(57)【要約】  【課題】  励起光を照射された体液から発せられる蛍光の蛍光スペクトルを検出する際に、所望の部位に存在する体液から発せられた蛍光の蛍光スペクトルを確実に検出する。  【解決手段】  内視鏡のスコープ部13を介して励起光Ｌｅ１を観察部１へ照射する。観察１から発せられた蛍光Ｌｓは、ＣＣＤ撮像素子117により撮像され、蛍光画像としてモニタ70に表示される。観察者は、表示された蛍光画像に基づいて、所望の部位に存在する体液２へ、鉗子口134から突出している石英ファイバ53の先端部を接触させる。該石英ファイバ53を介して励起光Ｌｅ２が体液２へ照射される。また体液２から発せられた蛍光Ｌ２は、石英ファイバ53を介して受光され、スペクトル分光器543により蛍光スペクトルが検出される。すなわち、観察者は蛍光画像が示す組織性状に基づいて、体液の蛍光スペクトルを検出する部位を選択することができる。【選択図】          図１
2006122560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光が照射された観察部から発せられた蛍光による像を撮像し、該撮像した蛍光による像に基づいた蛍光画像を生成する蛍光画像取得手段と、
前記観察部内に存在する、励起光が照射された体液から発せられた蛍光を受光し、該受光した蛍光の蛍光スペクトルを検出し、該蛍光スペクトルに基づいた体液蛍光スペクトル情報を取得する体液蛍光スペクトル情報取得手段と、
前記蛍光画像取得手段により生成された蛍光画像および前記体液蛍光スペクトル情報取得手段により取得された蛍光スペクトル情報を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする体液蛍光スペクトル取得装置。
【請求項２】
照明光が照射された観察部の反射像を撮像し、該反射像に基づいた通常画像を生成する通常画像取得手段と、
前記観察部内に存在する、励起光が照射された体液から発せられた蛍光を受光し、該受光した蛍光の蛍光スペクトルを検出し、該蛍光スペクトルに基づいた体液蛍光スペクトル情報を取得する体液蛍光スペクトル情報取得手段と、
前記通常画像取得手段により生成された通常画像および前記体液蛍光スペクトル情報取得手段により取得された体液蛍光スペクトル情報を表示する表示手段とを備えたことを特徴とする体液蛍光スペクトル取得装置。
【請求項３】
前記体液蛍光スペクトル情報取得手段が、予め体液サンプルから取得したサンプル蛍光スペクトルを記憶するサンプル蛍光スペクトル記憶手段と、該サンプル蛍光スペクトル記憶手段に記憶されたサンプル蛍光スペクトルと前記体液蛍光スペクトル取得手段により取得された蛍光スペクトルとを比較し、該比較結果を体液蛍光スペクトル情報として出力するものであることを特徴とする請求項１または２記載の体液蛍光スペクトル取得装置。
【請求項４】
前記体液蛍光スペクトル取得手段が、体液を保持する体液保持部を有し、該体液保持部に保持された体液から発せられる蛍光を受光するものであることを特徴とする請求項１から３いずれか1項記載の体液蛍光スペクトル取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を照射された体液から発せられる蛍光の蛍光スペクトルを取得する体液蛍光スペクトル取得装置に関し、特に詳細には、表示された観察部内の体液の蛍光スペクトルを取得する体液蛍光スペクトル取得装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、生体から採取した体液あるいは生体内の体液の蛍光スペクトルを取得する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献1に記載された装置では、生体内の体液の蛍光スペクトルを取得する方法の一例として、導光体を介して励起光の照射および蛍光の受光を行うことが提案されている。
【特許文献１】特許公表2003−535330号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年体液の蛍光スペクトルに対する研究が進められ、体液、例えば消化液の蛍光スペクトルに個人差があること、また同一人物であっても、消化液の存在する部位により蛍光スペクトルが異なる場合があることがわかっている。このため、所望の部位に存在する体液の蛍光スペクトルを検出することが望まれている。しかしながら、従来知られている装置においては、例えば胃液の蛍光スペクトルを取得する際に、胃液を吸引により採取して蛍光スペクトルを取得しても、あるいは胃の中へ導光体を挿入して蛍光スペクトルを取得しても、その胃液の存在した部位は不明であるという問題がある。さらには、胃の中へ導光体を挿入して蛍光スペクトルを取得した場合には、その蛍光スペクトルが確実に体液から発せられた蛍光の蛍光スペクトルであるか否かが不明であるという問題もある。
【０００４】
本発明は上記の事情に鑑みて、励起光を照射された体液から発せられる蛍光の蛍光スペクトルを検出し、該蛍光スペクトルに基づいた体液蛍光スペクトル情報を表示する体液蛍光スペクトル取得装置において、所望の部位に存在する体液から発せられた蛍光の蛍光スペクトルを確実に検出することのできる体液蛍光スペクトル取得装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の体液蛍光スペクトル取得装置は、励起光が照射された観察部から発せられた蛍光による像を撮像し、該撮像した蛍光による像に基づいた蛍光画像を生成する蛍光画像取得手段と、
前記観察部内に存在する、励起光が照射された体液から発せられた蛍光を受光し、該受光した蛍光の蛍光スペクトルを検出し、該蛍光スペクトルに基づいた体液蛍光スペクトル情報を取得する体液蛍光スペクトル情報取得手段と、
前記蛍光画像取得手段により生成された蛍光画像および前記体液蛍光スペクトル情報取得手段により取得された蛍光スペクトル情報を表示する表示手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明の第２の体液蛍光スペクトル取得装置は、照明光が照射された観察部の反射像を撮像し、該反射像に基づいた通常画像を生成する通常画像取得手段と、
前記観察部内に存在する、励起光が照射された体液から発せられた蛍光を受光し、該受光した蛍光の蛍光スペクトルを検出し、該蛍光スペクトルに基づいた体液蛍光スペクトル情報を取得する体液蛍光スペクトル情報取得手段と、
前記通常画像取得手段により生成された通常画像および前記体液蛍光スペクトル情報取得手段により取得された体液蛍光スペクトル情報を表示する表示手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
なお、「蛍光スペクトルに基づいた体液蛍光スペクトル情報」とは、体液の蛍光スペクトルそのものであってもよいし、あるいは第１の所定波長帯域の光強度と第２の所定波長帯域の光強度との比である蛍光強度比等であってもよい。
【０００８】
また、予め体液サンプルから取得したサンプル蛍光スペクトルと実際に体液から取得した蛍光スペクトルとを比較した比較結果であってもよい。なお、「予め体液サンプルから取得したサンプル蛍光スペクトルと実際に体液から取得した蛍光スペクトルとを比較する」とは、例えば実際に体液から取得した蛍光スペクトルが、複数の体液サンプルから取得したサンプル蛍光スペクトルの中のいずれのサンプル蛍光スペクトルにもっとも近いものであるかを比較すること、あるいは、実際に体液から取得した蛍光スペクトルと、少なくとも１つの体液サンプルから取得したサンプル蛍光スペクトルとの近似度を求めること等である。
【０００９】
また、前記体液蛍光スペクトル取得手段は、体液を保持する体液保持部を有し、該体液保持部に保持された体液から発せられる蛍光を受光するものであってもよい。なお、「体液保持部」は、体液を保持可能であれば、いかなる部位に設けられるものであってもよく、また体液保持部内に自然に体液が流れ込む構成を有するものであってもよいし、吸引することにより体液が流れ込む構成を有するものであってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の第１の体液蛍光スペクトル取得装置は、励起光が照射された観察部から発せられた蛍光による像を撮像し、該撮像した蛍光による像に基づいた蛍光画像を生成する蛍光画像取得手段と、前記観察部内に存在する、励起光が照射された体液から発せられた蛍光を受光し、該受光した蛍光の蛍光スペクトルを検出し、該蛍光スペクトルに基づいた体液蛍光スペクトル情報を取得する体液蛍光スペクトル情報取得手段と、前記蛍光画像取得手段により生成された蛍光画像および前記体液蛍光スペクトル情報取得手段により取得された蛍光スペクトル情報を表示する表示手段とを備えているため、観察者は、表示手段に表示された蛍光画像に基づいて選択した所望の部位に存在する体液の蛍光スペクトルに基づいて取得された体液蛍光スペクトル情報を確実に知ることができ、また、観察部の蛍光画像と体液蛍光スペクトル情報とを併せて見ることができる。さらに、蛍光画像が組織性状を反映するものである場合には、組織性状に基づいて、体液の蛍光スペクトルを検出する部位を選択することができ、装置の利便性が向上する。
【００１１】
本発明の第２の体液蛍光スペクトル取得装置は、照明光が照射された観察部の反射像を撮像し、該反射像に基づいた通常画像を生成する通常画像取得手段と、
前記観察部内に存在する、励起光が照射された体液から発せられた蛍光を受光し、該受光した蛍光の蛍光スペクトルを検出し、該蛍光スペクトルに基づいた体液蛍光スペクトル情報を取得する体液蛍光スペクトル情報取得手段と、
前記通常画像取得手段により生成された通常画像および前記体液蛍光スペクトル情報取得手段により取得された体液蛍光スペクトル情報を表示する表示手段とを備えているため、観察者は、表示手段に表示された蛍光画像に基づいて選択した所望の部位に存在する体液の蛍光スペクトルに基づいて取得された体液蛍光スペクトル情報を確実に知ることができ、また通常画像と体液蛍光スペクトル情報とを併せて見ることができる。
【００１２】
体液蛍光スペクトル情報が、予め体液サンプルから取得したサンプル蛍光スペクトルと実際に体液から取得した蛍光スペクトルとを比較した比較結果であれば、観察者は、体液の特性を容易に認識することができる。
【００１３】
また、前記体液蛍光スペクトル取得手段が、体液を保持する体液保持部を有し、該体液保持部に保持された体液から発せられる蛍光を受光するものであれば、体液以外の部位、例えば体腔壁等から発せられる蛍光の影響を抑制でき、より信頼度の高い蛍光スペクトルを取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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は本発明による第1の体液蛍光スペクトル取得装置および第２の体液蛍光スペクトル取得装置を適用した体液蛍光スペクトル取得システムの概略構成図であり、図２は本体液蛍光スペクトル取得システムに搭載されるモザイクフィルタの模式図である。図３は本体液蛍光スペクトル取得システムに搭載される切換フィルタの模式図である。
【００１５】
この体液蛍光スペクトル取得システムは、観察部１に波長４１０nmの励起光Ｌｅ１を照射して、観察部１から発せられた蛍光による像に基づいた蛍光診断画像をモニタ70に表示し、該蛍光診断画像を観察しながら体液の蛍光スペクトルを取得する蛍光診断画像モード、または通常のカラー画像である通常画像をモニタ70に表示し、該通常画像を観察しながら体液の蛍光スペクトルを取得する通常画像モードにおいて動作するものである。２つのモードの切り替えは、入力部631からの入力操作により行われる。
【００１６】
蛍光診断画像モードにおいては、まず、波長４１０nmの励起光Ｌｅ１が照射された観察部１から発せられた蛍光から波長帯域４３０nm〜５３０nmの狭帯域蛍光画像データと、波長帯域４３０nm〜７００nmの広帯域蛍光画像データとを取得し、近赤外光である参照光Ｌｓを照射された観察部１の反射光からIR反射画像を取得し、狭帯域蛍光画像データの画素値を広帯域蛍光画像データの画素値で除算した規格化蛍光演算値を求め、該規格化蛍光演算値に基づいて色情報を作成し、IR反射画像の画素値に基づいて輝度情報を作成し、両画像情報を合成した蛍光診断画像をモニタ70上に表示するものである。また、使用者はモニタ70上に表示された蛍光診断画像を観察し、観察部１内に存在する体液２へ石英ファイバ53を接触させ、石英ファイバ53を介して体液２へ波長４１０nmの励起光Ｌｅ２を照射して、これにより生じた蛍光を石英ファイバ53により検出し、予め記憶部546に記憶されている体液サンプルから取得したサンプル蛍光スペクトルと、体液２から発せられた蛍光の蛍光スペクトルとを比較し、比較結果をモニタ70上に表示するものである。
【００１７】
通常画像モードにおいては、まず、面順次光（Ｒ光Ｌｒ、Ｇ光Ｌｇ、Ｂ光Ｌｂ）を照射された観察部１の反射像をスコープ部13の先端に設けられたＣＣＤ撮像素子117 により撮像して、通常のカラー信号処理により作成した通常画像をモニタ70上に表示する。その後蛍光診断画像モードと同様に、体液の蛍光スペクトルを取得し、サンプル蛍光スペクトルとの比較結果をモニタ70上に表示するものである。
【００１８】
本発明の実施形態である体液蛍光スペクトル取得システムは、図１に示すように、患者の病巣と疑われる部位に挿入されるスコープ部13、体液２の蛍光スペクトル取得用の波長４１０nmの励起光Ｌｅ２を射出する光源と、蛍光像撮像用の波長４１０nmの励起光Ｌｅ１を射出する光源と、IR反射光像撮像用の参照光Ｌｓを射出する光源と、通常像撮像用の照明光である面順次光（Ｒ光Ｌｒ、Ｇ光ＬｇおよびＢ光Ｌｂ）を射出する光源とを備える照明ユニット23、通常画像データを生成して出力する通常画像処理ユニット33、狭帯域蛍光画像データおよび広帯域蛍光画像データから規格化蛍光演算値を算出し、該規格化蛍光演算値およびIR反射画像の画素値に基づいて第１の蛍光診断情報としの蛍光診断画像データを生成して出力する蛍光画像処理ユニット43、励起光Ｌｅ２と測定した蛍光の光路を分ける光路分離ユニット50、励起光Ｌｅ２の照射により体液２から発せられた蛍光を受光し、該蛍光Ｌ２の蛍光スペクトルを取得し、該体液の蛍光スペクトルと、予め記憶されているサンプル体液から取得されたサンプル蛍光スペクトルとを比較し、比較結果を出力する蛍光スペクトル比較ユニット51、各ユニットに接続され、動作タイミングの制御を行うコントローラ64、該コントローラ64に接続される入力装置631、モニタ70、励起光Ｌｅ３および励起光Ｌｅ３を照射された体液２から発せられる蛍光を導光する石英ファイバ53から構成されている。
【００１９】
なお照明ユニット24、通常画像処理ユニット33、蛍光画像処理ユニット43、光路分離ユニット50、蛍光スペクトル比較ユニット51およびコントローラ64はプロセッサ部94を構成し、スコープ部13とプロセッサ部94、石英ファイバ53とプロセッサ部94およびプロセッサ部94とモニタ70は、それぞれ図示省略したコネクタにより、接離自在に接続されている。
【００２０】
スコープ部13は、内部に先端まで延びるライトガイド131 、ＣＣＤケーブル133 および石英ファイバ53が貫通している鉗子口134 を備えている。ライトガイド131 およびＣＣＤケーブル133 の先端部、即ちスコープ部13の先端部には、照明レンズ104 および対物レンズ114 を備えている。ＣＣＤケーブル133 の先端部には、微少な帯域フィルタがモザイク状に組み合わされたモザイクフィルタ135 がオンチップされたＣＣＤ撮像素子117 が接続され、該ＣＣＤ撮像素子117 には、プリズム118 が取り付けられている。また、プリズム118 と対物レンズ114 の間には、波長４２０nm以下の波長の光をカットする励起光カットフィルタ119 が取り付けられている。
【００２１】
ライトガイド131 は、励起光Ｌｅ１用のライトガイド132a、参照光Ｌｓ用のライトガイド132bおよび面順次光用のライトガイド132cがバンドルされ、ケーブル状に一体化されており、各ライトガイドは、照明ユニット23へ接続されている。
【００２２】
モザイクフィルタ135 は、図２に示すように、４３０nm〜５３０nmの波長帯域の光を透過させるバンドパスフィルタである微少な光学フィルタ136aと、４３０nm〜７００nmの波長帯域の光を透過させるバンドパスフィルタである微少な光学フィルタ136bと、全波長帯域の光を透過させる光学フィルタ136cが組み合わされ、各帯域フィルタはＣＣＤ撮像素子117 の画素に一対一で対応している。なお、光学フィルタ136aは、励起光Ｌｅ１が照射された際の狭帯域蛍光画像データ取得用の光学フィルタであり、光学フィルタ136bは励起光Ｌｅ１が照射された際の広帯域蛍光画像データ取得用の光学フィルタであり、光学フィルタ136cは通常像およびIR反射画像取得用の光学フィルタである。
【００２３】
照明ユニット24は、蛍光像撮像用の波長４１０nmの励起光Ｌｅ１を発するGa-N系半導体レーザ201 および励起光源用電源202 と、波長４１０nmの励起光Ｌｅ２を発するGa-N系半導体レーザ204 および励起光源用電源205 と、参照光Ｌｓを発する参照光源207 および参照光源用電源208 と、白色光を射出する白色光源231 、白色光源用電源232 、白色光をＲ光Ｌｒ、Ｇ光ＬｇおよびＢ光Ｌｂに、順次色分解するための切換フィルタ234 およびフィルタ回転部236 とを備えている。
【００２４】
上記切換フィルタ234 は、図３に示すように、Ｒ光Ｌｒを透過するＲフィルタ235a、Ｇ光Ｌｇを透過するＧフィルタ235b、Ｂ光Ｌｂを透過するＢフィルタ235cとから構成されている。
【００２５】
通常画像処理ユニット33は、Ｒ光Ｌｒ、Ｇ光ＬｇまたはＢ光Ｌｂが照射された時に、モザイクフィルタ135 の光学フィルタ136cと対応する画素で受光した画像データにプロセス処理を施す信号処理回路331 、該信号処理回路331 から出力された画像データをデジタル化するA/D 変換回路332 、デジタル化された画像データを各色毎の画像（Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像）として保存する画像メモリ333 、該画像メモリに保存された各色毎の画像から通常画像データを生成する通常画像生成部334 、通常画像生成部334 から出力された通常画像データをビデオ信号に変換して出力するビデオ信号処理回路335 を備えている。
【００２６】
蛍光画像処理ユニット43は、励起光Ｌｅ１または参照光Ｌｓが照射された時に、ＣＣＤ撮像素子117 で撮像された信号のプロセス処理を行う信号処理回路401 、該信号処理回路401 で得られた画像データをデジタル化するA/D 変換回路402 、蛍光像Ｚｊ１を撮像した狭帯域蛍光画像データと広帯域蛍光画像データと、IR反射光像Ｚｓを撮像したIR反射画像とを、異なる記憶領域に保存する画像メモリ431 と、対応する画素毎に、画像メモリ431 に記憶された狭帯域蛍光画像データの画素値を広帯域蛍光画像データの画素値で除算して、第１の特徴量としての規格化蛍光演算値を算出する第１の特徴量取得手段としての蛍光演算値算出部432 と、規格化蛍光演算値に基づいて色情報を割り当て、IR反射画像の画素値に基づいて輝度情報を割り当て、色情報および輝度情報を合成して第１の蛍光診断情報である蛍光診断画像データを生成して出力する蛍光診断画像生成部433 と、蛍光診断画像データをビデオ信号へ変換してモニタ70へ出力するビデオ信号処理回路434 とを備えている。
【００２７】
光路分離部50はGa-N系半導体レーザ204 から出力される励起光Ｌｅ２を石英ファイバ53へ入射させ、また逆に石英ファイバ53を通ってくる蛍光を蛍光スペクトル比較ユニット51へ透過させるダイクロイックミラー501 を備える。
【００２８】
石英ファイバ53の先端部531は、図４に示すように、球状に形成されている。このため、励起光Ｌｅ２を周囲に効率よく照射し、また体液２から発せられる蛍光Ｌ２を効率よく受光できる。また、先端部531の周囲には、体液保持部としての円錐形状のカバー532が取り付けられている。このカバー532は黒アルマイト処理を施されたアルミニウムから形成されている。またカバー532の円錐形の底面部533はアルミニウムにより覆われているが、側面部には、多数の窓部534が設けられている。
【００２９】
蛍光スペクトル比較ユニット51は、石英ファイバ53を経た蛍光から励起光Ｌｅ２の波長を含む波長４３０nm以下の光をカットする励起光カットフィルタ541 、該励起光カットフィルタ541 を透過した蛍光の蛍光スペクトルを測定するスペクトル分光器543、該スペクトル分光器543 で測定された蛍光スペクトルを記憶する記憶部544 および予め体液サンプルから取得されたサンプル蛍光スペクトル、例えば図５に示すように３人の被験者から取得した胃液サンプルへ励起光Ｌｅ２を照射して、該胃液から発せられた蛍光の蛍光スペクトルであるサンプル蛍光スペクトルを記憶する記憶部546と、記憶部544へ記憶された被験者の体液、例えば胃液の蛍光スペクトルと、記憶部546へ記憶されたサンプル蛍光スペクトルとを比較し、Ａタイプ：サンプル蛍光スペクトルＡに近似、Ｂタイプ：サンプル蛍光スペクトルＢに近似、Ｃタイプ：サンプル蛍光スペクトルＣに近似およびＤタイプ：該当なしのうちから、適切なタイプを決定して出力する判定部545とを備えている。
【００３０】
コントローラ64は、各ユニットに接続され動作タイミングを制御している。またコントローラ64には、入力装置631が接続されている。
【００３１】
以下、本発明による蛍光内視鏡装置の動作について説明する。まず、蛍光診断画像モードにおける動作について説明する。コントローラ64からの信号に基づき、励起光源用電源202 が駆動され、Ga-N系半導体レーザ201 から波長４１０nmの励起光Ｌｅ１が射出される。励起光Ｌｅ１は、レンズ203 を透過し、ライトガイド132aに入射され、スコープ部13先端まで導光された後、照明レンズ104 から観察部１へ照射される。
【００３２】
励起光Ｌｅ１を照射されることにより生じる観察部１からの蛍光は、集光レンズ114 により集光され、励起光カットフィルタ119 により４２０nm以下の波長帯域に光がカットされ、プリズム118 に反射して、モザイクフィルタ135 を透過して、ＣＣＤ撮像素子117 上に蛍光像Ｚｊ１として結像される。この際励起光Ｌｅ１の反射光は、励起光カットフィルタ119 によりカットされるため、ＣＣＤ撮像素子117 に入射することはない。ＣＣＤ撮像素子117 では、蛍光像Ｚｊ１が受光されて、光電変換され、光の強弱に応じた画像信号に変換されて出力される。
【００３３】
ＣＣＤ撮像素子117 から出力された信号は、蛍光画像処理ユニット43の信号処理回路401 で、プロセス処理を施され、A/D 変換回路402 でデジタル信号に変換されて、光学フィルタ136aを透過した狭帯域蛍光画像データと光学フィルタ136bを透過した広帯域蛍光画像データに分けて、画像メモリ431 の記憶領域へ記憶される。
【００３４】
次に参照光ＬｓのIR反射光像Ｚｓを撮像する際の動作を説明する。コントローラ61からの信号に基づき、参照光源用電源208 が駆動され、参照光源207 から近赤外光である参照光Ｌｓが射出される。参照光Ｌｓは、レンズ209 を透過し、ライトガイド112cに入射され、スコープ部11の先端まで導光された後、照明レンズ104 から観察部１へ照射される。
【００３５】
観察部１で反射された参照光Ｌｓの反射光は、集光レンズ114 により集光され、プリズム118 に反射して、モザイクフィルタ135 を透過して、ＣＣＤ撮像素子117 上にIR反射光像Ｚｓとして結像される。ＣＣＤ撮像素子117 では、IR反射光像Ｚｓが受光されて光電変換され、光の強弱に応じた画像信号に変換されて出力される。ＣＣＤ撮像素子117 から出力された信号は、信号処理回路401 で、プロセス処理を施されて出力され、A/D 変換回路402 でデジタル信号に変換されて、光学フィルタ136cを透過した画像データのみが、画像メモリ431 へIR反射画像として記憶される。
【００３６】
画像メモリ431 へ狭帯域蛍光画像データと、広帯域蛍光画像データと、IR反射画像とが記憶されると、蛍光演算値算出部432 ではまず、隣合う画素毎に、画像メモリ431 に記憶された狭帯域蛍光画像データの画素値を広帯域蛍光画像データの画素値で除算して規格化蛍光演算値を算出する。
【００３７】
蛍光診断画像生成部433 では、規格化蛍光演算値に基づいて、色情報を割り当てる。通常、正常組織から発せられた蛍光の規格化蛍光演算値は大きく、病変組織から発せられた蛍光の規格化蛍光演算値は小さいので、表示色の差異が明らかになるような疑似カラーを設定することにより、例えば規格化蛍光演算値が大きい方から小さい方へ、順次緑色から赤色へ変化するように色情報を割り当てることにより、観察者は正常組織と病変組織とを識別することができる。
【００３８】
観察者は、この蛍光診断画像を観察し、観察部1内で体液の蛍光スペクトルを取得する部位を選択し、石英ファイバ53の先端部531をその部位へ手動操作にて誘導する。カバー532で覆われた先端部531が体液２へ浸される、あるいは体液２の存在する部位へ押圧されると、カバー532の窓部534から体液２がカバー532内へ流れ込む。
【００３９】
観察者は、入力装置631 を用いて、体液の蛍光スペクトル取得を指定する。まず、コントローラ64からの信号に基づき、励起光源電源205 が駆動され、Ga-N系半導体レーザ204 から波長４１０nmの励起光Ｌｅ２が射出される。励起光Ｌｅ２は、レンズ206 を透過し、ダイクロイックミラー501 に向かう。ダイクロイックミラー501 で反射された励起光Ｌｅ２は、レンズ502 によって石英ファイバ53 に入射され、スコープ部13の鉗子口134 内を経て、体液２近傍まで導光され、石英ファイバ53の先端部531から体液２へ照射される。
【００４０】
励起光Ｌｅ２を照射されることにより体液２から発せられる蛍光Ｌ２は、石英ファイバ53の先端部531に入射され、石英ファイバ53およびレンズ502 を経て、ダイクロイックミラー501 へ向かう。なお、石英ファイバ53の先端部531は、カバー532で覆われているため、石英ファイバ53の先端部531が体腔壁へ接触することがない。このため、カバー532内に保持されている体液２から確実に蛍光を取得することができる。また、体液保持部532の底面部533が、アルミニウムにより覆われているため、先端部531が体腔壁の近傍に位置している場合であっても体腔壁から発せられる蛍光の影響を受けることを防止できる。なお、カバー532は、黒アルマイト処理が施されているため、体液保持部532そのものから蛍光が発せられることはない。ダイクロイックミラー501 を透過した蛍光Ｌ２は、励起光カットフィルタ541 およびレンズ542 を透過し、スペクトル分光器543 へ入射する。スペクトル分光器543 は、検出した蛍光Ｌ２のスペクトルを測定データメモリ544 へ出力する。
【００４１】
判定部545では、記憶部544へ記憶された被験者の体液、例えば胃液の蛍光スペクトルと、記憶部546へ記憶されたサンプル蛍光スペクトルとを比較し、Ａタイプ：サンプル蛍光スペクトルＡに近似、Ｂタイプ：サンプル蛍光スペクトルＢに近似、Ｃタイプ：サンプル蛍光スペクトルＣに近似およびＤタイプ：該当なしのうちから、適切な蛍光タイプを決定する。また体液２の蛍光スペクトルおよび決定した蛍光タイプをモニタ70へ出力する。
【００４２】
モニタ70には、蛍光診断画像、体液の蛍光スペクトルおよび体液の蛍光タイプが表示される。観察者はこれらの表示を見ることにより、観察部１の性状および体液の性状を知ることができる。
【００４３】
次に通常画像モードにおける動作を説明する。観察者は、入力装置631を用いて、通常画像モードを選択する。通常画像モードにおいては、面順次光の照射が照射され、通常像が撮像されて、通常画像データが生成され、モニタ70にカラー画像である通常画像が表示される。撮像に先立ち、観察者はスコープ部13を、被験者の体腔内に挿入し、スコープ部13先端を観察部１の近傍に誘導する。
【００４４】
最初に、Ｒ画像を取得する際の動作を説明する。コントローラ64からの信号に基づき、白色光源用電源232 が駆動され、白色光源231 から白色光が射出される。白色光は、集光レンズ233 により集光され、切換フィルタ234 を透過する。切換フィルタ234 では、コントローラ64からの信号に基づいて、Ｒフィルタ235aが光路上に配置されている。このため、白色光は、切換フィルタ234 を透過するとＲ光Ｌｒとなる。Ｒ光Ｌｒは、ライトガイド132cに入射され、スコープ部13の先端まで導光された後、照明レンズ104 から観察部１へ照射される。
【００４５】
観察部１で反射されたＲ光Ｌｒの反射光は、集光レンズ114 により集光され、プリズム118 に反射して、ＣＣＤ撮像素子117 上にＲ光反射光像Ｚｒとして結像される。ＣＣＤ撮像素子117 により出力された画像データの中で、モザイクフィルタ135 の光学フィルタ136cと対応する画素で受光した信号のみが、通常画像処理ユニット33の信号処理回路331 で、プロセス処理を施されＲ画像データとして出力され、残りの信号は破棄される。Ｒ画像データは、A/D 変換回路332 でデジタル信号に変換されて、画像メモリ333 のＲ画像の記憶領域へ記憶される。以後、同様な動作によりＧ画像およびＢ画像が取得され、それぞれ、画像メモリ333 のＧ画像の記憶領域およびＢ画像の記憶領域へ記憶される。
【００４６】
Ｒ画像、Ｇ画像およびＢ画像が画像メモリ333 に記憶されると、表示タイミングに合わせて通常画像生成部334 において、３色の画像から通常画像データが生成され出力される。ビデオ信号処理回路335 では、通常画像データをビデオ信号に変換し、モニタ70に出力する。モニタ70には、カラー画像である通常画像が表示される。
【００４７】
観察者は、この通常画像を観察し、観察部1内で体液の蛍光スペクトルを取得する部位を選択し、石英ファイバ53の先端部531をその部位へ手動操作にて誘導する。カバー532で覆われた先端部531が体液２へ浸される、あるいは体液２の存在する部位へ押圧されると、カバー532の窓部534から体液２がカバー532内へ流れ込む。以下蛍光診断画像モードを選択している場合と同様に、体液２の蛍光スペクトルを検出し、蛍光タイプを決定し、蛍光スペクトルおよび蛍光タイプをモニタ70へ出力する。
【００４８】
モニタ70には、通常画像、体液の蛍光スペクトルおよび体液の蛍光タイプが表示される。観察者はこれらの表示を見ることにより、観察部１の性状および体液２性状を知ることができる。
【００４９】
以上の説明であきらかなように、蛍光診断画像モードでは、観察者は、モニタ70に表示された観察部１の蛍光診断画像に基づいて選択した所望の部位に存在する体液２の蛍光スペクトルに基づいて取得された蛍光タイプを確実に知ることができ、また蛍光診断画像、体液の蛍光スペクトルおよび蛍光タイプを併せて観察することができる。さらに、観察者は、蛍光診断画像に表されている組織性状に基づいて、体液の蛍光スペクトルを検出する部位を選択することができ、装置の利便性が向上する。
【００５０】
通常画像モードにおいても、観察者は、モニタ70に表示された観察部１の通常画像に基づいて選択した所望の部位に存在する体液２の蛍光スペクトルに基づいて取得された蛍光タイプを確実に知ることができ、また蛍光診断画像、体液の蛍光スペクトルおよび蛍光タイプを併せて見ることができる。
【００５１】
また、体液保持部としてのカバーを有し、該体液保持部に保持された体液から発せられる蛍光を受光するものであれば、体液以外の部位、例えば体腔壁等から発せられる蛍光の影響を抑制でき、より信頼度の高い蛍光スペクトルを取得することができる。
【００５２】
なお、石英ファイバ53を鉗子口134から取り外すことにより、鉗子口134は、例えば生検を行うための鉗子等を通すために使用することができる。
【００５３】
また、本実施の変形例として、図６に示すように、鉗子口134の先端部141に体液を保持可能な体液保持エリア142を設けたもの、あるいは図７に示すような鉗子口134の先端部141に体液が流入可能な窓部143を有する蓋体144を設けたものなどが考えられる。なお、この場合には、鉗子口134の先端部141が本発明の体液保持部として機能するものである。これらの体液保持部を設けたシステムを用いる場合には、まず石英ファイバ53の先端部531を鉗子口134の先端部141へ配置し、その状態で内視鏡の先端部、すなわち、鉗子口134の先端部141へ設けられた体液保持部を、体液中に浸す、あるいは体液が存在する部位に押圧する。体液２が体液保持部内へ流れ込んだ状態で、体液２から発せられる蛍光を取得する。この場合にも、石英ファイバ53の先端部531が体腔壁へ接触することがないため、体液保持部内に保持されている体液２から確実に蛍光を検出することができる。なお、体液保持部内は、黒アルマイト処理等により、蛍光が発せられないように形成されている。また、図６に示す変形例では、石英ファイバ53を鉗子口134から取り外すことにより鉗子口134を通常の鉗子口134として使用することができる。また図７に示す変形例では、鉗子口134の先端から蓋体144を取り外し、かつ石英ファイバ53を鉗子口134から取り外すことにより鉗子口134を通常の鉗子口134として使用することができる。
【００５４】
なお、石英ファイバ53の周囲に被覆管を設け、該被覆管の先端部へ体液保持エリア142あるいは蓋体144を設けてもよい。
【００５５】
また、本実施の形態では、半導体レーザ201 と、および励起光源用電源202 と、蛍光診断画像撮像用の励起光Ｌｅ１を発する半導体レーザ201と、体液の蛍光スペクトル検出用の励起光Ｌｅ２を発する半導体レーザ204 とを別個に設けたが、一つの半導体レーザにより兼用してもよい。また、本実施の形態においては、半導体レーザ204から射出される体液の蛍光スペクトル検出用の励起光Ｌｅ２を、石英ファイバ53により内視鏡先端まで導光したが、これに限定されるものではなく、例えば図８に示すように、内視鏡先端に
体液の蛍光スペクトル検出用の励起光Ｌｅ２を射出する半導体レーザ201aを設けてもよく、照明ユニット24が小型化できる。また、石英ファイバ53を図８に示すように、鉗子口134内を介さずに、内視鏡のスコープ部13本体内に埋め込んでもよい。このような構成とすることにより、鉗子口134を他の機器の挿入に使用することができ、体液２の蛍光スペクトルの取得と、例えば生検等を並行して行うことができる。なお、このように石英ファイバ53を内視鏡のスコープ部13本体内に埋め込む場合には、図６あるいは図７に示すような体液保持部を石英ファイバ53の先端部近傍へ設けてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態においては、体液保持部を石英ファイバ53の先端部あるいは鉗子口134の先端部へ設けたが、これに限定されるものではなく、体液を保持可能な部位であればいかなる部位に設けられるものであってもよい。例えば図９に示すように、内視鏡のスコープ部13とプロセッサ部94の間に、体液保持部である体液だまり14を設け、内視鏡のスコープ部13内に吸引管15を通し、該吸引管15により所望の部位の体液２を体液だまり14まで吸引してもよい。なおこの場合には、石英ファイバ53の先端部531は、この体液だまり14内へ配置される。体腔壁などから発せられる蛍光の影響を完全に無くすことができ、検出した蛍光スペクトルの信頼性が向上する。また、このような構成とすることにより、吸引した体液２の蛍光スペクトルを即座に取得することができ、通常画像あるいは蛍光画像と、該通常画像あるいは蛍光画像内の所望の部位に存在する体液２の蛍光スペクトルとをリアルタイムに表示することができる。また、吸引管15を鉗子口134から取り外すことにより、鉗子口134は、例えば生検を行うための鉗子等を通すために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による具体的な実施の形態である体液蛍光スペクトル取得システムの概略構成図
【図２】モザイクフィルタの概略構成図
【図３】切換フィルタの概略構成図
【図４】石英ファイバの先端部へ設けられたカバーの説明図
【図５】サンプル蛍光スペクトルの説明図
【図６】鉗子口の先端部へ設けられた体液保持エリアの説明図
【図７】鉗子口の先端部に設けられた蓋体の説明図
【図８】他の体液蛍光スペクトル取得システムの概略構成図
【図９】他の体液蛍光スペクトル取得システムの概略構成図
【符号の説明】
【００５８】
１        観察部
２        体液
13        スコープ部
24        照明ユニット
30        撮像処理ユニット
33        通常画像処理ユニット
43        蛍光画像処理ユニット
50        光路分離ユニット
51        蛍光スペクトル比較ユニット
53        石英ファイバ
64        コントローラ
70        モニタ
131       ライトガイド
134       鉗子口
135       モザイクフィルタ
117       ＣＣＤ撮像素子
234       切換フィルタ
432       蛍光演算値算出部
433       蛍光診断画像生成部
543       スペクトル分光器
546       記憶部
【図１】
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【図２】
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【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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