JP2009279168A

JP2009279168A - Fluorescence endoscope apparatus and excitation light unit

Info

Publication number: JP2009279168A
Application number: JP2008134069A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Ishii; 秀一石井
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-12-03
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: CN101584572A; CN101584572B; JP5081720B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluorescence endoscope apparatus to/from which an excitation light unit is attachable and detachable, in which safety is sufficiently taken into consideration, and which is excellent in handleability, and the excitation light unit. SOLUTION: The fluorescence endoscope apparatus 100 includes an illumination light unit 150 which emits illumination light L1 and the excitation light unit 130 which is freely detachably connected with the illumination light unit 150 and emits excitation light L2. When the excitation light unit 130 is connected to the illumination light unit 150, connection detection signals are output from a connection detection unit 162 provided to an optical connector 161 and a connection detection unit 166 provided to a connector 165. When connection signals are not output from the connection detection unit 162 or the connection detection unit 166 since the excitation light unit 130 is not connected to the illumination light unit 150, a switch 134 provided between the drive circuit 132 of the excitation light unit 130 and a semiconductor laser 131 maintains an open state. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、蛍光内視鏡装置に関し、詳しくは、励起光の照射により被観察部から発せられる蛍光を検出して蛍光画像を生成する蛍光内視鏡装置に関するものである。また、蛍光画像を生成するための励起光を射出する励起光ユニットに関するものである。 The present invention relates to a fluorescence endoscope apparatus, and more particularly to a fluorescence endoscope apparatus that generates fluorescence images by detecting fluorescence emitted from an observed part by irradiation of excitation light. The present invention also relates to an excitation light unit that emits excitation light for generating a fluorescence image.

従来より、体腔内の組織を観察する内視鏡装置が広く知られており、白色光によって照明された体腔内の被観察部を撮像して通常画像を得、この通常画像をモニタ画面上に表示する電子式の内視鏡が広く実用化されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, endoscope apparatuses that observe tissue in a body cavity are widely known. A normal image is obtained by imaging a portion to be observed in a body cavity illuminated by white light, and the normal image is displayed on a monitor screen. Electronic endoscopes for display have been widely put into practical use.

また、被観察部を白色光で照明して観察するばかりでなく、励起光の照射により被観察部から発せられた自家蛍光を受光して蛍光画像を撮像し、この蛍光画像を上記通常画像と共にモニタ画面上に表示する蛍光内視鏡装置が知られている。このような自家蛍光は、生体組織内の内因性蛍光物質から発されている。例えば被観察部が気道粘膜であれば、自家蛍光の大部分は粘膜下層から発せられると考えられ、内因性蛍光物質としては、リボフラビン、トリプトファン、チロシン、ＮＡＤＨ、ＮＡＤＰＨ、ポルフィリン、コラーゲン、エラスチン、フィブロネクチンあるいはＦＡＤ等が考えられている。 In addition to illuminating and observing the observed portion with white light, the fluorescent light is picked up by receiving the autofluorescence emitted from the observed portion by irradiation of the excitation light, and the fluorescent image together with the normal image. A fluorescent endoscope apparatus that displays on a monitor screen is known. Such autofluorescence is emitted from an endogenous fluorescent substance in living tissue. For example, if the observed part is the respiratory tract mucosa, most of the autofluorescence is considered to be emitted from the submucosa, and the endogenous fluorescent substances include riboflavin, tryptophan, tyrosine, NADH, NADPH, porphyrin, collagen, elastin, fibronectin. Or FAD etc. are considered.

また、所定の波長帯域の励起光を生体組織などの被観察部へ照射した場合に、被観察部に内在する自家蛍光物質から発せられる自家蛍光の光強度・スペクトル形状が、に示すように正常組織から発せられる自家蛍光と病変組織から発せられる自家蛍光とでは異なることが知られている。この現象を利用して、被観察部に所定波長の励起光を照射し、被観察部から発せられる自家蛍光を検出して蛍光画像を生成する蛍光内視鏡装置も知られている（例えば、特許文献１参照）。このように、病変組織から発せられる自家蛍光が正常組織から発せられる自家蛍光より減弱する原因は、病変組織の粘膜上皮の肥厚や、病変組織内での内因性蛍光物質の消費、あるいは蛍光吸収物質の増加などであると推測されている。 In addition, when excitation light of a predetermined wavelength band is irradiated to a part to be observed such as a living tissue, the light intensity / spectral shape of autofluorescence emitted from the self-fluorescent substance inherent in the part to be observed is normal as shown in It is known that autofluorescence emitted from a tissue differs from autofluorescence emitted from a diseased tissue. There is also known a fluorescence endoscope apparatus that uses this phenomenon to irradiate an observation portion with excitation light of a predetermined wavelength, detect autofluorescence emitted from the observation portion, and generate a fluorescence image (for example, Patent Document 1). As described above, autofluorescence emitted from the diseased tissue is attenuated more than autofluorescence emitted from the normal tissue. Thickness of the mucosal epithelium of the diseased tissue, consumption of endogenous fluorescent substance in the diseased tissue, or fluorescent absorption material It is speculated that this is an increase.

さらに、このような蛍光内視鏡装置としては、例えば、腫瘍親和性を有し、光により励起されたとき蛍光を発する光感受性物質(ATX-S10、5-ALA、NPe6、HAT-D01、Photofrin-2等)を蛍光薬剤として予め被験者へ投与して、癌等の腫瘍部分に吸収させておき、その部分にこの蛍光薬剤の励起波長領域にある励起光を照射して、腫瘍部分に集積した蛍光薬剤から発せられる薬剤蛍光を検出して、蛍光画像を生成する蛍光内視鏡装置も知られている。 Further, as such a fluorescence endoscope apparatus, for example, a photosensitizer (ATX-S10, 5-ALA, NPE6, HAT-D01, Photofrin that has tumor affinity and emits fluorescence when excited by light) -2 etc.) is administered to the subject in advance as a fluorescent drug and absorbed in a tumor part such as cancer, and the part is irradiated with excitation light in the excitation wavelength region of this fluorescent drug and accumulated in the tumor part. There is also known a fluorescence endoscope apparatus that detects fluorescence of a drug emitted from a fluorescent drug and generates a fluorescence image.

また、これらの蛍光内視鏡装置においては、観察者が蛍光情報に基づいて組織性状についての情報をより正確に取得する為に、様々な比較分析方法が提案されている。例えば、励起光を生体組織などの被観察部に照射して該被観察部から発せられる自家蛍光の光強度を蛍光像として撮像し、該蛍光像に基づいて取得された蛍光情報を表示する場合、正常な被観察部から発せられる蛍光強度は、励起光照度にほぼ比例するが、励起光照度は距離の２乗に反比例して低下する。そのため、光源から遠くにある正常組織からよりも近くにある病変組織からの方が、強い蛍光を受光する場合がある。このため、蛍光の強度の情報だけでは被観察部の組織性状を正確に判定することができない。 In these fluorescence endoscope apparatuses, various comparative analysis methods have been proposed in order for an observer to obtain information on tissue properties more accurately based on fluorescence information. For example, when irradiating an observation part such as a living tissue with excitation light to capture the light intensity of autofluorescence emitted from the observation part as a fluorescent image, and displaying fluorescence information acquired based on the fluorescent image The fluorescence intensity emitted from a normal observed part is approximately proportional to the excitation light illuminance, but the excitation light illuminance decreases in inverse proportion to the square of the distance. For this reason, strong fluorescence may be received from a diseased tissue that is closer than a normal tissue that is far from the light source. For this reason, it is not possible to accurately determine the tissue properties of the observed portion only by the fluorescence intensity information.

このような不具合を低減するために、励起光とは異なる波長帯域の光を参照光として被観察部に照射し、この参照光の照射を受けた被観察部によって反射された反射光の強度を検出して、蛍光の強度とこの参照光の反射光の強度との比率で表される蛍光収率に基づいて生体組織の病変部を示す診断情報を取得し、この診断情報である病変部の領域を上記蛍光画像の表示画面中に赤色等で色分けして表示させることによって生体の組織性状を診断する蛍光内視鏡装置も提案されている。
特開２００1−１２８９２５号公報 In order to reduce such inconvenience, the observed part is irradiated with light having a wavelength band different from that of the excitation light as reference light, and the intensity of the reflected light reflected by the observed part that has been irradiated with the reference light is determined. Detecting and obtaining diagnostic information indicating the lesioned part of the living tissue based on the fluorescence yield represented by the ratio between the intensity of the fluorescence and the intensity of the reflected light of the reference light. There has also been proposed a fluorescence endoscope apparatus for diagnosing a tissue property of a living body by displaying a region in a color-coded manner such as red on the fluorescent image display screen.
JP 2001-128925 A

通常、このような蛍光内視鏡装置は、照明光を射出する光源に加え励起光を射出する光源を備える必要がある。そのため、通常の内視鏡装置を使用している観察者が、蛍光画像を観察したいと考えた場合には、新たに高価な蛍光内視鏡装置を購入する必要がある。しかしながら、蛍光画像の観察は、通常画像の観察に対して補助的に行われることが多く、また、蛍光画像の観察頻度は、通常画像の観察頻度に比べてかなり少ない。このため、多くのユーザが、新規の蛍光内視鏡装置を購入することなく既存の電子内視鏡装置を蛍光画像の観察にも用いることを望んでいる。 Usually, such a fluorescence endoscope apparatus needs to include a light source that emits excitation light in addition to a light source that emits illumination light. Therefore, when an observer who uses a normal endoscope apparatus wants to observe a fluorescent image, it is necessary to purchase a new expensive fluorescent endoscope apparatus. However, the observation of the fluorescent image is often performed as an auxiliary to the observation of the normal image, and the observation frequency of the fluorescent image is considerably lower than the observation frequency of the normal image. For this reason, many users desire to use an existing electronic endoscope apparatus for observation of fluorescent images without purchasing a new fluorescent endoscope apparatus.

そこで、本発明者は、既存の電子内視鏡装置へ着脱可能な励起光光源を収容した励起光ユニットを取り付けることにより、蛍光画像内視鏡装置として機能させることを検討した。一方、励起光光源としては、例えば高輝度ＬＥＤ、半導体レーザなどが用いられ、蛍光内視鏡装置の使用者はＬＥＤ、レーザ等の光源の取り扱いには慣れていない虞があり、安全性への十分な配慮が不可欠である。 In view of this, the present inventor has examined the functioning of a fluorescence image endoscope apparatus by attaching an excitation light unit containing a removable excitation light source to an existing electronic endoscope apparatus. On the other hand, as the excitation light source, for example, a high-intensity LED, a semiconductor laser or the like is used, and the user of the fluorescence endoscope apparatus may not be used to handling the light source such as an LED or a laser. Sufficient consideration is essential.

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、励起光ユニットが着脱可能な蛍光内視鏡装置であって、安全性への十分な配慮がなされている、使い勝手のよい蛍光内視鏡装置および励起光ユニットを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a fluorescent endoscope apparatus to which an excitation light unit can be attached and detached, and is an easy-to-use fluorescent endoscope in which sufficient consideration is given to safety. An object is to provide an apparatus and an excitation light unit.

本発明の蛍光内視鏡装置は、照明光を射出する照明光用光源を有する照明光ユニットと、
該照明光ユニットと着脱自在に接続され、励起光を射出する励起光用光源を有する励起光ユニットと、
前記照明光または前記励起光を導光して被観察部へ照射する第1導光手段と、
前記照明光が照射された前記被観察部の反射光からなる像または前記励起光が照射された前記被観察部から発せられる蛍光からなる像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像された前記反射光からなる像に基づいて通常画像を生成し、また該撮像素子により撮像された前記蛍光からなる像に基づいて蛍光画像を生成する画像処理手段とを備えた蛍光内視鏡装置であって、
前記励起光ユニットが前記照明光ユニットへ接続されているか否かを検知する検知手段と、
該検知手段により前記励起光ユニットが前記照明光ユニットへ接続されていることが検知されていない場合には、前記励起光が前記励起光ユニットから射出することを阻止する阻止手段とを備えることを特徴とするものである。 The fluorescence endoscope apparatus of the present invention includes an illumination light unit having an illumination light source that emits illumination light, and
An excitation light unit that is detachably connected to the illumination light unit and has a light source for excitation light that emits excitation light; and
First light guiding means for guiding the illumination light or the excitation light to irradiate the observed portion;
An imaging unit that captures an image made of reflected light of the observed part irradiated with the illumination light or an image made of fluorescence emitted from the observed part irradiated with the excitation light;
Image processing means for generating a normal image based on the image made of the reflected light imaged by the imaging means and generating a fluorescence image based on the image made of the fluorescence imaged by the image sensor; A fluorescence endoscope apparatus,
Detecting means for detecting whether the excitation light unit is connected to the illumination light unit;
Blocking means for blocking the excitation light from exiting from the excitation light unit when the detection means does not detect that the excitation light unit is connected to the illumination light unit. It is a feature.

なお、ここで、照明光と励起光は同時に射出されるものであってもよいし、時分割で射出されるものであってもよい。また第1導光手段は、照明光または励起光のどちらか一方の光を導光してもよいし、両方の光を導光してもよい。また撮像手段は前記照明光が照射された前記被観察部の反射光からなる像または前記励起光が照射された前記被観察部から発せられる蛍光からなる像をそれぞれ別個に撮像するものであってもよいし、あるいは反射光からなる像と蛍光からなる像とが重畳されている像を撮像するものであってもよい。 Here, the illumination light and the excitation light may be emitted at the same time, or may be emitted in a time division manner. Further, the first light guide means may guide either one of the illumination light or the excitation light, or may guide both lights. The imaging means separately captures an image composed of the reflected light of the observed part irradiated with the illumination light or an image composed of fluorescence emitted from the observed part irradiated with the excitation light. Alternatively, an image obtained by superimposing an image made of reflected light and an image made of fluorescence may be captured.

前記照明光ユニットが、前記励起光を導光する第２導光手段を有し、
前記励起光ユニットが、外部へ延伸され、前記励起光を導光する第３導光手段を有するものであれば、
前記検知手段は、前記第２導光手段と前記第３導光手段とが光学的に接続されているか否かを検知するものであってもよい。 The illumination light unit has second light guide means for guiding the excitation light,
If the excitation light unit is extended to the outside and has third light guide means for guiding the excitation light,
The detection means may detect whether or not the second light guide means and the third light guide means are optically connected.

前記励起光ユニットが、前記励起光用光源を駆動する励起光用駆動部を備えるものであれば、
前記阻止手段は、前記励起光が前記励起光ユニットから射出することを阻止する場合には、前記励起光用駆動部と前記励起光用光源との電気的接続を阻止するものであってもよい。 If the excitation light unit includes an excitation light drive unit for driving the excitation light source,
The blocking means may block an electrical connection between the excitation light driving unit and the excitation light source when the excitation light is prevented from being emitted from the excitation light unit. .

前記照明光ユニットが、前記照明光用光源を駆動する照明光用駆動部と、該照明光用駆動部を制御する照明光制御部とを備えるものであり、
前記励起光ユニットが、前記励起光用光源を駆動する励起光用駆動部と、該励起光用駆動部を制御する励起光制御部とを備えるものであれば、
前記検知手段は、さらに前記照明光制御部と前記励起光制御部とが電気的に接続されているか否かを検知するものであってもよい。 The illumination light unit includes an illumination light drive unit that drives the illumination light source, and an illumination light control unit that controls the illumination light drive unit,
If the excitation light unit includes an excitation light drive unit that drives the excitation light source, and an excitation light control unit that controls the excitation light drive unit,
The detection means may further detect whether or not the illumination light control unit and the excitation light control unit are electrically connected.

前記照明光の射出および通常画像の生成を行う通常画像モードまたは前記励起光の射出および蛍光画像の生成を行う蛍光画像モードにより動作するものであれば、
前記検知手段により前記励起光ユニットが前記照明光ユニットへ接続されていることが検知されていない場合には、前記蛍光画像モードによる動作を行わないものであってもよい。 If it operates in the normal image mode for emitting the illumination light and generating the normal image or the fluorescent image mode for emitting the excitation light and generating the fluorescent image,
When the detection means does not detect that the excitation light unit is connected to the illumination light unit, the operation in the fluorescence image mode may not be performed.

本発明の励起光ユニットは、照明光を射出する照明光用光源を有する照明光ユニットと、
前記照明光または励起光を導光して被観察部へ照射する第1導光手段と、
前記照明光が照射された前記被観察部の像または前記励起光が照射された前記被観察部の蛍光像を撮像する撮像手段と、
該撮像手段により撮像された前記被観察部の像に基づいて通常画像を生成し、また該撮像素子により撮像された前記被観察部の蛍光像に基づいて蛍光画像を生成する画像処理手段とを備えた内視鏡装置の前記照明光ユニットと着脱自在に接続され、前記励起光を射出する励起光用光源を有する励起光ユニットであって、
該励起光ユニットが前記照明光ユニットへ接続されているか否かを検知する検知手段と、
該検知手段により前記励起光ユニットが前記照明光ユニットへ接続されていないことが検知された場合には、前記励起光が前記励起光ユニットから外部へ射出することを阻止する阻止手段とを備えることを特徴とするものである。 The excitation light unit of the present invention includes an illumination light unit having an illumination light source that emits illumination light;
First light guiding means for guiding the illumination light or excitation light to irradiate the observed portion;
Imaging means for capturing an image of the observed part irradiated with the illumination light or a fluorescent image of the observed part irradiated with the excitation light;
Image processing means for generating a normal image based on the image of the observed part imaged by the imaging means and generating a fluorescent image based on the fluorescence image of the observed part imaged by the imaging element; An excitation light unit having a light source for excitation light that is detachably connected to the illumination light unit of the endoscope apparatus provided and emits the excitation light,
Detecting means for detecting whether the excitation light unit is connected to the illumination light unit;
And a blocking means for blocking the excitation light from being emitted from the excitation light unit when the detection means detects that the excitation light unit is not connected to the illumination light unit. It is characterized by.

本発明による蛍光内視鏡装置では、照明光を射出する照明光用光源を有する照明光ユニットと、該照明光ユニットと着脱自在に接続され、励起光を射出する励起光用光源を有する励起光ユニットと、前記照明光が照射された前記被観察部の反射光からなる像または前記励起光が照射された前記被観察部から発せられる蛍光からなる像を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された前記反射光からなる像に基づいて通常画像を生成し、また該撮像素子により撮像された前記蛍光からなる像に基づいて蛍光画像を生成する画像処理手段とを備え、前記励起光ユニットが前記照明光ユニットへ接続されているか否かを検知する検知手段と、該検知手段により前記励起光ユニットが前記照明光ユニットへ接続されていることが検知されていない場合には、前記励起光が前記励起光ユニットから射出することを阻止する阻止手段とを備えるため、励起光ユニットが照明光ユニットに接続されていない場合には、励起光ユニットから励起光が射出される虞がなく、蛍光内視鏡装置の使用者が高輝度ＬＥＤ、レーザ等の励起光用の光源の取り扱いには慣れていない場合であっても、安全に蛍光画像を取得することができる。 In the fluorescence endoscope apparatus according to the present invention, an illumination light unit having an illumination light source that emits illumination light, and an excitation light having an excitation light source that is detachably connected to the illumination light unit and emits excitation light. A unit, an imaging unit that captures an image composed of reflected light of the observed part irradiated with the illumination light or an image composed of fluorescence emitted from the observed part irradiated with the excitation light, and the imaging unit An image processing means for generating a normal image based on the captured image of the reflected light and generating a fluorescent image based on the image of the fluorescence imaged by the imaging device, the excitation light unit Detecting means for detecting whether or not the illumination light unit is connected to the illumination light unit, and that the excitation light unit is not detected to be connected to the illumination light unit by the detection means In this case, since the excitation light is provided with blocking means for preventing the excitation light from being emitted from the excitation light unit, the excitation light is emitted from the excitation light unit when the excitation light unit is not connected to the illumination light unit. Even if the user of the fluorescence endoscope apparatus is not accustomed to handling a light source for excitation light such as a high-intensity LED or a laser, a fluorescent image can be acquired safely. .

本発明の励起光ユニットは、照明光を射出する照明光用光源を有する照明光ユニットと、前記照明光または励起光を導光して被観察部へ照射する第1導光手段と、
前記照明光が照射された前記被観察部の像または前記励起光が照射された前記被観察部の蛍光像を撮像する撮像手段と、該撮像手段により撮像された前記被観察部の像に基づいて通常画像を生成し、また該撮像素子により撮像された前記被観察部の蛍光像に基づいて蛍光画像を生成する画像処理手段とを備えた内視鏡装置の前記照明光ユニットと着脱自在に接続され、前記励起光を射出する励起光用光源を有する励起光ユニットであり、該励起光ユニットが前記照明光ユニットへ接続されているか否かを検知する検知手段と、該検知手段により前記励起光ユニットが前記照明光ユニットへ接続されていないことが検知された場合には、前記励起光が前記励起光ユニットから外部へ射出することを阻止する阻止手段とを備えるため、励起光ユニットが照明光ユニットに接続されていない場合には、励起光ユニットから励起光が射出される虞がなく、蛍光内視鏡装置の使用者が高輝度ＬＥＤ、レーザ等の励起光用の光源の取り扱いには慣れていない場合であっても、安全に励起光ユニットを取り扱うことができる。 The excitation light unit of the present invention includes an illumination light unit having an illumination light source that emits illumination light, a first light guide unit that guides the illumination light or the excitation light and irradiates the observed portion,
Based on the image of the observed part irradiated with the illumination light or the fluorescent image of the observed part irradiated with the excitation light, and the image of the observed part imaged by the imaging means And an image processing unit that generates a normal image and generates a fluorescent image based on a fluorescent image of the observed portion captured by the imaging device, and is detachable from the illumination light unit of the endoscope apparatus. An excitation light unit having a light source for excitation light that is connected and emits the excitation light, detecting means for detecting whether the excitation light unit is connected to the illumination light unit, and the excitation means by the detection means When it is detected that the light unit is not connected to the illumination light unit, the excitation light unit includes a blocking unit that blocks the excitation light from exiting from the excitation light unit. When the light source is not connected to the illumination light unit, there is no risk that the excitation light will be emitted from the excitation light unit, and the user of the fluorescence endoscope apparatus can use a light source for excitation light such as a high-intensity LED or laser. Even if you are not familiar with handling, you can safely handle the excitation light unit.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による蛍光内視鏡装置の概略構成図を示すものである。本蛍光内視装置１００は、被観察部１０へ照明光Ｌ１を照射して取得したカラー通常画像を動画として表示する通常画像モード、または被観察部１０へ照明光Ｌ１および励起光Ｌ２を照射して取得したカラー画像から後述の演算処理により得られる擬似カラー通常画像と蛍光重畳画像とを動画として表示する蛍光画像モードにより動作するものである。図示の通りこの蛍光内視鏡装置１００は、被験者の体腔内に挿入され、被観察部１０を観察するためのスコープユニット１１０と、このスコープユニット１１０が電気的に着脱自在に接続されるプロセッサユニット１７０と、スコープユニット１１０が光学的に着脱自在に接続され、照明光Ｌ１を射出するキセノンランプ１５１を収納する照明光ユニット１５０と、この照明光ユニット１５０へ電気的かつ光学的に着脱自在に接続され、励起光Ｌ２を射出するＧａＮ系の半導体レーザ１３１を収納する励起光ユニット１３０とを備えている。なお、プロセッサユニット１７０と照明光ユニット１５０とは、一体的に構成されているものであってもよいし、あるいは別体として構成されているものであってもよい。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a fluorescence endoscope apparatus according to an embodiment of the present invention. The present fluorescence endoscope apparatus 100 irradiates the observation unit 10 with the illumination light L1 and the excitation light L2 in the normal image mode in which the color normal image obtained by irradiating the observation unit 10 with the illumination light L1 is displayed as a moving image. The pseudo color normal image and the fluorescence superimposed image obtained by the arithmetic processing described later from the color image acquired in this manner are operated in the fluorescence image mode for displaying as a moving image. As shown in the figure, the fluorescence endoscope apparatus 100 is inserted into a body cavity of a subject, and a scope unit 110 for observing the observed portion 10 and a processor unit to which the scope unit 110 is electrically detachably connected. 170 and the scope unit 110 are optically and detachably connected, and the illumination light unit 150 that houses the xenon lamp 151 that emits the illumination light L1 and the illumination light unit 150 are electrically and optically detachably connected. And an excitation light unit 130 that houses a GaN-based semiconductor laser 131 that emits the excitation light L2. Note that the processor unit 170 and the illumination light unit 150 may be configured integrally or may be configured separately.

上記スコープユニット１１０の先端には照明用光学系１１１が設けられている。この照明用光学系１１１には、照明光Ｌ１が導光されるライトガイド１１２の一端が対面している。ライトガイド１１２は、スコープユニット１１０の外部へ延伸するものであり、その他端には、光コネクタ１１３が設けられ、後述する照明光ユニット１５０の光コネクタ１５３と着脱自在に接続されている。 An illumination optical system 111 is provided at the tip of the scope unit 110. One end of the light guide 112 through which the illumination light L1 is guided faces the illumination optical system 111. The light guide 112 extends to the outside of the scope unit 110, and an optical connector 113 is provided at the other end, and is detachably connected to an optical connector 153 of an illumination light unit 150 described later.

また、スコープユニット１１０の先端部には、結像レンズ１１５と、励起光カットフィルタ１１６、固体撮像素子であるＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）１１７とが同軸上にこの順に設けられている。結像レンズ１１５は、被観察部１０の像をＣＣＤ１１７上に結像するものである。励起光カットフィルタ１１６としては、励起光のみを遮断して他の波長の光は透過させるように、例えば、極めて狭帯域の光のみを遮断するノッチフィルタを用いることができる。なお、ＣＣＤ１１７の撮像面には例えばＲＧＢの色フィルタを有する原色型のモザイクフィルタが取り付けられている。ＣＣＤ１１７には、同期信号に基づいて駆動パルスを形成するＣＣＤ駆動回路１１８が接続されると共に、このＣＣＤ１１５が出力した画像（映像）信号をサンプリングして増幅するＣＤＳ／ＡＧＣ（相関二重サンプリング／自動利得制御）回路１１９接続されている。またＣＤＳ／ＡＧＣ回路１１９には、そのアナログ出力をデジタル化するＡ／Ｄ変換器１２０が接続されている。さらにスコープユニット１１０内には、そこに設けられた各種回路を制御するとともに、プロセッサユニット１７０との間の通信制御を行う制御部１２１が配置されている。またスコープユニット１１０の根元近傍には、制御部１２１に接続され、動作モードの切換を行う押圧型のスイッチ１２２が設けられている。なお、Ａ／Ｄ変換器１２０には信号ライン１２５の一端が接続され、制御部１２１には信号ライン１２６の一端が接続されている。信号ライン１２５および信号ライン１２６は、スコープユニット１１０の本体から外部へ延伸するものであり、その他端にはコネクタ１２７が設けられている。このコネクタ１２７は、後述するプロセッサユニット１７０のコネクタ１９４と着脱自在に接続されている。 In addition, an imaging lens 115, an excitation light cut filter 116, and a CCD (Charge Coupled Device) 117 that is a solid-state imaging device are coaxially provided in this order on the distal end portion of the scope unit 110. The imaging lens 115 forms an image of the observed portion 10 on the CCD 117. As the excitation light cut filter 116, for example, a notch filter that blocks only light in a very narrow band can be used so that only excitation light is blocked and light of other wavelengths is transmitted. For example, a primary color type mosaic filter having RGB color filters is attached to the imaging surface of the CCD 117. The CCD 117 is connected to a CCD drive circuit 118 that forms a drive pulse based on a synchronization signal, and also CDS / AGC (correlated double sampling / automatic) that samples and amplifies an image (video) signal output from the CCD 115. Gain control) circuit 119 is connected. The CDS / AGC circuit 119 is connected to an A / D converter 120 that digitizes the analog output. Further, in the scope unit 110, a control unit 121 that controls various circuits provided therein and controls communication with the processor unit 170 is disposed. Further, near the base of the scope unit 110, a push-type switch 122 that is connected to the control unit 121 and switches the operation mode is provided. One end of a signal line 125 is connected to the A / D converter 120, and one end of a signal line 126 is connected to the control unit 121. The signal line 125 and the signal line 126 extend from the main body of the scope unit 110 to the outside, and a connector 127 is provided at the other end. This connector 127 is detachably connected to a connector 194 of a processor unit 170 described later.

照明光ユニット１５０は、照明光Ｌ１を発するキセノンランプ１５１と、このキセノンランプ１５１を駆動する駆動回路１５２と、スコープユニット１１０のライトガイド１１２の先端に設けられている光コネクタ１１３と着脱自在に接続される光コネクタ１５３とを備えている。光コネクタ１５３には、光コネクタ１１３と接続されているか否かを検知する接続検知部１５４が設けられている。また、キセノンランプ１５１と光コネクタ１５３との間には、照明光Ｌ１の波長帯域を、４１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下へ制限する波長フィルタ１５５と、照明光Ｌ１の光量を制御する絞り１５６と、４１０ｎｍ以上の波長の光を透過し、４１０ｎｍより短い波長の光を直角に反射するダイクロイックミラー１５７と、集光レンズ１５８と、ロータリーシャッタ１５９とが配置されている。さらに、照明光ユニット１５０には、後述する励起光ユニット１３０のライトガイド１３３の先端に設けられている光コネクタ１３６と着脱自在に接続される光コネクタ１６１が設けられている。また、この光コネクタ１６１には、光コネクタ１３６と接続されているか否かを検知する接続検知部１６２が設けられている。光コネクタ１６１には、照明光ユニット１５０内で励起光を導光するライトガイド１６３の一端（入射端）が接続されている。ライトガイド１６３の他端（出射端）は、このライトガイド１６３から射出された励起光Ｌ２がダイクロイックミラー１５７へ入射する位置へ配置されている。また、ライトガイド１６３の出射端とダイクロイックミラー１５７との間にはレンズ１６４が配置されている。 The illumination light unit 150 is detachably connected to a xenon lamp 151 that emits illumination light L1, a drive circuit 152 that drives the xenon lamp 151, and an optical connector 113 provided at the tip of the light guide 112 of the scope unit 110. The optical connector 153 is provided. The optical connector 153 is provided with a connection detection unit 154 that detects whether or not the optical connector 113 is connected. Between the xenon lamp 151 and the optical connector 153, a wavelength filter 155 that limits the wavelength band of the illumination light L1 to 410 nm or more and 700 nm or less, a diaphragm 156 that controls the light quantity of the illumination light L1, and a wavelength of 410 nm or more A dichroic mirror 157 that transmits light having a wavelength and reflects light having a wavelength shorter than 410 nm at right angles, a condensing lens 158, and a rotary shutter 159 are disposed. Further, the illumination light unit 150 is provided with an optical connector 161 that is detachably connected to an optical connector 136 that is provided at the tip of a light guide 133 of the excitation light unit 130 described later. The optical connector 161 is provided with a connection detection unit 162 that detects whether the optical connector 136 is connected. One end (incident end) of a light guide 163 that guides excitation light in the illumination light unit 150 is connected to the optical connector 161. The other end (outgoing end) of the light guide 163 is disposed at a position where the excitation light L 2 emitted from the light guide 163 enters the dichroic mirror 157. A lens 164 is disposed between the light guide 163 and the dichroic mirror 157.

さらに、照明光ユニット１５０には、後述する励起光ユニット１３０のコネクタ１４２と着脱自在に接続されるコネクタ１６５が設けられている。コネクタ１６５には、コネクタ１４２と接続されているか否かを検知する接続検知部１６６が設けられている。また、照明光ユニット１５０には、上記コネクタ１６５、接続検知部１６６等の照明光ユニット１５０に設けられた各部位と接続され、各部位を制御するとともに、プロセッサユニット１７０および励起光ユニット１３０との間の通信制御を行う制御部１６７が配置されている。 Further, the illumination light unit 150 is provided with a connector 165 detachably connected to a connector 142 of the excitation light unit 130 described later. The connector 165 is provided with a connection detection unit 166 that detects whether or not it is connected to the connector 142. In addition, the illumination light unit 150 is connected to each part provided in the illumination light unit 150 such as the connector 165 and the connection detection unit 166, and controls each part, and between the processor unit 170 and the excitation light unit 130. A control unit 167 for performing communication control is arranged.

励起光ユニット１３０は、励起光Ｌ２を発するＧａＮ系の半導体レーザ１３１と、この半導体レーザ１３１を駆動する駆動回路１３２と、半導体レーザ１３１から射出された励起光Ｌ２を導光するライトガイド１３３とを備えている。ライトガイド１３３は、励起光ユニット１３０の筐体から外部へ延伸するものであり、その他端には、光コネクタ１３６が設けられている。この光コネクタ１３６は、照明光ユニット１５０の光コネクタ１６１と着脱自在に接続されている。半導体レーザ１３１と駆動回路１３２との間には、スイッチ１３４が設けられている。また、半導体レーザ１３１とライトガイド１３３の一端（入射端）との間には、集光光学系１３５が配置されている。 The excitation light unit 130 includes a GaN-based semiconductor laser 131 that emits the excitation light L2, a drive circuit 132 that drives the semiconductor laser 131, and a light guide 133 that guides the excitation light L2 emitted from the semiconductor laser 131. I have. The light guide 133 extends from the casing of the excitation light unit 130 to the outside, and an optical connector 136 is provided at the other end. This optical connector 136 is detachably connected to the optical connector 161 of the illumination light unit 150. A switch 134 is provided between the semiconductor laser 131 and the drive circuit 132. A condensing optical system 135 is disposed between the semiconductor laser 131 and one end (incident end) of the light guide 133.

さらに励起光ユニット１３０には、上記駆動回路１３２、スイッチ１３４等の励起光ユニット１３０内に設けられた各部位と接続され、これらの各部位を制御するとともに、照明光ユニット１５０と間の通信制御を行う制御部１４０が配置されている。制御部１４０には信号ライン１４１の一端が接続されている。信号ライン１４１は、励起光ユニット１３０の筐体から外部へ延伸するものであり、その他端には、コネクタ１４２が設けられている。コネクタ１４２は、照明光ユニット１５０のコネクタ１６５と着脱自在に接続されている。 Further, the pumping light unit 130 is connected to each part provided in the pumping light unit 130 such as the drive circuit 132 and the switch 134, and controls these parts and also controls communication with the illumination light unit 150. A control unit 140 that performs is arranged. One end of a signal line 141 is connected to the control unit 140. The signal line 141 extends from the casing of the excitation light unit 130 to the outside, and a connector 142 is provided at the other end. The connector 142 is detachably connected to the connector 165 of the illumination light unit 150.

一方プロセッサユニット１７０には、通常画像モードが選択された場合に信号処理を行う、通常画像処理部１７４および表示処理部１７６と、蛍光画像モードが選択された場合に信号処理を行う、推定分光データ算出部１８０、画像処理部１８２および表示処理部１８４と、照明光および励起光の強度を制御する光量制御部１８６とが設けられているプロセッサ部１７２を備えている。 On the other hand, the processor unit 170 performs normal signal processing when the normal image mode is selected, the normal image processing unit 174 and the display processing unit 176, and estimated spectral data that performs signal processing when the fluorescent image mode is selected. A processor unit 172 provided with a calculation unit 180, an image processing unit 182 and a display processing unit 184, and a light amount control unit 186 for controlling the intensity of illumination light and excitation light is provided.

通常画像処理部１７４は、通常画像モードが選択されている場合に、スコープユニット１１０のＡ／Ｄ変換器１２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂの３色画像信号に各種の信号処理を施した上、輝度（Ｙ）信号と色差［Ｃ（Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙ）］信号で構成されるＹ／Ｃ信号を生成し、表示処理部１７６へ出力する。表示処理部１７６では、Ｙ／Ｃ信号に各種の信号処理を施し、表示用のカラー通常画像信号を生成し、このカラー通常画像信号を、例えば液晶表示装置やＣＲＴ等からなるモニタ１１へ出力する。 The normal image processing unit 174 performs various types of signal processing on the three-color image signals of R, G, and B output from the A / D converter 120 of the scope unit 110 when the normal image mode is selected. In addition, a Y / C signal composed of a luminance (Y) signal and a color difference [C (R−Y, B−Y)] signal is generated and output to the display processing unit 176. The display processing unit 176 performs various types of signal processing on the Y / C signal, generates a color normal image signal for display, and outputs the color normal image signal to the monitor 11 including, for example, a liquid crystal display device or a CRT. .

推定分光データ算出手段１８０では、蛍光画像モードが選択されている場合に、画素毎に、スコープユニット１１０のＡ／Ｄ変換器１２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂの３色画像信号と予め記憶されている分光データ算出用の推定マトリクスデータを用いて、推定分光データを算出し、画像処理部１８２へ出力する。 In the estimated spectral data calculation means 180, when the fluorescence image mode is selected, the R, G, B three-color image signals output from the A / D converter 120 of the scope unit 110 are stored in advance for each pixel. The estimated spectral data is calculated using the estimated matrix data for calculating the spectral data, and is output to the image processing unit 182.

画像処理部１８２では、まず励起光Ｌ２が照射された場合に被観察部１０から発せられる蛍光の中心波長帯域である４８０ｎｍを含む波長帯域である特定蛍光波長帯域、例えば４６０ｎｍ〜５００ｎｍの推定分光データを求め、この特定蛍光波長帯域の推定分光データに基づいて蛍光画像を生成する。またこの特定蛍光波長帯域を含まない波長帯域である準通常波長帯域、例えば４１０ｎｍ〜４６０ｎｍおよび５００〜７００ｎｍの推定分光データを求め、該準通常波長帯域の推定分光データに基づいて擬似カラー通常画像データと擬似白黒通常画像データとを生成する。さらに、擬似白黒通常画像データへ蛍光画像データを重畳した蛍光重畳画像データを生成し、擬似カラー通常画像データと蛍光重畳画像データとを表示処理部１８４へ出力する。表示処理部１８４では、擬似カラー通常画像データと蛍光重畳画像データを並べて表示した表示画像を生成、もしくは一枚の画像内へ合成処理した表示用のカラー画像信号を生成し、モニタ１１へ出力する。 In the image processing unit 182, first, when the excitation light L2 is irradiated, estimated spectral data of a specific fluorescence wavelength band that is a wavelength band including 480 nm that is the central wavelength band of the fluorescence emitted from the observed unit 10, for example, 460 nm to 500 nm. And a fluorescence image is generated based on the estimated spectral data of the specific fluorescence wavelength band. Further, estimated spectral data in a quasi-normal wavelength band, for example, 410 nm to 460 nm and 500 to 700 nm, which is a wavelength band not including the specific fluorescence wavelength band, is obtained, and pseudo color normal image data is obtained based on the estimated spectral data in the quasi-normal wavelength band. And pseudo monochrome normal image data are generated. Further, fluorescence superimposed image data is generated by superimposing the fluorescence image data on the pseudo monochrome normal image data, and the pseudo color normal image data and the fluorescence superimposed image data are output to the display processing unit 184. The display processing unit 184 generates a display image in which the pseudo-color normal image data and the fluorescence superimposed image data are displayed side by side, or generates a display color image signal that is synthesized into one image and outputs the display color image signal to the monitor 11. .

光量制御部１８６は、通常画像処理部１７４および画像処理部１８２と接続され、照明通常画像モードが選択されている場合には、カラー通常画像の輝度に基づいて、照明光Ｌ１の光量を制御する。また、蛍光画像モードが選択されている場合には、擬似カラー通常画像の輝度に基づいて、照明光Ｌ１および励起光Ｌ２の光量を制御する。 The light amount control unit 186 is connected to the normal image processing unit 174 and the image processing unit 182, and controls the light amount of the illumination light L1 based on the luminance of the color normal image when the illumination normal image mode is selected. . When the fluorescence image mode is selected, the light amounts of the illumination light L1 and the excitation light L2 are controlled based on the luminance of the pseudo color normal image.

さらにプロセッサ部１７２には、メモリ１９０と、キーボード型の入力部１９２と、コープユニット１１０のコネクタ１２７と着脱自在に接続されるコネクタ１９４とが接続されている。コネクタ１９４には、コネクタ１２７と接続されているか否かを検知する接続検知部１９５が設けられている。またプロセッサ部１７２は、スコープユニット１１０の制御部１２１、照明光ユニット１５０の制御部１６７および励起光ユニット１３０に制御部１４０と接続されている。 Further, the processor unit 172 is connected to a memory 190, a keyboard-type input unit 192, and a connector 194 that is detachably connected to the connector 127 of the coop unit 110. The connector 194 is provided with a connection detection unit 195 that detects whether or not it is connected to the connector 127. The processor unit 172 is connected to the control unit 140 in the control unit 121 of the scope unit 110, the control unit 167 of the illumination light unit 150, and the excitation light unit 130.

メモリ１９０には、被観察部１０の推定分光データを算出するための推定マトリクスデータが記憶されている。推定マトリクスデータはテーブルとしてメモリ１９０にあらかじめ記憶されている。この推定マトリクスデータは、照明光Ｌ１の分光特性と、撮像素子のカラー感度特性および色フィルタの透過率等を含む撮像システム全体の分光特性とを加味したマトリクスデータであり、ＣＣＤ１１７により撮像されたＲＧＢ画像信号と、この推定マトリクスデータとの演算により、照明光の種類や、撮像システムの固有の分光特性等に依存しない、被観察部の分光データを得ることができる。なお、この推定マトリクスデータの詳細は、特開２００３−９３３３６号公報あるいは特開２００７−２０２６２１号公報などに開示されている。本実施形態において、このメモリ１９０に格納されている推定マトリクスデータの一例は次の表１のようになる。

The memory 190 stores estimated matrix data for calculating estimated spectral data of the observed portion 10. The estimated matrix data is stored in advance in the memory 190 as a table. This estimated matrix data is matrix data that takes into account the spectral characteristics of the illumination light L1 and the spectral characteristics of the entire imaging system, including the color sensitivity characteristics of the image sensor and the transmittance of the color filters, and the RGB imaged by the CCD 117. By calculating the image signal and the estimated matrix data, it is possible to obtain spectral data of the observed portion that does not depend on the type of illumination light, the spectral characteristics unique to the imaging system, or the like. The details of the estimation matrix data are disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-93336 or Japanese Patent Laid-Open No. 2007-202621. In this embodiment, an example of estimated matrix data stored in the memory 190 is as shown in Table 1 below.

この表１のマトリクスデータは、例えば４１０ｎｍから７００ｎｍの波長域を５ｎｍ間隔で分けた５９の波長域パラメータ（係数セット）ｐ１〜ｐ５９からなる。パラメータｐ１〜ｐ５９は各々、マトリクス演算のための係数ｋ_ｐｒ，ｋ_ｐｇ，ｋ_ｐｂ（ｐ＝１〜５９）から構成されている。 The matrix data in Table 1 is composed of 59 wavelength range parameters (coefficient sets) p1 to p59 obtained by dividing the wavelength range from 410 nm to 700 nm, for example, at 5 nm intervals. Each of the parameters p1 to p59 includes coefficients k _pr , k _pg , and k _pb (p = 1 to 59) for matrix calculation.

以下、上記構成を有する本実施形態の蛍光内視鏡装置の動作について説明する。まず、被観察部１０へ照明光Ｌ１を照射して取得したカラー通常画像を動画として表示する通常画像モードの際の動作について説明する。 Hereinafter, the operation of the fluorescence endoscope apparatus of the present embodiment having the above configuration will be described. First, an operation in the normal image mode in which a color normal image acquired by irradiating the observation part 10 with the illumination light L1 is displayed as a moving image will be described.

本蛍光内視鏡装置の使用に先立って、洗浄および殺菌されたスコープユニット１１０がプロセッサユニット１７０および照明光ユニット１５０へ取り付けられる。スコープユニット１１０の信号ライン１２５および信号ライン１２６の先端に設けられているコネクタ１２７は、プロセッサユニット１７０のコネクタ１９４へ接続される。また、ライトガイド１１２に先端に設けられている光コネクタ１１３は、照明光ユニット１５０の光コネクタ１５３と接続される。コネクタ１９４に設けられている接続検知部１９５は、コネクタ１９４へコネクタ１２７が接続された場合には、接続信号をプロセッサ部１７２へ出力する。また、光コネクタ１５３へ設けられている接続検知部１５４は、光コネクタ１５３へ光コネクタ１１３が接続された場合には接続信号を制御部１６７へ出力する。 Prior to use of the present fluorescence endoscope apparatus, the cleaned and sterilized scope unit 110 is attached to the processor unit 170 and the illumination light unit 150. The connector 127 provided at the tip of the signal line 125 and the signal line 126 of the scope unit 110 is connected to the connector 194 of the processor unit 170. The optical connector 113 provided at the tip of the light guide 112 is connected to the optical connector 153 of the illumination light unit 150. The connection detection unit 195 provided in the connector 194 outputs a connection signal to the processor unit 172 when the connector 127 is connected to the connector 194. The connection detection unit 154 provided to the optical connector 153 outputs a connection signal to the control unit 167 when the optical connector 113 is connected to the optical connector 153.

プロセッサ部１７２は、接続光検知部１９５および接続検知部１５４から接続信号が入力された場合に、照明光ユニット１５０のロータリーシャッタ１５９を回転し、通常画像モードにおける動作を可能とし、プロセッサユニット１７０のプロセッサ部１７２を介して入力部１９２の所定のキーの機能形態を設定し、かつプロセッサ部１７２およびスコープユニット１１０の制御部１２１を介して、スイッチ１２２の機能形態を設定する。プロセッサ部１７２の制御により、使用者が入力部１９２の所定のキーもしくはスイッチ１２２を押圧すると、動作モードが停止状態と通常画像モードとの間で切り替る。 When a connection signal is input from the connection light detection unit 195 and the connection detection unit 154, the processor unit 172 rotates the rotary shutter 159 of the illumination light unit 150 to enable operation in the normal image mode. A function form of a predetermined key of the input unit 192 is set through the processor unit 172, and a function form of the switch 122 is set through the processor unit 172 and the control unit 121 of the scope unit 110. When the user presses a predetermined key or switch 122 of the input unit 192 under the control of the processor unit 172, the operation mode is switched between the stopped state and the normal image mode.

観察者が入力部１９２の所定のキーもしくはスイッチ１２２を一回押圧すると、通常画像モードにおける動作が開始される。照明光ユニット１５０では、駆動回路１５２によりキセノンランプ１５１が点灯し、照明光Ｌ１が射出される。照明光Ｌ１は、波長フィルタ１５５、絞り１５６、ダイクロイックミラー１５７を経て、集光レンズ１５８により光コネクタ１１３の端面へ集光され、ライトガイド１１２へ入射する。ライトガイド１１２内を伝播した照明光Ｌ１は、ライトガイド１１２の先端から射出して、照明用光学系１１１を介して被観察部１０へ照射される。 When the observer presses a predetermined key or switch 122 of the input unit 192 once, the operation in the normal image mode is started. In the illumination light unit 150, the xenon lamp 151 is turned on by the drive circuit 152, and the illumination light L1 is emitted. The illumination light L 1 passes through the wavelength filter 155, the stop 156, and the dichroic mirror 157, and is collected on the end face of the optical connector 113 by the condenser lens 158 and enters the light guide 112. The illumination light L1 propagated through the light guide 112 is emitted from the tip of the light guide 112, and is irradiated to the observed portion 10 through the illumination optical system 111.

なお、照明光Ｌ１の波長帯域は、波長フィルタ１５５により４１０ｎｍ以上７００ｎｍ以下へ制限され、照明光Ｌ１の光量は絞り１５６により制御されている。絞り１５６による照明光Ｌ１の光量制御動作については後述する。 The wavelength band of the illumination light L1 is limited to 410 nm or more and 700 nm or less by the wavelength filter 155, and the light quantity of the illumination light L1 is controlled by the diaphragm 156. The light amount control operation of the illumination light L1 by the diaphragm 156 will be described later.

ＣＣＤ駆動回路１１８によって駆動されたＣＣＤ１１７がこの被観察部１０の像を撮像し、撮像信号を出力する。この撮像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１１９で相関二重サンプリングと自動利得制御による増幅を受けた後、Ａ／Ｄ変換器１８でＡ／Ｄ変換されて、ＲＧＢ画像信号としてプロセッサユニット１７０のプロセッサ部１７２の通常画像処理部１７４へ入力される。通常画像処理部１７４では、通常画像モードが選択されている場合に、スコープユニット１１０のＡ／Ｄ変換器１２０から出力されたＲ、Ｇ、Ｂの３色画像信号に各種の信号処理を施した上、輝度信号Ｙと色差信号Ｃで構成されるＹ／Ｃ信号（カラー通常画像信号）を生成し、表示処理部１７６へ出力する。表示処理部１７６では、このＹ／Ｃ信号へ対し、Ｉ／Ｐ変換およびノイズ除去などの各種信号処理を施し、モニタ１１へ出力する。 The CCD 117 driven by the CCD driving circuit 118 takes an image of the observed portion 10 and outputs an image pickup signal. The imaging signal is amplified by correlated double sampling and automatic gain control by the CDS / AGC circuit 119, and then A / D converted by the A / D converter 18, and is processed as an RGB image signal by the processor unit 172 of the processor unit 170. Are input to the normal image processing unit 174. When the normal image mode is selected, the normal image processing unit 174 performs various types of signal processing on the R, G, and B three-color image signals output from the A / D converter 120 of the scope unit 110. Above, a Y / C signal (color normal image signal) composed of the luminance signal Y and the color difference signal C is generated and output to the display processing unit 176. The display processing unit 176 performs various signal processing such as I / P conversion and noise removal on the Y / C signal, and outputs it to the monitor 11.

また、通常画像処理部１７４は、画素毎の輝度信号Ｙ、または隣接する複数画素の平均輝度信号Ｙ’を光量制御部１８６へ出力する。光量制御部１８６では、１フレーム毎に指定エリア画素の平均輝度値Ｙａを算出し、予めメモリ１９０へ記憶されている基準輝度値Ｙｒと比較して、比較結果に基づいて絞り制御信号を選択し、照明光ユニット１５０の制御部１６７へ出力する。この絞り制御信号としては、平均輝度値Ｙａが基準輝度値Ｙｒより大きければ絞り１５６の絞り量を小さくする信号が選択され、平均輝度値Ｙａが基準輝度値Ｙｒより小さければ絞り１５６の絞り量を大きくする信号が選択され、平均輝度値Ｙａが基準輝度値Ｙｒと略等しい場合には、絞り量を維持する信号が選択される。 Further, the normal image processing unit 174 outputs the luminance signal Y for each pixel or the average luminance signal Y ′ of a plurality of adjacent pixels to the light amount control unit 186. The light amount control unit 186 calculates an average luminance value Ya of the designated area pixel for each frame, compares it with a reference luminance value Yr stored in advance in the memory 190, and selects an aperture control signal based on the comparison result. And output to the controller 167 of the illumination light unit 150. As the diaphragm control signal, a signal for decreasing the diaphragm amount of the diaphragm 156 is selected if the average luminance value Ya is larger than the reference luminance value Yr, and the diaphragm amount of the diaphragm 156 is selected if the average luminance value Ya is smaller than the reference luminance value Yr. When a signal to be increased is selected and the average luminance value Ya is substantially equal to the reference luminance value Yr, a signal for maintaining the aperture amount is selected.

照明光ユニット１５０の制御部１６７では、この絞り制御信号に基づいて、絞り１５６の絞り量を制御する。 The control unit 167 of the illumination light unit 150 controls the aperture amount of the aperture 156 based on the aperture control signal.

次に蛍光画像モードの際の動作について説明する。蛍光画像モードを使用する前には、まず、洗浄および殺菌されたスコープユニット１１０がプロセッサユニット１７０および照明光ユニット１５０へ取り付けられる。スコープユニット１１０の信号ライン１２５および信号ライン１２６の先端に設けられているコネクタ１２７は、プロセッサユニット１７０のコネクタ１９４へ接続される。コネクタ１９４に設けられている接続検知部１９５は、コネクタ１９４へコネクタ１２７が接続された場合には、接続信号をプロセッサ部１７２へ出力する。また、ライトガイド１１２に先端に設けられている光コネクタ１１３は、照明光ユニット１５０の光コネクタ１５３と接続される。光コネクタ１５３へ設けられている接続検知部１５４は、光コネクタ１５３へ光コネクタ１１３が接続された場合には接続信号を制御部１６７へ出力する。 Next, the operation in the fluorescence image mode will be described. Before using the fluorescence image mode, first, the cleaned and sterilized scope unit 110 is attached to the processor unit 170 and the illumination light unit 150. The connector 127 provided at the tip of the signal line 125 and the signal line 126 of the scope unit 110 is connected to the connector 194 of the processor unit 170. The connection detection unit 195 provided in the connector 194 outputs a connection signal to the processor unit 172 when the connector 127 is connected to the connector 194. The optical connector 113 provided at the tip of the light guide 112 is connected to the optical connector 153 of the illumination light unit 150. The connection detection unit 154 provided to the optical connector 153 outputs a connection signal to the control unit 167 when the optical connector 113 is connected to the optical connector 153.

さらに、励起光ユニット１３０が照明光ユニット１５０へ接続される。励起光ユニット１３０の信号ライン１４１の先端に設けられているコネクタ１４２は、照明光ユニット１５０のコネクタ１６５へ接続される。コネクタ１６５に設けられている接続検知部１６６は、コネクタ１６５へコネクタ１４２が接続された場合には、接続信号を制御部１６７へ出力する。またライトガイド１３３の先端に設けられている光コネクタ１３６は、照明光ユニット１５０の光コネクタ１６１へ接続される。光コネクタ１６１に設けられている接続検知部１６２は、光コネクタ１６２へ光コネクタ１３６が接続された場合には接続信号を制御部１６７へ出力する。 Further, the excitation light unit 130 is connected to the illumination light unit 150. The connector 142 provided at the tip of the signal line 141 of the excitation light unit 130 is connected to the connector 165 of the illumination light unit 150. The connection detection unit 166 provided in the connector 165 outputs a connection signal to the control unit 167 when the connector 142 is connected to the connector 165. The optical connector 136 provided at the tip of the light guide 133 is connected to the optical connector 161 of the illumination light unit 150. The connection detection unit 162 provided in the optical connector 161 outputs a connection signal to the control unit 167 when the optical connector 136 is connected to the optical connector 162.

励起光ユニット１３０の制御部１４０は、照明光ユニット１５０の制御部１６７と通信を行い、接続検知部１６６および接続検知部１６２から接続信号が入力された場合に、励起光ユニット１３０のスイッチ１３４を閉じ、半導体レーザ１３１と駆動回路１３２との間を電気的に接続し、駆動回路１３２による半導体レーザ１３１の駆動を可能とし、またプロセッサユニット１７０のプロセッサ部１７２を介して入力部１９２の所定のキーの機能形態を設定し、かつプロセッサ部１７２およびスコープユニット１１０の制御部１２１を介して、スイッチ１２２の機能形態を設定する。制御部１４０の制御により、使用者が入力部１９２の所定のキーもしくはスイッチ１２２を押圧すると、動作モードが停止状態、通常画像モードと蛍光画像モードの間で切り替る。なお、接続検知部１６６および接続検知部１６２に両方から接続信号が入力されていない場合、すなわち両者から接続信号が入力されていない、あるいはどちらか一方から接続入力信号が入力されていない場合には、励起光ユニット１３０においては、常にスイッチ１３４は開状態となっている。このため、励起光ユニット１３０が、照明光ユニット１５０へ接続されていない状態で、半導体レーザ１３１が駆動されることはない。 The control unit 140 of the excitation light unit 130 communicates with the control unit 167 of the illumination light unit 150, and when a connection signal is input from the connection detection unit 166 and the connection detection unit 162, the switch 134 of the excitation light unit 130 is turned on. The semiconductor laser 131 and the drive circuit 132 are electrically connected to each other, the semiconductor laser 131 can be driven by the drive circuit 132, and a predetermined key of the input unit 192 is provided via the processor unit 172 of the processor unit 170. And the functional form of the switch 122 is set via the processor unit 172 and the control unit 121 of the scope unit 110. When the user presses a predetermined key or switch 122 of the input unit 192 under the control of the control unit 140, the operation mode is switched between the stopped state, the normal image mode, and the fluorescent image mode. In the case where no connection signal is input from both the connection detection unit 166 and the connection detection unit 162, that is, no connection signal is input from either of them, or no connection input signal is input from either of them. In the excitation light unit 130, the switch 134 is always open. For this reason, the semiconductor laser 131 is not driven in a state where the excitation light unit 130 is not connected to the illumination light unit 150.

通常画像モードにおいて動作している際に、観察者が入力部１９２の所定のキーもしくはスイッチ１２２を一回押圧すると、蛍光画像モードにおける動作が開始される。照明光ユニット１５０に加え励起光ユニット１３０が動作を開始する。駆動回路１３２により半導体レーザ１３１が駆動され、波長４０５ｎｍの励起光Ｌ２が射出される。励起光Ｌ２は、集光光学系１３５により集光され、ライトガイド１３３の端面へ入射する。ライトガイド１３３を伝播した励起光Ｌ２は、光コネクタ１３６、光コネクタ１６１を介してライトガイド１６３へ入射する。ライトガイド１６３を伝播し、その端部から射出した励起光Ｌ２は、コリメータレンズ１６４により平行光へ変換され、ダイクロイックミラー１５７へ入射する。励起光Ｌ２の波長が４０５ｎｍであるため、励起光Ｌ２はダイクロイックミラー１５７で直角に反射し、集光レンズ１５８により光コネクタ１１３の端面へ集光され、ライトガイド１１２へ入射する。ライトガイド１１２内を伝播した励起光Ｌ２は、ライトガイド１１２の先端から射出して、照明用光学系１１１を介して被観察部１０へ照射される。なお、この際には、被観察部１０へは照明光Ｌ１も同時に照射されている。なお、励起光Ｌ２の光量は、駆動回路１３２の駆動電流により制御されている。この駆動電流による励起光Ｌ２の光量制御動作については後述する。 When operating in the normal image mode, when the observer presses a predetermined key or switch 122 of the input unit 192 once, the operation in the fluorescent image mode is started. In addition to the illumination light unit 150, the excitation light unit 130 starts operating. The semiconductor laser 131 is driven by the drive circuit 132, and excitation light L2 having a wavelength of 405 nm is emitted. The excitation light L2 is condensed by the condensing optical system 135 and enters the end face of the light guide 133. The excitation light L 2 that has propagated through the light guide 133 enters the light guide 163 via the optical connector 136 and the optical connector 161. The excitation light L2 propagating through the light guide 163 and exiting from the end thereof is converted into parallel light by the collimator lens 164 and enters the dichroic mirror 157. Since the wavelength of the excitation light L 2 is 405 nm, the excitation light L 2 is reflected by the dichroic mirror 157 at a right angle, is condensed on the end face of the optical connector 113 by the condenser lens 158, and enters the light guide 112. The excitation light L 2 propagated through the light guide 112 is emitted from the tip of the light guide 112 and is irradiated to the observed part 10 through the illumination optical system 111. At this time, the observation part 10 is also irradiated with the illumination light L1. The light amount of the excitation light L2 is controlled by the drive current of the drive circuit 132. The light amount control operation of the excitation light L2 by this drive current will be described later.

ＣＣＤ駆動回路１１８によって駆動されたＣＣＤ１１７が、被観察部１０で反射された照明光Ｌ１の反射光と、励起光Ｌ２が照射されてことにより、被観察部１０から発せられる蛍光とからなる像を撮像する。なお、ＣＣＤ１１７の先端には、波長４１０ｎｍ以下の光をカットする励起光カットフィルタが設けられているため、励起光Ｌ２の反射光はほとんどＣＣＤ１１７へは入射しない。ＣＣＤ１１７は、撮像信号を出力し、この撮像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ回路１１９で相関二重サンプリングと自動利得制御による増幅を受けた後、Ａ／Ｄ変換器１８でＡ／Ｄ変換されて、ＲＧＢ画像信号としてプロセッサユニット１７０のプロセッサ部１７２の推定分光データ算出手段１８０へ入力される。 The CCD 117 driven by the CCD driving circuit 118 irradiates the reflected light of the illumination light L1 reflected by the observed portion 10 and the excitation light L2, and thereby forms an image composed of fluorescence emitted from the observed portion 10. Take an image. Note that since the excitation light cut filter for cutting light having a wavelength of 410 nm or less is provided at the tip of the CCD 117, the reflected light of the excitation light L2 hardly enters the CCD 117. The CCD 117 outputs an imaging signal. This imaging signal is amplified by correlated double sampling and automatic gain control by the CDS / AGC circuit 119, and then A / D converted by the A / D converter 18 to obtain an RGB image. A signal is input to the estimated spectral data calculation means 180 of the processor unit 172 of the processor unit 170.

推定分光データ算出手段１８０では、各画素毎に、３色画像信号Ｒ、Ｇ、Ｂに対して、メモリ１００に記憶されている推定マトリクスデータの全てのパラメータからなる３×５９のマトリクスを用いて、次式で示すマトリクス演算を行って、推定分光データ（ｑ１〜ｑ５９）を作成し、画像処理部１８２へ出力する。

The estimated spectral data calculation means 180 uses a 3 × 59 matrix composed of all parameters of estimated matrix data stored in the memory 100 for the three-color image signals R, G, and B for each pixel. Then, matrix calculation represented by the following equation is performed to generate estimated spectral data (q1 to q59) and output to the image processing unit 182.

図２Ａおよび図２Ｂは、各画素毎に作成される、この推定分光データ（ｑ１〜ｑ５９）のスペクトル分布の一例を表したものである。図２Ａは蛍光が発せられている被観察部１０に対応する画素におけるスペクトル分布を示し、図２Ｂは、蛍光が発せられていない被観察部１０に対応する画素におけるスペクトル分布を示すものである。それぞれ、横軸は推定分光データの各データ値ｑ１〜ｑ５９が対応する波長を、縦軸は各データ値のｑ１〜ｑ５９の強度を示している。 2A and 2B show an example of the spectrum distribution of the estimated spectral data (q1 to q59) created for each pixel. FIG. 2A shows a spectral distribution in a pixel corresponding to the observed part 10 that is emitting fluorescence, and FIG. 2B shows a spectral distribution in a pixel corresponding to the observed part 10 that is not emitting fluorescence. The horizontal axis represents the wavelength corresponding to each of the data values q1 to q59 of the estimated spectral data, and the vertical axis represents the intensity of q1 to q59 of each data value.

図２Ｂに示すように、蛍光が発せられていない被観察部１０から取得されたスペクトル分布は、被観察部１０における分光反射率を反映したものとなる。より具体的には、各データ値ｑ１〜ｑ５９の強度は、被観察部１０の分光反射率とＣＣＤ１７の各画素に入射した光の強度との積を反映した値となる。 As shown in FIG. 2B, the spectral distribution acquired from the observed portion 10 that is not emitting fluorescence reflects the spectral reflectance in the observed portion 10. More specifically, the intensity of each data value q1 to q59 is a value reflecting the product of the spectral reflectance of the observed portion 10 and the intensity of light incident on each pixel of the CCD 17.

図２Ａに示すように、蛍光が発せられている被観察部１０から取得されたスペクトル分布は、蛍光の中心波長である波長４８０ｎｍ近傍において、被観察部１０における分光反射率と蛍光強度を反映したものとなる。より具体的には、各データ値ｑ１〜ｑ５９の強度は、被観察部１０の分光反射率と、発せられた蛍光の分光放射率と、ＣＣＤ１７の各画素に入射した光の強度とを反映した値となる。なお、推定分光データ（ｑ１〜ｑ５９）を作成するために用いた推定マトリクスは、被観察部１０の分光反射率を算出するためのマトリクスであるため、各データ値ｑ１〜ｑ５９は、蛍光の分光放射率を正確に反映した値ではないが、蛍光の分光放射率の大小に関する情報を含むものである。このため、推定分光データ（ｑ１〜ｑ５９）を用いて、以下に説明するように、擬似蛍光収率を算出することができる。 As shown in FIG. 2A, the spectral distribution acquired from the observed portion 10 that is emitting fluorescence reflects the spectral reflectance and fluorescence intensity in the observed portion 10 in the vicinity of the wavelength of 480 nm, which is the central wavelength of the fluorescence. It will be a thing. More specifically, the intensity of each data value q1 to q59 reflects the spectral reflectance of the observed portion 10, the spectral emissivity of the emitted fluorescence, and the intensity of light incident on each pixel of the CCD 17. Value. Note that the estimated matrix used to create the estimated spectral data (q1 to q59) is a matrix for calculating the spectral reflectance of the observed portion 10, so that each data value q1 to q59 is a fluorescence spectrum. Although it is not a value that accurately reflects the emissivity, it includes information on the magnitude of the spectral emissivity of fluorescence. For this reason, the pseudo fluorescence yield can be calculated using the estimated spectral data (q1 to q59) as described below.

画像処理部１８２では、各画素毎に、以下の信号処理を行う。まず励起光Ｌ２が照射された場合に被観察部１０から発せられる蛍光の中心波長帯域である４８０ｎｍを含む波長帯域である特定蛍光波長帯域、例えば図３に示すような４６０ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯域の推定分光データから、この特定蛍光波長帯域の光強度である擬似蛍光強度を算出する。なお、この擬似蛍光強度は、蛍光の強度そのものを表す値ではないが、上述のように蛍光の分光放射率の大小に関する情報を含む値である。 The image processing unit 182 performs the following signal processing for each pixel. First, when the excitation light L2 is irradiated, a specific fluorescence wavelength band that is a wavelength band including 480 nm that is a central wavelength band of fluorescence emitted from the observed portion 10, for example, a wavelength band of 460 nm to 500 nm as shown in FIG. From the estimated spectral data, the pseudo fluorescence intensity that is the light intensity in the specific fluorescence wavelength band is calculated. The pseudo fluorescence intensity is not a value representing the fluorescence intensity itself, but is a value including information on the magnitude of the spectral emissivity of the fluorescence as described above.

また、この特定蛍光波長帯域を含まない波長帯域である準通常波長帯域、例えば図４に示すような４１０ｎｍ〜４６０ｎｍおよび５００〜７００ｎｍの波長帯域の推定分光データから、擬似３色画像信号Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓを求める。この際には、例えば、４１０ｎｍ〜４６０ｎｍの波長帯域の推定分光データから光強度を算出し、その値をＢｓ信号とする。また、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長帯域の推定分光データから光強度を算出し、その値をＧｓ信号とし、さらに６００ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域の推定分光データから光強度を算出し、その値をＲｓ信号とする。 Further, pseudo three-color image signals Rs, Gs are obtained from estimated spectral data in a quasi-normal wavelength band that does not include the specific fluorescence wavelength band, for example, wavelength bands of 410 nm to 460 nm and 500 to 700 nm as shown in FIG. , Bs. In this case, for example, the light intensity is calculated from the estimated spectral data in the wavelength band of 410 nm to 460 nm, and the value is used as the Bs signal. Further, the light intensity is calculated from the estimated spectral data in the wavelength band of 500 nm to 600 nm, the value is used as the Gs signal, the light intensity is calculated from the estimated spectral data in the wavelength band of 600 nm to 700 nm, and the value is set as the Rs signal. To do.

この擬似３色画像信号Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓを用いて、輝度信号Ｙと色差信号Ｃで構成されるＹ／Ｃ信号（擬似カラー通常画像信号）を生成し、擬似カラー通常画像信号として表示処理部１８４へ出力する。 Using these pseudo three-color image signals Rs, Gs, and Bs, a Y / C signal (pseudo color normal image signal) composed of a luminance signal Y and a color difference signal C is generated, and a display processing unit is provided as a pseudo color normal image signal. Output to 184.

なお、蛍光強度は、励起光照度にほぼ比例するが、励起光照度は距離の２乗に反比例して低下する。そのため、光源から遠くにある正常組織からよりも近くにある病変組織からの方が、強い蛍光を受光する場合があり、蛍光の強度の情報だけでは被観察部の組織性状を表すことはできない。そのため、従来から励起光とは異なる波長帯域の光を参照光として被観察部に照射し、この参照光の照射を受けた被観察部によって反射された反射光の強度（以下参照光強度と記載）を検出して、蛍光強度をこの参照光強度により除算した蛍光収率を求め、該蛍光収率に基づいて蛍光画像を生成することが行われている。 The fluorescence intensity is substantially proportional to the excitation light illuminance, but the excitation light illuminance decreases in inverse proportion to the square of the distance. For this reason, strong fluorescence may be received from a lesion tissue that is closer than a normal tissue that is far from the light source, and the tissue properties of the observed portion cannot be expressed only by information on the intensity of the fluorescence. Therefore, conventionally, the intensity of the reflected light reflected by the observed portion irradiated with the reference light (hereinafter referred to as the reference light intensity) is irradiated as the reference light with light having a wavelength band different from that of the excitation light. ) Is detected, a fluorescence yield obtained by dividing the fluorescence intensity by the reference light intensity is obtained, and a fluorescence image is generated based on the fluorescence yield.

画像処理部１８２では、上記の参照強度として擬似カラー通常画像信号の輝度信号Ｙの値を使用すること、すなわち擬似蛍光強度を、擬似カラー通常画像信号の輝度信号Ｙの値で除算することにより、擬似蛍光収率を求め、この擬似蛍光収率に対して、例えば、図５に示すように、赤、黄、緑の色を順次割り当てて、蛍光画像を作成する。この場合には擬似蛍光収率が小さくなる病変組織は赤色に、擬似蛍光収率が大きい正常組織は緑色に表示される。なお、擬似蛍光収率が所定の下限値以下である場合には、赤のみを割り当て、所定の上限値以上である場合には緑を割り当てる。あるいは、図６に示すように、擬似蛍光収率に対して、赤、黄、緑、シアン、青を割り当て、擬似蛍光収率が所定の下限値以下である場合、あるいは所定の上限値以上である場合には無彩色を割り当ててもよい。 In the image processing unit 182, by using the value of the luminance signal Y of the pseudo color normal image signal as the reference intensity, that is, by dividing the pseudo fluorescence intensity by the value of the luminance signal Y of the pseudo color normal image signal, A pseudo fluorescence yield is obtained, and for example, as shown in FIG. 5, red, yellow, and green colors are sequentially assigned to the pseudo fluorescence yield to create a fluorescence image. In this case, a lesion tissue with a small pseudo fluorescence yield is displayed in red, and a normal tissue with a large pseudo fluorescence yield is displayed in green. When the pseudo fluorescence yield is equal to or lower than the predetermined lower limit value, only red is allocated, and when it is equal to or higher than the predetermined upper limit value, green is allocated. Alternatively, as shown in FIG. 6, red, yellow, green, cyan, and blue are assigned to the pseudo fluorescence yield, and the pseudo fluorescence yield is equal to or lower than a predetermined lower limit value, or is equal to or higher than a predetermined upper limit value. In some cases, an achromatic color may be assigned.

なお、本実施の形態においては、参照光強度として擬似カラー通常画像信号の輝度信号Ｙの値を用いたが、例えば、擬似カラー通常画像信号の輝度信号Ｙの値の変わりに、画像信号Ｒｓの光強度や、あるいは正常組織から発せられる蛍光強度と病変組織から発せられる蛍光強度との差が少ない長波長帯域、例えば６２０ｎｍにおける推定分光データから求めた光強度などを用いてもよい。 In this embodiment, the value of the luminance signal Y of the pseudo color normal image signal is used as the reference light intensity. For example, instead of the value of the luminance signal Y of the pseudo color normal image signal, the value of the image signal Rs is changed. Light intensity, or light intensity obtained from estimated spectral data in a long wavelength band with a small difference between the fluorescence intensity emitted from normal tissue and the fluorescence intensity emitted from diseased tissue, for example, 620 nm may be used.

画像処理部１８２では、観察者が、擬似蛍光収率が小さくなる病変組織の位置を確認しやすいように、擬似カラー通常画像信号の輝度信号Ｙのみを反映させた画像、すなわち擬似白黒通常画像へ、上述の蛍光画像を重畳した蛍光重畳画像データを生成して、表示処理部１８４へ出力する。表示処理部１８４では、画像処理部１８２から出力された擬似カラー通常画像データと蛍光重畳画像データを並べて表示した表示画像を生成、もしくは擬似カラー通常画像データと蛍光重畳画像データとを一枚の画像内へ合成処理した表示用のカラー画像信号を生成し、モニタ１１へ出力して表示させる。 In the image processing unit 182, an image that reflects only the luminance signal Y of the pseudo-color normal image signal, that is, the pseudo-monochrome normal image is displayed so that the observer can easily confirm the position of the lesion tissue in which the pseudo-fluorescence yield becomes small. Then, the fluorescence superimposed image data on which the above-described fluorescence image is superimposed is generated and output to the display processing unit 184. The display processing unit 184 generates a display image in which the pseudo color normal image data and the fluorescence superimposed image data output from the image processing unit 182 are displayed side by side, or generates the pseudo color normal image data and the fluorescence superimposed image data as one image. A color image signal for display that has been combined into the image is generated and output to the monitor 11 for display.

また、画像処理部１８２は、画素毎の擬似カラー通常画像信号の輝度信号Ｙ、または隣接する複数画素の平均輝度信号Ｙ’を光量制御部１８６へ出力する。光量制御部１８６では、１フレーム毎に指定エリア画素の平均輝度値Ｙａを算出し、予めメモリ１９０へ記憶されている基準輝度値Ｙｒと比較して、比較結果に基づいて絞り制御信号を選択し、照明光ユニット１５０の制御部１６７へ出力する。また同時に励起光ユニット１３０において、駆動回路１３２から半導体レーザ１３１へ供給される駆動電流の値を制御する駆動電流制御信号を求め、この駆動電流制御信号を励起光ユニット１３０の制御部１４０へ出力する。 Further, the image processing unit 182 outputs the luminance signal Y of the pseudo color normal image signal for each pixel or the average luminance signal Y ′ of a plurality of adjacent pixels to the light amount control unit 186. The light amount control unit 186 calculates an average luminance value Ya of the designated area pixel for each frame, compares it with a reference luminance value Yr stored in advance in the memory 190, and selects an aperture control signal based on the comparison result. And output to the controller 167 of the illumination light unit 150. At the same time, the pumping light unit 130 obtains a driving current control signal for controlling the value of the driving current supplied from the driving circuit 132 to the semiconductor laser 131, and outputs this driving current control signal to the control unit 140 of the pumping light unit 130. .

絞り制御信号としては、平均輝度値Ｙａが基準輝度値Ｙｒより大きければ絞り１５６の絞り量を小さくする信号が選択され、平均輝度値Ｙａが基準輝度値Ｙｒより小さければ絞り１５６の絞り量を大きくする信号が選択され、平均輝度値Ｙａが基準輝度値Ｙｒと略等しい場合には、絞り量を維持する信号が選択される。また、予め、照明光Ｌ１の光量と励起光Ｌ２の光量との比率が所定の値になるように、絞り制御信号と対応する駆動電流制御信号がメモリ１９０に記憶されている。 As the aperture control signal, a signal for decreasing the aperture amount of the aperture 156 is selected if the average luminance value Ya is larger than the reference luminance value Yr, and the aperture amount of the aperture 156 is increased if the average luminance value Ya is smaller than the reference luminance value Yr. If the average luminance value Ya is substantially equal to the reference luminance value Yr, a signal for maintaining the aperture amount is selected. In addition, a drive current control signal corresponding to the aperture control signal is stored in the memory 190 in advance so that the ratio between the light amount of the illumination light L1 and the light amount of the excitation light L2 becomes a predetermined value.

照明光ユニット１５０の制御部１６７では、この絞り制御信号に基づいて、絞り１５６の絞り量を制御する。また、励起光ユニット１３０の制御部１４０では、この駆動電流制御信号に基づいて、駆動回路１３２から半導体レーザ１３１へ供給する電流値が制御される。 The control unit 167 of the illumination light unit 150 controls the aperture amount of the aperture 156 based on the aperture control signal. In addition, the control unit 140 of the excitation light unit 130 controls the current value supplied from the drive circuit 132 to the semiconductor laser 131 based on the drive current control signal.

以上の説明で明らかなように、本発明による蛍光内視鏡装置では、励起光ユニット１３０が照明光ユニット１５０へ接続されていることが検知されていない場合、すなわち接続検知部１６２および接続検知部１６６の両方から接続信号が出力されていない場合には、励起光ユニット１３０の駆動回路１３２と半導体レーザの間に設けられているスイッチ１３４が開状態を維持するため、半導体レーザ１３１へ電流が供給されることがない。このため、蛍光内視鏡装置の使用者がレーザ等の励起光用の光源の取り扱いには慣れていない場合であっても、安全に蛍光画像を取得することができる。 As is apparent from the above description, in the fluorescence endoscope apparatus according to the present invention, when it is not detected that the excitation light unit 130 is connected to the illumination light unit 150, that is, the connection detection unit 162 and the connection detection unit. When the connection signal is not output from both of 166, the switch 134 provided between the drive circuit 132 of the pumping light unit 130 and the semiconductor laser is kept open, so that current is supplied to the semiconductor laser 131. It will not be done. For this reason, even if the user of the fluorescence endoscope apparatus is not familiar with the handling of the light source for excitation light such as a laser, the fluorescent image can be acquired safely.

また、励起光ユニット１３０が照明光ユニット１５０へ接続されていることが検知されていない場合には、入力部１９２の所定のキーもしくはスコープユニット１１０のスイッチを押圧しても、動作状態は動作停止状態と通常画像モードの間で切り替るのみであり、蛍光画像モードへ切り替ることはない。このため、誤動作が生じる虞がなく、装置の利便性がさらに向上する。 Further, when it is not detected that the excitation light unit 130 is connected to the illumination light unit 150, the operation state is stopped even if a predetermined key of the input unit 192 or the switch of the scope unit 110 is pressed. It only switches between the state and the normal image mode, and does not switch to the fluorescence image mode. For this reason, there is no possibility of malfunction, and the convenience of the apparatus is further improved.

なお、本実施の形態においては、通常画像モードが選択された場合に信号処理を行う、通常画像処理部１７４および表示処理部１７６と、蛍光画像モードが選択された場合に信号処理を行う、推定分光データ算出部１８０、画像処理部１８２および表示処理部１８４とをプロセッサ部１７２とを設けたが、プロセッサ部１７２の形態はこのような形態に限定されるものではなく、例えば推定分光データ算出部１８０と、通常画像処理部１７４および画像処理部１８２として機能する画像処理部と、表示処理部１７６および表示処理部１８４として機能する表示処理部とを設け、通常画像モードが選択された場合には、スコープ１１０から出力された信号を直接画像処理部へ入力し、蛍光画像モードが選択された場合には、スコープ１１０から出力された信号を推定分光データ算出部１８０へ入力するような構成としてもよい。 In this embodiment, the normal image processing unit 174 and the display processing unit 176 perform signal processing when the normal image mode is selected, and the signal processing is performed when the fluorescent image mode is selected. Although the spectral data calculation unit 180, the image processing unit 182 and the display processing unit 184 are provided with the processor unit 172, the form of the processor unit 172 is not limited to such a form. For example, the estimated spectral data calculation unit 180, an image processing unit that functions as a normal image processing unit 174 and an image processing unit 182, and a display processing unit that functions as a display processing unit 176 and a display processing unit 184. When the normal image mode is selected When the signal output from the scope 110 is directly input to the image processing unit and the fluorescence image mode is selected, the signal from the scope 110 is It may be configured so as to enter the force signal to the estimated spectral data calculation unit 180.

さらに、本実施の形態においては、照明光Ｌ１と励起光Ｌ２とを同時に被観察部１０へ照射し、ＣＣＤ１１７で撮像した画像信号と、予めメモリ１９０に記憶されているマトリクスデータを用いて、推定分光データを算出し、この推定分光データから蛍光強度を算出し、この蛍光強度に基づいて蛍光画像を生成する蛍光内視鏡装置を用いて説明を行ったが、蛍光内視鏡装置のスコープユニットおよびプロセッサユニットの形態は、上記のような実施形態に限定されるものではなく、通常画像と蛍光画像とを取得できる形態であれば、いかなる形態であってもよい。 Further, in the present embodiment, the illumination light L1 and the excitation light L2 are simultaneously irradiated onto the observed portion 10, and the estimation is performed using the image signal captured by the CCD 117 and matrix data stored in the memory 190 in advance. The spectroscopic data is calculated, the fluorescence intensity is calculated from the estimated spectroscopic data, and the explanation is made using the fluorescence endoscope apparatus that generates the fluorescence image based on the fluorescence intensity. The scope unit of the fluorescence endoscope apparatus The form of the processor unit is not limited to the above-described embodiment, and may be any form as long as the normal image and the fluorescence image can be acquired.

また、ＣＣＤ１１７のモザイクフィルタとしては、原色型の３色フィルタを用いて説明を行ったが、これに限定されるものではなく、４色型あるいは補色型等のモザイクフィルタ等を用いることもできる。この場合には、ＣＣＤ１１７から出力される信号を信号処理により原色型の信号へ変換してもよいし、予めこれらのモザイクフィルタの分光特性に合わせた推定マトリクスデータをメモリへ記憶させておいてもよい。 Further, although the description has been given using the primary color type three-color filter as the mosaic filter of the CCD 117, the present invention is not limited to this, and a mosaic filter such as a four-color type or a complementary color type can also be used. In this case, the signal output from the CCD 117 may be converted into a primary color type signal by signal processing, or estimated matrix data matching the spectral characteristics of these mosaic filters may be stored in the memory in advance. Good.

なお、本実施の形態においては、生体組織そのものから発せられる自家蛍光を取得したが、取得する蛍光は例えば蛍光薬剤であるインドシアニングリーン（Indocyanine green）等が注入された観察部から発せられる薬剤蛍光であってもよい。また、励起光として４０５ｎｍの光を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、蛍光薬剤としてインドシアニングリーン（Indocyanine green）を用いる場合であれば、７００ｎｍ〜８００ｎｍの波長帯域の光を励起光として使用することができ、８００ｎｍ以上の波長帯域の薬剤蛍光が発せられる。さらに、励起光光源の種類はレーザに限らず、ＬＥＤでも良い。 In the present embodiment, autofluorescence emitted from the living tissue itself is acquired. However, the acquired fluorescence is, for example, drug fluorescence emitted from an observation unit into which indocyanine green, which is a fluorescent agent, is injected. It may be. Moreover, although 405 nm light was used as excitation light, it is not limited to this. For example, when indocyanine green is used as a fluorescent agent, light having a wavelength band of 700 nm to 800 nm can be used as excitation light, and drug fluorescence having a wavelength band of 800 nm or more is emitted. Furthermore, the type of the excitation light source is not limited to a laser, but may be an LED.

本発明の一実施形態に係る蛍光内視鏡装置の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the fluorescence endoscope apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 波長と擬似分光反射率データとの関係を示す図Diagram showing the relationship between wavelength and pseudo spectral reflectance data 波長と分光反射率データとの関係を示す図Diagram showing the relationship between wavelength and spectral reflectance data 特定蛍光波長帯域における波長と擬似分光反射率データとの関係を示す図The figure which shows the relationship between the wavelength in the specific fluorescence wavelength band and the pseudo spectral reflectance data 準通常波長帯域における波長と擬似分光反射率データとの関係を示す図The figure which shows the relationship between the wavelength and the quasi-spectral reflectance data in the quasi-normal wavelength band 蛍光収率に対する色の割り当て方法の説明図Illustration of how to assign colors to fluorescence yield 他の蛍光収率に対する色の割り当て方法の説明図Illustration of how to assign colors to other fluorescence yields 正常組織および病変組織から発せられる蛍光のスペクトルの説明図Illustration of the spectrum of fluorescence emitted from normal and diseased tissues

Explanation of symbols

１０観察部
１１モニタ
１００蛍光内視鏡装置
１１０スコープユニット
１１１照明用光学系
１１２ライトガイド
１１３光コネクタ
１１５結像レンズ
１１６励起光カットフィルタ
１１７ＣＣＤ
１１８ＣＣＤ駆動回路
１２１制御部
１２２スイッチ
１２５信号ライン
１２６信号ライン
１２７コネクタ
１３０励起光ユニット
１３１半導体レーザ
１３２駆動回路
１３３ライトガイド(ファイバー)
１３４スイッチ
１３６光コネクタ
１５０照明光ユニット
１５１キセノンランプ
１５２駆動回路
１５３光コネクタ
１５４接続検知部
１５５波長フィルタ
１５６絞り
１５７ダイクロイックミラー
１５８集光レンズ
１５９ロータリーシャッタ
１６１光コネクタ
１６２接続検知部
１６３ライトガイド(ファイバー)
１６４レンズ
１６５コネクタ
１６６接続検知部
１６７制御部
１７０プロセッサユニット
１７２プロセッサ部
１７４通常画像処理部
１７６表示処理部
１８０推定分光データ算出部
１８２画像処理部
１８４表示処理部
１８６光量制御部
１９０メモリ
１９２入力部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Observation part 11 Monitor 100 Fluorescence endoscope apparatus 110 Scope unit 111 Optical system for illumination 112 Light guide 113 Optical connector 115 Imaging lens 116 Excitation light cut filter 117 CCD
118 CCD Drive Circuit 121 Control Unit 122 Switch 125 Signal Line 126 Signal Line 127 Connector 130 Excitation Light Unit 131 Semiconductor Laser 132 Drive Circuit 133 Light Guide (Fiber)
134 Switch 136 Optical Connector 150 Illumination Light Unit 151 Xenon Lamp 152 Drive Circuit 153 Optical Connector 154 Connection Detection Unit 155 Wavelength Filter 156 Aperture 157 Dichroic Mirror 158 Condensing Lens 159 Rotary Shutter 161 Optical Connector 162 Connection Detection Unit 163 Light Guide (Fiber)
164 Lens 165 Connector 166 Connection detection unit 167 Control unit 170 Processor unit 172 Processor unit 174 Normal image processing unit 176 Display processing unit 180 Estimated spectral data calculation unit 182 Image processing unit 184 Display processing unit 186 Light quantity control unit 190 Memory 192 Input unit

Claims

An illumination light unit having a light source for illumination light that emits illumination light;
An excitation light unit that is detachably connected to the illumination light unit and has a light source for excitation light that emits excitation light; and
First light guiding means for guiding the illumination light or the excitation light to irradiate the observed portion;
An imaging unit that captures an image made of reflected light of the observed part irradiated with the illumination light or an image made of fluorescence emitted from the observed part irradiated with the excitation light;
Image processing means for generating a normal image based on the image made of the reflected light imaged by the imaging means and generating a fluorescence image based on the image made of the fluorescence imaged by the image sensor; A fluorescence endoscope apparatus,
Detecting means for detecting whether the excitation light unit is connected to the illumination light unit;
A blocking means for blocking the excitation light from being emitted from the excitation light unit when the detection means does not detect that the excitation light unit is connected to the illumination light unit. A characteristic fluorescence endoscope apparatus.

The illumination light unit has second light guide means for guiding the excitation light,
The excitation light unit has third light guide means that extends to the outside and guides the excitation light,
2. The fluorescence endoscope apparatus according to claim 1, wherein the detection means detects whether or not the second light guide means and the third light guide means are optically connected. .

The excitation light unit includes an excitation light drive unit that drives the excitation light source.
When the blocking means blocks the excitation light from exiting from the excitation light unit, the blocking means blocks electrical connection between the excitation light driving unit and the excitation light source. The fluorescence endoscope apparatus according to claim 3.

The illumination light unit includes an illumination light drive unit that drives the illumination light source, and an illumination light control unit that controls the illumination light drive unit,
The excitation light unit includes an excitation light drive unit that drives the excitation light source, and an excitation light control unit that controls the excitation light drive unit,
4. The detection unit according to claim 1, wherein the detection unit further detects whether or not the illumination light control unit and the excitation light control unit are electrically connected. Fluorescence endoscope device.

It operates in a normal image mode for emitting the illumination light and generating a normal image or a fluorescence image mode for emitting the excitation light and generating a fluorescent image,
The operation according to the fluorescent image mode is not performed when the detection means does not detect that the excitation light unit is connected to the illumination light unit. The fluorescence endoscope apparatus as described.

An illumination light unit having a light source for illumination light that emits illumination light;
First light guiding means for guiding the illumination light or excitation light to irradiate the observed portion;
Imaging means for capturing an image of the observed part irradiated with the illumination light or a fluorescent image of the observed part irradiated with the excitation light;
Image processing means for generating a normal image based on the image of the observed part imaged by the imaging means and generating a fluorescent image based on the fluorescence image of the observed part imaged by the imaging element; An excitation light unit having a light source for excitation light that is detachably connected to the illumination light unit of the endoscope apparatus provided and emits the excitation light,
Detecting means for detecting whether the excitation light unit is connected to the illumination light unit;
And a blocking means for blocking the excitation light from being emitted from the excitation light unit when the detection means detects that the excitation light unit is not connected to the illumination light unit. Excitation light unit characterized by.