(57)【要約】プローブからの照明光によって内視鏡カメラによる撮影を行うにあたり内視鏡システムによらず所望の色調の撮影画像が得られるようにする。構成１は、内視鏡８によるビデオ信号９２を入力する外部ビデオ信号取込装置１４と、補正信号抽出手段２３と、画像処理手段２４とを備える。補正信号抽出手段は、内視鏡に備わる照明を用いて撮影され外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号の色調特性と、プローブからの照明光の色調特性とに基づき、色調補正信号を生成する。画像処理手段は、プローブからの照明光により照明しつつ撮影された映像のビデオ信号３１の色調を、色調補正信号に従って補正処理することにより、内視鏡に備わる照明を用いて撮影された映像のビデオ信号の色調特性を基準とした色調補正を行う。さらに構成Ｍ１では色フィルターでプローブからの照明光を調整し、構成Ｎ１では内視鏡の照明から安全かつ適時にプローブの照明に切替える。
2013008674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡に形成された内視鏡チャネルに挿通され、当該内視鏡による撮影用の照明光を照射するプローブを有したプローブシステムであって、
前記内視鏡により撮影される映像のビデオ信号を入力する外部ビデオ信号取込装置と、色調補正信号を生成する補正信号抽出手段と、
前記補正信号抽出手段により生成された色調補正信号に基づきビデオ信号の色調補正を行う画像処理手段と、を備え、
前記補正信号抽出手段は、前記内視鏡に備わる照明を用いて撮影され前記外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号の色調特性と、前記照明光の色調特性とに基づき、前記色調補正信号を生成し、
前記画像処理手段は、前記照明光により照明しつつ撮影された映像のビデオ信号の色調を、前記色調補正信号に従って補正処理することにより、前記内視鏡に備わる照明を用いて撮影された映像のビデオ信号の色調特性を基準とした色調補正を行うことを特徴とするプローブシステム。
【請求項２】
前記プローブに、投光用光ファイバーと、受光用光ファイバーとを備え、
前記プローブの基端が接続されるベースユニットに、測定用光源と、測定用光検出器とを備え、
前記測定用光源により発せられ前記投光用光ファイバーにより導光された光を生体組織の測定対象部位に照射し、当該照射した光に起因して前記測定対象部位から放射される放射光を受光して前記受光用光ファイバーによりプローブの基端側へ導き前記測定用光検出器に導入することを特徴とする請求項１に記載のプローブシステム。
【請求項３】
前記外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号を保存するビデオ信号保存メモリと、
前記外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号が、前記照明光による照明時の撮影によるものか否かを検出する照明検知手段と、を備え、
前記照明検知手段は、前記照明光による照明時の撮影によるものと検知した時その検知信号を前記ビデオ信号保存メモリ及び前記画像処理手段に出力し、
前記ビデオ信号保存メモリは、前記検知信号を受信すると、それ以前の未検知時のビデオ信号を保持して前記補正信号抽出手段に出力し、
前記補正信号抽出手段は、前記ビデオ信号保存メモリから出力されたビデオ信号の色調特性と、前記照明光の色調特性とから、前記色調補正信号を生成し、
前記画像処理手段は、前記検知信号を受信すると、当該色調補正信号に従った前記色調補正を開始することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプローブシステム。
【請求項４】
照明光の色調を変更可能な色フィルターと、
前記外部ビデオ信号取込装置から入力されたビデオ信号に基づき、照明光の色補正信号を生成し、当該色補正信号に基づき前記色フィルターを制御して照明光を所望の色調に調整する制御手段と、をさらに備える請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のプローブシステム。
【請求項５】
基準色情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記ビデオ信号から抽出した色信号と、前記基準色情報により特定される基準色信号とを比較して色補正信号を生成することを特徴とする請求項４に記載のプローブシステム。
【請求項６】
前記色フィルターとして、照明光の光路に対する位置に従って連続的に照明光の色調を変更する特性の階調フィルターを有し、
前記制御手段は、前記色補正信号として前記ビデオ信号から抽出した色信号と前記基準色信号との差分を生成し、当該差分に応じて前記階調フィルターの照明光の光路に対する位置を制御することによって補正後の前記ビデオ信号によって再現される映像の色調が前記基準色情報により特定される色調に少なくとも近づくように制御することを特徴とする請求項５に記載のプローブシステム。
【請求項７】
前記色フィルターとして、照明光を特定の一の色調に変更する特性の単調フィルターを１又は２以上有し、
前記制御手段は、前記ビデオ信号から抽出した色信号に基づき、前記単調フィルターを使用するか否か、さらに前記単調フィルターが２種以上ある場合にあっては、いずれの前記単調フィルターを使用するか否かの選択信号を前記色補正信号として生成することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のプローブシステム。
【請求項８】
前記ビデオ信号から３原色ごとの色信号を抽出し、当該信号に基づき前記制御手段が制御する前記色フィルターは、３原色ごとに設けられる請求項４から請求項７のうちいずれか一に記載のプローブシステム。
【請求項９】
前記色補正信号を色温度形式で生成し、当該信号に基づき前記制御手段が制御する前記色フィルターは、色温度を階調的に変更可能な階調フィルターである請求項４から請求項６のうちいずれか一に記載のプローブシステム。
【請求項１０】
前記色フィルターの移動機構は、前記色フィルターを回転移動又は直動させる機構により構成される請求項４から請求項９のうちいずれか一に記載のプローブシステム。
【請求項１１】
前記外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号に基づき、照明の有無を検出する照明検知手段と、
前記照明検知手段による照明無しの検出を受けて、前記プローブから前記照明光を照射させる制御手段と、をさらに備える請求項１から請求項１０のうちいずれか一に記載のプローブシステム。
【請求項１２】
前記照明検知手段は、前記照明の有無を前記ビデオ信号の明るさのレベルが所定の閾値以上か否かによって検出することを特徴とする請求項１１に記載のプローブシステム。
【請求項１３】
前記照明検知手段は、前記照明の有無の検出に加え、前記外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号に基づき、当該ビデオ信号を取得した撮影時の照明が前記プローブから照射される前記照明光の単独によるものか否かを検出することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のプローブシステム。
【請求項１４】
前記照明検知手段が照明有り及び前記プローブから照射される前記照明光の単独によるものでないことを検出した場合に、前記制御手段は、前記プローブからの前記照明光の照射を制限することを特徴とする請求項１３に記載のプローブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡チャネルに挿通されるプローブであって、生体組織の測定対象部位に照射光を照射して、この照射光に起因して測定対象部位から放射される放射光を受光する光学系を備えるプローブのプローブシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、上部食道内視鏡としては、経口タイプが普及しており、経鼻タイプのものも普及しつつある。
近時、いわゆる内視鏡ビデオスコープ以外に、超音波診断装置、蛍光診断装置等様々な原理を活用した特殊診断装置が提案され、一部は実用化されている。
特に、蛍光を応用する蛍光診断装置にあっては、内視鏡ビデオスコープでは得られない不可視な情報を得て、悪性腫瘍の早期発見につなげるなど診断に役立つため、非常に期待されている。
このような診断をするための診断子、すなわち、プローブは、内視鏡の鉗子チャネルを経由して体内に至るもの、あるいは内視鏡と一体になっているものなどがある。
ここで、鉗子チャネルとは、鉗子や捕捉ネットなどの処置具を通す、内視鏡の基端から先端にかけて内視鏡内部に形成されたトンネル状の経路のことである。作業チャネル、挿通チャネルなどともいう（チャネルをチャンネルと表記することもある）。以下、このような内視鏡の基端から先端にかけて内視鏡内部に形成されたトンネル状の経路を内視鏡チャネルという。【０００３】
経口タイプの内視鏡は１０ｍｍ程度の外径であり、３ｍｍ弱の内視鏡チャネルを備えているものが多い。
このような内視鏡チャネルを経由してプローブを挿通させる場合は、従来の内視鏡を活用でき、また比較的ゆるやかなカーブを描いて体内管腔に至るので、プローブには経鼻内視鏡のような柔軟性は要求されないものの、内視鏡チャネルを通る非常に小径な外径にする必要があるため、プローブに搭載する構成によっては非常に精密な構造になりがちである。
また下部消化管内視鏡は、肛門より挿入して、直腸をはじめ大腸などを診断するものであるが、同様に内視鏡チャネルを備えており、この内視鏡チャネルを利用して診断機器・プローブを挿通させて使用できる点では経口タイプの内視鏡と共通している。【０００４】
昨今、内視鏡本体で撮像した食道内壁や胃壁などの画像に、プローブを介して検出した結果を重ね合わせて診断に役立てたいという要望がある。蛍光強度などのプローブを介して検出した結果を内視鏡本体で撮像した通常画像と重ね合わせることで、目視では認識できない病変を通常画像上の位置とともに医師、患者等に認識させることができるからである。【０００５】
特許文献１−４には、このような蛍光画像を観察する内視鏡装置が記載されている。特に、特許文献１、３、４には、少なくとも励起光の照射を行うプローブを内視鏡チャネルに挿通するようにした内視鏡装置が記載されている。プローブを内視鏡チャネルに挿通するようにすれば、汎用の内視鏡を用いて蛍光測定を行うことができるので、内視鏡及びプローブの双方について構成が複雑になるのを防ぐことができるというメリットがある。【０００６】
一方、特許文献５には、電子内視鏡装置において照明用光源の光量を検出して撮像素子のゲインを制御したり、撮像素子の出力をもとに操作パネルの指示に基づいた動作モード(色基準)を決定し、照明の色フィルターの制御と撮像素子の駆動を制御したりすることが記載されている。
特許文献６には、光プローブが交換される場合の偽色を精度良く低減するために、撮影した被写体を複数色に色分解し生成した色分解画像をもとに合成した画像の位置ズレを認識することで、補正処理を行いプローブによるばらつきを低減させる内視鏡システムが記載されている。
特許文献７には、アナログ及びデジタルのカラービデオ信号の双方を外部に出力するビデオ信号出力系統を持つ画像信号処理ユニットにおいて、撮像素子より順次出力されるカラー信号をアナログ系もしくはデジタル系にてカラーバランス処理を行う電子内視鏡の画像信号処理システムが記載されている。【０００７】
また、特許文献８には、ビデオプロセッサの信号とそのビデオプロセッサの信号をオフセットし生成した輝度データ信号を比較することで輝度情報通信の不良を検知して、ビデオプロセッサと光源装置間の輝度情報通信不良を速やかに検出し告知する電子内視鏡装置が記載されている。
特許文献９には、内視鏡用アダプタという外部装置を用いることで、バッテリ型光源による照明と外部の光源装置からの照明の切り替えが簡単かつ容易に行えるとされる内視鏡用アダプタ装置が記載されている。
特許文献１０には、照明光供給ユニットに内蔵された電源電池がなくなった場合でも、複数種類の光源装置を用意することで内視鏡検査を途中で中断する恐れがないとされる簡易型内視鏡装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−８８９２９号公報
【特許文献２】特開２００６−１９８１０６号公報
【特許文献３】特開２００７−１４６３３号公報
【特許文献４】特開２０１０−１０４３９１号公報
【特許文献５】特開平０８−１１１８１２号公報
【特許文献６】特開２００９−８１６９４号公報
【特許文献７】特開２０００−３３３１９９号公報
【特許文献８】特開２００６−３４１１０４号公報
【特許文献９】特開２００１−１５４１１９号公報
【特許文献１０】特開平８−２８０６１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、以上の従来技術にあってもさらに次のような問題があった。
内視鏡本体による画像取得には照明が不可欠である。
一方、内視鏡チャネルに挿通されるプローブが光学的原理を利用したプローブである場合、内視鏡本体が備えている照明が外乱となり、好適な測定（診断）ができないという問題がある。
そのため、プローブを介した測定時には、内視鏡本体の照明を消すか、あるいはプローブの測定対象部位を遮光する等の処置が必要である。さらにその後に内視鏡本体による画像取得を行うには、消していた照明を灯したり、遮光を解除したりしなければならない。
このことから、内視鏡本体及び特殊診断装置の操作が煩雑となるおそれがあり、その結果として検査時間が長くなり、患者の身心の負担が増加するおそれがある。したがって、特許文献４のように手動で内視鏡本体照明の点灯・消灯を操作者が切り替えることは好ましくない。
また、内視鏡に備わる照明の光源としては主にキセノンランプやハロゲンランプが用いられており、短時間に点灯・消灯を繰り返すと寿命を低下させるという問題がある。
さらに、内視鏡に備わる照明にあっては、そもそも内視鏡を体内に挿入している検査途中に消灯したり、点灯・消灯を繰り返したりすることは想定しておらず、現に適用されるキセノンランプやハロゲンランプなどでは、消灯状態において点灯操作しても、その点灯操作（従って照明の電源投入）から撮影のために十分な明るさに点灯するまでに比較的長時間を要し、撮影のために十分な明るさに点灯している状態において消灯操作しても、その消灯操作（従って照明の電源遮断）から全消灯するまでに比較的長時間を要する。そのため、プローブによる測定のために内視鏡に備わる照明の点灯・消灯を繰り返しながら内視鏡検査することは、長時間を要してしまい現実的ではない。
また、消灯中は内視鏡映像がブラックアウトするため、消灯時間が長くなると内視鏡の誤操作によって臓器に干渉する懸念が高まる。【００１０】
そこで、本願発明者は、プローブシステムに内視鏡カメラによる撮影用の照明を搭載し、内視鏡システムに備わる照明に代えてこれを用いることを考える。プローブシステムに、応答性の優れたＬＥＤなどの固体発光素子を照明光源として採用したり、プローブシステムの測定に連動して消灯・点灯を自動制御したりすることにより、上記問題を解決しようとするものである。
しかしながら、内視鏡システムに組み合わされて使用されるプローブシステムは、様々な内視鏡システムに良好に適用できる高い汎用性をもったものが好ましい。
プローブシステムからの照明光が常に一定の特性のものであるならば、組み合わされる内視鏡システムの撮像系によっては、良好な照明とならないことが考えられる。照明が強すぎる、弱すぎるなどの輝度の問題のほか、内視鏡システムの照明で撮影した画像の色調に対して色調が変化するという色調の問題が生じ得る。
このような色調の問題に対処するために、特許文献５のように内視鏡システムに備わる照明光を調整する色フィルターを適用しても、プローブシステムからの照明光を調整することはできず、内視鏡システムに備わる照明に代えてプローブシステムに備わる照明を用いて撮影を行う場合は、内視鏡システムに備わる照明を消灯しているから、内視鏡システムに備わる色フィルターはまったく影響し得ない。
また、特許文献６，７に記載されるような内視鏡システムに備わる何らかの調整機能によって対処するにしても、内視鏡システムに備わる調整機能は、同システムに備わる照明と撮像系に依拠しているから、同システムに備わる照明と異なった特性を有する照明をプローブシステムによって与える場合に、適切に調整することができないおそれがある。
内視鏡システムに備わる照明に代えてプローブシステムに備わる照明を用いて内視鏡カメラによる撮影を行う場合に、内視鏡システムに備わる照明での画像に対して違和感のある色調の画像が得られたり、色調変化によって判別性が低下したりすると、誤診や診断不能などの要因となり好ましくない。【００１１】
また、内視鏡システムに備わる照明からプローブシステムに備わる照明への切換をユーザーの操作に委ねる場合、切り替え時に双方の照明が消灯状態となるおそれがある。双方の照明が消灯状態となって照明光欠如により内視鏡画像が暗黒状態となると、内視鏡の誤操作により生体組織を傷つける、穿孔するなどの軽度又は重度の医療事故のおそれが高まる。
一方、照明切替操作後、プローブシステムに備わる照明の点灯時に、内視鏡システムに備わる照明が十分に消灯していない場合には、照明が過剰となっており、プローブシステムに備わる照明を消灯しても内視鏡システムに備わる照明が外乱となるから、プローブによる測定を実行できないというおそれがある。
また、照明光欠如は、内視鏡システムの照明系の故障、電源の不具合等によっても生じ得る。【００１２】
特許文献８に記載の内視鏡装置のように、輝度信号において照明に関するなんらかの不良を検知してユーザーに告知しても、例えば照明光欠如をユーザーに気づかせることとなるが、照明光欠如自体を防止できない。また、照明光欠如の原因が内視鏡システムの電源の事故である場合は、ユーザーに告知する手段をも欠いてしまい、不良自体をユーザーに伝えることもできず、内視鏡画像が実質的に得られない状態で内視鏡を引き抜く作業を行う必要が生じ、医療事故のおそれが高まる。
特許文献９に記載の内視鏡用アダプタ装置は、内視鏡システムに備わる照明の状態を判断することはなく、内視鏡システムの故障まで考慮したときには、照明光欠如を防止することはできない。また、内視鏡システムに備わる照明の消灯時の照明光減衰時間に対応して良好なタイミングで外部照明の点灯を行うという制御をすることはできない。
特許文献１０に記載の内視鏡装置にあっては、複数の光源装置を備え、その切替を容易にしているものの、切替動作は手動であるため、照明光欠如となるおそれは払拭できない。【００１３】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、内視鏡チャネルにプローブを挿通して当該プローブから照射される照明光によって照明しつつ内視鏡カメラによる撮影を行うにあたり、組み合わされる内視鏡システムによらず、所望の色調の撮影画像が得られるように画像信号を補正することが可能なプローブシステムを提供することを課題とする。
また本発明は、内視鏡チャネルにプローブを挿通して当該プローブから照射される照明光によって照明しつつ内視鏡カメラによる撮影を行うにあたり、組み合わされる内視鏡システムによらず、良好な色調の撮影画像が得られるように照明光を調整することが可能なプローブシステムを提供することを課題とする。
また本発明は、内視鏡チャネルにプローブを挿通して当該プローブから照射される照明光によって照明しつつ内視鏡カメラによる撮影を行うにあたり、組み合わされる内視鏡システムによらず、内視鏡システムの照明から安全かつ適時にプローブの照明に切替えることが可能で、意図せず内視鏡システムの照明が消灯した場合でも照明光欠如を防止することが可能なプローブシステムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以上の課題を解決するための請求項１記載の発明は、内視鏡に形成された内視鏡チャネルに挿通され、当該内視鏡による撮影用の照明光を照射するプローブを有したプローブシステムであって、
前記内視鏡により撮影される映像のビデオ信号を入力する外部ビデオ信号取込装置と、色調補正信号を生成する補正信号抽出手段と、
前記補正信号抽出手段により生成された色調補正信号に基づきビデオ信号の色調補正を行う画像処理手段と、を備え、
前記補正信号抽出手段は、前記内視鏡に備わる照明を用いて撮影され前記外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号の色調特性と、前記照明光の色調特性とに基づき、前記色調補正信号を生成し、
前記画像処理手段は、前記照明光により照明しつつ撮影された映像のビデオ信号の色調を、前記色調補正信号に従って補正処理することにより、前記内視鏡に備わる照明を用いて撮影された映像のビデオ信号の色調特性を基準とした色調補正を行うことを特徴とするプローブシステムである。【００１５】
請求項２記載の発明は、前記プローブに、投光用光ファイバーと、受光用光ファイバーとを備え、
前記プローブの基端が接続されるベースユニットに、測定用光源と、測定用光検出器とを備え、
前記測定用光源により発せられ前記投光用光ファイバーにより導光された光を生体組織の測定対象部位に照射し、当該照射した光に起因して前記測定対象部位から放射される放射光を受光して前記受光用光ファイバーによりプローブの基端側へ導き前記測定用光検出器に導入することを特徴とする請求項１に記載のプローブシステムである。【００１６】
請求項３記載の発明は、前記外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号を保存するビデオ信号保存メモリと、
前記外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号が、前記照明光による照明時の撮影によるものか否かを検出する照明検知手段と、を備え、
前記照明検知手段は、前記照明光による照明時の撮影によるものと検知した時その検知信号を前記ビデオ信号保存メモリ及び前記画像処理手段に出力し、
前記ビデオ信号保存メモリは、前記検知信号を受信すると、それ以前の未検知時のビデオ信号を保持して前記補正信号抽出手段に出力し、
前記補正信号抽出手段は、前記ビデオ信号保存メモリから出力されたビデオ信号の色調特性と、前記照明光の色調特性とから、前記色調補正信号を生成し、
前記画像処理手段は、前記検知信号を受信すると、当該色調補正信号に従った前記色調補正を開始することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプローブシステムである。【００１７】
請求項４記載の発明は、照明光の色調を変更可能な色フィルターと、
前記外部ビデオ信号取込装置から入力されたビデオ信号に基づき、照明光の色補正信号を生成し、当該色補正信号に基づき前記色フィルターを制御して照明光を所望の色調に調整する制御手段と、をさらに備える請求項１から請求項３のうちいずれか一に記載のプローブシステムである。【００１８】
請求項５記載の発明は、基準色情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記ビデオ信号から抽出した色信号と、前記基準色情報により特定される基準色信号とを比較して色補正信号を生成することを特徴とする請求項４に記載のプローブシステムである。【００１９】
請求項６記載の発明は、前記色フィルターとして、照明光の光路に対する位置に従って連続的に照明光の色調を変更する特性の階調フィルターを有し、
前記制御手段は、前記色補正信号として前記ビデオ信号から抽出した色信号と前記基準色信号との差分を生成し、当該差分に応じて前記階調フィルターの照明光の光路に対する位置を制御することによって補正後の前記ビデオ信号によって再現される映像の色調が前記基準色情報により特定される色調に少なくとも近づくように制御することを特徴とする請求項５に記載のプローブシステムである。【００２０】
請求項７記載の発明は、前記色フィルターとして、照明光を特定の一の色調に変更する特性の単調フィルターを１又は２以上有し、
前記制御手段は、前記ビデオ信号から抽出した色信号に基づき、前記単調フィルターを使用するか否か、さらに前記単調フィルターが２種以上ある場合にあっては、いずれの前記単調フィルターを使用するか否かの選択信号を前記色補正信号として生成することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のプローブシステムである。【００２１】
請求項８記載の発明は、前記ビデオ信号から３原色ごとの色信号を抽出し、当該信号に基づき前記制御手段が制御する前記色フィルターは、３原色ごとに設けられる請求項４から請求項７のうちいずれか一に記載のプローブシステムである。【００２２】
請求項９記載の発明は、前記色補正信号を色温度形式で生成し、当該信号に基づき前記制御手段が制御する前記色フィルターは、色温度を階調的に変更可能な階調フィルターである請求項４から請求項６のうちいずれか一に記載のプローブシステムである。【００２３】
請求項１０記載の発明は、前記色フィルターの移動機構は、前記色フィルターを回転移動又は直動させる機構により構成される請求項４から請求項９のうちいずれか一に記載のプローブシステムである。【００２４】
請求項１１記載の発明は、前記外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号に基づき、照明の有無を検出する照明検知手段と、
前記照明検知手段による照明無しの検出を受けて、前記プローブから前記照明光を照射させる制御手段と、をさらに備える請求項１から請求項１０のうちいずれか一に記載のプローブシステムである。【００２５】
請求項１２記載の発明は、前記照明検知手段は、前記照明の有無を前記ビデオ信号の明るさのレベルが所定の閾値以上か否かによって検出することを特徴とする請求項１１に記載のプローブシステムである。【００２６】
請求項１３記載の発明は、前記照明検知手段は、前記照明の有無の検出に加え、前記外部ビデオ信号取込装置から入力された映像のビデオ信号に基づき、当該ビデオ信号を取得した撮影時の照明が前記プローブから照射される前記照明光の単独によるものか否かを検出することを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のプローブシステムである。【００２７】
請求項１４記載の発明は、前記照明検知手段が照明有り及び前記プローブから照射される前記照明光の単独によるものでないことを検出した場合に、前記制御手段は、前記プローブからの前記照明光の照射を制限することを特徴とする請求項１３に記載のプローブシステムである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、内視鏡に備わる照明を用いて撮影された映像のビデオ信号の色調特性と、プローブから照射される照明光の色調特性とに基づき色調補正信号を生成し、プローブから照射される照明光により照明しつつ撮影された映像のビデオ信号の色調を、当該色調補正信号に従って補正処理することにより、内視鏡に備わる照明を用いて撮影された映像のビデオ信号の色調特性を基準とした色調補正を行う。
したがって、プローブシステムによる照明に切り替えても、内視鏡に備わる照明を用いて撮影された映像のビデオ信号の色調特性に合わせたり、近づけたりすることが可能であり、内視鏡に備わる照明を用いて撮影された映像のビデオ信号の色調特性を基準として所望の色調に補正することも可能であり、自然なカラーバランスの通常の観察画像やそれ以外の診断のために特定色を強調した強調観察画像等を良好に得ることができる。
組み合わされる内視鏡システムが変わっても、その内視鏡システムからのビデオ信号に基づき色調補正信号を生成するから、組み合わされる内視鏡システムによらず、所望の色調の撮影画像が得られ、通常の観察画像を内視鏡に備わる照明時と同様に良好に得ることや、強調観察画像等の所望の色調画像を得ることができ、診断に資することができる。【００２９】
本件請求項４から請求項１０に係る発明のいずれかによれば、内視鏡により撮影される映像のビデオ信号に基づき、照明光の色補正信号を生成し、当該色補正信号に基づき色フィルターを制御して照明光を所望の色調に調整し、組み合わされる内視鏡システムが変わっても、その内視鏡システムからのビデオ信号に基づき色補正信号を生成するから、内視鏡チャネルにプローブを挿通して当該プローブから照射される照明光によって照明しつつ内視鏡カメラによる撮影を行うにあたり、組み合わされる内視鏡システムによらず、良好な色調の撮影画像が得られるように照明光を調整することができる。【００３０】
本件請求項１１から請求項１４に係る発明のいずれかによれば、入力された映像のビデオ信号に基づき照明の有無を検出し、照明無しの検出を受けてプローブから照明光を照射させるので、意図せず又は意図的に内視鏡システムの照明が消灯しても、これを補完するように本プローブシステムの照明を点灯し、照明光欠如を防止することができ、内視鏡検査の安全性を保つことができる。
また、入力された映像のビデオ信号に基づき照明の有無を検出するので、内視鏡システムに備わる照明の消灯時の照明光減衰時間に対応して良好なタイミングで照明を点灯することができ、組み合わされる内視鏡システムによらず、内視鏡システムの照明から安全かつ適時にプローブの照明に切替えることができ、プローブによる測定に円滑に移行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るプローブシステムと内視鏡システムとを組合せた構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１〜第３実施形態に係るプローブを内視鏡に組み合わせた様子を示す図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係り、適用される照明、ビデオ信号保存メモリの内容、画像補正の有無の変遷を概念的に示したタイムチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態に係る色調補正の処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係る照明検知回路で処理される信号を視覚化した信号波形図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る補正信号抽出回路及び画像処理回路で処理される信号等を視覚化した信号波形図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るプローブシステムと内視鏡システムとを組合せた構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２実施形態における他の一形態に係る色フィルター移動機構を示すための光源装置及び色フィルターの斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態におけるさらに他の一形態に係る色フィルター移動機構を示すための光源装置及び色フィルターの斜視図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る照明色調補正の基本フローを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る照明色調補正を３原色に分離して行う場合の信号処理フローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態に係るプローブシステムと内視鏡システムとを組合せた構成を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る照明検知回路で処理される信号を視覚化した信号波形図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る照明制御のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に本発明の一実施形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００３３】
〔第１実施形態〕
まず、図１から図６を参照して本発明の第１実施形態につき説明する。
図１に示すように本実施形態のプローブシステムは、プローブ１０と、このプローブ１０が接続されるシステム構成１とを有し、内視鏡本体８と内視鏡処理装置９とからなる内視鏡システムと組み合わされる。なお、システム構成１は、プローブ１０の基端が接続されるベースユニットと、このベースユニットに接続される画像表示装置、操作入力装置等の機器により構成される。
【００３４】
本プローブシステムのシステム構成１には、特殊診断機構１３、外部ビデオ信号取込装置１４、画像表示装置１５、外部操作機構１６、ＣＰＵ１７、副記憶装置１８、主記憶装置１９、照明調整回路３２、プローブ照明制御機構３３、プローブ照明光源装置３４、レンズ４０が備えられ、さらに色調補正を行うための主要部を構成する照明検知回路２１、ビデオ信号保存メモリ２２、補正信号抽出回路２３、画像処理回路２４が備えられる。
外部操作機構１６としては、キーボード、マウスその他の操作入力装置が相当する。
ＣＰＵ１７は、情報の演算、各部への動作指令を行うコンピュータの中央処理装置である。
副記憶装置１８は、ＣＰＵ１７での演算内容や各部に入出力する情報を一時的に記憶するＲＡＭ、主記憶装置１９は、入力された画像情報や、ＣＰＵ１７の測定に係る演算結果、ＣＰＵ１７で実行するプログラム、プローブ照明色調特性情報、特殊色調情報、基準輝度情報その他の各種設定情報を記憶するＨＤＤなどが相当する。プローブ照明色調特性情報は、使用されるプローブ照明の色調特性を示すものとして作成され保存される。
ＣＰＵ１７の制御によって、プローブ照明色調特性情報は照明検知回路２１及び補正信号抽出回路２３に与えられ、特殊色調情報は画像処理回路２４に与えられ、基準輝度情報は照明調整回路３２に与えられる。
プローブ照明光源装置３４としては、広帯域の可視光を発する光源装置が適用され、適用例としては、ＬＥＤランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを挙げることができるがこれらに限られない。
【００３５】
内視鏡本体８には内視鏡電子カメラ８ａ及び内視鏡照明８ｂが内蔵されている。また、図２に示すように内視鏡本体８には内視鏡チャネル８ｃが形成されている。内視鏡チャネル８ｃは、内視鏡本体８の主幹から枝分かれして設けられた挿入口８ｄから、内視鏡本体８の先端面に開口した先端開口８ｅまで連通して形成されている。
プローブ１０は、挿入口８ｄから挿入され、内視鏡チャネル８ｃを挿通して先端開口８ｅまで至る。プローブ１０の挿入長さによって、プローブ１０の先端部は先端開口８ｅから突出する。内視鏡本体８の先端に対するプローブ１０の先端位置を所望の位置に決められるように、プローブ１０の外周に挿入長さを示す目印、又は挿入口８ｄに係止するストッパを設けることが好ましい。プローブ１０の先端部から内視鏡による撮影用の照明光を照射する。
【００３６】
さて、図１にはプローブ１０の主な内部構成である照明光導光部材１１及び測定光学系１２を示し、外装体の図示を省略する。照明光導光部材１１は、主にプローブ１０の長手方向に延在してプローブ１０の基端から先端に照明光を導く照明光導光用光ファイバーによって構成され、さらにその光ファイバーから出射される照明光が通過するレンズや、拡散部材などの光学部材が設置される場合はこれを含む。
測定光学系１２は、特殊診断用の測定光学系である。測定光学系１２は、主にプローブ１０の長手方向に延在する投光用光ファイバー及び受光用光ファイバーと、レンズなどの光学部材とにより構成され、投光用光ファイバーの先端及び受光用光ファイバーの先端がプローブ先端部に配置されたレンズなどの光学部材に臨む。
【００３７】
内視鏡処理装置９の内視鏡画像プロセッサ９１により、内視鏡本体８により撮影された映像のビデオ信号９２が生成される。ビデオ信号９２は、内視鏡画像表示装置９３に表示出力されるとともに、本プローブシステムに出力される。
本プローブシステムにあっては、内視鏡処理装置９から出力されたビデオ信号９２を外部ビデオ信号取込装置１４により取り込む。外部ビデオ信号取込装置１４はいわゆるビデオインターフェースであり、ビデオ信号９２を取り込み増幅する機能を有する。適用される信号端子の例としては、BNC端子、S端子、AV端子、D端子、DV端子、SCART端子、RGB端子、HD-MI端子等が挙げられるが、いずれにも限定されるものではない。外部ビデオ信号取込装置１４は、ビデオ信号を照明検知回路２１、ビデオ信号保存メモリ２２、画像処理回路２４、照明調整回路３２、場合によりＣＰＵ１７に出力する。
【００３８】
プローブ照明光源装置３４を光源とする照明光がレンズ４０を介してプローブ１０に内蔵された照明光導光用光ファイバーに入射し、この照明光導光用光ファイバーによりプローブ１０の先端部に導光され拡散部材等の光学部材を介して生体組織７に照射される。
その照明される範囲は内視鏡電子カメラ８ａによる撮影範囲を含み、内視鏡電子カメラ８ａによる撮影範囲は、プローブ１０による測定対象部位を含んでいる。
本プローブシステムを使用してプローブによる測定を実行する際には、照明を内視鏡照明８ｂからプローブ照明に切り替える。
【００３９】
ここで、プローブ１０による測定につき説明する。
特殊診断機構１３に、測定用光源及び測定用光検出器が設けられる。測定用光源により発せられ投光用光ファイバーにより導光された光を生体組織７の測定対象部位に照射し、当該照射した光に起因して測定対象部位から放射される放射光を受光して受光用光ファイバーによりプローブ１０の基端側へ導き測定用光検出器に導入する。
測定用光検出器は、受光用光ファイバーを通じて入力された光の光強度、分光特性、偏光特性などを検出し、検出結果をＣＰＵ１７に出力する。これをＣＰＵ１７が分析して生体組織７の病変状態の診断に役立つ情報を特定し、その情報や内視鏡画像は画像表示装置１５に表示出力される。
【００４０】
プローブ１０による測定を、生体組織から発せられる蛍光の測定とする場合は、測定用光源により励起光を発生させる。
励起光が照射された測定対象部位で励起光により、病変状態に従って蛍光が発生する。蛍光が発生すれば蛍光及び反射光が含まれる測定対象部位からの放射光が受光用光ファイバーに入射し測定用光検出器に入力される。
蛍光は、広義には、Ｘ線や紫外線、可視光線が照射された被照射物が、そのエネルギーを吸収することで電子が励起し、それが基底状態に戻る際に余分なエネルギーを電磁波として放出するものである。ここでは、励起光によって、その波長とは異なった波長の蛍光が戻り光に含まれるので、測定用光検出器が戻り光を分光し、ＣＰＵ１７がスペクトル分布を分析することで蛍光量を特定して検出対象の病変状態を検知する。
【００４１】
次に、本システムにおける画像の色調補正につき説明する。
まず、色調補正を行うための各部の機能を概説する。
照明検知回路２１は、入力されたビデオ信号の色調特性を、プローブ照明色調特性情報に基づくプローブ照明色調特性と比較して、プローブ照明による照明時の撮影によるものか否か検出し、それを検出したことを示すプローブ照明検知信号をビデオ信号保存メモリ２２及び画像処理回路２４に出力する。
ビデオ信号保存メモリ２２は、入力されるビデオ信号を逐次一定期間ずつ記憶保持し、プローブ照明検知信号を受信するまで更新を続ける。ビデオ信号保存メモリ２２は、プローブ照明検知信号を受信すると、それ以前の未検知時のビデオ信号を保持して補正信号抽出回路２３に出力する。
図３に示すタイムチャートにおいて、グラフＧ０１に示すように照明が内視鏡照明からプローブ照明に切り替わると、照明検知回路２１がこれを検知してプローブ照明検知信号をビデオ信号保存メモリ２２に出力する。これを受けビデオ信号保存メモリ２２は、図３中のグラフＧ０２に示すように更新を中止することにより、内視鏡照明を用いて撮影された映像のビデオ信号ＲＦを保存してこれを補正信号抽出回路２３に与える。
補正信号抽出回路２３は、ビデオ信号ＲＦの色調特性と、プローブ照明色調特性情報に基づくプローブ照明の色調特性とに基づき色調補正信号を生成し、画像処理回路２４に出力する。
画像処理回路２４は、プローブ照明検知信号を受信すると、補正信号抽出回路２３から入力された色調補正信号に従った色調補正を、外部ビデオ信号取込装置１４から与えられるビデオ信号３１に対して開始する。画像処理回路２４は、補正開始前にあっては、外部ビデオ信号取込装置１４から与えられるビデオ信号３１を補正することなく画像表示装置１５に出力し、補正開始後にあっては、当該補正により生成される補正ビデオ信号２５を画像表示装置１５に出力する。
したがって、図３中のグラフＧ０３に示すように、照明切替の前後で画像補正なし期間Ｔ１から画像補正あり期間Ｔ２に移り変わる。画像補正なし期間Ｔ１においては、外部ビデオ信号取込装置１４が取り込んだビデオ信号３１がそのまま画像表示装置１５に表示出力される。画像補正あり期間Ｔ２においては、補正ビデオ信号２５が画像表示装置１５に表示出力される。
【００４２】
次に、図４のフローチャートを参照して色調補正の概要を説明する。
本プローブシステムは、上述したように外部ビデオ信号を取り込み（ステップＳ１）、内視鏡照明のＯＮ／ＯＦＦ（ステップＳ２）、プローブ照明のＯＮ／ＯＦＦ（ステップＳ３）を監視する。
【００４３】
ステップＳ２で内視鏡照明がＯＮの場合は、内視鏡照明により観察される補正なしの画像が内視鏡画像表示装置９３及び画像表示装置１５に表示された状態Ｓ４である。
ステップＳ２で内視鏡照明がＯＦＦで、ステップＳ３でプローブ照明がＯＦＦの場合、照明光が無いので、ＣＰＵ１７はその旨の警告メッセージを生成し（ステップＳ５）、それを画像表示装置１５に表示した状態Ｓ６を維持する。
ステップＳ２で内視鏡照明がＯＦＦに、ステップＳ３でプローブ照明がＯＮに切り替わると、ビデオ信号の色調補正を次のように実行する。
上述したように、照明切替前のビデオ信号、すなわち、内視鏡照明がＯＮでプローブ照明がＯＦＦの時に撮影された映像のビデオ信号ＲＦを保存する（ステップＳ７）。
保存されたビデオ信号ＲＦの色調特性と、プローブ照明の色調特性とに基づき色調補正信号を生成する（ステップＳ８）。
その色調補正信号に従った色調補正を、内視鏡照明がＯＦＦでプローブ照明がＯＮの状態で撮影される映像のビデオ信号に対して実行し、色調補正されたビデオ信号に基づく補正画像を画像表示装置１５に表示し、順次色調補正を継続して実行し、補正画像が画像表示装置１５に表示された状態Ｓ９を維持する。
【００４４】
次に、以上の説明に加えて図５及び図６に示す信号波形図を参照して一連の色調補正に係る処理内容を説明する。
図５は、照明検知回路２１で処理される信号を示している。
図５中のグラフＧ１１及びＧ２１は、内視鏡画像のＲＧＢ信号波形図であり、入力されたビデオ信号の色調特性を示すもので、照明検知回路２１が入力されたビデオ信号から抽出する。グラフＧ１１は内視鏡照明による観察時のもの、グラフＧ２１はプローブ照明による観察時のものである。
図５中のグラフＧ１２及びＧ２２は互いに同一図であって、プローブ照明であるか否かを判断するための照明判断基準信号であり、上述したプローブ照明色調特性情報に基づくプローブ照明色調特性に相当する。図５中のグラフＧ１３はグラフＧ１１とグラフＧ１２との比較図、図５中のグラフＧ２３はグラフＧ２１とグラフＧ２２との比較図である。
照明検知回路２１は、グラフＧ１１又はＧ２１に示す入力されたビデオ信号の色調を示す信号と、グラフＧ１２及びＧ２２の照明判断基準信号とを比較して一致、不一致を判断し、グラフＧ１３に示すように不一致の場合、内視鏡照明によるものと判断し、グラフＧ２３に示すように一致の場合、プローブ照明によるものと判断する。
これにより、図４のステップＳ２，Ｓ３の判断を実行し、また、上述のプローブ照明検知信号の出力を制御する。
【００４５】
図６に示すグラフＧ３１，Ｇ３２，Ｇ３３，Ｇ３４は、図４のステップＳ７〜Ｓ８の色調補正信号生成処理に係る信号波形図であり内視鏡照明による観察時に係る。
グラフＧ３１は、内視鏡照明による観察時の内視鏡画像のＲＧＢ信号波形図である。グラフＧ３２は、上述したプローブ照明色調特性情報に基づくプローブ照明色調特性を示す信号波形図である。補正信号抽出回路２３は、グラフＧ３１に示す信号からグラフＧ３２に示す信号を減算して色調補正信号（図６中のグラフＧ３３及びＧ４２に図示）を生成する。補正信号抽出回路２３は色調補正信号を常時出力する構成としてもよい。但し、色調補正信号は内視鏡照明による観察時においては使用されず、グラフＧ３４に示すように画像表示装置１５には補正なしの内視鏡画像そのままが表示される。
【００４６】
図６に示すグラフＧ４１，Ｇ４２，Ｇ４３は、図４のステップＳ８後の色調補正に係る信号波形図でありプローブ照明による観察時に係る。
グラフＧ４１は、プローブ照明による観察時の内視鏡画像のＲＧＢ信号波形図である。
画像処理回路２４は、グラフＧ４１に示す信号にグラフＧ４２に示す色調補正信号を加算することで色調補正を行い、補正ビデオ信号２５を画像表示装置１５に出力する（グラフＧ４３）。
【００４７】
以上のように、内視鏡照明による画像の色調とプローブ照明の色調との差分を、プローブ照明による画像の色調に加算するので、内視鏡照明からプローブ照明に切替わる前後において色調の変化を抑えることができる。したがって、本プローブシステムによれば、組み合わされる内視鏡システムによらず、内視鏡照明からプローブ照明に切り替えても内視鏡照明時と同等の色調の画像が得られる。すなわち、照明切替時において内視鏡画像表示装置９３に表示される画像の色調に比較的大きな変化があっても、画像表示装置１５に表示される画像の色調についてはその変化を抑えることができる。
【００４８】
なお、画像の中で特定の生体組織を視覚的に顕在化させる等のために、特定色が相対的に強い強調観察画像を適用してもよい。その場合、強調観察画像の色調特性は、上述の特殊色調情報として記録される。これを適用する場合は、外部操作機構１６からの操作信号に基づき、ＣＰＵ１７が画像処理回路２４に強調観察画像への変換処理を指示する。これを受け画像処理回路２４が強調観察画像への変換処理を実行する。
強調観察画像は、特定色の信号レベルを上げ、それ以外の色信号の信号レベルを下げるものであり、例えば、Ｂ信号を上げＲ信号を下げる等のものであり、その調整値は特殊色調情報に記録されている。内視鏡照明の色調特性とプローブ照明の色調特性との差によって、プローブ照明に切り替えた際に青みがかる、赤みがかるなど特定色が不本意に強くなることがあり得る。単にプローブ照明に切り替えただけで特定色が強まった状態から強調観察画像への変換処理を行っても、特殊色調情報によって指定される色調を忠実に再現することはできないし、強調観察画像への変換処理が実行されている時にプローブ照明に切り替えることで色調が変化すれば、特殊色調情報によって指定される色調を忠実に再現することはできない。
強調観察画像が適用される場合において画像処理回路２４は、プローブ照明適用時には、上述の内視鏡照明による画像の色調とプローブ照明の色調との差分を、プローブ照明による画像の色調に加算することで内視鏡照明とプローブ照明の色調の差を相殺する処理に重ねて強調観察画像への変換処理を実行し、内視鏡照明適用時には、強調観察画像への変換処理のみを実行する。したがって、本プローブシステムによれば、組み合わされる内視鏡システムによらず、プローブ照明適用時及び内視鏡照明適用時のいずれにおいても、特殊色調情報によって指定される色調を忠実に再現することができる。
【００４９】
以上のように本実施形態のプローブシステムによれば、内視鏡に備わる照明を用いて撮影された映像のビデオ信号の色調特性と、プローブから照射される照明光の色調特性とに基づき色調補正信号を生成し、内視鏡に備わる照明を用いて撮影された映像のビデオ信号の色調特性を基準とした色調補正を行うので、組み合わされる内視鏡システムによらず、所望の色調の撮影画像が得られる。
【００５０】
なお、プローブ照明光源装置３４の出力が、ビデオ信号３１から抽出した輝度信号に基づき制御される。プローブ照明がＯＮの状態において外部ビデオ信号取込装置１４によって取り込まれたビデオ信号３１が照明調整回路３２に入力される。照明調整回路３２は、入力されたビデオ信号から輝度信号を抽出し、与えられた基準輝度情報に基づき基準輝度信号を生成し、この基準輝度信号とビデオ信号３１との輝度信号との差分に基づき調整信号をプローブ照明制御機構３３に出力する。プローブ照明制御機構３３は入力された調整信号を増幅して駆動電流を生成しプローブ照明光源装置３４の出力制御を行う。これにより、照明光を所望の明るさに調整し、所望の明るさの内視鏡画像を得る。
【００５１】
〔第２実施形態〕
まず、図２及び図７から図１１を参照して本発明の第２実施形態につき説明する。
図７に示すように本実施形態のプローブシステムは、プローブ１０と、このプローブ１０が接続されるシステム構成Ｍ１とを有し、内視鏡本体８と内視鏡処理装置９とからなる内視鏡システムと組み合わされる。なお、システム構成Ｍ１は、プローブ１０の基端が接続されるベースユニットと、このベースユニットに接続される画像表示装置、操作入力装置等の機器により構成される。
【００５２】
本プローブシステムのシステム構成Ｍ１には、特殊診断機構Ｍ１３、外部ビデオ信号取込装置Ｍ１４、画像表示装置Ｍ１５、外部操作機構Ｍ１６、ＣＰＵＭ１７、副記憶装置Ｍ１８、主記憶装置Ｍ１９、外部入出力端子Ｍ２０、色信号抽出回路Ｍ２１、フィルター移動機構制御装置Ｍ２３、色フィルターＭ２４、輝度信号抽出回路Ｍ３１、プローブ照明制御機構Ｍ３３、プローブ照明光源装置Ｍ３４、画像処理回路Ｍ３５、レンズＭ４０が備えられる。
外部操作機構Ｍ１６としては、キーボード、マウスその他の操作入力装置が相当する。
ＣＰＵＭ１７は、情報の演算、各部への動作指令を行うコンピュータの中央処理装置である。
副記憶装置Ｍ１８は、ＣＰＵＭ１７での演算内容や各部に入出力する情報を一時的に記憶するＲＡＭ、主記憶装置Ｍ１９は、入力された画像情報や、ＣＰＵＭ１７の測定に係る演算結果、ＣＰＵＭ１７で実行するプログラム、基準色情報、基準輝度情報その他の各種設定情報を記憶するＨＤＤなどが相当する。基準色情報又は基準輝度情報の基準情報は、外部操作機構Ｍ１６からの操作により変更可能としてもよいし、変更不可としてもよい。複数の基準情報を用意し変更可能なものと変更不可のものとを使い分けてもてよい。例えば、変更不可の基準情報をデフォルト設定として記憶保持し、変更可能な基準情報によって任意の設定を試しながら、いつでもデフォルト設定に戻すことができる。また、異なる基準情報を作成し保存しいつでも読み出して適用できるようにすることもできる。
色信号抽出回路Ｍ２１は、ビデオ信号から色信号を抽出するフィルター回路である。
輝度信号抽出回路Ｍ３１は、ビデオ信号から輝度信号を抽出するフィルター回路である。
プローブ照明光源装置Ｍ３４としては、広帯域の可視光を発する光源装置が適用され、適用例としては、ＬＥＤランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを挙げることができるがこれらに限られない。
【００５３】
図２に示すように内視鏡本体８の先端には内視鏡電子カメラ８ａ及び内視鏡照明８ｂが配置されている。同図に示すように内視鏡本体８には内視鏡チャネル８ｃが形成されている。内視鏡チャネル８ｃは、内視鏡本体８の主幹から枝分かれして設けられた挿入口８ｄから、内視鏡本体８の先端面に開口した先端開口８ｅまで連通して形成されている。
プローブ１０は、挿入口８ｄから挿入され、内視鏡チャネル８ｃを挿通して先端開口８ｅまで至る。プローブ１０の挿入長さによって、プローブ１０の先端部は先端開口８ｅから突出する。内視鏡本体８の先端に対するプローブ１０の先端位置を所望の位置に決められるように、プローブ１０の外周に挿入長さを示す目印、又は挿入口８ｄに係止するストッパを設けることが好ましい。プローブ１０の先端部から内視鏡による撮影用の照明光を照射する。
【００５４】
さて、図７にはプローブ１０の主な内部構成である照明光導光部材１１及び測定光学系１２を示し、外装体の図示を省略する。照明光導光部材１１は、主にプローブ１０の長手方向に延在してプローブ１０の基端から先端に照明光を導く照明光導光用光ファイバーによって構成され、さらにその光ファイバーから出射される照明光が通過するレンズや、拡散部材などの光学部材が設置される場合はこれを含む。
測定光学系１２は、特殊診断用の測定光学系である。測定光学系１２は、主にプローブ１０の長手方向に延在する投光用光ファイバー及び受光用光ファイバーと、レンズなどの光学部材とにより構成され、投光用光ファイバーの先端及び受光用光ファイバーの先端がプローブ先端部に配置されたレンズなどの光学部材に臨む。
【００５５】
内視鏡処理装置９の内視鏡画像プロセッサ９１により、内視鏡本体８により撮影された映像のビデオ信号９２が生成される。ビデオ信号９２は、内視鏡画像表示装置９３に表示出力されるとともに、本プローブシステムに出力される。
本プローブシステムにあっては、内視鏡処理装置９から出力されたビデオ信号９２を外部ビデオ信号取込装置Ｍ１４により取り込む。外部ビデオ信号取込装置Ｍ１４はいわゆるビデオインターフェースであり、ビデオ信号９２を取り込み増幅する機能を有する。適用される信号端子の例としては、BNC端子、S端子、AV端子、D端子、DV端子、SCART端子等が挙げられるが、いずれにも限定されるものではない。外部ビデオ信号取込装置Ｍ１４は、ビデオ信号を色信号抽出回路Ｍ２１、輝度信号抽出回路Ｍ３１、場合によりＣＰＵＭ１７、画像処理回路Ｍ３５に出力する。画像処理回路Ｍ３５はビデオ信号に信号処理を施して画像表示装置Ｍ１５出力する。画像処理回路Ｍ３５を、図１に示した画像処理回路２４と同様のビデオ信号の色調補正を行うものとしてもよい。
【００５６】
プローブ照明光源装置Ｍ３４を光源とする照明光がレンズＭ４０を介してプローブ１０に内蔵された照明光導光用光ファイバーに入射し、この照明光導光用光ファイバーによりプローブ１０の先端部に導光され拡散部材等の光学部材を介して生体組織７に照射される。
その照明される範囲は内視鏡電子カメラ８ａによる撮影範囲を含み、内視鏡電子カメラ８ａによる撮影範囲は、プローブ１０による測定対象部位を含んでいる。
本プローブシステムを使用してプローブによる測定を実行しながら内視鏡電子カメラ８ａによる撮影を行う際には、内視鏡照明８ｂを消灯した状態で、プローブ照明により内視鏡電子カメラ８ａによる撮影を行う。
【００５７】
ここで、プローブ１０による測定につき説明する。  
特殊診断機構Ｍ１３に、測定用光源及び測定用光検出器が設けられる。測定用光源により発せられ投光用光ファイバーにより導光された光を生体組織７の測定対象部位に照射し、当該照射した光に起因して測定対象部位から放射される放射光を受光して受光用光ファイバーによりプローブ１０の基端側へ導き測定用光検出器に導入する。
測定用光検出器は、受光用光ファイバーを通じて入力された光の光強度、分光特性、偏光特性などを検出し、検出結果をＣＰＵＭ１７に出力する。これをＣＰＵＭ１７が分析して生体組織７の病変状態の診断に役立つ情報を特定し、その情報やビデオ信号９２に基づく内視鏡画像を画像表示装置Ｍ１５に表示出力する。
【００５８】
プローブ１０による測定を、生体組織から発せられる蛍光の測定とする場合は、測定用光源により励起光を発生させる。
励起光が照射された測定対象部位で励起光により、病変状態に従って蛍光が発生する。蛍光が発生すれば蛍光及び反射光が含まれる測定対象部位からの放射光が受光用光ファイバーに入射し測定用光検出器に入力される。
蛍光は、広義には、Ｘ線や紫外線、可視光線が照射された被照射物が、そのエネルギーを吸収することで電子が励起し、それが基底状態に戻る際に余分なエネルギーを電磁波として放出するものである。ここでは、励起光によって、その波長とは異なった波長の蛍光が戻り光に含まれるので、測定用光検出器が戻り光を分光し、ＣＰＵＭ１７がスペクトル分布を分析することで蛍光量を特定して検出対象の病変状態を検知する。
【００５９】
次に、照明光の制御につき説明する。
本システムにおける色調補正につき説明する。色調補正は、照明光に対する色フィルターＭ２４によるフィルター処理によって行う。照明光の色調を所望の色調に補正する結果、ビデオ信号９２の色調を所望の色調に補正する。
色フィルターＭ２４としては、図７に図示するものは、円盤状であり、回転式移動機構によってその中心軸回りに回転移動させられるものである。色フィルターＭ２４は光が入射する位置によって出射光の色調が変化するように構成されており、色フィルターを回転移動させることにより出射光の色調を補正することができる。これに拘わらず、色調補正の処理内容に適合する限りにおいて、図８に示すスライド式移動機構により直動されられる色フィルターＭ２４ａや、同じくスライド式で複数の色フィルターＭ２４ｂ、Ｍ２４ｃ、Ｍ２４ｄなど他の形態のものであってもよい。また、回転式のものを複数枚適用するなど図示しない形態であってもよい。
【００６０】
図１０のフローチャートを参照して色調補正の概要を説明する。
本プローブシステムは、上述したように外部ビデオ信号を取り込み（ステップＥ１）、内視鏡照明のＯＮ／ＯＦＦ（ステップＥ２）、プローブ照明のＯＮ／ＯＦＦ（ステップＥ３）を監視する。これは、ＣＰＵＭ１７によって行う。ＣＰＵＭ１７が入力されたビデオ信号からその輝度スペクトルを分析し、内視鏡照明及びプローブ照明がＯＦＦである、内視鏡照明がＯＮでプローブ照明がＯＦＦである、内視鏡照明がＯＦＦでプローブ照明がＯＮである、内視鏡照明及びプローブ照明がＯＮであるの別を判別する。ＣＰＵＭ１７はその判別のためにプローブ照明のスペクトルと照合したり、プローブ照明制御機構Ｍ３３の照明ＯＮ／ＯＦＦ信号、出力レベル信号の情報を参照したりする。
【００６１】
ステップＥ２で内視鏡照明がＯＮの場合は、内視鏡照明により観察される画像が内視鏡画像表示装置９３に表示された状態Ｅ４である。
ステップＥ２で内視鏡照明がＯＦＦで、ステップＥ３でプローブ照明のＯＦＦの場合、照明光が無いので、ＣＰＵＭ１７はその旨の警告メッセージを生成し（ステップＥ５）、それを画像表示装置Ｍ１５に表示した状態Ｅ６を維持する。
ステップＥ２で内視鏡照明がＯＦＦで、ステップＥ３でプローブ照明がＯＮの場合、プローブ照明による照明光の色調補正を次のように実行する。
ＣＰＵＭ１７は、色信号抽出回路Ｍ２１及びフィルター移動機構制御装置Ｍ２３に、色調補正動作の実行を指令する。また、予めＣＰＵＭ１７は副記憶装置Ｍ１８に読み出した適用する基準色情報をフィルター移動機構制御装置Ｍ２３に与える。
プローブ照明がＯＮの状態において外部ビデオ信号取込装置Ｍ１４によって取り込まれたビデオ信号が色信号抽出回路Ｍ２１に入力される（ステップＥ７）。
色信号抽出回路Ｍ２１は、入力されたビデオ信号から色信号Ｍ２２を抽出しフィルター移動機構制御装置Ｍ２３に出力する（ステップＥ８）。
フィルター移動機構制御装置Ｍ２３は、与えられた基準色情報に基づき基準色信号を生成し（ステップＥ９）、色信号Ｍ２２との差分をとって色補正信号を生成し（ステップＥ１０）、この色補正信号に基づき色フィルターＭ２４の位置制御を行う（ステップＥ１１）。これにより、照明光を所望の色調に調整し、補正されたプローブ照明により観察される画像が内視鏡画像表示装置９３に表示された状態Ｅ１２を得る。
なお、内視鏡画像表示装置９３に表示される画像を本プローブシステムの画像表示装置Ｍ１５にも表示されるように設定している場合には、画像表示装置Ｍ１５にもＥ４、Ｅ１２の画像が表示され、この場合ユーザーは画像表示装置Ｍ１５のみを参照すれば足りる。
【００６２】
なお、プローブ照明光源装置Ｍ３４の出力が、ビデオ信号から抽出した輝度信号Ｍ３２に基づき制御される。すなわち、ＣＰＵＭ１７は、輝度信号抽出回路Ｍ３１及びプローブ照明制御機構Ｍ３３に、輝度補正動作の実行を指令する。また、予めＣＰＵＭ１７は副記憶装置Ｍ１８に読み出した適用する基準輝度情報をプローブ照明制御機構Ｍ３３に与える。プローブ照明がＯＮの状態において外部ビデオ信号取込装置Ｍ１４によって取り込まれたビデオ信号が輝度信号抽出回路Ｍ３１に入力される。輝度信号抽出回路Ｍ３１は、入力されたビデオ信号から輝度信号Ｍ３２を抽出しプローブ照明制御機構Ｍ３３に出力する。プローブ照明制御機構Ｍ３３は、与えられた基準輝度情報に基づき基準輝度信号を生成し、輝度信号Ｍ３２との差分をとって輝度補正信号を生成し、この輝度補正信号に基づきプローブ照明光源装置Ｍ３４の出力制御を行う。これにより、照明光を所望の明るさに調整し、所望の明るさの内視鏡画像を得る。
【００６３】
次に、図１１の信号処理フローチャートを参照して、色信号を３原色に分離して処理する場合につき説明する。
３原色に分離する場合、色信号抽出回路Ｍ２１に色信号分離フィルター回路Ｅ２１が内蔵され、色信号分離フィルター回路Ｅ２１が外部ビデオ信号Ｅ２０からＲ信号Ｅ２２、Ｇ信号Ｅ２３、Ｂ信号Ｅ２４を分離抽出する。
フィルター移動機構制御装置Ｍ２３は、基準色情報に基づき基準Ｒ信号Ｅ２５、基準Ｇ信号Ｅ２６及び基準Ｂ信号Ｅ２７を生成し、それぞれ対応する色信号Ｅ２２（Ｅ２３，Ｅ２４）との差分をとって差分Ｒ信号Ｅ２８、差分Ｇ信号Ｅ２９及び差分Ｂ信号Ｅ３０を生成し、それぞれ設定されるＲ調整ゲインＥ３１、Ｇ調整ゲインＥ３２及びＢ調整ゲインＥ３３によって出力を増幅して色補正信号Ｅ３４を生成する。フィルター移動機構制御装置Ｍ２３は、色補正信号Ｅ３４に従って色フィルターＭ２４の移動機構の動力源に出力する駆動信号Ｅ３５を生成する。
【００６４】
さらに補足して、色調補正機能につき説明する。
一例として図１１を参照して説明したように３原色に分離する場合とする。３原色ＲＧＢの相対性を定める基準色情報が主記憶装置Ｍ１９に記憶される。この基準色情報は、外部入出力端子Ｍ２０から入力されたものや、外部操作機構Ｍ１６をユーザーが操作することで作成されたもので、適用する基準色情報として設定されているものである。
基準色情報によって定められる３原色ＲＧＢの相対性としては、例えば３原色の偏りのないバランスが取れた自然光に近いものが適用される。また、画像の中で特定の生体組織を視覚的に顕在化させるために、特定色が相対的に強い色調を適用してもよい。
プローブ照明光源装置Ｍ３４からの光に作用する色フィルターとしては、３原色ＲＧＢごとに設けられた３つの色フィルターを適用する。その具体的形態としては、図７に示した回転式の色フィルターＭ２４が３色分設けられ直列に配置されてそれぞれ独立に制御される構成や、図９に示した色フィルターＭ２４ｂ、Ｍ２４ｃ、Ｍ２４ｄをそれぞれＲＧＢに対応させてそれぞれ独立に制御される構成を適用する。例えば色フィルターＭ２４ｂがＲフィルター、色フィルターＭ２４ｃがＧフィルター、色フィルターＭ２４ｄがＢフィルターのごとくである。
Ｒフィルターは、照明光のうち赤色光の通過量を照明光の光路に対する位置に従って制限する。Ｒフィルターは赤色光のカット量が多い部分から少ない部分まで連続的に変化する性質を有する。したがって、照明光が通過するＲフィルターの部位によって赤色光のカット量が増減する。また、照明光の光束に介入する量によって実質的な赤色光のカット量を増減させるフィルターを適用してもよい。すなわち、色フィルターとして、照明光の光路に対する位置に従って連続的に色調を変更する特性の階調フィルターを適用する。
Ｇフィルターにあっては緑色光、Ｂフィルターにあっては青色光に替わるだけであって同様に構成される。
例えば、所望の色調に基づき設定された基準Ｒ信号Ｅ２５に対し、Ｒ信号Ｅ２２が大きい場合には、所望の色調に対し赤色光が多いことに相当するから、照明光に含まれる赤色光を過剰に多い分だけ減じる必要がある。逆に少ない場合もある。Ｇ信号、Ｂ信号についても同様の事象が生じる。これらの増減すべき量を色補正信号として生成し、ＲＧＢの３つの色フィルターをそれぞれ位置制御して、その各色の増減を実現し、所望の色調を得ることができる。補正後のビデオ信号９２によって再現される映像の色調が基準色情報により特定される色調に少なくとも近づくように制御することでその効果が得られる。
【００６５】
以上の３原色形式での制御に代え色温度形式で制御を実施することもできる。
可視光線の波長は概略０．４μｍ〜０．８μｍである。そして赤色Ｒは０．６７５μｍ，緑色Ｇは０．５２５μｍ，青色Ｂは０．４７５μｍの波長に対応する。ある温度における黒体輻射をその温度での白色光とし，逆に，白色光のスペクトル分布から決まる黒体輻射の温度が色温度(color temperature)と定義される。このことから、色温度と、３原色ＲＧＢの相対強度との相互関係を一義的に設定しておき換算することができる。日中の自然光の色温度は６５００Ｋに相当し、このとき３原色ＲＧＢの相対強度が平衡すると設定することもできる。このとき色温度が６５００Ｋより上がれば短波長領域の青色Ｂの強度が相対的に強くなるとともに長波長領域の赤色Ｒの強度が相対的に弱くなり、色温度が６５００Ｋより下がれば短波長領域の青色Ｂの強度が相対的に弱くなるとともに長波長領域の赤色Ｒの強度が相対的に強くなる。
したがって、基準色情報として例えば色温度６５００Ｋが設定される。図１１に示した基準Ｒ信号Ｅ２５、基準Ｇ信号Ｅ２６及び基準Ｂ信号Ｅ２７は、色温度６５００Ｋから換算して設定される。そして、色補正信号Ｅ３４は色温度に換算されて生成される。
一方、色フィルターＭ２４として、色温度を階調的に変更可能な階調フィルターが適用される。
フィルター移動機構制御装置Ｍ２３が、色温度形式で生成された色補正信号Ｅ３４に基づき色フィルターＭ２４を位置制御することで、所望の色調、例えば色温度６５００Ｋの色調が実現される。
【００６６】
以上説明した例では、ビデオ信号から抽出した色信号と基準色信号との差分に応じた量だけ色フィルターの位置を制御した。
ビデオ信号から抽出した色信号と基準色信号との差分の計算結果に応じて判断し、適用する単調フィルターを選択する構成としてもよい。この単調フィルターは照明光を特定の一の色調に変更する特性のもので、すなわち、波長による通過率が位置によらず一定のものである。
例えば、内視鏡照明がハロゲンランプであれば、内視鏡カメラはハロゲンランプで照明された際に診断にとって最適な色調の画像が得られるように調整される。この場合に、プローブ照明が特定のＬＥＤ照明である場合、内視鏡照明を消灯してプローブ照明による照明によって内視鏡画像を得れば、上記最適な色調に対して色調が変化する。この色調変化から、選択すべき色フィルターを判断する。例えば、基準色情報としてプローブ照明として適用されるＬＥＤ照明の特性が設定される。図１１に示した基準Ｒ信号Ｅ２５、基準Ｇ信号Ｅ２６及び基準Ｂ信号Ｅ２７は、このＬＥＤ照明の特性から設定される。差分Ｒ信号Ｅ２８，差分Ｇ信号Ｅ２９及び差分Ｂ信号Ｅ３０により、内視鏡照明が同じ特性のＬＥＤ照明であるか否か、ハロゲンランプや他の種類の照明であるか否かを判断することができる。そして、プローブ照明を内視鏡照明の種類の色調に変換する単調フィルターを、内視鏡照明の種類をできるだけ網羅するように複数設けておき、上記判断に応じて選択することで、プローブ照明に切り換えても診断にとって最適な色調を保持することができる。この場合、フィルター移動機構制御装置Ｍ２３は、ビデオ信号から抽出した色信号に基づき、単調フィルターを使用するか否か、さらに単調フィルターが２種以上ある場合にあっては、いずれの単調フィルターを使用するか否かの選択信号を色補正信号として生成して、単調フィルターを移動制御し、選択された単調フィルターを照明光の光路に介在させ、選択されない単調フィルターを照明光の光路から離脱させる。
【００６７】
また、上述の階調フィルターを、不連続に階調的に異なる複数の単調フィルターによって代替実施することにより、単調フィルターを利用してもよい。
【００６８】
以上説明したプローブシステムによれば、組み合わされる内視鏡システムによらず、良好な色調の撮影画像が得られる。良好な色調の撮影画像とは、一つには内視鏡システムに備わる照明を適用した場合の内視鏡画像と変わらない色調である。これにより、内視鏡照明に代えてプローブ照明を適用しても違和感なく診断を行うことができる。また他の一つには、画像の中で特定の生体組織を視覚的に顕在化させる等のために、特定色が相対的に強くされた特殊色調であり、内視鏡システムにおいてこのような特殊色調で照明する機能が無い場合にも、これを付加することができる。
【００６９】
〔第３実施形態〕
まず、図２及び図１２から図１４を参照して本発明の第３実施形態につき説明する。
図１２に示すように本実施形態のプローブシステムは、プローブ１０と、このプローブ１０が接続されるシステム構成Ｎ１とを有し、内視鏡本体８と内視鏡処理装置９とからなる内視鏡システムと組み合わされる。なお、システム構成Ｎ１は、プローブ１０の基端が接続されるベースユニットと、このベースユニットに接続される画像表示装置、操作入力装置等の機器により構成される。
【００７０】
本プローブシステムのシステム構成Ｎ１には、特殊診断機構Ｎ１３、外部ビデオ信号取込装置Ｎ１４、画像表示装置Ｎ１５、外部操作機構Ｎ１６、ＣＰＵＮ１７、副記憶装置Ｎ１８、主記憶装置１９、プローブ照明制御回路Ｎ３３、プローブ照明光源装置Ｎ３４、画像処理回路Ｎ３５、レンズＮ４０が備えられ、さらに照明の判定を行うための主要部を構成する照明検知回路Ｎ２１が備えられる。
外部操作機構Ｎ１６としては、キーボード、マウスその他の操作入力装置が相当する。
ＣＰＵＮ１７は、情報の演算、各部への動作指令を行うコンピュータの中央処理装置である。
副記憶装置Ｎ１８は、ＣＰＵＮ１７での演算内容や各部に入出力する情報を一時的に記憶するＲＡＭ、主記憶装置１９は、入力された画像情報や、ＣＰＵＮ１７の測定に係る演算結果、ＣＰＵＮ１７で実行するプログラム、プローブ照明判断基準情報、照明有無判断基準情報その他の照明制御、画像処理、測定等に係る各種設定情報を記憶するＨＤＤなどが相当する。
ＣＰＵＮ１７は、照明検知回路Ｎ２１による判定結果を受けてプローブ照明制御回路Ｎ３３に照明のＯＮ／ＯＦＦ制御指令を与え、プローブ照明光源装置Ｎ３４のＯＮ／ＯＦＦを制御する。
プローブ照明光源装置Ｎ３４としては、広帯域の可視光を発する光源装置が適用され、適用例としては、ＬＥＤランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを挙げることができるがこれらに限られない。但し、プローブによる測定動作時に一時的に消灯し迅速に再点灯する必要性、及び内視鏡照明の消灯に対応して迅速に点灯する必要性から、応答性の良いＬＥＤ、有機ＥＬなどの固体発光素子をプローブ照明光源装置Ｎ３４として適用することが好ましい。
なお、プローブ照明制御回路Ｎ３３は、プローブ照明光源装置Ｎ３４のＯＮ／ＯＦＦを制御、及びプローブ照明光源装置Ｎ３４がＯＮのときには、外部ビデオ信号取込装置Ｎ１４によって取り込まれたビデオ信号に基づき、プローブ照明光源装置Ｎ３４の出力を調整する。
【００７１】
内視鏡本体８には内視鏡電子カメラ８ａ及び内視鏡照明８ｂが内蔵されている。また、図２に示すように内視鏡本体８には内視鏡チャネル８ｃが形成されている。内視鏡チャネル８ｃは、内視鏡本体８の主幹から枝分かれして設けられた挿入口８ｄから、内視鏡本体８の先端面に開口した先端開口８ｅまで連通して形成されている。
プローブ１０は、挿入口８ｄから挿入され、内視鏡チャネル８ｃを挿通して先端開口８ｅまで至る。プローブ１０の挿入長さによって、プローブ１０の先端部は先端開口８ｅから突出する。内視鏡本体８の先端に対するプローブ１０の先端位置を所望の位置に決められるように、プローブ１０の外周に挿入長さを示す目印、又は挿入口８ｄに係止するストッパを設けることが好ましい。プローブ１０の先端部から内視鏡による撮影用の照明光を照射する。
【００７２】
さて、図１２にはプローブ１０の主な内部構成である照明光導光部材１１及び測定光学系１２を示し、外装体の図示を省略する。照明光導光部材１１は、主にプローブ１０の長手方向に延在してプローブ１０の基端から先端に照明光を導く照明光導光用光ファイバーによって構成され、さらにその光ファイバーから出射される照明光が通過するレンズや、拡散部材などの光学部材が設置される場合はこれを含む。
測定光学系１２は、特殊診断用の測定光学系である。測定光学系１２は、主にプローブ１０の長手方向に延在する投光用光ファイバー及び受光用光ファイバーと、レンズなどの光学部材とにより構成され、投光用光ファイバーの先端及び受光用光ファイバーの先端がプローブ先端部に配置されたレンズなどの光学部材に臨む。
【００７３】
内視鏡処理装置９の内視鏡画像プロセッサ９１により、内視鏡本体８により撮影された映像のビデオ信号が生成される。そのビデオ信号は、内視鏡画像表示装置９３に表示出力されるとともに、本プローブシステムに出力される。
本プローブシステムにあっては、内視鏡処理装置９から出力されたビデオ信号を外部ビデオ信号取込装置Ｎ１４により取り込む。外部ビデオ信号取込装置Ｎ１４はいわゆるビデオインターフェースであり、ビデオ信号を取り込み増幅する機能を有する。適用される信号端子の例としては、BNC端子、S端子、AV端子、D端子、DV端子、SCART端子、RGB端子、HD-MI端子等が挙げられるが、いずれにも限定されるものではない。外部ビデオ信号取込装置Ｎ１４は、ビデオ信号を照明検知回路Ｎ２１、プローブ照明制御回路Ｎ３３、場合によりＣＰＵＮ１７、画像処理回路Ｎ３５に出力する。また、外部ビデオ信号取込装置Ｎ１４が取り込んだビデオ信号は画像表示装置Ｎ１５に表示出力される。画像処理回路Ｎ３５はビデオ信号に信号処理を施して画像表示装置Ｎ１５出力する。画像処理回路Ｎ３５を、図１に示した画像処理回路２４と同様のビデオ信号の色調補正を行うものとしてもよい。
【００７４】
プローブ照明光源装置Ｎ３４を光源とする照明光がレンズＮ４０を介してプローブ１０に内蔵された照明光導光用光ファイバーに入射し、この照明光導光用光ファイバーによりプローブ１０の先端部に導光され拡散部材等の光学部材を介して生体組織７に照射される。
その照明される範囲は内視鏡電子カメラ８ａによる撮影範囲を含み、内視鏡電子カメラ８ａによる撮影範囲は、プローブ１０による測定対象部位を含んでいる。
本プローブシステムを使用してプローブによる測定を実行する際には、照明を内視鏡照明８ｂからプローブ照明に切り替える。
【００７５】
ここで、プローブ１０による測定につき説明する。  
特殊診断機構Ｎ１３に、測定用光源及び測定用光検出器が設けられる。測定用光源により発せられ投光用光ファイバーにより導光された光を生体組織７の測定対象部位に照射し、当該照射した光に起因して測定対象部位から放射される放射光を受光して受光用光ファイバーによりプローブ１０の基端側へ導き測定用光検出器に導入する。
測定用光検出器は、受光用光ファイバーを通じて入力された光の光強度、分光特性、偏光特性などを検出し、検出結果をＣＰＵＮ１７に出力する。これをＣＰＵＮ１７が分析して生体組織７の病変状態の診断に役立つ情報を特定し、その情報や内視鏡画像は画像表示装置Ｎ１５に表示出力される。
【００７６】
プローブ１０による測定を、生体組織から発せられる蛍光の測定とする場合は、測定用光源により励起光を発生させる。
励起光が照射された測定対象部位で励起光により、病変状態に従って蛍光が発生する。蛍光が発生すれば蛍光及び反射光が含まれる測定対象部位からの放射光が受光用光ファイバーに入射し測定用光検出器に入力される。
蛍光は、広義には、Ｘ線や紫外線、可視光線が照射された被照射物が、そのエネルギーを吸収することで電子が励起し、それが基底状態に戻る際に余分なエネルギーを電磁波として放出するものである。ここでは、励起光によって、その波長とは異なった波長の蛍光が戻り光に含まれるので、測定用光検出器が戻り光を分光し、ＣＰＵＮ１７がスペクトル分布を分析することで蛍光量を特定して検出対象の病変状態を検知する。
【００７７】
次に、本システムにおける照明の自動ＯＮ／ＯＦＦ制御につき説明する。
まず、照明検知回路Ｎ２１による照明の検知（判定）の処理内容につき、図１３を参照して説明する。
図１３は、照明検知回路Ｎ２１で処理される信号を示している。
図１３中のグラフＧ５１、Ｇ６１及びＧ７１に示される波形Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１〜Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３は、内視鏡画像のＲＧＢ信号波形図であり、入力されたビデオ信号の分光分布スペクトルに相当するもので、照明検知回路Ｎ２１が入力されたビデオ信号から抽出する。グラフＧ５１の波形Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１は内視鏡照明がＯＮの時の撮影のもの、グラフＧ６１の波形Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は内視鏡照明がＯＦＦでプローブ照明がＯＮの時の撮影のもの、グラフＧ７１の波形Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３は内視鏡照明がＯＦＦでプローブ照明がＯＦＦの時の撮影のものである。
【００７８】
図１３中のグラフＧ５２、Ｇ６２及びＧ７２に示される波形ＳＲ，ＳＧ，ＳＢは、プローブ照明であるか否かを判断するための照明判断基準信号であり、上述したプローブ照明判断基準情報に基づくもので、プローブ照明の発光スペクトルを中心に一定幅の判定領域を有したものである。
グラフＧ５２、Ｇ６２及びＧ７２に示される閾値ＴＲ，ＴＧ，ＴＢは、照明の有無を判断するための照明判断基準信号であり、上述した照明有無判断基準情報に基づくもので、ビデオ信号の明るさのレベルについての所定の閾値に相当する。
図１３中のグラフＧ５３はグラフＧ５１とグラフＧ５２との比較・判定模式図、図１３中のグラフＧ６３はグラフＧ６１とグラフＧ６２との比較・判定模式図、図１３中のグラフ７３はグラフＧ７１とグラフＧ７２との比較・判定模式図である。
【００７９】
照明検知回路Ｎ２１は、入力されたビデオ信号に基づく波形Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１〜Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３が、波形ＳＲ，ＳＧ，ＳＢと一致するか否かを判断するとともに、閾値ＴＲ，ＴＧ，ＴＢ以上か否かを判断する。
グラフＧ５３に示すように不一致で明るさが閾値以上の場合、内視鏡照明がＯＮであると判定することができる。この場合、この判定結果からは、プローブ照明のＯＮ／ＯＦＦを判断できない。内視鏡照明がＯＮであれば、プローブ照明のＯＮであってもＯＦＦであっても波形Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１は波形ＳＲ，ＳＧ，ＳＢに不一致となるからである。プローブ照明のＯＮ／ＯＦＦはＣＰＵＮ１７がプローブ照明制御回路Ｎ３３に係るプローブ照明のＯＮ／ＯＦＦ信号を参照することで判断する。
グラフＧ６３に示すように一致の場合（この場合は閾値以上との判定結果ともなるが図示を省略する。）、内視鏡照明がＯＦＦ、プローブ照明がＯＮであると判定することができる。このように照明検知回路Ｎ２１は波形ＳＲ，ＳＧ，ＳＢとの一致判定によって、ビデオ信号を取得した撮影時の照明がプローブから照射される照明光の単独によるものか否かを検出することができる。
グラフＧ７３に示すように閾値未満である場合（この場合は不一致との判定結果ともなるが図示を省略する。）、照明無し、すなわち、内視鏡照明がＯＦＦ、プローブ照明がＯＦＦと判定することができる。
照明検知回路Ｎ２１は、以上の判定結果をＣＰＵＮ１７に出力する。
【００８０】
本プローブシステムは、上述したように外部ビデオ信号を取り込み（図１４のステップＰ１）、ＣＰＵＮ１７は、照明検知回路Ｎ２１からの判定結果と、プローブ照明制御回路Ｎ３３に係るプローブ照明のＯＮ／ＯＦＦ信号とを参照することで、図１４のフローチャートのＰ２〜Ｐ４に示すように、内視鏡照明がＯＮでプローブ照明がＯＮ、内視鏡照明がＯＮでプローブ照明がＯＦＦ、内視鏡照明がＯＦＦでプローブ照明がＯＮ、内視鏡照明がＯＦＦでプローブ照明がＯＦＦの４通りを判別することができる。
【００８１】
ＣＰＵＮ１７は、内視鏡照明がＯＮでプローブ照明がＯＮの場合（ステップＰ３でＯＮ）、プローブ照明をＯＦＦとする（ステップＰ５）、すなわち、ＣＰＵＮ１７は、プローブ照明制御回路Ｎ３３に照明のＯＦＦ制御指令を与え、プローブ照明光源装置Ｎ３４を消灯させる。これをプローブ照明の自動消灯機能ということができる。
ＣＰＵＮ１７は、内視鏡照明がＯＮでプローブ照明がＯＦＦの場合（ステップＰ３でＯＦＦ）、その状態を維持する。
以上の内視鏡照明がＯＮの場合は（プローブ照明はＯＮ又はＯＦＦ）、照明検知回路Ｎ２１が照明有り及びプローブから照射される照明光の単独によるものでないことを検出した場合（図１３中のグラフＧ５３の場合）に相当する。すなわち、プローブ照明以外の照明（内視鏡照明）が必ず点灯していることに相当する。この場合は、以上説明したように、制御手段であるＣＰＵＮ１７は、プローブ照明がＯＮであればＯＦＦに切り替え、プローブ照明がＯＦＦであればそれを維持することにより、プローブ１０からの照明光の照射を制限する。
【００８２】
一方、ＣＰＵＮ１７は、内視鏡照明がＯＦＦでプローブ照明がＯＮの場合（ステップＰ４でＯＮ）、その状態を維持する。
ＣＰＵＮ１７は、内視鏡照明がＯＦＦでプローブ照明がＯＦＦの場合（ステップＰ４でＯＦＦ）、プローブ照明をＯＮとする（ステップＰ６）、すなわち、ＣＰＵＮ１７は、プローブ照明制御回路Ｎ３３に照明のＯＮ制御指令を与え、プローブ照明光源装置Ｎ３４を点灯させる。これをプローブ照明の自動点灯機能ということができる。
【００８３】
以上のプローブ照明の自動点灯機能及び自動消灯機能を実現するので、ユーザーによって内視鏡照明が消灯されれば、プローブ照明が点灯し、ＣＰＵＮ１７は特殊診断機構Ｎ１３と連繋したプローブ１０による測定工程に円滑に移行することできる。この照明状態の時は、好ましくは図１３中のグラフＧ６３に示す判定を経ればプローブ照明単独によるものであることがより確実となり、プローブ照明を一時的に消灯することにより外乱のない良好な環境でプローブ１０による測定動作を実行することができる。
プローブ１０による測定の終了後、内視鏡照明が点灯すれば、ＣＰＵＮ１７はプローブ照明を自動消灯するので、内視鏡照明に円滑に切り替えることができる。
プローブ１０による測定工程中に内視鏡照明が点灯すれば、ＣＰＵＮ１７はプローブ照明を自動消灯又は消灯維持し、プローブ１０による測定を中断することができるし、内視鏡照明の点灯中の測定を破棄することもできる。
【００８４】
また、意図せず内視鏡照明が消灯しても、本プローブシステムはプローブ１０から照射される照明を自動点灯し、照明光欠如に基づく事故を防止することができる。これは、内視鏡照明の消灯の原因が、照明ランプの破損等の内視鏡照明に係る部分に限定されたものであるか、内視鏡システム全体のシステムダウンによるものであるかに拘わらない。
このように、プローブ照明に非常灯的目的があるため、本プローブシステムには、バッテリーシステムを備えることが好ましい。この場合、停電等により内視鏡システム及び本プローブシステムに供給される電力が遮断しても、プローブ照明を点灯することができ、内視鏡システムがバッテリーシステムを備えていない場合には、本プローブシステムを適用することがより有意義となる。
【００８５】
以上のように、本実施形態のプローブシステムによれば、入力された映像のビデオ信号に基づき照明の有無を検出し、照明無しの検出を受けてプローブから照明光を照射させるので、意図せず又は意図的に内視鏡システムの照明が消灯しても、これを補完するように本プローブシステムの照明を点灯し、照明光欠如を防止することができ、内視鏡検査の安全性を保つことができる。
また、入力された映像のビデオ信号に基づき照明の有無を検出するので、内視鏡システムに備わる照明の消灯時の照明光減衰時間に対応して良好なタイミングで照明を点灯することができ、組み合わされる内視鏡システムによらず、内視鏡システムの照明から安全かつ適時にプローブの照明に切替えることができ、プローブによる測定に円滑に移行することができる。
【００８６】
上述した実施形態においては、測定対象物から放射される蛍光を受光する例について示したが、これに限るものではなく、照射光に起因して生じる散乱光またはラマン散乱光を受光するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、生体組織の光学的測定に利用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１，Ｍ１，Ｎ１ プローブシステムの構成
７ 生体組織
８ 内視鏡本体
８ａ 内視鏡電子カメラ
８ｂ 内視鏡照明
８ｃ 内視鏡チャネル
９ 内視鏡処理装置
１０ プローブ
１１ 照明光導光部材
１２ 測定光学系
【図１】
2013008674.tif 000003
【図２】
2013008674.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2013008674.tif 000016
【国際調査報告】
2013008674.tif 000017
2013008674.tif 000018
2013008674.tif 000019
2013008674.tif 000020