WO2007039981A1

WO2007039981A1 - 内視鏡装置

Info

Publication number: WO2007039981A1
Application number: PCT/JP2006/315377
Authority: WO
Inventors: Kazuhiro Gono
Original assignee: Olympus Medical Systems Corp.
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2007-04-12
Also published as: KR20080014787A; JP4734074B2; EP1929930A1; EP1929930B1; EP1929930A4; CN101267761A; CN101267761B; KR100930158B1; US20090156901A1; JP2007097649A

Abstract

　内視鏡装置は、生体内に挿入可能な挿入部を有する内視鏡と、生体内における観察対象部位側に照明光を出射する照明部と、照明光における観察対象部位に投与される光増感物質を励起させる赤の波長領域の光量を少なくとも減少させる光量制御をする光量制御部と、この光量制御に対応して、照明光のもとで撮像した場合における赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを増大させる信号処理を行う信号処理部とを備える。

Description

明細書

内視鏡装置

技術分野

[0001] 本発明は、光増感物質が散布される生体を観察するのに適した内視鏡装置に関する。

背景技術

[0002] 医療分野においては、生体を染色 (着色)して凹凸などをより識別し易くして内視鏡観察を行う場合がある。このように染色する色素剤 (染色剤）として、メチレンブルーが広く用いられている。

例えば第 1の先行例としての日本国特開平 5— 84218号公報には、メチレンブル一で染色して、内視鏡観察を行う内視鏡装置が開示されて！ヽる。

また、第 2の先行例としての日本国特開平 6— 339459号公報には色素を用いて色素内視鏡検査を行うことができる内視鏡装置が開示されている。また、この公報には、照明光の光量を変化させる機能も開示されている。

[0003] 図 11は非特許文献 1 (Scott Prahl'Optical Absorption of Methylene Bl ue"「online」「平成 17年 9月 12日検索」、インターネットく URL:http:/omlc.ogi.edu/ spectra/mb/index.html»に記載されて、るメチレンブルーの吸光度係数の特性例を示す。図 11に示すようにメチレンブルーの溶液は、 600nm付近力ら 700nm付近に大きな吸収ピークを有する。

[0004] また、上記メチレンブルーは、光増感物質として知られて、る。この非特許文献 1に記載されているようにこのメチレンブルーは、赤の波長帯域の光に感度を有し、この赤の波長帯域の光の照射により励起され、メチレンブルーは、活性酸素種を発生する。

また、第 3の先行例として WO 01Z015694号公報には、メチレンブルー等の光増感物質として用!、た光力学治療 (PDT)を行うための方法が開示されて、る。

[0005] し力しながら、上記第 2の先行例では、メチレンブルーを色素剤として用いる内視鏡装置を開示しているが、赤の波長領域の光量を変化させることと、この光量の変化に対応して信号処理装置側で対応する色信号を減少或いは増加させることを開示していない。

また、第 1の先行例は、メチレンブルーを色素剤として用いる内視鏡装置において

、赤の波長側の光量を増大し、これに対応して信号処理装置側でゲイン補正することを開示している。しかし、この第 1の先行例は、メチレンブルーによる光増感物質の機能に対応した光量制御等を全く示唆も開示もして、な、。

[0006] つまり、メチレンブルーによる染色剤の機能により、観察対象部位の凹凸等を識別し易くできるが、この第 1の従来例では赤の波長領域の光量を増大させることにより、光増感物質の機能を考慮して!/、な、ので、活性酸素種も増大させてしまう。

また、第 3の先行例においては、信号処理を行うことを開示していない。

[0007] このため、先行例では光増感物質の特性を考慮した内視鏡装置を開示していないし、その光増感物質の特性を考慮した光量制御に対応した信号処理を行うことを開示していない。

[0008] 本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、メチレンブルー等の赤の波長領域で光増感物質の機能を有し、その光増感物質の特性を考慮した内視鏡観察等を行うのに適した内視鏡装置を提供することを目的とする。

発明の開示

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の内視鏡装置は、生体内に挿入可能な挿入部を有する内視鏡と、

前記生体内における観察対象部位側に照明光を出射する照明手段と、前記照明光における前記観察対象部位に投与される光増感物質を励起させる赤の波長領域の光量を少なくとも減少させる光量制御をする光量制御手段と、前記赤の波長領域の光量を減少させる光量制御に対応して、前記照明光のもとで撮像した場合における赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを増大させる信号処理を行う信号処理手段と、

を備えることを特徴とする。

上記構成により、観察対象部位に対して光増感物質が投与されている場合、その光増感物質に対し励起光となる赤の波長領域の光量を減少させると共に、その光量を減少させる制御に対応して赤の色信号の輝度レベルを増大させる信号処理を行うことにより、光増感物質による活性酸素種の発生を抑制し、かつ赤の波長領域の光量変化による色調変化を抑制して適切な色調で内視鏡観察を行うことができるようにしている。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]図 1は本発明の実施例 1の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。

[図 2]図 2は回転フィルタに設けられた R、 G, Bフィルタの透過特性を示す図。

[図 3A]図 3Aは本実施例における第 1の観察モード時の動作のタイミングチャート。

[図 3B]図 3Bは本実施例における第 2の観察モード時の動作のタイミングチャート。

[図 3C]図 3Cは本実施例における第 2の観察モード時の動作のタイミングチャート。

[図 4A]図 4Aは本実施例における第 2の観察モード時の作用のフローチャート。

[図 4B]図 4Bは本実施例における第 2の観察モード時の作用のフローチャート。

[図 5]図 5は本発明の実施例 2の内視鏡装置の全体構成を示すブロック図。

[図 6]図 6は第 1の帯域フィルタ及び第 2の帯域フィルタの透過率特性を示す図。

[図 7]図 7は本発明の実施例 3における光源装置の構成を示すブロック図。

[図 8]図 8は第 3フィルタの透過率特性を示す図。

[図 9]図 9はプロセッサにおける擬似 R信号生成回路の構成を示すブロック図。

[図 10A]図 10Aは第 1階調補正回路の入出力特性を示す図。

[図 10B]図 10Bは第 2階調補正回路の入出力特性を示す図。

[図 11]図 11はメチレンブルーによる吸光特性を示す図。

発明を実施するための最良の形態

[0011] 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

(実施例 1)

図 1から図 4Bを参照して本発明の実施例 1を説明する。

[0012] 図 1に示すように本発明の実施例 1の内視鏡装置 1は、体腔内に挿入可能で、体腔内の患部等の観察対象部位 2を撮像して内視鏡観察等をする電子内視鏡 (以下、スコープと略記） 3と、このスコープ 3が着脱自在に接続され、観察用の照明光を発生する光源装置 4と、スコープ 3が着脱自在に接続され、撮像された画像信号に対する信号処理等を行うプロセッサ 5と、このプロセッサ 5と接続され、プロセッサ 5から出力される映像信号が入力され、この映像信号に対応する画像を表示するモニタ 6とより構成される。

[0013] スコープ 3は、体腔内に挿入される細長の挿入部 8と、この挿入部 8の後端に設けられた操作部 9と、この操作部 9から延出されるユニバーサルコード 10とを有する。スコープ 3の挿入部 8内には照明光を伝送するライトガイドファイバ 11が挿通されており、このライトガイドファイバ 11の後端側はユニバーサルコード 10内を揷通され、その後端のライトガイドコネクタ 12を光源装置 4に着脱自在に接続することにより、光源装置 4から照明光が供給される。

このライトガイドファイバ 11により伝送された照明光は、挿入部 8の先端部の照明窓に取り付けられた先端面からさらに照明レンズ 13を経て体腔内の観察対象部位 2側に出射される。

[0014] この照明窓に隣接して設けられた観察窓 (撮像窓）には対物レンズ 14が取り付けてあり、その結像位置には固体撮像素子、具体的には CCD15が配置されており、その撮像面に結像された光学像を光電変換する。この CCD 15は信号線を介してその端部のコネクタがプロセッサ 5に着脱自在に接続される。

また、スコープ 3の挿入部 8には、処置具等を揷通可能とするチャンネル 16が設けてある。本実施例では、このチャンネル 16を介して、染色する色素剤の機能を有すると共〖こ、光増感の機能を有するメチレンブルー 17の溶液を収納したシリンジ 18を揷通して、観察対象部位 2にメチレンブルー 17の溶液を投与 (より具体的には散布）して、観察することもできるようにしている。

[0015] このメチレンブルー 17は、図 11にて示したように 600nmから 700nm付近の赤の波長領域において、光吸収ピーク（より具体的には 668nmで最大ピーク、 609nmで 2 番目のピーク)を有し、この光吸収により活性酸素種を発生する光感光の機能、より具体的には光増感 (物質として)の機能を有する。

[0016] つまり、メチレンブルー 17は、この光吸収ピークの波長帯の光を励起光として、活性酸素種を発生する光増感物質とも!、える。

本実施例においては、通常の面順次照明光による通常の観察モード (以下、第 1の観察モード)の他に、このメチレンブルー 17を散布 (投与）した場合に適した染色ないしは光増感観察モード (以下、第 2の観察モード)で観察することができるようにして!/ヽる。スコープ 3における例えば操作部 9には、第 1及び第 2の観察モードを切り換えるモード切換スィッチ SW1と、第 2の観察モードに切り換えた場合、染色ないしは光増感の機能に適した状態にしてユーザが簡単に変更設定できるように赤の波長帯域の光量を変更する光量変更スィッチ SW2とが設けてある。

[0017] なお、この光量変更スィッチ SW2は、赤の波長帯域の光量をアップする光量 UPスイッチ SWuとその光量を減少（ダウン）する光量ダウンスィッチ SWdとカゝらなる。

光源装置 4は、可視域をカバーする光を放射するキセノンランプ等のランプ 21を内蔵し、このランプ 21はランプ点灯回路 22からのランプ点灯電力により、その発光量を可変できるようにしている。

また、このランプ 21の照明光路上にはその通過光量を増減する絞り 23が設けてあり、この絞り 23は、絞りモータ 24により、その開口量が変化し、この開口量を通過する通過光量を増減する。

また、この絞り 23を通過した光は、回転フィルタ 25に入射され、この回転フィルタ 25 における周方向には、可視領域をカバーする赤 (R)、緑 (G)、青 (B)の各波長域の光を透過する R、 G, Bフィルタ 25R, 25G, 25Bが設けてある。図 2は R、 G, Bフィルタ 25R, 25G, 25Bの透過特' 14を示す。図 2【こ示すよう【こ、 R、 G, Bフイノレタ 25R, 25 G, 25Bは、それぞれ G、 Bの各波長領域を広帯域で通す。

[0018] この回転フィルタ 25はモータ 26により、一定速度で回転駆動され、光路中に R、 G , Bフィルタ 25R, 25G, 25Bが順次配置される。また、この回転フィルタ 25における光路中に配置されたフィルタを透過した R, G, Bの照明光は集光レンズ 27により集光されてライトガイドファイバ 11の後端面に時分割で順次入射される。つまり、本実施例における光源装置 4は、面順次式の照明光を発生する。

また、回転フィルタ 25には、その回転位置を検出するセンサ 28が、回転フィルタ 25 に近接して設けてあり、このセンサ 28は光路中にどのフィルタが配置されているかを検出し、光源制御回路 29に出力する。

この光源制御回路 29は、センサ 28の出力信号により、モータ 26の回転速度を制御したり、光量変更スィッチ SW2の指示操作に対応してランプ点灯回路 22のランプ点灯電力を変更制御する。つまり、光路中に Rフィルタ 25Rが配置されたタイミングでランプ 21の発光量を増大或いは減少する。なお、絞りモータ 24は、プロセッサ 5の調光回路 30からの調光信号により絞り 23の開口量を調整する。

[0019] なお、ユーザは、光源装置 4に設けられた操作パネル 20を操作することにより、光量変更スィッチ SW2等と同様の指示操作を行うこともできる。

一方、プロセッサ 5は、 CCD駆動回路 31を内蔵し、この CCD駆動回路 31により発生される CCD駆動信号は、 CCD15に印加される。 CCD15は、 CCD駆動信号の印加により、 R, G, Bの面順次の照明光の下で撮像し、光電変換した CCD出力信号、つまり R, G, B信号を順次出力する。

R, G, B信号は、プロセッサ 5内のアンプ 32に入力され、増幅された後、プロセス回路 33に入力される。このプロセス回路 33により CDS処理等がされた後、 AZD変換回路 34に入力され、アナログ信号力もデジタル信号に変換された後、ホワイトバランス回路 35を構成するゲイン可変アンプ 35aに入力される。

また、プロセス回路 33の出力信号は、調光信号を生成する調光回路 30に入力され、調光信号が生成される。そして、この調光信号により、絞りモータ 24を介して絞り 23 の開口量を調整する。

[0020] また、このゲイン可変アンプ 35aの出力信号は、光量制御手段を構成する制御回路 36に入力されると共に、セレクタ 37を介して同時ィ匕回路 38を構成する R、 G, Bメモリ 38R, 38G, 38Bに川頁次格糸内される。

制御回路 36は、ホワイトバランス調整時には、ゲイン可変アンプ 35aの出力信号を取り込み、ホワイトバランスするようにゲイン可変アンプ 35aのゲインの値を、ゲイン制御電圧によって調整する。つまり、ゲイン可変アンプ 35aのゲイン制御端に印加するゲイン制御電圧によって調整する。

そして、ホワイトバランス調整後は、 R, G, Bの色信号がゲイン可変アンプ 35aに入力されるタイミングに上記ゲイン制御電圧を印加してホワイトバランス状態を維持する

[0021] また、制御回路 36は、第 2の観察モード時には、光量変更スィッチ SW2の指示操作に対応した信号を光源制御回路 29に送り、光源制御回路 29は、光量変更スイツチ SW2の指示操作に対応してランプ点灯回路 22によるランプ点灯電力を Rフィルタ 25Rが光路中に配置されるタイミングで変更して赤の照明光の光量を変更する制御を行う。

また、この制御回路 36は、第 2の観察モード時には、光量変更スィッチ SW2の指示操作に対応した信号を上記のように光源制御回路 29に送り、赤の照明光の光量を変更させると共に、この赤の照明光の光量の変更に同期してその照明光の照明状態で撮像した Rの色信号のゲインを変更する。

この場合、制御回路 36は、その内部の不揮発性メモリとしての例えば EEPROM3 6aには、ゲイン可変アンプ 35aのゲインを任意の値に設定するルックアップテーブルの情報が格納されている。例えば、ルックアップテーブルには、ゲイン制御電圧と、このゲイン制御電圧により設定されるゲインとを関係付ける情報が格納されている。

[0022] そして、赤の照明光の光量が変更設定されると、変更設定される指示値に応じて変更前の赤の照明光の光量の状態におけるゲイン値を参照して、赤の照明光の光量が変化してもホワイトバランス状態を維持するゲインに変更設定する。

このようにして本実施例は、赤の照明光の光量の変更を行った場合にも、赤の照明光の光量変化による観察画像の色調変化を抑制するようにプロセッサ 5における信号処理を制御する。つまり、本実施例は、赤の照明光の光量の変更を行った場合にも、光量の変更前のホワイトバランス状態が維持されるようにプロセッサ 5における信号処理を制御する構成となって！/、る。

上記のようにゲイン可変アンプ 35aの出力信号は、セレクタ 37を経て同時ィ匕回路 3 8を構成する R、 G, Bメモリ 38R, 38G, 38Bに順次格納される。

つまり、 R、 G、 Bの各照明光の下で撮像された R、 G、 Bの色信号は、それぞれ G, Bメモ U38R, 38G, 38Bに川頁次格糸内される。

[0023] R、 G, Bメモリ 38R, 38G, 38Bに格納された R、 G、 Bの色信号は、同時に読み出され、画像処理回路 39に入力されて γ補正、輪郭強調等の画像処理が行われた後、 DZA変換回路 40R, 40G, 40Βによりアナログの色信号に変換される。そして、モニタ 6に出力され、その表示面に CCD15により撮像された画像がカラー表示されるようにしている。

このような構成の本実施例による作用を以下に説明する。

スコープ 3を体腔内に挿入して内視鏡検査を行う前に、図示しない白い被写体を用いてホワイトバランス調整を行う。白い被写体を撮像する状態に設定して、図示しな V、ホワイトバランス調整スィッチを操作する。

すると、 R, G, Bの面順次の照明光で照明された白の被写体を撮像した R, G、 Bの色信号がゲイン可変アンプ 35aに入力され、その出力信号を制御回路 36は、取り込む。この初期状態においては、制御回路 36は、例えばゲイン可変アンプ 35aのゲインを 1に設定した状態において R, G, Bの色信号の輝度レベルの平均値を、この制御回路 36内部の EEPROM36aに格納する。

[0024] そして、次に EEPROM36aに格納した R, G, Bの色信号の輝度レベルの平均値から、ゲイン可変アンプ 35aから出力される R, G, Bの色信号の輝度レベルが揃うように、制御回路 36は、ゲイン可変アンプ 35aのゲイン Gr, Gg, Gbを、ゲイン制御電圧により制御する。

つまり、 R, G, Bの色信号がゲイン可変アンプ 35aに入力されるタイミングにおいて、制御回路 36は、ゲイン可変アンプ 35aにゲイン制御電圧を印加して、ゲイン可変ァンプ 35aから出力される R, G, Bの色信号の輝度レベルが揃うホワイトバランス状態のゲイン Gr, Gg, Gbに設定する。なお、制御回路 36は、ホワイトバランス状態に調整後のゲイン Gr, Gg, Gb (或いはゲイン制御電圧）の値を EEPROM36aに格納保持する。

なお、ホワイトバランス調整する場合、 1つの色信号を基準にして、他の 2つの色信号を調整するようにしても良い。つまり、 3つのゲインの内の 1つを基準の値に固定して残りの 2つの値を可変制御するようにしても良、。

[0025] このようにしてホワイトバランス設定が終了した後、内視鏡検査を行う。通常の観察を行う場合には、第 1の観察モードで行う。この第 1の観察モードにおいては、回転フィルタ 25の R、 G, Bフィルタ 25R, 25G, 25Bは、図 3Aの上側に示すように照明光路中に順次配置され、 R, G, Bの照明が順次行われる。

[0026] また、この場合におけるゲイン Gr, Gg, Gbは、図 3Aの下側に示している。図 3Aでは、簡単化のため、第 1の観察モードにおけるゲイン Gr, Gg, Gbが同じある場合で示している（第 1の観察モードに対応する第 2の観察モード時における動作を分かり易くするため）。

この第 1の観察モードにおいて、調光機能が動作した場合においても、 R, G, Bの照明光の光量が同時に変更されるため、図 3Aの上側と下側の相対的な関係は同じになる。なお、図 3Aから図 3Cにおける横軸 tは時間を示す。

一方、観察対象部位 2に対してメチレンブルー 17の染色剤の機能を用い、これを散布することにより、術者は、その凹凸の様子をより識別し易くして観察したいと望む場合がある。

この場合には、術者は、図 1に示すようにシリンジ 18のチューブをチャンネル 16内に挿通し、さらにその先端側をチャンネル 16の先端開口力突出させて観察対象部位 2に対してメチレンブルー 17を散布 (投与)する。散布されたメチレンブルー 17は、観察対象部位 2の表面の凹凸の具合に応じて堆積し、その場合の染色濃度や、光吸収の強度により凹凸の具合がより識別し易くなる。

また、この場合には、術者は、光量変更スィッチ SW2における光量ダウンスィッチ S Wdを操作することにより、赤の照明光の光量を減少させる。

光量ダウンスィッチ SWdを操作することにより、赤の照明光の光量は、図 3Bの上側に示すように小さくなる。また、これに同期して、制御回路 36により、図 3Bの下側に示すように Rの色信号に対するゲイン Grが増大され、ホワイトバランス状態が維持される。図 3Bにおいては、例えば赤の照明光の光量を図 3Aの場合の 1Z3とした場合で示しており、図 3Bに示す Rの色信号に対するゲイン Grは図 3 Aのゲイン Grの 3倍となる。

より一般的には、図 3Aの状態における赤の照明光の光量値を 1としてその値から変更して、例えば光量値 Qrに設定した場合、その場合における Rの色信号に対するゲイン値は、光量値 Qrに反比例したゲイン値に設定される。

これにより、メチレンブルー 17による活性酸素種の発生に対する励起光となる赤の照明光の光量を減少させることにより、活性酸素種の発生量を抑制し、かつ観察対象部位 2の凹凸の様子を識別し易い状態にでき、さらにホワイトバランス状態を維持して観察することができる。

[0028] つまり、先行例に比べてメチレンブルー 17による活性酸素種の発生量を抑制しているので、このメチレンブルー 17による活性酸素種が観察対象部位 2に及ぼす影響を低減でき、より望まし!/ヽ状態で観察 (診断)することができる。

[0029] 一方、観察対象部位 2が例えば病変部であり、その病変部が十分に特定できた場合、その病変部にメチレンブルー 17を散布 (投与）し、メチレンブルー 17の光増感機能を利用して病変部を活性酸素種にて光力学治療 (PDT)を行う処置を行うこともできる。つまり、メチレンブルー 17の光増感機能を用いて、メチレンブルー 17を薬剤として使用することちでさる。

この場合には、術者は、光量アップスィッチ SWuを操作することにより、図 3Cの上側に示すように赤の照明光の光量が増大される。また、この操作により、図 3Cの下側に示すように Rの色信号に対するゲイン Grが小さくなり、ホワイトバランス状態が維持される。

赤の照明光の光量の増大により、病変部に散布されたメチレンブルー 17は、その光を吸収して活性酸素種の発生量を大きくでき、発生させた活性酸素種を病変部に効率的に作用させて治療を行う薬剤として作用させることができる。

[0030] この場合にお、ても、ホワイトバランス状態が維持されるので、通常の色調を保つように表示できる。従って、内視鏡検査にとって重要な要因となる色調が崩れてしまうことを防止でき、術者は、内視鏡検査を円滑に行うことができる。

図 3Bと図 3Cの場合の動作内容をフローチャートで示すと、それぞれ図 4Aと図 4B のようになる。メチレンブルー 17を観察対象部位 2の凹凸の様子をより識別し易くする染色剤の機能を使用して観察する場合には、図 4Aに示すようにする。

つまり、ステップ S1に示すように術者は、観察対象部位 2の表面にメチレンブルー 1 7を散布する。

[0031] 次のステップ S2において術者は、光量ダウンスィッチ SWdを操作する。すると制御回路 36は、光源装置 4の光源制御回路 29を介して、ランプ 21の発光量を赤の照明光の出射時におけるその光量を減少させる。これにより、メチレンブルー 17に赤の照明光が照射された場合にも、その光増感の機能により活性酸素種が発生する割合を抑帘 Uすることができる。

また、ステップ S2の操作に連動して制御回路 36は、ステップ S3に示すように Rの色信号に対するゲインを増大して、ホワイトバランス状態を維持する。これにより、自然な色調を確保できる。

一方、観察対象部位 2に対してメチレンブルー 17による光増感の機能を利用して薬剤による治療処置を行う場合には図 4Bのようにする。

[0032] ステップ S 11に示すように術者は、観察対象部位 2の病変部にメチレンブルー 17を散布する。

次のステップ S 12において術者は、光量アップスィッチ SWuを操作する。すると制御回路 36は、光源装置 4の光源制御回路 29を介して、ランプ 21の発光量を赤の照明光の出射時におけるその光量を増大させる。これにより、メチレンブルー 17に赤の照明光が照射された際の光増感の機能により活性酸素種の発生を増大できる。そして、このメチレンブルー 17が散布された病変部を活性酸素種により治療することができる。

また、ステップ S12の操作に連動して制御回路 36は、ステップ S 13に示すように R の色信号に対するゲインを減少して、ホワイトバランス状態を維持する。これにより、自然な色調を確保できる。

このように本実施例によれば、メチレンブルー 17を使用して観察や処置を行う場合、メチレンブルー 17による光増感の特性、機能を考慮して照明及び信号処理を行うようにしているので、先行例よりもメチレンブルー 17による光増感の特性、機能を有効に利用した適切な観察、処置等を行うことができる。

[0033] (実施例 2)

次に本発明の実施例 2を図 5及び図 6を参照して説明する。図 5は実施例 2の同時式の内視鏡装置 1Bの構成を示す。

この内視鏡装置 1Bは、スコープ 3Bと、光源装置 4Bと、プロセッサ 5Bとモニタ 6とからなる。

スコープ 3Bは、図 1のスコープ 3において、 CCD15の撮像面に色分離フィルタ 51 が設けられたカラー撮像用 CCDを備えた、つまり同時式のスコープである。また、このスコープ 3Bの操作部 9には、実施例 1の場合と類似して通常観察に対応した第 1 の観察モードに切り換えるモード切換スィッチ SW1と、第 2の観察モードにおける赤の照明光の光量を増大させる指示操作を行う光量アップスィッチ SWuと、光量を低減する光量ダウンスィッチ SWdとが設けてある。ここでも実施例 1の場合と同様に光量アップスィッチ SWuと光量ダウンスィッチ SWdとを光量変更スィッチ SW2と総称する。

[0034] また、光源装置 4Bは、図 1の光源装置 4において、回転フィルタ 25を有しない構成であり、モード切換スィッチ SW1を操作することにより、フィルタ板 52に設けた透明部 53Tが照明光路中に介挿 (配置)される構成になっている。

このフィルタ板 52は、回転板の周方向に透明部 53Tの他に、第 1の帯域フィルタ 5 3A及び第 2の帯域フィルタ 53Bとが設けてある。そして、モータ 54により、フィルタ板 52を所定角度回転させることにより、透明部 53Tが配置された状態力第 1の帯域フィルタ 53Aを光路中に配置したり、第 2の帯域フィルタ 53Bを光路中に配置したりすることがでさるよう〖こして!/、る。

図 6は、第 1の帯域フィルタ 53Aと第 2の帯域フィルタ 53Bとの透過率特性を示す。

[0035] 図 6に示すように第 1の帯域フィルタ 53Aは、青及び緑の波長領域の光を通し、メチレンブルーの特徴的な光吸収領域となる赤の波長領域の光の透過を抑制する特性を有する。また、第 2の帯域フィルタ 53Bは、青及び緑の波長領域の光の透過よりも赤の波長領域の光の透過を大きくする特性を有する。

そして、モード切換スィッチ SW1により第 1の観察モードに設定された時には、図 5 に示すように光路中には透明部 53Tが配置された状態となる。なお、透明部 53Tは、開口と同様に、全ての波長域に対して透明な特性 (一様な特性)である。

[0036] また、光量ダウンスィッチ SWdが操作されると、光路中には第 1の帯域フィルタ 53A が配置された状態となる。

また、光量アップスィッチ SWuが操作されると、光路中には第 2の帯域フィルタ 53B が配置された状態となる。この場合には、光源制御回路 29は、さらにランプ点灯回路 22によるランプ点灯電力を増大させて、図 6の点線の等価特性 53B' で示すように設定する。 [0037] この点線の等価特性 53B' は、青及び緑の波長領域における照明光の光量が透明部 53Tを通した場合と同じ光量を保ち、これに対して赤の照明光の光量を、より大きく増大させるようにする特性である。

また、本実施例におけるプロセッサ 5Bは、 CCD15の出力信号を増幅するアンプ 3 2を有し、このアンプ 32の出力信号は CDS回路 54を経て AZD変換回路 34と調光回路 30に入力される。

AZD変換回路 34の出力信号は、 YZC分離 ·同時ィ匕回路 56に入力され、この Y ZC分離 ·同時ィ匕回路 56により輝度信号 Yと同時化された色差信号 CrZCbが生成される。

この YZC分離 ·同時ィ匕回路 56の出力信号は、マトリクス回路 57に入力され、輝度信号 Yと色差信号 CrZCbから RGB信号に変換される。

[0038] このマトリクス回路 57の出力信号は、ホワイトバランス回路 58に入力され、ホワイトノランス処理された後、実施例 1と同様に画像処理回路 39及び DZA変換回路 40R 〜40Bを経てモニタ 6に出力される。

また、スコープ 3Bの光量変更スィッチ SW2等の指示操作による信号は、制御回路 59に入力される。この制御回路 59は、上記マトリクス回路 57とホワイトバランス回路 5 8の制御を行う。

つまり、制御回路 59は、光源装置 4Bの光源制御回路 29と通信を行い、通常観察となる第 1の観察モードにおいては、照明光路中に透明部 53Tが配置された通常照明の状態に対応したホワイトバランス回路 58によるホワイトバランス調整を行うと共に、マトリクス変換を行わせる。

[0039] また、制御回路 59は、スコープ 3Bの光量変更スィッチ SW2による指示操作に対応して、マトリクス回路 57における信号 Y, Cr, Cbから R, G, Bに変換する場合のマトリタス係数を変更して、赤の照明光の光量が増大或いは減少された場合にも、ホワイトバランス状態を維持する。

このため、制御回路 59内の例えば EEPROM59aには、透明部 53Tの場合における変換マトリクス係数の情報の他に、第 1の帯域フィルタ 53A及び第 2の帯域フィルタ 53Bに設定された場合のマトリクス係数の情報も格納している。このような構成による本実施例の作用を説明する。本実施例による作用は、実施例

1における面順次に R, G, Bの照明を行っていたものを、同時に行うようにした場合と殆ど同じ作用となる。

つまり、第 1の観察モードの場合には、光源装置 4Bは、ランプ 21による白色の照明光を出射し、観察対象部位 2は白色光で照明される。

[0040] そして、照明された観察対象部位 2は色分離フィルタ 51を設けた CCD15によりカラ一撮像される。この CCD15の出力信号はプロセッサ 5Bにより信号処理され、モニタ 6でカラー表示される。この場合、ホワイトバランス調整を行っておけば、白い被写体は白く表示される。

また、観察対象部位 2側にメチレンブルー 17を散布して染色することにより、凹凸の具合をより識別し易くして観察する場合には、実施例 1で説明したように光量ダウンスイッチ SWdを操作すれば良い。この操作を行うことにより、光路中に第 1の帯域フィルタ 53Aが配置され、赤の照明光の光量が減少する。そして、メチレンブルー 17の光増感機能を抑制する状態にする。つまり、活性酸素種の発生を抑制する。

また、この場合、 Rの色信号に対するゲインが増大されてホワイトバランスの状態が維持されて、適切な色調で観察することができる。

[0041] また、観察対象部位 2における病変部に対してメチレンブルー 17を投与して、その光増感機能により病変部を治療しょうとする場合には、実施例 1で説明したように光量アップスィッチ SWuを操作すれば良い。この操作を行うことにより、光路中に第 2の帯域フィルタ 53Bが配置され、そして赤の照明光の光量が増大する。そして、病変部に投与されたメチレンブルー 17の光増感機能による活性酸素種により病変部を治療することができる状態にできる。

このように本実施例は、実施例 1の場合と同様の効果を有する。

[0042] (実施例 3)

次に本発明の実施例 3を図 7を参照して説明する。実施例 3は、例えば実施例 2における一部を変更した構成である。図 7は実施例 3における光源装置 4Cの構成を示す。この光源装置 4Cは、例えば図 5における光源装置 4Bにおいて、フィルタ板 52を設ける代わりに、フィルタ揷脱装置 61により複数のフィルタ 62a〜62cにおける 1つのフィルタを照明光路中に選択的に配置する構成にして、る。

このフィルタ挿脱装置 61は、光源制御回路 29によりその動作が制御される。本実施例では、照明光路中にいずれのフィルタも配置していない状態は、実施例 2における透明部 53Tを照明光路中に配置した状態、つまり通常観察に対応する。

そして、フィルタ挿脱装置 61により第 1フィルタ 62a或いは第 2フィルタ 62bを照明光路中に配置した場合には、実施例 2における第 1の帯域フィルタ 53A或いは第 2の帯域フィルタ 53Bを配置した状態に対応する。

[0043] 従って、本実施例は、照明光路中にフィルタを揷脱自在に配置する構成に変形した構成を除けば、実施例 2と同様の機能を実現するものであり、本実施例のプロセッサ 5Cは、実施例 2のプロセッサ 5Bの機能を有する。

本実施例では、さらに第 3フィルタ 62cを照明光路中に配置することもでき、この第 3 フィルタ 62cは、例えば図 8に示す透過特性を有する。この第 3フィルタ 62cは、第 1 の帯域フィルタ 53Aの透過特性において、赤の波長領域の光の透過を実質的に 0とする特性になっている。

このため、本実施例のプロセッサ 5Cは、実施例 2のプロセッサ 5Bにおける輪郭強調等の画像処理を行う画像処理回路 39に、さらに図 9に示す擬似 R信号生成回路 6 5を備えている。そして、例えば G信号力も擬似的に R信号を生成する構成にしている。なお、図 9ではプロセッサ 5Cにおける主要部のみを示している。

[0044] なお、本実施例におけるスコープは、実施例 2のスコープ 3Bにおいて、さらに第 3フィルタ 62cを照明光路中に配置する操作を行うスィッチ (ここでは赤カットスィッチと言う） SWcを備えたスコープである。この例の他に、例えば光量ダウンスィッチ SWdにおける操作回数を複数行った場合に赤カットスィッチとして機能させるようにしても良い。

図 9に示すようにホワイトバランス回路 58は、アンプ 58R、 58G、 58Bにより構成されている。そして、赤カットスィッチ SWcが操作された場合には、制御回路 59は、擬似 R信号生成回路 65を動作状態に設定して、アンプ 58Gから出力される G信号を擬似 R信号生成回路 65に入力して擬似的に R信号を生成させるようにする。

この擬似 R信号生成回路 65に入力された G信号は、 G信号のままスルーして DZA 変換回路 40Gに入力されると共に、空間周波数分離回路（図 9中では単に F分離と略記) 66に入力され、空間周波数分離回路 66は、入力信号を所定の空間周波数を境界としてこれより高い周波数成分と、低い周波数成分に分離する。

[0045] この所定の空間周波数としては、例えば粘膜表面に近い細い血管の走行状態の輪郭を特徴的に表す空間周波数と、これより深部側のより太い血管の走行状態の輪郭を特徴的に表す空間周波数との間の値に設定される。なお、空間周波数分離回路 66は、ハイパスフィルタとロウパスフィルタにより構成することができる。

そして、この空間周波数分離回路 66から出力される高域側の信号は、第 1の階調補正回路 67aにより第 1の階調補正されて、アンプ 58Rの出力信号が入力される加算器 68に加算されて R信号として DZA変換回路 40Rに入力される。

また、空間周波数分離回路 66から出力される低域側の信号は、第 2の階調補正回路 67bにより第 2の階調補正されて、アンプ 58Rの出力信号が入力される加算器 68 に加算されて R信号として DZA変換回路 40Rに入力される。

[0046] 図 10A、図 10Bは、第 1及び第 2の階調補正回路 67a、 67bによる階調特性を示す。第 1の階調補正回路 67aは、入力値に対して出力値の階調を抑制する特性に設定されており、従って高域側の信号の輝度値が抑制される。これに対して、第 2の階調補正回路 67bは、入力値に対して出力値の階調を増大する特性に設定されており、従って低域側の信号の輝度値が増大される。

従って、生体粘膜を観察した場合、実際の赤の波長領域の光で観察した如くに生体表層よりも深部側のより太い血管の走行状態の輪郭を捉えた画像を擬似的に赤で表示できる。このため、赤の波長領域を照明光に用いない場合にも、赤の波長領域を照明光に用いた如くに自然な色調で画像表示を行うことができる。

このため、本実施例によれば、実施例 2において、さらに赤の照明光の光量を低減してその光量をカットした場合にも、機能的に自然な色調で画像表示ができる。その他は、実施例 2と同様の作用効果を有する。なお、 Gの色信号から Rの色信号を生成する例を説明した力 G及び Bにおける両方で或いは Bの色信号力生成するようにしても良い。

[0047] なお、本実施例では、赤の照明光の光量をカットする構成及び作用を同時式の場合で説明したが、面順次式の場合にも適用することができる。この場合には、例えば図 1における画像処理回路 39において、図 9に示した擬似 R信号生成回路 65を設けるようにすれば良い。

また、本実施例では 3つのフィルタ 62a〜62cを照明光路中に挿脱自在にしたが、さらに挿脱できるフィルタ数を多くする等して、より適切な特性のものを選択設定できるようにしても良い。

なお、上述した各実施例において、例えば観察対象部位 2側にメチレンブルー 17 等の光増感物質が投与されている力否かの検出手段を設けるようにしても良い。

[0048] メチレンブルー 17は、青色の色素剤の機能を有するので、例えば図 5のプロセッサ 5B内の例えば画像処理回路 39内の検出部（2点鎖線の符号 71)による信号処理で青の色信号が所定値以上である画素数がある値以上検出される力否かを検出する。そして、それを検出した場合には、検出部 71は、その検出信号を制御回路 59に送るこの検出信号により制御回路 59は、（手動で光量ダウンスィッチ SWdを操作した如くに）自動的に赤の光量を減少させる（赤の）光量自動制御を行えるようにしても良、。これに連動して、赤の色信号のゲインを大きくする。

このよう〖こすると、メチレンブルー 17が観察対象部位 2側に散布されていると、通常は自動的に赤の照明光を減少させて、メチレンブルー 17による光増感物質による活性酸素種の発生量を自動的に抑制して観察することができる。このため、術者が手動で赤の光量を減少させる操作を行わなくても済み、操作性を向上できる。

[0049] また、病変部に集中的にメチレンブルー 17を投与して光力学治療を行う場合には、上記 (赤の)光量自動制御の設定を解除することにより、赤の光量を手動で増大させて処置を行えるようにすれば、光力学治療を行う場合にも適切に対処ができる。つまり、赤の光量を自動的に減少させる光量制御を行うモードから、手動による光量制御に切り換えられるようにしても良、。

なお、観察対象部位 2側にメチレンブルー 17等の光増感物質が投与されているか否かの検出手段を設ける具体例等を図 5の場合で説明したが、他の実施例に適用しても良い。なお、上述した各実施例においては、キセノンランプ等のランプ 21を照明を行うための光源に用いていた力これに限定されるものでなぐレーザダイオードや発光ダイオード (LED)を光源として用いるようにしても良!、。

また、例えば LEDを用いた場合には、その LEDを挿入部 8の先端部に設けて、ライトガイドファイバ 11を用いることなぐ観察対象部位 2側に照明光を出射するようにしても良い。また、上述した各実施例を部分的に組み合わせる等して構成される実施例等も本発明に属する。

産業上の利用可能性

[0050] 体腔内における内視鏡による観察する部位カチレンブルー等の染色と光増感との両方の機能を有する場合、光増感の機能を考慮してその励起光となる赤の波長領域の光量を抑制して染色による凹凸の識別を容易にすると共に、光力学治療を行う場合にも適切に対応できる。

[0051] 本出願は、 2005年 9月 30日に日本国に出願された特願 2005— 288214号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲、図面に引用されるものとする。

Claims

請求の範囲

[1] 生体内に挿入可能な挿入部を有する内視鏡と、

を備えることを特徴とする内視鏡装置。

[2] さらに前記光量制御手段は、前記赤の波長領域の光量を増加する制御機能を有し、前記光量を増加する制御を行う場合には、前記信号処理手段は、前記照明光のもとで撮像した場合における前記赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを減少させる信号処理を行うことを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡装置。

[3] 前記照明光は、前記赤の波長領域の光の他に、緑及び青の波長領域の光を含み、前記赤の波長領域の光量が殆ど 0に減少された場合には、前記信号処理手段は、前記緑及び青の波長領域に対応する緑及び青の色信号の少なくとも一方から赤の波長領域に対応する赤の色信号を生成することを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡装置。

[4] 前記光量制御手段は、前記赤の波長領域の光量を減少させる光量制御により、前記光増感物質による活性酸素種の発生を抑制することを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡装置。

[5] 前記観察対象部位における病変部に対して、前記光増感物質を投与した場合には、前記光量制御手段は、さらに前記光増感物質による活性酸素種による光力学治療を行うために前記赤の波長領域の光量を増大することを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡装置。

[6] 前記信号処理手段は、前記観察対象部位に光増感物質が投与されて!ヽるか否かの検出手段を有し、前記検出手段の検出出力により前記光量制御手段は、前記光量制御を行うことを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡装置。

[7] 前記信号処理手段は、前記光量制御手段による前記赤の波長領域の光量を減少させる光量変化に対応して、前記光量変化前と実質的に同じホワイトバランス状態を維持する信号処理を行うことを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡装置。

[8] 前記信号処理手段は、前記光量制御手段による前記赤の波長領域の光量を増加させる光量変化に対応して、前記光量変化前と実質的に同じホワイトバランス状態を維持する信号処理を行うことを特徴とする請求項 2に記載の内視鏡装置。

[9] 前記照明手段は、可視領域をカバーする互いに異なる複数の波長領域の照明光を時分割で出射することを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡装置。

[10] 前記照明手段は、可視領域をカバーする白色光を出射することを特徴とする請求項 1に記載の内視鏡装置。

[11] 前記照明手段は、前記複数の波長領域の照明光を時分割で出射する回転フィルタを有することを特徴とする請求項 8に記載の内視鏡装置。

[12] 生体内に挿入可能な挿入部を有する内視鏡と、

生体内における観察対象部位側に照明光を出射する照明手段と、

前記照明光における前記観察対象部位に投与される光増感物質による活性酸素種の発生を引き起こす赤の波長領域の光量制御をする光量制御手段と、

前記赤の波長領域の光量制御に対応して、前記照明光のもとで撮像した場合における赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを変更させる信号処理を行う信号処理手段と、

を備えることを特徴とする内視鏡装置。

[13] 前記光量制御手段は、少なくとも前記活性酸素種の発生量を抑制するように前記赤の波長領域の光量を減少させる制御を行うことを特徴とする請求項 12に記載の内視鏡装置。

[14] さらに前記光量制御手段は、前記赤の波長領域の光量を増加する制御機能を有し、前記光量を増加する制御を行う場合には、前記信号処理手段は、前記照明光のもとで撮像した場合における前記赤の波長領域に対応する赤の色信号の輝度レベルを減少させる信号処理を行うことを特徴とする請求項 13に記載の内視鏡装置。

[15] 前記照明光は、前記赤の波長領域の光の他に、緑及び青の波長領域の光を含み、前記赤の波長領域の光量が殆ど 0に減少された場合には、前記信号処理手段は、前記緑及び青の波長領域に対応する緑及び青の色信号の少なくとも一方から赤の波長領域に対応する赤の色信号を生成することを特徴とする請求項 12に記載の内視鏡装置。

[16] 前記信号処理手段は、前記観察対象部位に光増感物質が投与されて!、るか否かの検出手段を有し、前記検出手段の検出出力により前記光量制御手段は、前記光量制御を行うことを特徴とする請求項 12に記載の内視鏡装置。

[17] 前記信号処理手段は、前記光量制御手段による前記赤の波長領域の光量を減少させる光量変化に対応して、前記光量変化前と実質的に同じホワイトバランス状態を維持する信号処理を行うことを特徴とする請求項 12に記載の内視鏡装置。

[18] 前記信号処理手段は、前記光量制御手段による前記赤の波長領域の光量を増加させる光量変化に対応して、前記光量変化前と実質的に同じホワイトバランス状態を維持する信号処理を行うことを特徴とする請求項 14に記載の内視鏡装置。

[19] 前記照明手段は、可視領域をカバーする互いに異なる複数の波長領域の照明光を時分割で出射することを特徴とする請求項 12に記載の内視鏡装置。

[20] 前記照明手段は、可視領域をカバーする白色光を出射することを特徴とする請求項 12に記載の内視鏡装置。