(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を備えた電子内視鏡と、
前記電子内視鏡が観察する体腔内に通常観察用の光を照射可能な通常観察用光源と、
前記内視鏡が観察する体腔内に励起光を照射可能な蛍光観察用光源と、
前記撮像素子によって撮像された撮像画像を監視して前記撮像画像に変化が起こったかどうかを確認する、画像監視手段と、
前記蛍光観察用光源と前記画像監視手段とを制御する制御手段と、
を有し、
前記制御手段は、
前記蛍光観察用光源の消灯時に前記撮像画像の変化が第１の時間連続して起こった場合は、前記蛍光観察用光源を点灯し、
前記蛍光観察用光源の点灯時に前記撮像画像に変化が起こっていない状態が第２の時間以上続くと、前記蛍光観察用光源を消灯する、ことを特徴とする、自家蛍光を用いた診断システム。
【請求項２】
前記画像監視手段は、最新の撮像画像と前記最新の撮像画像よりも１フレーム前に撮像された撮像画像とを比較することによって前記撮像画像に変化が起こったかどうかを確認することを特徴とする、請求項１に記載の自家蛍光を用いた診断システム。
【請求項３】
前記診断システムは、診断システムのオペレータが前記光量変更手段の状態に関わらず前記蛍光観察用光源を点灯させるための蛍光観察用光源点灯手段を有することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の自家蛍光を用いた診断システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内視鏡を用い、かつ自家蛍光を利用した診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体組織に紫外線等の特定の波長の光（励起光）を照射すると蛍光を発する傾向がある。この現象を自家蛍光という。近年、がん細胞等の患部においては自家蛍光による蛍光の光量が低下することが発見され、疾患の早期発見法として注目されつつある。
【０００３】
そこで、励起光を管腔内に照射し、蛍光を内視鏡で観察する、自家蛍光診断が利用されつつある。このような自家蛍光診断を行う場合、内視鏡のライトガイドは通常観察用の白色光源に接続され、また内視鏡の処置具挿通チャンネルに別のライトガイドを挿通してこのライトガイドは蛍光観察用光源と接続される。内視鏡のオペレータは蛍光観察を行うときは蛍光観察用光源からの光がライトガイドに入射されないようにして、かつ通常観察用光源からの光がライトガイドに入射されるようにする。一方、通常観察を行う場合は、蛍光観察用光源からの光がライトガイドに入射されるようにして、かつ通常観察用光源からの光がライトガイドに入射されないようにする。
【０００４】
蛍光観察用光源のランプ寿命を考慮すると、蛍光観察時のみ蛍光観察用光源を点灯させることが望ましい。しかしながら、蛍光観察用光源の点灯からある程度の時間が経過しないと励起光の光量は安定しない。従って、上記のような装置を用いて蛍光観察と通常観察を行う場合は、あらかじめシャッタ等で蛍光観察用光源からの光がライトガイドに入射されないように遮蔽しておき、蛍光観察を開始する数分前にシャッタが閉じた状態で蛍光観察用光源を点灯し、蛍光観察開始時にシャッタを開けさらに通常観察用光源を消灯するといった煩雑な作業が必要だった。また、蛍光観察用光源の不必要な消耗を防ぐために蛍光観察終了時は直ちに蛍光観察用光源を手動で消灯しなければならなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題に鑑み、煩雑な操作を必要とすることなく蛍光観察用光源の不必要な消耗を防止可能な診断システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明においては、蛍光観察用光源の消灯時に撮像画像の変化が第１の時間連続して起こった場合は、蛍光観察用光源を点灯し、蛍光観察用光源の点灯時に撮像画像に変化が起こっていない状態が第２の時間以上続くと、前記蛍光観察用光源を消灯する。
【０００７】
体腔内に内視鏡を挿入して検査を行っている最中は撮像画像は変化しつづける。一方、検査が行われていないときは内視鏡はハンガーに掛けられたり、カート上に置かれたりしているため、撮像画像は変化しない。従って本発明によれば、一定時間以上検査が行われないときは自動的に蛍光観察用光源が消灯し、検査を開始すると自動的に蛍光観察用光源が点灯する。すなわち、必要なときのみ蛍光観察用光源が点灯するよう構成されているため、煩雑な操作を必要とすることなく蛍光観察用光源の不必要な消耗を防止可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態による診断システムを模式的に示したものである。本実施形態による診断システム１は、電子内視鏡１００と、内視鏡用プロセッサ２００と、蛍光観察用光源３００と、キーボード４００と、モニタ５００とを有する。
【０００９】
電子内視鏡１００は内視鏡用プロセッサ２００と接続されている。内視鏡用プロセッサ２００は電子内視鏡１００のライトガイド１０３にキセノンランプ等の通常光線を入射させるとともに、電子内視鏡１００の先端に備えられたＣＣＤ１０４を制御し、ＣＣＤ１０４より出力される画像信号を処理して例えばＮＴＳＣ信号のようなモニタ５００が表示可能な所定の形式のビデオ信号を画像切替機４００に出力する。
【００１０】
また内視鏡用プロセッサ２００のランプ部２０４には、ランプ２０４ａ、アイリス（絞り）２０４ｂ、カラーフィルタ２０４ｅ、シャッター２０４ｃ、集光レンズ２０４ｄ、ライトガイド２０９の入射端２０９ａがこの順番で並んでいる。ランプ２０４ａから発せられた通常光線はアイリス２０４ｂで適度に調光され、シャッター２０４ｃを通過し、さらに集光レンズ２０４ｄによって集光されてライトガイド２０９の入射端２０９ａに入射する。ライトガイド２０９の入射端２０９ａに入射した光はライトガイド２０９を通って内視鏡用プロセッサ２００の内視鏡接続部２１０に達し、この内視鏡接続部２１０を介して電子内視鏡１００のライトガイド１０３の入射端１０３ａに入射する。電子内視鏡１００のライトガイド１０３の入射端１０３ａに入射した光は電子内視鏡１００のライトガイド１０３を通って電子内視鏡１００の挿入部先端から射出されて体腔内を照射する。
【００１１】
カラーフィルタ２０４ｅは、赤(R)、緑(G)、青(B)の３色のフィルタである。カラーフィルタ２０４ｅはＣＣＤ１０４の信号転送タイミングに同期して、赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタを順次光源部２０４から発せられる光束中に挿置する。なお、このカラーフィルタ２０４ｅの回転制御はタイミングコントロール２０５によって行われる。ＣＣＤ１０４は1/30秒で１枚の画像を撮像／転送する構成となっているので、カラーフィルタ２０４ｂは1/30秒おきにフィルタを切り替える。また、ＣＣＤ１０４が画像を転送中にフィルタを切り替える構成となっている。従って、ＣＣＤ１０４は赤、緑、青の光に照射された画像を順次撮像することになる。撮像された画像信号は内視鏡用プロセッサ２００の初段信号処理回路２０２に送信される。初段信号処理回路２０２はこの画像信号を離散化して画像メモリ２０７に記憶する。赤、緑、青の光に照射された各画像はそれぞれ画像メモリ２０７の異なる領域に保存される。内視鏡用プロセッサ２００の後段信号処理回路２０３は画像メモリ２０７に保存された赤、緑、青の光に照射された各画像を読み出して合成し、さらにＮＴＳＣビデオ信号に変換する。以上のようないわゆる面順次方式により、ＣＣＤ１０４がモノクロＣＣＤであってもカラー画像を出力可能となっている。以上の制御は内視鏡用プロセッサ２００のシステムコントロール２０１によって行われる。
【００１２】
内視鏡用プロセッサ２００はバッファメモリ２０８および画像比較回路２１０を有する。バッファメモリ２０８は初段信号処理回路２０２と接続されており、画像メモリ２０７と同様にＣＣＤ１０４によって撮像された画像信号をカラー画像として保存する。バッファメモリ２０８はカラー画像が保存される領域を２つ有しており、初段信号処理回路２０２から送信されたデータを２つの領域に交互に保存する。即ち、一方の領域に初段信号処理回路２０２から送信されたデータが送信されているときは、他方の領域には１フレーム（１／１０秒）前に撮像された画像が保存されている。
【００１３】
画像比較回路２１０はバッファメモリ２０８および初段信号処理回路２０２と接続されており、初段信号処理回路２０２から出力された画像信号とバッファメモリ２０８に保存されている１フレーム（１／１０秒）前の画像とを比較し、画像の動きベクトルを演算し、画像の動き方向および画像の動き量を検出する。システムコントロール２０１はこの画像比較回路２１０による比較結果から、現在の画像が１フレーム前の画像から変化したかどうかを判断することができる。体腔内に内視鏡を挿入して検査を行っている最中は画像は変化し続ける。一方、検査を行っていないときは、画像が変化しない状態が続く。従って、システムコントロール２０１はこの画像比較回路２１０による比較結果から、電子内視鏡１００による検査が行われているかどうかを判断することができる。
【００１４】
また、システムコントロール２０１はカラー画像が１枚生成される間隔（１／１０秒）ごとに画像メモリ２０７の内容からカラー画像の平均輝度を算出し、この平均輝度に応じて、アイリス２０４ｂを駆動する。すなわち、カラー画像の平均輝度が所定値Ａを上回っていれば、ライトガイド２０９の入射端２０９ａに入射する光量を減らすようにアイリス２０４ｂを駆動する。一方、カラー画像の平均輝度が所定値Ｂ（Ａ＞Ｂ）を上回っていれば、ライトガイド２０９の入射端２０９ａに入射する光量を増やすようにアイリス２０４ｂを駆動する。アイリス２０４ｂの近傍には、アイリスの現在位置を検出する位置センサが設けられており、システムコントロール２０１は、この位置センサ204Sの出力に基づいて、アイリスの位置を把握している。以上のように、本実施形態においてはカラー画像の平均輝度がＡとＢの間になるようにライトガイド２０９の入射端２０９ａに入射する光量が制御される。
【００１５】
蛍光観察用光源３００は紫外線等の生体組織の自家蛍光を励起するスペクトルを含む光線を生成するランプ部３０４を有する。このランプ部３０４によって生成された励起光は蛍光観察用ライトガイド３０５の入射端に入射する。蛍光観察用ライトガイド３０５の先端は、電子内視鏡の処置具口１０７ａより処置具挿通チャンネル１０７に挿通されており、電子内視鏡１００の先端部から体腔内の生体組織に向けて励起光を照射することが可能である。励起光が照射されている時にＣＣＤ１０４から出力された信号は通常観察画像と同様、初段信号処理回路２０２によって離散化されて画像メモリ２０７に記憶され、さらに後段信号処理回路２０３によってＮＴＳＣビデオ信号に変換される。
【００１６】
励起光が照射されている時の画像は蛍光画像であり、がん細胞などの患部は健康な組織に比べて弱い蛍光を発生する。従って、この蛍光画像と通常観察時の撮像画像である通常観察画像とを比較することにより、疾患部を特定することができる。診断システム１のオペレータはこの蛍光画像と通常画像を内視鏡用プロセッサ２００のフロントパネルスイッチ２０８またはキーボード４００を操作することによって切り換えることができる。フロントパネルスイッチ２０８および／またはキーボード４００からの信号はシステムコントロール２０１に入力され、システムコントロール２０１はこの信号を元に内視鏡用プロセッサ２００のランプ部２０４に備えられたシャッター２０４ｃおよび蛍光観察用光源３００のランプ部３０４に備えられたシャッター３０４ａの一方が閉じ、他方が開くように両シャッターを制御する。
【００１７】
以上のように構成された、本実施形態の診断システム１のランプ制御処理を以下に説明する。図２は本実施形態の内視鏡用プロセッサ２００のランプ制御ルーチンのフローである。なお、本ルーチンは内視鏡用プロセッサ２００のメモリ２０７に記憶され、システムコントロール２０１によって実行されるプログラムである。
【００１８】
本ルーチンは内視鏡用プロセッサ２００の電源投入に伴って開始する。なお、本ルーチン開始時は蛍光観察用光源３００の光源ランプ３０４ａは消灯している。本ルーチンが開始すると、最初にステップＳ１０１が実行される。
【００１９】
ステップＳ１０１では、変数ｔに０が代入される。次いで、ステップＳ１０２に進む。
【００２０】
ステップＳ１０２では、システムコントロール２０１は画像比較回路２１０の比較結果を元に、現在の画像が１フレーム前の画像から変化したかどうかを判断する。画像が変化していないのであれば（Ｓ１０２：ＮＯ）、ステップＳ１０１に戻る。一方、画像が変化したのであれば（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進む。
【００２１】
ステップＳ１０３では、変数ｔと定数αとの比較が行われる。ステップＳ１０５においてｔ＜αであれば（Ｓ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０４に進んでｔに１を加算し、次いでステップＳ１０２に戻る。一方、ステップＳ１０３においてｔ≧αであれば（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進んで蛍光観察用光源３００のランプ部３０４のランプを点灯し、次いでステップＳ１０６に進む。
【００２２】
以上のように、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５によれば、ＣＣＤ１０４によって撮像された画像が一定回数α以上連続して変化し続ける、すなわちＳ１０２〜Ｓ１０４のループにかかる時間をＴ１として画像が時間αＴ以上連続して変化し続けることによって、蛍光観察用光源３００のランプ部３０４のランプが点灯する構成となっている。電子内視鏡１００で体腔内を観察しているときは、ＣＣＤ１０４によって撮像された画像は変化しつづけるので、観察開始後所定時間αＴ１が経過すると自動的に蛍光観察用光源３００のランプ部３０４のランプが点灯する。
【００２３】
ステップＳ１０６では変数ｔに０が代入される。次いで、ステップＳ１０７に進む。
【００２４】
ステップＳ１０７では、システムコントロール２０１は画像比較回路２１０の比較結果を元に、現在の画像が１フレーム前の画像から変化したかどうかを判断する。画像が変化たのであれば（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、ステップＳ１０６に戻る。一方、画像が変化していないのであれば（Ｓ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０８に進む。
【００２５】
ステップＳ１０８では、変数ｔと定数βとの比較が行われる。ステップＳ１０８においてｔ＜βであれば（Ｓ１０８：ＮＯ）、ステップＳ１０９に進んでｔに１を加算し、次いでステップＳ１０７に戻る。一方、ステップＳ１０８においてｔ≧βであれば（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に進んで蛍光観察用光源３００のランプ部３０４のランプを消灯し、次いでステップＳ１０１に戻る。
【００２６】
以上のように、ステップＳ１０６〜Ｓ１１０によればＣＣＤ１０４によって撮像された画像が変化していない状態が一定回数β以上連続して続く、すなわちＳ１１０〜Ｓ１１３のループにかかる時間をＴ２として画像が変化していない状態が時間βＴ２以上連続して続くことによって、蛍光観察用光源３００のランプ部３０４のランプが消灯する構成となっている。体腔内の観察を一時中止して、電子内視鏡１００がハンガーに掛けられたり、カート上に置かれたりしているときは、画像が変化しないので、観察中断後所定時間βＴ２が経過すると自動的に蛍光観察用光源３００のランプ部３０４のランプが消灯する。なお、蛍光観察中に蛍光観察用光源３００のランプ部３０４のランプが消灯するのを防止するため、時間βＴ２が例えば１分以上と充分大きな値となるように定数βの値が設定される。
【００２７】
以上のルーチンに従って蛍光観察用光源３００のランプ部３０４のランプを制御することによって、内視鏡による通常観察を行っている間に蛍光観察用光源３００のランプ部３０４のランプが点灯し、内視鏡による体腔内の観察を中断するとランプが自動的に消灯する。従って、蛍光観察開始時に既に蛍光観察用光源３００のランプ部３０４のランプが点灯してその光量が安定しているため、即座に蛍光観察が可能となる。一方、内視鏡による体腔内の観察を中断するとランプが自動的に消灯するため、蛍光観察用ランプの不必要な点灯が防止され、蛍光観察用ランプの長寿命化が可能となる。
【発明の効果】
以上のように、本発明の診断システムによれば、煩雑な操作を必要とすることなく蛍光観察用光源の不必要な消耗を防止可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による診断システムを模式的に示した概略図である。
【図２】本発明の実施の形態による内視鏡用プロセッサのランプ制御ルーチンのフローである。
【符号の説明】
１        診断システム
１００      電子内視鏡
１０４      ＣＣＤ
２００      内視鏡用プロセッサ
２０１      システムコントロール
２０４      ランプ部
２０４ａ    ランプ
２０４ｂ    アイリス
２０４Ｓ    位置センサ
２０７      画像メモリ
２０８      バッファメモリ
２０９      画像比較回路
３００      蛍光観察用光源
３０４      ランプ部
３０４ａ    シャッター
【図１】
0003911194.tif 000002
【図２】
0003911194.tif 000003