(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光を発する光感受性物質を吸収している生体内部の部位に照明光を照射する照明光照射系と、
前記光感受性物質の励起波長領域にある励起光を前記部位の狭い範囲に絞って照射する励起光照射系と、
前記部位で反射して前記励起光照射系に入射した照明光を、励起光の光路から分岐させる照明光分岐手段と、
この照明光分岐手段を経た照明光による通常像を撮像する撮像手段と、
前記部位から発せられて前記励起光照射系に入射した蛍光を、励起光の光路から分岐させる蛍光分岐手段と、
この蛍光分岐手段を経た前記蛍光の強度を検出する蛍光検出器とを備えたことを特徴とする内視鏡。
【請求項２】
前記励起光照射系が、生体の内部に導入される導入管の中に配された光ファイバー、および生体外からこの光ファイバーに励起光を入射させる励起光源を有し、
前記蛍光分岐手段および蛍光検出器が、前記光ファイバーから出射した蛍光を受けるように前記生体の外に配設され、
前記照明光分岐手段および撮像手段が、前記導入管の中に配設されていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
【請求項３】
前記励起光照射系、照明光分岐手段、撮像手段、蛍光分岐手段および蛍光検出器が、生体の内部に導入される導入管の中に配設されていることを特徴とする請求項１記載の内視鏡。
【請求項４】
前記撮像手段が撮像した通常像の中に、前記蛍光を検出した領域を示す表示を合成して示す画像表示手段が設けられていることを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の内視鏡。
【請求項５】
前記励起光照射系を構成する励起光源として、波長可変光源が用いられていることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の内視鏡。
【請求項６】
前記蛍光検出器に、蛍光分光手段が組み合わされていることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生体内部を観察するための内視鏡に関し、さらに詳細には、蛍光を発する光感受性物質を吸収している生体内部の部位に励起光を照射し、そのとき該光感受性物質から発せられる蛍光の強度を検出するようにした内視鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、生体内部を観察したり、また観察しながら治療するために、内視鏡が広く用いられている。現在の内視鏡は、生体内部の部位に光ファイバー等を介して照明光を照射する照明光照射系と、上記部位で反射した照明光による像を撮像する撮像手段とを備えてなる、いわゆる電子内視鏡が主流となっている。
【０００３】
一方、従来よりＰＤＤ（Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）と称される光力学診断についての研究が種々なされている。このＰＤＤとは、腫瘍親和性を有し、光により励起されたとき蛍光を発する光感受性物質を予め生体の腫瘍部分に吸収させておき、その部分に光感受性物質の励起波長領域にある励起光を照射して蛍光を生じさせ、この蛍光の強度を測定したり、あるいはこの蛍光による画像を表示して腫瘍部分を診断する技術である。
【０００４】
例えば特開昭６２−２４７２３２号公報には、上記蛍光強度を測定するタイプのＰＤＤ用内視鏡が開示されている。この内視鏡は基本的に、上述のような照明光照射系および撮像手段に加えて、光感受性物質の励起波長領域にある励起光を生体内部の部位に照射する励起光照射系と、この部位から発せられた蛍光の強度を検出する蛍光検出器とが設けられてなるものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来のＰＤＤ用内視鏡は、生体内部の部位の広範囲に励起光を照射し、そのとき生じた蛍光の強度を平均測光する構成となっているため、局存している腫瘍部分から発せられる強い蛍光を、そのようなものと認識して検出することは困難となっている。つまり、生体部位の極く狭い部分から強く発光する蛍光も、広い部分から弱く発光する蛍光も同じように検出されることがある。そうであると、測定した蛍光強度に基づく診断において、局存している腫瘍部分を見落とす恐れが多分にある。
【０００６】
また従来のＰＤＤ用内視鏡は、上述のような蛍光と照明光による通常像とをそれぞれ別系統の光学系で蛍光検出器、撮像手段に導いているので、たとえ励起光が生体部位の狭い範囲に照射されたとしても、撮像された通常像と蛍光の発生位置とを正確に対応付けて該位置を特定することが難しくなっている。さらに従来のＰＤＤ用内視鏡は、一般に光ファイバーを含む励起光照射系と蛍光検出系とが互いに独立して設けられているので、それら両系の間で位置ずれが生じる可能性があり、この点からも、蛍光の発生位置を正確に特定することが難しくなっている。
【０００７】
蛍光の発生位置を正確に特定できないと、腫瘍部分を正しく把握することは不可能となり、また、励起光照射系から照射位置までの距離に応じて蛍光強度を補正するようなこともできなくなって、診断の信頼性が低下する。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、小さな腫瘍部分等からの蛍光を、その発光位置を正確に特定して測定することができる内視鏡を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による内視鏡は、請求項１に記載の通り、
蛍光を発する光感受性物質を吸収している生体内部の部位に照明光を照射する照明光照射系と、
上記光感受性物質の励起波長領域にある励起光を上記部位の狭い範囲に絞って照射する励起光照射系と、
上記部位で反射して励起光照射系に入射した照明光を、励起光の光路から分岐させる照明光分岐手段と、
この照明光分岐手段を経た照明光による通常像を撮像する撮像手段と、
上記部位から発せられて励起光照射系に入射した蛍光を、励起光の光路から分岐させる蛍光分岐手段と、
この蛍光分岐手段を経た蛍光の強度を検出する蛍光検出器とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
なお上記構成の内視鏡において、より具体的には、請求項２に記載の通り、
励起光照射系が、生体の内部に導入される導入管の中に配された光ファイバー、および生体外からこの光ファイバーに励起光を入射させる励起光源を有し、
蛍光分岐手段および蛍光検出器が、上記光ファイバーから出射した蛍光を受けるように生体の外に配設され、
照明光分岐手段および撮像手段が、上記導入管の中に配設される。
【００１１】
またこのような具体的構成に限らず、請求項３に記載のように、上記励起光照射系、照明光分岐手段、撮像手段、蛍光分岐手段および蛍光検出器が、生体の内部に導入される導入管の中に配設されてもよい。
【００１２】
そして本発明の内視鏡においては、請求項４に記載のように、撮像手段が撮像した通常像の中に、蛍光を検出した領域を示す表示を合成して示す画像表示手段が設けられるのが望ましい。
【００１３】
さらに、上記励起光照射系を構成する励起光源としては、請求項５に記載のように、波長可変光源が用いられるのが望ましい。
【００１４】
また上記蛍光検出器には、請求項６に記載のように、蛍光分光手段が組み合わされるのが望ましい。
【００１５】
【発明の効果】
上述の通り本発明の内視鏡は、共に励起光照射系に入射した照明光および蛍光を励起光の光路から分岐させて、それぞれ撮像手段、蛍光検出器に導くように構成されているので、撮像された通常像と蛍光の発生位置とを正確に対応付けることができる。また本発明の内視鏡は、励起光照射系と蛍光検出系とが一部共通化されているので、それら両系の位置ずれが生じ難い。この２つの点から、本発明の内視鏡によれば、撮像された通常像の中で蛍光の発生位置を正確に特定できるようになり、局存している腫瘍部分を見落とすことが防止される。
【００１６】
そして、蛍光の発生位置を正確に特定できるから、励起光照射系から照射位置までの距離に応じて蛍光強度を補正することも可能となって、診断の信頼性を高めることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態による内視鏡の側面形状を示すものである。
【００１８】
この内視鏡は、白色光である照明光Ｌ１を発する照明光源１０と、この照明光Ｌ１を集光する集光レンズ１１と、集光された照明光Ｌ１が入射するように配置された光ファイバーからなるライトガイド１２とを有している。このライトガイド１２は、生体１３の内部に導入される可撓性の導入管１４内に収められている。またこの導入管１４内には、光ファイバー（単線ファイバー）１５の先端部が収められている。
【００１９】
光ファイバー１５の先端（図１中の左端）と向き合う位置には、結像レンズ１６が設けられている。またこの結像レンズ１６と光ファイバー１５との間には、光ファイバー１５側から順に凹レンズ１７、照明光分岐手段としてのビームスプリッタ１９が配設されている。そして、ビームスプリッタ１９で反射した光を受ける位置には、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子２０が設けられている。この固体撮像素子２０は画像合成手段２１に接続されており、画像合成手段２１はＣＲＴ表示装置等からなる画像表示手段２２に接続されている。
【００２０】
上記光ファイバー１５の後端は導入管１４の外に出されており、この光ファイバー後端に向けて励起光Ｌ２を発する励起光源３０が設けられている。励起光源３０と光ファイバー１５との間には、励起光源３０側から順に、励起光Ｌ２を透過させる一方後述する蛍光Ｌ３は反射させるダイクロイックミラー３１と、励起光Ｌ２を光ファイバー１５の後端上で収束させる集光レンズ３２とが配設されている。
【００２１】
光ファイバー１５の後端からは後述のようにして蛍光Ｌ３が出射し、この蛍光Ｌ３は蛍光分岐手段としてのダイクロイックミラー３１で反射する。この反射した蛍光Ｌ３が入射する位置には、蛍光Ｌ３を集光する集光レンズ３３と、励起光カットフィルター３４と、蛍光Ｌ３の強度を検出する蛍光検出器３５とが配設されている。蛍光検出器３５は前記画像合成手段２１に接続されている。
【００２２】
以下、上記構成の内視鏡の作用について説明する。生体１３の内部の診断部位４５を観察する際には、内視鏡の導入管１４が生体１３内に導入され、ライトガイド１２から照明光Ｌ１が診断部位４５に照射される。結像レンズ１６は、この照明光Ｌ１による診断部位４５の通常像を、ビームスプリッタ１９を介して固体撮像素子２０上に結像させる。固体撮像素子２０はこの像を撮像して、それを示す画像信号Ｓ１を画像合成手段２１に入力する。
【００２３】
画像合成手段２１はこの画像信号Ｓ１に後述の合成処理を施して画像信号Ｓ３を作成し、該画像信号Ｓ３を画像表示手段２２に送る。画像表示手段２２は画像信号Ｓ３に基づいて画像を表示する。そこで術者や助手は、表示されたこの画像を観察することにより、診断部位４５の状態や、導入管１４と診断部位４５との位置関係を確認することができる。
【００２４】
次に、蛍光診断について説明する。上記診断部位４５には、腫瘍親和性を有し、光により励起されたとき蛍光を発する光感受性物質が予め吸収されている。そして診断部位４５には、光ファイバー１５を伝搬させた励起光Ｌ２が照射される。この励起光Ｌ２は凹レンズ１７およびビームスプリッタ１９を通過した後、結像レンズ１６により集光されて診断部位４５上の極く小さな部分を照射する。なお照明光源１０と励起光源３０は、照明光Ｌ１と励起光Ｌ２を例えば交互にパルス状に発するように駆動される。
【００２５】
励起光Ｌ２が照射された診断部位４５の箇所においては、上記光感受性物質から蛍光Ｌ３が発せられる。この蛍光Ｌ３は結像レンズ１６により集光され、ビームスプリッタ１９を透過し、凹レンズ１７により収束位置が調整されて光ファイバー１５に入射し、該光ファイバー１５を伝搬して生体１３外に導かれる。
【００２６】
光ファイバー１５の後端から出射した蛍光Ｌ３はダイクロイックミラー３１で反射し、集光レンズ３３により集光されて蛍光検出器３５に受光される。なお、診断部位４５で反射して蛍光検出器３５に向かう励起光Ｌ２は、励起光カットフィルター３４によってカットされる。蛍光検出器３５は、受光した蛍光Ｌ３の強度を示す蛍光強度信号Ｓ２を前記画像合成手段２１に入力する。画像合成手段２１は、この蛍光強度信号Ｓ２が示す蛍光強度を例えば数値で表示する信号を画像信号Ｓ１と合成して、前述の画像信号Ｓ３とする。
【００２７】
そこで、この画像信号Ｓ３に基づいて画像表示手段２２に表示される画像は、図２に示すようなものとなる。つまり画像表示手段２２においては、診断部位４５の通常像Ｆとともに、蛍光Ｌ３の強度を示す数値Ｎが表示される。ここで、光感受性物質は腫瘍親和性を有するので、上記数値Ｎが所定値を上回った場合、基本的に蛍光Ｌ３は腫瘍部分から生じたと考えることができる。
【００２８】
一方この内視鏡は、図１に示した通り、共に励起光照射系に入射した照明光Ｌ１および蛍光Ｌ３を励起光Ｌ２の光路から分岐させて、それぞれ固体撮像素子２０、蛍光検出器３５に導くようになっているので、撮像された通常像Ｆと蛍光Ｌ３の発生位置とを正確に対応付けることができる。そこで、例えば通常像撮像範囲の中心点が蛍光検出位置（励起光照射位置）となるようにし、また通常像撮像範囲の中心点が画像表示手段２２の画面中心と揃うようにした上で、図２のように画面中心にマークＭを表示させれば、通常像ＦにおいてそのマークＭと重なっている箇所が蛍光発生位置であると特定できる。
【００２９】
したがって、画像表示手段２２に表示されている上記数値Ｎが所定値を上回ったとき、マークＭと重なっている通常像Ｆの箇所が腫瘍部分であると判断できることになる。なおこのマークＭの大きさは、蛍光検出領域をより厳密に把握できるように、診断部位４５上での励起光Ｌ２のスポットと同じ大きさとしておくのが望ましい。
【００３０】
他方、励起光源３０として波長可変光源を用いれば、励起波長が異なる種々の光感受性物質に対応可能となるので、より好ましい。
【００３１】
さらに、蛍光検出器３５に蛍光分光手段を組み合わせておいて、従来からなされているように蛍光Ｌ３のスペクトル分析をすることも可能である。その場合は、例えば図２に示した数値Ｎの表示に代えて、スペクトル波形を表示させるとよい。また、このようなスペクトル波形や上記数値Ｎは、通常像表示用の画像表示手段２２とは別の表示手段に表示するようにしても構わない。
【００３２】
次に図３を参照して、本発明の第２の実施形態による内視鏡について説明する。なおこの図３において、図１中のものと同等の要素には同番号を付し、それらについての重複した説明は省略する。
【００３３】
この第２の実施形態において、半導体レーザ等からなる励起光源３０は導入管１４の中に配設され、そしてこの励起光源３０とビームスプリッタ１９との間に、蛍光分岐手段としてのダイクロイックミラー３１、および蛍光Ｌ３が蛍光検出器３５の受光面上で収束するようにその収束位置を調整する凹レンズ５０が配設されている。また、ダイクロイックミラー３１で反射した蛍光Ｌ３を検出する蛍光検出器３５および励起光カットフィルター３４も導入管１４の中に配設されている。
【００３４】
この第２の実施形態においても、診断部位４５の通常像の撮像および表示、並びに蛍光強度の検出および表示は、第１の実施形態におけるのと同様にしてなされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である内視鏡を示す概略側面図
【図２】図１の内視鏡における通常像および蛍光強度の表示状態を示す概略図
【図３】本発明の第２の実施形態である内視鏡を示す概略側面図
【符号の説明】
１０    照明光源
１１    集光レンズ
１２    ライトガイド
１３    生体
１４    内視鏡の導入管
１５    光ファイバー（単線ファイバー）
１６    結像レンズ
１７    凹レンズ
１９    ビームスプリッタ
２０    固体撮像素子
２１    画像合成手段
２２    画像表示手段
３０    励起光源
３１    ダイクロイックミラー
３２    集光レンズ
３４    励起光カットフィルター
３５    蛍光検出器
４５    診断部位
５０    凹レンズ
Ｌ１  照明光
Ｌ２  励起光
Ｌ３  蛍光
【図１】
0003552844.tif 000002
【図２】
0003552844.tif 000003
【図３】
0003552844.tif 000004