がない。
As described above, the blue band-pass filter 11 and the
このように、本発明の第1形態によれば、光源装置2の青色バンドパスフィルタ11に透過波長にばらつきが発生しても、照明光に大きな影響がないため、各光源毎のフィルタ角度調整が不要となる。従って、光源出荷時の調整時間及び調整治具等が不要となるため、組み立て費を安くすることが可能となる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, even if the transmission band wavelength varies in the blue bandpass filter 11 of the light source device 2, the illumination light is not greatly affected. Is no longer necessary. Therefore, the adjustment time and the adjustment jig at the time of shipment of the light source are not necessary, and the assembly cost can be reduced.
また、青色バンドパスフィルタ11も青色〜緑色光の阻止率を低く設定するということは、青色バンドパスフィルタ11の仕様が緩まる方向となるため、フィルタ製作も容易になり、コスト的にも有利となる。また、照明光も従来の青色のみの光に比べて、青色〜緑色と広範囲の光となるため、蛍光部以外の色再現性も向上することができる。 In addition, setting the blue bandpass filter 11 to have a low blue to green light blocking rate also tends to loosen the specifications of the blue bandpass filter 11, which facilitates filter manufacture and is advantageous in terms of cost. It becomes. In addition, since the illumination light is a wide range of light from blue to green as compared with the conventional blue light alone, the color reproducibility other than the fluorescent part can be improved.
次に、図3及び図4は本発明の実施の第2形態に係り、図3は特殊光内視鏡の基端側の構造の概略説明図、図4は青色バンドパスフィルタの分光透過特性図である。尚、本実施の第2形態は、内視鏡を特殊光内視鏡に変更した点が前記第1形態とは異なり、同じ構成には同じ符号を記し、同じ構成の部分の説明は省略する。 Next, FIGS. 3 and 4 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 3 is a schematic explanatory diagram of the structure on the proximal end side of the special optical endoscope, and FIG. 4 is a spectral transmission characteristic of a blue bandpass filter. FIG. Note that the second embodiment is different from the first embodiment in that the endoscope is changed to a special light endoscope, and the same components are denoted by the same reference numerals, and the description of the same components is omitted. .
すなわち、本実施の第2形態による内視鏡撮像システムでは、図1に示す前記第1形態によるPDD内視鏡の内視鏡撮像システムの青色バンドパスフィルタ11とPDDフィルタ20が削除された構成となっている。
That is, in the endoscope imaging system according to the second embodiment of the present invention, the blue bandpass filter 11 and the
そして、特殊光内視鏡30は、図3に示すように、角度調整自在なライトガイド接続部31が設けらており、ライトガイドファイバ16の入口側端部には、挿脱自在な青色バンドパスフィルタ32が配設されている。
As shown in FIG. 3, the special
尚、青色バンドパスフィルタ32の分光透過特性は、図4に示すように、従来の青色バンドパスフィルタの分光透過特性と略同様に設定されている。
The spectral transmission characteristics of the
このような、特殊光内視鏡の内視鏡撮像システムでは、光源装置2からの照明光が特殊光内視鏡30に挿入された青色バンドパスフィルタ32を透過することで、図4の青色バンドパスフィルタ32と同様の分光特性となる。そのため、従来と同様にPDD蛍光観察が可能となる。
In such an endoscope imaging system of the special light endoscope, the illumination light from the light source device 2 is transmitted through the
そして、PDD観察時の蛍光部以外の照明光については、術者が特殊光内視鏡30のライトガイド接続部31の角度を変えることで、照明光の波長がシフトするため明るさ調整が可能となる。膀胱癌のPDDに用いる経尿道的切除術では、通常、術者は特殊光内視鏡30のライトガイド接続部31近傍を手で持っているため、角度を調節することは問題なく行える。また、この特殊光内視鏡30は青色バンドパスフィルタ32を抜くことで、通常観察も可能となる。
For the illumination light other than the fluorescent part at the time of PDD observation, the operator can change the angle of the light
すなわち、本実施の第2形態によれば、術者がライトガイド接続部31で照明光の調整ができるので光源装置2で青色バンドパスフィルタの角度調整が不要となる。また、このように、術者が照明光の明るさ調整ができることで、術式や観察部位によって自由に蛍光と照明光のバランスを変えることが可能となる。
That is, according to the second embodiment, since the surgeon can adjust the illumination light with the light
1 内視鏡撮像システム
2 光源装置(照明手段)
3 PDD内視鏡
6 単板カメラヘッド
7 カメラコントロールユニット
11 青色バンドパスフィルタ
20 PDDフィルタ
代理人 弁理士 伊 藤 進
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Endoscope imaging system 2 Light source device (illuminating means)
3
Agent Patent Attorney Susumu Ito
Claims (3)
青色励起光を透過すると共に予め設定する範囲の低透過帯域を有する上記照明手段に設けた青色バンドパスフィルタと、
上記照明手段からの青色励起光を照射して被写体の反射光を受光する内視鏡と、
青色励起光の殆どをカットすると共に上記青色バンドパスフィルタの上記低透過帯域により透過した光を透過自在な上記内視鏡に設けたカットフィルタと、
上記内視鏡による被写体像を撮像する撮像手段と、
上記撮像手段からの撮像信号を処理して映像化する画像処理手段とを備えたことを特徴とする内視鏡撮像システム。 Illumination means capable of irradiating at least visible light wavelength including blue excitation light; and
A blue bandpass filter provided in the illumination means that transmits blue excitation light and has a low transmission band in a preset range;
An endoscope that receives blue excitation light from the illuminating means and receives reflected light of a subject;
A cut filter provided in the endoscope that cuts most of the blue excitation light and transmits light transmitted through the low transmission band of the blue bandpass filter;
Imaging means for imaging a subject image by the endoscope;
An endoscope imaging system comprising: an image processing unit that processes an imaging signal from the imaging unit to convert it into an image.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004136797A JP2005312830A (en) | 2004-04-30 | 2004-04-30 | Endoscope imaging system |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2009018165A (en) * | 2007-07-11 | 2009-01-29 | Schoelly Fiberoptic Gmbh | Endoscope |
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2004
- 2004-04-30 JP JP2004136797A patent/JP2005312830A/en not_active Withdrawn
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