JP2011200347A - Image pickup device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光源から射出された照射光を被観察部に照射して画像を撮像する画像撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an image pickup apparatus that picks up an image by irradiating a portion to be observed with irradiation light emitted from a light source.
外科手術等を行う場合には、血管を傷つけないように十分に注意を払う必要があるが、被検体の生体組織表面から一定の深さ以上に存在する血管は確認することができないため、血管を傷つけるリスク（出血リスク）がある。特に内視鏡手術は、低侵襲手術であるという利点があるものの、手術の術野が狭く、電気メス、超音波メス等の処置具の先端位置と血管の位置関係が把握しにくいため、出血リスクが通常の手術よりも高く、出血量が多い場合には出血に対する処置が難しいという問題がある。したがって、内視鏡手術を行う場合には、内視鏡操作に十分に精通している術者が行うことが要求される。 When performing surgery, etc., it is necessary to pay sufficient attention not to damage the blood vessels. However, since blood vessels that exist beyond a certain depth from the body tissue surface of the subject cannot be confirmed, blood vessels There is a risk of injury (bleeding risk). Endoscopic surgery, in particular, has the advantage of being a minimally invasive surgery, but it is difficult to grasp the positional relationship between the tip position of a treatment tool such as an electric knife or ultrasonic knife and blood vessels, although the surgical field is narrow. There is a problem that it is difficult to treat bleeding when the risk is higher than normal surgery and the amount of bleeding is large. Therefore, when performing endoscopic surgery, it is required that an operator who is sufficiently familiar with endoscopic operations perform it.
そこで、血管からの出血リスクの低減のために、たとえば生体にインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の標識試薬を投与するとともに、標識試薬を励起させる特定の波長の励起光を照射して血管の蛍光画像を取得する技術が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。 Therefore, in order to reduce the risk of bleeding from blood vessels, for example, a labeling reagent such as indocyanine green (ICG) is administered to a living body, and excitation light of a specific wavelength that excites the labeling reagent is irradiated to fluoresce the blood vessel. Is disclosed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献１に記載の内視鏡装置を使用した場合、手技の支援や出血リスクの低減が可能にはなるが、この装置で使用される励起光は白色光と比較してパワー密度が非常に高いので、その輻射熱による被観察部の影響を未然に防ぐ必要がある。特に、被観察部が乾燥した場合に急激に温度が上昇することが考えられるため、適切な水分の供給が必要である。
However, when the endoscope apparatus described in
なお、特許文献２においては、患部に対して染色液を送水する内視鏡装置が提案されているが、この装置は上述したような被観察部の温度上昇を考慮したものではない。
In
また、特許文献３においては、体腔内の膀胱などの袋状の臓器を水で満たすために給水を行う装置が提案されているが、この装置も上述したような被観察部の温度上昇を考慮して給水を行うものではない。
Further,
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、パワー密度の高い照射光を用いた場合においても、その輻射熱が被観察部へ影響及ぼすのを防止することができる画像撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an image pickup apparatus capable of preventing the radiant heat from affecting the observed portion even when irradiation light with high power density is used. The purpose is to do.
本発明の画像撮像装置は、光源から射出された照射光を被観察部に照射する光照射部と、照射光の照射によって被観察部から発せられた光を受光して画像を撮像する撮像部とを備えた画像撮像装置において、被観察部の温度に関する情報を取得する温度情報取得部と、温度情報取得部により取得された温度に関する情報に基づいて被観察部に向けて液体を射出する液体射出部とを備えたことを特徴とする。 An image capturing apparatus according to the present invention includes a light irradiating unit that irradiates an observation unit with irradiation light emitted from a light source, and an imaging unit that receives the light emitted from the observation unit by irradiation of the irradiation light and captures an image. And a liquid that ejects liquid toward the observed portion based on the temperature information acquired by the temperature information acquiring portion. And an injection unit.
ここで、上記「温度に関する情報を取得する」とは、被観察部の温度を直接計測してその温度を温度に関する情報として取得する場合に限らず、被観察部の温度を間接的に表す情報を温度に関する情報として取得する場合も含むものとする。 Here, “acquisition of temperature-related information” is not limited to the case where the temperature of the observed portion is directly measured and the temperature is acquired as the temperature-related information, but information that indirectly represents the temperature of the observed portion. It is assumed that the case of acquiring as temperature information is also included.
また、上記本発明の画像撮像装置においては、温度情報取得部を、被観察部の温度を計測するものとすることができる。 In the image capturing apparatus of the present invention, the temperature information acquisition unit can measure the temperature of the observed portion.
また、温度情報取得部を、温度に関する情報として被観察部への照射光の照射時間を取得するものとすることができる。 Further, the temperature information acquisition unit can acquire the irradiation time of the irradiation light to the observed portion as information on the temperature.
また、液体射出部を、温度情報取得部により取得された温度に関する情報が所定の閾値以上になったときに液体を射出するものとすることができる。 In addition, the liquid ejecting unit may eject the liquid when the temperature information acquired by the temperature information acquiring unit is equal to or higher than a predetermined threshold.
また、光照射部を、体腔内に挿入される体腔挿入部を備えたものとし、液体射出部を、被観察部と体腔挿入部の先端との距離情報を取得し、その取得した距離情報に基づいて所定の閾値を変更するものとすることができる。 In addition, the light irradiation unit is provided with a body cavity insertion part to be inserted into the body cavity, the liquid ejection unit acquires distance information between the observed part and the tip of the body cavity insertion part, and the acquired distance information Based on this, the predetermined threshold value can be changed.
本発明の画像撮像装置によれば、被観察部の温度に関する情報を取得し、その温度に関する情報に基づいて被観察部に向けて液体を射出するようにしたので、パワー密度の高い照射光を用いた場合においても、その輻射熱が被観察部へ影響及ぼすのを防止することができる。 According to the image pickup apparatus of the present invention, the information on the temperature of the observed part is acquired, and the liquid is ejected toward the observed part based on the information on the temperature. Even when it is used, it is possible to prevent the radiant heat from affecting the observed portion.
また、温度に関する情報が所定の閾値以上になったときに液体を射出するようにした場合には、被観察部に定期的に自動で液体を射出することができる。 Further, when the liquid is ejected when the temperature information is equal to or higher than the predetermined threshold, the liquid can be ejected automatically to the observed part periodically.
また、被観察部と体腔挿入部の先端との距離情報を取得し、その取得した距離情報に基づいて所定の閾値を変更するようにした場合には、被観察部と体腔挿入部の先端との距離も考慮した液体の射出を行うことができ、よりタイミングよく水分を被観察部に供給することができる。 Further, when distance information between the observed portion and the distal end of the body cavity insertion portion is acquired and the predetermined threshold is changed based on the acquired distance information, the observed portion and the distal end of the body cavity insertion portion The liquid can be ejected in consideration of this distance, and moisture can be supplied to the observed portion at a more appropriate timing.
以下、図面を参照して本発明の画像撮像装置の第１の実施形態を用いた硬性鏡システムについて詳細に説明する。本発明は、被観察部の温度に関する情報に基づいて送水を行う構成に特徴を有するものであるが、まずは、そのシステム全体の構成から説明する。図１は、本実施形態の硬性鏡システム１の概略構成を示す外観図である。
Hereinafter, a rigid endoscope system using the first embodiment of the image pickup apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention has a feature in the configuration for supplying water based on the information on the temperature of the observed portion. First, the entire system will be described. FIG. 1 is an external view showing a schematic configuration of a
本実施形態の硬性鏡システム１は、図１に示すように、青色光、近赤外光および温度計測用の赤外光を射出する光源装置２と、光源装置２から射出された青色光を波長変換した白色光と近赤外光を被観察部に照射するとともに、白色光の照射により被観察部から反射された反射光に基づく通常像と近赤外光の照射により被観察部から発せられた蛍光に基づく蛍光像を撮像する硬性鏡撮像装置１０と、硬性鏡撮像装置１０によって撮像された画像信号に所定の処理を施すプロセッサ３と、プロセッサ３において生成された表示制御信号に基づいて被観察部の蛍光画像および通常画像を表示するモニタ４と、硬性鏡撮像装置１０に生理食塩水および炭酸ガスを供給する送気送水装置５とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
硬性鏡撮像装置１０は、図１に示すように、腹腔や胸腔などの体腔内に挿入される体腔挿入部３０と、体腔挿入部３０によって導光された被観察部の通常像および蛍光像を撮像する撮像ユニット２０とを備えている。
As shown in FIG. 1, the rigid
また、硬性鏡撮像装置１０は、図２に示すように、体腔挿入部３０と撮像ユニット２０とが着脱可能に接続されている。そして、体腔挿入部３０は接続部材３０ａ、挿入部材３０ｂ、およびケーブル接続口３０ｃを備えている。
Moreover, as shown in FIG. 2, the rigid-
接続部材３０ａは、体腔挿入部３０（挿入部材３０ｂ）の一端側３０Ｘに設けられており、たとえば撮像ユニット２０側に形成された開口２０ａに嵌め合わされることにより、撮像ユニット２０と体腔挿入部３０とが着脱可能に接続される。
The
挿入部材３０ｂは、体腔内の撮影を行う際に体腔内に挿入されるものであって、硬質な材料から形成され、たとえば、直径略５ｍｍの円柱形状を有している。挿入部材３０ｂの内部には、被観察部の像を結像するためのレンズ群が収容されており、先端側３０Ｙから入射された被観察部の通常像および蛍光像はレンズ群を介して一端側３０Ｘの撮像ユニット２０側に射出される。
The
挿入部材３０ｂの側面にはケーブル接続口３０ｃが設けられており、このケーブル接続口３０ｃに光ケーブルＬＣが機械的に接続される。これにより、光源装置２と挿入部材３０ｂとが光ケーブルＬＣを介して光学的に接続されることになる。
A
また、図３および図４に体腔挿入部３０の先端側３０Ｙの構成を示す。図４は、図３に示す体腔挿入部３０を矢印Ａ方向から見た斜視図である。
3 and 4 show the configuration of the
図３および図４に示すように、体腔挿入部３０の先端側３０Ｙには、略中央に通常像および蛍光像を結像する撮像レンズ３０ｄが設けられており、その撮像レンズ３０ｄを挟んで略対称に白色光を照射する白色光用照射レンズ３０ｅ，３０ｆが設けられている。このように白色光用照射レンズを撮像レンズ３０ｄに対して対称に２つ設けるようにしているのは、被観察部の凹凸によって通常像に陰影ができないようにするためである。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
また、体腔挿入部３０の先端側３０Ｙには、近赤外光を照射するとともに、被観察部の温度計測用の赤外光を照射する近赤外光用照射レンズ３０ｇが設けられている。
In addition, the
また、体腔挿入部３０の先端側３０Ｙには、送気送水装置５から供給された生理食塩水や炭酸ガスを射出する冷却用ノズル８が設けられている。
A
冷却用ノズル８の開口部８ａは、近赤外光や白色光の照射方向に向けられており、近赤外光や白色光が照射される被観察部に向けて生理食塩水や炭酸ガスが射出されるように構成されている。
The opening 8a of the
また、体腔挿入部３０の先端側３０Ｙには、光源装置２から射出された温度計測用の赤外光の被観察部への照射によって反射した反射光を検出する赤外反射光検出部８０が設けられている。赤外反射光検出部８０は、いわゆる放射温度計を構成するものであり、赤外反射光検出部８０によって検出された反射光の強度は、被観察部の温度を示す情報として撮像ユニット２０を介してプロセッサ３に出力される。赤外反射光検出部８０は、たとえば、赤外光の波長のみを透過するフィルタとフォトディテクタとから構成するようにすればよい。
An infrared reflected
また、体腔挿入部３０の先端側３０Ｙには、体腔挿入部３０の先端と被観察部との距離情報を計測する測距部９０が設けられている。測距部９０としては、たとえば、超音波や光を用いて距離を測定するものを利用することができるが、その他の公知な測距手段を用いるようにしてもよい。そして、測距部９０によって計測された距離情報は撮像ユニット２０を介してプロセッサ３に出力される。
A
また、図５に、図３の５-５’線断面図を示す。図５に示すように、体腔挿入部３０内には、白色投光ユニット７０と近赤外投光ユニット６０とが設けられている。白色投光ユニット７０は、青色光を導光するマルチモード光ファイバ７１と、マルチモード光ファイバ７１によって導光された青色光の一部を吸収して励起され、緑色〜黄色の可視光を発する蛍光体７２とを備えている。蛍光体７２は、複数種類の蛍光物質から形成されており、たとえば、ＹＡＧ系蛍光体、あるいはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）等の蛍光物質などを含んで形成される。
FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 ′ of FIG. As shown in FIG. 5, a white
そして、蛍光体７２の外周を覆うように筒状のスリーブ部材７３が設けられており、スリーブ部材７３の内部には、マルチモード光ファイバ７１を中心軸として保持するフェニール７４が挿入されている。さらに、フェニール７４の後端側（先端側とは逆側）から延出されるマルチモード光ファイバ７１には、その外皮を覆うフレキシブルスリーブ７５がスリーブ部材７３との間に挿入されている。
A
また、近赤外投光ユニット６０は、近赤外光および赤外光を導光するマルチモード光ファイバ６１を備えており、マルチモード光ファイバ６１と近赤外光用照射レンズ３０ｇとの間には空間６２が設けられている。
The near-infrared
また、近赤外投光ユニット６０にも、空間６２の外周を覆うように筒状のスリーブ部材６３が設けられており、白色投光ユニット７０と同様に、フェニール６４およびフレキシブルスリーブ６５が設けられている。
The near-infrared
また、図３の各照射レンズ内の点線の丸は、マルチモード光ファイバの出射端を示している。各投光ユニットにおいて使用されるマルチモード光ファイバとしては、たとえば、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径が直径０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの細径なものを使用することができる。 Also, the dotted circle in each irradiation lens in FIG. 3 indicates the emission end of the multimode optical fiber. As the multimode optical fiber used in each light projecting unit, for example, a core having a core diameter of 105 μm, a clad diameter of 125 μm, and a thin diameter including a protective layer serving as an outer skin of 0.3 mm to 0.5 mm is used. can do.
ここで、各投光ユニットによって被観察部に照射される光のスペクトルおよびその光の照射によって被観察部から発せられる蛍光および反射光のスペクトルを図６に示す。図６には、白色投光ユニット７０の蛍光体７２を透過して照射された青色光スペクトルＳ１と、白色投光ユニット７０の蛍光体７２において励起されて照射された緑色〜黄色の可視光スペクトルＳ２と、第１または第２の近赤外投光ユニットによって照射された近赤外光スペクトルＳ３と、第１または第２の近赤外投光ユニットによる近赤外光スペクトルＳ３の照射によって発せられたＩＣＧ蛍光スペクトルＳ４とが示されている。なお、図６においては、温度計測用の赤外光とその反射光のスペクトルについては図示省略している。
Here, FIG. 6 shows a spectrum of light emitted to the observed part by each light projecting unit and a spectrum of fluorescence and reflected light emitted from the observed part by the irradiation of the light. FIG. 6 shows a blue light spectrum S1 irradiated through the
なお、本明細書における白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、たとえば、基準光であるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）等、特定の波長帯の光を含むものであればよく、たとえば、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光なども広義に含むものとする。したがって、白色投光ユニット７０は、図６に示すような青色光スペクトルＳ１と可視光スペクトルＳ２とを照射するものであるが、これらのスペクトルからなる光も白色光であるとする。
Note that the white light in the present specification is not limited to the one that strictly includes all the wavelength components of visible light, but may be a specific light such as R (red), G (green), or B (blue) that are reference lights. In other words, light including a wavelength component from green to red, light including a wavelength component from blue to green, and the like are broadly included. Therefore, the white
図７は、撮像ユニット２０の概略構成を示す図である。撮像ユニット２０は、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の蛍光像を撮像して被観察部の蛍光画像信号を生成する第１の撮像系と、体腔挿入部３０内のレンズ群により結像された被観察部の通常像を撮像して通常画像信号を生成する第２の撮像系とを備えている。これらの撮像系は、通常像を反射するとともに、蛍光像を透過する分光特性を有するダイクロイックプリズム２１によって、互いに直交する２つの光軸に分けられている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a schematic configuration of the
第１の撮像系は、体腔挿入部３０から射出された蛍光像を透過するとともに、励起光をカットする励起光カットフィルタ２２と、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１および励起光カットフィルタ２２を透過した蛍光像Ｌ２を結像する第１結像光学系２３と、第１結像光学系２３により結像された蛍光像Ｌ２を撮像する高感度撮像素子２４とを備えている。
The first imaging system transmits the fluorescence image emitted from the body
第２の撮像系は、体腔挿入部３０から射出され、ダイクロイックプリズム２１を反射した通常像Ｌ１を結像する第２結像光学系２５と、第２結像光学系２５により結像された通常像Ｌ１を撮像する撮像素子２６を備えている。
The second imaging system includes a second imaging
高感度撮像素子２４は、蛍光像Ｌ２の波長帯域の光を高感度に検出し、蛍光画像信号に変換して出力するものである。高感度撮像素子２４はモノクロの撮像素子である。
The high-
撮像素子２６は、通常像の波長帯域の光を検出し、通常画像信号に変換して出力するものである。撮像素子２６の撮像面には、３原色の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のカラーフィルタがベイヤー配列またはハニカム配列で設けられている。
The
ここで、図８に、撮像ユニット２０の分光感度のグラフを示す。具体的には、撮像ユニット２０は、第１の撮像系がＩＲ（近赤外）感度を有し、第２の撮像系がＲ（赤）感度、Ｇ（緑）感度、Ｂ（青）感度を有するように構成されている。
Here, FIG. 8 shows a graph of spectral sensitivity of the
また、撮像ユニット２０は、撮像制御ユニット２７を備えている。撮像制御ユニット２７は、プロセッサ３から出力されたＣＣＤ駆動信号に基づいて高感度撮像素子２４および撮像素子２６を駆動制御するとともに、高感度撮像素子２４から出力された蛍光画像信号および撮像素子２６から出力された通常画像信号に対し、ＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理を施し、ケーブルを介してプロセッサ３に出力するものである。
In addition, the
図９は、光源装置２およびプロセッサ３の概略構成を示す図である。プロセッサ３は、図９に示すように、通常画像入力コントローラ３１、蛍光画像入力コントローラ３２、画像処理部３３、メモリ３４、ビデオ出力部３５、操作部３６、ＴＧ（タイミングジェネレータ）３７、および制御部３８を備えている。
FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of the
通常画像入力コントローラ３１および蛍光画像入力コントローラ３２は、所定容量のラインバッファを備えており、撮像ユニット２０の撮像制御ユニット２７から出力された１フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号をそれぞれ一時的に記憶するものである。そして、通常画像入力コントローラ３１に記憶された通常画像信号および蛍光画像入力コントローラ３２に記憶された蛍光画像信号はバスを介してメモリ３４に格納される。
The normal
画像処理部３３は、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号および蛍光画像信号が入力され、これらの画像信号に所定の画像処理を施し、バスに出力するものである。
The
ビデオ出力部３５は、画像処理部３３から出力された通常画像信号および蛍光画像信号がバスを介して入力され、所定の処理を施して表示制御信号を生成し、その表示制御信号をモニタ４に出力するものである。
The
操作部３６は、通常画像撮影モードと蛍光画像撮影モードとの切り替えなどの操作指示や制御パラメータなどの操作者による入力を受け付けるものである。また、ＴＧ３７は、撮像ユニット２０の高感度撮像素子２４、撮像素子２６および後述する光源装置２のＬＤドライバ４３，４６，４９，５２を駆動するための駆動パルス信号を出力するものである。
The
制御部３８は、システム全体を制御するものであるが、さらに体腔挿入部３０の赤外反射光検出部８０から出力された被観察部の温度情報と測距部９０から出力された距離情報とを取得する温度情報取得部３８ａを備えており、この温度情報取得部３８ａにおいて取得された温度情報と距離情報とに基づいて、送気送水装置５に対して送水または送気のための制御信号を出力するものでもある。
The
光源装置２は、図９に示すように、４４５ｎｍの青色光を射出する青色ＬＤ光源４０と、青色ＬＤ光源４０から射出された青色光を集光して光ファイバスプリッタ４２に入射させる集光レンズ４１と、集光レンズ４１によって入射された青色光を光ケーブルＬＣ１と光ケーブルＬＣ２との両方に同時に入射する光ファイバスプリッタ４２と、青色ＬＤ光源４０を駆動するＬＤドライバ４３とを備えている。
As shown in FIG. 9, the
そして、光ケーブルＬＣ１およびＬＣ２は、それぞれ白色投光ユニット７０のマルチモード光ファイバ７１に光学的に接続されるものである。
The optical cables LC1 and LC2 are optically connected to the multimode
また、光源装置２は、７５０〜７９０ｎｍの近赤外光を射出する複数の近赤外ＬＤ光源４４，４７と、各近赤外ＬＤ光源４４，４７から射出された近赤外光を集光して光ケーブルＬＣ３，４に入射する複数の集光レンズ４５，４８と、各近赤外ＬＤ光源４４，４７を駆動する複数のＬＤドライバ４６，４９とを備えている。
The
なお、図９においては、近赤外ＬＤ光源、集光レンズおよびＬＤドライバの組を２組だけ記載しているが、本実施形態においては、これらの組が全部で７組設けられているものとする。そして、各組の集光レンズによって集光された近赤外光は、それぞれに対応して設けられた光ケーブルに入射される。そして、これらの７本の光ケーブルはバンドルされて体腔挿入部３０内の近赤外投光ユニット６０のマルチモード光ファイバ６１に光学的に接続されているものとする。
In FIG. 9, only two sets of the near-infrared LD light source, the condensing lens, and the LD driver are described, but in the present embodiment, a total of seven sets of these sets are provided. And And the near-infrared light condensed by each set of condensing lenses is incident on an optical cable provided corresponding to each. These seven optical cables are bundled and are optically connected to the multimode
また、本実施形態においては、励起光として近赤外光を用いるようにしたが、上記近赤外光に限定されず、被検者に投入される蛍光色素の種類もしくは自家蛍光させる生体組織の種類によって適宜決定される。 Further, in the present embodiment, near infrared light is used as excitation light. However, the present invention is not limited to the near infrared light, and the type of fluorescent dye to be injected into the subject or the biological tissue to be autofluorescent is used. It is determined appropriately depending on the type.
また、光源装置２は、被観察部の温度計測用の赤外光を射出する赤外ＬＤ光源５０と、赤外ＬＤ光源５０から射出された赤外光を集光して光ケーブルＬＣ５に入射する集光レンズ５１と、赤外ＬＤ光源５０を駆動するＬＤドライバ５２とを備えている。
The
また、光ケーブルＬＣ５は、近赤外光を導光する光ケーブルＬＣ３，ＬＣ４とともにバンドルされて近赤外投光ユニット６０のマルチモード光ファイバ６１に光学的に接続されるものである。
The optical cable LC5 is bundled together with optical cables LC3 and LC4 that guide near-infrared light, and is optically connected to the multimode
図１０は、送気送水装置５の概略構成を示すブロック図である。送気送水装置５は、図１０に示すように、ＣＯ２ボンベ５０１、液体貯蔵タンク５０２、送圧・流量調整部５０３、送気送水制御部５０４、流量センサ５０５，５０６、３方弁５０７、およびヒータ部５０８を備えている。
FIG. 10 is a block diagram showing a schematic configuration of the air /
ＣＯ２ボンベ５０１は、ＣＯ２ガスを貯蔵しており、ＣＯ２ボンベ５０１のＣＯ２ガスは管路６０１を介して送圧・流量調整部５０３に送られる。送圧・流量調整部５０３は、ＣＯ２ガスの圧力および流量を調整し、管路６０２を介して液体貯蔵タンク５０２に送気する。また、液体貯蔵タンク５０２は、とえば、生理食塩水を貯蔵するものであり、管路６０２を介したＣＯ２ガスにより生理食塩水を管路６０３に送水することができるように構成されている。また、液体貯蔵タンク５０２は、ＣＯ２ガスを管路６０４に送気することもできるものである。
CO 2 cylinder 501 is stored a CO 2 gas, CO 2 gas CO 2 cylinder 501 is sent to the feeding pressure, flow
３方弁５０７は、管路６０３からの生理食塩水と、管路６０４からのＣＯ２ガスを切り替えて送気送水管路６０５に送気送水し、生理食塩水またはＣＯ２ガスを送気送水管路６０５を介して冷却用ノズル８に供給するものである。
The three-
流量センサ５０５は管路６０３を流れる生理食塩水の流量を検出するセンサであり、流量センサ５０６は管路６０４を流れるＣＯ２ガスの流量を検出するセンサである。
The
ヒータ部５０８は、液体貯蔵タンク５０２内の生理食塩水を所定温度に保持するヒータであり、温度センサを内蔵している。
The
送気送水制御部５０４は、プロセッサ３の制御部３８から出力された制御信号および流量センサ５０５，５０６からの検出信号に基づき、送圧・流量調整部５０３、３方弁５０７およびヒータ部５０８を制御するものである。
The air / water
次に、本実施形態の硬性鏡システムの作用について、図１１および図１２のフローチャートを参照しながら説明する。 Next, the operation of the rigid endoscope system of this embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 11 and 12.
まず、被験者の静脈から標識試薬が投与されるとともに、送気送水装置５によってＣＯ２ガスを体腔内に供給して気腹する。なお、このとき送気送水制御部５０４は、ヒータ部５０８を制御して生理食塩水を所定温度に保持する（図１１，Ｓ１０）。
First, the labeling reagent is administered from the vein of the subject, and CO 2 gas is supplied into the body cavity by the air /
次に、操作者によってプロセッサ３の操作部３６を用いて蛍光画像撮影モードおよび通常画像撮影モードの少なくとも一方が選択され、その選択信号が制御部３８によって受け付けられ、制御部３８によって各装置が制御され、蛍光画像および/または通常画像の撮像および表示が行われる（図１１，Ｓ１２）。なお、本実施形態においては、蛍光画像撮影モードおよび通常画像撮影モードのいずれか一方を選択することも可能であるが、両方を選択することも可能である。
Next, the operator selects at least one of the fluorescent image capturing mode and the normal image capturing mode by using the
以下、通常画像撮影モードのみが選択された場合、通常画像撮影モードおよび蛍光画像撮影モードの両方が選択された場合、蛍光画像撮影モードのみが選択された場合についてそれぞれ説明する。 Hereinafter, a case where only the normal image capturing mode is selected, a case where both the normal image capturing mode and the fluorescence image capturing mode are selected, and a case where only the fluorescent image capturing mode is selected will be described.
まず、通常画像撮影モードのみが選択された場合の作用について説明する。 First, the operation when only the normal image shooting mode is selected will be described.
通常画像撮像モードのみが選択された場合には、光源装置２の青色ＬＤ光源４０から射出された青色光が、集光レンズ４１および光ファイバスプリッタ４２を介して光ケーブルＬＣ１およびＬＣ２の両方に同時に入射される。そして、さらに青色光は光ケーブルＬＣ１，ＬＣ２により導光されて体腔挿入部３０に入射され、体腔挿入部３０内の白色投光ユニット７０のマルチモード光ファイバ７１によって導光される。そして、マルチモード光ファイバ７１の出射端から出射された青色光は、一部は蛍光体７２を透過して被観察部に照射され、一部以外は蛍光体７２によって緑色〜黄色の可視光に波長変換され、その可視光が被観察部に照射される。すなわち、青色光と緑色〜黄色の可視光とからなる白色光が被観察部に照射される。
When only the normal image capturing mode is selected, the blue light emitted from the blue LD
そして、白色光の照射によって被観察部から反射された通常像が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙの撮像レンズ３０ｄから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。
Then, the normal image reflected from the observed portion by the white light irradiation enters from the
撮像ユニット２０に入射された通常像は、ダイクロイックプリズム２１によって直角方向に反射され、第２結像光学系２５によって撮像素子２６の撮像面に結像され、撮像素子２６によって撮像される。
The normal image incident on the
そして、撮像素子２６からそれぞれ出力されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブルを介してプロセッサ３に出力される。
The R, G, and B image signals output from the
そして、プロセッサ３に入力された通常画像信号は、通常画像入力コントローラ３１において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の通常画像信号は、画像処理部３３において階調補正処理およびシャープネス補正処理が施された後、ビデオ出力部３５に順次出力される。
The normal image signal input to the
そして、ビデオ出力部３５は、入力された通常画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて通常画像を表示する。
Then, the
次に、蛍光画像撮影モードと通常画像撮影モードとの両方が選択された場合の作用について説明する。 Next, an operation when both the fluorescent image capturing mode and the normal image capturing mode are selected will be described.
蛍光画像撮影モードと通常画像撮影モードとの両方が選択された場合には、上述した通常画像の撮影および表示と同時に、後述する蛍光画像の撮影および表示が行われる。 When both the fluorescent image capturing mode and the normal image capturing mode are selected, the fluorescent image described later is captured and displayed simultaneously with the above-described capturing and displaying of the normal image.
蛍光画像の撮影の際には、具体的には、光源装置２の近赤外ＬＤ光源４４，４７から射出された近赤外光が、集光レンズ４５，４８を介して光ケーブルＬＣ３，ＬＣ４に入射され、光ケーブルＬＣ３，ＬＣ４を介して体腔挿入部３０に入射され、体腔挿入部３０内の近赤外投光ユニット６０のマルチモード光ファイバ６１によって導光されて被観察部に照射される。
Specifically, near-infrared light emitted from the near-infrared LD
そして、近赤外光の励起光の照射によって被観察部から発せられたＩＣＧ蛍光像が挿入部材３０ｂの先端３０Ｙの撮像レンズ３０ｄから入射し、挿入部材３０ｂ内のレンズ群により導光されて撮像ユニット２０に向けて射出される。
Then, an ICG fluorescent image emitted from the observed portion by irradiation with excitation light of near-infrared light enters from the
撮像ユニット２０に入射されたＩＣＧ蛍光像は、ダイクロイックプリズム２１および励起光カットフィルタ２２を透過した後、第１結像光学系２３により高感度撮像素子２４の撮像面上に結像され、高感度撮像素子２４によって撮像される。高感度撮像素子２４から出力されたＩＣＧ蛍光画像信号は、撮像制御ユニット２７においてＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）処理やＡ／Ｄ変換処理が施された後、ケーブルを介してプロセッサ３に出力される。
The ICG fluorescence image incident on the
そして、プロセッサ３に入力された蛍光画像信号は、蛍光画像入力コントローラ３２において一時的に記憶された後、メモリ３４に格納される。そして、メモリ３４から読み出された１フレーム毎の蛍光画像信号は、画像処理部３３において所定の画像処理が施された後、ビデオ出力部３５に順次出力される。
The fluorescence image signal input to the
そして、ビデオ出力部３５は、入力された蛍光画像信号に所定の処理を施して表示制御信号を生成し、１フレーム毎の表示制御信号をモニタ４に順次出力する。そして、モニタ４は、入力された表示制御信号に基づいて蛍光画像を表示する。
The
次に、蛍光画像撮影モードのみが選択された場合については、上述した蛍光画像の撮影および表示のみが行われる。 Next, when only the fluorescence image capturing mode is selected, only the above-described fluorescence image capturing and display are performed.
そして、上述したようにして各撮影モードに応じて、通常画像と蛍光画像の撮像および表示が行われるが、このとき各撮影モードに応じた送気送水制御が行われる。 As described above, the normal image and the fluorescence image are captured and displayed according to each shooting mode. At this time, the air / water supply control according to each shooting mode is performed.
具体的には、蛍光画像撮影モードのみが選択されている場合、もしくは通常画像撮影モードと蛍光画像撮影モードとの両方が選択されている場合、すなわち蛍光画像撮影モードが選択されている場合には（図１１，Ｓ１４，ＹＥＳ）、プロセッサ３の制御部３８は、自動制御モードでの送気送水制御を行う（図１１，Ｓ１８）。
Specifically, when only the fluorescent image capturing mode is selected, or when both the normal image capturing mode and the fluorescent image capturing mode are selected, that is, when the fluorescent image capturing mode is selected. (FIG. 11, S14, YES), the
具体的には、制御部３８によって蛍光画像撮影モードが選択されたと判断されると、制御部３８は光源装置２の赤外ＬＤ光源５０から赤外光を射出させるとともに、体腔挿入部３０の赤外反射光検出部８０により検出された赤外光の反射光の強度信号のモニタを開始し、送気送水制御部５０４に制御信号を出力して送気送水制御部５０４による送気送水制御モードを自動制御モードにする。
Specifically, when the
そして、赤外反射光検出部８０から出力された反射光の強度信号は制御部３８の温度情報取得部３８ａによって取得され、温度情報取得部３８ａは、入力された強度信号の大きさに応じた被観察部の温度情報Ｔを取得する（図１２，Ｓ３０）。
The intensity signal of the reflected light output from the infrared reflected
そして、その温度情報が所定の閾値Ｔ以上になった場合には（図１２，Ｓ３２，ＹＥＳ）、制御部３８から送気送水制御部５０４に制御信号が出力され、送気送水制御部５０４は、その制御信号に応じて送圧・流量調整部５０３、３方弁５０７を制御して自動的に送水を実行する。なお、送水の量は予め設定されており、その量の送水が行われるように流量センサ５０５または流量センサ５０６からの信号に基づいて送気送水制御部５０４は制御信号を出力する。
And when the temperature information becomes more than the predetermined threshold T (FIG. 12, S32, YES), a control signal is output from the
具合的には、送圧・流量調整部５０３によってＣＯ２ボンベ５０１のＣＯ２ガスの圧力および流量が調整され、管路６０２を介して液体貯蔵タンク５０２に送気され、この送気によって液体貯蔵タンク５０２内の生理食塩水が管路６０３に送水される。
The condition, the adjusted pressure and flow rate of the CO 2 gas of CO 2 cylinder 501 by feeding pressure-flow
そして、管路６０３を流れる生理食塩水が３方弁５０７を通過して送気送水管路６０５に供給され、送気送水管路６０５を介して冷却用ノズル８に供給され、被観察部に向けて射出される（図１２，Ｓ３４）。
Then, the physiological saline flowing through the
なお、操作者によって冷却用ノズル８から送気を行うよう操作された場合には、３方弁５０７が管路６０４側に切り替えられ、液体貯蔵タンク５０２内を通過したＣＯ２ガスが管路６０４に送気され、その送気されたＣＯ２ガスが３方弁５０７を通過して送気送水管路６０５に供給され、送気送水管路６０５を介して冷却用ノズル８に供給され、射出される。
When the operator operates to supply air from the cooling
一方、図１２のＳ３２において温度情報が所定の閾値Ｔ以上になっていない場合には（図１２，Ｓ３２，ＮＯ）、送気送水を行うことなく温度情報Ｔのモニタを継続する。 On the other hand, if the temperature information is not equal to or greater than the predetermined threshold T in S32 of FIG. 12 (FIG. 12, S32, NO), the monitoring of the temperature information T is continued without air / water supply.
そして、硬性鏡システム１による手技が終了するまで、上記Ｓ３０〜Ｓ３４の処理が繰り返される（図１１，Ｓ２０）。
And the process of said S30-S34 is repeated until the procedure by the
なお、上述した温度情報の閾値Ｔについては、測距部９０から出力された距離情報に応じて変更するようにしてもよい。具体的には、種々の距離情報と温度情報の閾値Ｔとの関係をテーブルや関数などによって予め設定しておき、この設定を参照して距離情報に応じた閾値Ｔを取得して設定するようにすればよい。温度情報の閾値Ｔは、距離情報が近いほど小さくするようにすればよい。
Note that the temperature information threshold T described above may be changed according to the distance information output from the
一方、通常画像撮影モードのみが選択されている場合、（図１１，Ｓ１４，ＮＯ）、プロセッサ３の制御部３８は、マニュアルモードでの送気送水制御を行う（図１１，Ｓ１６）。
On the other hand, when only the normal image capturing mode is selected (FIG. 11, S14, NO), the
具体的には、制御部３８によって通常画像撮影モードが選択されたと判断されると、制御部３８から制御信号が出力され、その制御信号に応じて送気送水制御部５０４は送気送水制御モードをマニュアルモードとする。
Specifically, when the
そして、たとえば、操作者によってプロセッサ３の操作部３６を用いて送気送水スイッチの操作が行われた場合に、送気送水制御部５０４は、送圧・流量調整部５０３、３方弁５０７を制御して手動による送気送水を実行する。送気送水の具体的な作用については上述したとおりである。
For example, when the operator operates the air / water supply switch using the
なお、上記第１の実施形態の硬性鏡システムにおいては、通常画像撮影モードのみが選択されている場合には、マニュアルモードで冷却用ノズル８から送気送水するようにしたが、この場合においても自動制御モードにしてもよい。
In the rigid endoscope system according to the first embodiment, when only the normal image capturing mode is selected, air is supplied and water is supplied from the cooling
具体的には、通常画像撮影モードのみが選択されている場合においても、赤外ＬＤ光源５０から赤外光を射出させ、その赤外光の反射光を赤外反射光検出部８０によって検出し、その強度信号に基づいて上述したように自動的に送気送水制御を行うようにしてもよい。
Specifically, even when only the normal image capturing mode is selected, infrared light is emitted from the infrared LD
次に、本発明の画像撮像装置の第２の実施形態を用いた硬性鏡システムについて説明する。第１の実施形態の硬性鏡システムにおいては、自動制御モードによる送気送水の制御の際、被観察部の温度に関する情報として赤外光の反射光を取得するようにしたが、第２の実施形態の硬性鏡システムにおいては、第１の実施形態のように被観察部の温度を直接計測するのではなく、近赤外光の照射時間を計測することによって被観察部の温度を間接的に計測し、その照射時間を被観察部の温度に関する情報として取得する。以下、その作用について、図１３に示すフローチャートを参照して説明する。 Next, a rigid endoscope system using the second embodiment of the image pickup apparatus of the present invention will be described. In the rigid endoscope system of the first embodiment, the reflected light of the infrared light is acquired as the information regarding the temperature of the observed portion when the air / water supply is controlled in the automatic control mode. In the rigid endoscope system of the embodiment, instead of directly measuring the temperature of the observed part as in the first embodiment, the temperature of the observed part is indirectly measured by measuring the irradiation time of near infrared light. Measurement is performed, and the irradiation time is acquired as information on the temperature of the observed portion. The operation will be described below with reference to the flowchart shown in FIG.
第２の実施形態の硬性鏡システムにおいて自動制御モードが設定されると、制御部３８の温度情報取得部３８ａは、近赤外光の被観察部への照射開始と同時にタイマーによる照射時間の計測を開始する（図１３，Ｓ４０）。
When the automatic control mode is set in the rigid endoscope system of the second embodiment, the temperature
そして、その照射時間が所定の閾値ｔ以上になった場合には（図１３，Ｓ４２，ＹＥＳ）、制御部３８から送気送水制御部５０４に制御信号が出力され、送気送水制御部５０４は、その制御信号に応じて送圧・流量調整部５０３、３方弁５０７を制御して自動的に送水を実行する（図１３，Ｓ４４）。
And when the irradiation time becomes more than the predetermined threshold value t (FIG. 13, S42, YES), a control signal is output from the
そして、予め設定された量の送水が実行されると送水を停止し、タイマーをリセットして再び照射時間の計測を０から開始する（Ｓ４６）。 And if water supply of the preset quantity is performed, water supply will be stopped, a timer will be reset and the measurement of irradiation time will be started again from 0 (S46).
このＳ４０〜Ｓ４６からの処理が、手技が終了するまで繰り返して行われる。すなわち、一定の間隔での送水が繰り返して実行される。 The processes from S40 to S46 are repeated until the procedure is completed. That is, water supply at regular intervals is repeatedly executed.
なお、上述した照射時間の閾値ｔについては、測距部９０から出力された距離情報に応じて変更するようにしてもよい。具体的には、種々の距離情報と照射時間の閾値ｔとの関係をテーブルや関数などによって予め設定しておき、この設定を参照して距離情報に応じた閾値ｔを取得して設定するようにすればよい。照射時間の閾値ｔは、距離情報が近いほど小さくするようにすればよい。
Note that the irradiation time threshold t described above may be changed according to the distance information output from the
また、第２の実施形態の硬性鏡システムにおいても、通常画像撮影モードのみが選択されている場合には、第１の実施形態の硬性鏡システムと同様に、マニュアルモードで冷却用ノズル８から送気送水するようにしてもよいし、この場合においても自動制御モードにしてもよい。
Also, in the rigid endoscope system of the second embodiment, when only the normal image capturing mode is selected, the cooling
なお、その他の構成については、第１の実施形態の硬性鏡システムと同様である。 In addition, about another structure, it is the same as that of the rigid endoscope system of 1st Embodiment.
また、上記第１の実施形態と上記第２の実施形態とを組み合わせて、被観察部の温度を計測するとともに、近赤外光の照射時間を計測するようにしてもよい。そして、たとえば、被観察部の温度が、所定の範囲の温度となりかつその温度が継続して所定の照射時間を超えるような場合に自動的に送水するようにしてもよい。 Further, the first embodiment and the second embodiment may be combined to measure the temperature of the observed part and measure the irradiation time of near infrared light. Then, for example, water may be automatically supplied when the temperature of the observed portion reaches a temperature in a predetermined range and the temperature continues and exceeds a predetermined irradiation time.
また、上記第２の実施形態においては、被観察部の温度を間接的に表すものとして近赤外光の照射時間を用いるようにしたが、これに限らず、被観察部の温度を間接的に表す情報であればその他の情報を用いるようにしてもよい。 In the second embodiment, the irradiation time of near-infrared light is used to indirectly represent the temperature of the observed part. However, the present invention is not limited to this, and the temperature of the observed part is indirectly determined. Other information may be used as long as the information is represented by the following.
また、上記第実施形態は、本発明の画像撮像装置を硬性鏡システムに適用したものであるが、これに限らず、たとえば、軟性内視鏡装置を有するその他の内視鏡システムに適用してもよい。また、内視鏡システムに限らず、体内に挿入される挿入部を備えていない、いわゆるビデオカメラ型の医用画像撮像装置に適用してもよい。 Moreover, although the said 1st Embodiment applies the image pick-up device of the present invention to a rigid endoscope system, it is not restricted to this, For example, it applies to other endoscope systems which have a flexible endoscope apparatus. Also good. Further, the present invention is not limited to an endoscope system, and may be applied to a so-called video camera type medical image capturing apparatus that does not include an insertion portion that is inserted into the body.
１ 硬性鏡システム
２ 光源装置
３ プロセッサ
４ モニタ
５ 送気送水装置
８ 冷却用ノズル
８ａ 開口部
１０ 硬性鏡撮像装置
２０ 撮像ユニット
３０ 体腔挿入部
３０ｄ 撮像レンズ
３０ｅ，３０ｆ 白色光用照射レンズ
３０ｇ 近赤外光用照射レンズ
３８ 制御部
３８ａ 温度情報取得部
４０ 青色ＬＤ光源
４４，４７ 近赤外ＬＤ光源
５０ 赤外ＬＤ光源
６０ 近赤外投光ユニット
７０ 白色投光ユニット
７２ 蛍光体
８０ 赤外反射光検出部
９０ 測距部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記被観察部の温度に関する情報を取得する温度情報取得部と、
該温度情報取得部により取得された温度に関する情報に基づいて前記被観察部に向けて液体を射出する液体射出部とを備えたことを特徴とする画像撮像装置。 An image capturing unit including a light irradiating unit that irradiates an observation unit with irradiation light emitted from a light source, and an imaging unit that receives the light emitted from the observation unit by irradiation of the irradiation light and captures an image. In the device
A temperature information acquisition unit for acquiring information on the temperature of the observed portion;
An image pickup apparatus comprising: a liquid ejecting unit that ejects a liquid toward the observed portion based on information about the temperature acquired by the temperature information acquiring unit.
前記液体射出部が、前記被観察部と前記体腔挿入部の先端との距離情報を取得し、該取得した距離情報に基づいて前記所定の閾値を変更するものであることを特徴とする請求項４記載の画像撮像装置。 The light irradiator comprises a body cavity insertion section to be inserted into a body cavity;
The liquid ejecting section acquires distance information between the observed section and the distal end of the body cavity insertion section, and changes the predetermined threshold based on the acquired distance information. 4. The image pickup device according to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2010069101A JP2011200347A (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Image pickup device |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2018207456A1 (en) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | ソニー株式会社 | Image acquisition system, image acquisition method, control device and control method |
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| WO2018207456A1 (en) * | 2017-05-08 | 2018-11-15 | ソニー株式会社 | Image acquisition system, image acquisition method, control device and control method |
| JPWO2018207456A1 (en) * | 2017-05-08 | 2020-03-12 | ソニー株式会社 | Image acquisition system, image acquisition method, control device, and control method |
| US10849486B2 (en) | 2017-05-08 | 2020-12-01 | Sony Corporation | Image acquisition system, image acquisition method, control device, and control method |
| JP7234920B2 (en) | 2017-05-08 | 2023-03-08 | ソニーグループ株式会社 | Image Acquisition System, Image Acquisition Method, Control Device and Control Method |
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