JPH0998939A - 蛍光診断用内視鏡装置 - Google Patents

蛍光診断用内視鏡装置

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JPH0998939A
JPH0998939A JP8197489A JP19748996A JPH0998939A JP H0998939 A JPH0998939 A JP H0998939A JP 8197489 A JP8197489 A JP 8197489A JP 19748996 A JP19748996 A JP 19748996A JP H0998939 A JPH0998939 A JP H0998939A
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Koichi Furusawa
宏一 古澤
Riyuusuke Adachi
滝介 安達
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Abstract

(57)【要約】 【課題】患者に負担をかけずに、安全にしかも低コスト
の装置で内視鏡的蛍光観察による癌診断等を行うことが
できる蛍光診断用内視鏡装置を提供すること。 【解決手段】生体から蛍光を励起させる波長領域の光を
含む照明光を発生する照明光源11と、上記照明光源1
1から発生される照明光を被写体に対して間欠的に繰り
返して照射するための照明光間欠照射手段13と、上記
照明光間欠照射手段13から上記被写体に対する照明光
の照射が中断された直後の上記被写体像を撮像するため
の蛍光画像撮像手段22と、上記照明光間欠照射手段1
3から上記被写体に対して照明光が照射されている間は
上記蛍光画像撮像手段22による上記被写体像の撮像を
阻止し又は無効にするための撮像阻止手段25とを設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、内視鏡を利用し
た蛍光観察によって早期癌等を診断するための蛍光診断
用内視鏡装置に関する。
【0002】
【従来の技術】内視鏡を利用した蛍光観察による癌診断
方法としては、次のようなものが知られている。
【0003】(1)腫瘍組織に選択的に取り込まれて特
定の波長の励起光によって蛍光を発する特性を有する光
感受薬を患者の体内に注入して、励起光照射下に蛍光観
察を行うPhotodynamics-Diagnosis(PDD)。
【0004】(2)He−Cdレーザ等による青色又は
紫外レーザ光を励起光として体腔内粘膜に照射して、正
常組織が腫瘍組織よりも強い蛍光を放射することを利用
したLaser-Induced-Fluorescence-System(LIFシステ
ム)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、PDDにおい
ては、光感受薬を体内に注入する必要があるので、患者
は診断を受けるために相当の期間入院しなければなら
ず、負担が大きい。
【0006】また、LIFシステムにおいては、He−
Cdレーザ等のように青色又は紫外レーザ光を発生する
レーザ発生装置が必要なので、装置コストが高額になっ
てしまう。また、青色から紫外領域のレーザ光の人体に
対する安全性は、まだ立証されていない。
【0007】そこで本発明は、患者に負担をかけずに、
安全にしかも低コストの装置で内視鏡的蛍光観察による
癌診断等を行うことができる蛍光診断用内視鏡装置を提
供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の蛍光診断用内視鏡装置は、生体から蛍光を
励起させる波長領域の光を含む照明光を発生する照明光
源と、上記照明光源から発生される照明光を被写体に対
して間欠的に繰り返して照射するための照明光間欠照射
手段と、上記照明光間欠照射手段から上記被写体に対す
る照明光の照射が中断された直後の上記被写体像を撮像
するための蛍光画像撮像手段と、上記照明光間欠照射手
段から上記被写体に対して照明光が照射されている間は
上記蛍光画像撮像手段による上記被写体像の撮像を阻止
し又は無効にするための撮像阻止手段とを設けたことを
特徴とする。
【0009】なお、上記照明光間欠照射手段と上記撮像
阻止手段の動作周期が、上記蛍光画像撮像手段の駆動周
期の整数倍であってもよく、上記照明光間欠照射手段に
よって被写体に対する照明光照射が中断された直後に上
記蛍光画像撮像手段が上記被写体を撮像する期間が、上
記蛍光画像撮像手段の駆動周期と一致するようにしても
よい。
【0010】また、上記蛍光画像撮像手段が、上記照明
光源から発生された照明光に含まれる波長領域であって
生体から蛍光を励起させる波長領域外の波長の光像を撮
像可能であるようにしてもよく、その場合に、上記照明
光源から発生される照明光が被写体に対して連続的に照
射されると共に、その被写体像が上記蛍光画像撮像手段
で連続的に撮像されるように、上記照明光間欠照射手段
と上記撮像阻止手段の動作を停止させるための切り換え
手段が設けられているとよい。
【0011】
【発明の実施の形態】図面を参照して実施の形態を説明
する。図1において、1は内視鏡であり、挿入部2の先
端に配置された対物レンズ3によって結像された被写体
100の像が、イメージガイドファイババンドル4を介
して接眼部5に伝達される。6は接眼レンズである。
【0012】7は、被写体100を照明する照明光を伝
達するためのライトガイドファイババンドルであり、そ
の入射端は光源装置10に接続されている。そして、例
えばキセノンランプを用いた光源ランプ11から放射さ
れた照明光が、ライトガイドファイババンドル7を介し
て伝達されて、被写体100が照明される。
【0013】光源ランプ11とライトガイドファイババ
ンドル7の入射端との間には、赤外線カットフィルタ1
2と第1の電子シャッタ13とが配置されており、第1
の電子シャッタ13を繰り返して開閉させることによ
り、ライトガイドファイババンドル7への照明光入射を
間欠的にすることができる。14は、第1の電子シャッ
タ13の駆動回路である。
【0014】接眼部5には、カラーテレビカメラ20が
着脱自在に取り付けられており、イメージガイドファイ
ババンドル4の像射出端面4aに伝達された内視鏡観察
画像が、撮像レンズ21を介して固体撮像素子22の受
光面に投影される。固体撮像素子22は、少なくとも可
視範囲の全波長領域の光像を撮像できる特性を有してい
る。
【0015】固体撮像素子22から出力される撮像信号
に対しては、ビデオプロセッサ23で所定の処理が施さ
れ、テレビモニタ24に映像が表示される。また、固体
撮像素子22を駆動するための駆動信号がビデオプロセ
ッサ23から送出される。
【0016】固体撮像素子22への観察画像投影光路中
には、第2の電子シャッタ25が配置されており、第2
の電子シャッタ25を閉じることによって、固体撮像素
子22に対する画像光の露光を中断させることができ
る。26は、第2の電子シャッタ25の駆動回路であ
る。
【0017】二つの電子シャッタ13,25の動作は、
CPUなどを内蔵する制御部30によって連動して制御
される。制御部30には、観察モード等を切り換え操作
するためのキー入力部31が接続されている。
【0018】また、ビデオプロセッサ23において映像
処理モードの切り換えを行わせるための指示信号が、制
御部30からビデオプロセッサ23に送られて、通常画
像処理モードと蛍光画像処理モードとが切り換えられ
る。ビデオプロセッサ23から制御部30に対しては、
同期信号等が送られる。
【0019】次に、上記装置の動作を、図2のタイムチ
ャートも参照して説明する。キー入力部31に設けられ
た蛍光観察スイッチがオフの通常観察モードの状態で
は、二つの電子シャッタ13,25が共に開放されてお
り、被写体100の通常の観察画像が固体撮像素子22
で撮像されて、その映像がテレビモニタ24に表示され
る。
【0020】キー入力部31の蛍光観察スイッチをオン
にすると、図2に示されるように、第1の電子シャッタ
13が高速で開閉動作を繰り返し、被写体100が間欠
的に照明される。その一回の露光時間T1は、例えば2
0ns〜20ms程度に設定される。
【0021】その際に被写体100へ照射される照明光
は、可視領域の光を全般的に含む通常の照明光である。
したがって、生体である被写体100が、照明光の中に
含まれる300〜500nmの波長領域の光(励起光)の
照射を受けることによって、500〜600nmの波長領
域の蛍光を発する。
【0022】励起光の照射を受けた被写体100のう
ち、腫瘍組織部からは正常組織部よりも弱い蛍光しか発
せられない。したがって、蛍光画像を観察すれば、腫瘍
診断を行うことができるが、蛍光は微弱なので、照明光
照射中に蛍光像を視認することはできない。
【0023】第1の電子シャッタ13が開いている照明
期間中は、第2の電子シャッタ25は閉じられていて、
固体撮像素子22に対する画像光露光は行われない。し
かし、被写体100からの蛍光放射は、励起光の照射が
止められた後も、短時間ではあるが5〜10ns程度行わ
れている。
【0024】そこで、第1の電子シャッタ13を閉じた
ら、蛍光が放射されているうちに、(例えば、第1の電
子シャッタ13を閉じてからの遅延時間T2=3nsとし
て)第2の電子シャッタ25を開く。すると、被写体1
00からの蛍光放射が終わるまでの極めて短い期間、そ
の蛍光画像が固体撮像素子22の受光面に露光される。
【0025】第2の電子シャッタ25は一定時間(例え
ばT3=10ns〜10ms)だけ開いた後に閉じ、それか
らさらに一定の遅延時間T4経過後に、第1の電子シャ
ッタ13を再び開いて、上述の動作が繰り返される。
【0026】このようにして固体撮像素子22で撮像さ
れた蛍光画像は非常に微弱なものなので、複数の基画像
データをビデオプロセッサ23で積算して、信号強度を
増幅させてから、テレビモニタ24に表示する。
【0027】これによって、被写体100の蛍光画像
が、人の目で判断できるレベルでテレビモニタ24に表
示される。また、ビデオプロセッサ23において、2値
化画像を得る処理を行って、その処理後の画像表示する
こともできる。
【0028】なお、固体撮像素子22の一蓄積期間(駆
動周期)をT1〜T4の合計時間とすれば、蛍光画像撮
像時の基画像が各フィールド又はフレーム毎に得られる
ので、蛍光画像と通常画像の切り換え処理を簡単に行う
ことができる。
【0029】テレビモニタ24への表示は、通常画像は
テレビジョン画像(動画)であり、蛍光画像は複数の基
画像を積算して1画像に合成処理するため、通常撮像よ
り整数分の1少ない画面数の動画になる。
【0030】また、固体撮像素子22の一蓄積期間をT
1〜T4の合計時間の整数倍にすれば、画素数が多くて
駆動処理時間がかかる固体撮像素子22を用いた場合で
も、比較的容易に上述と同様の作用効果を得ることがで
きる。
【0031】また、固体撮像素子22の一蓄積時間をT
3と一致させれば、蛍光画像の基画像としてのコントラ
ストが得られやすくなるので、少ない基画像からの積算
処理で済み、映像処理用のメモリを小さくすることがで
きる。
【0032】図3及び図4は、上述の動作を行わせるた
めの制御部30のソフトウェアプログラムの内容を示す
フロー図であり、Sは処理ステップを示す。ここでは、
まずS1で、両電子シャッタ13,25を閉じる等、所
定の初期化制御を行ったあと、S2で、キー入力部31
の蛍光観察スイッチの状態を判定する。
【0033】そして、蛍光観察スイッチがオンの場合
は、S3で垂直同期信号が発生するのを待ってから、S
4で第1の電子シャッタ13を開き、S5で所定の露光
時間T1経過を待った後、S6で第1の電子シャッタ1
3を閉じ、それからS7で所定の遅延時間T2経過を待
つ。
【0034】次いで、S8で第2の電子シャッタ25を
開いて、S9で所定の蛍光画像取込時間T3経過を待っ
た後、S10で第2の電子シャッタ25を閉じ、所定の
遅延時間T4経過を待ってからS2へ戻り、そこからの
処理を繰り返す。
【0035】S2において、蛍光観察スイッチがオフの
場合には、S12で両電子シャッタ13,25を開き、
S13で、次に蛍光観察スイッチがオンになるまでその
状態を維持する。そして、S13で蛍光観察スイッチが
オンになったら、S14で第2の電子シャッタ25を閉
じてから、S3の処理へ移行する。
【0036】なお本発明において、電子シャッタ13,
25は、高速で遮光状態と透光状態とを繰り返すシャッ
タであれば電子シャッタ以外のものを用いてもよく、例
えば遮蔽部材を連続的に回転又は往復動させる機械式シ
ャッタ等を用いてもよい。
【0037】また、第2の電子シャッタ25を省略し
て、被写体100の画像を固体撮像素子22で常時撮像
し、第1の電子シャッタ13が開いている間に撮像され
た映像信号をビデオプロセッサ23において無効にさせ
て、上述の第2の電子シャッタ25の開放時間T3に相
当する期間の映像信号だけを活かすようにすれば、上述
と同様の蛍光映像を得ることができる。そのような場合
に、第1の電子シャッタ13の開閉動作とビデオプロセ
ッサ23の処理動作の同期をとるための同期信号は、制
御部30から与えればよい。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、生体から蛍光を励起さ
せる波長領域の光を含む照明光を被写体に対して間欠的
に繰り返して照射して、被写体に対する照明光の照射が
中断された直後に僅かな時間だけ被写体から放射される
蛍光画像だけを撮像して被写体の蛍光画像を得ることが
できるので、光感受性薬や特別な紫外レーザ等を用いる
必要がなく、患者に負担をかけずに安全に低コストの装
置で内視鏡的蛍光観察による癌診断等を行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の全体構成図である。
【図2】本発明の実施の形態の動作を示すタイムチャー
ト図である。
【図3】本発明の実施の形態のソフトウェアプログラム
の内容を示すフロー図である。
【図4】本発明の実施の形態のソフトウェアプログラム
の内容を示すフロー図である。
【符号の説明】
4 イメージガイドファイババンドル 7 ライトガイドファイババンドル 11 光源ランプ 13 電子シャッタ 22 固体撮像素子 24 テレビモニタ 25 電子シャッタ 100 被写体

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生体から蛍光を励起させる波長領域の光を
    含む照明光を発生する照明光源と、 上記照明光源から発生される照明光を被写体に対して間
    欠的に繰り返して照射するための照明光間欠照射手段
    と、 上記照明光間欠照射手段から上記被写体に対する照明光
    の照射が中断された直後の上記被写体像を撮像するため
    の蛍光画像撮像手段と、 上記照明光間欠照射手段から上記被写体に対して照明光
    が照射されている間は上記蛍光画像撮像手段による上記
    被写体像の撮像を阻止し又は無効にするための撮像阻止
    手段とを設けたことを特徴とする蛍光診断用内視鏡装
    置。
  2. 【請求項2】上記照明光間欠照射手段と上記撮像阻止手
    段の動作周期が、上記蛍光画像撮像手段の駆動周期の整
    数倍である請求項1記載の蛍光診断用内視鏡装置。
  3. 【請求項3】上記照明光間欠照射手段によって被写体に
    対する照明光照射が中断された直後に上記蛍光画像撮像
    手段が上記被写体を撮像する期間が、上記蛍光画像撮像
    手段の駆動周期と一致している請求項1記載の蛍光診断
    用内視鏡装置。
  4. 【請求項4】上記蛍光画像撮像手段が、上記照明光源か
    ら発生された照明光に含まれる波長領域であって生体か
    ら蛍光を励起させる波長領域外の波長の光像を撮像可能
    である請求項1、2又は3記載の蛍光診断用内視鏡装
    置。
  5. 【請求項5】上記照明光源から発生される照明光が被写
    体に対して連続的に照射されると共に、その被写体像が
    上記蛍光画像撮像手段で連続的に撮像されるように、上
    記照明光間欠照射手段と上記撮像阻止手段の動作を停止
    させるための切り換え手段が設けられている請求項4記
    載の蛍光診断用内視鏡装置。
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