(57)【要約】【課題】可視光下における被写体像と放射線下における被写体像と、を同時に撮像することができる内視鏡システムおよび内視鏡を提供する。【解決手段】被写体に可視光を照射する可視光照射部１２と、被写体を透過するように放射線を照射する放射線照射部１３と、被写体を透過した放射線を可視光化するシンチレーション部１６と、被写体で反射した可視光像と被写体を透過した可視光化放射線像と、を同一の視野内において撮像するイメージセンサー３７を有する内視鏡本体部１１と、イメージセンサー３７の撮像信号から、モニター画像を生成する画像処理部１４と、を備え、画像処理部１４は、可視光照射部１２および放射線照射部１３から可視光および放射線を時分割で照射させ、被写体に可視光が照射されている間の撮像信号と、被写体に放射線が照射されている間の撮像信号とを合成してモニター画像を生成する。【選択図】図１
2013236868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に可視光を照射する可視光照射部と、
前記被写体を透過するように放射線を照射する放射線照射部と、
前記被写体を透過した放射線を可視光化するシンチレーション部と、
前記被写体で反射した可視光像と前記被写体を透過した可視光化放射線像と、を同一の視野内において撮像する撮像手段を有する内視鏡本体部と、
前記撮像手段の撮像信号から、前記被写体のモニター画像を生成する画像処理部と、を備えたことを特徴とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記可視光照射部および前記放射線照射部から可視光および放射線を時分割で照射させ、前記被写体に可視光が照射されているときの撮像信号と、前記被写体に放射線が照射されているときの撮像信号とを合成して前記モニター画像を生成することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記可視光照射部は、３原色の光源を有し、
前記画像処理部は、前記可視光照射部から３原色の可視光を時分割で照射させると共に、前記放射線照射部から放射線を時分割で照射させ、
前記被写体に３原色の可視光が照射されているときのそれぞれの撮像信号と、前記被写体に放射線が照射されているときの撮像信号と、を合成して前記モニター画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記可視光照射部は、単一の光源と、前記光源に選択的に臨む３原色のカラーフィルターと、を有し、
前記画像処理部は、前記カラーフィルターを選択的に切り替えて前記可視光照射部から３原色の可視光を時分割で照射させると共に、前記放射線照射部から放射線を時分割で照射させ、
前記被写体に３原色の可視光が照射されているときのそれぞれの撮像信号と、前記被写体に放射線が照射されているときの撮像信号と、を合成して前記モニター画像を生成することを特徴とする請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
被写体で反射した可視光像と前記被写体を透過した放射線像と、を同一の視野内において撮像する内視鏡であって、
レンズ光学系を内蔵する鏡筒部と、
前記鏡筒部の基端側に接続され、前記レンズ光学系を介して被写体を撮像する撮像手段を有するカメラ部と、
前記レンズ光学系に介設され、前記放射線を可視光化するシンチレーション部と、を備えたことを特徴とする内視鏡。
【請求項６】
前記レンズ光学系は、対物レンズとリレーレンズ系とを有し、
前記シンチレーション部は、前記リレーレンズ系の最先端のリレーレンズと前記対物レンズとの間の結像位置に配設されていることを特徴とする請求項５に記載の内視鏡。
【請求項７】
前記撮像手段は、冷陰極撮像素子アレイを有していることを特徴とする請求項６に記載の内視鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、手術を行う際に病巣をモニターするのに好適な内視鏡システムおよび内視鏡に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の内視鏡システムとして、患部（被写体）をカラーで撮像する電子内視鏡装置が知られている（特許文献１参照）。
この電子内視鏡装置は、面順次方式で順次所望の色画像を撮像し、この画像により得た面順次画像信号を同時式に変換しカラー画像として再生するものである。電子内視鏡装置は、照明ランプと、色フィルタディスクと、色フィルタディスクを回転させる回転機構と、色フィルタディスクを透過した照明光を内視鏡な導くライトガイドと、を備えている。色フィルタディスクは、角度１２０°のピッチで配設した赤（Ｒ）フィルター、緑（Ｇ）フィルターおよび青（Ｂ）フィルターを有しており、この色フィルタディスクを適宜回転させながら、ライトガイドを介して、被写体を各色の照明光で照明する。一方、内視鏡は、Ｒ・Ｇ・Ｂで照明された被写体を撮像し、これをＣＣＤセンサーの受光部に結像する。そして、Ｒ・Ｇ・Ｂの撮像結果は合成され、カラー動画像をモニターできるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２５４０４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の電子内視鏡装置（内視鏡システム）では、照明光に対応して順次撮像して得た各色別の面順次画像信号を赤、緑、青のメモリを介して同時式に変換し、カラー画像として再生するように構成されている。しかしながら、この電子内視鏡装置により観察できる病巣は、可視光の下で視認できるものに限られており、特に臓器の内部にまで至るような病巣等を好適に視認することは難しい問題があった。
【０００５】
本発明は、可視光下における被写体像と放射線下における被写体像と、を同時に撮像することができる内視鏡システムおよび内視鏡を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の内視鏡システムは、被写体に可視光を照射する可視光照射部と、被写体を透過するように放射線を照射する放射線照射部と、被写体を透過した放射線を可視光化するシンチレーション部と、被写体で反射した可視光像と被写体を透過した可視光化放射線像と、を同一の視野内において撮像する撮像手段を有する内視鏡本体部と、撮像手段の撮像信号から、被写体のモニター画像を生成する画像処理部と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
この場合、画像処理部は、可視光照射部および放射線照射部から可視光および放射線を時分割で照射させ、被写体に可視光が照射されているときの撮像信号と、被写体に放射線が照射されているときの撮像信号とを合成してモニター画像を生成することが好ましい。
【０００８】
これらの構成によれば、シンチレーション部により、被写体を透過した放射線を可視光化しておいて、被写体で反射した可視光像と被写体を透過した可視光化放射線像とを撮像する。そして、被写体に可視光が照射されているときの撮像信号と、被写体に放射線が照射されているときの撮像信号とを合成してモニター画像を生成するようにしているため、可視光下における被写体像と放射線下における被写体像と、を同時に取り込む（撮像する）ことができる。このため、例えば、手術や検査を行う際に、可視光の下では認識できない臓器の内部にまで至るような病巣を、モニター画像を介して好適に視認することができる。
【０００９】
また、可視光照射部は、３原色の光源を有し、画像処理部は、可視光照射部から３原色の可視光を時分割で照射させると共に、放射線照射部から放射線を時分割で照射させ、被写体に３原色の可視光が照射されているときのそれぞれの撮像信号と、被写体に放射線が照射されているときの撮像信号と、を合成してモニター画像を生成することが好ましい。
【００１０】
同様に、可視光照射部は、単一の光源と、光源に選択的に臨む３原色のカラーフィルターと、を有し、画像処理部は、カラーフィルターを選択的に切り替えて可視光照射部から３原色の可視光を時分割で照射させると共に、放射線照射部から放射線を時分割で照射させ、被写体に３原色の可視光が照射されているときのそれぞれの撮像信号と、被写体に放射線が照射されているときの撮像信号と、を合成してモニター画像を生成することが好ましい。
【００１１】
これらの構成によれば、被写体を３原色の可視光下でそれぞれ撮像することができるため、可視光のカラー画像と放射線の画像とを合成してモニター画像を生成することができる。
【００１２】
本発明の内視鏡は、被写体で反射した可視光像と被写体を透過した放射線像と、を同一の視野内において撮像する内視鏡であって、レンズ光学系を内蔵する鏡筒部と、鏡筒部の基端側に接続され、レンズ光学系を介して被写体を撮像する撮像手段を有するカメラ部と、レンズ光学系に介設され、放射線を可視光化するシンチレーション部と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、シンチレーション手段により、放射線を可視光化するようにしているため、撮像手段に、可視光下における被写体像と放射線下における被写体像と、を同時に取り込む（撮像する）ことができる。
【００１４】
この場合、レンズ光学系は、対物レンズとリレーレンズ系とを有し、シンチレーション部は、リレーレンズ系の最先端のリレーレンズと対物レンズとの間の結像位置に配設されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、リレーレンズ系の最先端のリレーレンズと対物レンズとの間の結像位置にシンチレーション手段を配設することで、放射線を可視光に効率良く変換し、撮像手段に取り込むことができる。
【００１６】
この場合、撮像手段は、冷陰極撮像素子アレイを有していることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、撮像手段として冷陰極撮像素子アレイを用いることで、可視光による画像と放射線による画像とを効果的に撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態に係る内視鏡システムの全体構成の説明図である。
【図２】第１実施形態に係る内視鏡システムにおける内視鏡本体部の構造図である。
【図３】第１実施形態に係る内視鏡システムの制御系のブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る内視鏡システムの動作を説明するフローチャートである。
【図５】第１実施形態に係る内視鏡システムの動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】第１実施形態に係る内視鏡システムのモニター画面の説明図である。
【図７】第２実施形態に係る内視システムの全体構成の説明図である。
【図８】第２実施形態に係る内視鏡システムにおける内視鏡本体部の構造図である。
【図９】第３実施形態に係る内視鏡システムの制御系のブロック図である。
【図１０】第３実施形態に係る内視鏡システムの動作を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る内視鏡システムおよび内視鏡について説明する。この内視鏡システムは、病巣となる臓器等の被写体を可視光および放射線（Ｘ線）で同時に撮像し、そのモニター画像を生成するものである。
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１は、内視鏡システム１の全体構成を示すものであり、同図に示すように、この内視鏡システム１は、被写体３０を撮像する内視鏡本体部１１と、被写体３０に可視光を照射してこれを照明する可視光照射部１２と、被写体３０を透過するように放射線を照射する放射線照射部１３と、内視鏡本体部１１の先端部に組み込まれ、被写体３０を透過した放射線を可視化するシンチレーション部１６（図２参照）と、内視鏡本体部１１による被写体３０の撮像結果を画像処理する画像処理部１４と、画像処理した撮像結果を表示するモニター１５と、を備えている。
【００２１】
図２に示すように、内視鏡本体部１１は、人体１０内に挿入して病巣となる被写体３０を観察するものであり、いわゆる硬性内視鏡で構成されている。内視鏡本体部１１は、人体に挿入される部分である鏡筒部２１と、鏡筒部２１を介して病巣を撮像するカメラ部２２とを有し、鏡筒部２１は、硬質の円筒状部材で構成されている。鏡筒部２１内には、その先端に対物レンズ３１が配設され、基端に接眼レンズ３２が配設される。また、鏡筒部２１内には、対物レンズ３１と接眼レンズ３２との間に位置して、複数のレンズユニット３４から成るリレーレンズ系３３が配設されている。さらに、対物レンズ３１とリレーレンズ系３３の前端との間の結像位置には、透過性シンチレーター３５を有するシンチレーション部１６が配設されている。
【００２２】
対物レンズ３１は、観察対象の被写体３０の光像を形成する。リレーレンズ系３３は、対物レンズ３１により形成された光像を基端部の接眼レンズ３２に伝達する。接眼レンズ３２は、被写体像の光像を後述するカメラ部２２のイメージセンサー３７に結像する。
【００２３】
透過性シンチレーター３５は、可視光を透過すると共に、放射線を可視光に変換する。透過性シンチレーター３５としては、例えばヨウ化ナトリウムにタリウムを添加したフッ化カルシウムＣａＦ2シンチレーターが用いられる。なお、透過性シンチレーター３５は、フッ化カルシウムＣａＦ2シンチレーターに限定されるものではない。
【００２４】
カメラ部２２は、鏡筒部２１の基端に接続されている。このカメラ部２２には、筐体３８内に、撮像手段として冷陰極撮像素子アレイ（ＨＥＥＤ(high-efficiency electron emission device)−ＨＡＲＰ(High-gain Avalanche Rushing amorphous Photoconductor)、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサー３７が配設されている。
【００２５】
可視光照射部１２は、被写体３０を照らす照明光を発生し、被写体３０に照射するものである。
図３に示すように、可視光照射部１２は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色のＬＥＤ(Light Emitting Diode)４１ａ、４１ｂ、４１ｃとからなる光源４２と、ＬＥＤ４１ａ、４１ｂ、４１ｃを所定のタイミングで駆動する光源駆動部４３と、光源４２に連なる光ファイバー等で構成されたライトガイド４４と、を有している。図１に示すように、光源４２からの照明光（可視光）は、ライトガイド４４により、内視鏡本体部１１の鏡筒部２１の先端に導かれる。
【００２６】
放射線照射部１３は、被写体３０を透過させてその内部を観察するためのＸ線（放射線）を照射するものである。
図３に示すように、放射線照射部１３は、例えばＸ線管よりなる放射線源５２と、放射線源５２を所定のタイミングで駆動する放射線駆動部５３と、放射線源５２に連なる導線部５４と、を有している。図１に示すように、導線部５４は、被写体３０を挟むようにして、内視鏡本体部１１の鏡筒部２１の先端と対向するように配置されており、放射線源５２からのＸ線は、導線部５４を介して被写体３０に照射される。また、被写体３０を透過したＸ線は、可視光と共に鏡筒部２１を介してカメラ部２２に取り込まれる。なお、Ｘ線の光軸と可視光の光軸とが一致するように、内視鏡本体部１１と放射線照射部１３とは、精度良くキャリブレーションされている。
【００２７】
画像処理部１４は、内視鏡本体部１１内のイメージセンサー３７からの撮像信号からモニター画像を生成する。
図３に示すように、画像処理部１４は、イメージセンサー３７からの撮像信号をデジタル化するＡ／Ｄコンバータ６１と、イメージセンサー３７からの撮像信号の処理を行うカメラ処理部６２と、イメージセンサー３７からの撮像信号からモニター画像を生成するモニター信号処理部６３と、撮像タイミングと可視光および放射線（Ｘ線）の照射タイミングとの同期を制御する同期信号発生部６７とを備えている。そして、モニター信号処理部６３に対して、メモリ６５が設けられる。メモリ６５は、赤、青、緑の各色の可視光の画像信号と、Ｘ線の画像信号とを蓄積するためのメモリ領域６６ａ、６６ｂ、６６ｃ、６６ｄを有している。
【００２８】
画像処理部１４で生成されたモニター画像は、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)ディスプレイ等からなるモニター１５に送られる。そして、モニター１５には、観察対象となる被写体３０のモニター画像が表示される。
【００２９】
上述のように、この内視鏡システム１は、光源４２として赤、緑、青の３原色のＬＥＤ４１ａ、４１ｂ、４１ｃを有する可視光照射部１２と、放射線源５２を有する放射線照射部１３と、を備えている。そして、可視光照射部１２の光源駆動部４３および放射線照射部１３の放射線駆動部５３には、同期信号発生部６７から垂直同期信号が供給される。また、同期信号発生部６７からの水平および垂直同期信号は、イメージセンサー３７、カメラ処理部６２、およびモニター信号処理部６３に供給される。これにより、赤、緑、青の各色の可視光と、放射線との撮像処理を時分割で行い、可視光によるカラー撮像画像とＸ線（放射線）撮像画像とを合成したモニター画像を形成すべく、タイムシーケンシャル処理を行うようにしている。
【００３０】
ここで、図４を参照して、タイムシーケンシャル処理について説明する。図４は、可視光によるカラー撮像画像とＸ線撮像画像とを合成したモニター画像を形成する際の処理をフローチャートで示したものである。
【００３１】
図４に示すように、モニター信号処理部６３は、最初のフレームでは、光源４２として赤色のＬＥＤ４１ａを点灯させ（ステップＳ１）、赤色のＬＥＤ４１ａが点灯されている間のイメージセンサー３７からの撮像信号をメモリ領域６６ａに蓄積する（ステップＳ２）。次のフレームでは、モニター信号処理部６３は、光源４２として緑色のＬＥＤ４１ｂを点灯させ（ステップＳ３）、緑色のＬＥＤ４１ｂが点灯されている間のイメージセンサー３７からの撮像信号をメモリ領域６６ｂに蓄積する（ステップＳ４）。次のフレームでは、モニター信号処理部６３は、光源４２として青色のＬＥＤ４１ｃを点灯させ（ステップＳ５）、青色のＬＥＤ４１ｃが点灯されている間のイメージセンサー３７からの撮像信号をメモリ領域６６ｃに蓄積する（ステップＳ６）。さらに次のフレームでは、モニター信号処理部６３は、放射線照射部１３の放射線源５２からＸ線を照射させ（ステップＳ７）、Ｘ線が照射されているときのイメージセンサー３７からの撮像信号をメモリ領域６６ｄに蓄積する（ステップＳ８）。
【００３２】
なお、放射線照射部１３の放射線源５２からＸ線が照射されているときには、被写体３０を透過したＸ線は、図２における透過性シンチレーター３５で可視光に変換されてイメージセンサー３７で撮像され、イメージセンサー３７からＸ線画像（可視光化放射線像）に対応する撮像信号が出力される。
【００３３】
モニター信号処理部６３は、これらメモリ領域６６ａ、６６ｂ、６６ｃに蓄積された赤、緑、青の各色の画像信号と、メモリ領域６６ｄに蓄積されたＸ線の画像信号とを合成して、コンポーネントカラービデオ信号の各フレームの画像を生成し（ステップＳ９）、モニター画像として出力する（ステップＳ１０）。
以上のような処理を行うことにより、可視光によるカラー撮像画像とＸ線撮像画像とを合成したコンポーネントカラービデオ信号をモニター画像として生成する。
【００３４】
図５は、可視光によるカラー撮像画像とＸ線撮像画像とを合成したモニター画像を生成する場合の処理をタイミングチャートで示したものである。
同期信号発生部６７からは、図５（Ａ）に示すようなタイミングで、垂直同期信号が発生される。この垂直同期信号に同期して、図５（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２のフレームで赤色のＬＥＤ４１ａが点灯され、図５（Ｃ）に示すように、時刻ｔ２〜ｔ３のフレームで緑色のＬＥＤ４１ｂが点灯され、図５（Ｄ）に示すように、時刻ｔ３〜ｔ４のフレームで青色のＬＥＤ４１ｃが点灯される。また、図５（Ｅ）に示すように、この垂直同期信号に同期して、時刻ｔ４〜ｔ５のフレームで放射線源５２からＸ線が照射される。
【００３５】
イメージセンサー３７では、図５（Ｆ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２のフレームで赤色のＬＥＤ４１ａを点灯したときの画像Ｒ１が撮像され、時刻ｔ２〜ｔ３のフレームで緑色のＬＥＤ４１ｂを点灯したときの画像Ｇ１が撮像され、時刻ｔ３〜ｔ４のフレームで青色のＬＥＤ４１ｃを点灯したときの画像Ｂ１が撮像される。また、時刻ｔ４〜ｔ５のフレームでＸ線を照射したときの画像Ｘ１が撮像される。
【００３６】
時刻ｔ１〜ｔ２のフレームで赤色のＬＥＤ４１ａを点灯したときの撮像画像Ｒ１は、図５（Ｇ）に示すように、メモリ領域６６ａに蓄積され、時刻ｔ２〜ｔ３のフレームで緑色のＬＥＤ４１ｂを点灯したときの撮像画像Ｇ１は、図５（Ｈ）に示すように、メモリ領域６６ｂに蓄積され、時刻ｔ３〜ｔ４のフレームで青色のＬＥＤ４１ｃを点灯したときの撮像画像Ｂ１は、図５（Ｉ）に示すように、メモリ領域６６ｃに蓄積される。また、時刻ｔ４〜ｔ５のフレームでＸ線を照射したときの撮像画像Ｘ１は、図５（Ｊ）に示すように、メモリ領域６６ｄに蓄積される。
【００３７】
時刻ｔ４〜ｔ５で、図５（Ｋ）に示すように、メモリ領域６６ａから赤色の撮像画像Ｒ１が読み出され、メモリ領域６６ｂから緑色の撮像画像Ｇ１が読み出され、メモリ領域６６ｃから青色の撮像画像Ｂ１が読み出されると共に、メモリ領域６６ｄからＸ線の撮像画像Ｘ１が読み出される。そして、これらの撮像画像Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｘ１が合成されて、コンポーネントカラービデオ信号の１フレーム分の画像Ｖｘ１が形成される。
【００３８】
以下、同様にして、時刻ｔ８〜ｔ９、ｔ１２〜ｔ１３、ｔ１６〜ｔ１７、…で、図５（Ｋ）に示すように、メモリ領域６６ａから赤色の撮像画像Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、…が読み出され、メモリ領域６６ｂから緑色の撮像画像Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４，点が読み出され、メモリ領域６６ｃから青色の撮像画像Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、…が読み出されると共に、メモリ領域６６ｄからＸ線の撮像画像Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、…が読み出され、これらの撮像画像が合成されて、コンポーネントカラービデオ信号の各フレームの画像Ｖｘ２、Ｖｘ３、Ｖｘ４、…が形成される。なお、時刻ｔ５〜ｔ８のフレームでは、時刻ｔ４〜ｔ５での画像Ｖｘ１と時刻ｔ８〜ｔ９での画像Ｖｘ２との補間画像Ｖｘ１ａが出力される。時刻ｔ９〜ｔ１２、ｔ１３〜ｔ１６、…についても同様である。
【００３９】
また、可視光によるカラー撮像画像とＸ線撮像画像との合成は、一例としては、Ｘ線撮像画像を青色や緑色等の体内にはあまり存在しない色信号としてコンポーネントカラービデオ信号に合成するようにして行われる。また、可視光によるカラー撮像画像とＸ線撮像画像との合成は、Ｘ線撮像画像を輝度信号としてコンポーネントカラービデオ信号に合成するようにしても良い。さらに、可視光によるカラー撮像画像とＸ線撮像画像との合成する際に、Ｘ線撮像画像から画像処理により輪郭抽出を行い、抽出された輪郭をコンポーネントカラービデオ信号に合成するようにしても良い。
【００４０】
このように、本実施形態の内視鏡システム１は、可視光によるカラー撮像画像とＸ線撮像画像とを合成した画像を形成して、モニター１５に表示することができる。これにより、より精度の高い内視鏡手術を行うことができる。
【００４１】
例えば、図６（Ａ）に示すように、可視光によるカラー撮像画像では、同様に見える部分７１および７２があり、一方の部分７２が病巣であるとする。ここで、病巣の部分７２は臓器の内部にまで障害があるのに対して、部分７１は臓器の内部にまで障害はないとする。このような場合に、病巣の部分７２を切除するような内視鏡手術を行おうとすると、可視光によるカラー撮像画像だけでは、図６（Ａ）に示すように、部分７１と部分７２とが同様に見えてしまい、病巣の部分７２を判定することは難しい。本実施形態の内視鏡システム１では、カラー撮像画像とＸ線撮像画像とを合成した動画のモニター画像を生成しているため、図６（Ｂ）に示すように、病巣の部分７２をＸ線の撮像画像（ハッチングで示す）から判定することができる。
【００４２】
また、本実施形態の内視鏡システム１では、赤、緑、青の各色の可視光の撮像処理と、Ｘ線の撮像処理とを時分割で行っている。このため、Ｘ線の照射がパルス的に行われるようになり、人体に連続的にＸ線が照射されることがなくなる。このため、Ｘ線の線量による人体への影響を軽減することができる。
【００４３】
さらに、Ｘ線を撮影するフレームのタイミングを除けば、通常の３原色のタイムシーケンシャル処理と同様に、カラー画像を撮像してモニターすることができる。同様に、３原色の可視光を照射するフレームのタイミングを除けば、Ｘ線の撮像画像だけをモニターすることができる。このことから、可視光によるカラー画像を撮像するモードと、可視光によるカラー画像とＸ線画像とを合成した画像を撮像するモードと、Ｘ線の画像だけを撮像するモードとを簡単に切り替えることも可能である。したがって、内視鏡手術を行う際に、これらのモードを適宜切り替えて、病巣の部分を判定するようなことも可能である。
【００４４】
＜第２実施形態＞
次に、図７を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図７に示すように、第２実施形態の内視鏡システム１０１は、内視鏡本体部１１１と、可視光照射部１１２と、放射線照射部１１３と、画像処理部１１４と、モニター１１５とから構成される。これらの構成については、前述の第１実施形態と同様である。また、第２実施形態の内視鏡システム１０１では、第１実施形態の透過性シンチレーター３５に代えて、人体１１０内の被写体１３０に、放射線を可視光化するシンチレーション物質（シンチレーション部）を含有または付着させるようにしている。
【００４５】
図８に示すように、内視鏡本体部１１１は、鏡筒部１２１と、カメラ部１２２と、を有している。第１実施形態と同様に、鏡筒部１２１内には、その先端に対物レンズ１３１が配設され、基端に接眼レンズ１３２が配設されている。また、対物レンズ１３１と接眼レンズ１３２との間には、複数のレンズユニット１３４からなるリレーレンズ系１３３が配設される。この実施形態では、被写体１３０に、シンチレーション物質を含有させるようにしており、これにより放射線照射部１１３からの放射線（Ｘ線）が、被写体１３０のシンチレーション物質により可視光に変換され、内視鏡本体部１１１の先端から入射される。なお、被写体１３０にシンチレーション物質を含有させる方法としては、吸引や点滴、注射による方法等が考えられる。他の構成については、第１実施形態と同様であり、その説明は省略する。
【００４６】
このように、第２実施形態の内視鏡システム１０１では、カラー撮像画像とＸ線撮像画像とを合成した動画のモニター画像を生成しているため、病巣を的確に判定することができる。
【００４７】
＜第３実施形態＞
次に、図９を参照して、本発明の第３実施形態の内視鏡システム２０１について説明する。図９に示すように、第３実施形態における内視鏡本体部２１１には、イメージセンサー２３７の前方に近接して、カラーフィルター部２７１が配設されている。カラーフィルター部２７１は、赤、青、緑の３原色のカラーフィルターからなり、モーター駆動のフィルター切替部２７２により、フィルターの色を切り替え得るようになっている。このようなカラーフィルター部２７１は、例えば、赤、青、緑のカラーフィルターを周方向に均等に配した回転板により構成することができる。なお、鏡筒部２２１の他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４８】
一方、可視光照射部２１２は、単色光（白色光）を発生する光源２４２と、光源２４２を所定のタイミングで駆動する光源駆動部２４３とを有している。
放射線照射部２１３は、観察対象の被写体２３０の内部を観察するためのＸ線を照射するもので、放射線源２５２と、放射線源２５２を所定のタイミングで駆動する放射線駆動部２５３とを有している。これらの構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００４９】
そして、画像処理部２１４は、イメージセンサー２３７からの撮像信号をデジタル化するＡ／Ｄコンバータ２６１と、イメージセンサー２３７からの撮像信号の処理を行うカメラ処理部２６２と、イメージセンサー２３７からの撮像信号からモニター画像を生成するモニター信号処理部２６３と、撮像タイミングと可視光および放射線の照射タイミングとの同期を制御する同期信号発生部２６７と、を備えている。また、モニター信号処理部２６３に対して、メモリ２６５が設けられている。メモリ２６５は、赤、青、緑の各色の可視光の画像信号と、Ｘ線の画像信号とを蓄積するためのメモリ領域２６６ａ、２６６ｂ、２６６ｃ、２６６ｄと、を有している。画像処理部２１４で生成されたモニター画像は、ＬＣＤディスプレイ等からなるモニター２１５に送られる。モニター２１５には、観察対象の被写体２３０のモニター画像が表示される。これらの構成は、前述の第１の実施形態と同様である。
【００５０】
図１０は、第３実施形態の内視鏡システム２０１において、カラー画像とＸ線画像とを合成したモニター画像を生成する場合の処理をタイミングチャートで示したものである。この場合、同期信号発生部２６７からは、図１０（Ａ）に示すようなタイミングで、垂直同期信号が発生される。この垂直同期信号に同期して、図１０（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ２〜ｔ３、時刻ｔ３〜ｔ４の各フレームで、光源２４２が点灯される。また、図１０（Ｃ）に示すように、この垂直同期信号に同期して、時刻ｔ４〜ｔ５のフレームで放射線源２５２からＸ線が照射される。また、カラーフィルター部２７１は、この同期信号に同期して、図１０（Ｄ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２、時刻ｔ２〜ｔ３、時刻ｔ３〜ｔ４の各フレームで、赤色（Ｒ）のフィルターと、緑色（Ｇ）のフィルターと、青色（Ｂ）のフィルターとに順に切り替えられる。
【００５１】
これにより、イメージセンサー２３７では、図１０（Ｅ）に示すように、時刻ｔ１〜ｔ２のフレームで赤色の画像Ｒ１が撮像され、時刻ｔ２〜ｔ３のフレームで緑色の画像Ｇ１が撮像され、時刻ｔ３〜ｔ４のフレームで青色の画像Ｂ１が撮像される。また、時刻ｔ４〜ｔ５のフレームでＸ線を照射したときの画像Ｘ１が撮像される。また、時刻ｔ１〜ｔ２のフレームで撮像された赤色の撮像画像Ｒ１は、図１０（Ｆ）に示すように、メモリ領域２６６ａに蓄積され、時刻ｔ２〜ｔ３のフレームで撮像された緑色の撮像画像Ｇ１は、図１０（Ｇ）に示すように、メモリ領域２６６ｂに蓄積され、時刻ｔ３〜ｔ４のフレームで撮像された青色の撮像画像Ｂ１は、図１０（Ｈ）に示すように、メモリ領域２６６ｃに蓄積される。さらに、時刻ｔ４〜ｔ５のフレームでＸ線を照射したときの撮像画像Ｘ１は、図１０（Ｉ）に示すように、メモリ領域２６６ｄに蓄積される。
【００５２】
時刻ｔ４〜ｔ５で、図１０（Ｊ）に示すように、メモリ領域２６６ａから赤色の撮像画像Ｒ１が読み出され、メモリ領域２６６ｂから緑色の撮像画像Ｇ１が読み出され、メモリ領域２６６ｃから青色Ｂ１の撮像画像が読み出されると共に、メモリ領域２６６ｄからＸ線の撮像画像Ｘ１が読み出される。そして、これらの撮像画像Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｘ１が合成されて、コンポーネントカラービデオ信号の１フレーム分の画像Ｖｘ１が形成される。
【００５３】
以下、同様にして、時刻ｔ８〜ｔ９、ｔ１２〜ｔ１３、ｔ１６〜ｔ１７、…で、図１０（Ｊ）に示すように、メモリ領域２６６ａから赤色の撮像画像Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、…が読み出され、メモリ領域２６６ｂから緑色の撮像画像Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４，点が読み出され、メモリ領域２６６ｃから青色の撮像画像Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４、…が読み出されると共に、メモリ領域２６６ｄからＸ線の撮像画像Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、…が読み出され、これらの撮像画像が合成されて、コンポーネントカラービデオ信号の各フレームの画像Ｖｘ２、Ｖｘ３、Ｖｘ４、…が形成される。なお、時刻ｔ５〜ｔ８のフレームでは、時刻ｔ４〜ｔ５での画像Ｖｘ１と時刻ｔ８〜ｔ９での画像Ｖｘ２との補間画像Ｖｘ１ａが出力される。時刻ｔ９〜ｔ１２、ｔ１３〜ｔ１６、…についても同様である。
【００５４】
このように、第３実施形態の内視鏡システム２０１では、カラー撮像画像とＸ線撮像画像とを合成した動画のモニター画像を生成しているため、病巣を的確に判定することができる。なお、カラーフィルター部２７１を、可視光照射部２１２に組み込むようにしてもよい。
【００５５】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の実施形態では、内視鏡本体部として、硬性内視鏡の構成のものを用いているが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。また、上述の実施形態では、可視光によるカラー撮像画像とＸ線撮像画像とを合成しているが、本発明は、可視光によるモノクロ撮像画像とＸ線撮像画像とを合成するように構成してもよい。さらに、上述の実施形態では、放射線としてＸ線を用いているが、本発明は、放射線として中性子線を用いるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１，１０１，２０１：内視鏡システム、１１，１１１，２１１： 内視鏡本体部、１２，１１２，２１２：可視光照射部、１３，１１３，２１３：放射線照射部、１４，１１４，２１４：画像処理部、１５，１１５，２１５：モニター、１６：シンチレーション部、２１，１２１，２２１：鏡筒部、２２，１２２：カメラ部、３１，１３１：対物レンズ、３２，１３２：接眼レンズ、３３，１３３：リレーレンズ系、３４，１３４：レンズユニット、３５：透過性シンチレーター、３７，１３７，２３７：イメージセンサー、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ：ＬＥＤ、４２，２４２： 光源、４３，２４３：光源駆動部、５２，２５２：放射線源、５３，２５３：放射線駆動部、６１，２６１：Ａ／Ｄコンバータ、６２，２６２：カメラ処理部、６３，２６３：モニター信号処理部、６５，２６５：メモリ、６６ａ〜６６ｄ，２６６ａ〜２６６ｄ：メモリ領域、２７１：カラーフィルター部、２７２：フィルター切替部
【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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【図１０】
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