(57)【要約】【課題】内視鏡を用いた分光スペクトル測定の測定位置の微調整を容易にする。【解決手段】電子内視鏡は第１のライトガイド５２ａを有する。第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏを挿入管に配置する。出射端５２ａｏよりコネクタよりの位置で第１のライトガイド５２ａを挿入管に固定する。第１のライトガイド５２ａに磁性カバー６１を巻付ける。第１〜第４の磁気コイル６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは磁性カバー６１に対向する。第１、第３の磁気コイル６２ａ、６２ｃは第１の径方向Ｄ１に沿って、磁性カバー６１を挟む。第２、第４の磁気コイル６２ｂ、６２ｄは第２の径方向Ｄ２に沿って、磁性カバー６１を挟む。第１〜第４の磁気コイル６２ａ〜６２ｄに電流を流すことにより、第１のライトガイド５２ａに電磁力を作用させる。第１のライトガイド５２ａの入射端に励起光を入射する。【選択図】図８
2008113969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
挿入管と、
前記挿入管に沿って設けられる第１のライトガイドと、
前記挿入管に沿って設けられ、前記第１のライトガイドの前記挿入管先端側の端部である第１の端部から出射する光の照射範囲内の一点に向かって、前記挿入管先端側の端部である第２の端部から光を出射可能な第２のライトガイドと、
前記第２の端部の近傍に設けられ、前記第２の端部から出射する光の照射位置を変えるように前記第２の端部を動かすライトガイド駆動部とを備える
ことを特徴とする内視鏡。
【請求項２】
前記ライトガイド駆動部は、前記第２の端部に設けられる磁性体と前記第２のライトガイドの周囲に設けられる磁気コイルとを有し、前記磁気コイルに流す電流を調整することにより前記第２の端部を動かすことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡。
【請求項３】
前記磁気コイルは、前記第２のライトガイドの第１、第２の径方向に設けられることを特徴とする請求項２に記載の内視鏡。
【請求項４】
請求項１に記載の内視鏡に接続される内視鏡プロセッサであって、
前記第２のライトガイドの接続側端部である第３の端部に、第１の光を供給可能な第１の光源と、
前記第１の光を前記第３の端部に入射するときに、前記第２の端部に入射して前記第３の端部から出射する光である被測定光の分光スペクトルを測定する分光光度測定部と、
前記ライトガイド駆動部による前記第２の端部の照射位置の変更を制御する照射位置制御部とを備える
ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。
【請求項５】
前記ライトガイド駆動部は、前記第２の端部に設けられる磁性体と前記第２のライトガイドの周囲における第１、第２の径方向に設けられる磁気コイルとを有し、前記磁気コイルに流す電流を調整することにより前記第２の端部を動かし、
前記照射位置制御部は、前記第２の端部が円状の軌跡を通るように、前記第１、第２の径方向に設けられる前記磁気コイルに流す電流を調整する
ことを特徴とする請求項４に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項６】
前記円状の軌跡の円周の大きさを変更可能であることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項７】
前記第３の端部に、第２の光を供給可能な第２の光源と、
前記第１のライトガイドの接続側端部である第４の端部に被写体へ照射するための供給光を入射するときに前記第２の光を前記第３の端部に供給させ、前記供給光の前記第１の端部への入射を停止しているときに前記第１の光を前記第３の端部に供給させる発光制御システムとを備える
ことを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれか１項に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項８】
前記挿入管の先端に設けられ、被写体の光学像を受光することにより画像信号を生成する撮像素子から前記画像信号を受信する受信部と、
前記画像信号に基づいて前記画像信号に相当する撮影画像と、前記分光光度測定部が測定した分光スペクトルを表示する画像とを含む表示画像を作成する画像信号処理部とを備える
ことを特徴とする請求項４〜請求項７のいずれか１項に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項９】
前記分光光度測定部に入射する光から、生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光成分を除去する第１の励起光カットフィルタを備え、
前記第１の光は、生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光である
ことを特徴とする請求項４〜請求項８のいずれか１項に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項１０】
前記第１の光は白色光であることを特徴とする請求項４〜請求項８のいずれか１項に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項１１】
前記供給光は白色光であることを特徴とする請求項７に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項１２】
前記第１の光源から前記第１の光を、前記供給光として前記第４の端部に入射することを特徴とする請求項４〜請求項１１のいずれか１項に記載の内視鏡プロセッサ。
【請求項１３】
挿入管と、前記挿入管に沿って設けられ、前記挿入管の先端に配置される第２の端部とは反対側の端部である第３の端部に入射する光を前記第２の端部から一点に向かって出射する第１のライトガイドとを有する内視鏡と、
前記第３の端部に、第１の光を供給可能な第１の光源と、
前記第１の光を前記第３の端部に入射するときに、前記第２の端部に入射して前記第３の端部から出射する光である被測定光の分光スペクトルを測定する分光光度測定部と、
前記第２の端部の近傍に設けられ、前記第２の端部から出射する光の照射位置を変えるように前記第２の端部を動かすライトガイド駆動部とを備える
ことを特徴とする内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡の被写体上の特定の領域における光学像の分光スペクトルを測定する内視鏡および内視鏡プロセッサに関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線等の特定の波長の光（励起光）を生体組織に照射することにより、生体組織が蛍光を発する自家蛍光が知られている。また、がん細胞等の病変部においてはこの蛍光の光量が低いことが知られている。この性質を利用した蛍光内視鏡ユニットが知られている。蛍光内視鏡ユニットによって得られる自家蛍光画像において蛍光の強度低下の領域を視認することにより、病変部の特定が可能となっている。
【０００３】
ところで、励起光の照射により蛍光を発する生態組織内の物質は、ＮＡＤＨ、コラーゲン、フラビンなどのように複数の種類があり、それぞれの物質が発する蛍光はそれぞれスペクトルが異なっている。自家蛍光画像の分光スペクトルを検出することにより、より正確な診断が可能となる。
【０００４】
分光スペクトルの検出を行なうために、分光器を備えるプローブを鉗子口から挿入し、体内組織に押し当てて測定することが提案されている（特許文献１参照）。しかし、所望の位置にプローブを押し当てることが難しく、測定を行なうべき位置とプローブを押し当てることが出来る位置が異なるため、病変部の特定が難しかった。
【特許文献１】特開２００６−１２２５６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明では、所望の位置の分光スペクトルの測定を容易に行なうことが可能な内視鏡特定領域スペクトル分析システムの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内視鏡は、挿入管と、挿入管に沿って設けられる第１のライトガイドと、挿入管に沿って設けられ第１のライトガイドの挿入管先端側の端部である第１の端部から出社する光の照射範囲内の一点に向かって挿入管先端側の端部である第２の端部から光を出射可能な第２のライトガイドと、第２の端部の近傍に設けられ第２の端部から出射する光の照射位置を変えるように第２の端部を動かすライトガイド駆動部とを備えることを特徴としている。
【０００７】
なお、ライトガイド駆動部は第２の端部に設けられる磁性体と第２のライトガイドの周囲に設けられる磁気コイルとを有し、磁気コイルに流す電流を調整することにより第２の端部を動かすことが好ましい。
【０００８】
また、磁気コイルは第２のライトガイドの第１、第２の径方向に設けられることが好ましい。
【０００９】
本発明の内視鏡プロセッサは、挿入管と挿入管に沿って設けられる第１のライトガイドと挿入管に沿って設けられ第１のライトガイドの挿入管先端側の端部である第１の端部から出社する光の照射範囲内の一点に向かって挿入管先端側の端部である第２の端部から光を出射可能な第２のライトガイドと第２の端部の近傍に設けられ第２の端部から出射する光の照射位置を変えるように第２の端部を動かすライトガイド駆動部とを備える内視鏡に接続される内視鏡プロセッサであって、第２のライトガイドの接続側端部である第３の端部に第１の光を供給可能な第１の光源と、第１の光を第３の端部に入射するときに第２の端部に入射して第３の端部から出射する光である被測定光の分光スペクトルを測定する分光光度測定部と、ライトガイド駆動部による第２の端部の照射位置の変更を制御する照射位置制御部とを備えることを特徴としている。
【００１０】
また、ライトガイド駆動部は第２の端部に設けられる磁性体と第２のライトガイドの周囲における第１、第２の径方向に設けられる磁気コイルとを有し磁気コイルに流す電流を調整することにより第２の端部を動かし、照射位置制御部は第２の端部が円状の軌跡を通るように第１、第２の径方向に設けられる磁気コイルに流す電流を調整することが好ましい。
【００１１】
また、円状の軌跡の円周の大きさを変更可能であることが好ましい。
【００１２】
また、第３の端部に第２の光を供給可能な第２の光源と、第１のライトガイドの接続側端部である第４の端部に被写体を照射するための供給光を入射するときに第２の光を第３の端部に供給させ供給光の第１の端部への入射を停止しているときに第１の光を第３の端部に供給させる発光制御システムとを備えることが好ましい。
【００１３】
また、挿入管の先端に設けられ被写体の光学像を受光することにより画像信号を生成する撮像素子から画像信号を受信する受信部と、画像信号に基づいて画像信号に相当する撮影画像と分光光度測定部が測定した分光スペクトルを表示する画像とを含む表示画像を作成する画像信号処理部とを備えることが好ましい。
【００１４】
また、分光光度測定部に入射する光から生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光成分を除去する第１の励起光カットフィルタを備え、第１の光は生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光であることが好ましい。
【００１５】
また、第１の光は白色光であることが好ましい。
【００１６】
また、供給光は白色光であることが好ましい。
【００１７】
また、第１の光源から第１の光を供給光として第４の端部に入射することが好ましい。
【００１８】
本発明の内視鏡システムは、挿入管と挿入管に沿って設けられ挿入管の先端に配置される第２の端部とは反対側の端部である第３の端部に入射する光を第２の端部から一点に向かって出射する第１のライトガイドとを有する内視鏡と、第３の端部に第１の光を供給可能な第１の光源と、第１の光を第３の端部に入射するときに第２の端部に入射して第３の端部から出射する光である被測定光の分光スペクトルを測定する分光光度測定部と、第２の端部の近傍に設けられ第２の端部から出射する光の照射位置を変えるように第２の端部を動かすライトガイド駆動部とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、分光スペクトルの測定位置の微調整が可能になる。したがって、所望の位置の分光スペクトルの測定を容易に行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用した内視鏡特定領域スペクトル分析システムを有する内視鏡ユニットの外観図である。
【００２１】
内視鏡ユニット１０は、内視鏡プロセッサ２０、電子内視鏡５０およびモニタ１１によって構成される。内視鏡プロセッサ２０は、電子内視鏡５０およびモニタ１１に接続される。
【００２２】
内視鏡プロセッサ２０には、光源ユニット（図１において図示せず）および信号処理ユニット（図１において図示せず）が設けられる。光源ユニットから出射される光が、電子内視鏡５０の挿入管５１の先端付近に照射される。
【００２３】
光が照射された被写体の光学像が電子内視鏡５０により、撮影される。電子内視鏡５０の撮影により生成する画像信号が信号処理ユニットに送られる。
【００２４】
信号処理ユニットでは、電子内視鏡５０から送られた画像信号に対して所定の信号処理が施される。所定の信号処理を施した画像信号はモニタ１１に送られ、送られた画像信号に相当する画像がモニタ１１に表示される。
【００２５】
次に、光源ユニットの構成について図２を用いて説明する。光源ユニット３０は、白色光源３１、第１、第２のレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２、第１のミラー３２、ビームスプリッタ３７、ファイバ束３８、集光レンズ３９、ロータリーシャッタ３３、第１、第２、第３のモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３、レールＲ、ロータリーシャッタ制御回路３４、ビームスプリッタ制御回路３５、および光源駆動回路３６によって構成される。
【００２６】
白色光源３１から、被写体を照明するための白色光が出射される。内視鏡プロセッサ２０と電子内視鏡５０とを接続した状態（図３参照）において、電子内視鏡５０に設けられる第２のライトガイド５２ｂの入射端５２ｂｉと白色光源３１とが、光学的に接続される。また、内視鏡プロセッサ２０と電子内視鏡５０とを接続した状態において、電子内視鏡５０に設けられる第１のライトガイド５２ａの入射端５２ａｉと第１、第２のレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２とが、第１のミラー３２を介して接続される。
【００２７】
白色光源３１と第２のライトガイド５２ｂの入射端５２ｂｉの間には、ロータリーシャッタ３３が設けられる。ロータリーシャッタ３３は図４に示すように、円板の周方向に沿って遮光部３３ｓと開口部３３ｏとが設けられる。ロータリーシャッタ３３が第１のモータＭ１に駆動されることにより、白色光の遮光と通過とが切替え可能である。
【００２８】
また、ロータリーシャッタ３３は、白色カラー画像の通常撮影時（後述する奇数、偶数フィールド期間の撮像）は、レールＲと第３のモータＭ３とによって、白色光の光路から退避可能である。
【００２９】
また、ビームスプリッタ３７が第２のモータＭ２に駆動されることにより、白色光の光路へのビームスプリッタ３７の挿入（図５参照）または退避（図２参照）が行なわれる。
【００３０】
図６に示すように、ビームスプリッタ３７は入射する光の短波長成分を除去する特性を有しており、白色光源３１から出射する白色光の短波長成分が除去される。したがって、ビームスプリッタ３７を挿入することにより、白色光の全成分が入射端５２ｂｉに入射する。一方、ビームスプリッタ３７を離脱することにより短波長成分を除去した白色光が入射端５２ｂｉに入射させることが可能である。なお、ビームスプリッタ３７は、第１のレーザ光源ＬＤ１から出射する励起光を反射する特性を有する。
【００３１】
第１のモータＭ１はロータリーシャッタ制御回路３４に接続される。第１のモータＭ１によるロータリーシャッタ３３の駆動は、ロータリーシャッタ制御回路３４により制御される。第２のモータＭ２は、ビームスプリッタ制御回路３５に接続される。第２のモータＭ２によるビームスプリッタ３７の駆動は、ビームスプリッタ制御回路３５により制御される。
【００３２】
第１のレーザ光源ＬＤ１からは、生体組織に自家蛍光を発光させる励起光、例えば紫外線が出射される。第２のレーザ光源ＬＤ２からは、赤色光が出射される。第１、第２のレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２と第１のミラー３２との間には、ファイバ束３８および集光レンズ３９が設けられる。
【００３３】
第１、第２のレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２の出射端はファイバ束３８に光学的に接続される。ファイバ束３８の出射端側のファイバは、一体的に束ねられている。ファイバ束３８の出射端から出射する光が集光レンズ３９により集光される。集光された光が第１のミラー３２に入射する。
【００３４】
ビームスプリッタ３７が白色光の光路に挿入されるときに、第１のレーザ光源ＬＤ１から出射される励起光の光路にもビームスプリッタ３７が重なる。ビームスプリッタ３７が第１のレーザ光源ＬＤ１の光路上に挿入されるときに、励起光はビームスプリッタ３７によって反射され、第２のライトガイド５２ｂの入射端５２ｂｉに入射するように、ビームスプリッタ３７の向きが定められる（図５参照）。ビームスプリッタ３７が白色光の光路から退避したときに、励起光または赤色光は第１のミラー３２に反射され、第１のライトガイド５２ａｉの入射端５２ａｉに入射する（図２参照）。
【００３５】
第１、第２のレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２は、光源駆動回路３６に接続される。第１、第２のレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２の発光と発光停止は、光源駆動回路３６により制御される。
【００３６】
ロータリーシャッタ制御回路３４、ビームスプリッタ制御回路３５、および光源駆動回路３６の動作はシステムコントローラ２１により制御される。また、ロータリーシャッタ制御回路３４、光源駆動回路３６が実行させる各動作のタイミングは、タイミングコントローラ２２により制御される。
【００３７】
なお、システムコントローラ２１により内視鏡ユニット１０全体の動作が制御される。例えば、後述するＣＣＤドライバ２３、コイルドライバ２８、および信号処理ユニット４０は、システムコントローラ２１により制御される。
【００３８】
またタイミングコントローラ２２により内視鏡ユニット１０における各部位が実行する動作のタイミングが制御される。例えば、ＣＣＤドライバ２３および信号処理ユニット４０が実行させる各動作のタイミングはタイミングコントローラ２２により制御される。
【００３９】
次に、電子内視鏡５０の構成について図１、図７を用いて説明する。電子内視鏡５０は、挿入管５１、本体５３、コネクタ５４などによって構成される（図１参照）。本体５３に挿入管５１が取り付けられる。また、本体５３は連結ケーブル５５を介してコネクタ５４に接続される。
【００４０】
また、電子内視鏡５０には、第１、第２のライトガイド５２ａ、５２ｂ、撮像素子５６、励起光カットフィルタ５７、出射角度調整機構６０、配光レンズ５８、結像光学系としての対物レンズ５９、カバーＣｖなどが設けられる（図７参照）。
【００４１】
コネクタ５４を内視鏡プロセッサ２０に接続すると、第２のライトガイド５２ｂが白色光源３１に光学的に接続され、第１のライトガイド５２ａが第１、第２のレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２に光学的に接続され、撮像素子５６がＣＣＤドライバ２３および信号処理ユニット４０に接続され、出射角度調整機構６０がコイルドライバ２８に接続される。
【００４２】
また、コネクタ５４を内視鏡プロセッサ２０に接続すると、内視鏡プロセッサ２０に設けられる複数のスイッチ（図示せず）とシステムコントローラ２１に接続される。後述するように、内視鏡システム１０により、被写体に白色光を照射した時の白色光画像、励起光を照射したときなどの自家蛍光画像がモニタ１１に表示可能である。モニタ１１に表示させる画像の切替は内視鏡プロセッサ２０に設けられるスイッチにコマンド入力することにより実行される。
【００４３】
第２のライトガイド５２ｂは、コネクタ５４から挿入管５１の先端部まで延設される。前述のように、白色光源３１から出射される白色光、または第１のレーザ光源ＬＤ１から出射される励起光が、第２のライトガイド５２ｂの入射端５２ｂｉに入射される。入射端５２ｂｉに入射された光は、出射端５２ｂｏまで伝達される。第２のライトガイド５２ｂの出射端５２ｂｏから出射する光が、配光レンズ５８により挿入管５１の先端付近に照射される。
【００４４】
第１のライトガイド５２ａは、コネクタ５４から挿入管５１の先端部まで延設される。第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏから本体５３よりの部分において、第１のライトガイド５２ａは前記挿入管５１に支持される。第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏは、第１のライトガイド５２ａの径方向に沿って移動自在である。
【００４５】
前述のように、第１、第２のレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２から出射される励起光または赤色光は、ファイバ束３８、集光レンズ３８を介して第１のライトガイド５２ａの入射端５２ａｉに入射される。入射端５２ａｉに入射された光は、出射端５２ａｏまで伝達される。
【００４６】
出射端５２ａｏに伝達された光が第２のライトガイド５２ｂから出射される光の照射範囲内の一点に向かって出射されるように、第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏが設置される。なお、第１のライトガイド５２ａは、カバーＣｖにより挿入管５１の内部に密閉される。
【００４７】
出射角度調整機構６０は、第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏの近辺に設けられる。図８に示すように、出射角度調整機構は、磁性カバー６１、第１〜第４の磁気コイル６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄによって構成される。
【００４８】
磁性カバー６１は、鉄などの磁性体によって形成される。磁性カバー６１は、出射端５２ａｏの近辺における第１のライトガイド５２ａの周囲に巻付けられる。第１〜第４の磁気コイル６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、磁性カバー６１と相対するように、第１のライトガイド５２ａの周囲に設けられる。
【００４９】
第１、第３の磁気コイル６２ａ、６２ｃは、第１のライトガイド５２ａの第１の径方向Ｄ１に沿って、第１のライトガイド５２ａを挟むように配置される。また、第２、第４の磁気コイル６２ｂ、６２ｄは、第１の径方向Ｄ１に垂直な第２の径方向Ｄ２に沿って、第１のライトガイド５２ａを挟むように配置される。
【００５０】
第１〜第４の磁気コイル６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、コイルドライバ２８に接続される。コイルドライバ２８から、第１〜第４の磁気コイル６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄそれぞれにコイル駆動信号として駆動電流が送られる。
【００５１】
第１、第３の磁気コイル６２ａ、６２ｃに駆動電流を流すことにより、第１の径方向Ｄ１に沿った電磁力が磁性カバー６１に付与される。第１の径方向Ｄ１に沿った電磁力により、第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏが第１の径方向Ｄ１に沿って傾斜する。図９、１０に示すように、駆動電流の電流値を調整することにより、第１の径方向Ｄ１に沿った傾斜角の調整が可能である。
【００５２】
同様に、第２、第４の磁気コイル６２ｂ、６２ｄに駆動電流を流すことにより、第２の径方向Ｄ２に沿った電磁力が磁性カバー６１に付与される。第２の径方向Ｄ２に沿った電磁力により、第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏが第２の径方向Ｄ２に沿って傾斜する。駆動電流の電流値を調整することにより、第２の径方向Ｄ２に沿った傾斜角の調整が可能である。
【００５３】
電子内視鏡５０には、第１のライトガイド５２ａの傾斜角の調整量を入力するための傾斜角調整レバー（図示せず）が設けられる。傾斜角調整レバーの調整量が信号として、システムコントローラ２１に送られる。調整量に基づいて、システムコントローラ２１はコイルドライバ２８を制御して、調整量に応じたコイル駆動信号を第１〜第４の磁気コイル６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄに送信させる。
【００５４】
また、電子内視鏡５０には、第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏの回転運動を実行させるための回転スイッチ（図示せず）が設けられる。使用者が回転スイッチをＯＮにすると、回転開始指令が信号としてシステムコントローラ２１に送られる。
【００５５】
回転開始指令を受信すると、システムコントローラ２１はコイルドライバ２８に出射端５２ａｏに円運動をさせるためのコイル駆動信号を第１〜第４の磁気コイル６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄに送信させる。例えば、第１〜第４の磁気コイル６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄに同じ周期で位相が１／４周期ずつ遅れた正弦波状のコイル駆動信号を送信することにより、出射端５２ａｏは円運動を行なう。
【００５６】
白色光または赤色光が照射されるときの被写体の反射光による光学像、および励起光が照射されるときの被写体の蛍光および反射光による光学像が、対物レンズ５９によって撮像素子５６の受光面に結像される。
【００５７】
ＣＣＤドライバ２３が送信する駆動信号に基づいて、撮像素子５６は駆動される。撮像素子５６が駆動されることにより受光面に結像する光学像が撮像される。撮像動作の実行により、撮像素子５６により画像信号が生成される。画像信号は信号処理ユニット４０に送られる。
【００５８】
なお、励起光照射時は、励起光カットフィルタ５７によって対物レンズ５９を介して入射した光から被写体で反射された励起光成分が除去される。励起光成分が除去されることにより、被写体である生体組織が発する蛍光成分のみが、撮像素子５６により撮像される。
【００５９】
なお、白色光または赤色光が照射されるときの被写体の反射光による光学像、および励起光が照射されるときの被写体の蛍光および反射光による光学像は、第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏにも入射する。入射した光は、第１のライトガイド５２ａの入射端５２ａｉまで伝達される。
【００６０】
第１のライトガイド５２ａの入射端５２ａｉと第１のミラー３２との間には、ハーフミラー２４が配置される（図２参照）。第１のライトガイド５２ａの入射端５２ａｉから出射する光は、ハーフミラー２４により反射される。ハーフミラー２４により反射された光は、さらに第２のミラー２５により反射され、内視鏡プロセッサ２０に設けられる分光器２６に入射する。
【００６１】
分光器２６と第２のミラー２５との間には、励起光カットフィルタ２７が設けられる。励起光カットフィルタ２７により、被写体の光学像から励起光成分が除去される。分光器２６には、励起光の除去された光成分のみが入射する。
【００６２】
分光器２６は、分光器２６に入射する光の分光スペクトルを測定する。分光スペクトルの測定により、分光スペクトル信号が生成される。生成された分光スペクトル信号は、信号処理ユニット４０に送られる。
【００６３】
次に、信号処理ユニット４０の構成について説明する。信号処理ユニット４０は、前段信号処理部４１、画像処理部４２、および後段信号処理部４３によって構成される（図３参照）。
【００６４】
撮像素子５６から送られる画像信号は、前段信号処理部４１に入力される。前段信号処理部４１において、画像信号はアナログ信号からデジタル信号に変換される。更に、デジタル信号に変換された画像信号に対して補間処理やホワイトバランス等の所定の信号処理が行われる。
【００６５】
所定の信号処理の施された画像信号は、画像処理部４２に送られる。また、分光スペクトル信号も、画像処理部４２に送られる。図１１に示すように、画像処理部４２には、レジスタ４４、第１、第２のメモリ４５ａ、４５ｂ、メモリコントローラ４６、スキャンコンバータ４７が設けられる。
【００６６】
画像信号は、第１のメモリ４５ａまたは第２のメモリ４５ｂに格納される。分光スペクトル信号は、レジスタ４４に一時的に格納され、レジスタ４４から第２のメモリ４５ｂに送られ、格納される。
【００６７】
なお、分光スペクトル信号は、図１２に示すように、同期信号（ＦＬ参照）と波長帯域毎の蛍光強度に相当する信号（Ｄ１、Ｄ２、…参照）とによって形成される。例えば、Ｄ１は４００ｎｍ〜４１０ｎｍの帯域の蛍光強度、Ｄ２は４１０ｎｍ〜４２０ｎｍの帯域の蛍光強度に相当する。
【００６８】
分光スペクトル信号が第２のメモリ４５ｂに格納されるときに、分光スペクトル信号は、図１３に示すようにグラフ化された分光強度画像ＳＩに相当するスペクトルグラフ信号に変換されて、格納される。
【００６９】
メモリコントローラ４６により、第１、第２のメモリ４５ａ、４５ｂへの画像信号の格納および出力のタイミングが制御される。メモリコントローラ４６は、タイミングコントローラ２２が出力する制御信号に基づいて前述のタイミングの制御を実行する。
【００７０】
スキャンコンバータ４７により、第１、第２のメモリ４５ａ、４５ｂに格納された画像信号およびスペクトルグラフ信号に基づいて、モニタ１１に表示させる表示画像が作成される。表示画像に相当する表示画像信号が後段信号処理部４３に送られる。
【００７１】
後段信号処理部４３により、表示画像信号に対してクランプ、ブランキング処理などの所定の信号処理が施され、さらにデジタル信号からアナログ信号に変換される。アナログ信号に変換された表示画像信号は、モニタ１１に送られる。前述のように表示画像信号に相当する画像がモニタ１１に表示される。
【００７２】
次に、内視鏡プロセッサ２０に設定される動作モード、および各動作モードにおいて実行される動作について説明する。
【００７３】
内視鏡ユニット１０には、参照光画像モード、自家蛍光画像モード、および分光スペクトル表示モードが設けられる。使用者の操作により、それぞれのモードの切替が可能である。設定されたモードに応じて、ロータリーシャッタ３３による遮光と通過の切替、ビームスプリッタ３７の挿入および退避、および第１、第２のレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２からの光の発光が行なわれる。
【００７４】
参照光画像モードに設定されるとき、ロータリーシャッタ３３は白色光を通過させるように駆動制御される。また、ビームスプリッタ３７は、白色光の光路ＷＬから退避され、第２のライトガイド５２ｂの入射端５２ｂｉには白色光が入射する。なお、第１、第２のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からは励起光および赤色光が発光されないまま維持される（図１４参照）。したがって、参照光画像モードでは、配光レンズ５８から被写体ｏｂｊ全体に白色光ＷＬが照射される（図１５参照）。
【００７５】
また、参照光画像モードに設定されるときに撮像素子５６により生成される画像信号は、参照光画像信号として、第１のメモリ４５ａに格納される（図１１参照）。さらに、レジスタ４４に格納される分光スペクトル信号の第２のメモリ４５ｂへの読込みは、停止される。
【００７６】
また、参照光画像モードに設定されるときに、スキャンコンバータ４７は参照光画像信号を第１のメモリ４５ａから読出して、表示画像信号として後段信号処理部４３に送る。前述のように、表示画像信号に対して後段信号処理部４３により所定の信号処理が施される。図１６に示すように、モニタ１１全体に参照光画像ＷＩが表示される。
【００７７】
自家蛍光画像モードに設定されるとき、ロータリーシャッタ３３は白色光ＷＬを遮光するように駆動される。また、ビームスプリッタ３７は、白色光ＷＬの光路に挿入される。また、第１のレーザ光源ＬＤ１から励起光ＥＬが発光され、第２のライトガイド５２ｂの入射端５２ｂｉには励起光ＥＬが入射する。なお、第２のレーザ光源ＥＬ２からは赤色光が発光されないまま維持される（図１７参照）。したがって、自家蛍光画像モードでは、配光レンズ５８から被写体ｏｂｊ全体に励起光ＥＬが照射される（図１５参照）。
【００７８】
また、自家蛍光画像モードに設定されるときに撮像素子５６により生成される画像信号は、蛍光画像信号として、第２のメモリ４５ｂに格納される。さらに、レジスタ４４に格納される分光スペクトル信号の第２のメモリ４５ｂへの読込みは、停止される。
【００７９】
また、自家蛍光画像モードに設定されるときに、スキャンコンバータ４７は蛍光画像信号を第２のメモリ４５ｂから読出して、表示画像信号として後段信号処理部４３に送る。前述のように、表示画像信号に対して後段信号処理部４３により所定の信号処理が施される。図１８に示すように、モニタ１１全体に自家蛍光画像ＦＩが表示される。
【００８０】
分光スペクトル表示モードに設定されるとき、ロータリーシャッタ３３による白色光ＷＬの遮光と通過とが連続的に切替えられる。また、ビームスプリッタ３７は、白色光ＷＬの光路から退避される。また、第１のレーザ光源ＬＤ１からの励起光ＥＬの発光と発光停止および第２のレーザ光源ＬＤ２からの赤色光ＲＬの発光停止と発光が連続的に切替えられる。図１９に示すように、撮像素子５６を駆動するためのフィールド信号に同期するタイミングで、ロータリーシャッタ３３の回転制御およびレーザ光源ＬＤ１、ＬＤ２の切替が行なわれる。
【００８１】
第１、第３、第５、…のフィールド期間ｔ１、ｔ３、ｔ５、…において、白色光ＷＬが通過するようにロータリーシャッタ３３が駆動され、第１のレーザ光源ＬＤ１の駆動は停止され、第２のレーザ光源ＬＤ２から赤色光ＲＬが発光される（図２０参照）。したがって、第１、第３、第５、…のフィールド期間ｔ１、ｔ３、ｔ５、…には、配光レンズ５８から被写体ｏｂｊ全体に白色光ＷＬが照射され、カバーＣｖから被写体の一点に向かって赤色光ＲＬが照射される（図２１参照）。
【００８２】
第２、第４、第６、…のフィールド期間ｔ２、ｔ４、ｔ６、・・・において、白色光ＷＬを遮光するようにロータリーシャッタ３３が駆動され、第１のレーザ光源ＬＤ１から励起光ＥＬが発光され、第２のレーザ光源ＬＤ２の駆動は停止される（図２２参照）。したがって、第２、第４、第６、…のフィールド期間ｔ２、ｔ４、ｔ６、…には、カバーＣｖから被写体の一点に向かって励起光ＥＬが照射される（図２３参照）。
【００８３】
また、分光スペクトル表示モードにおける第１、第３、第５、…のフィールド期間ｔ１、ｔ３、ｔ５、…に撮像素子５６により生成される画像信号ＩＳ１、ＩＳ３、ＩＳ５、…がポイント表示画像信号として、第１のメモリ４５ａに格納される（図１９参照）。一方、第１、第３、第５、…のフィールド期間ｔ１、ｔ３、ｔ５、…に分光器２６により生成される分光スペクトル信号ＳＳ１、ＳＳ３、ＳＳ５、…は、第２のメモリ４５ｂに格納されずに、消去される。
【００８４】
また、分光スペクトル表示モードにおける第２、第４、第６、…のフィールド期間ｔ２、ｔ４、ｔ６、…に撮像素子５６により生成される画像信号ＩＳ２、ＩＳ４、ＩＳ６、…は、第１のメモリ４５ａに格納されずに、消去される。一方、第２、第４、第６、…のフィールド期間ｔ２、ｔ４、ｔ６、…に分光器２６により生成される分光スペクトル信号ＳＳ２、ＳＳ４、ＳＳ６、…は、スペクトルグラフ信号に変換されて、第２のメモリ４５ｂに格納される。なお、分光スペクトル信号ＳＳ２、ＳＳ４、ＳＳ６、…は励起光が照射された一点において発生した蛍光についての分光スペクトルに相当する信号である。
【００８５】
また、分光スペクトル表示モードに設定されるときに、スキャンコンバータ４７によって、第１、第２のメモリ４５ａ、４５ｂそれぞれからポイント表示画像信号およびスペクトルグラフ信号が読出される。
【００８６】
スキャンコンバータ４７により、ポイント表示画像信号に相当するポイント表示画像ＰＩ（図２４参照）と分光強度画像ＳＩ（図１３参照）の２画像を含む画像が、表示画像として作成される（図２５参照）。
【００８７】
作成された表示画像に相当する表示画像信号が後段信号処理部４３に送られる。前述のように、表示画像信号に対して後段信号処理部４３により所定の信号処理が施される。信号処理の施された表示画像信号に基づいて、モニタ１１にポイント表示画像ＰＩと分光強度画像ＳＩの２画像が表示される。
【００８８】
前述のように、２画像表示時の分光強度画像ＳＩは、第２、第４、第６、…のフィールド期間ｔ２、ｔ４、ｔ６、…、すなわち励起光ＥＬのみが第１のライトガイド５２ａから照射されるときに生成される分光スペクトル信号に基づいて、作成される。したがって、分光強度画像ＳＩには、第１のライトガイド５２ａから励起光が照射された一点における自家蛍光成分の分光スペクトルが表示される。
【００８９】
ポイント表示画像ＰＩには、赤色光ＲＬが照射された一点に赤色のマーカＭが表示される（図２４参照）。第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｉから出射される励起光ＥＬおよび赤色光ＲＬの軌跡は同じなので、ポイント表示画像ＰＩにおけるマーカＭが分光スペクトルの測定が行なわれた位置に表示される。
【００９０】
なお、傾斜角度調整レバーの操作により、第１のライトガイド５２ａから出射される光の照射位置を移動させることが可能である。したがって、挿入管５１の先端部の向きを変えること無く、ポイント表示画像ＰＩにおけるマーカＭの位置および分光スペクトルの測定が行なわれる位置を移動させることが可能である。
【００９１】
また、回転スイッチをＯＮにするとき、第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏが単一のフィールド期間に少なくとも１回転以上の円運動を行なうように、第１〜第４の磁気コイル６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄが駆動される。したがって、回転スイッチをＯＮにするとき、ポイント表示画像ＰＩには赤色光ＲＬが照射された円周に赤色のマーキングサークルＣが表示される（図２６参照）。
【００９２】
なお、回転スイッチをＯＮにするとき、分光強度画像ＳＩには、励起光ＥＬが照射された円周上の領域における蛍光についての分光スペクトルが表示される。
【００９３】
次に、分光スペクトル表示モードのときに、光源ユニット３０および信号処理ユニット４０において行なわれる動作について図２７のフローチャートを用いて説明する。
【００９４】
分光スペクトル表示モードに切替えられることにより、本実施形態における分光強度画像を表示するための処理が開始される。まず、ステップＳ１００において、白色光ＷＬがロータリーシャッタ３３によって遮光されている期間であるか通過させられている期間であるか否かが判別される。
【００９５】
白色光ＷＬが遮光されている期間である場合にはステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１において、第１のレーザ光源ＬＤ１による励起光ＥＬの発光が停止され、第２のレーザ光源ＬＤ２による赤色光ＲＬの発光が行なわれる。
【００９６】
励起光ＥＬの発光停止および赤色光ＲＬの発光後、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、撮像動作および分光スペクトルの測定が行なわれる。撮像動作の実行により、ポイント表示画像信号が生成される。分光スペクトルの測定により、分光スペクトル信号が生成される。
【００９７】
ポイント表示画像信号および分光スペクトル信号が生成されると、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、ポイント表示画像信号が第１のメモリ４５ａに格納される。また、分光スペクトル信号は第２のメモリ４５ｂに格納されずに、消去される。
【００９８】
また、ステップＳ１００において、白色光ＷＬがロータリーシャッタ３３を通過している期間である場合にはステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、第１のレーザ光源ＬＤ１による励起光ＥＬの発光が行われ、第２のレーザ光源ＬＤ２による赤色光ＲＬの発光が停止される。
【００９９】
励起光ＲＬの発光および赤色光ＲＬの発光停止後、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２と同様に撮像動作および分光スペクトルの測定が行なわれる。撮像動作の実行により、第２のライトガイド５２ｂから励起光ＥＬを照射したときの蛍光画像信号が生成される。分光スペクトルの測定により、分光スペクトル信号が生成される。
【０１００】
蛍光画像信号および分光スペクトル信号が生成されると、ステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、蛍光画像信号が第１のメモリ４５ａに格納されずに、消去される。また、分光スペクトル信号は第２のメモリ４５ｂに格納される。
【０１０１】
ステップＳ１０３におけるポイント表示画像信号の格納後、またはステップＳ１０６における分光スペクトル信号の格納後、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、ポイント表示画像信号および分光スペクトル信号が、スキャンコンバータ４７に読出される。
【０１０２】
次のステップＳ１０８において、ポイント表示画像信号および分光スペクトル信号に基づいて、ポイント表示画像ＰＩと分光強度画像ＳＩの２画像を含む表示画像が生成される。２画像の表示画像を生成すると、ステップＳ１０９に進む。
【０１０３】
ステップＳ１０９では、分光スペクトル表示モード以外の動作モードに切替えられているか否かが判別される。切替えられていない場合は、ステップＳ１００に戻り、以後切替えられるまで、ステップＳ１００〜ステップＳ１０９の動作が繰返される。ステップＳ１０９で動作モードが切替えられている場合には、分光強度画像ＳＩを表示するための処理を終了する。
【０１０４】
以上のように、本実施形態の内視鏡および内視鏡プロセッサによれば、分光スペクトルの測定を行なう位置の微調整を容易に行うことが可能になる。なぜならば、プローブを押し当てて行なう分光スペクトルの測定や第１のライトガイド５２ａの出射端５２ａｏの向きを固定しながら分光スペクトルの測定を行なう場合に比べて、測定位置の調整精度を向上させることが可能だからである。
【０１０５】
プローブの押し当てや向きを固定して分光スペクトル測定を行なう場合には、測定位置の調整を行うためには挿入管５１の先端ごと動かすこと必要がある。挿入管５１の先端部の屈曲による移動量は、第１のライトガイド５２ａの移動量より大きいため、測定位置の調整精度が本実施形態に比べて低い。それゆえ、前述のように測定位置の調整精度が向上する。
【０１０６】
また、本実施形態の内視鏡特定領域スペクトル分析システムによれば、励起光が円周上に照射された位置の分光スペクトルを測定することが可能である。したがって、扁平状に広がる病変部の特定がより容易になる。また、励起光を照射する円周の大きさを自由に変更できるので、様々な大きさの病変部の特定がさらに容易になる。
【０１０７】
また、本実施形態の内視鏡特定領域スペクトル分析システムによれば、自家蛍光画像の観察と蛍光分析との両方を行うことが可能な内視鏡ユニットを形成することが可能になる。一体的な内視鏡ユニット１０により自家蛍光画像観察と蛍光分析とを行うことが可能なので、操作性の向上が可能である。
【０１０８】
また、分光測定を行なっている箇所をポイント表示画像ＰＩ上のマークＭまたはマーキングサークルＣにより視認可能なので（図２４、図２６参照）、分光測定を行なった位置の確定や記録性が向上する。
【０１０９】
なお、本実施形態において、分光測定を行なうために第１のライトガイド５２ａに励起光ＥＬを入射させる構成であるが、他のいかなる光を入射させる構成であってもよい。例えば、白色光ＷＬを入射させ、ポイント表示画像ＰＩにおけるマーカＭの位置に照射した白色光の反射光の分光測定を行なってもよい。
【０１１０】
また、本実施形態において、ポイント表示画像ＰＩは被写体ｏｂｊ全体に白色光ＷＬを照射し、一点に赤色光ＲＬを照射するときに撮像される画像であるが、被写体ｏｂｊ全体に照射する光はいかなる光であってもよい。ただし、一点に照射する光として撮像素子５６の前に設けられる励起光カットフィルタ５７を透過可能であれば、いかなる光を用いることも可能である。
【０１１１】
例えば、第２のライトガイド５２ｂから励起光ＥＬを、第１のライトガイド５２ａから赤色光ＲＬを同時に照射するときに撮影される画像であってもよい。このようなポイント表示画像ＰＩによれば、マーカＭが表示される自家蛍光画像ＦＩとともに分光強度画像ＳＩをモニタ１１に表示することも可能である。
【０１１２】
また、本実施形態において、第１のミラー３２およびビームスプリッタ３７を用いて、励起光ＥＬを第１、第２のライトガイド５２ａ、５２ｂの入射端５２ａｉ、５２ｂｉに入射させ、赤色光ＲＬを第１のライトガイド５２ａの入射端５２ａｉに入射させる構成であるが、白色光ＷＬを第２のライトガイド５２ｂの入射端５２ｂｉに入射するときに赤色光ＲＬを第１のライトガイド５２ａの入射端５２ａｉに入射させ、白色光ＷＬの第２のライトガイド５２ｂの入射端５２ｂｉへの入射を停止するときに励起光ＥＬを第１のライトガイド５２ａの入射端５２ａｉに入射させる構成であれば、いかなる機構を適用してもよい。
【０１１３】
また、本実施形態において、電子内視鏡５０が用いられているが、ファイバスコープであってもよい。ファイバスコープであっても、被写体ｏｂｊ全体に白色光ＷＬを、一点に赤色光ＲＬを照射するときの光学像を観察可能であり、さらに分光強度画像を専用のモニタに表示させる構成であっても、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【０１１４】
また、本実施形態において、測定した分光スペクトルをグラフ化して表示する構成であるが、表などの他の形態により分光スペクトルを表示してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の一実施形態を適用した内視鏡特定領域スペクトル分析システムを有する内視鏡ユニットの外観図である。
【図２】光源ユニットの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図３】内視鏡プロセッサの内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図４】ロータリーシャッタの正面図である。
【図５】光源ユニットにおいてビームスプリッタを白色光の光路上に挿入した状態を示すブロック図である。
【図６】ビームスプリッタの光学特性図である。
【図７】電子内視鏡の内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図８】出射角度調整機構の構成を示す配置図である。
【図９】第１の径方向に沿った第１のライトガイドの傾斜状態を示す第１の模式図である。
【図１０】第１の径方向に沿った第１のライトガイドの傾斜状態を示す第２の模式図である。
【図１１】画像処理部の内部構成を概略的に示すブロック図である。
【図１２】分光スペクトル信号のデータ構造を示す概念図である。
【図１３】分光スペクトルをグラフ化した分光強度画像の模式図である。
【図１４】参照光画像モードのときの光源ユニットの状態を説明するための状態図である。
【図１５】参照光画像モードおよび自家蛍光画像モードのときの被写体への光の照射状態を示す状態図である。
【図１６】白色光画像の模式図である。
【図１７】自家蛍光画像モードのときの光源ユニットの状態を説明するための状態図である。
【図１８】自家蛍光画像の模式図である。
【図１９】分光スペクトル表示モードにおける光源ユニットの各部位の状態、第１、第２のメモリへの格納、および表示画像の作成のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。
【図２０】分光スペクトル表示モードのときの光源ユニットの状態を説明するための第１の状態図である。
【図２１】図２０の光源ユニットの状態における被写体への光の照射状態を示す状態図である。
【図２２】分光スペクトル表示モードのときの光源ユニットの状態を説明するための第２の状態図である。
【図２３】図２２の光源ユニットの状態における被写体への光の照射状態を示す状態図である。
【図２４】ポイント表示画像の模式図である。
【図２５】ポイント表示画像と分光強度画像とを同時表示した表示画像の模式図である。
【図２６】マーキングサークルを表示させたときのポイント表示画像の模式図である。
【図２７】分光スペクトル表示モードのときに光源ユニットおよび信号処理ユニットにおいて行なわれる動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  内視鏡ユニット
２０  内視鏡プロセッサ
２４  ハーフミラー
２６  分光器
２７  励起光カットフィルタ
２８  コイルドライバ
３０  光源ユニット
３１  白色光源
３２  第１のミラー
３３  ロータリーシャッタ
４０  信号処理ユニット
４２  画像処理部
４４  レジスタ
４５ａ、４５ｂ  第１、第２のメモリ
４６  メモリコントローラ
４７  スキャンコンバータ
５０  電子内視鏡
５１  挿入管
５２ａ、５２ｂ  第１、第２のライトガイド
５２ａｉ、５２ｂｉ  第１、第２のライトガイドの入射端
５２ａｏ、５２ｂｏ  第１、第２のライトガイドの出射端
５６  撮像素子
５７  励起光カットフィルタ
５８  配光レンズ
６０  出射角度調整機構
６１  磁性カバー
６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ  第１〜第４の磁気コイル
ＥＬ  励起光
ＦＩ  自家蛍光画像
ＬＤ１、ＬＤ２  第１、第２のレーザ光源
ｏｂｊ  被写体
ＰＩ  ポイント表示画像
ＳＩ  分光強度画像
ＷＩ  参照光画像
ＷＬ  白色光
【図１】
2008113969.tif 000003
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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