(57)【要約】【課題】生体組織に対して行う処置に費やされる時間を、従来に比べて短縮し得る撮像システムを提供する。【解決手段】本発明の撮像システムは、各々が異なる波長帯域を有する複数の照明光を生体組織に対して出射可能な照明手段と、前記複数の照明光により各々照明された前記生体組織の像を撮像する撮像手段と、複数の前記生体組織の像に応じた複数の画像の輝度値を検出するとともに、該複数の画像各々における、所定の生体組織の像と、該所定の生体組織以外の像との輝度値の差を比較する輝度値比較手段と、前記複数の画像のうち、前記輝度値の差が最も大きい一の画像を抽出する画像抽出手段と、前記各々が異なる波長帯域を有する複数の照明光のうち、前記輝度値の差が前記一の画像と同様となる画像を得ることを可能とする、一の波長帯域を有する一の照明光を選択する照明選択手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１０００ｎｍ以上の波長帯域において、各々が異なる波長帯域を有する複数の照明光を生体組織に対して出射可能な照明手段と、
少なくとも１０００ｎｍ以上の波長帯域において感度を有し、前記複数の照明光により各々照明された前記生体組織の像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された複数の前記生体組織の像に応じた複数の画像の輝度値を検出するとともに、該検出結果に基づき、該複数の画像各々における、所定の生体組織の像と、該所定の生体組織以外の像との輝度値の差を比較する輝度値比較手段と、
前記複数の画像のうち、前記輝度値の差が最も大きい一の画像を抽出する画像抽出手段と、
前記一の画像に関する情報に基づき、前記各々が異なる波長帯域を有する複数の照明光のうち、前記輝度値の差が前記一の画像と同様となる画像を得ることを可能とする、一の波長帯域を有する一の照明光を選択する照明選択手段と、
を有することを特徴とする撮像システム。
【請求項２】
前記所定の生体組織は、血管であることを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項３】
前記複数の照明光は、前記所定の生体組織の光透過率が脂肪の光透過率以下となる波長を少なくとも有する光であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像システム。
【請求項４】
前記照明手段は、１４００ｎｍから１５００ｎｍまでの波長帯域を有する照明光を出射可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の撮像システム。
【請求項５】
前記照明手段は、１９００ｎｍから２０００ｎｍまでの波長帯域を有する照明光を出射可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像システムに関し、特に、血管走行の状態を得ることのできる撮像システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、血管及び血液等の光吸収特性に応じた波長帯域を有する赤外光を生体組織に対して照射することにより、該生体組織内部に関する情報として、例えば、血液中のヘモグロビン数、血管走行の状態等を得ることのできる機器が提案されている。
【０００３】
そして、前述したような生体組織内部に関する情報を得ることのできる機器として、例えば、特許文献１に提案されている血管可視化方法がある。
【０００４】
特許文献１に提案されている血管可視化方法は、所望の観察部位に存在する生体組織に対して出射された、ヘモグロビンの吸光スペクトルに基づく所定の帯域を有する照明光の反射光のうち、該生体組織表面において反射した反射光を遮光装置により排除しつつ、該生体組織直下の血管まで到達してから反射した反射光をＣＣＤ（電荷結合素子）により受光することにより、該生体組織内部に関する情報としての、血管走行の状態を得ることを可能としている。
【特許文献１】特開２００４−２３７０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、例えば、脂肪に覆われている血管の血管走行の状態を得るために、所望の観察部位に存在する生体組織に対し、ヘモグロビンの吸光スペクトルに基づく所定の帯域を有する照明光が出射された場合、該脂肪において反射する反射光の量が相対的に多くなり、かつ、該血管まで到達してから反射した反射光の量が相対的に少なくなることにより、該血管の血管走行の状態を得ることが困難となる。
【０００６】
そのため、ユーザは、特許文献１に提案されている血管可視化方法を用い、所望の観察部位に存在する生体組織内部の、脂肪に覆われている血管の血管走行の状態を得ようとする場合、該血管周辺の脂肪除去等の作業を行わなければ、該血管の血管走行の状態を十分に得ることができない。その結果、特許文献１に提案されている血管可視化方法においては、生体組織に対して行う処置に費やされる時間が長時間化してしまうという課題が生じている。
【０００７】
本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、生体組織に対して行う処置に費やされる時間を、従来に比べて短縮し得る撮像システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明における第１の撮像システムは、少なくとも１０００ｎｍ以上の波長帯域において、各々が異なる波長帯域を有する複数の照明光を生体組織に対して出射可能な照明手段と、少なくとも１０００ｎｍ以上の波長帯域において感度を有し、前記複数の照明光により各々照明された前記生体組織の像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された複数の前記生体組織の像に応じた複数の画像の輝度値を検出するとともに、該検出結果に基づき、該複数の画像各々における、所定の生体組織の像と、該所定の生体組織以外の像との輝度値の差を比較する輝度値比較手段と、前記複数の画像のうち、前記輝度値の差が最も大きい一の画像を抽出する画像抽出手段と、前記一の画像に関する情報に基づき、前記各々が異なる波長帯域を有する複数の照明光のうち、前記輝度値の差が前記一の画像と同様となる画像を得ることを可能とする、一の波長帯域を有する一の照明光を選択する照明選択手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明における第２の撮像システムは、前記第１の撮像システムにおいて、前記所定の生体組織は、血管であることを特徴とする。
【００１０】
本発明における第３の撮像システムは、前記第１または前記第２の撮像システムにおいて、前記複数の照明光は、前記所定の生体組織の光透過率が脂肪の光透過率以下となる波長を少なくとも有する光であることを特徴とする。
【００１１】
本発明における第４の撮像システムは、前記第１乃至前記第３の撮像システムにおいて、前記照明手段は、１４００ｎｍから１５００ｎｍまでの波長帯域を有する照明光を出射可能であることを特徴とする。
【００１２】
本発明における第５の撮像システムは、前記第１乃至前記第３の撮像システムにおいて、前記照明手段は、１９００ｎｍから２０００ｎｍまでの波長帯域を有する照明光を出射可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明における撮像システムによると、生体組織に対して行う処置に費やされる時間が、従来に比べて短縮され得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１から図１３は、本発明の実施形態に係るものである。図１は、本実施形態に係る撮像システムの要部の構成の一例を示す図である。図２は、図１の照明ユニット及び内視鏡本体の先端側の構成を示す斜視図である。図３は、図１の照明ユニットが有する照明部の構成を示す正面図である。図４は、生体組織における血管及び脂肪の透過率特性を示す図である。図５は、図１の撮像システムにおいて、スライド検出スイッチがオン状態になった場合の一例を示す図である。図６は、図１の撮像システムにおいて、カメラコントロールユニット（以降、ＣＣＵと記す）内部の構成を示すブロック図である。図７は、図１の撮像システムを用いて血管走行の状態を得る場合の、照明光及び反射光の光路を示す模式図である。図８は、図１の撮像システムを用いて血管走行の状態を得る場合に、第１の照明光により照明された生体組織及び血管の像を示す模式図である。図９は、図１の撮像システムを用いて血管走行の状態を得る場合に、第２の照明光により照明された生体組織及び血管の像を示す模式図。図１０は、図１の撮像システムを用いて血管走行の状態を得る場合に、第３の照明光により照明された生体組織及び血管の像を示す模式図である。図１１は、図８に示す生体組織及び血管の像の画像における、輝度値の検出結果の一例を示す図である。図１２は、図９に示す生体組織及び血管の像の画像における、輝度値の検出結果の一例を示す図である。図１３は、図１０に示す生体組織及び血管の像の画像における、輝度値の検出結果の一例を示す図である。
【００１５】
撮像システム１は、図１に示すように、被写体としての生体組織１０１の像を撮像し、撮像した生体組織１０１の像を撮像信号として出力する内視鏡２と、内視鏡２から出力される撮像信号に対して画像処理を行い、該画像処理を行った後の撮像信号を映像信号として出力するＣＣＵ３と、ＣＣＵ３から出力されるアナログ映像信号に基づき、生体組織１０１の像を画像表示するモニタ４とを要部として有して構成されている。
【００１６】
また、内視鏡２は、ＣＣＵ３から出力される駆動信号に基づいて駆動するとともに、少なくとも赤外領域の帯域を含む照明光を生体組織１０１に対して出射する照明ユニット５と、照明ユニット５により照明された生体組織１０１の像を結像及び撮像し、撮像信号として出力する内視鏡本体６と、内視鏡本体６の着脱が可能であるアダプタ７とを有して構成されている。
【００１７】
照明手段としての機能を有する照明ユニット５は、図１に示すように、内視鏡本体６の挿入部６１を形成する外装管の外周面に嵌合してスライド自在となる筒体状のスライド部５１と、スライド部５１の先端側から延出された支持棒５２と、支持棒５２の先端側に一体的に固定されて設けられた円環状の照明部５３と、スライド部５１及び支持棒５２の内部を挿通して設けられ、ＣＣＵ３から出力される駆動信号を照明部５３に対して伝送する信号線５４とを有している。
【００１８】
なお、より具体的には、スライド部５１、支持棒５２及び照明部５３は、例えば、図２に示されるような構成を各々有している。スライド部５１は、内視鏡本体６が有する対物レンズ６３の、図２に示す光軸Ｏ方向にスライド可能な構成を有している。また、照明部５３の円環形状部分の内径は、挿入部６１の先端部６１ａの外径に比べて大きくなるように構成されている。そのため、照明部５３の円環形状部分の内側には、挿入部６１の先端部６１ａを通すことができる。
【００１９】
照明部５３は、図１に示すように、信号線５４を介してＣＣＵ３から出力される駆動信号に基づき、駆動状態または停止状態のいずれかの状態になる。また、照明部５３は、例えば、図３に示すように、所定の波長帯域として、少なくとも１０００ｎｍ以上の波長帯域を有する照明光を前記駆動状態において各々出射する、ＬＥＤ５３ａ、５３ｂ及び５３ｃを有して構成されている。なお、本実施形態において、照明部５３は、図３に示すように、ＬＥＤ５３ａ、５３ｂ及び５３ｃを各々３個ずつ有するものとする。
【００２０】
ＬＥＤ５３ａ、５３ｂ及び５３ｃは、脂肪の光透過率が血管の光透過率より大きくなる波長を少なくとも含む、各々異なる波長帯域の照明光を出射する。具体的には、ＬＥＤ５３ａから出射される第１の照明光、ＬＥＤ５３ｂから出射される第２の照明光、及びＬＥＤ５３ｃから出射される第３の照明光は、例えば、図４中の符号Ａにより示される１０００ｎｍから１６００ｎｍまでの波長帯域に含まれる各波長、または、図４中の符号Ｂにより示される１８５０ｎｍから２２００ｎｍまでの波長帯域に含まれる各波長のうち、少なくともいずれか一の波長を含むとともに、各々が異なる波長帯域を有している。なお、本実施形態においては、前記第１の照明光が有する波長帯域の中心波長をλ１、前記第２の照明光が有する波長帯域の中心波長をλ２、及び前記第３の照明光が有する波長帯域の中心波長をλ３とした場合、λ１＜λ２＜λ３の関係が成り立つものであるとする。
【００２１】
さらに、図１に示すように、スライド部５１の凸部５１ａは、例えば、アダプタ７の筒体部７１の内側に配置されている。そして、スライド部５１の凸部５１ａと、筒体部７１の内周面とに挟まれる空間に、コイルばね７２が配置されている。そして、照明ユニット５は、コイルばね７２により、挿入部６１の前方側に付勢されるようにしている。なお、コイルばね７２の両端が当接する筒体部７１の前端部７１ａには、スライド部５１の凸部５１ａと係合するように、抜け止め用の凸部が形成されている。
【００２２】
また、スライド部５１の後端側には、スライド部５１をスライド操作するためのスライドレバー５５が設けられている。このような構成により、例えば、スライドレバー５５が図１に示す矢印の方向に操作された場合、照明ユニット５が挿入部６１の軸方向側にスライド移動する。
【００２３】
また、アダプタ７は、スライド部５１のスライド状態を検出するための、スライド検出スイッチ７３を有している。
【００２４】
スライド検出スイッチ７３は、アダプタ７の筒体部７１の内側に配置されるとともに、例えば、図１に示すように、スライド部５１の後端部５１ｂにより押圧されていない場合にはオフ状態になるとともに、図５に示すように、スライド部５１の後端部５１ｂにより押圧されている場合にはオン状態になる。そして、スライド検出スイッチ７３は、自身の状態が前記オフ状態または前記オン状態のいずれの状態であるかを示すためのスイッチ状態信号を、ＣＣＵ３に対して出力する。
【００２５】
内視鏡本体６は、体腔内に挿入可能な形状及び寸法により構成された、硬質な挿入部６１と、挿入部６１の先端部６１ａに配置された透明フード６２と、透明フード６２を通過した生体組織１０１の像を集光及び結像する対物レンズ６３と、対物レンズ６３により結像された生体組織１０１の像を撮像し、撮像信号として出力する撮像素子６４とを有して構成されている。また、挿入部６１は、内視鏡本体後端部６１ｂにおいて、アダプタ７の筒体部７１と着脱自在に構成されている。
【００２６】
撮像手段としての機能を有する撮像素子６４は、少なくとも１０００ｎｍ以上の波長帯域において感度を有する、例えば、ＩｎＡｓ等の半導体検出素子（光起電力型半導体検出素子）により形成されている。
【００２７】
ＣＣＵ３は、ＬＥＤ駆動回路３１と、信号処理回路３２と、アダプタ７の撮像素子７４を駆動するための電源を供給する撮像素子駆動回路３３とを有して構成されている。そして、ＣＣＵ３が有するＬＥＤ駆動回路３１及び信号処理回路３２は、例えば、図６に示すような構成を有している。
【００２８】
ＬＥＤ駆動回路３１は、図６に示すように、状態検出回路３１ａと、照明制御回路３１ｂと、ＬＥＤドライバ３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅとを有して構成されている。
【００２９】
状態検出回路３１ａは、アダプタ７のスライド検出スイッチ７３から出力されるスイッチ状態信号に基づいてスライド検出スイッチ７３の状態を検出し、該検出結果を状態検出信号として信号処理回路３２に対して出力する。
【００３０】
照明制御回路３１ｂは、信号処理回路３２から出力されるコントラスト制御信号に基づき、ＬＥＤドライバ３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅの動作状態を制御するためのドライバ制御信号を、ＬＥＤドライバ３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅに対して各々出力する。また、照明制御回路３１ｂは、前記ドライバ制御信号を出力したタイミングと略同じタイミングにおいて、ＬＥＤドライバ３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅのうち、前記ドライバ制御信号を出力することによりオン状態としたＬＥＤドライバを示すためのドライバ駆動状態信号を信号処理回路３２に対して出力する。
【００３１】
ＬＥＤドライバ３１ｃは、照明制御回路３１ｂから出力されるドライバ制御信号に基づき、照明部５３に設けられたＬＥＤ５３ａに対して駆動信号を出力する。そして、ＬＥＤ５３ａは、前記駆動信号により停止状態から駆動状態へと移行し、該駆動状態において、第１の照明光を生体組織１０１に対して出射する。
【００３２】
ＬＥＤドライバ３１ｄは、照明制御回路３１ｂから出力されるドライバ制御信号に基づき、照明部５３に設けられたＬＥＤ５３ｂに対して駆動信号を出力する。そして、ＬＥＤ５３ｂは、前記駆動信号により停止状態から駆動状態へと移行し、該駆動状態において、第２の照明光を生体組織１０１に対して出射する。
【００３３】
ＬＥＤドライバ３１ｅは、照明制御回路３１ｂから出力されるドライバ制御信号に基づき、照明部５３に設けられたＬＥＤ５３ｃに対して駆動信号を出力する。そして、ＬＥＤ５３ｃは、前記駆動信号により停止状態から駆動状態へと移行し、該駆動状態において、第３の照明光を生体組織１０１に対して出射する。
【００３４】
信号処理回路３２は、図６に示すように、内視鏡２から出力される撮像信号に対してノイズ除去等の処理を行うプロセス回路３２ａと、プロセス回路３２ａから出力される撮像信号をデジタル画像信号に変換するＡ／Ｄコンバータ３２ｂと、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂから出力されるデジタル画像信号に対して画像処理を行うデジタル画像処理回路３２ｃと、セレクタ３２ｄと、タイミング制御回路３２ｅとを有して構成されている。
【００３５】
さらに、信号処理回路３２は、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈと、コントラスト制御回路３２ｉと、輝度比較回路３２ｊと、画像合成回路３２ｋと、Ｄ／Ａコンバータ３２ｌとを有して構成されている。
【００３６】
タイミング制御回路３２ｅは、照明制御回路３１ｂから出力されるドライバ駆動状態信号に基づき、プロセス回路３２ａ、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂ、デジタル画像処理回路３２ｃ及びセレクタ３２ｄの各部の処理タイミングを設定するためのタイミング信号を出力する。具体的には、タイミング制御回路３２ｅは、照明制御回路３１ｂから出力されるドライバ駆動状態信号に基づき、ＬＥＤドライバ３１ｃが駆動したことを検出すると、前記各部に対して第１のタイミング信号を出力する。また、タイミング制御回路３２ｅは、照明制御回路３１ｂから出力されるドライバ駆動状態信号に基づき、ＬＥＤドライバ３１ｄが駆動したことを検出すると、前記各部に対して第２のタイミング信号を出力する。また、タイミング制御回路３２ｅは、照明制御回路３１ｂから出力されるドライバ駆動状態信号に基づき、ＬＥＤドライバ３１ｅが駆動したことを検出すると、前記各部に対して第３のタイミング信号を出力する。
【００３７】
セレクタ３２ｄは、タイミング制御回路３２ｅから出力されるタイミング信号に基づき、デジタル画像処理回路３２ｃから出力されるデジタル画像信号を、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈのうち、いずれか一のメモリに対して出力する。具体的には、セレクタ３２ｄは、タイミング制御回路３２ｅから出力される第１のタイミング信号に基づき、デジタル画像処理回路３２ｃから出力されるデジタル画像信号をメモリ３２ｆに対して出力する。また、セレクタ３２ｄは、タイミング制御回路３２ｅから出力される第２のタイミング信号に基づき、デジタル画像処理回路３２ｃから出力されるデジタル画像信号をメモリ３２ｇに対して出力する。さらに、セレクタ３２ｄは、タイミング制御回路３２ｅから出力される第３のタイミング信号に基づき、デジタル画像処理回路３２ｃから出力されるデジタル画像信号をメモリ３２ｈに対して出力する。
【００３８】
メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈは、セレクタ３２ｄから出力されるデジタル画像信号を一時的に記憶するとともに、該デジタル画像信号を、輝度比較回路３２ｊの読み込みタイミングに基づく略同一のタイミングにおいて、輝度比較回路３２ｊに対して出力する。
【００３９】
コントラスト制御回路３２ｉは、状態検出回路３１ａから出力される状態検出信号及び輝度比較回路３２ｊから出力される輝度値比較情報信号に基づき、照明制御回路３１ｂ及び輝度比較回路３２ｊの各部を制御するための、コントラスト制御信号を該各部に対して出力する。
【００４０】
輝度比較回路３２ｊは、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈの各メモリから読み込んだ各デジタル画像信号と、コントラスト制御回路３２ｉから出力されるコントラスト制御信号とに基づき、該各デジタル画像信号に応じた各画像におけるコントラストの比較処理を行う。そして、輝度比較回路３２ｊは、前記比較処理における比較結果に基づいて得られた情報を、輝度値比較情報信号としてコントラスト制御回路３２ｉに対して出力する。また、輝度比較回路３２ｊは、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈの各メモリから出力される各デジタル画像信号のうち、前記比較結果に応じたデジタル画像信号を画像合成回路３２ｋに対して出力する。
【００４１】
画像合成回路３２ｋは、輝度比較回路３２ｊから出力される各デジタル画像信号をデジタル映像信号に変換し、該デジタル映像信号をＤ／Ａコンバータ３２ｌに対して出力する。
【００４２】
Ｄ／Ａコンバータ３２ｌは、画像合成回路３２ｋから出力されるデジタル映像信号をアナログ映像信号に変換し、該アナログ映像信号をモニタ４に対して出力する。
【００４３】
次に、撮像システム１の作用について説明を行う。
【００４４】
まず、ユーザは、例えば、図１に示すように、スライド部５１の後端部５１ｂによりスライド検出スイッチ７３が押圧されていない状態としつつ、体腔内の所望の観察部位に存在する生体組織１０１付近まで照明ユニット５及び挿入部６１を挿入してゆく。その後、ユーザは、照明ユニット５の照明部５３を生体組織１０１に押し当てて接触させる。
【００４５】
スライド検出スイッチ７３は、スライド部５１の後端部５１ｂにより押圧されていないことにより、オフ状態となっていることを示すためのスイッチ状態信号をＣＣＵ３に対して出力する。
【００４６】
状態検出回路３１ａは、アダプタ７のスライド検出スイッチ７３から出力されるスイッチ状態信号に基づき、スライド検出スイッチ７３がオフ状態であることを示すための状態検出信号を信号処理回路３２に対して出力する。
【００４７】
コントラスト制御回路３２ｉは、状態検出回路３１ａから出力される状態検出信号に基づき、スライド検出スイッチ７３がオフ状態であることを検出すると、該オフ状態に応じたコントラスト制御信号を照明制御回路３１ｂ及び輝度比較回路３２ｊに対して出力する。
【００４８】
照明制御回路３１ｂは、コントラスト制御回路３２ｉから出力されるコントラスト制御信号に基づき、例えば、パルス状のドライバ制御信号を、ＬＥＤドライバ３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅの各ドライバに対して順次かつ連続的に出力することにより、該各ドライバを間欠駆動させる。また、照明制御回路３１ｂは、前記パルス状のドライバ制御信号を出力したタイミングと略同じタイミングにおいて、ＬＥＤドライバ３１ｃ、３１ｄ及び３１ｅのうち、前記パルス状のドライバ制御信号を出力することによりオン状態としたＬＥＤドライバを示すためのドライバ駆動状態信号を信号処理回路３２に対して出力する。
【００４９】
ＬＥＤドライバ３１ｃは、照明制御回路３１ｂから出力されるドライバ制御信号に基づき、該ドライバ制御信号が入力したタイミングと略同一のタイミングにおいて、照明部５３に設けられたＬＥＤ５３ａに対して駆動信号を出力する。
【００５０】
ＬＥＤ５３ａは、前記駆動信号により停止状態から駆動状態へと移行し、該駆動状態において、第１の照明光を生体組織１０１に対して出射する。そして、第１の照明光により照明された生体組織１０１の像は、透明フード６２を通過した後、対物レンズ６３において結像され、撮像素子６４により各々撮像された後、撮像信号としてＣＣＵ３のプロセス回路３２ａに入力される。
【００５１】
ＬＥＤドライバ３１ｄは、照明制御回路３１ｂから出力されるドライバ制御信号に基づき、該ドライバ制御信号が入力したタイミングと略同一のタイミングにおいて、照明部５３に設けられたＬＥＤ５３ｂに対して駆動信号を出力する。
【００５２】
ＬＥＤ５３ｂは、前記駆動信号により停止状態から駆動状態へと移行し、該駆動状態において、第２の照明光を生体組織１０１に対して出射する。そして、第２の照明光により照明された生体組織１０１の像は、透明フード６２を通過した後、対物レンズ６３において結像され、撮像素子６４により各々撮像された後、撮像信号としてＣＣＵ３のプロセス回路３２ａに入力される。
【００５３】
ＬＥＤドライバ３１ｅは、照明制御回路３１ｂから出力されるドライバ制御信号に基づき、該ドライバ制御信号が入力したタイミングと略同一のタイミングにおいて、照明部５３に設けられたＬＥＤ５３ｃに対して駆動信号を出力する。
【００５４】
そして、ＬＥＤ５３ｃは、前記駆動信号により停止状態から駆動状態へと移行し、該駆動状態において、第３の照明光を生体組織１０１に対して出射する。そして、第３の照明光により照明された生体組織１０１の像は、透明フード６２を通過した後、対物レンズ６３において結像され、撮像素子６４により各々撮像された後、撮像信号としてＣＣＵ３のプロセス回路３２ａに入力される。
【００５５】
第１の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、タイミング制御回路３２ｅから出力される第１のタイミング信号に基づくタイミングにおいて、プロセス回路３２ａ、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂ、デジタル画像処理回路３２ｃ及びセレクタ３２ｄの各部において処理が施される。そして、前記各部における処理が施された、第１の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、デジタル画像信号に変換された状態として、セレクタ３２ｄにより、メモリ３２ｆに対して出力される。
【００５６】
また、第２の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、タイミング制御回路３２ｅから出力される第２のタイミング信号に基づくタイミングにおいて、プロセス回路３２ａ、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂ、デジタル画像処理回路３２ｃ及びセレクタ３２ｄの各部において処理が施される。そして、前記各部における処理が施された、第２の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、デジタル画像信号に変換された状態として、セレクタ３２ｄにより、メモリ３２ｇに対して出力される。
【００５７】
さらに、第３の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、タイミング制御回路３２ｅから出力される第３のタイミング信号に基づくタイミングにおいて、プロセス回路３２ａ、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂ、デジタル画像処理回路３２ｃ及びセレクタ３２ｄの各部において処理が施される。そして、前記各部における処理が施された、第１の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、デジタル画像信号に変換された状態として、セレクタ３２ｄにより、メモリ３２ｈに対して出力される。
【００５８】
輝度比較回路３２ｊは、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈの各メモリから読み込んだ各デジタル画像信号と、コントラスト制御回路３２ｉから出力されるコントラスト制御信号とに基づき、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈの各メモリから読み込んだ各デジタル画像信号に対するコントラストの比較処理を行わず、該各デジタル画像信号をスルーして出力する。
【００５９】
画像合成回路３２ｋは、輝度比較回路３２ｊから出力される各デジタル画像信号に基づく各画像を合成してデジタル映像信号に変換し、該デジタル映像信号をＤ／Ａコンバータ３２ｌに対して出力する。
【００６０】
Ｄ／Ａコンバータ３２ｌは、画像合成回路３２ｋから出力されるデジタル映像信号をアナログ映像信号に変換し、該アナログ映像信号をモニタ４に対して出力する。
【００６１】
以上までに述べた作用により、モニタ４には、第１の照明光により照明された生体組織１０１の像と、第２の照明光により照明された生体組織１０１の像と、第３の照明光により照明された生体組織１０１の像とが合成された画像が表示される。
【００６２】
さらに、ユーザは、生体組織１０１表面における、血管走行の状態を得る対象となる血管１０３が存在する箇所に照明ユニット５及び挿入部６１が到達すると、照明ユニット５の照明部５３に加え、挿入部６１の先端部６１ａを生体組織１０１に押し当てて接触させる。このような操作を行うことにより、ユーザは、照明部５３が有する各ＬＥＤ及び内視鏡本体６の透明フード６２を、生体組織１０１の表面に対して、例えば、図７に示すような位置に配置する。なお、図７においては、説明の簡単のため、ＬＥＤ５３ａ、５３ｂ及び５３ｃのうち、いずれか一の種類のＬＥＤをＬＥＤ５３ｉとして示すものであるとする。また、図７に示す状態は、スライド部５１の後端部５１ｂによりスライド検出スイッチ７３が押圧される直前の状態であるとする。
【００６３】
図７におけるＬＥＤ５３ｉをＬＥＤ５３ａとした場合、ＬＥＤ５３ａから出射された第１の照明光の多くは、例えば、図７の一点鎖線に示すような光路を有する、生体組織１０１の表層近傍に存在する脂肪１０２において反射した反射光となる。そして、前記反射光に基づく、第１の照明光により照明された生体組織１０１及び血管１０３の像は、透明フード６２を通過した後、対物レンズ６３において結像され、撮像素子６４により各々撮像された後、撮像信号としてＣＣＵ３のプロセス回路３２ａに入力される。
【００６４】
図７におけるＬＥＤ５３ｉをＬＥＤ５３ｂとした場合、ＬＥＤ５３ｂから出射された第２の照明光の多くは、例えば、図７の二点鎖線に示すような光路を有する、生体組織１０１の中層に存在する脂肪１０２において反射した反射光となる。そして、前記反射光に基づく、第２の照明光により照明された生体組織１０１及び血管１０３の像は、透明フード６２を通過した後、対物レンズ６３において結像され、撮像素子６４により各々撮像された後、撮像信号としてＣＣＵ３のプロセス回路３２ａに入力される。
【００６５】
図７におけるＬＥＤ５３ｉをＬＥＤ５３ｃとした場合、ＬＥＤ５３ｃから出射された第３の照明光の多くは、例えば、図７の点線に示すような光路を有する、生体組織１０１の深層に存在する血管１０３において反射した反射光となる。そして、前記反射光に基づく、第３の照明光により照明された生体組織１０１及び血管１０３の像は、透明フード６２を通過した後、対物レンズ６３において結像され、撮像素子６４により各々撮像された後、撮像信号としてＣＣＵ３のプロセス回路３２ａに入力される。
【００６６】
第１の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、タイミング制御回路３２ｅから出力される第１のタイミング信号に基づくタイミングにおいて、プロセス回路３２ａ、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂ、デジタル画像処理回路３２ｃ及びセレクタ３２ｄの各部において処理が施される。そして、前記各部における処理が施された、第１の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、デジタル画像信号に変換された状態として、セレクタ３２ｄにより、メモリ３２ｆに対して出力される。
【００６７】
また、第２の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、タイミング制御回路３２ｅから出力される第２のタイミング信号に基づくタイミングにおいて、プロセス回路３２ａ、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂ、デジタル画像処理回路３２ｃ及びセレクタ３２ｄの各部において処理が施される。そして、前記各部における処理が施された、第２の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、デジタル画像信号に変換された状態として、セレクタ３２ｄにより、メモリ３２ｇに対して出力される。
【００６８】
さらに、第３の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、タイミング制御回路３２ｅから出力される第３のタイミング信号に基づくタイミングにおいて、プロセス回路３２ａ、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂ、デジタル画像処理回路３２ｃ及びセレクタ３２ｄの各部において処理が施される。そして、前記各部における処理が施された、第１の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、デジタル画像信号に変換された状態として、セレクタ３２ｄにより、メモリ３２ｈに対して出力される。
【００６９】
その後、スライド部５１が内視鏡２のさらに基端側にスライドされ、例えば、図５に示すような状態として、スライド部５１の後端部５１ｂによりスライド検出スイッチ７３が押圧されると、スライド検出スイッチ７３は、自身がオン状態となったことを示すためのスイッチ状態信号をＣＣＵ３に対して出力する。
【００７０】
状態検出回路３１ａは、アダプタ７のスライド検出スイッチ７３から出力されるスイッチ状態信号に基づき、スライド検出スイッチ７３がオン状態であることを示すための状態検出信号を信号処理回路３２に対して出力する。
【００７１】
コントラスト制御回路３２ｉは、状態検出回路３１ａから出力される状態検出信号に基づき、スライド検出スイッチ７３がオン状態であることを検出すると、該オン状態に応じたコントラスト制御信号を輝度比較回路３２ｊに対して出力する。
【００７２】
輝度値比較手段としての輝度比較回路３２ｊは、コントラスト制御回路３２ｉから出力されるコントラスト制御信号に基づき、スライド検出スイッチ７３がオン状態であることを検出すると、例えば、以降に記すような、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈの各メモリから読み込んだ各デジタル画像信号に応じた各画像の垂直方向の略中心となる位置に存在する画素の輝度値を水平方向に順次検出してゆく方法による輝度値の検出結果を用いつつ、該各画像間におけるコントラストの比較処理を行う。
【００７３】
具体的には、メモリ３２ｆから読み込んだ画像が図８に示す画像である場合、輝度比較回路３２ｊは、該画像の垂直方向の略中心となる位置に存在する画素の輝度値を水平方向に順次検出してゆくことにより、例えば、図１１に示すような検出結果を得る。
【００７４】
また、メモリ３２ｇから読み込んだ画像が図９に示す画像である場合、輝度比較回路３２ｊは、該画像の垂直方向の略中心となる位置に存在する画素の輝度値を水平方向に順次検出してゆくことにより、例えば、図１２に示すような検出結果を得る。
【００７５】
さらに、メモリ３２ｈから読み込んだ画像が図１０に示す画像である場合、輝度比較回路３２ｊは、該画像の垂直方向の略中心となる位置に存在する画素の輝度値を水平方向に順次検出してゆくことにより、例えば、図１３に示すような検出結果を得る。
【００７６】
そして、輝度値比較手段としての輝度比較回路３２ｊは、各画像における輝度値の検出結果に基づき、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈの各メモリから読み込んだ各画像における、血管１０３の像と、血管１０３以外の像との輝度値の差を比較する。そして、画像抽出手段としての輝度比較回路３２ｊは、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈの各メモリから読み込んだ各画像のうち、生体組織１０１の像において、血管１０３の像と、血管１０３以外の像との輝度値の差が最大となる一の画像を抽出する。その後、輝度比較回路３２ｊは、前記一の画像に関する情報を、輝度値比較情報信号としてコントラスト制御回路３２ｉに対して出力する。
【００７７】
具体的には、輝度比較回路３２ｊは、各画像における輝度値の検出結果として、例えば、図１１、図１２及び図１３に示すような検出結果を得た場合、生体組織１０１の像において、血管１０３の像と、血管１０３以外の像との輝度値の差が最大となる画像である、図１０に示す画像を抽出する。そして、輝度比較回路３２ｊは、図１０に示す画像に関する情報を、輝度値比較情報信号としてコントラスト制御回路３２ｉに対して出力する。
【００７８】
なお、本実施形態において、輝度比較回路３２ｊは、前述した輝度値の比較処理を行った後、スライド検出スイッチ７３がオフ状態から再度オン状態になったことを検出するまでは、該輝度値の比較処理を行わず、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈの各メモリから読み込んだ各デジタル画像信号をスルーして出力する。
【００７９】
その後、コントラスト制御回路３２ｉは、輝度比較回路３２ｊから出力される輝度値比較情報信号に基づき、図１０に示す画像を、生体組織１０１の像において、血管１０３の像と、血管１０３以外の像とのコントラストが最大となる一の画像であると判断する。そして、照明選択手段としての機能を有するコントラスト制御回路３２ｉは、照明部５３が有する各ＬＥＤから出射される各照明光のうち、前記一の画像と同様の輝度値の差を有する画像を得ることを可能とする、一の波長帯域を有する一の照明光を選択する。さらに、コントラスト制御回路３２ｉは、前記選択結果に応じた制御を行うためのコントラスト制御信号を照明制御回路３１ｂに対して出力する。
【００８０】
照明制御回路３１ｂは、コントラスト制御回路３２ｉから出力されるコントラスト制御信号に基づき、ＬＥＤドライバ３１ｅに対してドライバ制御信号を出力することによりＬＥＤドライバ３１ｅを連続的にオン状態にするとともに、ＬＥＤドライバ３１ｃ及び３１ｄに対するドライバ制御信号の出力を停止することによりＬＥＤドライバ３１ｃ及び３１ｄをオフ状態にする。
【００８１】
ＬＥＤドライバ３１ｅがオン状態になっており、ＬＥＤドライバ３１ｃ及び３１ｄがオフ状態になっている場合、照明部５３のＬＥＤ５３ｃのみから照明光が出射され、ＬＥＤ５３ａ及び５３ｂからは照明光が出射されない。そのため、対物レンズ６３には、第３の照明光により照明された生体組織１０１及び血管１０３の像が結像される。
【００８２】
第３の照明光により照明された生体組織１０１及び血管１０３の像は、対物レンズ６３において結像され、撮像素子６４により撮像された後、撮像信号としてプロセス回路３２ａに入力される。
【００８３】
第３の照明光により照明された生体組織１０１及び血管１０３の像に基づく撮像信号は、タイミング制御回路３２ｅから出力される第３のタイミング信号に基づくタイミングにおいて、プロセス回路３２ａ、Ａ／Ｄコンバータ３２ｂ、デジタル画像処理回路３２ｃ及びセレクタ３２ｄの各部において処理が施される。そして、前記各部における処理が施された、第３の照明光により照明された生体組織１０１の像に基づく撮像信号は、デジタル画像信号に変換された状態として、セレクタ３２ｄにより、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈに対して出力される。
【００８４】
輝度比較回路３２ｊは、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈの各メモリから読み込んだ各デジタル画像信号と、コントラスト制御回路３２ｉから出力されるコントラスト制御信号とに基づき、メモリ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈの各メモリから読み込んだ各デジタル画像信号に対する輝度値の比較処理を行わず、該各デジタル画像信号をスルーして出力する。
【００８５】
画像合成回路３２ｋは、輝度比較回路３２ｊから出力される各デジタル画像信号に基づく各画像を合成してデジタル映像信号に変換し、該デジタル映像信号をＤ／Ａコンバータ３２ｌに対して出力する。
【００８６】
Ｄ／Ａコンバータ３２ｌは、画像合成回路３２ｋから出力されるデジタル映像信号をアナログ映像信号に変換し、該アナログ映像信号をモニタ４に対して出力する。
【００８７】
以上までに述べた作用により、モニタ４には、第３の照明光により照明された生体組織１０１及び血管１０３の像として、例えば、図１０に示す像が画像表示される。
【００８８】
以上に述べたように、本実施形態の撮像システム１は、所望の観察部位の生体組織に存在する、脂肪に覆われた血管の血管走行の状態を、該血管周辺の脂肪除去等の作業を行うことなく得ることができる。その結果、本実施形態の撮像システム１は、生体組織に対して行う処置に費やされる時間を、従来に比べて短縮することができる。
【００８９】
また、本実施形態の撮像システム１は、所望の観察部位の生体組織に存在する、脂肪に覆われた血管に対し、該生体組織内の該血管が存在する深さに応じた波長帯域を有する照明光を出射することができる。その結果、本実施形態の撮像システム１は、所望の観察部位の生体組織の像において、血管走行を得る対象となる血管の像と、該血管以外の像とのコントラストが高い画像を得ることができる。
【００９０】
なお、ＬＥＤ５３ａ、５３ｂ及び５３ｃの各ＬＥＤから出射される照明光が有する波長帯域を、生体組織１０１における脂肪の光透過率と、血管（血管の管壁）の光透過率との差が極大となる所定の波長帯域とした場合、本実施形態の撮像システム１は、血管走行を得る対象となる血管の像と、該血管以外の像とのコントラストがより高い画像を得ることができる。より具体的には、前記所定の波長帯域は、例えば、図４中の符号Ａ１により示される１４５０ｎｍ±５０ｎｍの波長帯域、または、図４中の符号Ｂ１により示される１９５０ｎｍ±５０ｎｍの波長帯域のうち、いずれか一の波長帯域である。
【００９１】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本実施形態に係る撮像システムの要部の構成の一例を示す図。
【図２】図１の照明ユニット及び内視鏡本体の先端側の構成を示す斜視図。
【図３】図１の照明ユニットが有する照明部の構成を示す正面図。
【図４】生体組織における血管及び脂肪の透過率特性を示す図。
【図５】図１の撮像システムにおいて、スライド検出スイッチがオン状態になった場合の一例を示す図。
【図６】図１の撮像システムにおいて、ＣＣＵ内部の構成を示すブロック図。
【図７】図１の撮像システムを用いて血管走行の状態を得る場合の、照明光及び反射光の光路を示す模式図。
【図８】図１の撮像システムを用いて血管走行の状態を得る場合に、第１の照明光により照明された生体組織及び血管の像を示す模式図。
【図９】図１の撮像システムを用いて血管走行の状態を得る場合に、第２の照明光により照明された生体組織及び血管の像を示す模式図。
【図１０】図１の撮像システムを用いて血管走行の状態を得る場合に、第３の照明光により照明された生体組織及び血管の像を示す模式図。
【図１１】図８に示す生体組織及び血管の像の画像における、輝度値の検出結果の一例を示す図。
【図１２】図９に示す生体組織及び血管の像の画像における、輝度値の検出結果の一例を示す図。
【図１３】図１０に示す生体組織及び血管の像の画像における、輝度値の検出結果の一例を示す図。
【符号の説明】
【００９３】
１・・・撮像システム、２・・・内視鏡、３・・・ＣＣＵ、４・・・モニタ、５・・・照明ユニット、６・・・内視鏡本体、７・・・アダプタ、３１・・・駆動回路、３１ａ・・・状態検出回路、３１ｂ・・・照明制御回路、３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ・・・ＬＥＤドライバ、３２・・・信号処理回路、３２ａ・・・プロセス回路、３２ｂ・・・Ａ／Ｄコンバータ、３２ｃ・・・デジタル画像処理回路、３２ｄ・・・セレクタ、３２ｅ・・・タイミング制御回路、３２ｆ，３２ｇ，３２ｈ・・・メモリ、３２ｉ・・・コントラスト制御回路、３２ｊ・・・輝度比較回路、３２ｋ・・・画像合成回路、３２ｌ・・・Ｄ／Ａコンバータ、３３・・・撮像素子駆動回路、５１・・・スライド部５１ａ・・・凸部、５１ｂ・・・後端部、５２・・・支持棒、５３・・・照明部、５４・・・信号線、５５・・・スライドレバー、６１・・・挿入部、６１ａ・・・先端部、６１ｂ・・・内視鏡本体後端部、６２・・・透明フード、６３・・・対物レンズ、６４・・・撮像素子、７１・・・筒体部、７１ａ・・・前端部、７２・・・コイルばね、７３・・・スライド検出スイッチ、７４・・・撮像素子、１０１・・・生体組織、１０２・・・脂肪、１０３・・・血管
【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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