WO2006028023A1

WO2006028023A1 - 着脱フィルタ装置および内視鏡装置

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Publication number: WO2006028023A1
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Inventors: Tianyu Xie
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Abstract

　異なる波長の蛍光を容易に選択し、透過させることができる着脱フィルタ装置およびそれを用いた内視鏡装置を提供する。生体組織に向けて光を出射する投光部３３と、生体組織からの戻り光を検出する固体撮像素子３５とを備える内視鏡装置の前記挿入部３０の先端３２に着脱可能に取り付けられる着脱フィルタ装置４１であって、生体組織からの戻り光の内、異なる波長の蛍光を透過させ、該蛍光を発生させる励起光を遮断する複数のフィルタ５０ａ，５０ｂを有する着脱フィルタ装置４１を提供する。

Description

明細書

着脱フィルタ装置および内視鏡装置

技術分野

[0001] 本発明は、複数波長の蛍光を観察するためのビデオ内視鏡の着脱フィルタ装置およびそれを用いた内視鏡装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、生体からの自家蛍光や生体に注入した薬物の蛍光を観察し、観察した蛍光から生体組織の変性や、癌などの疾患を診断する技術が知られてヽる。

例えば、生体組織に励起光を照射すると、励起光よりも波長の長い蛍光が発生する。生体内においても励起光により蛍光を発する物質が存在し、その物質と疾患との相互関係があることが明らかになりつつある。また、癌細胞に結合する蛍光色素を持つ蛍光剤が知られている。癌細胞には、正常な細胞よりもこの蛍光剤が多く集まるため、この蛍光剤を生体内に注入することにより、ガン疾患の部位を診断することが可會になる。

[0003] 上述のような蛍光の観察を内視鏡により行う方法も提案されており、内視鏡を用いることにより、体腔内の癌疾患などの診断が可能となっている。

内視鏡としては、光ファイバにより光を外部にまで誘導して観察するファイバースコープと、内視鏡の先端部に備えた CCD素子により光を観察するビデオスコープとがあり、両者とも体腔内の癌疾患などの診断が行える。ファイバースコープはその径をビデオスコープより細くできるとヽぅ利点を有し、ビデオスコープは画像の解像度をフアイバースコープよりも高くできるとヽぅ利点を有してヽる。

ビデオスコープにつ、ては、その先端部に CCD素子や光フィルタなどを備えるための配置方法や構成方法などについて、多くの技術が提案されている（例えば、特許文献 1または 2参照。）。

特許文献 1：特開平 8— 140928号公報

特許文献 2：特開平 8 - 224208号公報

発明の開示 [0004] 上述の特許文献 1においては、可視光を検出する CCD素子と、所定の 1波長の蛍光を検出する CCD素子とを備えた内視鏡が開示されている。

このように 1波長の蛍光を検出する内視鏡においては、例えば癌細胞において蛍光を発する蛍光剤を患者に投与した際に、蛍光剤がどの部位にまで浸透しているか判らな力つた。そのため、癌細胞が存在しないため蛍光が検出されないの力、それとも蛍光剤が浸透して、な、ため蛍光が検出されな、のかを判別することができず、癌細胞などの検出を容易に行うことができな、と、う問題があった。

[0005] 上述の問題を解決するため、上述の特許文献 2においては、可視光を検出することができるとともに、 2つの異なる波長の蛍光を検出することができる内視鏡が開示されている。

このように、 2つの異なる波長の蛍光を検出できる内視鏡においては、例えば癌細胞において所定波長の蛍光を発する一の蛍光剤と、所定波長とは異なる波長の蛍光を発する他の蛍光剤とを患者に投与することにより、両蛍光剤がどの部位にまで浸透している力検出することができる。つまり、両蛍光剤の浸透の程度は略同じであるため、他の蛍光剤から発せられる蛍光を検出することで、一の蛍光剤がどの部位にまで浸透した力検出することができる。

その結果、癌細胞が存在しないため蛍光が検出されないの力、それとも蛍光剤が浸透して、な、ため蛍光が検出されな、のかを判別することができるため、癌細胞などの検出が容易となつて、た。

[0006] し力しながら、上述の特許文献 1および 2においては、いずれも蛍光剤から蛍光を励起させるために、蛍光剤に蛍光よりも強度の高、（明る、)励起光を照射するとともに、励起光を遮断し、蛍光を透過するフィルタを CCD素子などの光入射側に配置して蛍光を検出していた。

つまり、蛍光剤の特性と内視鏡の特性、つまり蛍光剤に対応した励起光および蛍光の波長と内視鏡に備えられたフィルタの透過 ·遮断特性とを一致させる必要があった。そのため、例えば癌細胞検出に用いる蛍光剤の数に応じた内視鏡を用意する必要があり、癌細胞などを容易に検出することができな、と、う問題があった。

また、多数の蛍光剤に対応したフィルタ、つまり多数の励起光を遮断するとともに、複数の蛍光を透過するフィルタを製作するのは困難であり、製作できたとしても高価なため、癌細胞などを容易に検出することができな、と、う問題があった。

[0007] 本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、異なる波長の蛍光を容易に選択し、透過させることができる着脱フィルタ装置およびそれを用いた内視鏡装置を提供することを目的とする。

[0008] 上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。

請求項 1に係る発明は、生体組織に向けて光を出射する投光部と、生体組織からの戻り光を検出する固体撮像素子とを備える内視鏡装置の挿入部の先端に着脱可能に取り付けられる着脱フィルタ装置であって、生体組織からの戻り光の内、異なる波長の蛍光にそれぞれ対応した複数のフィルタを有し、該複数のフィルタは、それぞれ対応する蛍光の波長より短い波長の光を遮断する着脱フィルタ装置を提供する。

[0009] 本発明によれば、着脱フィルタ装置を交換することにより、複数のフィルタを交換することができるため、着脱フィルタ装置により遮断される光、例えば励起光および透過する蛍光の波長を、容易に選択 ·変更することができる。

そのため、例えば観察する蛍光および蛍光を励起する励起光の波長に応じて着脱フィルタ装置を選択 ·交換することにより、 1つの内視鏡で異なる波長の蛍光を観察することがでさる。

また、着脱フィルタ装置は複数のフィルタを有するため、同時にそれぞれ対応する蛍光の波長より短い波長の光を遮断するとともに複数の蛍光を透過することができるそのため、例えば複数の異なる蛍光剤を与えられた生体組織を観察する場合において、各蛍光剤に対応したフィルタを有する着脱フィルタ装置を用いることで、各蛍光剤から発せられた蛍光を同時に観察することができる。

[0010] 上記の発明においては、前記複数のフィルタ力それぞれ対応する蛍光の波長より長、波長の光も遮断することが望ま U、。

本発明によれば、複数のフィルタが、それぞれ対応する蛍光の波長よりも長い波長の光をさらに遮断する。そのため、複数のフィルタを用いることにより、それぞれ対応する蛍光のみを観察することができる。 [0011] 上記発明においては、前記複数のフィルタが、それぞれ前記固体撮像素子の受光面の一部を覆う位置に配置され、前記生体試料からの戻り光を前記複数のフィルタに分岐する分岐手段が備えられて、ることが望まし、。

本発明によれば、分岐手段により分岐された各分岐光を、固体撮像素子の受光面のそれぞれ異なる部分に入射させているので、 1つの固体撮像素子により生体組織の複数の画像を同時に撮像することができる。

また、各分岐光をそれぞれ異なるフィルタに入射させ、各フィルタを透過した蛍光を固体撮像素子の受光面に入射させているため、 1つの固体撮像素子により生体組織力の複数の蛍光画像を同時に撮像することができる。

[0012] 上記発明にお!/、ては、前記分岐手段が偏光子であることが望ま、。

本発明によれば、例えば、光は偏光子によりその振動方向が互いに直交する直線偏光に分離される。分離された直線偏光により表される画像は、互いに同一であるとともに、偏光子に入射した光により表される画像とも同一である。そのため、 1つの固体撮像素子により生体組織の同一領域から発せられた複数の蛍光画像を、同時に撮像することができる。

なお、偏光子を 2つ以上用いることにより、 3つ以上の光に分離することができる。

[0013] 上記発明にお、ては、前記分岐手段カ^プリツタであることが望ま、。

本発明によれば、光はスプリッタにより複数の分岐光に分離される。各分岐光により表される画像は、全てが同一であるとともに、スプリッタに入射した光により表される画像とも同一である。そのため、 1つの固体撮像素子により生体組織の同一領域力も発せられた複数の蛍光画像を、同時に撮像することができる。

なお、スプリッタとしては、入射した光の一部を反射し、残りを透過するハーフミラーを備えたものが好適である。

[0014] 上記発明においては、前記固体撮像素子を 2つ有し、それぞれの前記固体撮像素子の受光面を覆う位置に、少なくとも 1つの前記フィルタが配置されていることが望ましい。

本発明によれば、両個体撮像素子の受光面に、フィルタを透過した蛍光を入射させることができる。そのため、両固体撮像素子が生体組織力ゝらの蛍光を検出することができる。

[0015] 上記発明においては、前記複数のフィルタの内、少なくとも 1つの前記フィルタが可視光を透過することが望まし、。

本発明によれば、固体撮像素子により、生体組織の可視光の画像を観察することができる。そのため、例えば、可視光の画像と蛍光の画像とを同時に観察 '検出することができ、両画像を用いることで蛍光を発している部位をより正確に特定することができる。

[0016] 上記発明においては、前記投光部から射出される光を、先端面まで導く延長ライトガイドを有することが望ま、。

本発明によれば、延長ライトガイドから光を生体組織に向けて射出することができる。そのため、着脱フィルタを挿入部の先端に着けても投光部カゝら射出される光を遮ることがない。

[0017] 上記発明においては、前記内視鏡装置に備えられた処置具用チャネルを、先端面まで延長する延長処置具用チャネルが形成されてヽることが望ま Uヽ。

本発明によれば、延長処置具用チャネルにより処置具を生体組織に向けて誘導することができる。そのため、着脱フィルタを挿入部の先端に着けても、処置具用チヤネルにより誘導される処置具を遮ることがなヽ。

[0018] 請求項 9に係る発明は、光を射出する光源と、該光源から出射された光を、波長の異なる複数の光に変換する切換え手段と、生体内に挿入される挿入部内に配置され、前記切換え手段により変換された光を前記挿入部の先端まで導き、生体組織に向けて射出するライトガイドと、前記挿入部の先端に配置され前記生体組織からの戻り光を検出する固体撮像素子と、前記挿入部の先端に着脱可能に取り付けられ、生体組織からの戻り光の内、異なる波長の蛍光を透過させ、該蛍光を発生させる励起光を遮断する複数のフィルタを有する着脱フィルタ装置と、を備える内視鏡装置を提供する。

[0019] 本発明によれば、例えば観察する蛍光および蛍光を励起する励起光の波長に応じて着脱フィルタ装置を交換することにより、 1つの内視鏡で異なる波長の蛍光を観察することができる。また、着脱フィルタ装置は複数のフィルタを有するため、例えば複数の異なる蛍光剤を与えられた生体組織を観察する場合にお!ヽて、各蛍光剤から発せられた蛍光を同時に観察することができる。

[0020] 本発明の着脱フィルタ装置によれば、透過させる蛍光の波長に応じて着脱フィルタ装置を交換することができるため、異なる波長の蛍光を容易に選択し、透過させることができるという効果を奏する。また着脱フィルタ装置は、それぞれ異なる波長の励起光および蛍光を遮断'透過する複数のフィルタを有するため、異なる波長の蛍光の選択を容易にし、同時に透過させることができると、う効果を奏する。

本発明の内視鏡装置によれば、観察する蛍光の波長に応じて着脱フィルタ装置を交換することができるため、 1つの内視鏡装置で異なる波長の蛍光を容易に観察できるという効果を奏する。また、異なる波長の蛍光の同時観察を容易に行うことができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明による第 1の実施形態に係る内視鏡装置を示す概略構成図である。

[図 2]図 1に示したフィルタターレットの平面図である。

[図 3]図 1に示した光源力射出された光の波長分布と、図 2に示したフィルタターレットの各フィルタの光透過特性と、を示す図である。

[図 4]図 1に示した内視鏡スコープの先端部の拡大断面図である。

[図 5]図 1に示した光源部から射出された光の波長分布と、図 4に示したフィルタ部の各フィルタの光透過特性と、を示す図である。

[図 6]図 1に示したモニタに表示される病変部の蛍光画像の一例を示す図である。

[図 7]本発明による第 2の実施形態に係る内視鏡装置における内視鏡スコープの先端部の拡大断面図である。

[図 8]図 1に示したモニタに表示される病変部の可視光画像および蛍光画像の一例を示す図である。

[図 9]本発明による第 3の実施形態に係る内視鏡装置における内視鏡スコープの先端部の拡大断面図である。

[図 10]本発明による第 3の実施形態の他の例に係る内視鏡装置における内視鏡スコープの先端部の拡大断面図である。

[図 11]本発明による第 4の実施形態に係る内視鏡装置における内視鏡スコープの先端部の拡大断面図である。

[図 12]図 1に示した光源部から射出された光の波長分布と、図 11に示した各フィルタ部のフィルタの光透過特性と、を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 〔第 1の実施の形態〕

以下、本発明の第 1の実施形態について図 1から図 6を参照して説明する。

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係り、蛍光により病変部を診断する内視鏡装置の全体構成を示す構成図である。

内視鏡装置 10は、図 1に示すように、可視光や励起光などを射出する光源部 (投光部） 20と、生体内空に挿入され病変部 (生体組織) Cを撮像する内視鏡スコープ（挿入部） 30と、内視鏡スコープ 30により撮像された画像信号をビデオ信号に変換するカメラコントロールユニット 55と、ビデオ信号を処理し病変部 Cと正常部とを認識しやすくするイメージプロセッサ 60と、イメージプロセッサ 60からの出力を表示するモニタ 65と、カゝら概略構成されている。

[0023] 図 2は、内視鏡装置 10の光源部 20に備えられたフィルタターレット 22の平面図である。

光源部 20は、図 1および図 2に示すように、例えばキセノンランプなどの光源 21と、光源 21から射出された光を変換するフィルタターレット (切換え手段） 22とから構成されている。フィルタターレット 22は、回転軸 23を中心に回転する円板 24と、青色光（可視光) Bを透過する青色光フィルタ 25Bと、緑色光（可視光) Gを透過する緑色光フィルタ 25Gと、赤色光 (可視光) Rを透過する赤色光フィルタ 25Rと、第 1励起光 (励起光) EX1を透過する第 1励起光フィルタ 26と、第 2励起光 (励起光) EX2を透過する第 2励起光フイノレタ 27と、力ら構成されている。各フイノレタ 25B, 25G, 25R, 26、 27 は円板 24の略同一円周上に配置され、フィルタターレット 22は、光源 21からの光が各フイノレタ 25B, 25G, 25R, 26、 27の内の 1つ【こ人射するよう【こ酉己置されて!/、る。

[0024] 図 3 (a)は、光源部 20から射出される光の波長分布を示す図であり、図 3 (b)は、青色光フィルタ 25B、緑色光フィルタ 25G、赤色光フィルタ 25Rの光の波長に対する透過特性を示す図であり、図 3 (c)は、第 1励起光フィルタの光に対する透過特性を示す図であり、図 3 (d)は、第 2励起光フィルタの光に対する透過特性を示す図である。光源 21から射出される光は、図 3 (a)に示すように、 B, G, R, EX1, EX2の各波長の光を全て含んだ光である。そのため、光源 21から射出された光力青色光フィルタ 25B、緑色光フィルタ 25G、赤色光フィルタ 25Rに照射されたときには、図 3 (b)に示すように、それぞれ B, G, Rの光が透過する。光源 21から射出された光が、第 1励起光フィルタ 26、第 2励起光フィルタ 27に照射されたときには、図 3 (c) , (d)に示すように、それぞれ EX1, EX2が透過する。

各フイノレタ 25B, 25G, 25R, 26、 27に ίま、図 1および図 2に示すように、円板 24力 S 回転することにより光源 21の光が時間順次に照射されるため、光源部 20から Β, G, R, EX1, ΕΧ2の各光が時間順次に射出される。

[0025] 図 4は、内視鏡スコープ 30における体腔内に挿入される先端部の拡大断面図である。

内視鏡スコープ 30は、図 1および図 4に示すように、スコープ本体 31と、その先端部 (先端) 32に着脱可能に取り付けられるキャップ (着脱フィルタ装置) 41と、力概略構成されている。

スコープ本体 31には、光源部 20から照射された Β, G, R, EX1, ΕΧ2の各光を体腔内に導くライトガイド (投光部） 33と、鉗子などの処置具を体腔内に導く内視鏡チヤネル (処置具用チャネル） 34と、が備えられている。先端部 32には、病変部 Cの蛍光像を撮像する CCD素子などの撮像素子（固体撮像素子） 35と、が備えられている。

[0026] キャップ 41は、図 4に示すように、本体 42と、病変部 Cからの蛍光を選択透過するフィルタ部 43と、ライトガイド 33からの光をキャップ 41の先端にまで導く延長ライトガイド 44と、処置具をキャップ 41の先端にまで導く延長内視鏡チャネル (延長処置具用チャネル) 45とから概略構成されている。また、フィルタ部 43、延長ライトガイド 44、延長内視鏡チャネル 45は、キャップ 41を先端部 32に取り付けたときに、それぞれ、撮像素子 35、ライトガイド 33、内視鏡チャネル 34と対向するように配置されている。本体 42には先端部 32との取り付け部 46が配置されている。取り付け部 46の形状は、キャップ 41が先端部 32と着脱が可能な形状であればよぐ取り付け方法としては公知の方法を用いることができる。

[0027] フィルタ部 43は、病変部 Cからの蛍光を偏光子 (分岐手段) 48に導くレンズ 47と、入射した光を P偏光および s偏光に分離する偏光子 48と、分離された p偏光および s 偏光を撮像素子 35に集光する第 1レンズ 49aおよび第 2レンズ 49bと、それぞれ所定波長の蛍光を透過する第 1フィルタ（フィルタ） 50aおよび第 2フィルタ（フィルタ） 50b と、から構成されている。

偏光子 48は、レンズ 47から入射した蛍光を p偏光および s偏光に分離して、それぞれ第 1レンズ 49aおよび第 2レンズ 49bに入射するように配置されている。偏光子 48としては、例えば、 2つの 1軸性結晶をその光軸が直交するように結合させたウォラストンプリズムを用いることができる。

[0028] 第 1レンズ 49aおよび第 2レンズ 49bは、偏光子 48により分離された p偏光および s 偏光がそれぞれ入射するように配置されているとともに、第 1レンズ 49aおよび第 2レンズにより集光された各偏光が、撮像素子 35の受光面 35aに結像するように配置されている。また、第 1レンズ 49aおよび第 2レンズ 49bは、受光面 35aのそれぞれ異なる半面に各偏光の画像が結像するように配置されて、る。

第 1フィルタ 50aは、図 4に示すように、第 1レンズ 49aと撮像素子 35との間に配置され、第 2フィルタ 50bは第 2レンズ 49bと撮像素子 35との間に配置されている。

[0029] 図 5 (a)は、各光 B, G, R, EX1, EX2の波長および、第 1励起光 EX1に励起される第 1蛍光 FL1、第 2励起光 EX2に励起される第 2蛍光 FL2の波長の関係を示した図である。図 5 (b)は、第 1フィルタ 50aの入射光の波長に対する透過特性を示す図であり、図 5 (c)は、第 2フィルタ 50bの入射光の波長に対する透過特性を示す図である。

また、第 1フィルタ 50aとしては、図 5 (b)に示すように、第 1励起光 EX1により励起される第 1蛍光 (蛍光) FL1に対して透過性を示し、他の波長の光、特に第 1励起光 EX 1に対しては遮光性を示すフィルタが用いられている。第 2フィルタ 50bとしては、図 5 (c)に示すように、第 2励起光 EX2により励起される第 2蛍光 (蛍光) FL2に対して透過性を示し、第 2蛍光 FL2よりも波長の短、光に対して遮光性を示すフィルタが用いられている。

[0030] 次に、上記の構成力もなる内視鏡装置 10における作用について説明する。

光源 21に電力が供給されると、図 1および図 2に示すように、青色光 Bから第 2励起光 EX2まで全ての波長を含む光（照明光）が光源 21からフィルタターレット 22に向けて射出される。フィルタターレット 22は回転軸 23を中心に回転しており、回転している各フイノレタ 25B, 25G, 25R, 26、 27に照明光力 ^照射される。

[0031] フィノレタタ一レツ卜 22力ら ίま、各フイノレタ 25Β, 25G, 25R, 26、 27に対応した各光 Β, G, R, EX1, ΕΧ2が、フィルタターレット 22の回転周期に応じて順に（時間順次に）射出され、各光 Β, G, R, EX1, ΕΧ2は、内視鏡スコープ 30のライトガイド 33に入射される。ライトガイド 33により体腔内に導かれた各光 Β, G, R, EX1, ΕΧ2は、さらに延長ライトガイド 44に導かれて体腔内に射出され、病変部 Cを照明する。

[0032] 病変部 Cには、あらかじめ第 1励起光 EX1により第 1蛍光 FL1を発する第 1蛍光剤と、病変部 Cの病変に係る細胞 (例えば癌細胞）に結合し、かつ第 2励起光 ΕΧ2により第 2蛍光 FL2を発する第 2蛍光剤が与えられて、る。

そのため、病変部 Cの第 1蛍光剤が浸透している領域からは、第 1蛍光 FL1が発せられ、癌細胞からは第 2蛍光 FL2が発せられている。

[0033] 各光 Β, G, R, EX1, ΕΧ2および各蛍光 FL1, FL2は、図 4に示すように、レンズ 4 7を介して偏光子 48に入射され、 ρ偏光、 s偏光に分離される。 ρ偏光、 s偏光は、それぞれ第 1フィルタ 50aおよび第 2フィルタ 50bに入射される。第 1フィルタ 50aにおいては、図 5に示すように、第 1蛍光 FL1のみが透過し、他の波長の光は遮断される。第 2 フィルタ 50bにおいては、第 2蛍光 FL2のみが透過し、他の波長の光は遮断される。

[0034] 第 1フィルタ 50aを透過した第 1蛍光 FL1は、図 4に示すように、撮像素子 35における受光面 35aの左半面に入射し、第 1蛍光 FL1による画像が結像される。第 2フィルタ 50bを透過した第 2蛍光 FL2は受光面 35aの右半面に入射し、第 2蛍光 FL2による画像が結像される。

撮像素子 35は、図 1に示すように、受光面 35aに結像された各蛍光 FL1および FL 2の画像を電気信号に変換してカメラコントロールユニット 55へ出力する。電気信号はカメラコントロールユニット 55においてビデオ信号に変換されイメージプロセッサ 60 に出力される。ビデオ信号はイメージプロセッサ 60にお、て病変部 Cと正常部とを認識しゃすくする信号処理がなされ、モニタ 65に出力される。

モニタ 65には、図 6に示すように、信号処理がされた第 1蛍光の画像 P1と、第 2蛍光の画像 P2とが並んで表示される。

[0035] 上記の構成によれば、キャップ 41を交換することにより、第 1フィルタ 50aおよび第 2 フィルタ 50bを容易に交換することができる。そのため、フィルタ部 43を透過して撮像素子 35に入射する光の波長も容易に変更することができる。

例えばキャップ 41を、観察する蛍光の波長に応じて選択することにより、 1つの内視鏡装置 10で複数の異なる波長の蛍光を観察することができる。具体的には、病変部 Cの種類により用いられる蛍光剤の種類が変わるため、蛍光剤を励起する励起光の波長や蛍光の波長が変わる。これら光の波長に応じたキャップ 41を準備し、交換することにより、 1つの内視鏡装置 10で複数の異なる波長の蛍光を観察することができる。

内視鏡装置 10全体を交換する場合と比較して、非常に安価なキャップ 41のみを交換することで、複数種類の蛍光剤に対応することができ、検査をより安価に行うことができる。

[0036] 偏光子 48によりフィルタ部 43に入射した光を、その光の画像を損なうことなく p偏光および s偏光の 2つに分けることができる（光の強度は略半分になる)。また、 p偏光および s偏光を、撮像素子 35の受光面 35aの半面にそれぞれ入射させているため、内視鏡スコープ 31の先端 32の径を小型化することができる。

そのため、内視鏡装置 10は、同時に 2つの蛍光 FL1, FL2の画像を観察することができるとともに、先端 32の径を小型化することができる。

[0037] 内視鏡装置 10は、 2つの蛍光 FL1, FL2の画像を観察することができるため、 2つの異なる性質の蛍光剤を与えられた病変部 Cを観察することができる。

例えば、一方の蛍光剤として、病変部 Cの病変に係る細胞に結合し、励起光により蛍光を発する蛍光剤を用い、他方の蛍光剤として、励起光により異なる波長の蛍光を発する蛍光を用いることもできる。この場合、他方の蛍光剤により、投与された両蛍光剤の浸透の程度を観測することができ、一方の蛍光剤により、病変に係る細胞の有無などを観測することができる。

[0038] 延長ライトガイド 44は、ライトガイド 33により導かれた各光 B, G, R, EX1, EX2を、キャップ 41に妨げられることなく病変部 Cに向けて射出することができる。そのため、キャップ 41を内視鏡スコープ 31の先端 32に着けても光源部 20から射出された各光 B, G, R, EX1, EX2を遮ることがない。

延長内視鏡チャネル 45は、内視鏡チャネル 34により導かれた処置具を、キャップ 4 1に妨げられることなく病変部 Cに導くことができる。そのため、キャップ 41を内視鏡スコープ 31の先端 32に着けても処置具を病変部 Cに導くことができる。

[0039] なお、上述のように、キャップ 41に備えられたそれぞれ異なる波長の蛍光を透過するフィルタを用いて、異なる蛍光の画像を観察してもよいし、キャップ 41を交換することにより、蛍光を透過するフィルタおよび可視光 (青色光 B、緑色光 G、赤色光 Rを含んだ光）を透過するフィルタを用いて、蛍光の画像と可視光の画像を観察してもよヽまた、偏光子 48を 2つ以上設けることにより、 3つ以上の光に分離させるようにしてもよい。こうすることで、より多くの蛍光画像を同時に撮像することができる。

[0040] 〔第 2の実施の形態〕

次に、本発明の第 2の実施形態について図 7および図 8を参照して説明する。本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第 1の実施の形態と同様であるが、第 1の実施の形態とは、内視鏡スコープの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図 7および図 8を用いて内視鏡スコープ周辺のみを説明し、光源装置等の説明を省略する。

図 7は、本実施の形態に係る内視鏡装置における体腔内に挿入される先端部の拡大断面図である。

なお、第 1の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

[0041] 内視鏡装置 110の内視鏡スコープ (挿入部） 130は、図 7に示すように、スコープ本体 31と、その先端部 32に着脱可能に取り付けられるキャップ (着脱フィルタ装置） 14 1と、力概略構成されている。先端部 32には、病変部 Cの蛍光像を撮像する CCD素子などの第 1撮像素子（固体撮像素子） 135と、病変部 Cの可視光像を撮像する第 2撮像素子（固体撮像素子） 136と、が備えられている。

[0042] キャップ 141は、本体 42と、フィルタ部 43と、延長ライトガイド 44と、延長内視鏡チヤネル 45と、病変部 C力もの可視光を第 2撮像素子 136に導く導光部 144と、力概略構成されている。また、フィルタ部 43、導光部 144、延長ライトガイド 44、延長内視鏡チャネル 45は、キャップ 141を先端部 32に取り付けたときに、それぞれ、第 1撮像素子 135、第 2撮像素子 136、ライトガイド 33、内視鏡チャネル 34と対向するように配置されている。

導光部 144は、病変部 Cの可視光による画像を第 2撮像素子 136の受光面 136a に結像させる第 1導光部レンズ 145および第 2導光部レンズ 146から構成されている

[0043] 次に、上記の構成力もなる内視鏡装置 110における作用について説明する。

内視鏡装置 110においては、図 7に示すように、病変部 Cからの各蛍光 FL1, FL2 の画像は第 1撮像素子 135により電気信号に変換され、前述のカメラコントロールュニットに出力される。

また、病変部 Cからの可視光は、第 1導光部レンズ 145および第 2導光部レンズ 14 6により第 2撮像素子 136の受光面 136aに集光され、可視光の画像が結像される。可視光の画像は、第 2撮像素子 136により電気信号に変換され、前述のカメラコントロールユニットに出力される。

[0044] 撮像された各光の画像は、第 1の実施形態と同様に、カメラコントロールユニットにおいてビデオ信号に変化され、イメージプロセッサにおいて信号処理された後に、モユタに出力される。

モニタ 65には、図 8に示すように、画面の左半面に病変部 Cの可視光の画像 P3が表示され、右半面に信号処理がされた第 1蛍光の画像 P1と、第 2蛍光の画像 P2とが上下に並んで表示される。

[0045] 上記の構成によれば、第 2撮像素子 136により、病変部 Cにおける可視光の画像を観察することができる。そのため、可視光の画像 P3と蛍光の画像 PI, P2とを同時に観察することができ、これら画像を用いることで病変に係る細胞の部位をより正確に特定することができる。

[0046] 〔第 3の実施の形態〕

次に、本発明の第 3の実施形態について図 9を参照して説明する。

本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第 2の実施の形態と同様であるが、第 2の実施の形態とは、フィルタ部の構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図 9を用いてフィルタ部周辺のみを説明し、光源装置等の説明を省略する。図 9は、本実施の形態に係る内視鏡装置における体腔内に挿入される先端部の拡大断面図である。

なお、第 2の実施形態と同一の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

[0047] 内視鏡装置 210の内視鏡スコープ 230は、図 9に示すように、スコープ本体 31と、その先端部 32に着脱可能に取り付けられるキャップ (着脱フィルタ装置） 241と、から概略構成されている。

先端部 32には、病変部 Cの蛍光像を撮像する CCD素子などの第 1撮像素子 135 と、病変部 Cの可視光像を撮像する第 2撮像素子 136と、が備えられている。

[0048] キャップ 241は、本体 42と、フィルタ部 243と、延長ライトガイド 44と、延長内視鏡チャネル 45と、病変部 C力もの可視光を第 2撮像素子 136に導く導光部 144と、カも概略構成されている。また、フィルタ部 243、導光部 144、延長ライトガイド 44、延長内視鏡チャネル 45は、キャップ 241を先端部 32に取り付けたときに、それぞれ、第 1撮像素子 135、第 2撮像素子 136、ライトガイド 33、内視鏡チャネル 34と対向するように配置されている。

[0049] フィルタ部 243は、病変部 Cからの光をスプリッタ 248に導くレンズ 47と、入射した光を 2つに分離するスプリッタ (分岐手段） 248と、 2つに分離された光を第 1撮像素子 1 35に集光する第 1レンズ 49aおよび第 2レンズ 49bと、それぞれ所定波長の蛍光を透過する第 1フィルタ 50aおよび第 2フィルタ 50bと、力も構成されて、る。

スプリッタ 248には、入射した光の略半分を反射して残りを透過するハーフミラー 24 9と、入射した光を全て反射するミラー 250と、が備えられている。ハーフミラー 249は、スプリッタ 248に入射した光に対して略 45° の傾きを持つように配置され、ミラー 25 0は、ハーフミラー 249に反射された光を第 1撮像素子 135に向けて反射するように配置されている。

[0050] 次に、上記の構成力もなる内視鏡装置 210における作用について説明する。

内視鏡装置 210においては、図 9に示すように、病変部 Cからの可視光は、第 1導光部レンズ 145および第 2導光部レンズ 146により第 2撮像素子 136の受光面 136a に集光され、可視光の画像が結像される。可視光の画像は、第 2撮像素子 136により電気信号に変換され、前述のカメラコントロールユニットに出力される。

[0051] 病変部 Cからの光は、レンズ 47を介してスプリツタ 248に入射される。スプリッタ 248 に入射した光はハーフミラー 249に入射し、その略半分がハーフミラー 249によりミラ一 250に向けて反射される。ミラー 250に入射した光は、第 1撮像素子 135に向けて反射される。ハーフミラー 249を透過した残りの光は、第 1撮像素子 135に向けてスプリッタ 235から射出される。

第 1レンズ 49aおよび第 2レンズ 49bを介して、第 1フィルタ 50aおよび第 2フィルタ 5 Obに入射した光の内、それぞれ第 1蛍光 FL1および第 2蛍光 FL2のみが各フィルタ 50a, 50bを透過し、第 1撮像素子 135に画像を結像する。第 1蛍光 FL1および第 2 蛍光 FL2の画像は、第 1撮像素子 135により電気信号に変換され、前述のカメラコントロールユニットに出力される。

[0052] 撮像された各光の画像は、第 2の実施形態と同様に、カメラコントロールユニットにおいてビデオ信号に変化され、イメージプロセッサにおいて信号処理された後に、モユタに出力される。

モニタ 65には、画面の左半面に病変部 Cの可視光の画像 P3が表示され、右半面に信号処理がされた第 1蛍光の画像 P1と、第 2蛍光の画像 P2とが上下に並んで表示される（図 8参照)。

[0053] 上記の構成によれば、スプリッタ 248によりフィルタ部 243に入射した光を、その光の画像を損なうことなくハーフミラー 249で 2つに分けることができる（光の強度は略半分になる)。また、分けられた光を、第 1撮像素子 135の半面にそれぞれ入射させているため、内視鏡スコープ 31の先端 32の径を小型化することができる。そのため、内視鏡装置 210は、同時に 2つの蛍光 FL1, FL2の画像を観察することができるとともに、先端 32の径を小型化することができる。

[0054] なお、スプリッタ 248は、入射した光の強度の比（分岐比）が 1対 1となるスプリッタに適用して説明しているが、分岐比は 1対 1に限られることなぐその他の分岐比を有するスプリッタを用いても構わな!/、。

[0055] なお、上述のように、内視鏡装置は、入射した光を 2つに分離するスプリッタを用いても良いし、図 10に示すように、入射した光を 3つに分離するスプリッタ 260を用いても良い。

[0056] 具体的には、キャップ（着脱フィルタ装置） 241Aのフィルタ部 243Aは、図 10に示すように、病変部 Cからの光をスプリッタ 260に導くレンズ 47と、入射した光を 3つに分離するスプリッタ (分岐手段） 260と、 3つに分離された光を第 1撮像素子 135に集光する第 1レンズ 49a、第 2レンズ 49bおよび第 3レンズ 49cと、それぞれ所定波長の蛍光を透過する第 1フィルタ 50a、第 2フィルタ 50bおよび第 3フィルタ（フィルタ） 50cと、から構成されている。

[0057] スプリッタ 260には、入射した光の略 1Z3を反射して残り 2Z3を透過するハーフミラー 261と、入射した光の略半分を反射して残りを透過するハーフミラー 262と、入射した光を全て反射するミラー 263と、が備えられている。ハーフミラー 261は、スプリツタ 260に入射した光に対して略 45° の傾きを持つように配置されている。ハーフミラ一 262は、ハーフミラー 261に反射された光を第 1撮像素子 135に向けて反射するように配置されている。ミラー 263は、ハーフミラー 262を透過した光を第 1撮像素子 13 5に向けて反射するように配置されて、る。

[0058] このような構成によれば、スプリッタ 260によりフィルタ部 243Aに入射した光を、その光の画像を損なうことなくハーフミラー 261, 262で 2つに分けることができる（光の強度は略 3分の 1になる）。また、分けられた光を、第 1撮像素子 135の略 3分の 1の面にそれぞれ入射させているため、内視鏡スコープ 31の先端 32の径を小型化することができる。そのため、内視鏡装置 210は、同時に 3つの蛍光の画像を観察することができるとともに、先端 32の径を小型化することができる。

また、上記ハーフミラーがダイクロイツクプリズムであってもよ！/、。 [0059] 〔第 4の実施の形態〕

次に、本発明の第 4の実施形態について図 11を参照して説明する。

本実施の形態の内視鏡装置の基本構成は、第 1の実施の形態と同様であるが、第 1の実施の形態とは、内視鏡スコープの構成が異なっている。よって、本実施の形態においては、図 11を用いて内視鏡スコープ周辺のみを説明し、光源装置等の説明を省略する。

図 11は、本実施の形態に係る内視鏡装置における体腔内に挿入される先端部の拡大断面図である。

[0060] 内視鏡装置 310の内視鏡スコープ 330は、図 11に示すように、スコープ本体 31と、その先端部 32に着脱可能に取り付けられるキャップ (着脱フィルタ装置） 341と、力概略構成されている。

先端部 32には、病変部 Cの可視光像および蛍光像を撮像する CCD素子などの第 1撮像素子（固体撮像素子) 335と、病変部 Cの蛍光像を撮像する第 2撮像素子（固体撮像素子） 336と、が備えられている。

[0061] キャップ 341は、本体 42と、第 1フィルタ部 343と、第 2フィルタ部 353と、延長ライトガイド 44と、延長内視鏡チャネル 45と、カゝら概略構成されている。また、第 1フィルタ部 343、第 2フィルタ部 353、延長ライトガイド 44、延長内視鏡チャネル 45は、キヤップ 341を先端部 32に取り付けたときに、それぞれ、第 1撮像素子 335、第 2撮像素子 336、ライトガイド 33、内視鏡チャネル 34と対向するように配置されている。

[0062] 第 1フィルタ部 343は、病変部 Cからの光を第 1フィルタ (フィルタ） 348に導く第 1レンズ 347と、入射した光の内、可視光および第 1蛍光 FL1を透過する第 1フィルタ 34 8と、力構成されている。

第 2フィルタ部 353は、病変部 Cからの光を第 2フィルタ (フィルタ） 358に導く第 2レンズ 357と、入射した光の内、第 2蛍光 FL2を透過する第 2フィルタ 358と、から構成されている。

[0063] 図 12 (a)は、可視光の波長および各光 EX1, EX2, FL1, FL2の波長の関係を示した図である。図 12 (b)は、本実施の形態に係る第 1フィルタ 348の光透過特性を示す図であり、図 12 (c)は、本実施の形態に係る第 2フィルタ 358の光透過特性を示す図である。

第 1フィルタ 348としては、図 12 (c)に示すように、可視光および第 1蛍光 FL1に対して透過性を示し、第 1励起光 EX1に対しては遮光性を示すフィルタが用いられて!/ヽる。第 2フィルタ 358としては、図 12 (d)に示すように、第 2蛍光 FL2およびそれよりも波長の長!、光に対して透過性を示し、第 2蛍光よりも波長の短、光に対して遮光性を示すフィルタが用いられて、る。

[0064] 次に、上記の構成力もなる内視鏡装置 310における作用について説明する。

内視鏡装置 310においては、図 11に示すように、病変部 Cからの光は第 1レンズ 3 47および第 2レンズ 357に入射し、それぞれ第 1撮像素子 335、第 2撮像素子 336に画像を結像するように集光される。第 1レンズ 347および第 2レンズ 357を透過した光は、それぞれ第 1フィルタ 348、第 2フィルタ 358に入射する。

[0065] 第 1フィルタ 348においては、図 12 (b)に示すように、第 1励起光 EX1のみが遮光され、第 1フィルタ 348を透過した他の光は第 1撮像素子 335に画像を結像する。第 2フィルタ 358においては、図 12 (c)に示すように、第 2蛍光 FL2よりも波長の短い光が遮光され、第 2フィルタ 358を透過した第 2蛍光 FL2は第 2撮像素子 336に画像を結像する。

[0066] 第 1撮像素子 335および第 2撮像素子 336は、結像された画像を電気信号に変換し、前述のカメラコントロールユニットに出力する。

なお、第 1撮像素子 335には、第 2励起光 EX2および第 2蛍光 FL2の画像も結像されている力第 1撮像素子 335では第 2励起光 EX2および第 2蛍光 FL2の画像の撮像は行わない。

[0067] 撮像された各光の画像は、第 1の実施形態と同様に、カメラコントロールユニットにおいてビデオ信号に変化され、イメージプロセッサにおいて信号処理された後に、モユタに出力される。

[0068] 上記の構成によれば、第 1撮像素子 335および第 2撮像素子 336に、それぞれ第 1 フィルタ 347および第 2フィルタ 358を透過した第 1蛍光 FL1および第 2蛍光 FL2を入射させることができる。そのため、第 1撮像素子 335および第 2撮像素子 336が、それぞれ病変部 Cからの第 1蛍光 FL1および第 2蛍光 FL2を検出することができる。

[0069] また、第 1フィルタ 347は、可視光 (青色光 B,緑色光 G,赤色光 Rを含む光）を透過するため、第 1撮像素子 335により、病変部 Cにおける可視光の画像を観察することができる。そのため、可視光の画像 P3と蛍光の画像 PI, P2とを同時に観察することができ、これら画像を用いることで病変に係る細胞の部位をより正確に特定することができる。

[0070] なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなぐ本発明の趣旨を逸脱しな、範囲にぉ、て種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記の実施の形態においては、固体撮像素子を 1つまたは 2つ備える構成に適応して説明したが、固体撮像素子の数は 1または 2に限られることなぐ 3っ以上備える構成に適応することができるものである。

Claims

請求の範囲

[1] 生体組織に向けて光を出射する投光部と、生体組織力の戻り光を検出する固体撮像素子とを備える内視鏡装置の挿入部の先端に着脱可能に取り付けられる着脱フィルタ装置であって、

生体組織力の戻り光の内、異なる波長の蛍光にそれぞれ対応した複数のフィルタを有し、

該複数のフィルタは、それぞれ対応する蛍光の波長より短ヽ波長の光を遮断する着脱フィルタ装置。

[2] 前記複数のフィルタが、それぞれ対応する蛍光の波長より長い波長の光も遮断する請求項 1記載の着脱フィルタ装置。

[3] 前記複数のフィルタが、それぞれ前記固体撮像素子の受光面の一部を覆う位置に配置され、

前記生体組織からの戻り光を前記複数のフィルタに向けて分岐する分岐手段が備えられている請求項 1または 2に記載の着脱フィルタ装置。

[4] 前記分岐手段が偏光子である請求項 3記載の着脱フィルタ装置。

[5] 前記分岐手段がスプリッタである請求項 3記載の着脱フィルタ装置。

[6] 前記固体撮像素子を 2つ有し、

それぞれの前記固体撮像素子の受光面を覆う位置に、少なくとも 1つの前記フィルタが配置されている請求項 1から 5のいずれかに記載の着脱フィルタ装置。

[7] 前記複数のフィルタの内、少なくとも 1つの前記フィルタが可視光を透過する請求項

1から 6の、ずれかに記載の着脱フィルタ装置。

[8] 前記投光部から射出される光を、先端面まで導く延長ライトガイドを有する請求項 1 から 7の、ずれかに記載の着脱フィルタ装置。

[9] 前記内視鏡装置に備えられた処置具用チャネルを、先端面まで延長する延長処置具用チャネルが形成されている請求項 1から 8のいずれかに記載の着脱フィルタ装置光を射出する光源と、

該光源から出射された光を、波長の異なる複数の光に変換する切換え手段と、生体内に挿入される挿入部内に配置され、前記切換え手段により変換された光を前記挿入部の先端まで導き、生体組織に向けて射出するライトガイドと、

前記挿入部の先端に配置され前記生体組織からの戻り光を検出する固体撮像素子と、

前記挿入部の先端に着脱可能に取り付けられ、生体組織からの戻り光の内、異なる波長の蛍光を透過させ、該蛍光を発生させる励起光を遮断する複数のフィルタを有する着脱フィルタ装置と、を備える内視鏡装置。