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光イメージング装置
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- 【要約】
【課題】蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、かつ、蛍光観察に影響を及ぼし得る不要光を低減可能な光イメージング装置を提供する。
【解決手段】光イメージング装置は、光源装置３と、体腔内に挿入可能な挿入部２に設けられ、光源装置３からの照明光を被検体２１に導く照明光路を構成するライトガイド７，８及び照明レンズ１５ａ，１５ｂと、被検体２１からの戻り光を受光する対物レンズ２２と、戻り光から可視光帯域画像を得るための撮像部２４と、戻り光から蛍光画像を得るための励起光カットフィルタ２７および撮像部２５と、照明光路上に配設されていて、入射される照明光から、撮像部２５により撮像される光の帯域と重なる帯域の光を低減する照明光フィルタ３７ａ，３７ｂと、を備えている。
- 【特許請求の範囲】
【請求項１】
励起光と、可視光帯域における少なくとも一部の帯域の光と、を含む光を発光する光源と、
体腔内に挿入可能な挿入部と、
前記挿入部に設けられていて、前記光源からの光を体腔内の被検体に導くための光伝達部と、
前記挿入部の先端部に設けられていて、前記光伝達部により前記被検体へ導かれた光の、該被検体からの戻り光を受光するための受光光学系と、
前記受光光学系によって受光した戻り光の内の可視光帯域の光に係る反射光画像を得るための反射光撮像部と、
前記受光光学系によって受光した戻り光の内の蛍光に係る蛍光画像を得るための蛍光撮像部と、
前記光伝達部により伝達される光の光路中と、該光伝達部の光出射端側と、の少なくとも一方に配設されていて、前記光伝達部により伝達されて該被検体に導かれる光から、少なくとも前記蛍光撮像部により撮像される光の帯域と重なる帯域の光を低減するための照明光フィルタ部と、
を具備したことを特徴とする光イメージング装置。
【請求項２】
前記照明光フィルタ部は、可視光帯域を透過帯域として含むように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項３】
前記照明光フィルタ部は、前記光伝達部を構成している部材の内の少なくとも一つの部材の表面上に形成された光学薄膜を含むものであることを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項４】
前記光伝達部は、
前記挿入部に設けられていて、前記光源からの光を前記挿入部の先端部に導くための導光部と、
前記挿入部の先端部に設けられていて、前記導光部により導かれた光を該挿入部の先端部から出射するための照明光学系と、
を有して構成されたものであり、
前記照明光フィルタ部は、前記照明光学系に設けられたものであることを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項５】
前記照明光フィルタ部は、光吸収物質により形成された光吸収部材を含むものであることを特徴とする請求項４に記載の光イメージング装置。
【請求項６】
前記受光光学系は、受光した戻り光を前記蛍光撮像部へ導く光路上に、蛍光画像を得るために必要な帯域の光のみを通過させる受光フィルタ部を有して構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項７】
前記光源からの光を前記光伝達部に導入するための照明光導入光学系と、
前記照明光導入光学系に設けられていて、前記光源からの光から前記蛍光撮像部により撮像される帯域の光を低減するための導入光フィルタ部と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項８】
前記導入光フィルタ部は、可視光帯域の少なくとも一部を透過帯域として含むように構成されたものであることを特徴とする請求項７に記載の光イメージング装置。
【請求項９】
前記反射光撮像部による反射光画像の取得と、前記蛍光撮像部による蛍光画像の取得とは、同時に行われるものであることを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項１０】
前記挿入部の先端部に着脱自在なキャップをさらに具備し、
前記照明光フィルタ部は、前記キャップに設けられたものであって、該キャップを前記挿入部の先端部に装着することにより、前記光伝達部の光出射端側に配設されるように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
【請求項１１】
前記反射光画像と前記蛍光画像とを同時に表示するための合成画像を生成する画像合成部と、
前記画像合成部により生成された合成画像を表示するための画像表示部と、
をさらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の光イメージング装置。
- 【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、励起光を照射して被検体からの蛍光を受光する蛍光観察を行うことが可能な光イメージング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、内視鏡装置は、医療分野等において広く用いられている。特に、医療分野における内視鏡装置は、被検体である生体内の検査、観察等に用いられている。
【０００３】
このような内視鏡観察としては、通常の可視光観察以外にも、例えば励起光を生体に照射し病変部からの蛍光を受光して画像化する蛍光観察がある。このような蛍光観察を行うには、まず予め、例えば癌などの病変部に親和性を持つヘマトポルフィリン等の蛍光物質を患者の体内に投与する。そして、蛍光物質を投与してから所定時間が経過した後に、生体に励起光を照射することにより、病変部に集積した蛍光物質から発光される蛍光を受光して蛍光画像を生成し、この蛍光画像に基づき病変部の状態を判断するのが蛍光観察となっている。
【０００４】
このような蛍光画像を得ることができる光イメージング装置としての内視鏡装置は、特開平７−１５５２８５号公報、特開平８−２２４２０８号公報、特開平１１−２４４２２０号公報、特開２００５−５８６１８号公報に開示されたものが幾つかの例として挙げられる。
【０００５】
上記特開平７−１５５２８５号公報及び、特開平８−２２４２０８号公報に記載の内視鏡装置は、励起光を照射して受光する被検体からの戻り光の内の、蛍光以外の光を遮光する光学フィルタを撮像素子の前段に配置して、蛍光像を取得するように構成されている。
【０００６】
また、上記特開平１１−２４４２２０号公報に記載の内視鏡装置は、励起光を照射して受光する被検体からの戻り光の内の、励起光を遮光するための光学フィルタを有するキャップを内視鏡の先端部に取り付けて、蛍光像を取得するように構成されている。
【０００７】
さらに、上記特開２００５−５８６１８号公報に記載の内視鏡装置は、励起光のみを透過する光学フィルタを有するキャップと、励起光のみを遮光する光学フィルタを有するキャップと、の内の所望のキャップを内視鏡の先端部に取り付けて、励起光のみを透過する光学フィルタを先端部に取り付けた際に蛍光像を取得するように構成されている。
【０００８】
一方、これらに対して、例えば、特開２００４−２９４１０９号公報には、被検体からのラマン散乱光を計測するラマン散乱計測装置が開示されている。このラマン散乱計測装置は、励起光路中に発生するラマン散乱光を低減するための光学フィルタをプローブ先端部に設けた構成となっている。
【特許文献１】特開平７−１５５２８５号公報
【特許文献２】特開平８−２２４２０８号公報
【特許文献３】特開平１１−２４４２２０号公報
【特許文献４】特開２００５−５８６１８号公報
【特許文献５】特開２００４−２９４１０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記従来の光イメージング装置としての内視鏡装置は、照明光路を構成している光学部材、例えば光源装置内のレンズ類、挿入部内のライトガイドや照明レンズ、またはこれらの部材の固定に用いられている接着剤などが、極わずかながら蛍光またはラマン散乱光を発生する場合がある。
【００１０】
このような場合に、上記従来の内視鏡装置は、励起光として被検体に照射している照明光に上記照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が混入し、これらの光も被検体により反射されて内視鏡装置に取り込まれてしまう。このために、上記従来の内視鏡装置は、上記光学フィルタの透過波長帯域中に上記照明光路由来の蛍光、ラマン散乱光が含まれていると、これらの照明光路由来の蛍光、ラマン散乱光が被検体により発生する蛍光とともに撮像素子により撮像されてしまうことになる。
【００１１】
特に、照明光と被検体と受光光学系との位置関係が、正反射条件を満たす部分が存在する位置関係となっている場合には、上述したような照明光路由来の蛍光やラマン散乱光がより明るく描出されてしまい、その光が被検体由来の蛍光によるものなのか、あるいは照明経路由来の蛍光またはラマン散乱光であるのかを判別することが困難になり、円滑な観察を妨げる要因となっていた。
【００１２】
一般に、被検体から発生する蛍光の強度は、通常の反射光の強度に比べて非常に小さい。従って、上記従来の内視鏡装置は、上記照明光路由来の蛍光、ラマン散乱光の反射光が混入すると、被検体からの蛍光のみを検出することが困難となる場合がある。
【００１３】
一方、上記特開２００４−２９４１０９号公報に記載のラマン散乱光計測装置は、被検体からのラマン散乱光のスペクトル強度を計測する装置（つまり、ラマン散乱光を１次元的に計測する装置）であるために、ラマン散乱光以外の蛍光や白色光を測定することを目的としたものとはなっておらず、特に、これらの２次元画像を取得する通常内視鏡観察と蛍光画像観察とを行うことを目的としたものとはなっていない。従って、このラマン散乱光計測装置は、通常内視鏡観察と蛍光画像観察とを同時的に行うことも可能ではない。
【００１４】
そして、上記特開２００５−５８６１８号公報に記載の内視鏡装置は、キャップを装着した状態では、内視鏡の先端において励起光以外の光を遮断してしまうことになるために、そのままの状態では通常内視鏡観察と蛍光画像観察との両方を行うことができない。もし、通常内視鏡観察と蛍光画像観察との両方を行おうとする場合には、内視鏡を被検体から一度引き抜いて、キャップの着脱を行った後に、再度内視鏡を被検体に挿入して観察を行わなければならない。従って、該公報に記載の内視鏡装置は、白色反射光画像と蛍光画像とを略同時に観察することを目的としたものとはなっていない。
【００１５】
本発明は上述した点に鑑みてなされたものであり、蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、かつ、蛍光観察に影響を及ぼし得る不要光を低減することができる光イメージング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するために、本発明による光イメージング装置は、励起光と可視光帯域における少なくとも一部の帯域の光とを含む光を発光する光源と、体腔内に挿入可能な挿入部と、前記挿入部に設けられていて前記光源からの光を体腔内の被検体に導くための光伝達部と、前記挿入部の先端部に設けられていて前記光伝達部により前記被検体へ導かれた光の該被検体からの戻り光を受光するための受光光学系と、前記受光光学系によって受光した戻り光の内の可視光帯域の光に係る反射光画像を得るための反射光撮像部と、前記受光光学系によって受光した戻り光の内の蛍光に係る蛍光画像を得るための蛍光撮像部と、前記光伝達部により伝達される光の光路中と該光伝達部の光出射端側との少なくとも一方に配設されていて前記光伝達部により伝達されて該被検体に導かれる光から少なくとも前記蛍光撮像部により撮像される光の帯域と重なる帯域の光を低減するための照明光フィルタ部と、を具備したものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の光イメージング装置は、蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、かつ、蛍光観察に影響を及ぼし得る不要光を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
［実施形態１］
図１から図１０は本発明の実施形態１に係り、図１は実施形態１の光イメージング装置を示す全体構成図、図２は図１に示した内視鏡の挿入部の先端部の要部拡大図、図３は図２のライトガイドを伝達して照明レンズに入射した光の波長特性を示すグラフ、図４は図２の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図５は図２の照明光フィルタを透過して被検体に照射される光の波長特性を示すグラフ、図６は図２の被検体からの戻り光の波長特性を示すグラフ、図７は図２の励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図８は図２の励起光カットフィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図９は図３〜図８のグラフを１つにまとめた波長特性を示すグラフ、図１０は図９に対して照明光路由来の蛍光の代わりに照明光路由来のラマン散乱光を加えた波長特性を示すグラフである。
【００２０】
図１に示すように実施形態１の光イメージング装置１は、体腔内に挿入され得る内視鏡２と、この内視鏡２に照明光を供給する光源装置３と、内視鏡２に内蔵された光検出部（撮像部）から出力される信号に基づき画像生成の信号処理を行う画像生成部としての画像生成装置４と、この画像生成装置４により生成された画像信号（映像信号）が入力されることにより撮像部により撮像された画像を表示する画像表示部としてのモニタ５と、を備えている。
【００２１】
前記内視鏡２は、体腔内に挿入し易いように構成された細長の挿入部６を有している。この挿入部６には、前記光源装置３から供給される光を前記挿入部６の先端に導く導光部としての例えば２本のライトガイド７，８が挿通されている。また、前記内視鏡２の後端側には、コネクタ９が設けられている。このコネクタ９は、内視鏡２を前記光源装置３に着脱自在に接続するためのものである。そして、内視鏡２が光源装置３に接続された際には、このコネクタ９の後端側に露呈する前記ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに、該光源装置３からの照明光が入射されるようになっている。
【００２２】
前記光源装置３内には、白色光源１１と、コリメータレンズ１２と、コンデンサレンズ１３と、が設けられている。そして、白色光源１１からの光は、照明光導入光学系としてのコリメータレンズ１２により略平行な光束に変換された後に、コンデンサレンズ１３により集光されて、前述したライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射される。こうして光入射端７ａ，８ａに入射された照明光は、ライトガイド７，８を各介して、該ライトガイド７，８の光出射端にそれぞれ伝達（導光）される。
【００２３】
上述したライトガイド７，８の各光出射端は、挿入部６の先端部６ａ内において固定されている。そして、ライトガイド７，８の各光出射端に対向するように、照明光出射口となる照明窓部１４ａ，１４ｂが挿入部６の先端部６ａに設けられている。これらの照明窓部１４ａ，１４ｂには、照明光学系としての照明レンズ（平凹レンズ）１５ａ，１５ｂがそれぞれ取り付けられている。従って、前記ライトガイド７，８の光出射端から出射される照明光は、各光出射端に対向する各照明レンズ１５ａ，１５ｂを経て拡開し、被検体２１に照射される。なお、上述したライトガイド７，８及び照明レンズ１５ａ，１５ｂは、光伝達部を構成するものとなっている。
【００２４】
上述した２つの照明窓部１４ａ，１４ｂの間の例えば中間位置には、観察窓或いは受光口が設けられている。そして、この観察窓或いは受光口には、被検体２１からの戻り光である反射光或いは励起光の照射に伴う蛍光を受光する受光光学系として対物レンズ２２が取り付けられている。この対物レンズ２２は、その結像位置に配置された撮像部に光学像を結ぶものである。また、この対物レンズ２２の光軸上における結像位置の手前には、ビームスプリッタ（或いはハーフプリズム）２３が配置されている。このビームスプリッタ２３は、被検体２１から入射した光の一部を反射し残りを透過させることにより、２つに分離するものである。
【００２５】
このビームスプリッタ２３の反射側の結像位置には通常画像撮像用の撮像部２４（反射光撮像部）が配置され、透過側の結像位置には蛍光画像撮像用の撮像部２５（蛍光撮像部）が配置されている。これら撮像部２４，２５は、光検出部を構成するものであり、例えばＣＣＤ（ Charge Coupled Device ）またはＣＭＯＳ（ Complementary Metal Oxide Semiconductor ）等の固体撮像素子を有して構成されている。
【００２６】
前記通常画像撮像用の撮像部２４の撮像面（受光面）の前（撮像部２４とビームスプリッタ２３との間）には、可視光を透過する特性に設定された可視光透過フィルタ（以下、可視光フィルタ）２６が配置されている。この可視光フィルタ２６は、可視光として、例えば波長帯域４００〜７００ｎｍの光のみを透過するものとなっている。
【００２７】
一方、前記蛍光画像撮像用の撮像部２５の撮像面（受光面）の前（撮像部２５とビームスプリッタ２３との間）には、励起光をカット（遮光）し蛍光を透過する特性に設定された、受光フィルタ部としての励起光カットフィルタ（或いは蛍光透過フィルタ）２７が配置されている。この励起光カットフィルタ２７のフィルタ特性は、後述する。
【００２８】
前記撮像部２４，２５は、挿入部６内に挿通された信号線及び光源装置３内に配設された信号線などを経て、画像生成装置４内に設けられた通常画像処理回路３１と蛍光画像処理回路３２とにそれぞれ接続されている。これらの通常画像処理回路３１及び蛍光画像処理回路３２は、それぞれ図示しない撮像駆動回路を内蔵している。そして、各撮像駆動回路は、撮像駆動信号を各対応する撮像部２４，２５にそれぞれ印加して、受光した光を光電変換させ、光電変換して得られた撮像信号を各撮像部２４，２５からそれぞれ出力させる。
【００２９】
その後、通常画像処理回路３１は、撮像部２４から取得した撮像信号に基づき、通常画像を生成する処理を行う。同様に、蛍光画像処理回路３２は、撮像部２５から取得した撮像信号に基づき、蛍光画像を生成する処理を行う。これらの通常画像処理回路３１及び蛍光画像処理回路３２により、それぞれ生成された通常画像の画像信号（映像信号）と蛍光画像の画像信号（映像信号）とは、画像の合成を行う画像合成部としての画像合成回路３３を経て、モニタ５に出力される。このモニタ５の表示画面には、合成画像として例えば通常画像３４と蛍光画像３５とが並べて表示される。
【００３０】
なお、前記画像生成装置４は、表示画面に表示する画像を選択するための表示選択スイッチ３６を備えている。この表示選択スイッチ３６は、モニタ５の表示画面に、上述した合成画像と、合成処理が行われない通常画像と、合成処理が行われない蛍光画像と、の何れを表示するかを選択するためのものである。従って、前記画像合成回路３３は、表示選択スイッチ３６により合成画像が選択された場合には、合成処理を行う。また、前記画像合成回路３３は、表示選択スイッチ３６により通常画像が選択された場合には、合成処理を行うことなく、通常画像のみをモニタ５へ出力する。さらに、前記画像合成回路３３は、表示選択スイッチ３６により蛍光画像が選択された場合には、合成処理を行うことなく、蛍光画像のみをモニタ５へ出力する。
【００３１】
なお、照明光路を構成している光学部材、例えば前記光源装置３内のレンズ類、挿入部６内のライトガイド７，８や照明レンズ１５ａ，１５ｂ、またはこれらの部材を固定するために用いられている接着剤などの中には、極わずかながら蛍光またはラマン散乱光を発生するものが含まれる場合がある。このような場合には、被検体に照射している照明光に上記照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が混入して、蛍光撮像部である撮像部２５により撮像する蛍光画像に影響を及ぼす可能性がある。
【００３２】
このような照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光は、被検体２１に固有のものではなく、光を照射する条件等に依存する。このために、本実施形態においては、以下に説明するように、被検体２１に照射する照明光に上記照明光路由来の蛍光やラマン散乱光（すなわち、照明光の内の、励起光カットフィルタ２７を介して撮像部２５により撮像される光の帯域と重なる帯域の光）（つまり、蛍光観察に影響を及ぼし得る不要光）が実質的に含まれないように（例えば遮光するように）構成している。
【００３３】
より具体的に説明すると、図２に示すように、前記照明レンズ１５ａ，１５ｂの光出射端には、所定の波長帯域の光を遮光するための照明光フィルタ部としての照明光フィルタ３７ａ，３７ｂが、それぞれ設けられている。
【００３４】
これらの照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、例えば、前記照明レンズ１５ａ，１５ｂの光出射端面に形成された光学薄膜となっている。これらの光学薄膜は、例えば、Ｔａ２Ｏ５（五酸化タンタル），ＳｉＯ２（酸化シリコン），ＴｉＯ２（酸化チタン）等の誘電体薄膜となっている。そして、この誘電体薄膜が、イオンプレーティング等の真空蒸着や、スパッタ等の物理的気相成長法（ Physical Vapor Deposition ）、あるいはＣＶＤ等の化学的気相成長法（ Chemical Vapor Deposition ）などにより成膜される。
【００３５】
前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、例えば後述する図４に示すように、可視光と励起光とを透過するとともに近赤外光を遮光する特性のものとなっている。ここに、本実施形態は、近赤外光が生体への吸収が小さいことに着目して、近赤外光帯域の蛍光を検出する赤外蛍光観察を行うものとなっている。そして、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、上記特性を備えることにより、近赤外光の波長帯域に含まれ得る照明光路由来の蛍光を低減するようになっている。なお、この照明光フィルタ３７ａ，３７ｂの特性や作用の詳細については、後で詳しく説明する。
【００３６】
次に、このような構成による実施形態１の作用を説明する。
【００３７】
図１に示すような光イメージング装置１は、光源装置３に内視鏡２等を接続した状態において、図示しない電源スイッチを操作することにより動作が開始される。術者は、前記内視鏡２の挿入部６を体腔内へ挿入し、挿入部６の先端部６ａを目的部位まで導く。そして、術者は、先端部６ａを目的部位まで導いたところで、蛍光観察を行うようになっている。
【００３８】
すなわち、術者は、患者の体内に蛍光物質を予め投与しておく。この蛍光物質は、投与されてから所定時間が経過した後に、病変部に集積される。なお、本実施形態においては、蛍光物質として蛍光色素Ｃｙ（ Carbocyanine ）７を用いて赤外蛍光観察を行うものとする。蛍光色素Ｃｙ７は、励起光の波長帯域が６８０〜７４０ｎｍ、蛍光の波長帯域が７６０〜８５０ｎｍであり、それぞれ励起光ピーク波長７３０ｎｍ，蛍光ピーク波長７７０ｎｍである（図９参照）。
【００３９】
術者は、前記内視鏡２の挿入部６を患者の体腔内に挿入して、先端部６ａを目的部位まで導く。なお、挿入部６の先端部６ａを目的部位へ導くまでは、術者は、表示選択スイッチ３６を操作することによりモニタ５の表示画面に通常画像のみを表示するようにしている。挿入部６の先端部６ａが目的部位まで到達したら、術者は赤外蛍光観察を開始する。
【００４０】
ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａには、白色光源１１からの光が入射される。この光は、ライトガイド７，８により伝達されてこれらライトガイド７，８の光出射端から出射され、照明レンズ１５ａ，１５ｂに入射される。
【００４１】
このとき、照明レンズ１５ａ，１５ｂに入射した光は、例えば図３に示すように、照明光路由来の蛍光を含んでいる。なお、図３のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。この照明光路由来の蛍光は、蛍光色素Ｃｙ７の蛍光波長帯域７６０〜８５０ｎｍ付近に存在している。なお、撮像部２４，２５は、波長１１００ｎｍ以上の長波長の光に対しては感度がないために、図３に示すように、波長１１００ｎｍ以上の長波長帯域については例え光を受光したとしても信号が出力されない。
【００４２】
そして、照明レンズ１５ａ，１５ｂに入射した光は、前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂを介して被検体２１に照射される。ここに、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、例えば図４に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図４のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ（ Optical Density ；光学的濃度、光学密度）値を示している。なお、ＯＤ値ｎのフィルタを透過した光の強度は、元の１０−ｎとなる。例えば、１０ｍＷの光がＯＤ値７のフィルタを透過すると、
１０ｍＷ×１０−７＝１ｎＷ
となる。
【００４３】
前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、上記照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光する。従って、前記照明光フィルタ３７ａ，３７ｂを透過して被検体２１に照射される光は、図５に示すように、蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍを含む照明光４００〜７５０ｎｍの波長帯域の光のみとなる。この図５のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。
【００４４】
このことにより、被検体２１には、照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域を遮光した可視光と、励起光と、の波長帯域４００〜７５０ｎｍの光のみが照射される。
【００４５】
従って、照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光が遮光されるために、被検体２１からの戻り光には、この被検体２１に含まれる蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光と、被検体２１からの反射可視光と、のみが前記対物レンズ２２から取り込まれることになる。
【００４６】
すなわち、被検体２１からの戻り光は、図６に示すように、被検体２１からの反射可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域と、被検体２１に含まれる蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域と、のみである。図６のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。この被検体２１からの戻り光は、対物レンズ２２に入射し、さらにビームスプリッタ２３により２つに分離される。このビームスプリッタ２３により分離された光の内の、反射された光は可視光フィルタ２６を介して撮像部２４に結像され、透過された光は励起光カットフィルタ２７を介して撮像部２５に結像される。
【００４７】
前記励起光カットフィルタ２７は、図７に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図７のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。図７に示すように、励起光カットフィルタ２７は、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光し、それ以外の波長帯域の光を透過する。
【００４８】
従って、励起光カットフィルタ２７を透過した光は、図８に示すように、実質的に、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみとなる。図８のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。
【００４９】
上記図３〜図８のグラフを１つにまとめると、図９に示すようになる。図９のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。図９に示すように、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂは、照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光して、蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍを含む照明光４００〜７５０ｎｍの波長帯域の光のみを透過する。また、励起光カットフィルタ２７は、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光するために、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみを透過する。なお、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂの遮光帯域と励起光カットフィルタ２７の遮光帯域との交点は、ＯＤ値５以上である。
【００５０】
従って、前記撮像部２５は、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみを受光することができる。
【００５１】
撮像部２４により受光した光の情報は、通常画像処理回路３１及び画像合成回路３３を経て、通常画像としてモニタ５に出力される。また、撮像部２５により受光した光の情報は、蛍光画像処理回路３２及び画像合成回路３３を経て、蛍光画像としてモニタ５に出力される。そして、モニタ５の表示画面には、通常画像３４と蛍光画像３５とが並べて表示される。
【００５２】
この結果、本実施形態の光イメージング装置１は、近赤外光帯域における照明光路由来の蛍光を低減することができ、ノイズ源となる光の発生を抑制することができる。上述したように、照射光と被検体と受光光学系との位置関係が正反射条件を満たす部分では、何の対策も施さないと、上記照明光路由来の蛍光が特に明るく表示されてしまい、被検体由来の蛍光を判別することが困難となる。この光イメージング装置１のような２次元観察を行う装置は、対物レンズ２２として画角が広い光学系を採用することが多いために、正反射条件を満たす位置関係が生じる可能性が高い。従って、蛍光観察に影響を及ぼす可能性のある光を、被検体２１へ照射する直前で遮断する効果は絶大である。また、本実施形態の光イメージング装置１は、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂが可視光全域を透過するものであるために、通常画像３４と蛍光画像３５との両画像を同時に得ることができる。
【００５３】
なお、光イメージング装置１は、図１０に示すように、近赤外光帯域における照明光路由来のラマン散乱光も同様に低減することができる。ここに、ラマン散乱が発生すると、照明光に対して一定の波長量をシフトされた光が発せられる。例えば、ラマン散乱において２００ｎｍシフトが生じる場合には、照明光の波長帯域が４００〜７５０ｎｍであるものとすると、略６００〜９５０ｎｍの波長帯域にラマン散乱光が発生することになる。
【００５４】
前記光イメージング装置１は、照明光フィルタ３７ａ，３７ｂを用いて上記照明光路由来のラマン散乱光を照明光路由来の蛍光と同様に遮光することにより、この照明光路由来のラマン散乱光を低減することができ、通常画像３４と蛍光画像３５との両画像を得ることができる。
【００５５】
こうして、本実施形態の光イメージング装置１は、前記照明レンズ１５ａ，１５ｂの光出射端に照明光フィルタ３７ａ，３７ｂを設けているために、蛍光観察と通常内視鏡観察との両方に使用可能であって、照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を低減することができる。なお、本実施形態では２本のライトガイド７，８を用いる構成例について説明したが、３本以上のライトガイドを用いる構成を採用しても構わない。
【００５６】
［実施形態２］
図１１及び図１２は本発明の実施形態２に係り、図１１は実施形態２の光イメージング装置を示す全体構成図、図１２は図１１の光イメージング装置の波長特性を示すグラフである。上述した実施形態１は、近赤外光帯域の蛍光を検出して赤外蛍光観察を行う光イメージング装置に本発明を適用した構成のものであったが、この実施形態２は、可視光帯域の蛍光を検出して可視光蛍光観察を行う光イメージング装置に本発明を適用した構成のものとなっている。それ以外の構成は上述した実施形態１と同様であるために説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【００５７】
図１１に示す実施形態２の光イメージング装置１Ｂは、可視光蛍光観察を行うことが可能となるように構成されたものとなっている。光源装置３Ｂは、コリメータレンズ１２により略平行な光束にされた白色光源１１からの光が入射される円形の回転板４１を備えている。この回転板４１は、例えばリング形状の超音波モータ等により構成されるモータ４２に取り付けられている。
【００５８】
前記回転板４１には、遮光部４３ａと透過部４３ｂとが略半円形をなすようにそれぞれ設けられている。回転板４１に入射された光は、遮光部４３ａにおいては遮光され、透過部４３ｂにおいては透過される。このために、内視鏡２Ｂを挿通されている２本のライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａの内の、透過部４３ｂに対向した部分に光が入射される。なお、回転板４１は、図１１に示すような回転位置から１／４回転程度だけ回転させた状態のときには、透過部４３ｂを透過した光が両光入射端７ａ，８ａに入射され得るように構成されている。また、前記モータ４２は、回転駆動回路４４からの駆動信号により、例えば１秒に１回転程度などの、一定速度で回転する。そして、このモータ４２に取り付けられた回転板４１が該モータ４２の回転に応じて回転されることにより、回転板４１に入射された光は、２本のライトガイド７，８に交互に入射されるようになっている。
【００５９】
また、前記内視鏡２Ｂには、前記ライトガイド７，８の光出射端にそれぞれ対向するように、照明光学系４５ａ，４５ｂが配置されている。これらの照明光学系４５ａ，４５ｂは、ロッドレンズ４６ａ，４６ｂと、リレーレンズ（両凸レンズ）４７ａ，４７ｂと、照明光出射口となる照明窓部１４ａ，１４ｂにそれぞれ配置される照明レンズ（平凸レンズ）４８ａ，４８ｂと、を含んで構成されている。また、これらの内の前記照明光学系４５ａのみには、後述するような光学特性の照明光フィルタ４９が配置されている。そして、前記ライトガイド７，８の光出射端から出射される照明光は、これらの光出射端に対向する各照明光学系４５ａ，４５ｂを経て拡開され、被検体２１に照射される。
【００６０】
上述した２つの照明窓部１４ａ，１４ｂは、先端部６ａの先端面における互いに異なる位置に形成されている。そして、異なる位置の２つの照明窓部１４ａ，１４ｂからの照明光は、被検体２１に交互に（すなわち、時間を異ならせて）照射されるようになっている。つまり、本実施形態においては、白色光源１１の照明光を、異なる２つの位置の照射口としての照明窓部１４ａ，１４ｂから時間的に切り替えて被検体２１に照射するための照射口切替部が形成されている。そして、本実施形態においては、後述するように、異なる位置の照明窓部１４ａ，１４ｂから異なる波長帯域の照明光を交互に照射することにより、可視光帯域の蛍光画像と、通常画像と、の両方の画像を得るようになっている。
【００６１】
なお、前記回転駆動回路４４は、前記回転板４１の回転に同期した同期信号を画像生成装置４Ｂの通常画像処理回路３１Ｂ及び蛍光画像処理回路３２Ｂに送信するようになっている。通常画像処理回路３１Ｂ及び蛍光画像処理回路３２Ｂは、受信した同期信号に同期して、それぞれ通常画像及び蛍光画像を生成する処理を行う。
【００６２】
通常画像処理回路３１Ｂ及び蛍光画像処理回路３２Ｂは、それぞれ図示しない撮像駆動回路を内蔵している。各撮像駆動回路は、同期信号に同期してそれぞれ撮像駆動信号を撮像部２４，２５に印加し、撮像部２４，２５によりそれぞれ受光した光を光電変換して得られた撮像信号を出力させる。なお、上述では回転駆動回路４４が同期信号を生成して画像生成装置４Ｂへ送信するようにしているが、これに代えて、画像生成装置４Ｂにより同期信号を生成し、生成した同期信号を回転駆動回路４４側へ送信するようにしてもよい。
【００６３】
また、通常画像処理回路３１Ｂ及び蛍光画像処理回路３２Ｂにより、それぞれ生成された通常画像の画像信号（映像信号）と蛍光画像の画像信号（映像信号）とは、画像の合成を行う画像合成回路３３Ｂを経てモニタ５Ｂに出力され、モニタ５Ｂの表示面には、例えば通常画像と蛍光画像とが合成された状態で表示される。
【００６４】
画像合成回路３３Ｂは、蛍光画像の信号部分を通常画像に重畳する。この場合に、通常画像における、蛍光画像が重畳される画像部分は、マスク処理して排除される。
【００６５】
このように、画像合成回路３３Ｂによって通常画像上に蛍光画像の信号部分を合成して表示するようにしているために、通常画像部分により患部等の位置や輪郭を容易に把握することができるとともに、かつ蛍光画像部分により病変部分或いは腫瘍部分の診断を容易に行うことが可能となっている。
【００６６】
また、画像生成装置４Ｂは、表示選択スイッチ３６Ｂの選択操作に応じて、画像合成回路３３Ｂにより合成する画像を選択することができるように構成されている。例えば、画像合成回路３３Ｂは、表示選択スイッチ３６Ｂの選択操作に応じて、両方のライトガイド７，８共に透過状態に設定したタイミングにより照明を行い、この状態において撮像した画像を合成してモニタ５Ｂに表示させることも可能となっている。
【００６７】
図１１に示すモニタ５Ｂは、この状態により得られた画像の表示例を示すものとなっている。ここに、符号３４Ｂは反射光による通常画像を示し、符号３５Ｂは被検体２１に照射された励起光により発光する蛍光による蛍光画像を示している。
【００６８】
なお、前記表示選択スイッチ３６Ｂの選択操作により、２つのライトガイド７及び８により交互に照明した状態において撮像した画像を、モニタ５Ｂに表示させるようにしてもよい。この場合には、両ライトガイド７，８の一方を交互に遮光状態にして各撮像された画像が、例えば回転板４１の回転に同期して表示されることになる。
【００６９】
ここで、本実施形態における蛍光画像について説明する。本実施形態においては、生体に存在している内因性蛍光物質からの蛍光を受光して蛍光画像を得る構成を採用している。ここに、内因性蛍光物質としては、例えばリボフラビン、トリプトファン、チロシン、ＮＡＤＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）、ＮＡＤＰＨ（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸）、ポルフィリン、コラーゲン、エラスチン、フィブロネクチン、ＦＡＤ（フラビンアデニンジヌクレオチド）などが挙げられる。
【００７０】
４５０ｎｍ付近の波長光で励起すると、正常組織は、５２０ｎｍ波長付近の蛍光を発する。これに対して、癌病巣の組織は、組織の発癌過程が進むに従って内因性蛍光物質から発生する蛍光が減弱するために、蛍光が正常部位の蛍光よりも有意に弱い。このために、本実施形態は、可視光帯域に発生する照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を遮光して、可視光帯域の蛍光画像を得る構成を採用している。
【００７１】
さらに具体的に説明すると、前記照明光学系４５ａは、例えばリレーレンズ４７ａと照明レンズ４８ａとの間の光路上に、照明光フィルタ４９を配設した構成となっている。この照明光フィルタ４９は、干渉型フィルタまたは吸収型フィルタとして形成されたものであり、可視光帯域に現れる照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を遮光する機能のものとなっている（図１２参照）。
【００７２】
また、前記蛍光画像撮像用の撮像部２５の撮像面（受光面）の前には、励起光カットフィルタ２７Ｂが配置されている。この励起光カットフィルタ２７Ｂは、可視光帯域に現れる励起光をカット（遮光）するとともに、被検体からの蛍光を透過する光学特性のものである（図１２参照）。
【００７３】
このような構成による実施形態２の作用を説明する。
【００７４】
図１１に示すように、光イメージング装置１Ｂは、光源装置３Ｂに内視鏡２Ｂ等を接続した状態において、図示しない電源スイッチを操作することにより動作される。術者は、前記内視鏡２Ｂの挿入部６Ｂを体腔内に挿入して、この挿入部６Ｂの先端部６ａを目的部位まで導いたところで蛍光観察を行うようになっている。なお、本実施形態においては、内因性蛍光物質として上記例示した内のコラーゲンを想定して、可視光蛍光観察を行うものとする。
【００７５】
術者は、前記内視鏡２Ｂの挿入部６Ｂを患者の体腔内に挿入して、先端部６ａを目的部位まで導く。なお、挿入部６Ｂの先端部６ａを目的部位へ導くまでは、術者は、表示選択スイッチ３６Ｂを操作することによりモニタ５Ｂの表示画面に通常画像のみを表示するようにしている。
【００７６】
挿入部６Ｂの先端部６ａが目的部位まで到達したら、術者は可視光蛍光観察を開始する。この可視光蛍光観察時には、モータ４２は一定速度で回転し、このモータ４２の回転に従って回転板４１も回転する。白色光源１１からの光は、回転板４１の透過部４３ｂを介して両ライトガイド７，８へ交互に入射する。
【００７７】
ライトガイド７の光入射端７ａに遮光部４３ａが対向する状態において、他方のライトガイド８の光入射端８ａには、透過部４３ｂを透過した白色光源１１からの光が入射される。前記光入射端８ａに入射された光は、このライトガイド８により伝達されて、先端面から照射される。この光は、さらに、照明光学系４５ｂを経て被検体２１に照射される。
【００７８】
また、前記状態から回転板４１が半回転した場合には、ライトガイド８の光入射端８ａに遮光部４３ａが対向する状態になり、ライトガイド７の光入射端７ａには透過部４３ｂを透過した白色光源１１からの光が入射される。前記光入射端７ａに入射された光は、このライトガイド７により伝達されて、先端面から照射される。この光は、さらに、照明光学系４５ａを経て被検体２１に照射される。このとき、図１２に示すように、ライトガイド７を伝達されて照明光学系４５ａに入射された光には、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が含まれている。そして、この照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光は、コラーゲンの蛍光ピーク波長５２０ｎｍ付近の帯域に存在している。
【００７９】
前記照明光学系４５ａに配置されている前記照明光フィルタ４９は、コラーゲンの蛍光５２０ｎｍ付近を含む波長帯域５００〜５５０ｎｍ及び近赤外光の波長帯域７００〜１１００ｎｍをＯＤ値７以上遮光し、それ以外のコラーゲンの励起光４５０ｎｍ付近を含む可視光帯域４００〜４８０ｎｍ及び５５０〜７００ｎｍを透過する。
【００８０】
従って、前記照明光フィルタ４９を透過して被検体２１に照射される光は、コラーゲンの励起光４５０ｎｍ付近を含む可視光帯域４００〜４８０ｎｍ及び５５０〜７４０ｎｍの波長帯域のみとなる。
【００８１】
これにより、被検体２１には、可視光帯域４００〜４８０ｎｍ及び５５０〜７４０ｎｍの波長帯域の光のみが照射され、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が含まれるコラーゲンの蛍光５２０ｎｍ付近を含む波長帯域５００〜５５０ｎｍ及び近赤外光の波長帯域７００〜１１００ｎｍは遮光される。
【００８２】
こうして、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光が含まれる可視光帯域の一部が遮光されるために、被検体２１からの戻り光には、この被検体２１に含まれるコラーゲンにより発生した蛍光と、被検体２１からの反射可視光と、のみが含まれる。このような被検体２１からの戻り光が、前記対物レンズ２２から取り込まれることになる。この被検体２１からの戻り光は、対物レンズ２２に入射した後に、ビームスプリッタ２３により２つに分離される。このビームスプリッタ２３により分離された光の内の、反射された光は撮像部２４に結像され、透過された光は励起光カットフィルタ２７Ｂを介して撮像部２５に結像される。
【００８３】
前記励起光カットフィルタ２７Ｂは、可視光４００〜５００ｎｍ及び５５０〜７００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光し、それ以外の波長帯域の光を透過する。
【００８４】
従って、励起光カットフィルタ２７Ｂを透過した光は、コラーゲンにより発生した蛍光５２０ｎｍ付近を含む５００〜５５０ｎｍの波長帯域のみとなって前記撮像部２５に結像されることになる。
【００８５】
撮像部２４により受光した光の情報は、通常画像処理回路３１Ｂ及び画像合成回路３３Ｂを経て、通常画像としてモニタ５Ｂに出力される。また、撮像部２５により受光した光の情報は、蛍光画像処理回路３２Ｂ及び画像合成回路３３Ｂを経て、蛍光画像としてモニタ５Ｂに出力される。こうしてモニタ５Ｂの表示画面には、通常画像３４Ｂと蛍光画像３５Ｂとが１つの表示画像として合成され表示される。
【００８６】
この結果、実施形態２の光イメージング装置１Ｂは、可視光帯域における照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を低減することができて、通常画像３４Ｂと蛍光画像３５Ｂとの両画像を得ることができる。また、２つの照明光路の内の片方だけに照明光フィルタ４９を設けていて、通常内視鏡観察時には照明光フィルタが設けられていないライトガイド８側の照明光路を用いるようにしているために、可視光の一部を遮断する照明光フィルタを先端に設けることによって通常内視鏡観察における色が実際とは異なる色に描出されるといったことを、未然に回避することが可能となる。
【００８７】
［実施形態３］
図１３から図２６は本発明の実施形態３に係り、図１３は実施形態３の光イメージング装置を示す全体構成図、図１４は図１３の励起光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図１５は図１３の励起光フィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図１６は図１３のＲＧＢフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図１７は図１３のライトガイドを伝達して照明光学系に入射した光の波長特性を示すグラフ、図１８は図１３の照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図１９は図１３の照明光フィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図２０は図１３の励起光カットフィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図２１は図１３の励起光カットフィルタを透過した光の波長特性を示すグラフ、図２２は図１４〜図１５及び図１７〜図２１のグラフを１つにまとめた波長特性を示すグラフ、図２３はＯＤ値が高くエッジが急峻な照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図２４はＯＤ値が低くエッジが緩やかな照明光フィルタのフィルタ特性を示すグラフ、図２５は図１３の挿入部の変形例を示す要部拡大図、図２６は短波長透過フィルタ（ショートウエーブパスフィルタ）のフィルタ特性を示すグラフである。
【００８８】
上述した実施形態１，２は、照明光路由来の蛍光またはラマン散乱光を低減する照明光フィルタ部を照明光学系に設けた構成であったが、この実施形態３は、該照明光フィルタ部に組み合わせるように、光源装置内に導入光フィルタ部をさらに設けた構成となっている。それ以外の構成は上述した実施形態１，２と同様であるために説明を省略し、同一の構成には同一の符号を付して説明する。
【００８９】
図１３に示すように、実施形態３の光イメージング装置１Ｃは、励起光透過フィルタ（以下、励起光フィルタ）５０と可視光フィルタ５１とを導入光フィルタ部として回転板４１Ｃに設けた光源装置３Ｃを備えている。前記励起光フィルタ５０は、可視光と励起光とを透過するとともに近赤外光を遮光するフィルタ特性を有するものとなっている。このフィルタ特性については後で詳しく説明する。なお、本実施形態は、上述した実施形態１において説明したような赤外蛍光観察を行うものとなっている。
【００９０】
前記可視光フィルタ５１は、可視光を透過するとともに、それ以外の波長帯域を遮光するフィルタ特性を有するものとなっている。なお、本実施形態においては、可視光フィルタ５１として、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各波長帯域の光をそれぞれ透過するＲ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ，５１ｂ，５１ｃを設けて、面順次で可視光を供給するようになっている。また、これらのＲ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ〜５１ｃのフィルタ特性については、後述する。
【００９１】
光源装置３内に設けられた白色光源１１からの光は、コリメータレンズ１２Ｃにより略平行な光束にされた後に、回転板４１Ｃに入射される。この回転板４１Ｃに入射された光は、この回転板４１Ｃの回転に応じて、配列順に励起光フィルタ５０、Ｒフィルタ５１ａ、Ｂフィルタ５１ｃ、Ｇフィルタ５１ｂを透過し、内視鏡２Ｃの挿入部６Ｃに挿通されている２本のライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに順次入射される。なお、モータ４２Ｃは、回転駆動回路４４Ｃからの駆動信号により、例えば１秒に１回転程度など、一定速度で回転する。そして、このモータ４２Ｃに取り付けられた回転板４１Ｃが回転されることにより、回転板４１Ｃに入射された光は、２本のライトガイド７，８に順次入射される。
【００９２】
さらに具体的に説明すると、例えば図１３に示す状態（すなわち、励起光フィルタ５０がライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに対向する状態）においては、前記回転板４１Ｃに入射された光は、励起光フィルタ５０を透過して、ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射される。また、図１３に示す状態から回転板４１Ｃが１／４回転程度だけ回転され、Ｒフィルタ５１ａがライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに対向する状態となったときには、前記回転板４１Ｃに入射された光は、Ｒフィルタ５１ａを透過して、ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射される。同様に、Ｂフィルタ５１ｃが光入射端７ａ，８ａに対向する状態となったときには、前記回転板４１Ｃに入射された光はＢフィルタ５１ｃを透過して、また、Ｇフィルタ５１ｂが光入射端７ａ，８ａに対向する状態となったときには、前記回転板４１Ｃに入射された光はＧフィルタ５１ｂを透過して、ライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａにそれぞれ入射される。
【００９３】
このようにしてライトガイド７，８に入射され、該ライトガイド７，８の光出射端から出射される照明光は、光出射端に対向する各照明光学系４５ａ，４５ｂをさらに経て、拡開して被検体２１に照射される。
【００９４】
また、前記内視鏡２Ｃは、照明光学系４５ａ，４５ｂにそれぞれ照明光フィルタ５２ａ，５２ｂが配置されている。これらの照明光フィルタ５２ａ，５２ｂは、干渉型フィルタまたは吸収型フィルタとして形成されたものであり、近赤外光帯域に現れる照明光路由来の蛍光やラマン散乱光を遮光する機能のものとなっている（図１８参照）。
【００９５】
また、前記蛍光画像撮像用の撮像部２５の撮像面（受光面）の前には、励起光カットフィルタ２７Ｃが配置されている。この励起光カットフィルタ２７Ｃは、可視光帯域に現れる励起光をカット（遮光）するとともに、被検体からの蛍光を透過する光学特性のものである（図２０参照）。なお、前記回転駆動回路４４Ｃは、前記回転板４１Ｃの回転に同期した同期信号を画像生成装置４Ｃの通常画像処理回路３１Ｃ及び蛍光画像処理回路３２Ｃに送信するようになっている。通常画像処理回路３１Ｃ及び蛍光画像処理回路３２Ｃは、受信した同期信号に同期して、それぞれ通常画像及び蛍光画像を生成する処理を行う。
【００９６】
通常画像処理回路３１Ｃ及び蛍光画像処理回路３２Ｃは、それぞれ図示しない撮像駆動回路を内蔵している。各撮像駆動回路は、同期信号に同期してそれぞれ撮像駆動信号を撮像部２４，２５に印加し、撮像部２４，２５によりそれぞれ受光した光を光電変換して得られた撮像信号を出力させる。なお、上述では回転駆動回路４４Ｃが同期信号を生成して画像生成装置４Ｃへ送信するようにしているが、これに代えて、画像生成装置４Ｃにより同期信号を生成し、生成した同期信号を回転駆動回路４４Ｃ側へ送信するようにしてもよい。
【００９７】
また、通常画像処理回路３１Ｃ及び蛍光画像処理回路３２Ｃにより、それぞれ生成された通常画像の画像信号（映像信号）と蛍光画像の画像信号（映像信号）とは、画像の合成を行う画像合成回路３３Ｃを経てモニタ５Ｃに出力され、このモニタ５Ｃの表示画面には、合成画像として例えば通常画像３４Ｃと蛍光画像３５Ｃとが並べて表示される。
【００９８】
図１３に示すモニタ５Ｃは、この状態により得られた画像の表示例を示すものとなっている。ここに、符号３４Ｃは反射光による通常画像を示し、符号３５Ｃは被検体２１に照射された励起光により発光する蛍光による蛍光画像を示している。なお、前記画像生成装置４Ｃは、表示選択スイッチ３６Ｃの選択操作により、前記画像合成回路３３Ｃが合成処理をすることなくモニタ５Ｃの表示画面に通常画像３４Ｃが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｃが合成処理をすることなくモニタ５Ｃの表示画面に蛍光画像３５Ｃが表示される状態、前記画像合成回路３３Ｃが合成処理を行って通常画像３４Ｃと蛍光画像３５Ｃとが１つの表示画像としてモニタ５Ｃの表示画面に合成表示される状態、を切り替えることができるようにしてもよい。
【００９９】
このような構成による実施形態３の作用を説明する。
【０１００】
図１３に示すように、光イメージング装置１Ｃは、光源装置３Ｃに内視鏡２Ｃ等を接続した状態において、図示しない電源スイッチを操作することにより動作される。術者は、前記内視鏡２Ｃの挿入部６Ｃを体腔内に挿入して、この挿入部６Ｃの先端部６ａを目的部位まで導いたところで、蛍光観察を行うようになっている。
【０１０１】
すなわち、術者は、患者の体内に蛍光物質を予め投与しておく。この蛍光物質は、投与されてから所定時間が経過した後に、病変部に集積される。なお、本実施形態では、上述した実施形態１において説明した蛍光色素Ｃｙ７を用いて赤外蛍光観察を行う。
【０１０２】
術者は、前記内視鏡２Ｃの挿入部６Ｃを患者の体腔内に挿入して、先端部６ａを目的部位まで導く。なお、挿入部６Ｃの先端部６ａを目的部位へ導くまでは、術者は、表示選択スイッチ３６Ｃを操作することによりモニタ５Ｃの表示画面に通常画像のみを表示するようにしている。挿入部６Ｃの先端部６ａが目的部位まで到達したら、術者は赤外蛍光観察を開始する。
【０１０３】
このときには、モータ４２Ｃは一定速度で回転し、このモータ４２Ｃの回転に従って、回転板４１Ｃも回転する。この回転板４１Ｃの回転に応じて、白色光源１１からの光は、励起光フィルタ５０、Ｒフィルタ５１ａ、Ｇフィルタ５１ｂ、Ｂフィルタ５１ｃを介してライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに順次入射する。前記励起光フィルタ５０は、例えば図１４に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図１４のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。
【０１０４】
すなわち、前記励起光フィルタ５０は、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光する。従って、前記励起光フィルタ５０を透過してライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射する光は、図１５に示すように、蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍを含む照明光４００〜７５０ｎｍの波長帯域のみとなる。図１５のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。
【０１０５】
また、前記Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ〜５１ｃは、例えば図１６に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図１６のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は透過率を示している。前記Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ〜５１ｃは、６００〜７５０ｎｍ、５００〜５７０ｎｍ、３８０〜５００ｎｍの各波長帯域の光をそれぞれ透過して、それ以外の光を遮光する。なお、蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍは、Ｒフィルタ５１ａを透過する光に含まれる。従って、前記Ｒ、Ｇ、Ｂフィルタ５１ａ〜５１ｃを透過してライトガイド７，８の光入射端７ａ，８ａに入射する光は、それぞれ６００〜７５０ｎｍ、５００〜５７０ｎｍ、３８０〜５００ｎｍの光のみとなる。
【０１０６】
なお、以降は、前記励起光フィルタ５０を透過した光を例に挙げて説明する。
【０１０７】
前記励起光フィルタ５０からライトガイド７，８に入射した光は、これらのライトガイド７，８により伝達されてその光出射端から出射され、前記照明光学系４５ａ，４５ｂに入射される。
【０１０８】
このとき、照明光学系４５ａ，４５ｂに入射した光は、例えば図１７に示すように、照明光路由来の蛍光を含んでいる。なお、図１７のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。この照明光路由来の蛍光は、蛍光色素Ｃｙ７の蛍光波長帯域７６０〜８５０ｎｍ付近に存在している。照明光学系４５ａ，４５ｂに入射した光は、前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂを介して被検体２１に照射される。
【０１０９】
前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂは、例えば図１８に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図１８のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂは、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、上記照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値２〜３程度遮光する。
【０１１０】
なお、前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂが近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値２〜３程度遮光するのは、上述したように前記光源装置３Ｃの励起光フィルタ５０により略同一の波長帯域である近赤外光をＯＤ値７以上遮光しているためである。
【０１１１】
従って、前記照明光フィルタ５２ａ，５２ｂを透過して被検体２１に照射される光は、図１９に示すように、蛍光色素Ｃｙ７の蛍光波長帯域７６０〜８５０ｎｍ付近に存在している照明光路由来の蛍光が低減される。図１９のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸は強度を示している。このことにより、被検体２１には、照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域を低減した光が照射される。
【０１１２】
この被検体２１からの戻り光は、対物レンズ２２に入射され、ビームスプリッタ２３により２つに分離される。このビームスプリッタ２３により分離された光の内の、反射された光は撮像部２４に結像され、透過された光は励起光カットフィルタ２７Ｃを介して撮像部２５に結像される。前記励起光カットフィルタ２７Ｃは、図２０に示すようなフィルタ特性を有するものとなっている。図２０のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。
【０１１３】
図２０に示すように、励起光カットフィルタ２７Ｃは、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光し、それ以外の波長帯域の光を透過する。従って、励起光カットフィルタ２７Ｃを透過した光は、図２１に示すように、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域が低減され、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域が優位となる。
【０１１４】
本実施形態の光イメージング装置１Ｃの波長特性は、上記図１４〜図１５及び図１７〜図２１のグラフを１つにまとめた図２２に示すようなものとなる。図２２のグラフにおいて、横軸は波長を示し、縦軸はＯＤ値を示している。
【０１１５】
図２２に示すように、励起光フィルタ５０は、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光する。また、照明光フィルタ５２ａ，５２ｂは、可視光と蛍光色素Ｃｙ７の励起光６８０〜７４０ｎｍとを含む波長帯域４００〜７５０ｎｍを透過し、上記照明光路由来の蛍光が含まれる近赤外光７５０〜１１００ｎｍの波長帯域をＯＤ値２〜３程度遮光する。
【０１１６】
さらに、励起光カットフィルタ２７Ｃは、可視光４００〜７５０ｎｍの波長帯域をＯＤ値７以上遮光するために、蛍光色素Ｃｙ７により発生した蛍光７６０〜８５０ｎｍの波長帯域のみを透過する。なお、照明光フィルタ５２ａ，５２ｂの遮光帯域と励起光カットフィルタ２７Ｃの遮光帯域との交点は、ＯＤ値５以上である。励起光カットフィルタ２７Ｃを透過した光は、前記撮像部２５により受光されて光電変換される。一方、ビームスプリッタ２３により反射された光は、ＲＧＢ毎に撮像部２４に受光されて光電変換される。
【０１１７】
撮像部２４により受光した光の情報は、通常画像処理回路３１Ｃ及び画像合成回路３３Ｃを経て、通常画像としてモニタ５Ｃに出力される。また、撮像部２５により受光した光の情報は、蛍光画像処理回路３２Ｃ及び画像合成回路３３Ｃを経て、蛍光画像としてモニタ５Ｃに出力される。こうしてモニタ５Ｃの表示画面には、通常画像３４Ｃと蛍光画像３５Ｃとが並べて表示される。
【０１１８】
この結果、本実施形態の光イメージング装置１Ｃは、上述した実施形態１と同様に、近赤外光帯域における照明光路由来の蛍光を低減することができて、通常画像３４Ｃと蛍光画像３５Ｃとの両画像を得ることができる。なお、図示はしないが、前記光イメージング装置１Ｃは、近赤外光帯域における照明光路由来のラマン散乱光も同様に低減することができる。
【０１１９】
- 【公開番号】特開２００７−９００４４（Ｐ２００７−９００４４Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【発明の名称】光イメージング装置
【発明者】
【氏名】石原 康成
【氏名】大川 敦
【氏名】秋山 大輔
【氏名】今泉 克一
- 【出願番号】特願２００６−１６９３５６（Ｐ２００６−１６９３５６）
【出願日】平成１８年６月１９日（２００６．６．１９）
【出願人】
【識別番号】００００００３７６
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
【識別番号】３０４０５０９２３
【氏名又は名称】オリンパスメディカルシステムズ株式会社
- 【代理人】
【識別番号】１０００７６２３３
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 進
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