内視鏡診断装置
【課題】複数の自家蛍光画像の間で位置ずれを生じることなく、病変部を正確に識別することができる自家蛍光画像を取得することができる内視鏡診断装置を提供する。
【解決手段】自家蛍光強度が病変部で強く正常部で弱い第１の自家蛍光物質と正常部で強く病変部で弱い第２の自家蛍光物質を含む２つの自家蛍光物質から自家蛍光を発光させるための中心波長の異なる２つの励起光を同時に発する光源ＬＤと、励起光を遮光しつつ自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を透過する分光透過特性を有するカラーフィルタと、２つの励起光が被検者の被観察領域に照射されることによって、被観察領域に含まれる第１および第２の自家蛍光物質のそれぞれから発せられ、カラーフィルタにより分光される自家蛍光を撮像して第１および第２の自家蛍光画像を取得する撮像素子５８と、第１および第２の自家蛍光画像を画像処理して表示装置１８に表示させる画像処理部７０とを備える。
【解決手段】自家蛍光強度が病変部で強く正常部で弱い第１の自家蛍光物質と正常部で強く病変部で弱い第２の自家蛍光物質を含む２つの自家蛍光物質から自家蛍光を発光させるための中心波長の異なる２つの励起光を同時に発する光源ＬＤと、励起光を遮光しつつ自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を透過する分光透過特性を有するカラーフィルタと、２つの励起光が被検者の被観察領域に照射されることによって、被観察領域に含まれる第１および第２の自家蛍光物質のそれぞれから発せられ、カラーフィルタにより分光される自家蛍光を撮像して第１および第２の自家蛍光画像を取得する撮像素子５８と、第１および第２の自家蛍光画像を画像処理して表示装置１８に表示させる画像処理部７０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の被観察領域（生体）に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する内視鏡診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置から発せられる通常光（白色光）を内視鏡先端部まで導光して被検者の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を取得し、通常光観察（白色光観察）を行う内視鏡装置が用いられている。これに対し、近年では、通常光観察に加えて、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被検者の被観察領域に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像（特殊光画像）を取得し、自家蛍光観察（特殊光観察）を行う内視鏡装置が活用されている。
【０００３】
自家蛍光観察を行う内視鏡装置として、例えば、特許文献１がある。
【０００４】
特許文献１には、第１蛍光観察モードとして、３つの励起光を順番に照射し、撮像素子の受光面に設けられた励起光カットフィルタで励起光をカットしつつ、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像素子で撮像して自家蛍光画像を取得する方法が記載されている。３つの励起光は、それぞれ波長が異なるものであって、正常部と病変部とで自家蛍光強度が変化する、ＮＡＤＨ、エラスチン、コラーゲン等の自家蛍光画像を捉えるように波長が最適化されている。
【０００５】
特許文献１の内視鏡装置では、通常光観察の場合、図１３（Ａ）に示すように、白色光が被検者に照射され、その反射光が撮像素子で撮像される。そして、撮像した画像に対して通常光画像に適した処理が施され、通常光画像が表示される。
【０００６】
一方、自家蛍光観察の場合、同図（Ｂ）に示すように、まず、励起光１が被検者に照射され、励起光カットフィルタで励起光１をカットしつつ、励起光１に対応する自家蛍光が撮像素子で撮像される。そして、撮像した画像に対して自家蛍光画像に適した処理が施され、自家蛍光画像１が生成される。以下順に、励起光１，２が照射され、同様にして自家蛍光画像２，３が生成された後、自家蛍光画像１〜３が同時に表示される。
【０００７】
また、特許文献１には、第２蛍光観察モードとして、図１４に示すように、２つの励起光１，２を順番に照射し、同じく励起光カットフィルタで励起光をカットしつつ、自家蛍光を撮像素子で撮像して得られた自家蛍光画像１，２に基づいて、自家蛍光画像１の明部と自家蛍光画像２の暗部とが一致する箇所を特定色へ変換することにより、病変部を強調して表示する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−４３３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の方法では、３つの励起光の照射タイミングがずれているため、３つの蛍光画像を同時に表示しても病変部の位置がずれてしまう。また、３つの蛍光画像を見比べて病変部を特定しなければならず、比較が容易でないという問題点がある。
【００１０】
また、特許文献１の第１蛍光観察モードでは、励起光の波長が、ＮＡＤＨとエラスチンの２つを捉えるために適した２波長である場合に、励起光の同時照射による計測についても記載されている。しかし、この方法では、ＮＡＤＨとエラスチンの両方から蛍光が発せられたとき、正常部と病変部とで一致して蛍光強度の強弱が変化しない場合に、正常部と病変部の区別がし難くなるという問題点がある。
【００１１】
さらに、特許文献１の第２蛍光観察モードでは、２枚の自家蛍光画像から病変部を強調する方法が示されているが、これも励起光の照射タイミングがずれているため、２枚の自家蛍光画像における病変部の位置ずれが発生するという問題点がある。
【００１２】
本発明の目的は、複数の自家蛍光画像の間で位置ずれを生じることなく、病変部を正確に識別することができる自家蛍光画像を取得することができる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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、自家蛍光強度が、病変部で強く正常部で弱い第１の自家蛍光物質、および、正常部で強く病変部で弱い第２の自家蛍光物質を含む、少なくとも２つの自家蛍光物質から自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる少なくとも２つの励起光を同時に発する光源と、
前記励起光を遮光しつつ、前記自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を透過する分光透過特性を有するカラーフィルタと、
前記光源から同時に発せられる少なくとも２つの励起光が被検者の被観察領域に照射されることによって、該被観察領域に含まれる、前記第１および第２の自家蛍光物質のそれぞれから発せられ、前記カラーフィルタにより分光される自家蛍光を撮像して第１および第２の自家蛍光画像を取得する撮像素子と、
前記撮像素子により取得された第１および第２の自家蛍光画像を画像処理して表示装置に表示させる画像処理部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ものである。
【００１４】
ここで、前記画像処理部は、前記第１の自家蛍光画像をＢおよびＲチャンネル、前記第２の自家蛍光画像をＧチャンネルに割り当てて、前記表示装置に表示される画像を疑似カラー表示するものであることが好ましい。
【００１５】
さらに、白色光を発する第２の光源と、
前記被観察領域からの反射光を透過する分光透過特性を有する第２のカラーフィルタと、
前記第２の光源から発せられる白色光が前記被検者の被観察領域に照射されることによって、前記第２のカラーフィルタにより分光される、前記被観察領域からの反射光を撮像して白色光画像を取得する第２の撮像素子とを備え、
前記画像処理部は、前記表示装置に表示される画像と、前記第２の撮像素子により取得された白色光画像とを合成して該表示装置に表示させるものであることが好ましい。
【００１６】
また、前記光源は、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍである２つの励起光を発するものであることが好ましい。
【００１７】
また、前記励起光は、レーザ光であることが好ましい。
【００１８】
また、前記カラーフィルタは、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲の光を透過するＧ色のカラーフィルタと、６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の光を透過するＲ色のカラーフィルとを有するものであることが好ましい。
【００１９】
また、前記第１の自家蛍光物質はポルフィリンであり、前記第２の自家蛍光物質はＦＡＤであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、波長の異なる複数の励起光を同時に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光をカラーフィルタで分光して、第１および第２の自家蛍光画像を取得する。そのため、第１の自家蛍光画像と第２の自家蛍光画像との間で位置ずれがなく、正常部と病変部との違いを高いコントラストで表示することができるため、病変部を正確に識別することができる。また、励起光カットフィルタも不要である。
【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】図１に示す内視鏡診断装置の内視鏡挿入部の先端部の様子を表す概念図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図１に示す内視鏡診断装置における通常光観察モードおよび自家蛍光観察モードでの処理を表す概念図である。
【図５】図１に示す内視鏡診断装置の作用を表す概念図である。
【図６】自家蛍光物質の光の吸収強度特性を表す一例のグラフである。
【図７】自家蛍光物質の蛍光強度特性を表す一例のグラフである。
【図８】自家蛍光物質の蛍光強度特性を表す一例のグラフである。
【図９】図７のグラフにおいて、カラーフィルタの分光透過特性を重ねて表示したものである。
【図１０】図８のグラフにおいて、カラーフィルタの分光透過特性を重ねて表示したものである。
【図１１】波長が異なる複数の励起光を同時に照射した場合の自家蛍光の蛍光強度分布のグラフにおいて、カラーフィルタの分光透過特性を重ねて表示したものである。
【図１２】ＦＡＤおよびポルフィリンの正常部および病変部の蛍光強度を表す表である。
【図１３】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、特許文献１における通常光観察モードおよび第１自家蛍光観察モードでの処理を表す概念図である。
【図１４】特許文献１における第２自家蛍光観察モードでの処理を表す概念図である。
【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、波長範囲の異なる複数の光を発生する光源装置１２と、光源装置１２から発せられる光を導光して被検者の被観察領域に照射し、被検者からの反射光ないし自家蛍光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】
ここで、内視鏡診断装置１０は、通常光（白色光）を被検者に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を表示（観察）する通常光観察モード（白色光観察モード）と、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被検者に照射し、自家蛍光を撮像して自家蛍光画像（特殊光画像）を表示する自家蛍光観察モード（特殊光観察モード）とを有する。各観察モードは、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、適宜切り替えられる。
【００２５】
光源装置１２は、光源制御部２２と、それぞれ中心波長の異なるレーザ光を発する２種のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２と、コンバイナ（合波器）２４と、カプラ（分波器）２６とによって構成されている。
【００２６】
本実施形態において、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からは、それぞれ、中心波長が４０５ｎｍ、４４５ｎｍである、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ＬＤ１，ＬＤ２は、生体内の自家蛍光物質、例えば、ポルフィリン（Porphyrin）、ＮＡＤＨ（Nicotinamide Adenine dinucleotideの還元型）、ＮＡＤＰＨ（Nicotinamide Adenine dinucleotide Phosphateの還元型）、ＦＡＤ（Flavin Adenine Dinucleotide）等から自家蛍光を発光させるための励起光を照射する光源である。また、レーザ光源ＬＤ２は、後述するように、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生する光源でもある。
【００２７】
レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２は、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によりそれぞれ個別にオンオフ制御および光量制御が行われ、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の発光のタイミングや光量比率は変更自在になっている。レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２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。
【００２８】
なお、通常光を発生するための通常光光源は、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。自家蛍光観察用の励起光を発生するための励起光光源も、レーザ光源（半導体レーザ）に限定されず、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる十分な強度の励起光を照射できる各種の光源、例えば、白色光光源と帯域制限フィルタとの組合せ等を利用することができる。
【００２９】
また、通常光観察用の励起光の波長（中心波長、狭帯域光の波長範囲）は、特に制限はなく、蛍光体から疑似白色光を発生させることができる波長の励起光が、全て利用可能である。自家蛍光観察用の励起光の波長も、特に制限はなく、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる波長の励起光が、全て利用可能であり、例えば、波長３７０〜４７０ｎｍの光、特に、波長４００〜４５０ｎｍの光を、好適に利用することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、通常光光源と励起光光源の１つとを共用しているが、両者を別々の光源で構成してもよい。
【００３１】
光源制御部２２は、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１を消灯、レーザ光源ＬＤ２を点灯する。また、光源制御部２２は、自家蛍光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の両方を点灯する。
【００３２】
各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２から発せられるレーザ光は、集光レンズ（図示略）を介してそれぞれ対応する光ファイバに入力され、コンバイナ２４により合波され、カプラ２６により４系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。コンバイナ２４およびカプラ２６は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。なお、これに限らず、コンバイナ２４およびカプラ２６を用いずに、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からのレーザ光を直接コネクタ部３２Ａに送出する構成としてもよい。
【００３３】
続いて、内視鏡装置１４は、被検者内に挿入される内視鏡挿入部の先端から４系統（４灯）の光（通常光、ないし、自家蛍光観察用の励起光）を出射する照明光学系と、被観察領域の内視鏡画像を撮像する２系統（２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とを備える。
【００３４】
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、内視鏡先端部とも表記する）３８とから構成されている。
【００３５】
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が使用される被検者の部位等に応じて、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。
【００３６】
なお、図示していないが、操作部３０及び内視鏡挿入部２８の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。
【００３７】
内視鏡先端部３８の先端面には、図３に示すように、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ないし自家蛍光を撮像する１系統の観察窓４４の他、鉗子口４５等が配置されている。
【００３８】
照明窓４２Ａの奥には、２系統の光ファイバ４６Ａ，４８Ａが収納されている。光ファイバ４６Ａ，４８Ａは、光源装置１２からコネクタ部３２Ａを介してスコープ先端部３８まで敷設されている。光ファイバ４６Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）にはレンズ５０Ａ等の光学系が取り付けられている。一方、光ファイバ４８Ａの先端部には蛍光体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。
【００３９】
同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部にレンズ５０Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４６Ｂと、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の、２系統の光ファイバが収納されている。
【００４０】
蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、レーザ光源ＬＤ２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。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。
【００４１】
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から同時に同等の照明光を照射させることで照明むらを防止することができる。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、４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、２系統ないし１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。
【００４２】
一方、観察窓４４の奥には、レンズ５６等の光学系が取り付けられ、レンズ５６の奥には、ハーフミラー５７が設けられている。そして、ハーフミラー５７を透過する透過光の光路の先、および、ハーフミラー５７で反射される反射光の光路の先には、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５８Ａ、５８Ｂが取り付けられている。撮像素子５８Ａは通常光観察用、撮像素子５８Ｂは自家蛍光観察用である。自家蛍光の蛍光強度は微弱であるため、本実施形態では、自家蛍光観察用の撮像素子５８Ｂとして、通常光観察用の撮像素子５８Ａよりも高感度のものが使用されている。
【００４３】
なお、ハーフミラー５７に限定されず、例えば、全反射ミラーを受光光の光路上に出し入れすることによって、受光光を撮像素子５８Ａもしくは撮像素子５８Ｂに振り分けてもよい。
【００４４】
撮像素子５８Ａ，５８Ｂは、レンズ５６からの光（透過光、反射光）を受光面（撮像面）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）を出力するものであって、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。撮像素子５８Ａの受光面には、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素に対応して、被観察領域からの可視光の約３７０〜７２０ｎｍの波長範囲の反射光を３分割して透過する分光透過特性を有する、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタが設けられている。また、撮像素子５８Ｂの受光面には、Ｒ画素、Ｇ画素に対応して、励起光を遮光しつつ、自家蛍光物質から発せられる、Ｒ色、Ｇ色の約５００〜７００ｎｍの波長範囲の自家蛍光を透過する分光透過特性を有する、Ｒ色、Ｇ色のカラーフィルタが設けられている。
【００４５】
光源装置１２から光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび４８Ａ，４８Ｂによって導光された光は、内視鏡先端部３８から被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、光が照射された被観察領域からの反射光、もしくは、被観察領域の自家蛍光物質から発せられる自家蛍光がレンズ５６により撮像素子５８Ａ、５８Ｂの受光面上に結像され、撮像素子５８Ａ、５８Ｂにより光電変換されて撮像される。撮像素子５８Ａ、５８Ｂからは、撮像された被検者の被観察領域の撮像信号（アナログ信号）が出力される。
【００４６】
ここで、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ２から発せられた通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光が、照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検者の被観察領域に照射される。そして、白色光が照射された被検者の被観察領域からの反射光がレンズ５６により集光され、カラーフィルタにより分光され、撮像素子５８Ａによって通常光画像が撮像される。
【００４７】
一方、自家蛍光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の両方から発せられた自家蛍光観察用の励起光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、内視鏡先端部３８から、被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、励起光が照射された被検者の被観察領域の自家蛍光物質から発せられる自家蛍光がレンズ５６により集光され、カラーフィルタにより分光され、撮像素子５８ＢによってＧ色およびＲ色の自家蛍光画像が撮像される。
【００４８】
撮像素子５８Ａ，５８Ｂから出力される画像（通常光画像、自家蛍光画像）の撮像信号（アナログ信号）は、それぞれ、スコープケーブル６２Ａ，６２Ｂを通じてＡ／Ｄ変換器６４Ａ，６４Ｂに入力される。Ａ／Ｄ変換器６４Ａ，６４Ｂは、それぞれ、撮像素子５８Ａ，５８Ｂ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７０に入力される。
【００４９】
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の切り替えスイッチ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信号を画像処理し、表示用画像を生成して表示装置１８に出力する。
【００５０】
制御部６８は、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０からの指示、例えば、観察モード等の指示に基づいて、画像処理部７０および光源装置１２の光源制御部２２の動作を制御する。
【００５１】
画像処理部７０は、制御部６８の制御の下で、観察モードに基づき、通常光画像、自家蛍光画像の画像種別に応じて、内視鏡装置１４から入力される画像信号に対して所定の画像処理を施す。画像処理部７０は、通常光画像処理部７０Ａと、自家蛍光画像処理部７０Ｂとを備えている。
【００５２】
通常光画像処理部７０Ａは、通常光観察モードの場合に、Ａ／Ｄ変換器６４Ａから供給される通常光画像の画像信号（画像データ）に対して、通常光画像に適した所定の画像処理を施し、通常光画像信号（通常光画像）を出力（生成）する。
【００５３】
自家蛍光画像処理部７０Ｂは、自家蛍光観察モードの場合に、Ａ／Ｄ変換器６４Ｂから供給される自家蛍光画像の画像信号（画像データ）に対して、自家蛍光画像に適した所定の画像処理を施し、自家蛍光画像信号（自家蛍光画像）を出力（生成）する。自家蛍光の強度は微弱なため、例えば、自家蛍光画像処理部７０Ｂによって所定の信号増幅処理が行われる。
【００５４】
画像処理部７０で処理された画像信号は、制御部６８に送られる。制御部６８では、観察モードに従って、通常光画像信号、自家蛍光画像信号に基づき、通常光画像、もしくは、通常光画像および自家蛍光画像の合成画像が表示装置１８に表示される。また、制御部６８の制御により、通常光画像信号、自家蛍光画像信号は、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。
【００５５】
次に、図４（Ａ）および（Ｂ）、ならびに、図５に示す概念図を参照して、内視鏡診断装置１０の作用を説明する。
【００５６】
通常光観察モードの場合、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１が消灯され、レーザ光源ＬＤ２が点灯される。レーザ光源ＬＤ２から発せられた中心波長４４５ｎｍのレーザ光は蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、図５に示すように、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから白色光が発せられる。図４（Ａ）に示すように、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられた白色光は被検者に照射され、その反射光が撮像素子５８Ａ（第１撮像素子）で受光されて、Ｒ，Ｇ，Ｂチャンネルの画像信号を含む通常光画像が撮像される。通常光画像は、そのＢ，Ｇ，Ｒチャンネルの画像信号に基づいてカラー表示される（通常光画像処理）。
【００５７】
自家蛍光観察モードの場合、図５に示すように、例えば、２フレームを単位として、撮像が繰り返し行われる。２フレームのうち、１フレーム目は通常光観察モードと同じ観察モードであり、２フレーム目は自家蛍光観察モードに固有の観察モードである。
【００５８】
まず、１フレーム目の通常光観察モードでは、前述のように、Ｒ，Ｇ，Ｂチャンネルの画像信号を含む通常光画像が撮像される。そして、その通常光画像信号が、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。
【００５９】
続いて、２フレーム目の自家蛍光観察モードでは、図５に示すように、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の両方が点灯される。図４（Ｂ）に示すように、レーザ光源ＬＤ１から発せられた中心波長４０５ｎｍのレーザ光（励起光）と、レーザ光源ＬＤ２から発せられた中心波長４４５ｎｍのレーザ光（励起光）とが被検者に同時に照射されることによって、被検者から発せられた自家蛍光が撮像素子５８Ｂ（第２撮像素子）で受光されて、Ｒ，Ｇチャンネルの画像信号を含む自家蛍光画像が撮像される。そして、記憶部７２に記憶された通常光画像信号に対応する通常光画像と、自家蛍光画像とが合成され、両者の合成画像が表示装置１８に表示される。ここで、自家蛍光画像は、Ｇチャンネルの画像信号をＧチャンネル、Ｒチャンネルの画像信号をＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てることによって疑似カラー表示される（自家蛍光画像処理）。
【００６０】
前述のように、撮像素子５８Ｂには、Ｂ色のカラーフィルタは設けられておらず、Ｇ色およびＲ色のカラーフィルタだけが設けられている。そのため、Ｂ色の波長範囲である、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍの励起光はカットされ、Ｇ色およびＲ色の波長範囲である、５００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の自家蛍光のみを撮像素子５８Ｂで受光することができる。
【００６１】
なお、自家蛍光観察モードの場合、２フレームを単位として、撮像を繰り返し行うことは必須ではない。また、自家蛍光画像を疑似カラー表示する場合に、どの色のチャンネルの画像信号をどの色のチャンネルに割り当てるのかは任意である。
【００６２】
以下、自家蛍光観察用の励起光と自家蛍光との関係について説明する。
【００６３】
図６は、自家蛍光物質の光の吸収強度特性を表す一例のグラフである。同図の縦軸は自家蛍光物質の光の吸収強度（a.u.：任意単位）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフには、腫瘍と相関のある自家蛍光物質である、ＦＡＤおよびポルフィリンの吸収強度特性が示されている。また、同図には、本実施形態で自家蛍光観察用の励起光として用いられるレーザ光の中心波長４０５ｎｍ，４４５ｎｍも示されている。
【００６４】
ＦＡＤは、約２７０〜５４０ｎｍの波長範囲の光を吸収する特性を有する。ＦＡＤの光の吸収強度は、波長が約２７０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約３８０ｎｍで１つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなり、波長約４２０ｎｍで極小を迎える。そして、吸収強度は、波長が約４２０ｎｍから大きくなるに従って再び次第に大きくなり、波長約４６０ｎｍで２つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。
【００６５】
ポルフィリンは、約３４０〜４５０ｎｍの波長範囲の光を吸収する特性を有する。ポルフィリンの光の吸収強度は、波長約３９０ｎｍで最大となり、それよりも波長が小さくなる、もしくは大きくなるに従って次第に小さくなる。
【００６６】
このグラフから分かるように、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍのレーザ光を被検者に照射することによって、主に被観察領域のポルフィリンを励起させて自家蛍光を発生させることができる。また、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４４５ｎｍのレーザ光を被検者に照射することによって、主に被観察領域のＦＡＤを励起させて自家蛍光を発生させることができる。
【００６７】
続いて、図７は、自家蛍光物質の蛍光強度特性を表す一例のグラフである。同図の縦軸は自家蛍光物質の蛍光強度（a.u.）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフは、図６に示すグラフに対応するものであり、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍのレーザ光を被検者の被観察領域に照射した場合に、正常部および病変部の自家蛍光物質から発せられた自家蛍光の蛍光強度分布を示している。
【００６８】
自家蛍光観察用の励起光として中心波長４０５ｎｍのレーザ光を被検者に照射した場合、前述のように、主にポルフィリンが励起され、図７に示すように、励起光を照射した被観察領域から約４８０〜７４０ｎｍの波長範囲の自家蛍光が発せられる。
【００６９】
病変部の蛍光強度は、波長が約４８０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約５６０ｎｍで１つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなり、波長約６１０ｎｍで極小を迎える。そして、蛍光強度は、波長が約６１０ｎｍから大きくなるに従って再び次第に大きくなり、波長約６３０ｎｍで２つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。２つ目の極大付近が、主にポルフィリンから発せられる蛍光である。
【００７０】
一方、正常部の蛍光強度は、波長が約４８０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約５５０ｎｍで極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。
【００７１】
病変部においては、ポルフィリンが蓄積されることが知られており、図７のグラフに示すように、病変部では正常部よりもポルフィリンの蛍光強度が強くなる。従って、ポルフィリンの蛍光強度の違いを捉えることにより、正常部と病変部とを区別することが可能である（参考文献：田村守、「シリーズ/光が拓く生命科学 第６巻 光による医学診断」、日本光生物学協会編、共立出版、２００１年３月１８日）。
【００７２】
また、図８に示すグラフは、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４４５ｎｍのレーザ光を被検者の被観察領域に照射した場合に、正常部および病変部の自家蛍光物質から発せられた自家蛍光の蛍光強度分布を示している。
【００７３】
自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４４５ｎｍのレーザ光を被検者に照射した場合、前述のように、主にＦＡＤが励起され、図８に示すように、励起光を照射した被観察領域から約４８０〜７２０ｎｍの波長範囲の自家蛍光が発せられる。
【００７４】
病変部および正常部の蛍光強度ともに、波長が約４８０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約５５０ｎｍで極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。極大付近が、主にポルフィリンから発せられる蛍光である。
【００７５】
図８のグラフに示すように、病変部では正常部よりもＦＡＤの蛍光強度が弱くなる。従って、ＦＡＤの蛍光強度の違いを捉えることにより、同様に、正常部と病変部とを区別することが可能である。
【００７６】
続いて、図９および図１０は、それぞれ、図７および図８のグラフにおいて、撮像素子５８Ｂの受光面に設けられたカラーフィルタの分光透過特性を重ねて表示したものである。カラーフィルタの分光透過率（％）は、同図右側の縦軸に示されている。また、これらのグラフには、それぞれ、自家蛍光観察用の励起光として用いられるレーザ光の中心波長４０５ｎｍ、４４５ｎｍも示されている。
【００７７】
これらのグラフに示すように、Ｇ色のカラーフィルタは、波長５５０ｎｍ付近を中心とする、５００〜６２０ｎｍの波長範囲の光を透過させるように設計されている。これにより、主にＦＡＤから発せられる自家蛍光がＧ色のカラーフィルタを透過し、撮像素子５８Ｂにより光電変換される。また、Ｒ色のカラーフィルタは、波長６３０ｎｍ付近を中心とする、５８０〜７００ｎｍの波長範囲の光を透過させるように設計されている。これにより、主にポルフィリンから発せられる自家蛍光がＲ色のカラーフィルタを透過し、撮像素子５８Ｂにより光電変換される。
【００７８】
なお、上記に限定されず、Ｇ色のカラーフィルタは、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲の光を透過するものであり、Ｒ色のカラーフィルタは、６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の光を透過するものであることが望ましい。
【００７９】
前述のように、撮像素子５８Ｂには、Ｂ色のカラーフィルタが設けられていない。つまり、自家蛍光観察用の励起光である中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍのレーザ光はカットされ、撮像素子５８Ｂにより光電変換されないように設計されている。
【００８０】
続いて、図１１は、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍのレーザ光を同時に照射した場合の自家蛍光の蛍光強度分布のグラフにおいて、カラーフィルタの分光透過特性を重ねて表示したものである。また、同図には、自家蛍光観察用の励起光として用いられるレーザ光の中心波長４０５ｎｍ、４４５ｎｍも示されている。
【００８１】
このグラフに示すように、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍのレーザ光を同時に照射した場合、病変部および正常部における自家蛍光の蛍光強度は、波長５５０ｎｍ付近の、主にＦＡＤから発せられる自家蛍光と、波長６３０ｎｍ付近の、主にポルフィリンから発せられる自家蛍光とにおいて、差が大きくなっていることが分かる。
【００８２】
従って、自家蛍光をＧ色およびＲ色のカラーフィルタで分光して、それぞれ、Ｇ色の自家蛍光画像およびＲ色の自家蛍光画像を得ることにより、Ｇ色の自家蛍光画像では、ＦＡＤによる正常部と病変部の蛍光強度の違いを捉えることができる。同様に、Ｒ色の自家蛍光画像では、ポルフィリンによる正常部と病変部の蛍光強度の違いを捉えることができる。
【００８３】
図１２に示すように、正常部では、ＦＡＤの蛍光強度が強くなる一方で、ポルフィリンの蛍光強度は弱くなり、病変部ではその逆の関係になる。また、前述のように、内視鏡診断装置１０では、Ｇチャンネルの画像信号をＧチャンネル、Ｒチャンネルの画像信号をＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てて疑似カラー表示する。そのため、内視鏡診断装置１０により疑似カラー表示された自家蛍光画像は、正常部が緑色、病変部がマゼンタ色で表現されるが、ＦＡＤ、ポルフィリンのそれぞれから発せられる自家蛍光を撮像した単独の自家蛍光画像よりも病変部のコントラストが強くなり、病変部を認識しやすくなっている。
【００８４】
以上のように、内視鏡診断装置１０では、波長が異なる励起光を順番に照射して、各々の励起光により励起された自家蛍光物質の自家蛍光画像を取得するのではなく、波長が異なる複数の励起光を同時に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光をＧ色およびＲ色のカラーフィルタで分光して、Ｇ色およびＲ色の自家蛍光画像を取得する。そのため、Ｇ色の自家蛍光画像とＲ色の自家蛍光画像との間で位置ずれがなく、正常部と病変部の違いを高いコントラストで表示することができるため、病変部を正確に識別することができる。また、励起光カットフィルタも不要である。
【００８５】
なお、自家蛍光物質は、ポルフィリンおよびＦＡＤに限定されず、自家蛍光強度が、病変部で強く正常部で弱い自家蛍光物質と、正常部で強く病変部で弱い自家蛍光物質との組合せであればよい。また、同時に自家蛍光を発光させる自家蛍光物質は２つに限定されるわけではなく、例えば、中心波長の異なる３以上の励起光を同時に照射して、同時に３つ以上の自家蛍光物質を発光させてもよい。
【００８６】
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】
【００８７】
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
２４ コンバイナ
２６ カプラ
２８ 内視鏡挿入部
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
４５ 鉗子口
４６Ａ，４６Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ 光ファイバ
５０Ａ，５０Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５６ レンズ
５４Ａ，５４Ｂ 蛍光体
５７ ハーフミラー
５８Ａ，５８Ｂ 撮像素子
６２Ａ，６２Ｂ スコープケーブル
６４Ａ，６４Ｂ Ａ／Ｄ変換器
６６ 切り替えスイッチ
６８ 制御部
７０ 画像処理部
７０Ａ 通常光画像処理部
７０Ｂ 自家蛍光画像処理部
７２ 記憶部
ＬＤ１，ＬＤ２ レーザ光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検者の被観察領域（生体）に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する内視鏡診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置から発せられる通常光（白色光）を内視鏡先端部まで導光して被検者の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を取得し、通常光観察（白色光観察）を行う内視鏡装置が用いられている。これに対し、近年では、通常光観察に加えて、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被検者の被観察領域に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像（特殊光画像）を取得し、自家蛍光観察（特殊光観察）を行う内視鏡装置が活用されている。
【０００３】
自家蛍光観察を行う内視鏡装置として、例えば、特許文献１がある。
【０００４】
特許文献１には、第１蛍光観察モードとして、３つの励起光を順番に照射し、撮像素子の受光面に設けられた励起光カットフィルタで励起光をカットしつつ、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像素子で撮像して自家蛍光画像を取得する方法が記載されている。３つの励起光は、それぞれ波長が異なるものであって、正常部と病変部とで自家蛍光強度が変化する、ＮＡＤＨ、エラスチン、コラーゲン等の自家蛍光画像を捉えるように波長が最適化されている。
【０００５】
特許文献１の内視鏡装置では、通常光観察の場合、図１３（Ａ）に示すように、白色光が被検者に照射され、その反射光が撮像素子で撮像される。そして、撮像した画像に対して通常光画像に適した処理が施され、通常光画像が表示される。
【０００６】
一方、自家蛍光観察の場合、同図（Ｂ）に示すように、まず、励起光１が被検者に照射され、励起光カットフィルタで励起光１をカットしつつ、励起光１に対応する自家蛍光が撮像素子で撮像される。そして、撮像した画像に対して自家蛍光画像に適した処理が施され、自家蛍光画像１が生成される。以下順に、励起光１，２が照射され、同様にして自家蛍光画像２，３が生成された後、自家蛍光画像１〜３が同時に表示される。
【０００７】
また、特許文献１には、第２蛍光観察モードとして、図１４に示すように、２つの励起光１，２を順番に照射し、同じく励起光カットフィルタで励起光をカットしつつ、自家蛍光を撮像素子で撮像して得られた自家蛍光画像１，２に基づいて、自家蛍光画像１の明部と自家蛍光画像２の暗部とが一致する箇所を特定色へ変換することにより、病変部を強調して表示する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−４３３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の方法では、３つの励起光の照射タイミングがずれているため、３つの蛍光画像を同時に表示しても病変部の位置がずれてしまう。また、３つの蛍光画像を見比べて病変部を特定しなければならず、比較が容易でないという問題点がある。
【００１０】
また、特許文献１の第１蛍光観察モードでは、励起光の波長が、ＮＡＤＨとエラスチンの２つを捉えるために適した２波長である場合に、励起光の同時照射による計測についても記載されている。しかし、この方法では、ＮＡＤＨとエラスチンの両方から蛍光が発せられたとき、正常部と病変部とで一致して蛍光強度の強弱が変化しない場合に、正常部と病変部の区別がし難くなるという問題点がある。
【００１１】
さらに、特許文献１の第２蛍光観察モードでは、２枚の自家蛍光画像から病変部を強調する方法が示されているが、これも励起光の照射タイミングがずれているため、２枚の自家蛍光画像における病変部の位置ずれが発生するという問題点がある。
【００１２】
本発明の目的は、複数の自家蛍光画像の間で位置ずれを生じることなく、病変部を正確に識別することができる自家蛍光画像を取得することができる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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、自家蛍光強度が、病変部で強く正常部で弱い第１の自家蛍光物質、および、正常部で強く病変部で弱い第２の自家蛍光物質を含む、少なくとも２つの自家蛍光物質から自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる少なくとも２つの励起光を同時に発する光源と、
前記励起光を遮光しつつ、前記自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を透過する分光透過特性を有するカラーフィルタと、
前記光源から同時に発せられる少なくとも２つの励起光が被検者の被観察領域に照射されることによって、該被観察領域に含まれる、前記第１および第２の自家蛍光物質のそれぞれから発せられ、前記カラーフィルタにより分光される自家蛍光を撮像して第１および第２の自家蛍光画像を取得する撮像素子と、
前記撮像素子により取得された第１および第２の自家蛍光画像を画像処理して表示装置に表示させる画像処理部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ものである。
【００１４】
ここで、前記画像処理部は、前記第１の自家蛍光画像をＢおよびＲチャンネル、前記第２の自家蛍光画像をＧチャンネルに割り当てて、前記表示装置に表示される画像を疑似カラー表示するものであることが好ましい。
【００１５】
さらに、白色光を発する第２の光源と、
前記被観察領域からの反射光を透過する分光透過特性を有する第２のカラーフィルタと、
前記第２の光源から発せられる白色光が前記被検者の被観察領域に照射されることによって、前記第２のカラーフィルタにより分光される、前記被観察領域からの反射光を撮像して白色光画像を取得する第２の撮像素子とを備え、
前記画像処理部は、前記表示装置に表示される画像と、前記第２の撮像素子により取得された白色光画像とを合成して該表示装置に表示させるものであることが好ましい。
【００１６】
また、前記光源は、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍである２つの励起光を発するものであることが好ましい。
【００１７】
また、前記励起光は、レーザ光であることが好ましい。
【００１８】
また、前記カラーフィルタは、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲の光を透過するＧ色のカラーフィルタと、６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の光を透過するＲ色のカラーフィルとを有するものであることが好ましい。
【００１９】
また、前記第１の自家蛍光物質はポルフィリンであり、前記第２の自家蛍光物質はＦＡＤであることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、波長の異なる複数の励起光を同時に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光をカラーフィルタで分光して、第１および第２の自家蛍光画像を取得する。そのため、第１の自家蛍光画像と第２の自家蛍光画像との間で位置ずれがなく、正常部と病変部との違いを高いコントラストで表示することができるため、病変部を正確に識別することができる。また、励起光カットフィルタも不要である。
【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】図１に示す内視鏡診断装置の内視鏡挿入部の先端部の様子を表す概念図である。
【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図１に示す内視鏡診断装置における通常光観察モードおよび自家蛍光観察モードでの処理を表す概念図である。
【図５】図１に示す内視鏡診断装置の作用を表す概念図である。
【図６】自家蛍光物質の光の吸収強度特性を表す一例のグラフである。
【図７】自家蛍光物質の蛍光強度特性を表す一例のグラフである。
【図８】自家蛍光物質の蛍光強度特性を表す一例のグラフである。
【図９】図７のグラフにおいて、カラーフィルタの分光透過特性を重ねて表示したものである。
【図１０】図８のグラフにおいて、カラーフィルタの分光透過特性を重ねて表示したものである。
【図１１】波長が異なる複数の励起光を同時に照射した場合の自家蛍光の蛍光強度分布のグラフにおいて、カラーフィルタの分光透過特性を重ねて表示したものである。
【図１２】ＦＡＤおよびポルフィリンの正常部および病変部の蛍光強度を表す表である。
【図１３】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、特許文献１における通常光観察モードおよび第１自家蛍光観察モードでの処理を表す概念図である。
【図１４】特許文献１における第２自家蛍光観察モードでの処理を表す概念図である。
【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、波長範囲の異なる複数の光を発生する光源装置１２と、光源装置１２から発せられる光を導光して被検者の被観察領域に照射し、被検者からの反射光ないし自家蛍光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】
ここで、内視鏡診断装置１０は、通常光（白色光）を被検者に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を表示（観察）する通常光観察モード（白色光観察モード）と、自家蛍光観察用の励起光（特殊光）を被検者に照射し、自家蛍光を撮像して自家蛍光画像（特殊光画像）を表示する自家蛍光観察モード（特殊光観察モード）とを有する。各観察モードは、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、適宜切り替えられる。
【００２５】
光源装置１２は、光源制御部２２と、それぞれ中心波長の異なるレーザ光を発する２種のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２と、コンバイナ（合波器）２４と、カプラ（分波器）２６とによって構成されている。
【００２６】
本実施形態において、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からは、それぞれ、中心波長が４０５ｎｍ、４４５ｎｍである、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ＬＤ１，ＬＤ２は、生体内の自家蛍光物質、例えば、ポルフィリン（Porphyrin）、ＮＡＤＨ（Nicotinamide Adenine dinucleotideの還元型）、ＮＡＤＰＨ（Nicotinamide Adenine dinucleotide Phosphateの還元型）、ＦＡＤ（Flavin Adenine Dinucleotide）等から自家蛍光を発光させるための励起光を照射する光源である。また、レーザ光源ＬＤ２は、後述するように、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生する光源でもある。
【００２７】
レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２は、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によりそれぞれ個別にオンオフ制御および光量制御が行われ、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の発光のタイミングや光量比率は変更自在になっている。レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２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。
【００２８】
なお、通常光を発生するための通常光光源は、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。自家蛍光観察用の励起光を発生するための励起光光源も、レーザ光源（半導体レーザ）に限定されず、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる十分な強度の励起光を照射できる各種の光源、例えば、白色光光源と帯域制限フィルタとの組合せ等を利用することができる。
【００２９】
また、通常光観察用の励起光の波長（中心波長、狭帯域光の波長範囲）は、特に制限はなく、蛍光体から疑似白色光を発生させることができる波長の励起光が、全て利用可能である。自家蛍光観察用の励起光の波長も、特に制限はなく、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる波長の励起光が、全て利用可能であり、例えば、波長３７０〜４７０ｎｍの光、特に、波長４００〜４５０ｎｍの光を、好適に利用することができる。
【００３０】
また、本実施形態では、通常光光源と励起光光源の１つとを共用しているが、両者を別々の光源で構成してもよい。
【００３１】
光源制御部２２は、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１を消灯、レーザ光源ＬＤ２を点灯する。また、光源制御部２２は、自家蛍光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の両方を点灯する。
【００３２】
各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２から発せられるレーザ光は、集光レンズ（図示略）を介してそれぞれ対応する光ファイバに入力され、コンバイナ２４により合波され、カプラ２６により４系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。コンバイナ２４およびカプラ２６は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。なお、これに限らず、コンバイナ２４およびカプラ２６を用いずに、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からのレーザ光を直接コネクタ部３２Ａに送出する構成としてもよい。
【００３３】
続いて、内視鏡装置１４は、被検者内に挿入される内視鏡挿入部の先端から４系統（４灯）の光（通常光、ないし、自家蛍光観察用の励起光）を出射する照明光学系と、被観察領域の内視鏡画像を撮像する２系統（２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とを備える。
【００３４】
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、内視鏡先端部とも表記する）３８とから構成されている。
【００３５】
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が使用される被検者の部位等に応じて、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。
【００３６】
なお、図示していないが、操作部３０及び内視鏡挿入部２８の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。
【００３７】
内視鏡先端部３８の先端面には、図３に示すように、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ないし自家蛍光を撮像する１系統の観察窓４４の他、鉗子口４５等が配置されている。
【００３８】
照明窓４２Ａの奥には、２系統の光ファイバ４６Ａ，４８Ａが収納されている。光ファイバ４６Ａ，４８Ａは、光源装置１２からコネクタ部３２Ａを介してスコープ先端部３８まで敷設されている。光ファイバ４６Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）にはレンズ５０Ａ等の光学系が取り付けられている。一方、光ファイバ４８Ａの先端部には蛍光体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。
【００３９】
同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部にレンズ５０Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４６Ｂと、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の、２系統の光ファイバが収納されている。
【００４０】
蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、レーザ光源ＬＤ２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。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。
【００４１】
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から同時に同等の照明光を照射させることで照明むらを防止することができる。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、４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、２系統ないし１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。
【００４２】
一方、観察窓４４の奥には、レンズ５６等の光学系が取り付けられ、レンズ５６の奥には、ハーフミラー５７が設けられている。そして、ハーフミラー５７を透過する透過光の光路の先、および、ハーフミラー５７で反射される反射光の光路の先には、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５８Ａ、５８Ｂが取り付けられている。撮像素子５８Ａは通常光観察用、撮像素子５８Ｂは自家蛍光観察用である。自家蛍光の蛍光強度は微弱であるため、本実施形態では、自家蛍光観察用の撮像素子５８Ｂとして、通常光観察用の撮像素子５８Ａよりも高感度のものが使用されている。
【００４３】
なお、ハーフミラー５７に限定されず、例えば、全反射ミラーを受光光の光路上に出し入れすることによって、受光光を撮像素子５８Ａもしくは撮像素子５８Ｂに振り分けてもよい。
【００４４】
撮像素子５８Ａ，５８Ｂは、レンズ５６からの光（透過光、反射光）を受光面（撮像面）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）を出力するものであって、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。撮像素子５８Ａの受光面には、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素に対応して、被観察領域からの可視光の約３７０〜７２０ｎｍの波長範囲の反射光を３分割して透過する分光透過特性を有する、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタが設けられている。また、撮像素子５８Ｂの受光面には、Ｒ画素、Ｇ画素に対応して、励起光を遮光しつつ、自家蛍光物質から発せられる、Ｒ色、Ｇ色の約５００〜７００ｎｍの波長範囲の自家蛍光を透過する分光透過特性を有する、Ｒ色、Ｇ色のカラーフィルタが設けられている。
【００４５】
光源装置１２から光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび４８Ａ，４８Ｂによって導光された光は、内視鏡先端部３８から被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、光が照射された被観察領域からの反射光、もしくは、被観察領域の自家蛍光物質から発せられる自家蛍光がレンズ５６により撮像素子５８Ａ、５８Ｂの受光面上に結像され、撮像素子５８Ａ、５８Ｂにより光電変換されて撮像される。撮像素子５８Ａ、５８Ｂからは、撮像された被検者の被観察領域の撮像信号（アナログ信号）が出力される。
【００４６】
ここで、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ２から発せられた通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光が、照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検者の被観察領域に照射される。そして、白色光が照射された被検者の被観察領域からの反射光がレンズ５６により集光され、カラーフィルタにより分光され、撮像素子５８Ａによって通常光画像が撮像される。
【００４７】
一方、自家蛍光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の両方から発せられた自家蛍光観察用の励起光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、内視鏡先端部３８から、被検者の被観察領域に向けて照射される。そして、励起光が照射された被検者の被観察領域の自家蛍光物質から発せられる自家蛍光がレンズ５６により集光され、カラーフィルタにより分光され、撮像素子５８ＢによってＧ色およびＲ色の自家蛍光画像が撮像される。
【００４８】
撮像素子５８Ａ，５８Ｂから出力される画像（通常光画像、自家蛍光画像）の撮像信号（アナログ信号）は、それぞれ、スコープケーブル６２Ａ，６２Ｂを通じてＡ／Ｄ変換器６４Ａ，６４Ｂに入力される。Ａ／Ｄ変換器６４Ａ，６４Ｂは、それぞれ、撮像素子５８Ａ，５８Ｂ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７０に入力される。
【００４９】
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の切り替えスイッチ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信号を画像処理し、表示用画像を生成して表示装置１８に出力する。
【００５０】
制御部６８は、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０からの指示、例えば、観察モード等の指示に基づいて、画像処理部７０および光源装置１２の光源制御部２２の動作を制御する。
【００５１】
画像処理部７０は、制御部６８の制御の下で、観察モードに基づき、通常光画像、自家蛍光画像の画像種別に応じて、内視鏡装置１４から入力される画像信号に対して所定の画像処理を施す。画像処理部７０は、通常光画像処理部７０Ａと、自家蛍光画像処理部７０Ｂとを備えている。
【００５２】
通常光画像処理部７０Ａは、通常光観察モードの場合に、Ａ／Ｄ変換器６４Ａから供給される通常光画像の画像信号（画像データ）に対して、通常光画像に適した所定の画像処理を施し、通常光画像信号（通常光画像）を出力（生成）する。
【００５３】
自家蛍光画像処理部７０Ｂは、自家蛍光観察モードの場合に、Ａ／Ｄ変換器６４Ｂから供給される自家蛍光画像の画像信号（画像データ）に対して、自家蛍光画像に適した所定の画像処理を施し、自家蛍光画像信号（自家蛍光画像）を出力（生成）する。自家蛍光の強度は微弱なため、例えば、自家蛍光画像処理部７０Ｂによって所定の信号増幅処理が行われる。
【００５４】
画像処理部７０で処理された画像信号は、制御部６８に送られる。制御部６８では、観察モードに従って、通常光画像信号、自家蛍光画像信号に基づき、通常光画像、もしくは、通常光画像および自家蛍光画像の合成画像が表示装置１８に表示される。また、制御部６８の制御により、通常光画像信号、自家蛍光画像信号は、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。
【００５５】
次に、図４（Ａ）および（Ｂ）、ならびに、図５に示す概念図を参照して、内視鏡診断装置１０の作用を説明する。
【００５６】
通常光観察モードの場合、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１が消灯され、レーザ光源ＬＤ２が点灯される。レーザ光源ＬＤ２から発せられた中心波長４４５ｎｍのレーザ光は蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、図５に示すように、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから白色光が発せられる。図４（Ａ）に示すように、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられた白色光は被検者に照射され、その反射光が撮像素子５８Ａ（第１撮像素子）で受光されて、Ｒ，Ｇ，Ｂチャンネルの画像信号を含む通常光画像が撮像される。通常光画像は、そのＢ，Ｇ，Ｒチャンネルの画像信号に基づいてカラー表示される（通常光画像処理）。
【００５７】
自家蛍光観察モードの場合、図５に示すように、例えば、２フレームを単位として、撮像が繰り返し行われる。２フレームのうち、１フレーム目は通常光観察モードと同じ観察モードであり、２フレーム目は自家蛍光観察モードに固有の観察モードである。
【００５８】
まず、１フレーム目の通常光観察モードでは、前述のように、Ｒ，Ｇ，Ｂチャンネルの画像信号を含む通常光画像が撮像される。そして、その通常光画像信号が、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。
【００５９】
続いて、２フレーム目の自家蛍光観察モードでは、図５に示すように、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の両方が点灯される。図４（Ｂ）に示すように、レーザ光源ＬＤ１から発せられた中心波長４０５ｎｍのレーザ光（励起光）と、レーザ光源ＬＤ２から発せられた中心波長４４５ｎｍのレーザ光（励起光）とが被検者に同時に照射されることによって、被検者から発せられた自家蛍光が撮像素子５８Ｂ（第２撮像素子）で受光されて、Ｒ，Ｇチャンネルの画像信号を含む自家蛍光画像が撮像される。そして、記憶部７２に記憶された通常光画像信号に対応する通常光画像と、自家蛍光画像とが合成され、両者の合成画像が表示装置１８に表示される。ここで、自家蛍光画像は、Ｇチャンネルの画像信号をＧチャンネル、Ｒチャンネルの画像信号をＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てることによって疑似カラー表示される（自家蛍光画像処理）。
【００６０】
前述のように、撮像素子５８Ｂには、Ｂ色のカラーフィルタは設けられておらず、Ｇ色およびＲ色のカラーフィルタだけが設けられている。そのため、Ｂ色の波長範囲である、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍの励起光はカットされ、Ｇ色およびＲ色の波長範囲である、５００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の自家蛍光のみを撮像素子５８Ｂで受光することができる。
【００６１】
なお、自家蛍光観察モードの場合、２フレームを単位として、撮像を繰り返し行うことは必須ではない。また、自家蛍光画像を疑似カラー表示する場合に、どの色のチャンネルの画像信号をどの色のチャンネルに割り当てるのかは任意である。
【００６２】
以下、自家蛍光観察用の励起光と自家蛍光との関係について説明する。
【００６３】
図６は、自家蛍光物質の光の吸収強度特性を表す一例のグラフである。同図の縦軸は自家蛍光物質の光の吸収強度（a.u.：任意単位）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフには、腫瘍と相関のある自家蛍光物質である、ＦＡＤおよびポルフィリンの吸収強度特性が示されている。また、同図には、本実施形態で自家蛍光観察用の励起光として用いられるレーザ光の中心波長４０５ｎｍ，４４５ｎｍも示されている。
【００６４】
ＦＡＤは、約２７０〜５４０ｎｍの波長範囲の光を吸収する特性を有する。ＦＡＤの光の吸収強度は、波長が約２７０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約３８０ｎｍで１つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなり、波長約４２０ｎｍで極小を迎える。そして、吸収強度は、波長が約４２０ｎｍから大きくなるに従って再び次第に大きくなり、波長約４６０ｎｍで２つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。
【００６５】
ポルフィリンは、約３４０〜４５０ｎｍの波長範囲の光を吸収する特性を有する。ポルフィリンの光の吸収強度は、波長約３９０ｎｍで最大となり、それよりも波長が小さくなる、もしくは大きくなるに従って次第に小さくなる。
【００６６】
このグラフから分かるように、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍのレーザ光を被検者に照射することによって、主に被観察領域のポルフィリンを励起させて自家蛍光を発生させることができる。また、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４４５ｎｍのレーザ光を被検者に照射することによって、主に被観察領域のＦＡＤを励起させて自家蛍光を発生させることができる。
【００６７】
続いて、図７は、自家蛍光物質の蛍光強度特性を表す一例のグラフである。同図の縦軸は自家蛍光物質の蛍光強度（a.u.）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフは、図６に示すグラフに対応するものであり、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍのレーザ光を被検者の被観察領域に照射した場合に、正常部および病変部の自家蛍光物質から発せられた自家蛍光の蛍光強度分布を示している。
【００６８】
自家蛍光観察用の励起光として中心波長４０５ｎｍのレーザ光を被検者に照射した場合、前述のように、主にポルフィリンが励起され、図７に示すように、励起光を照射した被観察領域から約４８０〜７４０ｎｍの波長範囲の自家蛍光が発せられる。
【００６９】
病変部の蛍光強度は、波長が約４８０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約５６０ｎｍで１つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなり、波長約６１０ｎｍで極小を迎える。そして、蛍光強度は、波長が約６１０ｎｍから大きくなるに従って再び次第に大きくなり、波長約６３０ｎｍで２つ目の極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。２つ目の極大付近が、主にポルフィリンから発せられる蛍光である。
【００７０】
一方、正常部の蛍光強度は、波長が約４８０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約５５０ｎｍで極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。
【００７１】
病変部においては、ポルフィリンが蓄積されることが知られており、図７のグラフに示すように、病変部では正常部よりもポルフィリンの蛍光強度が強くなる。従って、ポルフィリンの蛍光強度の違いを捉えることにより、正常部と病変部とを区別することが可能である（参考文献：田村守、「シリーズ/光が拓く生命科学 第６巻 光による医学診断」、日本光生物学協会編、共立出版、２００１年３月１８日）。
【００７２】
また、図８に示すグラフは、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４４５ｎｍのレーザ光を被検者の被観察領域に照射した場合に、正常部および病変部の自家蛍光物質から発せられた自家蛍光の蛍光強度分布を示している。
【００７３】
自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４４５ｎｍのレーザ光を被検者に照射した場合、前述のように、主にＦＡＤが励起され、図８に示すように、励起光を照射した被観察領域から約４８０〜７２０ｎｍの波長範囲の自家蛍光が発せられる。
【００７４】
病変部および正常部の蛍光強度ともに、波長が約４８０ｎｍから大きくなるに従って次第に大きくなり、波長約５５０ｎｍで極大を迎え、その後、波長が大きくなるに従って次第に小さくなる。極大付近が、主にポルフィリンから発せられる蛍光である。
【００７５】
図８のグラフに示すように、病変部では正常部よりもＦＡＤの蛍光強度が弱くなる。従って、ＦＡＤの蛍光強度の違いを捉えることにより、同様に、正常部と病変部とを区別することが可能である。
【００７６】
続いて、図９および図１０は、それぞれ、図７および図８のグラフにおいて、撮像素子５８Ｂの受光面に設けられたカラーフィルタの分光透過特性を重ねて表示したものである。カラーフィルタの分光透過率（％）は、同図右側の縦軸に示されている。また、これらのグラフには、それぞれ、自家蛍光観察用の励起光として用いられるレーザ光の中心波長４０５ｎｍ、４４５ｎｍも示されている。
【００７７】
これらのグラフに示すように、Ｇ色のカラーフィルタは、波長５５０ｎｍ付近を中心とする、５００〜６２０ｎｍの波長範囲の光を透過させるように設計されている。これにより、主にＦＡＤから発せられる自家蛍光がＧ色のカラーフィルタを透過し、撮像素子５８Ｂにより光電変換される。また、Ｒ色のカラーフィルタは、波長６３０ｎｍ付近を中心とする、５８０〜７００ｎｍの波長範囲の光を透過させるように設計されている。これにより、主にポルフィリンから発せられる自家蛍光がＲ色のカラーフィルタを透過し、撮像素子５８Ｂにより光電変換される。
【００７８】
なお、上記に限定されず、Ｇ色のカラーフィルタは、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲の光を透過するものであり、Ｒ色のカラーフィルタは、６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の光を透過するものであることが望ましい。
【００７９】
前述のように、撮像素子５８Ｂには、Ｂ色のカラーフィルタが設けられていない。つまり、自家蛍光観察用の励起光である中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍのレーザ光はカットされ、撮像素子５８Ｂにより光電変換されないように設計されている。
【００８０】
続いて、図１１は、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍのレーザ光を同時に照射した場合の自家蛍光の蛍光強度分布のグラフにおいて、カラーフィルタの分光透過特性を重ねて表示したものである。また、同図には、自家蛍光観察用の励起光として用いられるレーザ光の中心波長４０５ｎｍ、４４５ｎｍも示されている。
【００８１】
このグラフに示すように、自家蛍光観察用の励起光として、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍのレーザ光を同時に照射した場合、病変部および正常部における自家蛍光の蛍光強度は、波長５５０ｎｍ付近の、主にＦＡＤから発せられる自家蛍光と、波長６３０ｎｍ付近の、主にポルフィリンから発せられる自家蛍光とにおいて、差が大きくなっていることが分かる。
【００８２】
従って、自家蛍光をＧ色およびＲ色のカラーフィルタで分光して、それぞれ、Ｇ色の自家蛍光画像およびＲ色の自家蛍光画像を得ることにより、Ｇ色の自家蛍光画像では、ＦＡＤによる正常部と病変部の蛍光強度の違いを捉えることができる。同様に、Ｒ色の自家蛍光画像では、ポルフィリンによる正常部と病変部の蛍光強度の違いを捉えることができる。
【００８３】
図１２に示すように、正常部では、ＦＡＤの蛍光強度が強くなる一方で、ポルフィリンの蛍光強度は弱くなり、病変部ではその逆の関係になる。また、前述のように、内視鏡診断装置１０では、Ｇチャンネルの画像信号をＧチャンネル、Ｒチャンネルの画像信号をＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てて疑似カラー表示する。そのため、内視鏡診断装置１０により疑似カラー表示された自家蛍光画像は、正常部が緑色、病変部がマゼンタ色で表現されるが、ＦＡＤ、ポルフィリンのそれぞれから発せられる自家蛍光を撮像した単独の自家蛍光画像よりも病変部のコントラストが強くなり、病変部を認識しやすくなっている。
【００８４】
以上のように、内視鏡診断装置１０では、波長が異なる励起光を順番に照射して、各々の励起光により励起された自家蛍光物質の自家蛍光画像を取得するのではなく、波長が異なる複数の励起光を同時に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光をＧ色およびＲ色のカラーフィルタで分光して、Ｇ色およびＲ色の自家蛍光画像を取得する。そのため、Ｇ色の自家蛍光画像とＲ色の自家蛍光画像との間で位置ずれがなく、正常部と病変部の違いを高いコントラストで表示することができるため、病変部を正確に識別することができる。また、励起光カットフィルタも不要である。
【００８５】
なお、自家蛍光物質は、ポルフィリンおよびＦＡＤに限定されず、自家蛍光強度が、病変部で強く正常部で弱い自家蛍光物質と、正常部で強く病変部で弱い自家蛍光物質との組合せであればよい。また、同時に自家蛍光を発光させる自家蛍光物質は２つに限定されるわけではなく、例えば、中心波長の異なる３以上の励起光を同時に照射して、同時に３つ以上の自家蛍光物質を発光させてもよい。
【００８６】
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】
【００８７】
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
２４ コンバイナ
２６ カプラ
２８ 内視鏡挿入部
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
４５ 鉗子口
４６Ａ，４６Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ 光ファイバ
５０Ａ，５０Ｂ，５２Ａ，５２Ｂ，５６ レンズ
５４Ａ，５４Ｂ 蛍光体
５７ ハーフミラー
５８Ａ，５８Ｂ 撮像素子
６２Ａ，６２Ｂ スコープケーブル
６４Ａ，６４Ｂ Ａ／Ｄ変換器
６６ 切り替えスイッチ
６８ 制御部
７０ 画像処理部
７０Ａ 通常光画像処理部
７０Ｂ 自家蛍光画像処理部
７２ 記憶部
ＬＤ１，ＬＤ２ レーザ光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自家蛍光強度が、病変部で強く正常部で弱い第１の自家蛍光物質、および、正常部で強く病変部で弱い第２の自家蛍光物質を含む、少なくとも２つの自家蛍光物質から自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる少なくとも２つの励起光を同時に発する光源と、
前記励起光を遮光しつつ、前記自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を透過する分光透過特性を有するカラーフィルタと、
前記光源から同時に発せられる少なくとも２つの励起光が被検者の被観察領域に照射されることによって、該被観察領域に含まれる、前記第１および第２の自家蛍光物質のそれぞれから発せられ、前記カラーフィルタにより分光される自家蛍光を撮像して第１および第２の自家蛍光画像を取得する撮像素子と、
前記撮像素子により取得された第１および第２の自家蛍光画像を画像処理して表示装置に表示させる画像処理部とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記第１の自家蛍光画像をＢおよびＲチャンネル、前記第２の自家蛍光画像をＧチャンネルに割り当てて、前記表示装置に表示される画像を疑似カラー表示するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【請求項３】
さらに、白色光を発する第２の光源と、
前記被観察領域からの反射光を透過する分光透過特性を有する第２のカラーフィルタと、
前記第２の光源から発せられる白色光が前記被検者の被観察領域に照射されることによって、前記第２のカラーフィルタにより分光される、前記被観察領域からの反射光を撮像して白色光画像を取得する第２の撮像素子とを備え、
前記画像処理部は、前記表示装置に表示される画像と、前記第２の撮像素子により取得された白色光画像とを合成して該表示装置に表示させるものである請求項２に記載の内視鏡診断装置。
【請求項４】
前記光源は、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍである２つの励起光を発するものである請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項５】
前記励起光は、レーザ光である請求項４に記載の内視鏡診断装置。
【請求項６】
前記カラーフィルタは、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲の光を透過するＧ色のカラーフィルタと、６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の光を透過するＲ色のカラーフィルとを有するものである請求項１〜５のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項７】
前記第１の自家蛍光物質はポルフィリンであり、前記第２の自家蛍光物質はＦＡＤである請求項１〜６のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項１】
自家蛍光強度が、病変部で強く正常部で弱い第１の自家蛍光物質、および、正常部で強く病変部で弱い第２の自家蛍光物質を含む、少なくとも２つの自家蛍光物質から自家蛍光を発光させるための、中心波長の異なる少なくとも２つの励起光を同時に発する光源と、
前記励起光を遮光しつつ、前記自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を透過する分光透過特性を有するカラーフィルタと、
前記光源から同時に発せられる少なくとも２つの励起光が被検者の被観察領域に照射されることによって、該被観察領域に含まれる、前記第１および第２の自家蛍光物質のそれぞれから発せられ、前記カラーフィルタにより分光される自家蛍光を撮像して第１および第２の自家蛍光画像を取得する撮像素子と、
前記撮像素子により取得された第１および第２の自家蛍光画像を画像処理して表示装置に表示させる画像処理部とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記第１の自家蛍光画像をＢおよびＲチャンネル、前記第２の自家蛍光画像をＧチャンネルに割り当てて、前記表示装置に表示される画像を疑似カラー表示するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【請求項３】
さらに、白色光を発する第２の光源と、
前記被観察領域からの反射光を透過する分光透過特性を有する第２のカラーフィルタと、
前記第２の光源から発せられる白色光が前記被検者の被観察領域に照射されることによって、前記第２のカラーフィルタにより分光される、前記被観察領域からの反射光を撮像して白色光画像を取得する第２の撮像素子とを備え、
前記画像処理部は、前記表示装置に表示される画像と、前記第２の撮像素子により取得された白色光画像とを合成して該表示装置に表示させるものである請求項２に記載の内視鏡診断装置。
【請求項４】
前記光源は、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍである２つの励起光を発するものである請求項１〜３のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項５】
前記励起光は、レーザ光である請求項４に記載の内視鏡診断装置。
【請求項６】
前記カラーフィルタは、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長範囲の光を透過するＧ色のカラーフィルタと、６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の光を透過するＲ色のカラーフィルとを有するものである請求項１〜５のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項７】
前記第１の自家蛍光物質はポルフィリンであり、前記第２の自家蛍光物質はＦＡＤである請求項１〜６のいずれか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８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２１７６７３（Ｐ２０１２−２１７６７３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８７０９４（Ｐ２０１１−８７０９４）
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【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１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１１日（２０１１．４．１１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]