JP4734074B2 - 内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、光増感物質が散布される生体を観察するのに適した内視鏡装置に関する。

医療分野においては、生体をで染色（着色）して凹凸などをより識別し易くして内視鏡観察を行う場合がある。このように染色する色素剤（染色剤）として、メチレンブルーが広く用いられている。
例えば第１の従来例としての特開平５−８４２１８号公報には、メチレンブルーで染色して、内視鏡観察を行う内視鏡装置が開示されている。
また、第２の従来例としての特開平６−３３９４５９号公報には色素を用いて色素内視鏡検査を行うことができる内視鏡装置が開示されている。また、この公報には、照明光の光量を変化させる機能も備えている。

また、上記メチレンブルーは、光増感物質として知られている。このメチレンブルーは、赤の波長帯域の光に感度を有し、この赤の波長帯域の光の照射により、メチレンブルーは、活性酸素種を発生することが知られている。
図１１は非特許文献１に記載されているメチレンブルーの吸光度係数の特性例を示す。図１１に示すようにメチレンブルーの溶液は、６００ｎｍ付近から７００ｎｍ付近に大きな吸収ピークを有する。

また、第３の従来例としての特表２００３−５０８１２４号公報には、メチレンブルー等の光増感物質として用いた光力学治療（ＰＤＴ）を行うための方法が開示されている。
Ｓｃｏｔｔ Ｐｒａｈｌ"Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｂｌｕｅ"「ｏｎｌｉｎｅ」 「平成１７年９月１２日検索」、インターネット<URL:http:/omlc.ogi.edu/spectra/mb/index.html> 特開平５−８４２１８号公報 特開平６−３３９４５９号公報 特表２００３−５０８１２４号公報

しかしながら、上記第２の従来例では、メチレンブルーを色素剤として用いる内視鏡装置を開示しているが、赤の波長領域の光量を変化させることと信号処理装置側で対応する色信号を減少或いは増加させることを開示していない。
また、第１の従来例は、メチレンブルーを色素剤として用いる内視鏡装置において、赤の波長側の光量を増大し、これに対応して信号処理装置側でゲイン補正することを開示している。しかし、この第１の従来例は、メチレンブルーによる光増感物質の機能に対応した光量制御等を全く示唆も開示もしていない。

つまり、メチレンブルーによる染色剤の機能により、観察対象部位の凹凸等を識別し易くできるが、この第１の従来例では赤の波長領域の光量を増大させることにより、光増感物質の機能を考慮していないので、活性酸素種も増大させてしまう。
また、第３の従来例においては、信号処理を行うことを開示していない。

このため、従来例では光増感物質の特性を考慮した内視鏡装置を開示していないし、その光増感物質の特性を考慮した光量制御に対応した信号処理を行うことを開示していない。

（発明の目的）
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、メチレンブルー等の赤の波長領域で光増感物質の機能を有し、その光増感物質の特性を考慮した内視鏡観察等を行うのに適した内視鏡装置を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡装置は、生体内に挿入可能な挿入部を有する内視鏡と、
生体内における観察対象部位側に照明光を出射する照明手段と、
前記観察対象部位に投与される光増感物質に対し、前記照明光における励起光となる赤の波長領域の光量を少なくとも減少させる光量制御をする光量制御手段と、
前記赤の波長領域の光量を減少させる光量制御に対応して、前記照明光のもとで撮像した場合における赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを増大させる信号処理を行う信号処理手段と、
を備えることを特徴とする。
上記構成により、観察対象部位に対して光増感物質が投与されている場合、その光増感物質に対し励起光となる赤の波長領域の光量を減少させると共に、その光量の制御に対応して赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを増大させる信号処理を行うことにより、光増感物質の活性酸素種の発生を抑制し、かつホワイトバランスに近い特性を維持して適切な色調で内視鏡観察を行うことができるようにしている。

本発明によれば、観察対象部位に対して光増感物質が投与されている場合、その光増感物質の特性を考慮して、適切な色調を維持した内視鏡観察等を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

図１ないし図４は本発明の実施例１に係り、図１は本発明の実施例１の内視鏡装置の全体構成を示し、図２は回転フィルタに設けられたＲ、Ｇ，Ｂフィルタの透過特性を示し、図３は本実施例における動作のタイミングチャートを示し、図４は本実施例による作用のフローチャートを示す。
図１に示すように本発明の実施例１の内視鏡装置１は、体腔内に挿入可能で、体腔内の患部等の観察対象部位２を撮像して内視鏡観察等をする電子内視鏡（以下、スコープと略記）３と、このスコープ３が着脱自在に接続され、観察用の照明光を発生する光源装置４と、スコープ３が着脱自在に接続され、撮像された画像信号に対する信号処理等を行うプロセッサ５と、このプロセッサ５と接続され、プロセッサ５から出力される映像信号が入力され、この映像信号に対応する画像を表示するモニタ６とより構成される。

スコープ３は、体腔内に挿入される細長の挿入部８と、この挿入部８の後端に設けられた操作部９と、この操作部９から延出されるユニバーサルコード１０とを有する。
スコープ３の挿入部８内には照明光を伝送するライトガイドファイバ１１が挿通されており、このライトガイドファイバ１１の後端側はユニバーサルコード１０内を挿通され、その後端のライトガイドコネクタ１２を光源装置４に着脱自在に接続することにより、光源装置４から照明光が供給される。
このライトガイドファイバ１１により伝送された照明光は、挿入部８の先端部の照明窓に取り付けられた先端面からさらに照明レンズ１３を経て体腔内の観察対象部位２側に出射される。

この照明窓に隣接して設けられた観察窓（撮像窓）には対物レンズ１４が取り付けてあり、その結像位置には固体撮像素子、具体的にはＣＣＤ１５が配置されており、その撮像面に結像された光学像を光電変換する。このＣＣＤ１５は信号線を介してその端部のコネクタがプロセッサ５に着脱自在に接続される。
また、スコープ３の挿入部８には、処置具等を挿通可能とするチャンネル１６が設けてある。本実施例では、このチャンネル１６を介して、染色する色素剤の機能を有すると共に、光増感の機能を有するメチレンブルー１７の溶液を収納したシリンジ１８を挿通して、観察対象部位２にメチレンブルー１７の溶液を投与（より具体的には散布）して、観察することもできるようにしている。

このメチレンブルー１７は、図１１にて示したように６００ｎｍから７００ｎｍ付近の赤の波長領域において、光吸収ピーク（より具体的には６６８ｎｍで最大ピーク、６０９ｎｍで２番目のピーク）を有し、この光吸収により活性酸素種を発生する光感光の機能、より具体的には光増感（物質として）の機能を有する。
本実施例においては、通常の面順次照明光による通常の観察モード（以下、第１の観察モード）の他に、このメチレンブルー１７を散布（投与）した場合に適した染色ないしは光増感観察モード（以下、第２の観察モード）で観察することができるようにしている。 スコープ３における例えば操作部９には、第１及び第２の観察モードを切り換えるモード切換スイッチＳＷ１と、第２の観察モードに切り換えた場合、染色ないしは光増感の機能に適した状態にしてユーザが簡単に変更設定できるように赤の波長帯域の光量を変更する光量変更スイッチＳＷ２とが設けてある。

なお、この光量変更スイッチＳＷ２は、赤の波長帯域の光量をアップする光量ＵＰスイッチＳＷｕとその光量を減少（ダウン）する光量ダウンスイッチＳＷｄとからなる。
光源装置４は、可視域をカバーする光を放射するキセノンランプ等のランプ２１を内蔵し、このランプ２１はランプ点灯回路２２からのランプ点灯電力により、その発光量を可変できるようにしている。
また、このランプ２１の照明光路上にはその通過光量を増減する絞り２３が設けてあり、この絞り２３は絞りモータ２４により開口量が調整される。
また、この絞り２３を通過した光は、回転フィルタ２５に入射され、この回転フィルタ２５における周方向には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各波長域の光を透過するＲ、Ｇ，Ｂフィルタ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが設けてある。図２はＲ、Ｇ，Ｂフィルタ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの透過特性を示す。図２に示すように、Ｒ、Ｇ，Ｂフィルタ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、それぞれＲ、Ｇ、Ｂの各波長領域を広帯域で通す。

この回転フィルタ２５はモータ２６により、一定速度で回転駆動され、光路中にＲ、Ｇ，Ｂフィルタ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが順次配置される。また、この回転フィルタ２５における光路中に配置されたフィルタを透過したＲ，Ｇ，Ｂの照明光は集光レンズ２７により集光されてライトガイドファイバ１１の後端面に入射される。
また、回転フィルタ２５には、その回転位置を検出するセンサ２８が、回転フィルタ２５に近接して設けてあり、このセンサ２８は光路中にどのフィルタが配置されているかを検出し、光源制御回路２９に出力する。
この光源制御回路２９は、センサ２８の出力信号により、モータ２６の回転速度を制御したり、光量変更スイッチＳＷ２の指示操作に対応してランプ点灯回路２２のランプ点灯電力を変更制御する。つまり、光路中にＲフィルタ２５Ｒが配置されたタイミングでランプ２１の発光量を増大或いは減少する。なお、絞りモータ２４は、プロセッサ５の調光回路３０からの調光信号により絞り２３の開口量を調整制御する。

なお、ユーザは、光源装置４に設けられた操作パネル２０を操作することにより、光量変更スイッチＳＷ２等と同様の指示操作を行うこともできる。
一方、プロセッサ５は、ＣＣＤ駆動回路３１を内蔵し、このＣＣＤ駆動回路３１により発生されるＣＣＤ駆動信号は、ＣＣＤ１５に印加される。ＣＣＤ１５は、ＣＣＤ駆動信号の印加により、Ｒ，Ｇ，Ｂの面順次の照明光の下で撮像し、光電変換したＣＣＤ出力信号、つまりＲ，Ｇ，Ｂ信号を順次出力する。
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号は、プロセッサ５内のアンプ３２に入力され、増幅された後、プロセス回路３３に入力される。このプロセス回路３３によりＣＤＳ処理等がされた後、Ａ／Ｄ変換回路３４に入力され、アナログ信号からデジタル信号に変換された後、ホワイトバランス回路３５を構成するゲイン可変アンプ３５ａに入力される。
また、プロセス回路３３の出力信号は、調光信号を生成する調光回路３０に入力され、調光信号が生成される。そして、この調光信号により、絞りモータ２４を介して絞り２３の開口量を調整する。

また、このゲイン可変アンプ３５ａの出力信号は、制御回路３６に入力されると共に、セレクタ３７を介して同時化回路３８を構成するＲ、Ｇ，Ｂメモリ３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに順次格納される。
制御回路３６は、ホワイトバランス調整時には、ゲイン可変アンプ３５ａの出力信号を取り込み、ホワイトバランスするようにゲイン可変アンプ３５ａのゲインの値を、ゲイン制御電圧によって調整する。つまり、ゲイン可変アンプ３５ａのゲイン制御端に印加するゲイン制御電圧によって調整する。
そして、ホワイトバランス調整後は、Ｒ，Ｇ，Ｂの色信号がゲイン可変アンプ３５ａに入力されるタイミングに上記ゲイン制御電圧を印加してホワイトバランス状態を維持する。

また、制御回路３６は、第２の観察モード時には、光量変更スイッチＳＷ２の指示操作に対応した信号を光源制御回路２９に送り、光源制御回路２９は、光量変更スイッチＳＷ２の指示操作に対応してランプ点灯回路２２によるランプ点灯電力をＲフィルタ２５Ｒが光路中に配置されるタイミングで変更して赤の照明光の光量を変更する制御を行う。
また、この制御回路３６は、第２の観察モード時には、光量変更スイッチＳＷ２の指示操作に対応した信号を上記のように光源制御回路２９に送り、赤の照明光の光量を変更させると共に、この赤の照明光の光量の変更に同期してその照明光の照明状態で撮像したＲの色信号のゲインを変更する。
この場合、制御回路３６は、その内部の不揮発性メモリとしての例えばＥＥＰＲＯＭ３６ａには、ゲイン可変アンプ３５ａのゲインを任意の値に設定するルックアップテーブルの情報が格納されている。例えば、ルックアップテーブルには、ゲイン制御電圧と、このゲイン制御電圧により設定されるゲインとを関係付ける情報が格納されている。

そして、赤の照明光の光量が変更設定されると、変更設定される指示値に応じて変更前の赤の照明光の光量の状態におけるゲイン値を参照して、ホワイトバランス状態を維持するゲインに変更設定する。
このようにして本実施例では、赤の照明光の光量の変更を行った場合にも、ホワイトバランスが維持されるようにプロセッサ５における信号処理を制御する。
上記のようにゲイン可変アンプ３５ａの出力信号は、セレクタ３７を経て同時化回路３８を構成するＲ、Ｇ，Ｂメモリ３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに順次格納される。
つまり、Ｒ、Ｇ、Ｂの各照明光の下で撮像されたＲ、Ｇ、Ｂの色信号は、それぞれＲ、Ｇ，Ｂメモリ３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに順次格納される。

Ｒ、Ｇ，Ｂメモリ３８Ｒ，３８Ｇ，３８Ｂに格納されたＲ、Ｇ、Ｂの色信号は、同時に読み出され、画像処理回路３９に入力されてγ補正、輪郭強調等の画像処理が行われた後、Ｄ／Ａ変換回路４０Ｒ，４０Ｇ，４０Ｂによりアナログの色信号に変換される。そして、モニタ６に出力され、その表示面にＣＣＤ１５により撮像された画像がカラー表示されるようにしている。
このような構成の本実施例による作用を以下に説明する。
スコープ３を体腔内に挿入して内視鏡検査を行う前に、図示しない白い被写体を用いてホワイトバランス調整を行う。白い被写体を撮像する状態に設定して、図示しないホワイトバランス調整スイッチを操作する。
すると、Ｒ，Ｇ，Ｂの面順次の照明光で照明された白の被写体を撮像したＲ，Ｇ、Ｂの色信号がゲイン可変アンプ３５ａに入力され、その出力信号を制御回路３６は、取り込む。この初期状態においては、制御回路３６は、例えばゲイン可変アンプ３５ａのゲインを１に設定した状態においてＲ，Ｇ，Ｂの色信号の輝度レベルの平均値を、この制御回路３６内部のＥＥＰＲＯＭ３６ａに格納する。

そして、次にＥＥＰＲＯＭ３６ａに格納したＲ，Ｇ，Ｂの色信号の輝度レベルの平均値から、ゲイン可変アンプ３５ａから出力されるＲ，Ｇ，Ｂの色信号の輝度レベルが揃うように、制御回路３６は、ゲイン可変アンプ３５ａのゲインＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂを、ゲイン制御電圧により制御する。
つまり、Ｒ，Ｇ，Ｂの色信号がゲイン可変アンプ３５ａに入力されるタイミングにおいて、制御回路３６は、ゲイン可変アンプ３５ａにゲイン制御電圧を印加して、ゲイン可変アンプ３５ａから出力されるＲ，Ｇ，Ｂの色信号の輝度レベルが揃うホワイトバランス状態のゲインＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂに設定する。なお、制御回路３６は、ホワイトバランス状態に調整後のゲインＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂ（或いはゲイン制御電圧）の値をＥＥＰＲＯＭ３６ａに格納保持する。
なお、ホワイトバランス調整する場合、１つの色信号を基準にして、他の２つの色信号を調整するようにしても良い。つまり、３つのゲインの内の１つを基準の値に固定して残りの２つの値を可変制御するようにしても良い。

このようにしてホワイトバランス設定が終了した後、内視鏡検査を行う。通常の観察を行う場合には、第１の観察モードで行う。この第１の観察モードにおいては、回転フィルタ２５のＲ、Ｇ，Ｂフィルタ２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、図３（Ａ）に示すように照明光路中に順次配置され、Ｒ，Ｇ，Ｂの照明が順次行われる。
また、この場合におけるゲインＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂを図３（Ｂ）に示している。図３（Ｂ）では、簡単化のため、第１の観察モードにおけるゲインＧｒ，Ｇｇ，Ｇｂが同じある場合で示している（第１の観察モードに対する第２の観察モード時における動作を分かり易くするため）。
この第１の観察モードにおいて、調光機能が動作した場合においても、Ｒ，Ｇ，Ｂの照明光の光量が同時に変更されるため、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）の相対的な関係は同じになる。

一方、観察対象部位２に対してメチレンブルー１７の染色剤の機能を用い、これを散布することにより、術者は、その凹凸の様子をより識別し易くして観察したいと望む場合がある。
この場合には、図１に示すようにシリンジ１８のチューブをチャンネル１６内に挿通し、さらにその先端側をチャンネル１６の先端開口から突出させて観察対象部位２に対してメチレンブルー１７を散布（投与）する。散布されたメチレンブルー１７は、観察対象部位２の表面の凹凸の具合に応じて堆積し、その場合の染色濃度や、光吸収の強度により凹凸の具合がより識別し易くなる。
また、この場合には、術者は光量変更スイッチＳＷ２における光量ダウンスイッチＳＷｄを操作することにより、赤の照明光の光量を減少させる。

光量ダウンスイッチＳＷｄを操作することにより、赤の照明光の光量は、図３（Ｃ）に示すように小さくなる。また、これに同期して、制御回路３６により、図３（Ｄ）に示すようにＲの色信号に対するゲインＧｒが増大され、ホワイトバランス状態が維持される。図３（Ｃ）においては、例えば赤の照明光の光量を図３（Ａ）の場合の１／３とした場合で示しており、図３（Ｄ）に示すＲの色信号に対するゲインＧｒは図３（Ｂ）のゲインＧｒの３倍となる。
より一般的には、図３（Ａ）の状態における赤の照明光の光量値を１としてその値から変更して例えば光量値Ｑｒに設定した場合、その場合におけるＲの色信号に対するゲイン値は、光量値Ｑｒに反比例したゲイン値に設定される。
これにより、メチレンブルー１７による活性酸素種の発生量を抑制して、しかもより観察対象部位２の凹凸の様子を識別し易い状態にでき、かつホワイトバランス状態を維持して観察することができる。

つまり、従来例に比べてメチレンブルー１７による活性酸素種の発生量を抑制しているので、このメチレンブルー１７による活性酸素種が観察対象部位２に及ぼす影響を低減でき、より望ましい状態で観察（診断）することができる。

一方、観察対象部位２が例えば病変部であり、その病変部が十分に特定できた場合、その病変部にメチレンブルー１７を散布（投与）し、メチレンブルー１７の光増感機能を利用して病変部を活性酸素種にて光力学治療（ＰＤＴ）を行う処置を行うこともできる。つまり、メチレンブルー１７の光増感機能を用いて、メチレンブルー１７を薬剤として使用することもできる。
この場合には、術者は、光量アップスイッチＳＷｕを操作することにより、図３（Ｅ）に示すように赤の照明光の光量が増大される。また、この操作により、図３（Ｆ）に示すようにＲの色信号に対するゲインＧｒが小さくなり、ホワイトバランス状態が維持される。
赤の照明光の光量の増大により、病変部に散布されたメチレンブルー１７は、その光を吸収して活性酸素種の発生量を大きくでき、発生させた活性酸素種を病変部に効率的に作用させて治療を行う薬剤として作用させることができる。

この場合においても、ホワイトバランス状態が維持されるので、通常の色調を保つように表示できる。従って、内視鏡検査にとって重要な要因となる色調が崩れてしまうことを防止して、内視鏡検査を円滑に行うことができる。
図３（Ｃ）及び（Ｄ）と、図３（Ｅ）及び（Ｆ）の場合の動作内容をフローチャートで示すと図４（Ａ）と図４（Ｂ）のようになる。メチレンブルー１７を観察対象部位２の凹凸の様子をより識別し易くする染色剤の機能を使用して観察する場合には、図４（Ａ）に示すようにする。
つまり、ステップＳ１に示すように術者は、観察対象部位２の表面にメチレンブルー１７を散布する。

次のステップＳ２において術者は、光量ダウンスイッチＳＷｄを操作する。すると制御回路３６は、光源装置４の光源制御回路２９を介して、ランプ２１の発光量を赤の照明光の出射時におけるその光量を減少させる。これにより、メチレンブルー１７に赤の照明光が照射された場合にも、その光増感の機能により活性酸素種が発生する割合を抑制することができる。
また、ステップＳ２の操作に連動して制御回路３６は、ステップＳ３に示すようにＲの色信号に対するゲインを増大して、ホワイトバランス状態を維持する。これにより、自然な色調を確保できる。
一方、観察対象部位２に対してメチレンブルー１７による光増感の機能を利用して薬剤による治療処置を行う場合には図４（Ｂ）のようにする。

ステップＳ１１に示すように術者は、観察対象部位２の病変部にメチレンブルー１７を散布する。
次のステップＳ１２において術者は、光量アップスイッチＳＷｕを操作する。すると制御回路３６は、光源装置４の光源制御回路２９を介して、ランプ２１の発光量を赤の照明光の出射時におけるその光量を増大させる。これにより、メチレンブルー１７に赤の照明光が照射された際の光増感の機能により活性酸素種の発生を増大できる。そして、このメチレンブルー１７が散布された病変部を活性酸素種により治療することができる。
また、ステップＳ１２の操作に連動して制御回路３６は、ステップＳ１３に示すようにＲの色信号に対するゲインを減少して、ホワイトバランス状態を維持する。これにより、自然な色調を確保できる。
このように本実施例によれば、メチレンブルー１７を使用して観察や処置を行う場合、メチレンブルー１７による光増感の特性、機能を考慮して照明及び信号処理を行うようにしているので、従来例よりもメチレンブルー１７による光増感の特性、機能を有効に利用した適切な観察、処置等を行うことができる。

次に本発明の実施例２を図５を参照して説明する。図５は実施例２の同時式の内視鏡装置１Ｂの構成を示す。
この内視鏡装置１Ｂは、スコープ３Ｂと、光源装置４Ｂと、プロセッサ５Ｂとモニタ６とからなる。
スコープ３Ｂは、図１のスコープ３において、ＣＣＤ１５の撮像面に色分離フィルタ５１が設けられたカラー撮像用ＣＣＤを備えた、つまり同時式のスコープである。また、このスコープ３Ｂの操作部９には、実施例１の場合と類似して通常観察に対応した第１の観察モードに切り換えるモード切換スイッチＳＷ１と、第２の観察モードにおける赤の照明光の光量を増大させる指示操作を行う光量アップスイッチＳＷｕと、光量を低減する光量ダウンスイッチＳＷｄとが設けてある。ここでも実施例１の場合と同様に光量アップスイッチＳＷｕと光量ダウンスイッチＳＷｄとを光量変更スイッチＳＷ２と総称する。

また、光源装置４Ｂは、図１の光源装置４において、回転フィルタ２５を有しない構成であり、モード切換スイッチＳＷ１を操作することにより、フィルタ板５２に設けた透明部５３Ｔが照明光路中に介挿（配置）される構成になっている。
このフィルタ板５２は、回転板の周方向に透明部５３Ｔの他に、第１の帯域フィルタ５３Ａ及び第２の帯域フィルタ５３Ｂとが設けてある。そして、モータ５４により、フィルタ板５２を所定角度回転させることにより、透明部５３Ｔが配置された状態から第１の帯域フィルタ５３Ａを光路中に配置したり、第２の帯域フィルタ５３Ｂを光路中に配置したりすることができるようにしている。
図６は、第１の帯域フィルタ５３Ａと第２の帯域フィルタ５３Ｂとの透過率特性を示す。

図６に示すように第１の帯域フィルタ５３Ａは、青及び緑の波長領域の光を通し、メチレンブルーの特徴的な光吸収領域となる赤の波長領域の光の透過を抑制する特性を有する。また、第２の帯域フィルタ５３Ｂは、青及び緑の波長領域の光の透過よりも赤の波長領域の光の透過を大きくする特性を有する。
そして、モード切換スイッチＳＷ１により第１の観察モードに設定された時には、図５に示すように光路中には透明部５３Ｔが配置された状態となる。なお、透明部５３Ｔは、開口と同様に、全ての波長域に対して透明な特性である。

また、光量ダウンスイッチＳＷｄが操作されると、光路中には第１の帯域フィルタ５３Ａが配置された状態となる。
また、光量アップスイッチＳＷｕが操作されると、光路中には第２の帯域フィルタ５３Ｂが配置された状態となる。この場合には、光源制御回路２９は、さらにランプ点灯回路２２によるランプ点灯電力を増大させて、図６の点線の等価特性５３Ｂ′で示すように設定する。

この点線の等価特性５３Ｂ′は、青及び緑の波長領域における照明光の光量が透明部５３Ｔを通した場合と同じ光量を保ち、これに対して赤の照明光の光量をより大きく増大させるようにする特性である。
また、本実施例におけるプロセッサ５Ｂは、ＣＣＤ１５の出力信号を増幅するアンプ３２を有し、このアンプ３２の出力信号はＣＤＳ回路５４を経てＡ／Ｄ変換回路３４と調光回路３０に入力される。
Ａ／Ｄ変換回路３４の出力信号は、Ｙ／Ｃ分離・同時化回路５６に入力され、このＹ／Ｃ分離・同時化回路５６により輝度信号Ｙと同時化された色差信号Ｃｒ／Ｃｂが生成される。
このＹ／Ｃ分離・同時化回路５６の出力信号は、マトリクス回路５７に入力され、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ／ＣｂからＲＧＢ信号に変換される。

このマトリクス回路５７の出力信号は、ホワイトバランス回路５８に入力され、ホワイトバランス処理された後、実施例１と同様に画像処理回路３９及びＤ／Ａ変換回路４０Ｒ〜４０Ｂを経てモニタ６に出力される。
また、スコープ３Ｂの光量変更スイッチＳＷ２等の指示操作による信号は、制御回路５９に入力される。この制御回路５９は、上記マトリクス回路５７とホワイトバランス回路５８の制御を行う。
つまり、制御回路５９は、光源装置４Ｂの光源制御回路２９と通信を行い、通常観察となる第１の観察モードにおいては、照明光路中に透明部５３Ｔが配置された通常照明の状態に対応したホワイトバランス回路５８によるホワイトバランス調整を行うと共に、マトリクス変換を行わせる。

また、制御回路５９は、スコープ３Ｂの光量変更スイッチＳＷ２による指示操作に対応して、マトリクス回路５７における信号Ｙ，Ｃｒ，ＣｂからＲ，Ｇ，Ｂに変換する場合のマトリクス係数を変更して、赤の照明光の光量が増大或いは減少された場合にも、ホワイトバランス状態を維持する。
このため、制御回路５９内の例えばＥＥＰＲＯＭ５９ａには、透明部５３Ｔの場合における変換マトリクス係数の情報の他に、第１の帯域フィルタ５３Ａ及び第２の帯域フィルタ５３Ｂに設定された場合のマトリクス係数の情報も格納している。
このような構成による本実施例の作用を説明する。本実施例による作用は、実施例１における面順次にＲ，Ｇ，Ｂの照明を行っていたものを、同時に行うようにした場合と殆ど同じ作用となる。
つまり、第１の観察モードの場合には、光源装置４Ｂは、ランプ２１による白色の照明光を出射し、観察対象部位２は白色光で照明される。

そして、照明された観察対象部位２は色分離フィルタ５１を設けたＣＣＤ１５によりカラー撮像される。このＣＣＤ１５の出力信号はプロセッサ５Ｂにより信号処理され、モニタ６でカラー表示される。この場合、ホワイトバランス調整を行っておけば、白い被写体は白く表示される。
また、観察対象部位２側にメチレンブルー１７を散布して染色することにより、凹凸の具合をより識別し易くして観察する場合には、実施例１で説明したように光量ダウンスイッチＳＷｄを操作すれば良い。この操作を行うことにより、光路中に第１の帯域フィルタ５３Ａが配置され、赤の照明光の光量が減少する。そして、メチレンブルー１７の光増感機能を抑制する状態にする。つまり、活性酸素種の発生を抑制する。
また、この場合、Ｒの色信号に対するゲインが増大されてホワイトバランスの状態が維持されて、適切な色調で観察することができる。

また、観察対象部位２における病変部に対してメチレンブルー１７を投与して、その光増感機能により病変部を治療しようとする場合には、実施例１で説明したように光量アップスイッチＳＷｕを操作すれば良い。この操作を行うことにより、光路中に第２の帯域フィルタ５３Ｂが配置され、そして赤の照明光の光量が増大する。そして、病変部に投与されたメチレンブルー１７の光増感機能による活性酸素種により病変部を治療することができる状態にできる。
このように本実施例は、実施例１の場合と同様の効果を有する。

次に本発明の実施例３を図７を参照して説明する。実施例３は、例えば実施例２における一部を変更した構成である。図７は実施例３における光源装置４Ｃの構成を示す。この光源装置４Ｃは、例えば図５における光源装置４Ｂにおいて、フィルタ板５２を設ける代わりに、フィルタ挿脱装置６１により複数のフィルタ６２ａ〜６２ｃにおける１つのフィルタを照明光路中に選択的に配置する構成にしている。
このフィルタ挿脱装置６１は、光源制御回路２９によりその動作が制御される。本実施例では、照明光路中にいずれのフィルタも配置していない状態は、実施例２における透明部５３Ｔを照明光路中に配置した状態、つまり通常観察に対応する。
そして、フィルタ挿脱装置６１により第１フィルタ６２ａ或いは第２フィルタ６２ｂを照明光路中に配置した場合には、実施例２における第１の帯域フィルタ５３Ａ或いは第２の帯域フィルタ５３Ｂを配置した状態に対応する。

従って、本実施例は、照明光路中にフィルタを挿脱自在に配置する構成に変形した構成を除けば、実施例２と同様の機能を実現するものであり、本実施例のプロセッサ５Ｃは、実施例２のプロセッサ５Ｂの機能を有する。
本実施例では、さらに第３フィルタ６２ｃを照明光路中に配置することもでき、この第３フィルタ６２ｃは、例えば図８に示す透過特性を有する。この第３フィルタ６２ｃは、第１の帯域フィルタ５３Ａの透過特性において、赤の波長領域の光の透過を０にした特性になっている。
このため、本実施例のプロセッサ５Ｃは、実施例２のプロセッサ５Ｂにおける輪郭強調等の画像処理を行う画像処理回路３９に、さらに図９に示す擬似Ｒ信号生成回路６５を設けている。そして、例えばＧ信号から擬似的にＲ信号を生成する構成にしている。なお、図９ではプロセッサ５Ｃにおける主要部のみを示している。

なお、本実施例におけるスコープは、実施例２のスコープ３Ｂにおいて、さらに第３フィルタ６２ｃを照明光路中に配置する操作を行うスイッチ（ここでは赤カットスイッチと言う）ＳＷｃを備えたスコープである。この例の他に、例えば光量ダウンスイッチＳＷｄにおける操作回数を複数行った場合に機能させるようにしても良い。
図９に示すようにホワイトバランス回路５８は、アンプ５８Ｒ、５８Ｇ、５８Ｂにより構成されている。そして、赤カットスイッチＳＷｃが操作された場合には、制御回路５９は、擬似Ｒ信号生成回路６５を動作状態に設定して、アンプ５８Ｇから出力されるＧ信号を擬似Ｒ信号生成回路６５に入力して擬似的にＲ信号を生成させるようにする。
この擬似Ｒ信号生成回路６５に入力されたＧ信号は、Ｇ信号のままスルーしてＤ／Ａ変換回路４０Ｇに入力されると共に、空間周波数分離回路（図９中では単にＦ分離と略記）６６に入力され、空間周波数分離回路６６は、入力信号を所定の空間周波数を境界としてこれより高い周波数成分と、低い周波数成分に分離する。

この所定の空間周波数としては、例えば粘膜表面に近い細い血管の走行状態の輪郭を特徴的に表す空間周波数と、これより深部側のより太い血管の走行状態の輪郭を特徴的に表す空間周波数との間の値に設定される。なお、空間周波数分離回路６６は、ハイパスフィルタとロウパスフィルタにより構成することができる。
そして、この空間周波数分離回路６６から出力される高域側の信号は、第１の階調補正回路６７ａにより第１の階調補正されて、アンプ５８Ｒの出力信号が入力される加算器６８に加算されてＲ信号としてＤ／Ａ変換回路４０Ｒに入力される。
また、空間周波数分離回路６６から出力される低域側の信号は、第２の階調補正回路６７ｂにより第２の階調補正されて、アンプ５８Ｒの出力信号が入力される加算器６８に加算されてＲ信号としてＤ／Ａ変換回路４０Ｒに入力される。

図１０は、第１及び第２の階調補正回路６７ａ、６７ｂによる階調特性を示す。第１の階調補正回路６７ａは、入力値に対して出力値の階調を抑制する特性に設定されており、従って高域側の信号の輝度値が抑制される。これに対して、第２の階調補正回路６７ｂは、入力値に対して出力値の階調を増大する特性に設定されており、従って低域側の信号の輝度値が増大される。
従って、生体粘膜を観察した場合、実際の赤の波長領域の光で観察した如くに生体表層よりも深部側のより太い血管の走行状態の輪郭を捉えた画像を擬似的に赤で表示できる。このため、赤の波長領域を照明光に用いない場合にも、赤の波長領域を照明光に用いた如くに自然な色調で画像表示を行うことができる。
このため、本実施例によれば、実施例２において、さらに赤の照明光の光量を低減してその光量をカットした場合にも、機能的に自然な色調で画像表示ができる。その他は、実施例２と同様の作用効果を有する。なお、Ｇの色信号からＲの色信号を生成する例を説明したが、Ｇ及びＢにおける両方で或いはＢの色信号から生成するようにしても良い。

なお、本実施例では、赤の照明光の光量をカットする構成及び作用を同時式の場合で説明したが、面順次式の場合にも適用することができる。この場合には、例えば図１における画像処理回路３９において、図９に示した擬似Ｒ信号生成回路６５を設けるようにすれば良い。
また、本実施例では３つのフィルタ６２ａ〜６２ｃを照明光路中に挿脱自在にしたが、さらに挿脱できるフィルタ数を多くする等して、より適切な特性のものを選択設定できるようにしても良い。
なお、上述した各実施例において、例えば観察対象部位２側にメチレンブルー１７等の光増感物質が投与されているか否かの検出手段を設けるようにしても良い。

メチレンブルー１７は、青色の色素剤の機能を有するので、例えば図５のプロセッサ５Ｂ内の例えば画像処理回路３９内の検出部（２点鎖線の符号７１）による信号処理で青の色信号が所定値以上である画素数がある値以上検出されるか否かを検出する。そして、それを検出した場合には、検出部７１は、その検出信号を制御回路５９に送る。
この検出信号により制御回路５９は、（手動で光量ダウンスイッチＳＷｄを操作した如くに）自動的に赤の光量を減少させる（赤の）光量自動制御を行えるようにしても良い。これに連動して、赤の色信号のゲインを大きくする。
このようにすると、メチレンブルー１７が観察対象部位２側に散布されていると、通常は自動的に赤の照明光を減少させて、メチレンブルー１７による光増感物質による活性酸素種の発生量を自動的に抑制して観察することができる。このため、術者が手動で赤の光量を減少させる操作を行わなくても済み、操作性を向上できる。

また、病変部に集中的にメチレンブルー１７を投与して光力学治療を行う場合には、上記（赤の）光量自動制御の設定を解除することにより、赤の光量を手動で増大させて処置を行えるようにすれば、光力学治療を行う場合にも適切に対処ができる。つまり、赤の光量を自動的に減少させる光量制御を行うモードから、手動による光量制御に切り換えられるようにしても良い。
なお、観察対象部位２側にメチレンブルー１７等の光増感物質が投与されているか否かの検出手段を設ける具体例等を図５の場合で説明したが、他の実施例に適用しても良い。 なお、上述した各実施例においては、キセノンランプ等のランプ２１を照明を行うための光源に用いていたが、これに限定されるものでなく、レーザダイオードや発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源として用いるようにしても良い。
また、例えばＬＥＤを用いた場合には、そのＬＥＤを挿入部８の先端部に設けて、ライトガイドファイバ１１を用いることなく、観察対象部位２側に照明光を出射するようにしても良い。また、上述した各実施例を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

［付記］
１．本発明の内視鏡装置は、生体内に挿入可能な挿入部を有する内視鏡と、
生体内における観察対象部位側に照明光を出射する照明手段と、
前記照明光における前記観察対象部位に投与される光増感物質に対する活性酸素種の発生量を制御する赤の波長領域の光量制御をする光量制御手段と、
前記赤の波長領域の光量制御に対応して、前記照明光のもとで撮像した場合における赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを変更させる信号処理を行う信号処理手段と、
を備えることを特徴とする。
上記構成により、観察対象部位に対して光増感物質が投与されている場合、その光増感物質に対する活性酸素種の発生量を制御すると共に、赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを変更させる信号処理を行うことにより、光増感物質の活性酸素種の発生量を制御でき、かつホワイトバランスに近い特性を維持する等の適切な色調で内視鏡観察を行うことができる。

体腔内における内視鏡による観察する部位がメチレンブルー等の染色と光増感との両方の機能を有する場合、光増感の機能を考慮してその励起光となる赤の波長領域の光量を抑制して染色による凹凸の識別を容易にすると共に、光力学治療を行う場合にも対応できる。

図１は本発明の実施例１の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。 図２は回転フィルタに設けられたＲ、Ｇ，Ｂフィルタの透過特性を示す図。 図３は本実施例における動作のタイミングチャートを示す図。 図４は本実施例による作用のフローチャートを示す図。 図５は本発明の実施例２の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。 図６は第１の帯域フィルタ及び第２の帯域フィルタの透過率特性を示す図。 図７は本発明の実施例３における光源装置の構成を示すブロック図。 図８は第３フィルタの透過率特性を示す図。 図９はプロセッサにおける擬似Ｒ信号生成回路の構成を示すブロック図。 図１０は第１及び第２階調補正回路の入出力特性を示す図。 図１１はメチレンブルーによる吸光特性を示す図。

符号の説明

１…内視鏡装置
２…観察対象部位
３…スコープ
４…光源装置
５…プロセッサ
６…モニタ
１１…ライトガイドファイバ
１５…ＣＣＤ
１７…メチレンブルー
２１…ランプ
２５…回転フィルタ
２５Ｒ…Ｒフィルタ
２９…光源制御回路
３５…ホワイトバランス回路
３５ａ…ゲイン可変アンプ
３６…制御回路
ＳＷ２…光量変更スイッチ
ＳＷｕ…光量アップスイッチ
ＳＷｄ…光量ダウンスイッチ

Claims (6)

1. 生体内に挿入可能な挿入部を有する内視鏡と、
   前記生体内における観察対象部位側に照明光を出射する照明手段と、
   前記観察対象部位に投与される光増感物質に対し、前記照明光における励起光となる赤の波長領域の光量を少なくとも減少させる光量制御をする光量制御手段と、
   前記赤の波長領域の光量を減少させる光量制御に対応して、前記照明光のもとで撮像した場合における赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを増大させる信号処理を行う信号処理手段と、
   を備えることを特徴とする内視鏡装置。
2. さらに前記光量制御手段が前記赤の波長領域の光量を増加する制御を行う場合には、前記信号処理手段は、前記照明光のもとで撮像した場合における前記赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを減少させる信号処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記照明光は、前記赤の波長領域の光の他に、緑及び青の波長領域の光を含み、前記赤の波長領域の光量が殆ど０に減少された場合には、前記信号処理手段は、前記緑及び青の波長領域に対応する緑及び青の色信号の少なくとも一方から赤の波長領域に対応する赤の色信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
4. 前記光量制御手段による光量制御により、前記光増感物質による活性酸素種の発生を抑制することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
5. 前記観察対象部位における病変部に対して、前記光増感物質を投与した場合には、前記光量制御手段は、さらに前記光増感物質による活性酸素種による光力学治療を行うために前記赤の波長領域の光量を増加することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
6. 前記信号処理手段は、前記観察対象部位に光増感物質が投与されているか否かの検出手段を有し、前記検出手段の出力により前記光量制御手段による光量制御を行わせることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。

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