(57)【要約】【課題】紫外光を励起光として用いる診断補助用装置であって、生体組織への過度の励起光照射が防止され、生体に悪影響を及ぼすことを避けることが可能になる診断補助用装置を、提供する。【解決手段】白色光源３３１から発してビームスプリッタ３３３によって直角に反射された励起光の一部は、励起光部分反射ミラー３３７を透過して、センサー３５に検出光として照射される。センサー３５によって検出された検出光は、検出信号としてアンプ３６によって増幅され、システムコントロール部３１によってその累積照射量を算出される。システムコントロール部３１は、当該累積照射量が閾値δを超えると、ソレノイド３１ａを駆動して、シャッター３１ｂを励起光の光路上に挿入する。【選択図】    図２
2004194821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織を励起させて自家蛍光を発生させる波長帯域の励起光を、その基端から先端へ光を導光するライトガイドの当該基端へ導入する励起光光源装置において、
前記励起光を含む光を発する光源と、
この光源から発した前記励起光を前記ライトガイドの基端へ集光する光学系と、
前記光源と前記ライトガイドとの間の光路を進行する前記励起光の一部を受光して電気信号に変換する受光手段と、
この受光手段から出力された前記電気信号が示す物理量を時間経過に伴って蓄積するとともに、蓄積した前記物理量が所定の閾値に達した時点で、前記励起光の前記ライトガイドへの導入を阻止する励起光制限手段と
を備えたことを特徴とする励起光光源装置。
【請求項２】
前記ライトガイドは、内視鏡の鉗子チャネルに挿通されて使用されるプローブに内包されている
ことを特徴とする請求項１記載の励起光光源装置。
【請求項３】
前記光学系は、前記光源から発した光のうち前記励起光以外の成分を遮光するフィルターを含む
ことを特徴とする請求項１記載の励起光光源装置。
【請求項４】
前記受光手段は、
前記光源と前記ライトガイドとの間の光路を進行する前記励起光を一部分岐する分岐光学素子と、
この分岐光学素子によって分岐された前記励起光を受光する受光素子と
からなることを特徴とする請求項１記載の励起光光源装置。
【請求項５】
前記電気信号が示す物理量は、前記受光手段が受光した励起光の光量である
ことを特徴とする請求項１記載の励起光光源装置。
【請求項６】
前記電気信号が示す物理量は、前記励起光が前記ライトガイドに導入された時間である
ことを特徴とする請求項１記載の励起光光源装置。
【請求項７】
前記励起光制限手段は、前記光源と前記ライトガイドとの間の光路を遮断するシャッタを含む
ことを特徴とする請求項１記載の励起光光源装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体から発せられる自家蛍光に基づいて術者による診断用の情報を取得する蛍光診断システムに組み込まれて使用され、生体に励起光を照射する励起光光源装置に、関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生体組織に励起光（紫外光）を照射すると生体組織が励起して蛍光(自家蛍光)を発することが、知られている。さらに、腫瘍等の病変が生じている異常な生体組織が発する自家蛍光の強度が、正常な生体組織の発する自家蛍光の強度よりも弱いことも、良く知られている。
【０００３】
近年では、このような知識に基づいて、食道や胃腸などの体腔の内壁（体腔壁）において異常組織の有無の確認及びその位置を特定するための蛍光診断システムが、開発されつつある（特許文献１参照）。
【０００４】
この蛍光診断システムを構成する装置の一例である診断補助用装置は、既存の電子内視鏡システムに組み合わせて、利用されるものであり、束ねられた多数の光ファイバからなるプローブと、このプローブの基端面に可視光及び励起光を交互に繰り返し導入する励起光光源装置と、電子内視鏡システムの光源プロセッサ装置から出力される画像に特定の処理を施してモニター等に出力する画像処理部とを、備えている。
【０００５】
この励起光光源装置は、電子内視鏡システムのプローブに連結された状態で、このプローブを通じて可視光及び励起光を体腔壁に交互に照射する。その体腔壁は、電子内視鏡の先端に設けられた撮影装置により、可視光により照明されている状態と蛍光を発している状態とで、夫々、モノクロ撮影される。すると、電子内視鏡システムの光源プロセッサ装置からは、体腔壁が可視光によって照明された時の映像（参照画像）の画像信号と、体腔壁が蛍光を発している時の画像（蛍光画像）の画像信号とが、出力される。そして、これら画像信号が入力される画像処理部は、同一フレームの参照画像信号及び蛍光画像信号を取得する毎に、これら画像信号に対して特定の処理を行うことによって、特殊観察用画像信号を生成し、モニター等に出力する。
【０００６】
このような従来の蛍光診断システムに組み込まれている励起光光源装置の光源用光学系は、通常、その概略図である図５に示されるような構成を、備えている。すなわち、従来の光源用光学系では、一個の白色光源１０１の発光点からほぼ全方向に拡散される白色光が回転放物面形のリフレクター１０２によって反射されることによって平行光に変換される。平行光に変換された光束のうち、約５００ｎｍ以上の波長帯域のみを有する光束は、第１ビームスプリッター１０３を透過すると共に、約５００ｎｍ未満の波長帯域のみを有する光束は、第１ビームスプリッター１０３によって直角に反射される。
【０００７】
第１ビームスプリッター１０３を透過した約５００ｎｍ以上の光束は、参照光透過フィルター１０４によって、６３０ｎｍの波長帯域の光束のみを抽出された後、参照光反射ミラー１０６によって直角に反射され、参照光として参照光用回転シャッター１１６を通過する。そして、参照光は、参照光反射・励起光透過ミラー１１８によって更に直角に反射されることにより、集光レンズ１１９へ入射し、集光レンズ１１９によってプローブＰの基端面に集光される。
【０００８】
一方、第１ビームスプリッター１０３によって直角に反射された約５００ｎｍ未満の光束は、励起光透過フィルター１０５によって、３６５ｎｍを中心波長とする数ｎｍの波長帯域の光束（即ち、紫外光）のみを抽出された後、励起光反射ミラー１０７によって更に直角に反射され、励起光として励起光用回転シャッター１１７を通過する。そして、励起光は、参照光反射・励起光透過ミラー１１８を透過して、集光レンズ１１９へ入射し、集光レンズ１１９によってプローブＰの基端面に集光される。
【０００９】
参照光用回転シャッター１１６及び励起光用回転シャッター１１７は、モーター１１６ａ，１１７ａの駆動軸の先端にその中心を固定された円盤状のホイールであり、それらの偏心位置には頂角が１８０°以下の略扇形の開口１１６ｂ，１１７ｂが、一個だけ穿たれている。これら回転シャッター１１６，１１７は、モーター１１６ａ，１１７ａによって回転されることにより、参照光及び励起光の光路に開口１１６ｂ，１１７ｂを繰り返し挿入すると共に、開口１１６ｂ，１１７ｂ以外の部分により参照光及び励起光を遮蔽する。参照光及び励起光の光路上に開口１１６ｂ，１１７ｂを挿入するタイミングは、集光レンズ１１９に参照光及び励起光が交互に入射するように、設定されている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−０２３９０３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したような励起光光源装置においては、生体組織に蛍光を発させるための励起光として紫外光を用いている場合が多いため、励起光を長時間照射することによって生体組織に悪影響が引き起こされる危険性が懸念されている。
【００１２】
周知のように、紫外光は、生体細胞における核中のＤＮＡの塩基配列を直接に損傷するため、細胞の老化や死や癌化を引き起こす原因となる。例えば、紫外光によって引き起こるＤＮＡ塩基配列の変異には、チミンダイマー（塩基配列中の一量体チミンが隣同士に連続している部分に化学変化が起こり、二量体チミンが生成されること）がある。このチミンダイマーが出現することにより、ＤＮＡの塩基配列の一部が異常になり、正常な遺伝子の複製や発現が妨げられる。即ち、紫外光の照射によって、ＤＮＡ複製時におけるＤＮＡのミスコピーや、蛋白合成時における異常蛋白の合成が、引き起こされる。こういった遺伝子の突然変異は、時に生体にとって致命的な障害を与える。そのため、紫外光の長時間に渡る（もしくは高出力での）照射は、生体にとって好ましくなく、安全性の高い蛍光診断システムが求められていた。
【００１３】
本発明は、上述したような従来の事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、蛍光診断システムに組み込まれて使用され、紫外光を励起光として用いる励起光光源装置であって、生体組織への過度の励起光照射が防止され、生体に悪影響を及ぼすことを避けることが可能になる励起光光源装置を、提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の励起光光源装置は、以下のような構成を採用した。即ち、本発明による励起光光源装置は、生体組織を励起させて自家蛍光を発生させる波長帯域の励起光を、その基端から先端へ光を導光するライトガイドの当該基端へ導入する励起光光源装置であって、前記励起光を含む光を発する光源と、この光源から発した前記励起光を前記ライトガイドの基端へ集光する光学系と、前記光源と前記ライトガイドとの間の光路を進行する前記励起光の一部を受光して電気信号に変換する受光手段と、この受光手段から出力された前記電気信号が示す物理量を時間経過に伴って蓄積するとともに、蓄積した前記物理量が所定の閾値に達した時点で、前記励起光の前記ライトガイドへの導入を阻止する励起光制限手段とを、備えたことを特徴とする。
【００１５】
このように構成された本発明の励起光光源装置によると、生体組織に照射した励起光の累積物理量が閾値に達した時点で、励起光制限手段によって、励起光のライトガイドへの導入が阻止されるので、生体組織への過度の励起光照射が防止され、生体に悪影響を及ぼすことを避けることが可能になる。
【００１６】
本発明において、ライトガイドは、内視鏡の鉗子チャネルに挿通されて使用されるプローブに内包されているものであって良いし、内視鏡自体に内包されているライトガイドバンドルであっても良い。
【００１７】
また、本発明において、光源は、何らかの手段によって励起光のみを発するように構成されたものであっても良いし、励起光とともに他の波長成分を含む光を発するものであっても良い。後者の場合には、光学系に、励起光のみを抽出する光学素子，例えばダイクロイックフィルターやダイクロイックミラーが含まれている必要がある。なお、光源は、ランプ及び半導体発光素子を含む概念である。
【００１８】
また、本発明において、物理量は、受光手段が受光した励起光の光量の積分値であっても良いし、受光手段が励起光を受光した時間であっても良いし、これらから算出されたカウント値であっても良い。
【００１９】
さらに、本発明において、励起光制限手段は、シャッター等の機構を用いて励起光の光路を遮断しても良いし、光源に対する電源供給を遮断することによって光源から発せられる励起光自体を制限しても良い。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
図１は、本実施形態の蛍光診断システムの模式図である。この蛍光診断システムは、電子内視鏡１，プロセッサ装置２，診断補助用装置３，映像セレクター４，及びモニターＭを備えている。なお、診断補助用装置３は、本発明による励起光光源装置を実施した装置である。
【００２２】
＜電子内視鏡＞
まず、電子内視鏡１について、説明する。電子内視鏡１は、生体内に挿入される可撓管状の挿入部１ａと、その挿入部１ａの先端に組み込まれた湾曲部（図示略）を湾曲操作するためのアングルノブ（図示略）等が設けられている操作部１ｂとを、備えている。
【００２３】
挿入部１ａの先端面には、少なくとも３つの貫通孔（図示略）が穿たれており、そのうちの一対の貫通孔には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２がそれぞれ嵌め込まれている。他の１つの貫通孔は、鉗子口１ｃとして利用される。挿入部１ａ内には、この鉗子口１ｃと操作部１ｂに穿たれた鉗子口１ｄとを結ぶ細管１３が、引き通されており、この細管１３が、電気メス等の処置具を挿通するための鉗子チャネルとして、機能する。
【００２４】
さらに、挿入部１ａ内には、先端面が配光レンズ１１に対向しているライトガイド１４と、対物レンズ１２の像面に撮像面が配置された撮像素子１５に対して接続されている信号線１６,１７とが、引き通されている。これらライトガイド１４及び信号線１６,１７の他端は、さらに、操作部１ｂの側面から延びた可撓管１ｅの先端に設けられたコネクタＣの端面に固定されている。
【００２５】
＜プロセッサ装置＞
次に、プロセッサ装置２について、説明する。このプロセッサ装置２は、システムコントロール部２１，画像処理回路２２，光源部２３（図１において点線で示す），及びドライバー回路２４を、備えている。なお、プロセッサ装置２の筐体には、上記コネクタＣを嵌め込み可能なコネクタ受け（図示略）が、備えられている。そして、このコネクタ受けに上記コネクタＣが嵌め込まれると、ライトガイド１４の基端が光源部２３に入り込み、信号線１６が、システムコントロール部２１に接続され、信号線１７が画像処理回路２２に接続される。
【００２６】
システムコントロール部２１は、プロセッサ装置２全体を制御するとともに、基準信号を生成してその信号の出力を制御する。このシステムコントロール部２１は、ケーブルＣ１を介して診断補助用装置３と接続されており、基準信号を診断補助用装置３へ常時出力する。また、システムコントロール部２１は、ケーブルＣ２を介して診断補助用装置３と接続されており、光源部２３の光の出力の開始又は停止を制御するための切替信号が、入力される。システムコントロール部２１は、この切替信号を受けて、光の出力が開始又は停止されるように光源部２３を制御する。さらに、このシステムコントロール部２１は、図示せぬ電源装置により主電源が投入されている間、信号線１６を介して撮像素子１５へ、基準信号によって示される一定周期のタイミングに従って、駆動信号を繰り返し送出する。なお、この駆動信号の送出は、光源部２３の光の出力の有無とは無関係に常に行われるので、撮像素子１５は、常時、画像信号を画像処理回路２２へ繰り返し出力する。
【００２７】
画像処理回路２２は、撮像素子１５から順次送られてくる画像信号を基準信号が示す各タイミングに合わせて、取得する。すなわち、画像処理回路２２は、主電源が投入されている間、常に、画像信号を取得し続ける。なお、基準信号の示す各タイミングは一周期内で三つあり、画像処理回路２２は、一周期内で三個のタイミングのうち、第１タイミングで取得された画像信号をＲ成分画像データ（デジタル信号）に変換し、第２タイミングで取得された画像信号をＧ成分画像データ（デジタル信号）に変換し、第３タイミングで取得された画像信号をＢ成分画像データ（デジタル信号）に変換する。そして、画像処理回路２２は、これら三個一組の成分画像データをＲＧＢ信号として出力するとともに、ＮＴＳＣ信号（又はＰＡＬ信号）に変換して出力する。なお、画像処理回路２２は、ケーブルＣ３を介して映像セレクター４と接続されているとともに、ケーブルＣ４を介して診断補助用装置３と接続されており、映像セレクター４にはＮＴＳＣ信号を、診断補助用装置３にはＲＧＢ信号を、それぞれ常時出力する。また、画像処理回路２２は、撮像素子１５から順次送られてくる画像信号を基に自動調光用フィードバック信号を生成し、システムコントロール部２１に当該自動調光用フィードバック信号を送信する。
【００２８】
光源部２３は、光源２３１と、リフレクタ２３２と、赤外光カットフィルタ２３３と、集光レンズ２３４と、ドライバー回路２４に接続されたモーター２４ａと、ＲＧＢ回転ホイール２４ｂとを、備えている。光源２３１は、白色光を発散光として射出する。この白色光の光量は、画像処理回路２２から送信された自動調光用フィードバック信号に基づいて、システムコントロール部２１によって調節される。光源２３１により射出され、回転放物面形の反射面を有するリフレクタ２３２により平行光にされた白色光の光路上には、順番に、赤外光カットフィルタ２３３及び、集光レンズ２３４が、配置されている。この集光レンズ２３４は、コネクタＣがプロセッサ装置２に接続された状態では、この赤外光成分を除去された白色光を照明光としてライトガイド１４の基端面に収束させる。
【００２９】
この集光レンズ２３４とライトガイド１４の基端面との間の光路上には、ＲＧＢ回転ホイール２４ｂが挿入されている。このＲＧＢ回転ホイール２４ｂは、円板状の外形を有し、その外周に沿ったリング状の領域に３つの開口が設けられている。これら各開口には、入射した光の内の赤色帯域のみを透過させるＲフィルタ，緑色帯域のみを透過させるＧフィルタ，及び、青色帯域のみを透過させるＢフィルタが、夫々填め込まれている。このＲＧＢ回転ホイール２４ｂの中心は、モーター２４ａの駆動軸に固定されており、ＲＧＢ回転ホイール２４ｂは、モーター２４ａによって回転されると、各フィルタを照明光の光路内に繰り返し挿入する。すると、光源２３１が白色光を射出している場合、ライトガイド１４の基端面には、赤色光，緑色光，及び青色光が順に繰り返し入射される。なお、ＲＧＢ回転ホイール２４ｂの回転速度は、各フィルタが照明光の光路に挿入されるタイミングが上記基準信号によって示されるタイミングに同期するように、モーター２４ａの駆動回路であるドライバー回路２４を介してシステムコントロール部２１によって制御される。
【００３０】
ところで、赤色光，緑色光，及び青色光がライトガイド１４の基端面へ繰り返し入射していると、各色の光は、そのライトガイド１４に導かれた後、配光レンズ１１により拡散されて電子内視鏡１の先端に対向した被検体へと照射される。このとき、撮像素子１５が被検体の赤色光による像，緑色光による像，及び、青色光による像を、それぞれ画像信号（以下、便宜上、赤色画像信号，緑色画像信号，及び青色画像信号という）に順次変換するが、各色画像信号が生成されるタイミングは、第１乃至第３タイミングにそれぞれ同期されるので、画像処理回路２２において生成されるＲ成分画像データ，Ｇ成分画像データ，及びＢ成分画像データは、それぞれ、赤色画像信号，緑色画像信号，及び青色画像信号に基づく画像データとなる。このため、光源部２３が各色の光を出力しているときに画像処理回路２２から出力されるＮＴＳＣ信号やＲＧＢ信号に基づく画像は、カラー画像となる。
【００３１】
＜診断補助用装置＞
次に、本発明の励起光光源装置を実施した装置である診断補助用装置３について、説明する。図２は、診断補助用装置３の内部構成を示す拡大図である。図１及び図２に示されるように、この診断補助用装置３は、プローブＰ，システムコントロール部３１，ソレノイド３１ａ，シャッター３１ｂ，画像処理部３２，光源部３３，ドライバー回路３４，センサー３５，及びアンプ３６を備えている。また、光源部３３は、白色光源３３１と、リフレクタ３３２と、光源光学系３３３乃至３３９と、回転シャッター３２０，３２５とから構成される。そして、システムコントロール部３１は、画像処理部３２，白色光源３３１，センサー３５，アンプ３６，ソレノイド３１ａ，及びドライバー回路３４に接続されている。なお、白色光源３３１が本発明の光源に、システムコントロール部３１，ソレノイド３１ａ，シャッター３１ｂが本発明の励起光制限手段に、相当する。
【００３２】
プローブＰは、可視帯域及び紫外帯域の光が透過可能な多数又は単一の可撓な光ファイバを、内包している。なお、図１に示されるように、このプローブＰは、その先端が電子内視鏡１の鉗子チャネルとしての細管１３に挿入されてその挿入部１ａの先端面から突出した状態で、用いられる。
【００３３】
システムコントロール部３１は、診断補助用装置３全体を制御する。このシステムコントロール部３１には画像切換信号入力部Ｆが接続されており、この画像切換信号入力部Ｆに設けられている図示せぬ操作スイッチが術者によって操作されると操作後の画像切換信号入力部Ｆの状態に応じて観察モードを通常観察モード又は特殊観察モードに切り換える。また、このシステムコントロール部３１は、上記ケーブルＣ２を介してプロセッサ装置２のシステムコントロール部２１と繋がれており、通常観察モードを示す第１切換信号、又は、特殊観察モードを示す第２切換信号を、プロセッサ装置２のシステムコントロール部２１へ出力する。なお、第１又は第２切換信号が入力されたプロセッサ装置２のシステムコントロール部２１は、第１切換信号が入力されたときには、光が出力されるように光源部２３を制御し、第２切換信号が入力されたときには、光の出力が停止されるように光源部２３を制御する。
【００３４】
さらに、このシステムコントロール部３１には、上記ケーブルＣ１が繋がれており、プロセッサ装置２のシステムコントロール部２１が生成する基準信号が、常時入力される。但し、このシステムコントロール部３１は、特殊観察モードのときのみ、この基準信号に従って画像処理部３２，光源部３３，及びドライバー回路３４を制御し、通常観察モードの時には、これらの制御を停止する。さらに、このシステムコントロール部３１は、ケーブルＣ５を介して、映像セレクター４と繋がれており、上述した第１又は第２切換信号をその映像セレクター４へも出力する。
【００３５】
また、システムコントロール部３１は、後述するプログラムが格納されたＲＯＭや、そのＲＯＭからプログラムを読み出して実行するＣＰＵや、ＣＰＵの作業領域が展開されるＲＡＭなどを備え、特殊観察モードにおいて、上記プログラムに従って、白色光源３３１に駆動信号を供給し、各回転シャッター３２０，３２５を回転させるモータ３２０ａ，３２５ａに駆動電流を供給するドライバー回路３４を制御すると共に、センサー３５及びアンプ３６に駆動電流を供給する。そして、アンプ３６から送信される後述する検出光信号を基に励起光の累積照射量を求め（判断部に相当）、シャッター３１ｂの駆動（開閉）を行うソレノイド３１ａに駆動電流を供給する（光量調整部に相当）。
【００３６】
システムコントロール部３１によって駆動電流を供給された白色光源３３１は、可視光成分及び励起光成分をともに含む白色光を放出する。放出された発散光は、回転放物面形のリフレクタ３３２によって反射されることにより、平行光に変換される。平行光に変換された光束のうち、約５００ｎｍ以上の波長帯域のみを有する光束は、ビームスプリッタ３３３を透過するとともに、約５００ｎｍ未満の波長帯域のみを有する光束は、ビームスプリッタ３３３によって直角に反射される。
【００３７】
ビームスプリッタ３３３を透過した約５００ｎｍ以上の光束は、参照光透過フィルター３３４によって、６３０ｎｍの波長帯域の光束のみを抽出された後、参照光反射ミラー３３６によって直角に反射され、参照光として参照光用回転シャッター３２０を通過する。そして、参照光は、参照光反射・励起光透過ミラー３３８によって直角に反射されることにより、集光レンズ３３９へ入射し、集光レンズ３３９によってプローブＰの基端面に集光される。
【００３８】
一方、ビームスプリッタ３３３によって直角に反射された約５００ｎｍ未満の光束は、励起光透過フィルタ３３５によって、３６５ｎｍを中心波長とする数ｎｍの波長帯域の光束（即ち、紫外光）のみを抽出された後、大部分の光束は分岐光学素子としての励起光部分反射ミラー３３７によって更に直角に反射される。
【００３９】
図３は、この励起光部分反射ミラー３３７の反射率を示す表である。従来の励起光反射ミラーの反射率を点線で示し、励起光部分反射ミラー３３７の反射率を実線で示す。従来の励起光反射ミラーに比べて、励起光部分反射ミラー３３７においては１〜１０％程度反射率が低下している。その結果、従来の励起光反射ミラーに比べて、励起光部分反射ミラー３３７においては、励起光の透過率がその倍程度に上がっている。励起光部分反射ミラー３３７を透過した光束は、検出光として、後述する受光素子であるセンサー３５によって受光される。なお、この励起光部分反射ミラー３３７及びセンサー３５が、本発明の受光手段に相当する。
【００４０】
図２に戻り、励起光部分反射ミラー３３７によって直角に反射された光束は、励起光として励起光用回転シャッター３２５を通過後、参照光反射・励起光透過ミラー３３８を透過して、集光レンズ３３９へ入射し、当該集光レンズ３３９によってプローブＰの基端面に集光される。また、集光レンズ３３９，プローブＰ間の光路上には、システムコントロール部３１に接続されたソレノイド３１ａによって駆動されるシャッター３１ｂが挿入され得るが、通常は、このシャッター３１ｂは、光路から退避した位置（図２において、実線で図示）にある。
【００４１】
参照光用回転シャッター３２０及び励起光用回転シャッター３２５は、ドライバー回路３４に接続されたモーター３２０ａ，３２５ａの駆動軸の先端にその中心を固定された円盤状のホイールであり、それらの偏心位置には頂角が１８０°以下の略扇形の開口３２０ｂ，３２５ｂが、一個だけ穿たれている。これら回転シャッター３２０，３２５は、モーター３２０ａ，３２５ａによって回転されることにより、参照光及び励起光の光路に開口３２０ｂ，３２５ｂを繰り返し挿入すると共に、開口３２０ｂ，３２５ｂ以外の部分により参照光及び励起光を遮蔽する。ドライバー回路３４がモーター３２０ａ，３２５ａを駆動して参照光及び励起光の光路上に開口３２０ｂ，３２５ｂを挿入するタイミングは、システムコントロール部３１によって基準信号に従って制御されている。
【００４２】
光源部３３は、上述したように、特殊観察モードのときのみシステムコントロール部３１によって制御され、通常観察モードのときには動作しない。そして、特殊観察モードのときには、光源部３３の両回転シャッター３２０，３２５は、基準信号によって示される各タイミングのうちの第１タイミングに合わせて、プローブＰの先端面に可視光を入射させ、第２タイミングに合わせて、プローブＰの基端面に紫外光を入射させる。なお、第３タイミングでは、両回転シャッター３２０，３２５は共に光を遮断する。従って、プローブＰの基端面には、可視光と紫外光とが交互に入射する。このプローブＰの先端面が、被検体である体腔壁に対向していると、この体腔壁には、プローブＰの先端面から射出された可視光及び紫外光が、交互に照射される。なお、照射された可視光は体腔壁の表面にて反射され、照射された紫外光は、体腔壁下の生体組織を励起させることによりそれらから蛍光を発せさせる。また、可視光又は紫外光が照射されていないときには、体腔壁は光を反射又は放出しない。そして、可視光を反射することによって形成される被検体の像と、蛍光を放出することによって形成される被検体の像と、光を反射又は放出していない暗黒なイメージは、撮像素子１５により、第１乃至第３タイミングに同期されながら、それぞれ画像信号（以下、便宜上、参照画像信号，蛍光画像信号，及び暗黒画像信号という）に順次変換される。各画像信号は、信号線１７を介してプロセッサ装置２の画像処理回路２２へ順に送信される。
【００４３】
ところで、通常観察モードでは、プロセッサ装置２のシステムコントロール部２１には、第１切換信号が入力されるので、その光源部２３からは各色の光が出力される。このとき、診断補助用装置３の光源部３３からは光が出力されない。このため、通常観察モードにあっては、プロセッサ装置２の画像処理回路２２には、上述したように、赤色画像信号，緑色画像信号，及び青色画像信号が順次送られてくるので、この画像処理回路２２は、これら各色画像信号に基づいて、カラー画像を示すＮＴＳＣ信号及びＲＧＢ信号を生成する。
【００４４】
これに対し、特殊観察モードでは、プロセッサ装置２のシステムコントロール部２１には、第２切換信号が入力されるので、その光源部２３からは、各色の光が出力されない。このとき、診断補助用装置３の光源部３３からは、可視光と紫外光が交互に出力される。このため、特殊観察モードにあっては、プロセッサ装置２の画像処理回路２２には、上述したように、参照画像信号，蛍光画像信号，及び暗黒画像信号が順次送られてくる。すると、参照画像信号，蛍光画像信号，及び暗黒画像信号は、画像処理回路２２によって、それぞれＲ成分画像データ，Ｇ成分画像データ，及びＢ成分画像データとして変換され、上記ケーブルＣ４を介して診断補助用装置３の画像処理部３２へ出力される。
【００４５】
画像処理部３２には、何れの観察モードにおいても、光源プロセッサ装置２の画像処理回路２２から、上記ケーブルＣ４を介してＲＧＢ信号が入力される。但し、この画像処理部３２は、特殊観察モードのときのみ、システムコントロール部３１によって制御され、通常観察モードのときには、動作しない。そして、特殊観察モードのときには、画像処理部３２は、プロセッサ装置２の画像処理回路２２から一組のＲＧＢ信号を受信する毎に、以下のような処理を行う。
【００４６】
即ち、画像処理回路は、まず、参照画像信号に基づくＲ成分画像データ（以下、「参照画像データ」という）と蛍光画像信号に基づくＧ成分画像データ（以下、「蛍光画像データ」という）とについて、それぞれ、全画素の値の中から最大値及び最小値を抽出する。次に、最大値をもつ画素の値を所定の最大階調値に変換するとともに最小値をもつ画素の値を所定の最低階調値に変換し、且つ、中間値をもつ他の画素の値を各々当てはまる階調値に変換することにより、参照画像データと蛍光画像データをそれぞれ規格化する。次に、規格化後の参照画像データと蛍光画像データとにおける互いに同じ座標にある画素同士の差分（参照画像データの画素値から蛍光画像データの画素値を差し引いて得られる差分）を、各座標についてとり、差分が所定の閾値以上である座標を特定し、特定された座標上における画素を特定色の画素に変換する（例えば、赤色に変換する時は、ＲＧＢ成分の各輝度値をＲ＝２５５，Ｇ＝０，Ｂ＝０とする）。また、それ以外の座標上における画素を、参照画像信号の輝度値と各ＲＧＢ成分の輝度値が同値である白黒（グレー）に設定することによって、特殊観察画像（白黒モノクロで表現された被検体上に患部と判断された箇所が例えば赤色にて示された画像）のカラー画像データを生成し、ＮＴＳＣ信号に変換する。なお、暗黒画像信号に基づく画像データは、実質的に輝度値を持たないため、ここでは用いられない。この画像処理部３２は、ケーブルＣ６を介して映像セレクター４と接続されており、このケーブルＣ６を介してＮＴＳＣ信号を映像セレクター４へ出力する。
【００４７】
ところで、励起光部分反射ミラー３３７を透過した光の光路上に設けられたセンサー３５によって受光された検出光は、受光量を示す電気信号（検出光信号）に変換され、当該センサー３５に接続されたアンプ３６において増幅される。アンプ３６から検出光信号を受け取ったシステムコントロール部３１は、検出光信号を基に検出光の光量を算出する。そして、システムコントロール部３１は、算出した光量の積分値がある一定の閾値を超えると、ソレノイド３１ａを駆動して、シャッター３１ｂを集光レンズ３３９とプローブＰとの間の光路上に挿入する（図２において、一点鎖線で図示）。この動作については、後述する。
【００４８】
＜映像セレクター＞
次に、映像セレクター４について、説明する。この映像セレクター４は、診断補助用装置３から上記ケーブルＣ５を介して第１切換信号を受信すると、通常観察モードであるとして、プロセッサ装置２から上記ケーブルＣ３を介して送られてくるＮＴＳＣ信号をモニターＭに出力し、モニターＭにカラーの通常観察画像を表示させる。一方、映像セレクター４は、診断補助用装置３から上記ケーブルＣ５を介して第２切換信号を受信すると、診断補助用装置３から上記ケーブルＣ６を介して送られてくるＮＴＳＣ信号をモニターＭに出力し、モニターＭに特殊観察画像を表示させる。
【００４９】
＜実施形態の動作＞
次に、上記のような構成を持つ診断補助用装置を含む電子内視鏡システムの動作について、説明する。術者は、画像切換信号入力部Ｆの図示せぬスイッチを操作して、観察モードを通常観察モードに切り換える。そして、鉗子チャネルとしての細管１３にプローブＰを挿入しないで、電子内視鏡１の挿入部を体腔内に挿入し、その先端部を観察対象となる部位に対向させる。すると、モニターＭには、電子内視鏡１の先端部が対向した領域がカラー画像である通常観察画像として表示される。術者は、この通常観察画像を見て、被検体の状態を観察することができる。
【００５０】
さらに、術者は、通常観察画像の観察を通じて選択した部位に対して、診断補助用装置３を利用した観察を行う。具体的には、術者は、診断補助用装置３のプローブの先端を、電子内視鏡１の鉗子口１ｄから細管１３内へ挿入し、電子内視鏡１の先端側の鉗子口１ｃから突出させる。そして、術者は、画像切換信号入力部Ｆの図示せぬスイッチを操作して、観察モードを特殊観察モードへ切り換える。すると、プローブＰの先端から可視光と励起光が交互に射出され、電子内視鏡１の先端に対向する体腔壁が、電子内視鏡１により、可視光により照明された状態と蛍光を発した状態とで、交互に撮影される。その結果、特殊観察モードにあるプロセッサ装置２の信号処理回路２２からは、ＲＧＢ映像信号が、診断補助用装置３の画像処理部３２へ出力される。この画像処理部３２は、ＲＧＢ映像信号から夫々抽出された参照画像データ及び蛍光画像データに基づいて特殊観察画像を生成する。特殊観察モードを示す信号を受けている映像セレクター４は、このような特殊観察画像を示すＮＴＳＣ映像信号を、画像処理部３２から受信してモニターＭに出力するので、特殊観察モードでは、モニターＭには、特殊観察画像が映し出される。
【００５１】
なお、特殊観察モードにおいて、診断補助用装置３の白色光源３３１から発した白色光のうちの励起光成分のうちの一部は、励起光部分反射ミラー３３７を透過し、センサー３５，及びアンプ３６において検出，増幅され、検出光信号としてシステムコントロール部３１に送信される。システムコントロール部３１は、受け取った検出光信号を基に、検出光の量（換言すると、体腔内に照射された励起光の量）を算出し、その量がある一定の閾値δを超えると、ソレノイド３１ａを駆動して、シャッター３１ｂを集光レンズ３３９，プローブＰ間の光路上に挿入することによって、体腔内に照射される励起光及び参照光を遮断する。それと同時に、診断補助用装置３のシステムコントロール部３１は、ケーブルＣ２を介して、プロセッサ装置２のシステムコントロール部２１に画像切換信号を送り、観察モードを特殊観察モードから、通常観察モードへと切り換え、モニターＭに通常観察画像を表示させる。
【００５２】
このときシステムコントロール部３１は、以下に述べる処理を実行している。
即ち、システムコントロール部３１のＣＰＵは、画像切換信号入力部Ｆを介して、観察モードが通常観察モードから特殊観察モードに切り換えられ、モニターＭに特殊観察画像が表示されると、ＲＯＭからプログラムを読み出して図４に示す処理の実行を開始する。
【００５３】
処理開始後、ＣＰＵは、センサー３５，アンプ３６への電流供給をＯＮにするとともに、シャッター３１ｂが集光レンズ３３９，プローブＰ間の光路上にあれば（即ち、シャッターが閉じている場合は）、ソレノイド３１ａを駆動してシャッター３１ｂを退避位置（図２において、実線で図示）に移動する（Ｓ０１）。
【００５４】
続いて、ＣＰＵは、Ｓ０２及びＳ０３のループ処理を一定周期で繰り返す。このループに入って最初のＳ０２は、ＣＰＵは、シャッター３１ｂを退避位置に配置したまま（即ち、シャッター３１ｂを開いたまま）、アンプ３６から受信した検出光信号によって示される受光量を変数「光量」に加算する。次のＳ０３では、ＣＰＵは、変数「光量」が所定の値（閾値δ）を上回ったか否かをチェックし、未だ前者が後者以下であれば処理をＳ０２に戻す。このようにして、ＣＰＵは、ＣＰＵが処理を開始してからセンサー３５が得た検出光の累積光量（換言すると、体腔内に照射された励起光の累積光量）が閾値δを上回るのを待つ。
【００５５】
以上のループ処理を繰り返した結果、変数「光量」が閾値δを上回った場合、ＣＰＵは、その処理をＳ０４へと進める。Ｓ０４では、ＣＰＵは、ソレノイド３１ａを駆動してシャッター３２ｂを退避位置から集光レンズ３３９，及びプローブＰ間の光路内へと挿入するとともに、観察モードを特殊観察モードから、通常観察モードへと切り換え、プロセッサ装置２のシステムコントロール部２１及び映像セレクター４に画像切換信号を送り、モニターＭに通常観察画像を表示させる。その後、所定の時間が経過すると、システムコントロール部３１は、ソレノイド３１ａを駆動して、シャッター３１ｂを退避位置へと移動する。
【００５６】
なお、システムコントロール部３１のＣＰＵは、Ｓ０２において、実際の累積光量を示す単位の値を算出してもよいし、センサー３５に検出光が照射された累積時間又はその時間に対応したカウンタ値を算出してもよい。ＣＰＵは、これらの場合も、上述したのと同様に、Ｓ０３において算出結果が閾値δを上回った場合、その処理をＳ０４へと進める。
【００５７】
その後の通常観察モードから特殊観察モードへの切り換えは、一定時間経過後に術者が画像切換信号入力部Ｆを操作することによって行われるようにシステムコントロール部３１が設定されていても良いし、一定時間経過後に自動的に特殊観察モードへと切り換わるように、システムコントロール部３１のプログラムが設定されていても良い。
【００５８】
＜まとめ＞
上述したように、本実施形態の励起光光源装置によれば、生体内に照射する励起光がある一定の量を超えると、自動的に励起光の照射が中断されるので、生体組織への過度の励起光照射を防止することができる。また、励起光照射を中断するとほぼ同時に観察モードが自動的に特殊観察モードから通常観察モードへと切り換わり、その後の観察モードの切換も簡単にできるので、術者に煩わしさを感じさせること無く、安全に被検体に対して処置を行うことができる。
【００５９】
なお、本実施形態において画像信号切換入力部Ｆは、フットスイッチであってもよいし、操作パネル上に設けられたスイッチ等の機構であっても良い。
【００６０】
また、本実施形態において用いられる光量調整手段は、上述したようなシャッターであってもよいし、白色光源３３１のオンオフ機構であってもよい。
【００６１】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、紫外光を励起光として用いる励起光光源装置において、生体組織への過度の励起光照射が防止され、生体に悪影響を及ぼすことを避けることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における内視鏡システムの内部の概略的な構成
【図２】本発明の診断補助用装置内の光源部周辺の概略的な構成図
【図３】本発明における励起光部分反射ミラーの反射率を示す図
【図４】本発明の診断補助用装置内のシステムコントロール部にて実行される処理の内容を示すフローチャート
【図５】従来の診断補助用装置内の光源部の概略的な構成図
【符号の説明】
１      電子内視鏡
１３      細管（鉗子チャネル）
３      診断補助用装置
３１      システムコントロール部
３１ａ      ソレノイド
３１ｂ      シャッター
３３      光源部
３５      センサー
３６      アンプ
【図１】
2004194821.tif 000003
【図２】
2004194821.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004194821.tif 000006
【図５】
2004194821.tif 000007