内視鏡装置および内視鏡診断装置
【課題】面倒な手間や専用の測定器を要することなく、被検体の被観察領域の硬さを検出し、さらに、その硬さに対応する画像を表示することができる内視鏡装置および内視鏡診断装置を提供する。
【解決手段】内視鏡装置は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端面から照明光を照射し、被検体の被観察領域の画像を撮像素子で撮像するものであって、内視鏡挿入部の先端面から撮像素子の撮像面まで延在するように敷設され、内視鏡挿入部の先端面側の先端部に応力発光体が設けられ、応力発光体が内視鏡挿入部の先端面から露出するように配置された光ファイバを備える。内視鏡装置は、応力発光体を被観察領域に押し当てた場合に、被観察領域の硬さに応じて応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、光ファイバで導光して撮像素子で撮像する。
【解決手段】内視鏡装置は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端面から照明光を照射し、被検体の被観察領域の画像を撮像素子で撮像するものであって、内視鏡挿入部の先端面から撮像素子の撮像面まで延在するように敷設され、内視鏡挿入部の先端面側の先端部に応力発光体が設けられ、応力発光体が内視鏡挿入部の先端面から露出するように配置された光ファイバを備える。内視鏡装置は、応力発光体を被観察領域に押し当てた場合に、被観察領域の硬さに応じて応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、光ファイバで導光して撮像素子で撮像する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の被観察領域の生体組織の硬さを検出する機能を有する内視鏡装置およびこの内視鏡装置を用いて診断を行うための内視鏡画像を表示する内視鏡診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１によって説明されているように、癌には独特の硬さがあることが知られている。この特性を利用して、特許文献１には、生体組織の硬さを測定して病変部位を診断する生体組織硬さ測定装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１の生体組織硬さ測定装置では、生体組織の硬さを測定する場合、内視鏡のチャンネルを通じて硬さ測定用プローブを生体内に導入し、生体組織の被測定部位にプローブの先端を突き当てる。続いて、ポンプによる吸気によって生体組織のプローブの先端縁によって包囲された領域を保持し、吸排気のタイミングに合わせて保持した生体組織部位を振動させる。そして、被測定部位の振動波の周波数または振幅を求め、求めた周波数または振幅から硬さ換算手段によって被測定部位の硬さを測定する。
【０００４】
また、特許文献２および非特許文献２には、光ファイバの先端部に応力発光体が設けられた光ファイバーセンサおよびこの光ファイバーセンサを利用した応力計測装置が提案されている。
【０００５】
特許文献２および非特許文献２の応力計測装置では、光ファイバの先端部に設けられた応力発光体に、外部から荷重が印加されて、その内部に応力が発生すると、応力発光体が応力の大きさに比例した発光強度の光を放出する。この光は、光ファイバを介して送出され、例えば、光ファイバのもう一方の端部に設けられている光検出器等によって、その発光強度が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０３８０６０号公報
【特許文献２】特許第３７８５４５７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】狭間研至、「良性腫瘍と悪性腫瘍の違いって？」、［online］、平成１９年 ３月２６日、［平成２３年 １月１４日検索］、インターネット〈URL：http://allabout.co.jp/r_health/gc/300812/〉
【非特許文献２】「光による応力のダイレクトな遠隔測定方法」、産総研 ＴＯＤＡＹ、２００７年１２月、ｐ．２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の生体組織硬さ測定装置では、振動部とその検出部をプローブの先端に設ける必要があるため構造が複雑になるし、先端への駆動用の電力も必要であり、先端での温度上昇も問題であった。
【０００９】
一方、特許文献２および非特許文献２の光ファイバーセンサおよび応力計測装置を内視鏡装置に適用する場合、測定時に光ファイバを内視鏡の鉗子チャンネルを通じて被検体内に挿入する手間が毎回かかるし、専用の測定器も必要であるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、面倒な手間や専用の測定器を要することなく、被検体の被観察領域の硬さを検出し、さらに、その硬さに対応する画像を表示することができる内視鏡装置および内視鏡診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端面から照明光を照射し、該被検体の被観察領域の画像を撮像素子で撮像する内視鏡装置であって、
前記内視鏡挿入部の先端面から前記撮像素子の撮像面まで延在するように敷設され、該内視鏡挿入部の先端面側の先端部に応力発光体が設けられ、該応力発光体が前記内視鏡挿入部の先端面から露出するように配置された光ファイバを備え、
前記応力発光体を前記被観察領域に押し当てた場合に、該被観察領域の硬さに応じて前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、前記光ファイバで導光して前記撮像素子で撮像することを特徴とする内視鏡装置を提供するものである。
【００１２】
ここで、前記撮像素子は矩形のものであり、
前記光ファイバは、前記撮像素子の撮像面の角部まで延在するように施設されることが好ましい。
【００１３】
また、前記内視鏡挿入部の先端面から露出する応力発光体の表面を被覆する保護層が設けられていることが好ましい。
【００１４】
また、前記光ファイバを２以上備えることが好ましい。
【００１５】
また、前記２以上の光ファイバの先端部に設けられた応力発光体は、前記被観察領域の硬さが同じ場合であっても前記応力発光体から発せられる光の発光量が異なるように、該応力発光体の塗布量が異なるものであることが好ましい。
【００１６】
また、前記応力発光体は、応力発光材料とバインダーとを混合したものであり、
前記２以上の光ファイバの先端部に設けられた応力発光体は、前記被観察領域の硬さが同じ場合であっても前記応力発光体から発せられる光の発光量が異なるように、前記応力発光材料と前記バインダーとの混合比率が異なるものであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、光源装置と、
前記光源装置から発せられる光を用いて前記被検体の被観察領域の画像を撮像する請求項１〜６のいずれかに記載の内視鏡装置と、
前記内視鏡装置により撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置と、
前記プロセッサ装置から出力される内視鏡画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置を提供する。
【００１８】
ここで、前記プロセッサ装置は、前記内視鏡装置により撮像された、前記被観察領域の硬さに応じて前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、前記前記表示装置の表示画面に表示させるものであることが好ましい。
【００１９】
また、前記プロセッサ装置は、前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、該発光量に対応する疑似カラーで前記表示装置の表示画面に表示させるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、手間や専用の測定器が不要であり、内視鏡挿入部の先端面を被検体の被観察領域に押し当てるだけで、常時、被検体の被観察領域の硬さを検出し、例えば、その硬さに対応する画像を表示装置上に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図である。
【図２】図１に示す内視鏡診断装置の内部構成を表すブロック図である。
【図３】内視鏡挿入部の先端面の構成を表す概念図である。
【図４】青色レーザ光源からの青色レーザ光および青色レーザ光が蛍光体により波長変換された発光スペクトルを示すグラフである。
【図５】撮像素子の撮像面を、内視鏡挿入部の先端面側から見た様子を表す平面概念図である。
【図６】図５に示す撮像素子の側面概念図である。
【図７】表示装置上に表示される内視鏡画像を表す一例の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係る内視鏡装置および内視鏡診断装置を詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図、図２は、その内部構成を表すブロック図である。これらの図に示す内視鏡診断装置１０は、光源装置１２と、光源装置１２から発せられる光を用いて被検体の被観察領域の画像を撮像する内視鏡装置１４と、内視鏡装置１４で撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置１６と、プロセッサ装置１６から出力される内視鏡画像を表示する表示装置１８と、入力操作を受け付ける入力装置２０とによって構成されている。
【００２４】
まず、光源装置１２は、光源制御部２２と、レーザ光源ＬＤと、カプラ（分波器）２６とによって構成されている。
【００２５】
本実施形態において、レーザ光源ＬＤからは、中心波長が４４５ｎｍである、青色の所定の波長範囲（例えば、中心波長±１０ｎｍ）の狭帯域光が発せられる。レーザ光源ＬＤは、照明光として、後述する蛍光体から白色光（疑似白色光）を発生させるための励起光を発する光源であって、後述するプロセッサ装置１６の制御部によって制御される光源制御部２２によりオンオフ（点灯消灯）制御および光量制御が行われる。
【００２６】
レーザ光源ＬＤとしては、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を用いることもできる。
【００２７】
なお、白色光（通常光）を発生するための白色光光源（通常光光源）は、励起光および蛍光体の組合せに限定されず、白色光を発するものであればよく、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）などを利用することもできる。また、レーザ光源ＬＤから発せられるレーザ光の波長は上記例に限定されず、同様の役割を果たす波長のレーザ光を適宜選択することができる。
【００２８】
レーザ光源ＬＤから発せられるレーザ光は、集光レンズ（図示略）を介して光ファイバに入力され、カプラ２６により２系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。カプラ２６は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。
【００２９】
続いて、内視鏡装置１４は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端面から２系統（２灯）の照明光を出射する照明光学系と、被観察領域の画像を撮像する１系統（１眼）の撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡装置１４は、内視鏡挿入部２８と、内視鏡挿入部２８の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部３０と、内視鏡装置１４を光源装置１２およびプロセッサ装置１６に着脱自在に接続するコネクタ部３２Ａ，３２Ｂとを備えている。
【００３０】
内視鏡挿入部２８は、可撓性を持つ軟性部３４と、湾曲部３６と、先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）３８とから構成されている。
【００３１】
湾曲部３６は、軟性部３４と先端部３８との間に設けられ、操作部３０に配置されたアングルノブ４０の回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部３６は、内視鏡装置１４が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部３８を、所望の観察部位に向けることができる。
【００３２】
図３に示すように、内視鏡挿入部２８の先端面２９には、被観察領域へ光を照射する２系統の照明窓４２Ａ，４２Ｂ、被観察領域からの反射光を撮像する１系統の観察窓４４、内視鏡挿入部２８の内部に設けられている鉗子チャンネルに挿入される、組織採取用の処置具等の出口となる鉗子口８８、同じく送気・送水チャンネルの出口となる送気・送水口９０、後述する４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部等が配置されている。
【００３３】
観察窓４４、鉗子口８８、送気・送水口９０は、先端面２９の中央部に配置されている。照明窓４２Ａ，４２Ｂは、観察窓４４を挟んでその両脇側に配置されている。４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部は、先端面２９の外周部の４箇所に配置されている。図３に示す例の場合、光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部は、それぞれ、照明窓４２Ａの近傍、鉗子口８８の近傍、送気・送水口９０の近傍、照明窓４２Ｂの近傍に配置されている。
【００３４】
照明窓４２Ａの奥には、光ファイバ４８Ａが収納されている。光ファイバ４８Ａは、光源装置１２からコネクタ部３２Ａを介して内視鏡先端部３８まで敷設されている。光ファイバ４８Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）の先には蛍光体５４Ａが配置され、さらに蛍光体５４Ａの先にレンズ５２Ａ等の光学系が取り付けられている。同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部に蛍光体５４Ｂおよびレンズ５２Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４８Ｂが収納されている。
【００３５】
蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、レーザ光源ＬＤからの青色レーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光物質（例えばＹＡＧ系蛍光物質、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17）等の蛍光物質）を含んで構成される。白色光観察（通常光観察）用の励起光が蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射されると、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる緑色〜黄色の励起発光光（蛍光）と、蛍光体５４Ａ，５４Ｂにより吸収されず透過した青色レーザ光とが合わされて、白色光（疑似白色光）が生成される。
【００３６】
図４は、青色レーザ光源からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体により波長変換された発光スペクトルを示すグラフである。レーザ光源ＬＤから発せられる青色レーザ光は、中心波長４４５ｎｍの輝線で表され、青色レーザ光による蛍光体５４Ａ，５４Ｂからの励起発光光は、概ね４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲で発光強度が増大する分光強度分布となる。この励起発光光と青色レーザ光との合波光によって、上述した疑似白色光が形成される。
【００３７】
ここで、本発明でいう白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、例えば、上述した疑似白色光を始めとして、基準色であるＲ，Ｇ，Ｂ等、特定の波長帯の光を含むものであればよい。つまり、本発明のいう白色光には、例えば、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光等も広義に含まれるものとする。
【００３８】
照明窓４２Ａ側および照明窓４２Ｂ側の照明光学系は同等の構成および作用のものであって、照明窓４２Ａ，４２Ｂからは、基本的に同時に同等の照明光が照射される。なお、照明窓４２Ａ，４２Ｂからそれぞれ異なる照明光を照射させることもできる。また、２系統の照明光を出射する照明光学系を有することは必須ではなく、例えば、１系統や４系統の照明光を出射する照明光学系でも同等の機能を実現することができる。
【００３９】
観察窓４４の奥には、被検体の被観察領域の像光を取り込むための対物レンズユニット５６等の光学系が取り付けられ、さらに対物レンズユニット５６の奥には、被観察領域の画像情報を取得するＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子５８（第１撮像素子）が取り付けられている。
【００４０】
撮像素子５８は、対物レンズユニット５６からの光を撮像面（受光面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力する。撮像素子５８の撮像面には、可視光の約３７０〜７２０ｎｍの波長範囲を３分割する分光透過率を有する、Ｒ色（約５８０ｎｍ〜７６０ｎｍ）、Ｇ色（約４５０ｎｍ〜６３０ｎｍ）、Ｂ色（約３８０ｎｍ〜５１０ｎｍ）のカラーフィルタが設けられ、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を１組として、複数組の画素がマトリクス状に配列されている。
【００４１】
光源装置１２から光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光された光は、内視鏡先端部３８から被検体の被観察領域に向けて照射される。そして、照明光が照射された被観察領域の様子が対物レンズユニット５６により撮像素子５８の撮像面上に結像され、撮像素子５８により光電変換されて撮像される。撮像素子５８からは、撮像された被検体の被観察領域の画像の撮像信号（アナログ信号）が出力される。
【００４２】
撮像素子５８から出力される画像の撮像信号（アナログ信号）は、スコープケーブル６２を通じてＡ／Ｄ変換器６４に入力される。Ａ／Ｄ変換器６４は、撮像素子５８からの撮像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部３２Ｂを介してプロセッサ装置１６の画像処理部に入力される。
【００４３】
以下、図５，６を参照して、撮像素子５８の周辺の構成を説明する。
【００４４】
図５は、撮像素子の撮像面を、内視鏡挿入部の先端面側から見た様子を表す平面概念図、図６は、その側面概念図である。これらの図に示すように、撮像素子５８は、矩形のものであり、同じく矩形の基板７４の上に配置されている。レンズ５６は円形のものであり、撮像素子５８の撮像面と内視鏡挿入部２８の先端面２９との間に配置されている。つまり、矩形の撮像素子５８の撮像面のうち、円形のレンズ５６に対応する部分が被観察領域を撮像するために使用される有効領域であり、それ以外の領域は、被観察領域の撮像には使用されない無効領域である。
【００４５】
また、内視鏡挿入部２８の先端面２９から撮像素子５８の撮像面まで延在するように、４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄが施設されている。光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの、内視鏡挿入部２８の先端面２９側の端部（先端部）は、図３に示すように、内視鏡挿入部２８の先端面２９の外周部の４箇所にそれぞれ配置され、撮像素子５８の撮像面側の端部（後端部）は、図５に示すように、撮像素子５８の撮像面の４つの角部（前述の無効領域）に対向するようにそれぞれ配置されている。
【００４６】
この光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部には、塗布等により応力発光体７８が設けられている。光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部は、内視鏡挿入部２８の先端面２９から応力発光体７８が露出するように配置されている。なお、光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部は、内視鏡挿入部２８の先端面２９から所定の長さだけ応力発光体が突出するように配置されていてもよい。内視鏡挿入部２８の先端面２９から露出する応力発光体７８の表面には、透明な保護層８０が被覆されている。保護層８０は、例えば、シリコーン等のゴム質の材料のものが用いられる。
【００４７】
本実施形態の内視鏡診断装置１０では、上記構成により、内視鏡挿入部２８の先端面２９から露出する応力発光体７８を被検体の被観察領域に押し当てることによって、後述するように、被観察領域の硬さを検出することができる。
【００４８】
ここで、応力発光体７８は、内視鏡挿入部２８の先端面２９、つまり、光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部に設けられた応力発光体７８（より正確には、保護層８０）を被検体の被観察領域に押し当てた場合に、被観察領域の硬さに応じて応力発光体７８に加えられる圧力によって発生する応力の大きさに比例して発光量が変化するもの、すなわち、圧力が大きくなるに従って応力が大きくなり、発光量が増大するものであって、応力発光材料を含む。
【００４９】
応力発光材料は、例えば、特許文献２に記載のものが利用できる。すなわち、炭酸ストロンチウムとアルミナ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｃｕ、スピネル構造、ＭＡｌ2Ｏ4：Ｎ（但し、Ｍ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ；Ｎ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ、Ｃｕ、Ｍｎ）、Ｍ3Ａｌ2Ｏ6：Ｎ、ＭＡｌ12Ｏ19：Ｎ、メリライト系構造酸化物、Ｃａ2Ａｌ2ＳｉＯ7：Ｎ、ＭＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｎ、Ｍ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｎ（ここで、Ｍ＝Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ；Ｎ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｃｕ、Ｍｎ）等である。
【００５０】
また、応力発光体７８は、上記の応力発光材料を単独で用いてもよいし、応力発光材料と、アルミナ、シリカ等の無機物質、もしくは、プラスチック、樹脂、ゴム等の有機物質のバインダー（接合剤）とを混合して用いることもできる。
【００５１】
応力発光体７８が、応力発光材料単独か、応力発光材料とバインダーとを混合したものであるかに係わらず、応力発光体７８の塗布量を変えることによって、被観察領域の硬さが同じ場合であっても応力発光体７８から発せられる光の発光量を変えることができる。例えば、応力発光体の塗布量を増やすことによって、同じ硬さ、つまり、同じ圧力が加えられた場合であっても発光量を増大させることができる。言い換えると、４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの応力発光体の塗布量を変えることによって、それぞれの光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄにより異なる硬さを検出することができる。
【００５２】
応力発光体７８が、応力発光材料とバインダーとを混合したものである場合には、両者の混合比率を変えることによって、同様に、被観察領域の硬さが同じ場合であっても応力発光体７８から発せられる光の発光量を変えることができる。例えば、応力発光材料の混合比率を増やすことによって、同じ硬さ、つまり、同じ圧力が加えられた場合であっても発光量を増大させることができる。言い換えると、４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの応力発光材料とバインダーとの混合比率を変えることによって、それぞれの光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄにより異なる硬さを検出することができる。
【００５３】
続いて、プロセッサ装置１６は、制御部６８と、画像処理部７０と、記憶部７２とを備えている。制御部６８には、表示装置１８および入力装置２０が接続されている。プロセッサ装置１６は、内視鏡装置１４の撮像スイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、光源装置１２の光源制御部２２を制御するとともに、内視鏡装置１４から入力される画像の画像信号を画像処理し、内視鏡画像を生成して表示装置１８に出力する。
【００５４】
制御部６８は、内視鏡装置１４の撮像スイッチ６６や入力装置２０からの指示に基づいて、光源装置１２の光源制御部２２の動作を制御する。
【００５５】
画像処理部７０は、内視鏡装置１４から入力される画像の画像信号に対して所定の画像処理を施し、内視鏡画像の画像信号を出力する。内視鏡画像の画像信号は、制御部６８に送られて、制御部６８で各種情報と共に表示装置１８に表示され、必要に応じて、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位としてメモリやストレージ装置からなる記憶部７２に記憶される。
【００５６】
次に、内視鏡診断装置１０の動作を説明する。
まず、白色光画像の撮像時の動作を説明する。
【００５７】
白色光画像の撮像時には、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤが所定の発光量で点灯される。レーザ光源ＬＤから発せられる中心波長４４５ｎｍのレーザ光が蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから白色光が発せられる。蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光は被検体に照射され、その反射光が撮像素子５８で受光されて被検体の被観察領域の画像が撮像される。
【００５８】
撮像素子５８から出力される画像の撮像信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換器６２により画像信号（デジタル信号）に変換され、画像処理部６８により所定の画像処理が施され、内視鏡画像の画像信号が出力される。そして、制御部６４により、内視鏡画像の画像信号に対応する内視鏡画像が表示装置１８上に表示され、必要に応じて、内視鏡画像の画像信号が記憶部７２に記憶される。
【００５９】
続いて、被検体の被観察領域の硬さを検出する場合の動作を説明する。
【００６０】
被検体の被観察領域の硬さを検出する場合、内視鏡挿入部２８の先端面２９に露出する応力発光体７８（つまり、保護層８０）が、被検体の被観察領域に押し当てられる。この時、被観察領域の硬さに応じて、応力発光体７８から所定の発光量の光が発せられる。応力発光体７８から発せられた光は、光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄによって導光され、撮像素子５８の撮像面の４つの角部の無効領域に入射され、撮像される。これ以後の動作は、白色光画像を撮像する場合の動作と同じであり、応力発光体７８から発せられる被賀露の発光量、つまり、被観察領域の硬さに対応する画像が表示装置１８上に表示される。
【００６１】
図７は、表示装置上に表示される内視鏡画像を表す一例の概念図である。同図に示すように、表示装置１８の表示画面８２の中央部には、撮像素子５８の撮像面の有効領域に対応する円形の内視鏡画像８４が表示される。これに加えて、本実施形態の内視鏡診断装置１０では、内視鏡画像８４の周辺部分、図示例の場合、表示装置１８の表示画面８２の４つの角部に、４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄに対応する、それぞれの応力発光体７８の発光量を示す画像８６が表示される。
【００６２】
なお、応力発光体の発光量に対応する画像８６の表示方法は何ら限定されない。例えば、発光量に対応する輝度で画像を表示してもよいが、応力発光体７８の発光量が所定値（閾値）を超えていない場合に緑色で表示し、超えている場合に赤色で表示するというように、発光量に対応する疑似カラーで表示してもよい。また、それぞれ応力発光体７８の発光量に対応する画像を表示装置１８の表示画面８２の４つの角部に表示することも必須ではない。つまり、それぞれ応力発光体７８の発光量に対応する画像を内視鏡画像８４以外の任意の場所に表示してもよい。
【００６３】
このように、本実施形態の内視鏡診断装置１０では、従来のように、先端部に応力発光体が設けられた光ファイバを鉗子口から挿入するという面倒な手間も、専用の測定器も不要であり、内視鏡挿入部２８の先端面２９を被検体の被観察領域に押し当てるだけで、常時、被検体の被観察領域の硬さを検出することができ、その硬さに対応する画像８６を表示装置１８上に表示させることができる。
【００６４】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 内視鏡診断装置
１２ 光源装置
１４ 内視鏡装置
１６ プロセッサ装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２２ 光源制御部
２６ カプラ
２８ 内視鏡挿入部
２９ 先端面
３０ 操作部
３２Ａ，３２Ｂ コネクタ部
３４ 軟性部
３６ 湾曲部
３８ 先端部
４０ アングルノブ
４２Ａ，４２Ｂ 照明窓
４４ 観察窓
４６Ａ，４６Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ，７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄ 光ファイバ
５０Ａ，５０Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ レンズ
５４Ａ，５４Ｂ 蛍光体
５６ 対物レンズユニット
５８，５９ 撮像素子
６２ スコープケーブル
６４ Ａ／Ｄ変換器
６６ 撮像スイッチ
６８ 制御部
７０ 画像処理部
７２ 記憶部
７４ 基板
７８ 応力発光体
８０ 保護層
８２ 表示画面
８４ 内視鏡画像
８６ 応力発光体の発光量に対応する画像
ＬＤ レーザ光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体の被観察領域の生体組織の硬さを検出する機能を有する内視鏡装置およびこの内視鏡装置を用いて診断を行うための内視鏡画像を表示する内視鏡診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非特許文献１によって説明されているように、癌には独特の硬さがあることが知られている。この特性を利用して、特許文献１には、生体組織の硬さを測定して病変部位を診断する生体組織硬さ測定装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１の生体組織硬さ測定装置では、生体組織の硬さを測定する場合、内視鏡のチャンネルを通じて硬さ測定用プローブを生体内に導入し、生体組織の被測定部位にプローブの先端を突き当てる。続いて、ポンプによる吸気によって生体組織のプローブの先端縁によって包囲された領域を保持し、吸排気のタイミングに合わせて保持した生体組織部位を振動させる。そして、被測定部位の振動波の周波数または振幅を求め、求めた周波数または振幅から硬さ換算手段によって被測定部位の硬さを測定する。
【０００４】
また、特許文献２および非特許文献２には、光ファイバの先端部に応力発光体が設けられた光ファイバーセンサおよびこの光ファイバーセンサを利用した応力計測装置が提案されている。
【０００５】
特許文献２および非特許文献２の応力計測装置では、光ファイバの先端部に設けられた応力発光体に、外部から荷重が印加されて、その内部に応力が発生すると、応力発光体が応力の大きさに比例した発光強度の光を放出する。この光は、光ファイバを介して送出され、例えば、光ファイバのもう一方の端部に設けられている光検出器等によって、その発光強度が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３０３８０６０号公報
【特許文献２】特許第３７８５４５７号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】狭間研至、「良性腫瘍と悪性腫瘍の違いって？」、［online］、平成１９年 ３月２６日、［平成２３年 １月１４日検索］、インターネット〈URL：http://allabout.co.jp/r_health/gc/300812/〉
【非特許文献２】「光による応力のダイレクトな遠隔測定方法」、産総研 ＴＯＤＡＹ、２００７年１２月、ｐ．２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１の生体組織硬さ測定装置では、振動部とその検出部をプローブの先端に設ける必要があるため構造が複雑になるし、先端への駆動用の電力も必要であり、先端での温度上昇も問題であった。
【０００９】
一方、特許文献２および非特許文献２の光ファイバーセンサおよび応力計測装置を内視鏡装置に適用する場合、測定時に光ファイバを内視鏡の鉗子チャンネルを通じて被検体内に挿入する手間が毎回かかるし、専用の測定器も必要であるという問題があった。
【００１０】
本発明の目的は、面倒な手間や専用の測定器を要することなく、被検体の被観察領域の硬さを検出し、さらに、その硬さに対応する画像を表示することができる内視鏡装置および内視鏡診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端面から照明光を照射し、該被検体の被観察領域の画像を撮像素子で撮像する内視鏡装置であって、
前記内視鏡挿入部の先端面から前記撮像素子の撮像面まで延在するように敷設され、該内視鏡挿入部の先端面側の先端部に応力発光体が設けられ、該応力発光体が前記内視鏡挿入部の先端面から露出するように配置された光ファイバを備え、
前記応力発光体を前記被観察領域に押し当てた場合に、該被観察領域の硬さに応じて前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、前記光ファイバで導光して前記撮像素子で撮像することを特徴とする内視鏡装置を提供するものである。
【００１２】
ここで、前記撮像素子は矩形のものであり、
前記光ファイバは、前記撮像素子の撮像面の角部まで延在するように施設されることが好ましい。
【００１３】
また、前記内視鏡挿入部の先端面から露出する応力発光体の表面を被覆する保護層が設けられていることが好ましい。
【００１４】
また、前記光ファイバを２以上備えることが好ましい。
【００１５】
また、前記２以上の光ファイバの先端部に設けられた応力発光体は、前記被観察領域の硬さが同じ場合であっても前記応力発光体から発せられる光の発光量が異なるように、該応力発光体の塗布量が異なるものであることが好ましい。
【００１６】
また、前記応力発光体は、応力発光材料とバインダーとを混合したものであり、
前記２以上の光ファイバの先端部に設けられた応力発光体は、前記被観察領域の硬さが同じ場合であっても前記応力発光体から発せられる光の発光量が異なるように、前記応力発光材料と前記バインダーとの混合比率が異なるものであることが好ましい。
【００１７】
また、本発明は、光源装置と、
前記光源装置から発せられる光を用いて前記被検体の被観察領域の画像を撮像する請求項１〜６のいずれかに記載の内視鏡装置と、
前記内視鏡装置により撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置と、
前記プロセッサ装置から出力される内視鏡画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置を提供する。
【００１８】
ここで、前記プロセッサ装置は、前記内視鏡装置により撮像された、前記被観察領域の硬さに応じて前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、前記前記表示装置の表示画面に表示させるものであることが好ましい。
【００１９】
また、前記プロセッサ装置は、前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、該発光量に対応する疑似カラーで前記表示装置の表示画面に表示させるものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、手間や専用の測定器が不要であり、内視鏡挿入部の先端面を被検体の被観察領域に押し当てるだけで、常時、被検体の被観察領域の硬さを検出し、例えば、その硬さに対応する画像を表示装置上に表示させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図である。
【図２】図１に示す内視鏡診断装置の内部構成を表すブロック図である。
【図３】内視鏡挿入部の先端面の構成を表す概念図である。
【図４】青色レーザ光源からの青色レーザ光および青色レーザ光が蛍光体により波長変換された発光スペクトルを示すグラフである。
【図５】撮像素子の撮像面を、内視鏡挿入部の先端面側から見た様子を表す平面概念図である。
【図６】図５に示す撮像素子の側面概念図である。
【図７】表示装置上に表示される内視鏡画像を表す一例の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係る内視鏡装置および内視鏡診断装置を詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明に係る内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図、図２は、その内部構成を表すブロック図である。これらの図に示す内視鏡診断装置１０は、光源装置１２と、光源装置１２から発せられる光を用いて被検体の被観察領域の画像を撮像する内視鏡装置１４と、内視鏡装置１４で撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置１６と、プロセッサ装置１６から出力される内視鏡画像を表示する表示装置１８と、入力操作を受け付ける入力装置２０とによって構成されている。
【００２４】
まず、光源装置１２は、光源制御部２２と、レーザ光源ＬＤと、カプラ（分波器）２６とによって構成されている。
【００２５】
本実施形態において、レーザ光源ＬＤからは、中心波長が４４５ｎｍである、青色の所定の波長範囲（例えば、中心波長±１０ｎｍ）の狭帯域光が発せられる。レーザ光源ＬＤは、照明光として、後述する蛍光体から白色光（疑似白色光）を発生させるための励起光を発する光源であって、後述するプロセッサ装置１６の制御部によって制御される光源制御部２２によりオンオフ（点灯消灯）制御および光量制御が行われる。
【００２６】
レーザ光源ＬＤとしては、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を用いることもできる。
【００２７】
なお、白色光（通常光）を発生するための白色光光源（通常光光源）は、励起光および蛍光体の組合せに限定されず、白色光を発するものであればよく、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）などを利用することもできる。また、レーザ光源ＬＤから発せられるレーザ光の波長は上記例に限定されず、同様の役割を果たす波長のレーザ光を適宜選択することができる。
【００２８】
レーザ光源ＬＤから発せられるレーザ光は、集光レンズ（図示略）を介して光ファイバに入力され、カプラ２６により２系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。カプラ２６は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。
【００２９】
続いて、内視鏡装置１４は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端面から２系統（２灯）の照明光を出射する照明光学系と、被観察領域の画像を撮像する１系統（１眼）の撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡装置１４は、内視鏡挿入部２８と、内視鏡挿入部２８の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部３０と、内視鏡装置１４を光源装置１２およびプロセッサ装置１６に着脱自在に接続するコネクタ部３２Ａ，３２Ｂとを備えている。
【００３０】
内視鏡挿入部２８は、可撓性を持つ軟性部３４と、湾曲部３６と、先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）３８とから構成されている。
【００３１】
湾曲部３６は、軟性部３４と先端部３８との間に設けられ、操作部３０に配置されたアングルノブ４０の回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部３６は、内視鏡装置１４が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部３８を、所望の観察部位に向けることができる。
【００３２】
図３に示すように、内視鏡挿入部２８の先端面２９には、被観察領域へ光を照射する２系統の照明窓４２Ａ，４２Ｂ、被観察領域からの反射光を撮像する１系統の観察窓４４、内視鏡挿入部２８の内部に設けられている鉗子チャンネルに挿入される、組織採取用の処置具等の出口となる鉗子口８８、同じく送気・送水チャンネルの出口となる送気・送水口９０、後述する４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部等が配置されている。
【００３３】
観察窓４４、鉗子口８８、送気・送水口９０は、先端面２９の中央部に配置されている。照明窓４２Ａ，４２Ｂは、観察窓４４を挟んでその両脇側に配置されている。４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部は、先端面２９の外周部の４箇所に配置されている。図３に示す例の場合、光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部は、それぞれ、照明窓４２Ａの近傍、鉗子口８８の近傍、送気・送水口９０の近傍、照明窓４２Ｂの近傍に配置されている。
【００３４】
照明窓４２Ａの奥には、光ファイバ４８Ａが収納されている。光ファイバ４８Ａは、光源装置１２からコネクタ部３２Ａを介して内視鏡先端部３８まで敷設されている。光ファイバ４８Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）の先には蛍光体５４Ａが配置され、さらに蛍光体５４Ａの先にレンズ５２Ａ等の光学系が取り付けられている。同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部に蛍光体５４Ｂおよびレンズ５２Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４８Ｂが収納されている。
【００３５】
蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、レーザ光源ＬＤからの青色レーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光物質（例えばＹＡＧ系蛍光物質、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17）等の蛍光物質）を含んで構成される。白色光観察（通常光観察）用の励起光が蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射されると、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる緑色〜黄色の励起発光光（蛍光）と、蛍光体５４Ａ，５４Ｂにより吸収されず透過した青色レーザ光とが合わされて、白色光（疑似白色光）が生成される。
【００３６】
図４は、青色レーザ光源からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体により波長変換された発光スペクトルを示すグラフである。レーザ光源ＬＤから発せられる青色レーザ光は、中心波長４４５ｎｍの輝線で表され、青色レーザ光による蛍光体５４Ａ，５４Ｂからの励起発光光は、概ね４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲で発光強度が増大する分光強度分布となる。この励起発光光と青色レーザ光との合波光によって、上述した疑似白色光が形成される。
【００３７】
ここで、本発明でいう白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、例えば、上述した疑似白色光を始めとして、基準色であるＲ，Ｇ，Ｂ等、特定の波長帯の光を含むものであればよい。つまり、本発明のいう白色光には、例えば、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光等も広義に含まれるものとする。
【００３８】
照明窓４２Ａ側および照明窓４２Ｂ側の照明光学系は同等の構成および作用のものであって、照明窓４２Ａ，４２Ｂからは、基本的に同時に同等の照明光が照射される。なお、照明窓４２Ａ，４２Ｂからそれぞれ異なる照明光を照射させることもできる。また、２系統の照明光を出射する照明光学系を有することは必須ではなく、例えば、１系統や４系統の照明光を出射する照明光学系でも同等の機能を実現することができる。
【００３９】
観察窓４４の奥には、被検体の被観察領域の像光を取り込むための対物レンズユニット５６等の光学系が取り付けられ、さらに対物レンズユニット５６の奥には、被観察領域の画像情報を取得するＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子５８（第１撮像素子）が取り付けられている。
【００４０】
撮像素子５８は、対物レンズユニット５６からの光を撮像面（受光面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力する。撮像素子５８の撮像面には、可視光の約３７０〜７２０ｎｍの波長範囲を３分割する分光透過率を有する、Ｒ色（約５８０ｎｍ〜７６０ｎｍ）、Ｇ色（約４５０ｎｍ〜６３０ｎｍ）、Ｂ色（約３８０ｎｍ〜５１０ｎｍ）のカラーフィルタが設けられ、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を１組として、複数組の画素がマトリクス状に配列されている。
【００４１】
光源装置１２から光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光された光は、内視鏡先端部３８から被検体の被観察領域に向けて照射される。そして、照明光が照射された被観察領域の様子が対物レンズユニット５６により撮像素子５８の撮像面上に結像され、撮像素子５８により光電変換されて撮像される。撮像素子５８からは、撮像された被検体の被観察領域の画像の撮像信号（アナログ信号）が出力される。
【００４２】
撮像素子５８から出力される画像の撮像信号（アナログ信号）は、スコープケーブル６２を通じてＡ／Ｄ変換器６４に入力される。Ａ／Ｄ変換器６４は、撮像素子５８からの撮像信号（アナログ信号）を画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部３２Ｂを介してプロセッサ装置１６の画像処理部に入力される。
【００４３】
以下、図５，６を参照して、撮像素子５８の周辺の構成を説明する。
【００４４】
図５は、撮像素子の撮像面を、内視鏡挿入部の先端面側から見た様子を表す平面概念図、図６は、その側面概念図である。これらの図に示すように、撮像素子５８は、矩形のものであり、同じく矩形の基板７４の上に配置されている。レンズ５６は円形のものであり、撮像素子５８の撮像面と内視鏡挿入部２８の先端面２９との間に配置されている。つまり、矩形の撮像素子５８の撮像面のうち、円形のレンズ５６に対応する部分が被観察領域を撮像するために使用される有効領域であり、それ以外の領域は、被観察領域の撮像には使用されない無効領域である。
【００４５】
また、内視鏡挿入部２８の先端面２９から撮像素子５８の撮像面まで延在するように、４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄが施設されている。光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの、内視鏡挿入部２８の先端面２９側の端部（先端部）は、図３に示すように、内視鏡挿入部２８の先端面２９の外周部の４箇所にそれぞれ配置され、撮像素子５８の撮像面側の端部（後端部）は、図５に示すように、撮像素子５８の撮像面の４つの角部（前述の無効領域）に対向するようにそれぞれ配置されている。
【００４６】
この光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部には、塗布等により応力発光体７８が設けられている。光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部は、内視鏡挿入部２８の先端面２９から応力発光体７８が露出するように配置されている。なお、光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部は、内視鏡挿入部２８の先端面２９から所定の長さだけ応力発光体が突出するように配置されていてもよい。内視鏡挿入部２８の先端面２９から露出する応力発光体７８の表面には、透明な保護層８０が被覆されている。保護層８０は、例えば、シリコーン等のゴム質の材料のものが用いられる。
【００４７】
本実施形態の内視鏡診断装置１０では、上記構成により、内視鏡挿入部２８の先端面２９から露出する応力発光体７８を被検体の被観察領域に押し当てることによって、後述するように、被観察領域の硬さを検出することができる。
【００４８】
ここで、応力発光体７８は、内視鏡挿入部２８の先端面２９、つまり、光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの先端部に設けられた応力発光体７８（より正確には、保護層８０）を被検体の被観察領域に押し当てた場合に、被観察領域の硬さに応じて応力発光体７８に加えられる圧力によって発生する応力の大きさに比例して発光量が変化するもの、すなわち、圧力が大きくなるに従って応力が大きくなり、発光量が増大するものであって、応力発光材料を含む。
【００４９】
応力発光材料は、例えば、特許文献２に記載のものが利用できる。すなわち、炭酸ストロンチウムとアルミナ、ＺｎＳ：Ｍｎ、ＺｎＳ：Ｃｕ、スピネル構造、ＭＡｌ2Ｏ4：Ｎ（但し、Ｍ＝Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ；Ｎ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｔｂ、Ｓｍ、Ｃｕ、Ｍｎ）、Ｍ3Ａｌ2Ｏ6：Ｎ、ＭＡｌ12Ｏ19：Ｎ、メリライト系構造酸化物、Ｃａ2Ａｌ2ＳｉＯ7：Ｎ、ＭＭｇＡｌ10Ｏ17：Ｎ、Ｍ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｎ（ここで、Ｍ＝Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ；Ｎ＝Ｅｕ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｃｕ、Ｍｎ）等である。
【００５０】
また、応力発光体７８は、上記の応力発光材料を単独で用いてもよいし、応力発光材料と、アルミナ、シリカ等の無機物質、もしくは、プラスチック、樹脂、ゴム等の有機物質のバインダー（接合剤）とを混合して用いることもできる。
【００５１】
応力発光体７８が、応力発光材料単独か、応力発光材料とバインダーとを混合したものであるかに係わらず、応力発光体７８の塗布量を変えることによって、被観察領域の硬さが同じ場合であっても応力発光体７８から発せられる光の発光量を変えることができる。例えば、応力発光体の塗布量を増やすことによって、同じ硬さ、つまり、同じ圧力が加えられた場合であっても発光量を増大させることができる。言い換えると、４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの応力発光体の塗布量を変えることによって、それぞれの光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄにより異なる硬さを検出することができる。
【００５２】
応力発光体７８が、応力発光材料とバインダーとを混合したものである場合には、両者の混合比率を変えることによって、同様に、被観察領域の硬さが同じ場合であっても応力発光体７８から発せられる光の発光量を変えることができる。例えば、応力発光材料の混合比率を増やすことによって、同じ硬さ、つまり、同じ圧力が加えられた場合であっても発光量を増大させることができる。言い換えると、４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄの応力発光材料とバインダーとの混合比率を変えることによって、それぞれの光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄにより異なる硬さを検出することができる。
【００５３】
続いて、プロセッサ装置１６は、制御部６８と、画像処理部７０と、記憶部７２とを備えている。制御部６８には、表示装置１８および入力装置２０が接続されている。プロセッサ装置１６は、内視鏡装置１４の撮像スイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、光源装置１２の光源制御部２２を制御するとともに、内視鏡装置１４から入力される画像の画像信号を画像処理し、内視鏡画像を生成して表示装置１８に出力する。
【００５４】
制御部６８は、内視鏡装置１４の撮像スイッチ６６や入力装置２０からの指示に基づいて、光源装置１２の光源制御部２２の動作を制御する。
【００５５】
画像処理部７０は、内視鏡装置１４から入力される画像の画像信号に対して所定の画像処理を施し、内視鏡画像の画像信号を出力する。内視鏡画像の画像信号は、制御部６８に送られて、制御部６８で各種情報と共に表示装置１８に表示され、必要に応じて、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位としてメモリやストレージ装置からなる記憶部７２に記憶される。
【００５６】
次に、内視鏡診断装置１０の動作を説明する。
まず、白色光画像の撮像時の動作を説明する。
【００５７】
白色光画像の撮像時には、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤが所定の発光量で点灯される。レーザ光源ＬＤから発せられる中心波長４４５ｎｍのレーザ光が蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから白色光が発せられる。蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光は被検体に照射され、その反射光が撮像素子５８で受光されて被検体の被観察領域の画像が撮像される。
【００５８】
撮像素子５８から出力される画像の撮像信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換器６２により画像信号（デジタル信号）に変換され、画像処理部６８により所定の画像処理が施され、内視鏡画像の画像信号が出力される。そして、制御部６４により、内視鏡画像の画像信号に対応する内視鏡画像が表示装置１８上に表示され、必要に応じて、内視鏡画像の画像信号が記憶部７２に記憶される。
【００５９】
続いて、被検体の被観察領域の硬さを検出する場合の動作を説明する。
【００６０】
被検体の被観察領域の硬さを検出する場合、内視鏡挿入部２８の先端面２９に露出する応力発光体７８（つまり、保護層８０）が、被検体の被観察領域に押し当てられる。この時、被観察領域の硬さに応じて、応力発光体７８から所定の発光量の光が発せられる。応力発光体７８から発せられた光は、光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄによって導光され、撮像素子５８の撮像面の４つの角部の無効領域に入射され、撮像される。これ以後の動作は、白色光画像を撮像する場合の動作と同じであり、応力発光体７８から発せられる被賀露の発光量、つまり、被観察領域の硬さに対応する画像が表示装置１８上に表示される。
【００６１】
図７は、表示装置上に表示される内視鏡画像を表す一例の概念図である。同図に示すように、表示装置１８の表示画面８２の中央部には、撮像素子５８の撮像面の有効領域に対応する円形の内視鏡画像８４が表示される。これに加えて、本実施形態の内視鏡診断装置１０では、内視鏡画像８４の周辺部分、図示例の場合、表示装置１８の表示画面８２の４つの角部に、４本の光ファイバ７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄに対応する、それぞれの応力発光体７８の発光量を示す画像８６が表示される。
【００６２】
なお、応力発光体の発光量に対応する画像８６の表示方法は何ら限定されない。例えば、発光量に対応する輝度で画像を表示してもよいが、応力発光体７８の発光量が所定値（閾値）を超えていない場合に緑色で表示し、超えている場合に赤色で表示するというように、発光量に対応する疑似カラーで表示してもよい。また、それぞれ応力発光体７８の発光量に対応する画像を表示装置１８の表示画面８２の４つの角部に表示することも必須ではない。つまり、それぞれ応力発光体７８の発光量に対応する画像を内視鏡画像８４以外の任意の場所に表示してもよい。
【００６３】
このように、本実施形態の内視鏡診断装置１０では、従来のように、先端部に応力発光体が設けられた光ファイバを鉗子口から挿入するという面倒な手間も、専用の測定器も不要であり、内視鏡挿入部２８の先端面２９を被検体の被観察領域に押し当てるだけで、常時、被検体の被観察領域の硬さを検出することができ、その硬さに対応する画像８６を表示装置１８上に表示させることができる。
【００６４】
本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 内視鏡診断装置
１２ 光源装置
１４ 内視鏡装置
１６ プロセッサ装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２２ 光源制御部
２６ カプラ
２８ 内視鏡挿入部
２９ 先端面
３０ 操作部
３２Ａ，３２Ｂ コネクタ部
３４ 軟性部
３６ 湾曲部
３８ 先端部
４０ アングルノブ
４２Ａ，４２Ｂ 照明窓
４４ 観察窓
４６Ａ，４６Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ，７６ａ、７６ｂ、７６ｃ、７６ｄ 光ファイバ
５０Ａ，５０Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ レンズ
５４Ａ，５４Ｂ 蛍光体
５６ 対物レンズユニット
５８，５９ 撮像素子
６２ スコープケーブル
６４ Ａ／Ｄ変換器
６６ 撮像スイッチ
６８ 制御部
７０ 画像処理部
７２ 記憶部
７４ 基板
７８ 応力発光体
８０ 保護層
８２ 表示画面
８４ 内視鏡画像
８６ 応力発光体の発光量に対応する画像
ＬＤ レーザ光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端面から照明光を照射し、該被検体の被観察領域の画像を撮像素子で撮像する内視鏡装置であって、
前記内視鏡挿入部の先端面から前記撮像素子の撮像面まで延在するように敷設され、該内視鏡挿入部の先端面側の先端部に応力発光体が設けられ、該応力発光体が前記内視鏡挿入部の先端面から露出するように配置された光ファイバを備え、
前記応力発光体を前記被観察領域に押し当てた場合に、該被観察領域の硬さに応じて前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、前記光ファイバで導光して前記撮像素子で撮像することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記撮像素子は矩形のものであり、
前記光ファイバは、前記撮像素子の撮像面の角部まで延在するように施設される請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記内視鏡挿入部の先端面から露出する応力発光体の表面を被覆する保護層が設けられている請求項１または２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記光ファイバを２以上備える請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記２以上の光ファイバの先端部に設けられた応力発光体は、前記被観察領域の硬さが同じ場合であっても前記応力発光体から発せられる光の発光量が異なるように、該応力発光体の塗布量が異なるものである請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記応力発光体は、応力発光材料とバインダーとを混合したものであり、
前記２以上の光ファイバの先端部に設けられた応力発光体は、前記被観察領域の硬さが同じ場合であっても前記応力発光体から発せられる光の発光量が異なるように、前記応力発光材料と前記バインダーとの混合比率が異なるものである請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
光源装置と、
前記光源装置から発せられる光を用いて前記被検体の被観察領域の画像を撮像する請求項１〜６のいずれかに記載の内視鏡装置と、
前記内視鏡装置により撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置と、
前記プロセッサ装置から出力される内視鏡画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置。
【請求項８】
前記プロセッサ装置は、前記内視鏡装置により撮像された、前記被観察領域の硬さに応じて前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、前記前記表示装置の表示画面に表示させるものである請求項７に記載の内視鏡診断装置。
【請求項９】
前記プロセッサ装置は、前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、該発光量に対応する疑似カラーで前記表示装置の表示画面に表示させるものである請求項８に記載の内視鏡診断装置。
【請求項１】
被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端面から照明光を照射し、該被検体の被観察領域の画像を撮像素子で撮像する内視鏡装置であって、
前記内視鏡挿入部の先端面から前記撮像素子の撮像面まで延在するように敷設され、該内視鏡挿入部の先端面側の先端部に応力発光体が設けられ、該応力発光体が前記内視鏡挿入部の先端面から露出するように配置された光ファイバを備え、
前記応力発光体を前記被観察領域に押し当てた場合に、該被観察領域の硬さに応じて前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、前記光ファイバで導光して前記撮像素子で撮像することを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記撮像素子は矩形のものであり、
前記光ファイバは、前記撮像素子の撮像面の角部まで延在するように施設される請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記内視鏡挿入部の先端面から露出する応力発光体の表面を被覆する保護層が設けられている請求項１または２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記光ファイバを２以上備える請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記２以上の光ファイバの先端部に設けられた応力発光体は、前記被観察領域の硬さが同じ場合であっても前記応力発光体から発せられる光の発光量が異なるように、該応力発光体の塗布量が異なるものである請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記応力発光体は、応力発光材料とバインダーとを混合したものであり、
前記２以上の光ファイバの先端部に設けられた応力発光体は、前記被観察領域の硬さが同じ場合であっても前記応力発光体から発せられる光の発光量が異なるように、前記応力発光材料と前記バインダーとの混合比率が異なるものである請求項４に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
光源装置と、
前記光源装置から発せられる光を用いて前記被検体の被観察領域の画像を撮像する請求項１〜６のいずれかに記載の内視鏡装置と、
前記内視鏡装置により撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置と、
前記プロセッサ装置から出力される内視鏡画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置。
【請求項８】
前記プロセッサ装置は、前記内視鏡装置により撮像された、前記被観察領域の硬さに応じて前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、前記前記表示装置の表示画面に表示させるものである請求項７に記載の内視鏡診断装置。
【請求項９】
前記プロセッサ装置は、前記応力発光体から発せられる光の発光量に対応する画像を、該発光量に対応する疑似カラーで前記表示装置の表示画面に表示させるものである請求項８に記載の内視鏡診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５２４２２（Ｐ２０１２−１５２４２２Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４８４９（Ｐ２０１１−１４８４９）
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２７日（２０１１．１．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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