(57)【要約】【課題】１度の診察で複数の波長の励起光に基づく蛍光像を表示できる蛍光観察内視鏡装置を、提供する。【解決手段】レーザーユニット４０は、夫々発振波長が異なる複数の半導体レーザー５０−１，５０−２，５０−３を内蔵している。システムコントロール回路４２は、レーザーユニット４０から、各半導体レーザー５０から異なる波長のレーザー光を順次繰り返し射出させる。射出されたレーザー光は、ライトガイド１６及び配光レンズ１１を通じて被検部に励起光として照射される。このレーザー光によって励起された生体組織から発した蛍光は対物レンズ１２によって、カラー撮像素子１３に撮像される。このとき、半導体レーザー５０−１，５０−２，５０−３から出射された各励起光は、全て励起光カットフィルタ１４にて遮断される。【選択図】図２
2008043383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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された前記生体組織が発する蛍光による像を撮像する蛍光観察内視鏡装置であって、
その先端に対物光学系を備えた内視鏡と、
前記対物光学系によって形成された前記被検部の像を撮像して映像信号を出力する撮像装置と、
複数の波長の励起光を出射する励起光源装置と、
前記励起光源装置から出射される励起光を、前記被検部に照射する照明手段と、
前記対物光学系と前記撮像装置との間に配置され、前記励起光源装置から出射される各波長の励起光を遮断するフィルタ手段と、
前記励起光源装置から励起光が出射される間に前記撮像装置から出力される映像信号を取得し、取得した前記映像信号に基づく表示を行う表示手段と
を備えたことを特徴とする蛍光観察内視鏡装置。
【請求項２】
前記励起光源装置は、少なくとも、腫瘍親和性物質を励起させる第１の波長の励起光を出射する第１の発光素子と生体組織に元々含まれる蛍光物質を励起させる第２の波長の励起光を選択的に出射する第２の発光素子とを有し、
前記表示手段は、前記第１の発光素子から前記第１の波長の励起光が出射されている期間に取得した映像信号から周囲よりも明るく表示される箇所を抽出し、更に、前記第２の発光素子から前記第２の波長の励起光が出射されている期間に取得した映像信号から周囲よりも暗く表示される箇所を抽出し、両抽出箇所が一致した箇所を特定色にして表示を行う
ことを特徴とする請求項１記載の蛍光観察内視鏡装置。
【請求項３】
前記励起光源装置から出射される各励起光は４５０ｎｍ以下の波長であり、
前記フィルタ手段は４５０ｎｍ以下の波長の光を遮断する
ことを特徴とする請求項１記載の蛍光観察内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡を通じて被検部に蛍光励起用の励起光を照射することによって被検部の生体組織から発した蛍光による像を撮像する蛍光観察内視鏡装置に、関する。
【背景技術】
【０００２】
生体組織に対してある波長帯域の光を励起光として照射すると、生体組織に含まれる特定の物質から蛍光が発せられることが知られている(この蛍光は「自家蛍光」と言われる)。
【０００３】
例えば、自家蛍光を生じる物質としては、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（以下、「ＮＡＤＨ」と示す），コラーゲン等が挙げられる。
【０００４】
ＮＡＤＨは、結腸内の上皮の生体組織に多く含まれている。また、ＮＡＤＨは、生体組織に病変（例えば腫瘍，癌）がある箇所では減少する傾向があることが知られている。すなわち、被検体に励起光を照射した場合には、生体組織に病変が生じている箇所のＮＡＤＨによる自家蛍光が弱くなる。
【０００５】
また、コラーゲンは、皮膚，結合組織等の粘膜下層の生体組織に多く含まれている。そして、生体組織に病変が生じている箇所では、粘膜が厚くなる傾向があることも知られている。このように粘膜が厚くなると、励起光が粘膜下層まで届き難くなるため、被検体に励起光を照射した場合には、生体組織に病変が生じている箇所のコラーゲンによる自家蛍光も弱くなる。
【０００６】
このような知識をベースに、内視鏡を通じて生体の自家蛍光を撮像し、自家蛍光による画像を表示する蛍光観察内視鏡装置が、提案されている。例えば、特許文献１，２には、蛍光観察時に単一波長の励起光を被検体に照射する構成を備えた蛍光観察内視鏡装置が、開示されている。このような蛍光観察内視鏡装置によれば、励起光が照射されたときの生体組織の像を観察することによって、正常な生体組織のみからなる部位よりも暗く表示される部位に病変が生じていると、診断することができる。
【特許文献１】特開平０７−１５５２９１号公報
【特許文献２】特許第３５６０６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ＮＡＤＨを励起するための励起光の波長とコラーゲンを励起するための励起光の波長とは、夫々異なる。具体的には、ＮＡＤＨを励起するために用いられる光の波長は略３５０ｎｍであり、コラーゲンを励起するために用いられる波長は略４５０ｎｍである（図７参照）。そのため、単一の波長の励起光を出射する蛍光観察内視鏡装置では、同時に複数の物質に基づく自家蛍光を観察することができなかった。この場合には、以下の問題が生じる。
【０００８】
例えば、略３５０ｎｍの励起光を照射可能な蛍光観察内視鏡装置を用いた場合には、ＮＡＤＨを病変の有無に因らず元々含まない部位を観察したときには、その部位からはＮＡＤＨを起因とする蛍光が発せられないことになる。他方、略４５０ｎｍの励起光を照射可能な蛍光観察内視鏡装置を用いた場合には、病変の有無に因らず元々コラーゲンを含まない部位を観察したときには、その部位からはコラーゲンを起因とする蛍光が発せられないことになる。これらの場合には、生体組織に病変部があったとしても、その病変部の蛍光の強度が正常な生体組織と変わらないことになる。そのため、従来の蛍光観察内視鏡装置では、術者が生体組織に病変がある箇所を見逃してしまう虞があった。
【０００９】
もちろん、３５０ｎｍの励起光を出射可能な蛍光観察内視鏡装置による診察と、４５０ｎｍの励起光を出射可能な蛍光観察内視鏡による診察とを、順番に行えば、両方の蛍光画像から病変部を確認できるため、ＮＡＤＨとコラーゲンとが共に少ない部位でない限り、病変部を見逃す虞は少なくなる。
【００１０】
しかしながら、この場合には、異なる波長の励起光による観察を行う度に、蛍光観察内視鏡の挿入部を被験者の体腔内に挿入する作業（被験者の口から挿入部を挿入する作業）が必要になる。この作業は被験者に大きな苦痛を与えるため、異なる蛍光観察内視鏡装置による診察を繰り返し行うことは、被験者に過度の負担を与えることになる。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、１度の診察で複数の波長の励起光に基づく蛍光像を表示できる蛍光観察内視鏡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】
【００１２】
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観察内視鏡装置は、体腔内の被検部の生体組織に励起光を照射し、この励起光によって励起された前記生体組織が発する蛍光による像を撮像する蛍光観察内視鏡装置であって、その先端に対物光学系を備えた内視鏡と、前記対物光学系によって形成された前記被検部の像を撮像して映像信号を出力する撮像装置と、複数の波長の励起光を出射する励起光源装置と、前記励起光源装置から出射される励起光を、前記被検部に照射する照明手段と、前記対物光学系と前記撮像装置との間に配置され、前記励起光源装置から出射される各波長の励起光を遮断するフィルタ手段と、前記励起光源装置から励起光が出射される間に前記撮像装置から出力される映像信号を取得し、取得した前記映像信号に基づく表示を行う表示手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
以上のように構成された本発明の蛍光観察内視鏡装置によると、励起光源装置から出射された励起光は、照明手段によって被検部の生体組織に照射される。すると、生体組織からは、照射された励起光の波長に応じた蛍光が発せられ、この蛍光が対物光学系へ入射する。同時に、生体組織表面にて反射された励起光も、対物光学系へ入射する。そして、対物光学系へ入射した光は、フィルタ手段を通過して撮像装置に入射する。このとき、生体組織表面にて反射された励起光は、何れの波長の励起光であっても、全てフィルタ手段にて遮断される。そのため、本発明によると、複数の波長の励起光によって励起された複数の蛍光物質からの蛍光からなる像を、撮像装置にて撮像することができる。
【００１４】
よって、本発明によると、撮像装置から出力される映像信号に基づく表示を表示手段によって行わせれば、１度の診察で複数の波長の励起光に基づく蛍光像を表示できるようになる。
【００１５】
なお、励起光源装置は、各波長毎に順次励起光を出射してもよいし、同時に複数の波長の励起光を出射してもよい。複数波長の励起光が同時に生体組織に照射された場合には、各励起光の波長に応じて各蛍光物質が同時に蛍光を発することになるが、生体組織に含まれる各蛍光物質の蛍光強度は何れも病変部において周囲と比較して弱くなる傾向があるため、複数の波長の励起光によって同時に複数の蛍光物質から蛍光が発せられたとしても、病変部は暗く表示される。
【００１６】
また、前記励起光源装置は、少なくとも、腫瘍親和性物質を励起させる第１の波長の励起光を出射する第１の発光素子と生体組織に元々含まれる蛍光物質を励起させる第２の波長の励起光を選択的に出射する第２の発光素子とを有していてもよいし、前記表示手段は、前記励第１の発光素子から前記第１の波長の励起光が出射されている期間に取得した映像信号から周囲よりも明るく表示される箇所を抽出し、更に、前記第２の発光素子から前記第２の波長の励起光が出射されている期間に取得した映像信号から周囲よりも暗く表示される箇所を抽出し、両抽出箇所が一致した箇所を特定色にして表示を行うように構成されていてもよい。
【００１７】
また、前記励起光源装置から出射される各励起光は４５０ｎｍ以下の波長であってもよいし、前記フィルタ手段は４５０ｎｍ以下の波長の光を遮断するように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
以上に説明したように、本発明によれば、１度の診察で複数の波長の励起光に基づく蛍光像を表示できる蛍光観察内視鏡装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
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。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明による第１の実施例である蛍光観察内視鏡装置の外観図である。図１に示されるように、この蛍光観察内視鏡装置は、蛍光観察内視鏡１０，光源プロセッサ装置２０，及び、モニター６０を、備えている。
【００２１】
図３は、蛍光観察内視鏡１０の外観図である。図１，３に示すように、蛍光観察内視鏡１０は、通常の電子内視鏡に蛍光観察用の改変を加えたものであり、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１０ｃ，及び、このライトガイド可撓管１０ｃの基端に設けられたコネクタ１０ｄを、備えている。
【００２２】
図２は、本実施例における蛍光観察内視鏡装置の概略図である。この図２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（対物光学系に相当）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１２の光軸に沿って、この対物レンズ１２によって形成された被写体の像を撮影する撮像素子１３（撮像装置に相当）及びこの撮像素子１３から出力される映像信号を増幅するアンプ１５が、組み込まれている。この撮像素子１３は、その撮像面にモザイクフィルタが被せられたカラー固体撮像素子（カラーＣＣＤ）である。
【００２３】
また、対物レンズ１２と撮像素子１３との間には、対物レンズ１２から射出された光束から所定波長帯域の光（後述する各励起光の波長帯域の光）を遮断する励起光カットフィルタ１４（フィルタ手段に相当）が挿入されている。
【００２４】
撮像素子１３から出力された映像信号を伝送するための信号ケーブル１８は、体腔内挿入部１０ａ，操作部１０ｂ及びライトガイド可撓管１０ｃ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１７に接続されている。
【００２５】
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１０ｃ内には、石英ファイバからなる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（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）。
【００２６】
図２に示すように、パイプ１９内の基端側には、ライトガイド１６と接してロッドレンズ１６ａが配置されている。このロッドレンズ１６ａは、基端面に入射した光を内部で複数回反射させることによって、先端面から射出される光の配光分布を均一化することができる。そのため、ロッドレンズ１６ａの基端面に入射する光の配光分布が偏っていたとしても、光が先端面から射出されるときには、先端面全体から均一な配光分布で射出される。よって、ロッドレンズ１６ａを通過してライトガイド１６の基端面に入射する光は、常に均一な配光分布となる。
【００２７】
光源プロセッサ装置２０は、蛍光観察内視鏡１０のロッドレンズ１６ａの端面に照明光（白色光）及びレーザー光を選択的に導入するとともに、蛍光観察内視鏡１０の電気コネクタ１７を通じて撮像素子１３から受信した映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ー６０へ出力する装置である。
【００２８】
この光源プロセッサ装置２０の筐体の正面のパネルには、蛍光観察内視鏡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１６，ロッドレンズ１６ａの中心軸）の延長線に沿って順番に、集光レンズ２８，ビームスプリッタ２９，ロータリーシャッタ３２，及び、ランプ３３が、配置されている。
【００２９】
集光レンズ２８は、その光軸に沿ってビームスプリッタ２９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内のロッドレンズ１６ａの基端面に集光するレンズである。
【００３０】
ランプ３３は、ランプ用電源３８によって電源電流が供給されて白色光を発光する電球（図示略）と、この電球から発散光として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３３は、白色光を、集光レンズ２８の光軸に沿った平行光として、ビームスプリッタ２９を通して集光レンズ２８に向けて出射する。
【００３１】
ビームスプリッタ２９は、集光レンズ２８の光軸に対して４５度傾けて配置されている。このビームスプリッタ２９は、ランプ３３からの白色光を透過するとともに、集光レンズ２８の光軸に対して垂直な方向からの光を、集光レンズ２８の光軸に沿って反射して当該集光レンズ２８に入射させるハーフミラーである。
【００３２】
これらランプ３３とビームスプリッタ２９との間に介在しているロータリーシャッタ３２は、中心角が９０度である扇状（１／４の円環状）の開口が一つだけ穿たれた円板であり、その開口の円弧の中心は、ロータリーシャッタ３２の外周円の中心に一致している（図示略）。このロータリーシャッタ３２の中心は、モータ３４の駆動軸の先端に固定されており、モータ３４によって駆動されると、ロータリーシャッタ３２は、その駆動軸を回転中心として回転する。なお、ロータリーシャッタ３２は、回転すると開口と開口以外の部分とが交互に白色光の光路上を横切るように配置されている。このため、ロータリーシャッタ３２の開口が白色光の光路上に配置された場合には、白色光が通過し、ロータリーシャッタ３２の開口以外の部分が白色光の光路上に配置された場合には、白色光が遮断される。
【００３３】
一方、ビームスプリッタ２９によって９０度折り曲げられた集光レンズ２８の光軸上には、順番に、コリメータレンズ３９及びレーザーユニット４０が配置されている。レーザーユニット４０は、３種類の波長から何れか１種類の波長のレーザー光を発散光として射出する装置であり、コリメータレンズ３９は、このレーザーユニット４０から発散光として出射されたレーザー光を平行光とするレンズである。
【００３４】
図４は、レーザーユニット４０（励起光源装置に相当）の詳細構成を示す図である。この図４に示されるように、このレーザーユニット４０は、制御システム４１０と、８個の半導体レーザー５０（発光素子に相当）と、中継ファイババンドル５１とから、構成されている。なお、８個の半導体レーザー５０は、３５０ｎｍの波長の光を出射する第１の半導体レーザー５０−１，５０−１，５０−１と、４００ｎｍの波長の光を出射する第２の半導体レーザー５０−２，５０−２と、４５０ｎｍの波長の光を出射する第３の半導体レーザー５０−３，５０−３，５０−３とに、分けられている。なお、図９（Ａ）には第１の半導体レーザー５０−１が出射する励起光の波長帯域が示してあり、図９（Ｂ）には第２の半導体レーザー５０−２が出射する励起光の波長帯域が示してあり、図９（Ｃ）には第３の半導体レーザー５０−３が出射する励起光の波長帯域が示してある。
【００３５】
中継ファイババンドル５１の先端は、コリメータレンズ３９の物体側焦点に配置されている。また、各半導体レーザー５０の発光点には、中継ファイババンドル５１を構成する各光ファイバの基端が接続されている。従って、各半導体レーザー５０から出射され、中継ファイババンドル５１を構成する各光ファイバによって中継され集約された励起光は、この中継ファイババンドル５１の先端から発散光として射出される。
【００３６】
制御システム４１０は、各半導体レーザー５０に接続されており、システムコントロール回路４２から指示されたタイミングで、各半導体レーザー５０に駆動電流を供給する。
【００３７】
なお、コリメートレンズ３９及びビームスプリッタ２９並びにそれらの間における励起光の光路は、白色光の光路と干渉する部分のみが切り欠かれた有底円筒状の不透明部材からなるシールドケース４４によって、覆われている。よって、励起光が、本来の光路から外れて迷光となることが防止される。
【００３８】
図５は励起光カットフィルタ１４の透過波長帯域を示すグラフであり、図６は励起光カットフィルタ１４による透過波長帯域と各半導体レーザー５０が発するレーザー光（３５０ｎｍ，４００ｎｍ，４５０ｎｍ）の波長帯域とを対比して示すグラフである。この図５，６に示すように、励起光カットフィルタ１４は、可視域の波長帯域（略４７０ｎｍ以上の波長帯域）の光を透過させるとともに、各励起光の波長帯域の光を完全にカットするように設計されている。そのため、レーザーユニット４０から出射されて被検体によって反射された励起光は、励起光カットフィルタ１４によって全てカットされるため、撮像素子１３によって撮像されることはない。一方、励起光により照明された生体組織が発する蛍光は、励起光よりも長い波長の光（略４７０ｎｍ以上）となるので、励起光カットフィルタ１４によりカットされること無く、撮像素子１３へ入射する。
【００３９】
また、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１７の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２１と、外部から操作される複数のスイッチを有する操作パネル２３とが、設けられている。そして、操作パネル２３上の各スイッチは、夫々、システムコントロール回路４２に接続されている。なお、各スイッチには通常観察モード，第１蛍光観察モード，第２蛍光観察モードに関連付けられたスイッチが含まれており、各スイッチ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４２に入力される。
【００４０】
このシステムコントロール回路４２は、上述したモータ３４，ランプ用電源３８及びレーザーユニット４０の制御システム４１０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。なお、システムコントロール回路４２は、操作パネル２３で操作された各スイッチに応じて、通常観察モード，第１蛍光観察モード，第２蛍光観察モードの何れかのモードに対応した制御を行う。また、システムコントロール回路４２は、何れのモードが選択された場合であっても、各モードの開始時に、ランプ用電源３８を制御してランプ３３へ電源供給を開始させる。
【００４１】
映像信号処理回路４３は、画像信号に対して所定の処理を施すことによって、各観察モードに応じた動画をモニター６０上に表示させるための回路である（映像信号処理回路４３及びモニター６０が表示手段に相当する）。この映像信号処理回路４３が画像信号に施す処理としては、Ａ／Ｄ変換，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，及び、色分離がある。なお、この映像信号処理回路４３は、システムコントロール回路４２と電気ソケット２１の端子と接続されており、撮像素子１３から出力された画像信号は、アンプ１５，電気ソケット２１を通じて映像信号処理回路４３に入力される。また、映像信号処理回路４３の内部には、画像信号を一時的に記憶するための第１メモリ及び第２メモリ（図示略）が設けられている。
【００４２】
以下、各観察モードでのシステムコントロール回路４２，映像信号処理回路４３による処理の内容を説明する。
【００４３】
通常観察モードが選択された場合には、システムコントロール回路４２は、モータ３４を制御することによってロータリーシャッタ３２の開口を白色光の光路上に配置させるとともに、制御システム４１０を制御して全ての半導体レーザー５０への電源供給を停止させる。その結果、ランプ３３から射出された白色光のみが、常に、ロッドレンズ１６ａに入射し、蛍光観察内視鏡１０の先端から射出される。そして、撮像素子１３は、対物レンズ１２によって結像された被検体の白色光による像を撮像し、通常画像の映像信号を出力する。また、映像信号処理回路４３は、撮像素子１３から出力された通常画像の映像信号に基づいて、通常のカラー画像による動画をモニター６０上に表示させる。
【００４４】
次に、図１０のタイミングチャートを用いて、第１蛍光観察モードにおけるシステムコントロール回路４２，映像信号処理回路４３による処理について説明する。
【００４５】
第１蛍光観察モードが選択された場合には、システムコントロール回路４２は、モータ３４，及び制御システム４１０を制御することによって、ロータリーシャッタ３２を１フレーム期間中に１回転するように回転駆動させる。
【００４６】
なお、第１蛍光観察モードでは、図１０に示すように、４つのフィールドを１つのフレームとして扱う。そして、システムコントロール回路４２は、モータ３４を制御して、各フレームの最初のフィールド期間中に白色光を通過させるとともに他の３つのフィールド期間中に白色光を遮断する位相及び周期でロータリーシャッタ３２を回転させる。また、システムコントロール回路４２は、制御システム４１０を制御して、ロータリーシャッタ３２が白色光を遮断している間に、各フィールド期間に合わせて、順次、３５０ｎｍの励起光，４００ｎｍの励起光，４５０ｎｍの励起光を出射させる。
【００４７】
よって、この場合には、配光レンズ１１からは、順次、白色光，３５０ｎｍの励起光，４００ｎｍの励起光，４５０ｎｍの励起光が、射出される。そして、撮像素子１３は、白色光による被検体の像，３５０ｎｍの励起光による蛍光像，４００ｎｍの励起光による蛍光像，４５０ｎｍの励起光による蛍光像に基づく映像信号を、順次出力する。
【００４８】
そして、映像信号処理回路４３は、各フレーム毎に、第１メモリ又は第２メモリの何れか一方に、撮像素子１３から出力された各映像信号を、全て書き込む。
【００４９】
同時に、映像信号処理回路４３は、他方のメモリ（映像信号を書き込む処理に用いられていない第１のメモリ又は第２のメモリ）から、直前のフレームで当該他方のメモリに書き込まれた各映像信号を読み出し、モニター６０の所定の位置に各映像信号に基づく画面を表示させる（図８参照）。なお、映像信号処理回路４３は、図１０に示すように、フレームが替わる度に、各映像信号を書き込むメモリと各映像信号を読み出すメモリとを入れ替えて使用する。
【００５０】
図８は、第１蛍光観察モード時のモニター６０の画面を示している。この図８に示すように、第１蛍光観察モードでは、モニター６０の単一の画面を上下左右に四等分した表示領域としてＷＬ，ＦＬ＿Ａ，ＦＬ＿Ｂ，ＦＬ＿Ｃが設定されている。そして、映像信号処理回路４３は、白色光が照射されたときに生成された映像信号に基づく画像を表示領域ＷＬに表示させ、３５０ｎｍの励起光が照射されたときに生成された映像信号に基づく画像を表示領域ＦＬ＿Ａに表示させ、４００ｎｍの励起光が照射されたときに生成された映像信号に基づく画像を表示領域ＦＬ＿Ｂに表示させ、４５０ｎｍの励起光が照射されたときに生成された映像信号に基づく画像を表示領域ＦＬ＿Ｃに表示させる。
【００５１】
従って、第１蛍光観察モードが選択された場合には、モニター６０には、被検体の白色光による像，３５０ｎｍの励起光による蛍光像，４００ｎｍの励起光による蛍光像，４５０ｎｍの励起光による蛍光像による動画が同時に表示されることになる。
【００５２】
次に、本実施例における第２蛍光観察モードについて、図１３のタイミングチャートに基づいて説明する。
【００５３】
第２蛍光観察モードが選択された場合には、システムコントロール回路４２は、モータ３４を制御することによって、ロータリーシャッタ３２の開口以外の部分を白色光の光路上に配置させる。
【００５４】
なお、図１３に示すように、第２蛍光観察モードでは、２つのフィールドを１つのフレームとして扱う。そして、システムコントロール回路４２は、各フレームの最初のフィールド期間中に４００ｎｍの励起光のみを出射させるとともに、各フレームの後半のフィールド期間中に４５０ｎｍの励起光のみを出射させるように、制御システム４１０を制御する。
【００５５】
よって、この場合には、配光レンズ１１からは、４００ｎｍの励起光，４５０ｎｍの励起光が、交互に射出される。そして、撮像素子１３は、４００ｎｍの励起光による蛍光像，４５０ｎｍの励起光による蛍光像に基づく映像信号を、交互に出力する。
【００５６】
そして、映像信号処理回路４３は、各フレームの最初のフィールドに相当する期間中に、撮像素子１３から出力された映像信号（４００ｎｍの励起光による蛍光像の映像信号）を第２メモリに書き込むとともに、直前のフィールドにて第１メモリに書き込まれた映像信号（４５０ｎｍの励起光による蛍光像の映像信号）を読み出す。
【００５７】
さらに、映像信号処理回路４３は、当該フィールドで書き込んだ第２メモリ格納された映像信号を読み出す。そして、読み出した両映像信号に基づいて、４００ｎｍの励起光による被検体の蛍光像において周囲より明るく表示される箇所であり、且つ、４５０ｎｍの励起光による被検体の蛍光像において周囲より暗く表示される箇所を抽出し、抽出した箇所を特定色で表示する画像データを生成する演算処理を行い、その画像データに基づく画像をモニター６０に表示させる（図１２（Ｃ）参照）。
【００５８】
以下、本実施例による蛍光内視鏡装置による効果を、説明する。
【００５９】
図７は、生体組織の蛍光観察に用いられる物質（蛍光を発する蛍光物質）の蛍光の励起波長と蛍光の発光波長とを示す表である。この図７に示すように、ＮＡＤＨは、結腸内上皮等に多く含まれており、略３５０ｎｍの励起光で励起され略４５０ｎｍの蛍光を発する。また、エラスチンは、皮膚等の粘膜下層に多く含まれており、略４００ｎｍ，４５０ｎｍの励起光で励起され略５００ｎｍの蛍光を発する。また、コラーゲンは、大動脈外皮等の粘膜下層に多く含まれており、略４５０ｎｍの励起光で励起され略５００ｎｍの蛍光を発する。
【００６０】
なお、図１４には、ＮＡＤＨの蛍光波長の強度分布を示すグラフが記載されている。この図１４に示すように、ＮＡＤＨは、略４５０ｎｍを中心として広い波長帯域の蛍光を発する。そのため、励起光カットフィルタ１４によってカットされる波長帯域とＮＡＤＨの蛍光の波長帯域とは一部重なる。それでも、図１５に示すように、ＮＡＤＨの蛍光のうち、略４７０ｎｍ以上の波長帯域のものは、全て励起光カットフィルタ１４を透過する。また、この励起光カットフィルタ１４は、コラーゲンの蛍光（励起光波長４５０ｎｍ），エラスチンの蛍光（励起光波長４００ｎｍ，４５０ｎｍ）を全て透過させる。
【００６１】
そのため、被検体の体腔内の観察時に第１蛍光観察モードを選択した時には、通常画像の動画（ＷＣ領域），３５０ｎｍの励起光によるＮＡＤＨの蛍光像の動画（ＦＬ＿Ａ領域），４００ｎｍの励起光によるエラスチンの蛍光像の動画（ＦＬ＿Ｂ領域），４５０ｎｍの励起光によるコラーゲン，エラスチンの蛍光像の動画（ＦＬ＿Ｃ領域）を、同時に観察することができる。
【００６２】
この場合、ＮＡＤＨが本来多く含まれる部位（例えば、結腸内等）の診察を行うときには、術者は、モニター６０のＦＬ＿Ａ領域に表示される蛍光像をみれば、その蛍光像のうち周囲と比較して暗くなっている箇所に病変が生じていると診断することができる。また、エラスチンが本来多く含まれる部位（例えば、大動脈外皮等）の診察を行うときには、モニター６０のＦＬ＿Ｂ領域に表示される蛍光像をみれば、その蛍光像のうち周囲と比較して暗くなっている箇所に病変が生じていると診断することができる。また、コラーゲンが本来多く含まれる部位（例えば、皮膚等）の診察を行うときには、モニター６０のＦＬ＿Ｃ領域に表示される蛍光像をみれば、その蛍光像のうち周囲と比較して暗くなっている箇所に病変が生じていると診断することができる。
【００６３】
このように、本実施例の第１蛍光観察モードによると、１度の診察（被験者の体腔内に内視鏡挿入部１０を挿入する作業）により、各励起光の波長に基づく蛍光像の動画が得られ、それらがモニター６０に同時に表示されるため、生体組織の病変部の見落としを防ぐことができるようになる。
【００６４】
次に、本実施例による第２蛍光観察モードでの生体組織の観察について説明する。なお、本実施例における第２蛍光観察モードは、以下に説明する光線力学的診断（ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ  ｄｉａｇｎｏｓｉｓ：以下、「ＰＤＤ」という）を行う場合に選択される。
【００６５】
ＰＤＤとは、被験者に腫瘍親和性物質を含む薬品を投与（例えば、静脈注射）した後に、その薬品を励起可能な波長の励起光を被験者の生体組織に照射して蛍光像を観察する診察方法である。
【００６６】
まず、ＰＤＤに用いられる薬品である腫瘍親和性物質について説明する。腫瘍親和性物質には、ポルフィリン等（タラポルフィンナトリウム，ポルフィマーナトリウム等）が挙げられる。また、腫瘍親和性物質は、癌等の生体組織に腫瘍（病変）が生じている箇所に留まり易い性質を有している。そのため、被験者に腫瘍親和性物質を投与したてからしばらくすると、生体組織に腫瘍がある場合には、腫瘍がある箇所に腫瘍親和性物質が蓄積されることになる。
【００６７】
また、図１１には、腫瘍親和性物質であるタラポルフィンナトリウムの吸収スペクトルを示すグラフが示されている。この図１１に示すように、タラポルフィンナトリウムは、略４００ｎｍに吸収波長（励起波長）のピークがある。また、タラポルフィンナトリウムは、励起されると略６３０ｎｍの蛍光を発する。
【００６８】
そのため、被験者にタラポルフィンナトリウムを投与した後に、該被験者の生体組織に４００ｎｍの励起光を照射すると、生体組織に病変がある箇所が周囲と比較して強く蛍光を発することになる（図１２（Ａ）参照）。このような原理に基づいて、一般的なＰＤＤによる診察が行われている。
【００６９】
以下、本実施例における第２蛍光観察モードを用いたＰＤＤによる診察について、説明する。
【００７０】
まず最初に、術者は、被験者にタラポルフィンナトリウムを投与する。そして、術者は、被験者の体腔内に内視鏡挿入部１０ａを挿入し、第２蛍光観察モードによる観察を開始する。
【００７１】
この場合には、上述のように、４００ｎｍの励起光と４５０ｎｍの励起光とが生体組織に交互に照射され、各励起光が照射されたときの蛍光像が撮像素子１３によって撮像される。なお、生体組織に４００ｎｍの励起光が照射されたときには、生体組織の病変部におけるタラポルフィンナトリウムの蛍光が強く発せられる。また、４５０ｎｍの励起光が生体組織に照射されたときには、生体組織の病変部におけるコラーゲン，エラスチンの蛍光が周囲よりも弱くなる（図１２（Ｂ）参照）。
【００７２】
そして、第２蛍光観察モードでは、４００ｎｍの励起光による蛍光像（タラポルフィンナトリウムの蛍光像）において周囲より明るく表示される箇所であって、且つ、４５０ｎｍの励起光による蛍光像（コラーゲン，エラスチンによる蛍光像）において周囲より暗く表示される箇所が抽出され、抽出された箇所が特定色に変換された状態でモニター６０上に表示される（図１２（Ｃ）参照）。
【００７３】
このように、第２蛍光観察モードを利用したＰＤＤによる診察を行うと、２種類の異なる物質に基づいて得られた２つの蛍光像において共に病変部と判定される部分のみが特定色にてモニター６０上に表示される。そのため、本実施例の蛍光観察内視鏡装置を用いて、第２蛍光観察モードを利用したＰＤＤによる診察を行えば、モニター６０において特定色で表示される箇所を見ることによって、術者は病変部を容易に特定することができる。なお、この場合には、病変部が特定色にてモニター６０上に表示されるため、術者は、生体組織に病変が生じている箇所と正常な箇所との境界を、容易に診断することができる。
【実施例２】
【００７４】
第２の実施例では、第１の実施例と比較して、レーザーユニット４０内に含まれる半導体レーザー５０が、半導体レーザー５０−１（３５０ｎｍ），半導体レーザー５０−２（４００ｎｍ）の２種類のみである点と、励起光カットフィルタ１４’の透過波長帯域の特性が略４００ｎｍ以下の光のみをカットする点とが、異なっている。また、本実施例では、第２蛍光観察モードにおいて、第１の実施例で４５０ｎｍの励起光を照射するタイミングで３５０ｎｍの励起光を照射するように構成されている。
【００７５】
図１６は、第２の実施例におけるレーザーユニット４０から出射される励起光と励起光カットフィルタ１４’の透過波長帯域との関係を示す説明図である。この図１６（Ａ），（Ｂ）に示されるように、第２の実施例では、レーザーユニット４０からは、３５０ｎｍの励起光，又は、４００ｎｍの励起光が出射される。また、図１６（Ｃ）に示されるように、これらの励起光は、両者とも、励起光カットフィルタ１４’によって遮断される。また、図７に示すように、３５０ｎｍ，４００ｎｍの励起光によって、ＮＡＤＨ，エラスチンは励起され蛍光を発する。
【００７６】
そのため、本実施例における蛍光観察内視鏡装置による第１蛍光観察モードでは、ＮＡＤＨ，エラスチンの蛍光に基づく蛍光像を観察できる。また、生体組織に病変がある箇所ではＮＡＤＨによる蛍光強度が弱くなるため、本実施例は、第２蛍光観察モードにおいて、第１の実施例と同様の効果を奏する。
【実施例３】
【００７７】
第３の実施例では、第１の実施例と比較して、レーザーユニット４０内に含まれる半導体レーザー５０が、半導体レーザー５０−２（４００ｎｍ），半導体レーザー５０−３（４５０ｎｍ）の２種類のみである点が、異なっている。
【００７８】
図１７は、第３の実施例におけるレーザーユニット４０から出射される励起光と励起光カットフィルタ１４の透過波長帯域との関係を示す説明図である。この図１７（Ａ），（Ｂ）に示されるように、第３の実施例では、レーザーユニット４０からは、４００ｎｍの励起光，又は、４５０ｎｍの励起光が出射される。また、図１７（Ｃ）に示されるように、これらの励起光は、両者とも、励起光カットフィルタ１４によって遮断され得る。また、図７に示すように、４００ｎｍ，４５０ｎｍの励起光によって、エラスチン，コラーゲンは励起され蛍光を発する。
【００７９】
そのため、本実施例における蛍光観察内視鏡装置の第１蛍光観察モードでは、エラスチン，コラーゲンの蛍光に基づく蛍光像を観察できる。その他の効果は、第１の実施例と同様である。
【００８０】
以上のように、何れの実施例においても、被検体の体腔内に体腔内挿入部１０ａを一度挿入するだけで、複数波長の励起光による蛍光画像を同時にモニター６０に表示することができる。
【００８１】
また、何れの実施例においても、ＰＤＤによる観察を第２蛍光観察モードで行えば、術者は、生体組織の病変部と正常な箇所との境界を容易に診断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１の実施例による蛍光観察内視鏡装置の外観を示す外観図
【図２】蛍光観察内視鏡装置の内部構成を示す概略図
【図３】蛍光観察内視鏡の外観を示す外観図
【図４】レーザーユニットの構造を示す詳細図
【図５】第１の実施例における励起光カットフィルタ１４の透過波長帯域を示すグラフ
【図６】第１の実施例における各半導体レーザー５０の波長スペクトルと励起光カットフィルタ１４の透過波長帯域とを示すグラフ
【図７】生体組織の蛍光観察に用いられる物質の励起波長と発光波長とを示す表
【図８】第１蛍光観察モードにおけるモニターの表示例を示す図
【図９】各半導体レーザー５０−１，５０−２，５０−３の波長スペクトルを示す図
【図１０】第１蛍光観察モードにおけるタイミングチャート
【図１１】タラポルフィンナトリウムの吸収波長スペクトルを示す説明図
【図１２】第２蛍光観察モードにおけるモニターの表示例を示す図
【図１３】第２蛍光観察モードにおけるタイミングチャート
【図１４】ＮＡＤＨの蛍光波長スペクトルを示すグラフ
【図１５】ＮＡＤＨの蛍光波長スペクトルと励起光カットフィルタ１４による透過波長帯域とを示す説明図
【図１６】第２の実施例における各半導体レーザー５０の波長スペクトルと励起光カットフィルタ１４の透過波長帯域とを示す説明図
【図１７】第３の実施例における各半導体レーザー５０の波長スペクトルと励起光カットフィルタ１４の透過波長帯域とを示す説明図
【符号の説明】
【００８３】
１０    蛍光観察内視鏡
１２    対物光学系
１３    撮像素子
１４    励起光カットフィルタ
１６    ライトガイドファイババンドル
１６ａ  ロッドレンズ
２０    光源プロセッサ装置
２８    集光レンズ
２９    ビームスプリッタ
３２    ロータリーシャッタ
３３    ランプ
４０    レーザーユニット
４２    システムコントロール回路
４３    映像信号処理回路
５０    半導体レーザー
６０    モニター
【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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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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