(57)【要約】【課題】従来からある電子内視鏡システムを有効に活用しつつＰＤＴが可能なシステムを提供すること。【解決手段】電子内視鏡システム１は、内視鏡挿入部の先端に配置された対物レンズ１１により形成される対象物の像を撮像素子１２により撮像する撮像光学系１０と、白色光源２１から発した照明光、または、励起光源２２から発した励起光をライトガイド２３を介して内視鏡挿入部の先端に導き、配光レンズ２４を介して体腔内の組織に照射する観察光照射光学系２０と、コネクタ３１を介して接続される外部のＰＤＴ用光源３２からの光束を内視鏡挿入部に形成された鉗子チャンネルに引き通された治療用プローブ３３を介して内視鏡挿入部の先端に導き、射出レンズ３４を介して体腔内の組織に照射する治療光照射光学系３０とを備えている。【選択図】図１
2009022652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡挿入部の先端に配置された対物レンズにより形成される体腔内の組織の像を撮像素子により撮像する撮像光学系と、
観察用の光束を発する観察用光源と、
前記観察用光源から発した光束を内視鏡の挿入部に引き通されたライトガイドを介して前記内視鏡挿入部の先端に導いて体腔内の組織に照射する観察光照射光学系と、
コネクタを介して接続される外部の光線力学治療用光源からの光束を内視鏡の挿入部に引き通された治療用プローブに入射させる伝達光学系と、
前記伝達光学系中に配置され、前記光線力学治療用光源から入射した光束の強度を変化させることにより前記治療用プローブに入射させる光束の光量を変化させる光量変更手段と、
光線力学治療中、前記光量変更手段を制御することにより、前記治療用光ファイバーに入射させる光束の強度を周期的に低下させ、低下させた期間内に前記撮像素子から得られた画像信号を表示装置へ出力する制御手段とを備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項２】
前記光量変更手段は、前記光線力学治療用光源から入射した光束を周期的に遮断するシャッタを備えることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡システム。
【請求項３】
前記光量変更手段は、前記光線力学治療用光源から入射した光束を周期的に減光する減光フィルタを備えることを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡システム。
【請求項４】
内視鏡挿入部の先端に配置された対物レンズにより形成される体腔内の組織の像を撮像素子により撮像する撮像光学系と、
観察用の光束を発する観察用光源と、
前記観察用光源から発した光束を内視鏡の挿入部に引き通されたライトガイドを介して前記内視鏡挿入部の先端に導いて体腔内の組織に照射する観察光照射光学系と、
光線力学治療用光源からの光束を内視鏡の挿入部に引き通された治療用プローブを介して前記内視鏡挿入部の先端に導いて体腔内の組織に照射する治療光照射光学系と、
前記光線力学治療用光源から入射した光束を減光する減光フィルタを備え、前記体腔内の組織に照射する光束の光量を変化させる光量変更手段と、
光線力学治療中、前記光量変更手段を制御することにより、前記治療光照射光学系の光路内に前記減光フィルタを周期的に出し入れし、前記減光フィルタが光路内に挿入された期間内に前記撮像素子から得られた画像信号を表示装置へ出力する制御手段とを備えることを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項５】
前記観察用光源は、蛍光観察用の励起光を発する励起光源と、カラー観察用の白色光を発する白色光源とのうち、少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記治療用プローブは、内視鏡に設けられた鉗子チャンネルに引き通されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体腔内等の対象部位の画像を撮像素子により電子的に撮影して表示させる電子内視鏡システムに関し、特に、光線力学治療(以下、ＰＤＴとする)が可能なシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子内視鏡システムは、内視鏡挿入部の先端に配置された対物レンズにより形成される対象物の像を撮像素子により撮像し、この撮像素子から出力される映像信号を画像処理装置により処理して外部のモニター画面に表示する。操作者は、モニター画面に動画、または静止画として表示される画像を観察して撮影対象部位の状態を把握する。
【０００３】
一方、早期肺癌、表在性食道癌、表在性早期胃癌等の早期癌の治療法として内視鏡的ＰＤＴが広く用いられている。これは、患者に光感受性物質のフォトフリンを静脈注射で投与し、所定時間後に、腫瘍部位に長波長(例えば６８０ｎｍ)の比較的高強度のレーザーを照射し、腫瘍内に取り込まれた光感受性物質を励起し、癌細胞を壊死させる技術である。
【０００４】
従来、ＰＤＴを行うためには、通常の観察用の電子内視鏡システムとは別に、ＰＤＴ専用の光源装置、内視鏡、レーザープローブを用意する必要があった。すなわち、治療用のレーザー光は強度が高いため、通常の観察用の電子内視鏡システムを併用すると撮像素子が飽和して撮像が不可能になる。また、専用内視鏡のように長波長カットフィルタを設けると、通常の観察時の色再現性が悪くなる。
【０００５】
特許文献１には、カラー観察用の白色光源と、光線力学診断(以下、ＰＤＤという)及びＰＤＴ用の複数のレーザー発振器とを備え、これらを時分割で発光させることにより、色再現性を損なうことなくカラー画像の撮影とＰＤＴとを併用できるようにした内視鏡装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２１１２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示される内視鏡装置は、従来の観察用の電子内視鏡システムとは全く異なる設計であり、従来からある電子内視鏡システムを有効に活用することができない。また、白色光と治療用のレーザー光とが同一の光ファイバー、配光レンズを介して体腔内の組織に照射され、かつ、白色光とレーザー光とは択一的、排他的に照射されるため、ＰＤＴの実行時に治療用のレーザー光の照射範囲を確認することができない。
【０００８】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、従来からある電子内視鏡システムを有効に活用しつつＰＤＴが可能なシステムを提供することを第１の目的(課題)とし、ＰＤＴの実行時に治療用のレーザー光の照射範囲を確認することができるシステムを提供することを第２の目的(課題)とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の第１の課題を解決するために案出された本発明の第１の態様にかかる電子内視鏡システムは、内視鏡挿入部の先端に配置された対物レンズにより形成される体腔内の組織の像を撮像素子により撮像する撮像光学系と、観察用の光束を発する観察用光源と、観察用光源から発した光束を内視鏡の挿入部に引き通されたライトガイドを介して内視鏡挿入部の先端に導いて体腔内の組織に照射する観察光照射光学系と、コネクタを介して接続される外部の光線力学治療用光源からの光束を内視鏡の挿入部に引き通された治療用プローブに入射させる伝達光学系と、伝達光学系中に配置され、光線力学治療用光源から入射した光束の強度を変化させることにより治療用プローブに入射させる光束の光量を変化させる光量変更手段と、光線力学治療中、光量変更手段を制御することにより、治療用プローブに入射させる光束の強度を周期的に低下させ、低下させた期間内に撮像素子から得られた画像信号を表示装置へ出力する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
光量変更手段は、光線力学治療用光源から入射した光束を周期的に遮断するシャッタを備え、あるいは、光線力学治療用光源から入射した光束を周期的に減光する減光フィルタを備えることが望ましい。
【００１１】
また、上記の第２の課題を解決するために案出された本発明の第２の態様にかかる電子内視鏡システムは、内視鏡挿入部の先端に配置された対物レンズにより形成される体腔内の組織の像を撮像素子により撮像する撮像光学系と、観察用の光束を発する観察用光源と、観察用光源から発した光束を内視鏡の挿入部に引き通されたライトガイドを介して内視鏡挿入部の先端に導いて体腔内の組織に照射する観察光照射光学系と、光線力学治療用光源からの光束を内視鏡の挿入部に引き通された治療用プローブを介して内視鏡挿入部の先端に導いて体腔内の組織に照射する治療光照射光学系と、光線力学治療用光源から入射した光束を減光する減光フィルタを備え、体腔内の組織に照射する光束の光量を変化させる光量変更手段と、光線力学治療中、光量変更手段を制御することにより、治療光照射光学系の光路内に減光フィルタを周期的に出し入れし、減光フィルタが光路内に挿入された期間内に撮像素子から得られた画像信号を表示装置へ出力する制御手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
上記の第１，第２のいずれの態様においても、観察用光源は、蛍光観察用の励起光を発する励起光源と、カラー観察用の白色光を発する白色光源とのうち、少なくとも一方を含み、望ましくは両者を含む。また、治療用プローブは、内視鏡に設けられた鉗子チャンネルに引き通されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第１の態様にかかる電子内視鏡システムによれば、従来からある電子内視鏡システムの光源装置にコネクタ、伝達光学系、光量変更手段を設け、内視鏡の例えば鉗子チャンネルに治療用プローブを引き通し、制御手段による光源制御と撮像タイミングを適宜設定するのみで、観察とＰＤＴが可能なシステムを提供することができ、既存のシステムを有効に活用することができる。
【００１４】
また、本発明の第２の態様にかかる電子内視鏡システムによれば、光線力学治療中、治療用の光束の光量を低下させた状態で撮像素子により画像が取得されるため、撮影された画像内に治療用の光束の照射範囲が確認できる。ＰＤＴには赤色のレーザー光が使用されるため、カラー画像の撮影時にも、自家蛍光やＰＤＤによる蛍光の画像の撮影時にも、治療用光束の照射範囲が画像内で赤く表示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、添付図面に基づいて、本発明を実施するための形態を説明する。図１は、実施形態の電子内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。図１は、体腔内に挿入されるために細長く形成された内視鏡挿入部の先端部分の構成と、この挿入部に接続された光源プロセッサ装置内の各回路の接続関係とを示している。
【００１６】
図１に示されるように、この電子内視鏡システム１は、内視鏡挿入部の先端に配置された対物レンズ１１により形成される対象物の像をＣＣＤイメージセンサ等の電荷蓄積型の撮像素子１２により撮像する撮像光学系１０と、白色光源２１から発した照明光、または、励起光源２２から発した励起光をライトガイド２３を介して内視鏡挿入部の先端に導き、配光レンズ２４を介して体腔内の組織に照射する観察光照射光学系２０と、コネクタ３１を介して接続される外部の光線力学治療(ＰＤＴ)用光源３２からの光束を内視鏡挿入部に形成された鉗子チャンネルに引き通された治療用プローブ３３を介して内視鏡挿入部の先端に導き、射出レンズ３４を介して体腔内の組織に照射する治療光照射光学系３０とを備えている。
【００１７】
すなわち、実施形態の電子内視鏡システム１は、従来からある蛍光内視鏡システムの光源装置に、コネクタ３１を介してＰＤＴ用光源３２を接続し、内視鏡挿入部に治療用プローブ３３を引き通し、ＰＤＴ用光源３２からの治療用の光束を治療用プローブ３３に入射させる伝達光学系を設けることにより構成されている。
【００１８】
励起光源２２は、体腔内の組織の自家蛍光を発生させるための励起光を発する光源として使用されると共に、事前に生体に投与された光感受性物質を励起して光線力学診断(ＰＤＤ)を行うためのＰＤＤ用光源としても利用される。励起光源２２は、発振波長３２０ｎｍ〜４００ｎｍ程度の紫外線を発生するレーザー光源である。一方、ＰＤＴ用光源３２としては、例えば、発振波長６３０ｎｍのエキシマレーザーが利用される。
【００１９】
対物レンズ１１と撮像素子１２との間には、励起光源２２から発する励起光に相当する波長成分を除去するための励起光カットフィルタ１３が組み込まれている。励起光カットフィルタは、図２に示すように、励起光を遮断し、励起光より長い波長の光を透過させる特性を有しており、これにより、蛍光撮影時に撮像素子１２に励起光が入射するのを防ぎ、蛍光画像のみの撮影が可能となる。
【００２０】
白色光源２１とライトガイド２３とを結ぶ直線的な光路上には、第１非同期シャッタ２５、第１同期シャッタ(ロータリーシャッタ)２６、ハーフミラー２７、集光レンズ２８が光源側から順に配置されている。励起光源２２は、上記の光路に対して垂直にハーフミラー２７に対して光を入射させるよう配置されている。
【００２１】
第１非同期シャッタ２５は、白色光の光路を覆うサイズの遮光板を備え、第１モータ４１により駆動されて白色光がライトガイド２３側に進むのを許可し、あるいは、禁止する。第１非同期シャッタ２５は、撮影時に画像信号のフレームやフィールドの切り替えに同期して作動するものではなく、観察モードに応じて、主電源がオンの間常に発光している白色光が不用意にライトガイド２３に入射するのを禁止する。
【００２２】
第１ロータリーシャッタ２６は、図３に平面形状を示すように、中心角約１８０°の扇形の開口２６ａが形成された円板であり、集光レンズ２８の光軸に対して直交し且つオフセットした状態で、第２モータ４２の回転軸に固定されている。開口２６ａの径方向のサイズは、白色光の径より大きく設定されており、第２モータ４２を駆動して第１ロータリーシャッタ２６を回転させることにより、撮影時に画像信号のフレームやフィールドの切り替えに同期して白色光がオン／オフされる。第１ロータリーシャッタ２６を透過した白色光源２１からの白色光の一部は、ハーフミラー２７を透過して集光レンズ２８により集光されてライトガイド２３に入射する。
【００２３】
第１ロータリーシャッタ２６は、第２モータ４２と共にスライド台２９に取り付けられており、第３モータ４３を駆動することにより、第１ロータリーシャッタ２６を図１に示す光路中の設定位置と、図中下側に光路からから外れた待避位置との間で切り替えることができる。
【００２４】
一方、励起光源２２は、白色光の光路とは直交する方向からハーフミラー２７に励起光を入射させるように配置されており、励起光源２２から発した励起光の一部がハーフミラー２７により反射され、集光レンズ２８により集光されてライトガイド２３に入射する。
【００２５】
ハーフミラー２７は、第４モータ４４によりスライドされ、図１に示すように励起光と白色光との交差位置と、図中右上方向に光路から外れた待避位置との間で切り替えられる。
【００２６】
治療光照射光学系３０の伝達光学系は、光ファイバを介してコネクタ３１に接続されたＰＤＴ用光源３２からの光束を内視鏡の挿入部に引き通された治療用プローブ３３に入射させるものであり、コネクタ３１側から順に、第２非同期シャッタ３５、第２ロータリーシャッタ３６、ミラー３７を備えている。
【００２７】
第２非同期シャッタ３５は、白色光の光路に配置された第１非同期シャッタ２５と同様の構成であり、治療用の光束の光路を覆うサイズの遮光板を備え、第５モータ４５により駆動されて治療用光束が治療用プローブ３３側に進むのを許可し、あるいは、禁止する。第２非同期シャッタ３５は、撮影時に画像信号のフレームやフィールドの切り替えに同期して作動するものではなく、観察モードに応じて、主電源がオンの間常に発光している治療用光束が不用意に治療用プローブ３３に入射するのを禁止する。
【００２８】
第２ロータリーシャッタ３６は、図４に平面形状を示すように、中心角約１８０°に扇形の開口３６ａが形成され、残りの中心角約１８０°に扇形の減光フィルタ３６ｂが形成された円板であり、治療用の光束の中心軸に対して直交し且つオフセットした状態で、第６モータ４６の回転軸に固定されている。減光フィルタ３６ｂの透過率は、例えば約１％である。開口３６ａ及び減光フィルタ３６ｂの径方向のサイズは、治療用の光束の径より大きく設定されており、第６モータ４６を駆動して第２ロータリーシャッタ３６を回転させることにより、撮影時に画像信号のフレームやフィールドの切り替えに同期して治療用光の強度を切り換える。強度は、開口３６ａが光路中に位置するときには１００％、減光フィルタ３６ｂが光路中に位置する場合には１％となる。第２ロータリーシャッタ３６を透過したＰＤＴ用光源３２からの治療用光束は、ミラー３７により反射されて治療用プローブ３３に入射する。なお、第２ロータリーシャッタ３６は、治療用プローブに入射させる光束の光量を変化させる光量変更手段に相当する。
【００２９】
次に、撮像光学系１０により撮像された画像信号を処理し、励起光源２２や各モータ４１〜４６を制御する電気系統の構成について説明する。電子内視鏡システム１の電気系統は、全体の制御を司るシステムコントローラ５０を中心に、第１〜第６モータ４１〜４６をそれぞれ駆動する第１〜第６ドライバ５１〜５６、撮影時に画像信号のフレームやフィールドの切り替える同期信号を出力するタイミングコントローラ５７、このタイミングコントローラ５７からの信号に同期して撮像素子１２を駆動する駆動信号を出力するＣＣＤドライバ５８を備えている。ロータリーシャッタ２６，３６用の第２モータ４２、第６モータ４３を駆動する第２，第６ドライバ５２，５６は、タイミングコントローラ５７からの同期信号により制御され、他のモータ用のドライバはシステムコントローラ５０により制御される。
【００３０】
また、画像信号の処理系として、撮像素子１２から出力される映像信号を処理する前段信号処理回路５９、この前段信号処理回路５８で処理され出力されたデジタルの映像信号を演算処理する画像処理回路６０、この画像処理回路６０で演算された映像信号をモニター７１に表示するための規格化映像信号に変換して出力する後段信号処理回路７０を備える。
【００３１】
画像処理回路６０は、図５に示すように、前段映像信号処理回路５８からの画像データをフィールド毎に一時記憶する第１、第２画像メモリ６１，６２と、タイミングコントローラ５７からの同期信号に基づいて、これらの画像メモリ６１，６２へのデータの読み書きを制御するメモリコントローラ６３と、画像メモリ６１，６２から読み出したデータによりモニター７１に表示すべき画像を形成するスキャンコンバータ６４とを備えている。
【００３２】
さらに、内視鏡挿入部に接続される操作部には、動作モードを通常観察モード、蛍光観察モード、蛍光観察／ＰＤＴモード、通常観察／ＰＤＴモードとの間で切り替えるためのモード切替スイッチ７２が設けられている。このスイッチは、内視鏡による観察、治療時に操作者(術者)により操作される。
【００３３】
なお、システムコントローラ５０、画像処理回路６０は、光線力学治療中、第２ロータリーシャッタ３６を制御することにより、治療用プローブ３３に入射させる光束の強度を周期的に低下させ、低下させた期間内に撮像素子１２から得られた画像信号をモニター７１へ出力する制御手段としての機能を備えている。
【００３４】
次に、上記のように構成された電子内視鏡システム１の動作を説明する。システムの電源が投入されると、システムコントローラ５０が起動し、白色光源２１が点灯する。ＰＤＴ用光源３２の電源は別に投入する。これにより、ＰＤＴ用光源３２からは常時治療用のレーザー光が入射している。システムコントローラ５０は、モード切替スイッチ７１の設定を読み込み、各観察モードに合わせて各部を制御する。以下、通常観察モード、蛍光観察モード、蛍光観察／ＰＤＴモード、通常観察／ＰＤＴモードの順に動作を図６のタイミングチャートを参照して説明する。
【００３５】
通常観察モードが選択されている場合には、システムコントローラ５０は、各ドライバを介してモータを制御し、各シャッタやミラーを以下の表１に示すような状態に設定する。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
励起光源２２は消灯したままである。これにより、白色光源２１から発した照明光が連続的にライトガイド２３を介して内視鏡先端部に届き、配光レンズ２４を介して体腔内の組織を照明する。白色光により照明された組織からの反射光は、撮像光学系１０に取り込まれて組織のカラー画像を形成する。通常観察モードにおける撮像素子１２による撮像のタイミングは図６のＡ、撮像された信号の転送のタイミングはＡ２に示されている。ＮＴＳＣのインターレース方式に準拠し、１秒間に３０フレーム、６０フィールド分の画像を撮像し、次のフィールドの撮像中に前のフィールドのデータを転送する。画像データは、フィールド毎に画像メモリ６１、６２に順次記憶され、１フィールド分のデータが揃った時点でスキャンコンバータ６４により合成されて１フレーム分の画像データとして出力される。この結果、通常撮影モードでは、体腔内の組織のカラー映像がモニター７１上に動画で表示される。
【００３８】
蛍光観察モードが選択されている場合には、システムコントローラ５０は、各ドライバを介してモータを制御し、各シャッタやミラーを以下の表２に示すような状態に設定する。
【００３９】
【表２】
2009022652.tif 000004
【００４０】
システムコントローラ５０は、タイミングコントローラ５７からの同期信号により、白色光が第１ロータリーシャッタ２６を透過する間は励起光源２２を消灯させ、白色光が第１ロータリーシャッタ２６により遮断される間は励起光源２２を発光させる。これにより、白色光源２１から発した白色光と、励起光源２２から発した励起光とが交互にライトガイド２３に入射する。
【００４１】
励起光が照射されている期間は励起された組織からの蛍光が励起光と共に撮像光学系１０に入射するが、励起光は励起光カットフィルタ１３により遮断されるため、蛍光のみが撮像素子１２に到達し、蛍光画像の信号が得られる。なお、蛍光画像には、生体組織の励起による緑色の自家蛍光と、ＰＤＤにより癌細胞に滞留した光感受性物質から発生する赤色の蛍光とが含まれる。ＰＤＤを実施する場合には、検査を始める前に光感受性物質(フォトフィリン)を体内に静脈注射投与しておく。フォトフィリンは、一定時間後には正常細胞からは流れ出すが、腫瘍部には滞留する。このため、短波長の励起光を照射してフォトフィリンを励起すると、赤色の蛍光が発生し、腫瘍部の特定が容易となる。
【００４２】
一方、白色光が照射されている期間は、組織からの反射光が撮像素子１２に到達する。撮像素子１２は、図６Ｂに示すようなタイミングでフィールド毎に通常画像(カラー画像)の撮像と、蛍光画像の撮像及びＰＤＤとをフィールド毎に繰り返す。これにより、フィールド毎に通常画像のデータと蛍光画像のデータとが画像メモリ６１、６２に記憶されるが、これらは通常の画像データのようにインターレースの処理をせず、それぞれ独立した画面を表示するように１フィールド分の画像データで公知の補間処理を行って１フレームの画面データを生成する。
【００４３】
モニター７１には、図７に示すように、通常画像(カラー画像)と蛍光画像とが並べて表示される。図７の蛍光画像では、中央の濃度が濃い部分がフォトフィリンによる赤色の蛍光、その周囲が緑色の自家蛍光を示している。
【００４４】
蛍光観察／ＰＤＴモードが選択されている場合には、システムコントローラ５０は、各ドライバを介してモータを制御し、各シャッタやミラーを以下の表３に示すような状態に設定する。
【００４５】
【表３】
2009022652.tif 000005
【００４６】
システムコントローラ５０は、タイミングコントローラ５７からの同期信号により、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６の開口部３６ａを透過する間は励起光源２２を消灯させ、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６の減光フィルタ３６ｂにより減光される間は励起光源２２を発光させる。これにより、ＰＤＴ用光源３２から発した治療用光束は、フィールド毎に強弱を繰り返して治療用プローブ３３に入射し、治療用光束の強度が弱い期間には励起光源２２から発した励起光がライトガイド２３に入射する。
【００４７】
各光束の照射タイミングと撮像素子による撮像タイミングは図６Ｃに示す通りであり、フィールド毎に治療用光束の強度を切り換え、強度が弱い期間に撮像する。ＰＤＴの治療用光束が高出力で照射されている間は、撮像光学系１０に入射する反射光量が極めて大きく、撮像素子１２の出力は飽和するため、この期間は撮像素子１２の電荷は蓄積せずに捨てる。この間、生体組織の癌細胞に滞留しているフォトフィリンが照射された治療用光束の光エネルギーを吸収し、癌細胞を壊死させる。
【００４８】
治療用光束が低出力で照射され、励起光が照射されている期間は、治療用光束の反射光と、励起された組織からの蛍光、そして励起光とが撮像光学系１０に入射する。ただし、励起光は励起光カットフィルタ１３により遮断されるため、治療用光束と蛍光とが撮像素子１２に到達し、蛍光画像の信号が得られる。これにより、１フィールドおきに蛍光画像のデータが画像メモリ６１に記憶される。そして、１フィールド分の画像データで公知の補間処理を行って１フレームの画面データを生成する。
【００４９】
モニター７１には、ＰＤＴの開始時には、図８に示すような画像が表示される。中心にはフォトフィリンによる赤色の蛍光、その周囲には低出力の治療用光束によってその円形の照射範囲が薄い赤色で表示され、さらに、その周囲には自家蛍光による緑色の蛍光画像が表示される。治療が進み、癌細胞が壊死すると、図９に示すように、その部分の蛍光が弱くなり、黒く表示される。
【００５０】
通常観察／ＰＤＴモードが選択されている場合には、システムコントローラ５０は、各ドライバを介してモータを制御し、各シャッタやミラーを以下の表４に示すような状態に設定する。
【００５１】
【表４】
2009022652.tif 000006
【００５２】
システムコントローラ５０は、タイミングコントローラ５７からの同期信号により、第１、第２ロータリーシャッタ２６、３６を同期して回転させる。その結果、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６の開口部３６ａを透過する間、白色光は第１ロータリーシャッタ２６により遮断され、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６の減光フィルタ３６ｂにより減光される間、白色光は第１ロータリーシャッタ２６の開口部２６ａを透過する。これにより、ＰＤＴ用光源３２から発した治療用光束は、フィールド毎に強弱を繰り返して治療用プローブ３３に入射し、治療用光束の強度が弱い期間には白色光源２１から発した白色光がライトガイド２３に入射する。
【００５３】
各光束の照射タイミングと撮像素子による撮像タイミングは図６Ｄに示す通りであり、フィールド毎に治療用光束の強度を切り換え、強度が弱い期間に撮像する。ＰＤＴの治療用光束が高出力で照射されている間は、撮像光学系１０に入射する反射光量が極めて大きく、撮像素子１２の出力は飽和するため、この期間は撮像素子１２の電荷は蓄積せずに捨てる。この間、生体組織の癌細胞に滞留しているフォトフィリンが照射された治療用光束の光エネルギーを吸収し、癌細胞を壊死させる。
【００５４】
治療用光束が低出力で照射され、白色光が照射されている期間は、治療用光束の反射光と、組織から反射する白色光とが撮像光学系１０に入射して撮像素子１２に到達し、通常画像(カラー画像)の信号が得られる。これにより、１フィールドおきに通常画像のデータが画像メモリ６１に記憶される。そして、１フィールド分の画像データで公知の補間処理を行って１フレームの画面データを生成する。
【００５５】
モニター７１には、図１０に示すような画像が表示される。組織の通常画像の中心に低出力の治療用光束によってその円形の照射範囲が薄い赤色で表示される。
【００５６】
以上説明したように、上記の実施形態によれば、ＰＤＴの施術中、ＰＤＴ用の治療用光束の照射範囲をモニター上で確認することができる。また、照明用、励起用の光束とＰＤＴ用の光束がそれぞれ別の経路で伝達されるため、照明光、励起光は広い範囲に照射しつつ、治療用光束を狭い範囲に集中させることができ、広い視野を確保しつつ、周囲の組織に負担をかけずに病変した組織のみを治療することができる。
【００５７】
次に、上記の実施形態の変形例を２例説明する。第１の変形例は、上記の実施形態の第２ロータリーシャッタ３６を図３に示した第１のロータリーシャッタ２６と同一の構成、すなわち、減光フィルタの部分を不透明にしたものである。以下の説明では第１の変形例の第２ロータリーシャッタを符号３６Ａで示す。
【００５８】
第１の変形例での蛍光観察／ＰＤＴモード、通常観察／ＰＤＴモードでの動作について説明する。なお、各モードでのシャッタ、フィルタ等の設定は、上記の実施形態における対応するモードにおける設定と同一であるので説明は省略する。
【００５９】
第１の変形例で蛍光観察／ＰＤＴモードが選択されている場合には、システムコントローラ５０は、タイミングコントローラ５７からの同期信号により、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６Ａの開口部を透過する間は励起光源２２を消灯させ、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６Ａに遮断される間は励起光源２２を発光させる。これにより、ＰＤＴ用光源３２から発した治療用光束は、フィールド毎に治療用プローブ３３へ断続的に入射し、治療用光束が遮断されている期間には励起光源２２から発した励起光がライトガイド２３に入射する。
【００６０】
各光束の照射タイミングと撮像素子による撮像タイミングは図１１Ｅに示す通りであり、フィールド毎に治療用光束の照射／停止を切り換え、停止している期間に撮像する。ＰＤＴの治療用光束が高出力で照射されている間は、撮像素子１２の電荷は蓄積せずに捨てる。この間、生体組織の癌細胞に滞留しているフォトフィリンが照射された治療用光束の光エネルギーを吸収し、癌細胞を壊死させる。
【００６１】
治療用光束が停止し、励起光が照射されている期間は、励起された組織からの蛍光、そして励起光とが撮像光学系１０に入射する。ただし、励起光は励起光カットフィルタ１３により遮断されるため、蛍光のみが撮像素子１２に到達し、蛍光画像の信号が得られる。これにより、１フィールドおきに蛍光画像のデータが画像メモリ６１に記憶される。そして、１フィールド分の画像データで公知の補間処理を行って１フレームの画面データを生成する。
【００６２】
モニター７１には、ＰＤＴの開始時には、図１２に示すような画像が表示される。中心にはフォトフィリンによる赤色の蛍光、その周囲には自家蛍光による緑色の蛍光画像が表示される。治療が進み、癌細胞が壊死すると、その部分の蛍光が弱くなり、黒く表示される。
【００６３】
第１の変形例で通常観察／ＰＤＴモードが選択されている場合には、システムコントローラ５０は、タイミングコントローラ５７からの同期信号により、第１、第２ロータリーシャッタ２６、３６Ａを同期して回転させる。その結果、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６Ａの開口部を透過する間、白色光は第１ロータリーシャッタ２６により遮断され、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６Ａにより遮断される間、白色光は第１ロータリーシャッタ２６の開口部２６ａを透過する。これにより、ＰＤＴ用光源３２から発した治療用光束は、フィールド毎に治療用プローブ３３に断続的に入射し、治療用光束が遮断されている期間には白色光源２１から発した白色光がライトガイド２３に入射する。
【００６４】
各光束の照射タイミングと撮像素子による撮像タイミングは図１１Ｆに示す通りであり、フィールド毎に治療用光束の照射／停止を切り換え、停止している期間に撮像する。ＰＤＴの治療用光束が高出力で照射されている間は、撮像素子１２の電荷は蓄積せずに捨てる。この間、生体組織の癌細胞に滞留しているフォトフィリンが照射された治療用光束の光エネルギーを吸収し、癌細胞を壊死させる。
【００６５】
治療用光束が停止し、白色光が照射されている期間は、組織から反射する白色光が撮像光学系１０に入射して撮像素子１２に到達し、通常画像(カラー画像)の信号が得られる。これにより、１フィールドおきに通常画像のデータが画像メモリ６１に記憶される。そして、１フィールド分の画像データで公知の補間処理を行って１フレームの画面データを生成する。モニター７１には、図７の左側に示すような通常画像が表示される。
【００６６】
第２の変形例は、上記の実施形態の第１、第２ロータリーシャッタを図１３(Ａ)，(Ｂ)に示した構成に変更したものである。他の構成は同一である。第２の変形例では、第１ロータリーシャッタの符号を２６Ｂ、第２ロータリーシャッタの符号を３６Ｂで示す。第１ロータリーシャッタ２６Ｂには、中心角約９０°の扇形の開口部２６Ｂａが形成され、第２ロータリーシャッタ３６Ｂには、中心角約２７０°の扇形の開口部３６Ｂａが形成されている。
【００６７】
第２の変形例は、ＰＤＴを施術する際に、治療用光束の照射時間を長くし、撮像時間を短くしたことを特徴とする。第２の変形例での蛍光観察／ＰＤＴモード、通常観察／ＰＤＴモードでの動作について説明する。なお、各モードでのシャッタ、フィルタ等の設定は、上記の実施形態における対応するモードにおける設定と同一であるので説明は省略する。
【００６８】
第２の変形例で蛍光観察／ＰＤＴモードが選択されている場合には、システムコントローラ５０は、タイミングコントローラ５７からの同期信号により、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６Ｂの開口部３６Ｂａを透過する間は励起光源２２を消灯させ、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６Ｂに遮断される間は励起光源２２を発光させる。これにより、ＰＤＴ用光源３２から発した治療用光束は、フィールド毎に治療用プローブ３３へ断続的に入射し、治療用光束が遮断されている期間には励起光源２２から発した励起光がライトガイド２３に入射する。
【００６９】
各光束の照射タイミングと撮像素子による撮像タイミングは図１４Ｇに示す通りであり、治療用光束の照射／停止を切り換え、停止している期間に撮像する。治療用光束を停止した時点で、図１４Ｇ２に示すタイミングで撮像素子１２に蓄積された電荷を吐き出す。この間、生体組織の癌細胞に滞留しているフォトフィリンが照射された治療用光束の光エネルギーを吸収し、癌細胞を壊死させる。
【００７０】
治療用光束が停止し、励起光が照射されている期間は、励起された組織からの蛍光、そして励起光とが撮像光学系１０に入射する。ただし、励起光は励起光カットフィルタ１３により遮断されるため、蛍光のみが撮像素子１２に到達し、蛍光画像の信号が得られる。これにより、１フィールドおきに蛍光画像のデータが画像メモリ６１に記憶される。そして、撮像された画像データで１フレームの画面データを生成する。モニター７１には、ＰＤＴの開始時には、図１２と同等の画像が表示される。
【００７１】
第２の変形例で通常観察／ＰＤＴモードが選択されている場合には、システムコントローラ５０は、タイミングコントローラ５７からの同期信号により、第１、第２ロータリーシャッタ２６Ｂ、３６Ｂを同期して回転させる。その結果、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６Ｂの開口部３６Ｂａを透過する間、白色光は第１ロータリーシャッタ２６Ｂにより遮断され、治療用光束が第２ロータリーシャッタ３６Ｂａにより遮断される間、白色光は第１ロータリーシャッタ２６Ｂの開口部２６Ｂａを透過する。これにより、ＰＤＴ用光源３２から発した治療用光束は、治療用プローブ３３に断続的に入射し、治療用光束が遮断されている期間には白色光源２１から発した白色光がライトガイド２３に入射する。
【００７２】
各光束の照射タイミングと撮像素子による撮像タイミングは図１４Ｈに示す通りであり、治療用光束の照射／停止を切り換え、停止している期間に撮像する。ＰＤＴの治療用光束が高出力で照射されている間は、撮像素子１２の電荷は蓄積せずに捨てる。この間、生体組織の癌細胞に滞留しているフォトフィリンが照射された治療用光束の光エネルギーを吸収し、癌細胞を壊死させる。
【００７３】
治療用光束が停止し、白色光が照射されている期間は、組織から反射する白色光が撮像光学系１０に入射して撮像素子１２に到達し、通常画像(カラー画像)の信号が得られる。これにより、通常画像のデータが画像メモリ６１に記憶される。そして、撮像された画像データで１フレームの画面データを生成する。モニター７１には、図７の左側に示すような通常画像が表示される。
【００７４】
第２の変形例によれば、単位時間当たりの治療用光束の照射時間が長くなるため、治療に要する時間を短縮することができ、患者の負担を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態による電子内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。
【図２】図１の電子内視鏡システムに含まれる励起光カットフィルタの特性を示すグラフである。
【図３】図１の電子内視鏡システムに含まれる第１ロータリーシャッタの平面図である。
【図４】図１の電子内視鏡システムに含まれる第２ロータリーシャッタの平面図である。
【図５】図１の電子内視鏡システムの画像処理回路の詳細を示すブロック図である。
【図６】図１の電子内視鏡システムの各モードでの撮像、照射のタイミングを示すチャートである。
【図７】図１の電子内視鏡システムの蛍光観察モードにおいてモニター上に表示される画面例を示す説明図である。
【図８】図１の電子内視鏡システムの蛍光観察／ＰＤＴモードにおいて治療開始時にモニター上に表示される画面例を示す説明図である。
【図９】図１の電子内視鏡システムの蛍光観察／ＰＤＴモードにおいて治療終了時にモニター上に表示される画面例を示す説明図である。
【図１０】図１の電子内視鏡システムの通常観察／ＰＤＴモードにおいてモニター上に表示される画面例を示す説明図である。
【図１１】本発明の第１の変形例にかかる電子内視鏡システムの各モードでの撮像、照射のタイミングを示すチャートである。
【図１２】本発明の第１の変形例にかかる電子内視鏡システムの蛍光観察／ＰＤＴモードにおいて治療開始時にモニター上に表示される画面例を示す説明図である。
【図１３】本発明の第２の変形例にかかる電子内視鏡システムに含まれる第１、第２ロータリーシャッタの平面図である。
【図１４】本発明の第２の変形例にかかる電子内視鏡システムの各モードでの撮像、照射のタイミングを示すチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１    電子内視鏡システム
１０  撮像光学系
１１  対物レンズ
１２  撮像素子
１３  励起光カットフィルタ
２０  観察光照射光学系
２１  白色光源
２２  励起光源
２３  ライトガイド
２４  配光レンズ
２６  第１ロータリーシャッタ
２７  ハーフミラー
２８  集束レンズ
３０  治療光照射光学系
３１  コネクタ
３２  ＰＤＴ用光源
３３  治療用プローブ
３６  第２ロータリーシャッタ
５０  システムコントローラ
５７  タイミングコントローラ
５９  前段映像信号処理回路
６０  画像処理回路
７０  後段映像信号処理回路
７１  モニター
７２  モード切換スイッチ
【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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【図１４】
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