JP4495513B2 - 蛍光内視鏡装置 - Google Patents

Description

本発明は、内視鏡の鉗子チャンネルを通じてプローブを挿通し、このプローブを介して被検部に励起光を照射するとともに蛍光を測定する蛍光内視鏡装置に関する。

生体組織に対して青〜紫外帯域の光を励起光として照射すると、励起光の波長よりも長波長側にスペクトルを有する蛍光が生体組織から発せられることは良く知られている(この蛍光は「自家蛍光」と言われる)。また、自家蛍光の強度（特に、緑光領域の強度）は生体の病変組織(腫瘍,癌)から発生するものの方が正常組織から発生するものよりも低いので、画像として表されると、悪性の腫瘍が発生した病変部が正常組織のみからなる正常部位よりも暗く表示されることも、知られている。これは、悪性の腫瘍によって細胞組織が肥大化すると、血流が悪くなるためであると考えられている。

このような知識をベースに、内視鏡の鉗子チャンネルを通じてライトプローブ（以下、単に「プローブ」という）を被検者の体腔内に導入し、その先端を被検部（体腔内壁）に押し当てた状態で励起光を射出し、この励起光によって生じた蛍光を同プローブを通じて体腔外に導き、その蛍光の分光測定を行う蛍光内視鏡装置が、提案されている。このような蛍光内視鏡装置を用いて検査した場合には、検査結果の記録のために、体腔内壁のどの箇所について蛍光分光測定をしたのかが判るように、内視鏡観察画像（内視鏡を通じて得られる画像）を保存しなければならない。この場合、プローブを被検部に押し当てた状態で内視鏡画像を保存することも考えられるが、プローブ自体の陰になる為に、被検部全体が良く見えないという問題がある。

そこで、従来、蛍光分光測定後に、内視鏡を動かさずにプローブを鉗子チャンネルから引き抜き、代わりに鉗子チャネルに挿入した処置具により測定対象箇所にマーキング（着色，タグの取付，等）を施した上で、この処置具を鉗子チャンネルから引き抜いた後の内視鏡画像を撮影して、保存（プリントアウト，映像信号のフリーズ，等）していた。
特開２００３−１８０６１４号公報

しかしながら、上記方法によると、蛍光分光測定を完了してからマーキングを施すまでの間に、プローブを鉗子チャンネルから完全に引き抜いてからマーキングのための処置具を挿入し直すという煩雑な作業が必要であるので、内視鏡先端の位置が意に反してずれてしまう等の要因によって、測定対象箇所を見失う蓋然性が高かった。しかも、着色によってマーキングする場合には、内視鏡画像を保存するまでの間に着色塗料が流れてしまう問題があるし、タグを取り付けることによってマーキングする場合には、タグを回収しなければならないと言う問題がある。

そこで、本発明は、蛍光分光測定の対象箇所自体には物理的なマーキングを施すことなく、内視鏡画像上に測定対象箇所を示すマークを表示することができる蛍光内視鏡装置の提供を、課題とする。

上記の課題を解決するために案出された本発明による蛍光内視鏡装置は、体腔内の被検部の生体組織に励起光を照射し、この生体組織が発する蛍光を分光測定する蛍光内視鏡装置であって、その先端に対物光学系及び照明窓を備えるとともにその基端と先端とを通じる中空のチャンネルが内蔵された体腔内挿入部を有する内視鏡と、前記対物光学系によって形成された被検部の像を逐次撮像して、映像信号に変換して出力する撮像装置と、術者によって操作される操作部材と、前記操作部材が操作された後の所定期間を除き、前記照明窓を通じて前記被検部に可視光を照射する照明手段と、前記チャンネルに挿通され、その基端から導入された光をその先端から射出する光プローブと、前記所定期間内のみ、生体組織を励起して蛍光を発光させる波長帯域の励起光を前記光プローブの基端に導入する励起光源と、前記光プローブの先端に設けられ、前記励起光を受けて蛍光を発光する蛍光部材と、前記蛍光を分光測定する分光測定手段と、前記所定期間内に出力されるものを除き、前記撮像装置が出力する映像信号を逐次一時記憶する第１記憶手段と、前記所定期間内に前記撮像装置が出力する映像信号を記憶する第２記憶手段と、前記第２記憶手段に記憶されている映像信号が示す画像中における輝点の位置を特定する輝点位置検出手段と、前記第１記憶手段に記憶されている映像信号が示す画像に、前記輝点位置検出手段が特定する位置に対応した位置を示すマークを付加する画像合成手段と、前記画像合成手段によって得られた画像を表示するモニタとを、備えたことを特徴とする。

このように構成されると、操作部材が操作される前においては、照明手段が、内視鏡の体腔内挿入部の先端に形成された照明窓を通じて、被検部に対して照明光を照射する。この照明光によって照明された被検物は対物光学系及び撮像素子によって撮像され、この撮像素子から出力された映像信号が、逐次第１記憶記憶手段に一時記憶される。この時点においては、第２記憶手段に映像信号が記憶されていないために、輝点位置検出手段は輝点の位置を特定しておらず、よって、画像合成手段は、第１記憶手段に記憶されている映像信号が示す画像を、そのままモニタ上に表示させる。そして、術者が内視鏡の体腔内挿入部のチャネルにプローブを挿入させた後に操作部材を操作すると、その操作後の所定期間内のみ、照明手段が照明光の照射中断し、励起光源が励起光をプローブの基端に導入し、撮像素子から出力された映像信号が第２記憶手段に記憶され、励起光によって励起された被検部の生体組織が発した蛍光を分光測定手段が分光測定する。この時、第２記憶手段に記憶されている映像は、プローブの先端から射出された励起光に起因するものであるので、プローブの先端のみが輝点となっている画像を示すものである。従って、輝点位置特定手段は、この第２記憶手段に記憶されている映像信号が示す画像中の輝点の位置を検出し、その輝点の位置を画像合成手段に通知する。すると、以後、画像合成手段は、第１記憶手段から読み出した画像信号が示す画像に、輝点位置特定手段によって特定された輝点の位置に対応した位置を示すマークを付加して、モニタ上に表示させる。従って、術者がプローブの先端を内視鏡の体腔内挿入部の先端に引き込んだ後でも、モニタ上に表示されている画面には、当該マークによって、プローブ先端が存在していた位置，即ち、蛍光分光測定の対象箇所が示されている。従って、術者は、分光測定手段による分光測定結果の元となった蛍光分光測定対象箇所を、一目で知ることができる。

以上に説明したように、本発明の蛍光内視鏡装置によれば、蛍光分光測定の対象箇所自体には物理的なマーキングを施すことなく、内視鏡の体腔内挿入部の先端に設けられた対物光学系及び撮像装置によって撮像されてモニタ上に表示されている画像上に、測定対象箇所を示すマークを表示することができる。

次に、添付図面に基づいて、本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本発明による蛍光内視鏡装置の実施の形態である内視鏡システムの外観図である。図１に示されるように、この内視鏡システムは、内視鏡１０，ライトプローブＰ，光源プロセッサ装置２０，蛍光分光測定装置３０，プリンタ５０及びモニタ６０を、備えている。
＜内視鏡＞
内視鏡１０は、通常の電子内視鏡そのものであり、図２に示すように、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１０ａ，その体腔内挿入部１０ａの先端部分を湾曲操作するためのアングルノブ等を有する操作部１０ｂ，操作部１０ｂと光源プロセッサ装置２０とを接続するためのライトガイド可撓管１０ｅ，及び、このライトガイド可撓管１０ｅの基端に設けられたコネクタ１０ｄを、備えている。

図１に示すように、体腔内挿入部１０ａの先端面には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２が夫々嵌め込まれた照明窓及び撮影窓が形成されている。そして、この体腔内挿入部１０ａの内部には、対物レンズ（対物光学系）１２によって形成された被写体の像を撮影する撮像素子（カラーＣＣＤ，撮像装置に相当）１３が、組み込まれている。

撮像素子１３から出力された画像信号を伝送するための信号ケーブル（各走査線に沿ってＲ［赤］，Ｇ［緑］，Ｂ［青］の各画素から夫々読み出したＲＧＢの各画像信号を夫々伝送するための３系統の信号線を含む信号ケーブル）１８は、体腔内挿入部１０ａ，操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｅ内を引き通されて、コネクタ１０ｄの端面に設けられた電気コネクタ１０ｇに接続されている。この信号ケーブル１８と並行して、体腔内挿入部１０ａ，操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｅ内には、ライトガイドファイババンドル（以下、単に「ライトガイド」という）１６が引き通されている。このライトガイド１６の先端は、体腔内挿入部１０ａの先端部内において配光レンズ１１に対向し、その基端は、コネクタ１０ｄの端面から突出した金属製のパイプ１９内に挿入されて固定されている。

また、体腔内挿入部１０ａ内には、その先端面に開口した中空の鉗子チャネル１０ｅが内蔵されており、この鉗子チャンネル１０ｅの基端は、操作部１０ｂの側面から突出している鉗子口１０ｆに連通している。従って、操作部１０ｂの外部より、この鉗子口１０ｆからこの鉗子チャンネル１０ｅ内に鉗子類（後述するライトプローブＰ等）を挿入し、その先端を体腔内挿入部１０ａの先端面から突出させることができる。
＜ライトプローブ＞
ライトプローブＰは、特開２００３−１８０６１４号にて開示したものを多少改変したものである。図３は、ライトプローブＰの概略構成を側面から示す図であり、図４は図３におけるIII−III線に沿った横断面図である。この図４に示すように、ライトプローブＰは、生体組織を励起して自家蛍光を発生せるための励起光を導く第１の光ファイバＦ１，及び，生体組織から発した蛍光を導くための第２の光ファイバＦ２を、いずれも多数備えている。

そして、図３に示すように、両光ファイバＦ１，Ｆ２はその先端から過半の領域において、横断面が円形の複合バンドルとして束ねられている。これら光ファイバＦ１，Ｆ２，及びこれらを被覆するチューブが、複合部Ｐ０を構成している。具体的には、複合部Ｐ０においては、チューブＴの中心軸周辺の領域に第２の光ファイバＦ２が多数充填され、その外側に第１の光ファイバＦ１が多数充填されている。

ライトプローブＰの複合部Ｐ０の先端には、リング状部材ＰＲが嵌められている。図４の（Ａ）は、このリング状部材ＰＲを示す斜視図であり、同図（Ｂ）は、このリング状部材ＰＲが嵌められている複合部Ｐ０先端の縦断面図である。これら各図に示されるように、リング状部材ＰＲは、扁平な円筒状に形成された蛍光アクリル等の部材から構成されており、その先端側の端面には、反射膜Ｍが蒸着されている。このリング状部材ＰＲの外径は、複合部Ｐ０の外径と同じであり、その内径は、複合部Ｐ０における第１の光ファイバＦ１の束の外径よりも小さい。そのため、第１の光ファイバＦ１における最外周のものは
、複合部Ｐ０の先端まで達することなく、リング状部材ＰＲの基端側の端面に当接したところで途切れている。従って、これら第１の光ファイバＦ１における最外周のものを通じてその基端側の端面から励起光によって照らされることによって、このリング状部材ＰＲが蛍光を発光するのである。

一方、図３に示されるように、第１の光ファイバＦ１及び第２の光ファイバＦ２は、その基端側において相互に分岐して夫々束ねられ、夫々チューブによって被覆されている。ここで、第１の光ファイバＦ１の束を内包する分岐を「第１分岐部Ｐ１」と称し、第２の光ファイバＦ２の束を内包する分岐を「第２分岐部Ｐ２」と称するものとする。

このプローブＰは、その複合部Ｐ０が内視鏡１０の鉗子チャンネル１０ｅに挿通されるとともに、各分岐部Ｐ１，Ｐ２の基端が夫々診断用補助装置３内に挿入された状態で、使用される。
＜蛍光分光測定装置＞
蛍光分光測定装置３０は、ライトプローブＰの第１分岐部Ｐ１に対して励起光を導入するとともに、その第２分岐部Ｐ２から射出された蛍光を分光測定する装置である。この蛍光分光測定装置３０の筐体の正面のパネルには、ライトプローブＰの各分岐部Ｐ１，Ｐ２が夫々挿入されて夫々保持する一対のソケットが形成されている。

そして、一方のソケットに保持された第１分岐部Ｐ１の中心軸の延長線上には、順番に、集光レンズ３１及び励起光源３２が配置されている。そして、励起光源３２は駆動回路３３に接続されている。この駆動回路３３は、後述する光源プロセッサ装置２０（システムコントロール回路２６）からの制御に従って、励起光源３２に対して駆動電流を供給する。

励起光源３２は、駆動回路３３によって電源電流が供給されて特定波長帯域（例えば、紫外波長帯域）の励起光を含む光を発光する電球又は半導体レーザ（図示略）と、この電球から発した光を平行光にするためのリフレクター又はレンズ（図示略）と、この光から上記特定波長帯域の励起光のみを透過させる励起光透過フィルター（図示略）とを、備えている。よって、励起光源３２は、励起光を、集光レンズ３１の光軸に沿った平行光として、集光レンズ３１に向けて射出する。

集光レンズ３１は、その光軸に沿って励起光源３２側から入射してきた励起光を、ソケットに挿入された第１分岐部Ｐ１内の光ファイバ（第１の光ファイバＦ１）の束の基端面に、集光して入射させる。これら駆動回路３３，励起光源３２及び集光レンズ３１が、励起光源に相当する。

その結果として、光プローブＰ内の第１の光ファイバＦ１を通じて励起光が導光され、その一部は上述したようにリング状部材ＰＲを発光させるとともに、その残りが複合部Ｐ０の先端面から射出される。従って、この複合部Ｐ０の先端が生体に押し当てられている場合には、その励起光によって生体組織が励起されて蛍光を発する。この蛍光の一部は、直接、複合部における第２の光ファイバＦ２の先端面に入射して、この第２の光ファイバＦ２を通じて第２分岐部Ｐ２の基端まで導光される。

蛍光分光測定装置３０における他方のソケットに保持された第２分岐部Ｐ２の中心軸の延長線上には、順番に、コリメートレンズ３４，拡散板３５，励起光カットフィルタ３６及び分光器３７が、配置されている。そして、分光器３７には、信号処理分析器３８が接続されている。

コリメートレンズ３４は、第２分岐部Ｐ２内の光ファイバ（第２の光ファイバＦ２）の束の基端面から射出された蛍光を平行光にするレンズである。拡散板３５は、コリメートレンズ３４から射出された蛍光を拡散することによって、その光路断面の全域において分光スペクトルを均一にする。励起光カットフィルタ３６は、上記励起光と同じ波長帯域の光を遮断する光フィルタであり、拡散板３５から発した蛍光に混入している励起光を除去する。

図６は、この励起光カットフィルタ３６の透過波長領域を、励起光源３２から射出される励起光の波長帯域と対比して示すグラフである。このグラフから明らかなように、励起光の波長帯域は紫外域にあり、励起光カットフィルタ３６は、励起光と同じ波長帯域の成分を遮断すると同時に、励起光の波長帯域よりも長波長側の成分を透過する。従って、この励起光カットフィルタ３６は、この励起光によって生じた蛍光のみを透過させることができるのである。

分光器３７は、その受光面に設置された光センサにより検出した光のうちの幾つかの波長の強度を測定し（以下、「分光測定」という）、測定結果を電子情報（分光スペクトル信号）として出力する機器である。信号処理分析器３８は、分光器３７によって入力された分光スペクトル信号を分析することによって、横軸に波長をとるとともに縦軸に強度をとる分光スペクトルグラフのイメージデータに変換し、このイメージデータを後述する光源プロセッサ装置２０（映像信号処理回路２７）に入力する。コリメートレンズ３４，拡散板３５，励起光カットフィルタ３６，分光器３７及び信号処理分析器３８が、分光測定手段に相当する。
＜光源プロセッサ装置＞
光源プロセッサ装置２０は、内視鏡１０のライトガイド１６の端面に白色光を導入するとともに、内視鏡１０の電気コネクタ１０ｇ及び電気ソケット２０ｂ（後述）を通じて駆動回路１５から受信した画像信号に対して画像処理を行うことによってビデオ信号を生成してモニタ６０へ出力する装置である。

この光源プロセッサ装置２０の筐体の正面のパネルには、内視鏡１０のパイプ１９がその外面側から挿入される筒であるソケット２０ａが、設けられている。このソケット２０ａに穿たれた貫通孔は、光源プロセッサ装置２０の内部空間に通じている。この光源プロセッサ装置２０の内部空間内には、ソケット２０ａの中心軸（即ち、ソケット２０ａに挿入されたパイプ１９内のライトガイドファイババンドル１６の中心軸）の延長線に沿って順番に、集光レンズ２１，シャッタ２２，及び、ランプ２４が、配置されている。

集光レンズ２１は、その光軸に沿ってランプ２４側から入射してきた平行光をソケット２０ａに挿入されたパイプ１９内のライトガイドファイババンドル１６の基端面に集光するレンズである。

ランプ２４は、ランプ用電源２５によって電源電流が供給されて紫外光を含む白色光を発光する電球（図示略）と、この電球から発した白色光を平行光にするためのレンズ又はリフレクター（図示略）とを備えている。その結果として、ランプ２４は、白色光を、集光レンズ２１の光軸に沿った平行光として、集光レンズ２１に向けて射出する。

これらランプ２４と集光レンズ２１との間に介在しているシャッタ２２は、図７の正面図に示されるように、集光レンズ２１に入射する白色光の光路の断面よりも大きい略扇形の羽根であり、白色光の光路外に配置されたモータ２８により、白色光の光路に対して選択的に挿入されて白色光を遮断する。

光源プロセッサ装置２０の筐体の正面側パネルには、パイプ１９がソケット２０ａに挿入された状態において電気コネクタ３１を構成する各端子と夫々導通する多数の電極からなる電気ソケット２０ｂと、外部から操作される複数のスイッチ（図２においては、測定開始スイッチ２３ａ，表示選択スイッチ２３ｂ，フリーズスイッチ２３ｃのみ図示）を有する操作パネル２３が、設けられている。そして、操作パネル２３上の各スイッチ２３ａ〜ｃは、夫々、システムコントロール回路２６に接続されている。その結果、操作パネル２３上の各スイッチ２３ａ〜ｃに対する操作によって生じた操作信号は、夫々、システムコントロール回路２６に入力される。

このシステムコントロール回路２６は、その内部においてタイミング信号（個々のフレームの先頭タイミングを示す垂直同期信号）を発生することにより、光源プロセッサ装置２０内部及び蛍光分光測定装置３０の同期制御を行っている。

そして、このシステムコントロール回路２６は、上述したモータ２８及びランプ用電源２５に接続されており、これらを制御するための信号を出力する。具体的には、システムコントロール回路２６は、主電源投入後には、ランプ用電源制御回路２５に対してランプ２４から白色光を射出させるとともに、測定開始スイッチ２３ａが投入されない限り、シャッタ３３を白色光の光路外へ待避させたままにしておく。これにより、内視鏡のライトガイド１６へは、常時白色光が導入されることになる。これらシステムコントロール回路２６，ランプ用電源制御回路２５，ランプ２４，シャッタ２２，集光レンズ２１，ライトガイド１６及び配光レンズ１１が、照明手段に相当する。

ライトガイド１６及び配光レンズ１１を通じて被写体に照射された白色光は、被検部の表面で反射され、対物レンズ１２により、撮像素子１３の撮像面上に被検部の像を形成し、１フレーム毎に更新される映像信号（インターレース方式に従って個々のフレームが夫々２フィールドから構成される映像信号）に変換される。

また、システムコントロール回路２６は、ライトガイド１６に白色光を導入させている間に操作部材としての測定開始スイッチ２３ａが投入されると、図８に示すように、その測定開始スイッチ２３ａが投入された時点が含まれるフレームの次のフレームにおける第２フィールドに相当する期間（操作部材が操作された後の所定期間）だけ、一時的にシャッタ２２を白色光の光路へ侵入させることにより、白色光のライトガイド１６への入射を遮断する。システムコントロール回路２６は、シャッタ２２を白色光の光路へ侵入させている間（上記第２フィールドに相当する期間）だけ、蛍光分光測定装置３０の駆動回路３３を起動することによって、励起光を励起光源３２から射出させて、ライトプローブＰの第１分岐部Ｐ１（第１の光ファイバＦ１）の基端面に入射させる。第１の光ファイバＦ１の基端面に入射した励起光は、被検部に照射され、被検部の生体組織から蛍光を放射させる。その結果、上述したように、この蛍光の一部が複合部Ｐ０の先端面から第２の光ファイバＦ２に入射し、この第２の光ファイバＦ２を通じて蛍光分光測定装置３０内に導かれて、分光器３７によって分光測定され、その分光スペクトルグラフのイメージデータが信号処理分析器３８から出力される。

この時、第１の光ファイバＦ１によって導光された励起光の一部は、リング状部材ＰＲに入射されて、このリング状部材ＰＲから蛍光を発光させる。これら励起光及び蛍光は、反射部材Ｍによって遮光されている前方を除き、あらゆる方向へ発散される。このようにして発散した光の一部は、内視鏡１０の対物レンズ１２に直接入射して、撮像素子１３の撮像面にリング状部材ＰＲの像を形成する。この際、仮に白色光が配光レンズ１１から射出されていたならば、対物レンズ１２から光プローブＰの複合部Ｐ０の先端を見ると、図１０に示すような構図となる。実際には、測定開始スイッチ２３ａが投入されて、その測定開始スイッチ２３ａが投入された時点が含まれるフレームの次のフレームにおける第２フィールドに相当する期間だけ、シャッタ２２の白色光の光路への侵入により、白色光のライトガイド１６への入射が遮断され、リング状部材ＰＲのみから光が放射しているので、撮像素子１３の撮像面に形成される像は、図１０におけるリング部材ＰＲのみが暗闇から浮き上がったものとなる。そして、撮像素子１３は、そのフレームにおける第２フィールドの映像信号として、このリング状部材ＰＲを撮像することによって取得した映像信号を出力する。

なお、システムコントロール回路２６は、一旦、シャッタ２２を白色光の光路へ侵入させた後は、白色光をライトガイド１６に導入させ続ける状態に復帰する。

さらに、システムコントロール回路２６は、映像信号処理回路２７に接続されており、この映像信号処理回路２７に対しても、タイミング信号を入力するとともに、シャッタ２２の動作，表示切替スイッチ２３ｂ及びフリーズスイッチ２３ｃの状態を通知する。

この映像信号処理回路２７には、また、電気ソケット２０ｂを構成する各電極が接続されている。よって、内視鏡１０内の撮像素子１３から出力されたＲＧＢの各映像信号は、電気コネクタ１０ｇ及び電気ソケット２０ｂを通じて、映像信号処理回路２７に入力される。また、この映像信号処理回路２７には、プリンタ５０及びモニタ６０が接続されている。映像信号処理回路２７は、内視鏡１０の撮像素子１３から入力された各映像信号を処理することによって、カラー画像上に蛍光分光測定対象箇所を示すキャラクタをスーパーインポーズしてなる画像を、モニタ６０上に表示するとともに、プリンタ５０から出力する。

図９は、この映像信号処理回路２７の内部構造を示すブロック図である。この図９に示されるように、映像信号処理回路２７内において、撮像素子１３から出力された映像信号は、前段映像信号処理回路２７１に入力される。この前段映像信号処理回路２７１はＲＧＢメモリ２７２に接続されている。このＲＧＢメモリ２７２の内部は、前段映像信号処理回路２７１によって処理された各フレームの第１フィールドに相当する映像信号（Ｒ，Ｇ，Ｂの各映像信号）を記憶する第１フィールド通常カラー画像記憶領域２７２ａ，同じく各フィールドの第２フィールドに相当する映像信号を記憶する第２フィールド通常カラー画像記憶領域２７２ｂ，及び、励起光輝点用記憶領域２７２ｃに、区分されている。そして、第１フィールド通常カラー画像記憶領域２７２ａ及び第２フィールド通常カラー画像記憶領域２７２ｂはスキャンコンバータ２７３に、励起光輝点用記憶領域２７２ｃは輝点位置検出回路２７４に、夫々接続されている。この輝点位置検出回路２７４は、スキャンコンバータ２７３に接続されているとともに上述したシステムコントロール回路２６に接続されている。スキャンコンバータ２７３には、更に、信号処理分析器３８及び後段映像信号処理回路２７５が接続されている。この後段映像信号処理回路２７５は、更に、キャプチャ回路２７６及び上述したモニタ６０に接続されている。キャプチャ回路２７６は、更に、プリンタ５０に接続されている。

以下、映像信号処理回路２７を構成する各ブロックの機能を、図８乃至図１２の説明図を参照しながら、説明する。

前段映像信号処理回路２７１は、撮像素子１３から送られてくるＲＧＢの各映像信号信号に対して、フィールド単位で所定の処理を施すための回路である。この前段映像信号処理回路２７１が各映像信号に施す処理としては、高周波成分除去，増幅，ブランキング，クランピング，ホワイトバランス，ガンマ補正，アナログデジタル変換がある。前段映像信号処理回路２７１は、システムコントロール回路２６によってシャッタ２２が白色光を遮断することが通知されるまでは、システムコントロール回路２６によって通知されたタイミング信号に基づいて、各フレームの第１フィールドに相当する映像信号を、上記処理後に第１フィールド通常カラー画像記憶領域２７２ａに格納し、各フレームの第２フィールドに相当する映像信号を、上記処理後に第２フィールド通常カラー画像領域２７２ｂに格納する。即ち、これら第１フィールド通常カラー画像記憶領域２７２ａ及び第２フィールド通常カラー画像領域２７２ｂが、第１記憶手段に相当する。また、前段映像信号処理回路２７１は、システムコントロール回路２６によってシャッタ２２が白色光を遮断することが通知されると、その直後に入力される第２フィールドに相当する映像信号を励起光輝度用記憶領域２７２ｃに格納する。即ち、この励起光輝度用記憶領域２７２ｃが、第２記憶手段に相当する。なお、各記憶領域２７２ａ〜ｃに格納された映像信号は、新たな映像信号によって上書きされるまで、保持される。

輝点位置検出回路２７４は、励起光輝点用記憶領域２７２ｃから読み出した輝度信号に対してマトリックス演算を施すことにより、画素毎に輝度値を抽出して、輝度値のみからなるモノクロ画像信号に変換する。そして、このモノクロ画像信号を各ライン毎に走査して、所定の閾値以上の輝度値を有する画素を抽出する。この抽出処理を全ラインに対して実行することによって抽出された画素が一つであれば、輝点位置検出回路２４７は、当該画素の座標（水平及び垂直方向の夫々における原点から当該画素までの画素数）を算出する。また、抽出された画素が複数であれば、輝度位置検出回路２４７は、水平方向及び垂直方向におけるそれらの画素群の中央の座標を算出する。輝度位置検出回路２７４は、システムコントロール回路２６からシャッタ２２が白色光を遮断したことが通知された後、表示切り替えスイッチ２３ｂが操作されるまでの間、このような座標の算出をし続け、算出した座標値をスキャンコンバータ２７３に入力し続ける。即ち、この輝点位置検出回路２７４が、輝点位置検出手段に相当する。

スキャンコンバータ２７３は、システムコントロール回路２６から入力されるタイミング信号に基づいて、各フレームに相当する期間毎に、その時点において第１フィールド通常カラー画像格納領域２７２ａ及び第２フィールド通常カラー画像格納領域２７２ｂに夫々格納されている映像信号を、夫々、第１フィールドの映像信号及び第２フィールドの映像信号として読み出る（その結果、シャッタ２２が閉じているために映像信号が励起光輝点用記憶領域２７２ｃに格納された場合には、第２フィールド通常カラー映像信号領域２７２ｂから同じ映像信号が２度読み出されて映像信号の欠落を補完することになる）。また、スキャンコンバータ２７３は、輝点位置検出回路２７４から座標値が入力されている間は、上記各映像信号における当該座標値が示す位置に、分光測定箇所を示すキャラクタ（図１２におけるＸマーク）をスーパーインポーズする。さらに、スキャンコンバータ２７３は、上記各映像信号（場合に依っては分光測定箇所を示すキャラクタがスーパーインポーズされた映像信号）に対して、夫々、蛍光分光測定装置３０の信号処理分析器３８から入力された分光スペクトルグラフのイメージデータ，及び、図示せぬキャラクタ生成回路から入力されたキャラクタデータ（被験者の特定情報等の文字情報を表示させるためのイメージデータ）を更に結合し、結合後の各映像信号を順番（第１フィールド、第２フィールドの順）に出力することによって、図１２に示すようなレイアウトの画面を表示するための映像信号を後段映像信号処理回路２７５に渡す。即ち、このスキャンコンバータ２７３が、画像合成手段に相当する。

後段映像信号処理回路２７５は、入力された映像信号に対して、デジタルアナログ変換，エンコーディング，及び、インピーダンスマッチング等の処理を施してモニタ６０及び２７６へ出力する。その結果、モニタ６０上には、撮像素子１３によって撮像された画像及び文字情報を示す画面（測定開始スイッチ２３ａが投入されてから表示切替スイッチが投入されるまでの間においては、当該画像上に蛍光測定箇所を示すキャラクタがスーパーインポーズされてなる画像，文字情報及び分光スペクトルグラフを示す画面）が、表示される。

キャプチャ回路２７６は、フリーズスイッチ２３ｃが投入された時点で入力されている一フレーム分の映像信号を静止画のイメージデータ（ビットマップデータ等）に変換して、プリンタ５０に出力する。その結果、当該イメージデータを用紙上に印刷した出力紙が、このプリンタ５０から出力される。
＜使用例＞
以上のように構成された内視鏡システムを用いる術者は、まず、光源プロセッサ装置２０及び蛍光分光測定装置３０に主電源を投入する。すると、内視鏡１０の体腔内挿入部１０ａの先端（配光レンズ１１）からは常時白色光が射出され、モニタ６０上には対物レンズ１２を通じて撮像された画像が、被験者についての文字情報とともに表示される。そこで、術者は、このモニタ６０上に表示された画像を見ながら、内視鏡１０を操作して、その体腔内挿入部１０ａを被験者の体腔内に挿入して、被検部に導いていく。

そして、画像内に被検部を捕捉すると、術者は、内視鏡１０の鉗子チャンネル１０ｅにプローブＰの複合部Ｐ０を挿入して、その先端面を測定対象箇所に押しつける。しかる後に、術者は、測定開始スイッチ２７２ａを投入する。すると、その測定開始スイッチ２７２ａの投入タイミングの次のフレームにおける第２フィールドを撮像するタイミングにおいて、シャッタ２２が閉じられて白色光の照射が中断されると同時に、蛍光分光測定器３０から導入された励起光がプローブＰの複合部Ｐ０の先端面から射出される。すると、この励起光によって測定対象箇所の生体組織から生じた蛍光がこのプローブＰを通じて蛍光分光測定器３０に導かれる。すると、この蛍光に基づいて、分光器３７及び信号処理分析器３８が分光スペクトルグラフのイメージデータを生成し、映像信号処理回路２７（スキャンコンバータ２７３）に入力する。

一方、励起光の一部によって照らされた上記複合部Ｐ０先端のリング状部材ＰＲは、撮像素子１３によって、撮像される。すると、その映像信号に基づいて、基点位置検出回路２７４が、画像中における当該リング状部材ＰＲの像の位置を示す座標値を算出し、スキャンコンバータ２７３に入力する。

その結果、スキャンコンバータ２７３及び後段映像信号処理回路２７５により、モニター５０上には、当該画像上に蛍光測定箇所を示すキャラクタがスーパーインポーズされてなる画像が、文字情報及び分光スペクトルグラフとともに、表示される。但し、この時点の画像は、プローブＰ０の先端が測定対象箇所に押し当てられた状態のものである。

そこで、術者は、内視鏡１０の体腔内挿入部１０ａの先端を動かすことなく、プローブＰを体腔内挿入部１０ａ内に引き込む。この時点では、白色光の照射が再開されているので、モニタ６０上の画像からは、プローブＰ０が見えなくなる。但し、その間も、分光処理分析部３８及び輝点位置検出回路２７４は、夫々分光スペクトルグラフの映像信号及び座標値をスキャンコンバータ２７３に入力しているので、モニタ６０上の画像にスーパーインポーズされているキャラクタは移動することなく表示されたままであり、分光スペクトルグラフもそのまま表示され続けている。

そこで、術者は、フリーズスイッチ２３ｃを投入する。すると、その時点において後段映像信号処理回路２７５から出力されている映像信号がキャプチャ回路２７６によって静止画像信号に変換され、その時点においてモニタ６０に表示されている画面がプリンタ５０から出力される。

その後、術者は、表示切替スイッチ２３ｂを投入する。すると、輝点位置検出回路２７４がリセットされて、モニタ６０上の画像からキャラクタが消える。

本発明の実施形態による内視鏡システムの内部構成を示す概略図 内視鏡の外観を示す側面図 プローブの外観を示す側面図 図３におけるIII-III線に沿ったプローブの横断面図 リング状部材の斜視図（Ａ）及び縦断面図（Ｂ） 励起光透過フィルタの透過波長スペクトルと励起光カットフィルタの透過波長帯域とを示すグラフ シャッタの正面図 ライトガイドに導入される光及びメモリの各記憶領域への映像信号の格納タイミングを示すシーケンス図 映像信号処理回路の構成を示すブロック図 対物レンズから見たプローブ先端の構図を示す図 蛍光射出時において撮像素子が撮像する映像を示す図 モニタ上の画面を示す図

符号の説明

１０ 内視鏡
１１ 配光レンズ
１２ 対物レンズ
１３ 撮像素子
１６ ライトガイド
２０ 光源プロセッサ装置
２２ シャッタ
２３ 操作パネル
２５ ランプ
２６ システムコントロール回路
２７ 映像信号処理回路
３０ 蛍光分光測定装置
３２ 励起光源
３７ 分光器
３８ 信号処理分析器
２７２ メモリ
２７３ スキャンコンバータ
２７４ 輝点位置検出回路
Ｐ プローブ

Claims (5)

1. 体腔内の被検部の生体組織に励起光を照射し、この励起光によって励起した前記生体組織が発する蛍光を分光測定する蛍光内視鏡装置であって、
   その先端に対物光学系及び照明窓を備えるとともにその基端と先端とを通じる中空のチャンネルが内蔵された体腔内挿入部を有する内視鏡と、
   前記対物光学系によって形成された前記被検部の像を逐次撮像して、映像信号に変換して出力する撮像装置と、
   術者によって操作される操作部材と、
   前記操作部材が操作された後の所定期間を除き、前記照明窓を通じて前記被検部に可視光を照射する照明手段と、
   前記チャンネルに挿通され、その基端から導入された光をその先端から射出する光プローブと、
   前記所定期間内のみ、前記生体組織を励起して前記蛍光を発光させる波長帯域の励起光を前記光プローブの基端に導入する励起光源と、
   前記光プローブの先端に設けられ、前記励起光を受けて蛍光を発光する蛍光部材と、
   前記蛍光を分光測定する分光測定手段と、
   前記所定期間内に出力されるものを除き、前記撮像装置が出力する映像信号を逐次一時記憶する第１記憶手段と、
   前記所定期間内に前記撮像装置が出力する映像信号を記憶する第２記憶手段と、
   前記第２記憶手段に記憶されている映像信号が示す画像中における輝点の位置を特定する輝点位置検出手段と、
   前記第１記憶手段に記憶されている映像信号が示す画像に、前記輝点位置検出手段が特定する位置に対応した位置を示すマークを付加する画像合成手段と、
   前記画像合成手段によって得られた画像を表示するモニタと
   を備えたことを特徴とする蛍光内視鏡装置。
2. 前記分光測定手段は、前記光プローブの先端から基端へ導光された蛍光を分光測定するとともに、
   前記画像合成手段は、前記分光測定手段による分光測定結果を前記画像に結合する
   ことを特徴とする請求項１記載の蛍光内視鏡装置。
3. 前記光プローブの基端と前記分光器との間に前記励起光と同じ波長の光を遮断する励起光カットフィルタが挿入されている
   ことを特徴とする請求項１記載の蛍光内視鏡装置。
4. 前記光プローブの先端には、前記励起光を受けて蛍光を発光する前記蛍光部材としてのリング状部材が嵌められている
   ことを特徴とする請求項１記載の蛍光内視鏡装置。
5. 前記光プローブの基端は、前記励起光が導入される第１分岐部と前記蛍光が射出される第２分岐部とに分岐している
   ことを特徴とする請求項１記載の蛍光内視鏡装置。