(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023172891
(43)【公開日】2023-12-06
(54)【発明の名称】内視鏡システム
(51)【国際特許分類】
A61B 1/00 20060101AFI20231129BHJP
A61B 1/06 20060101ALI20231129BHJP
A61B 1/045 20060101ALI20231129BHJP
A61N 5/067 20060101ALI20231129BHJP
【ＦＩ】
A61B1/00 511
A61B1/00 621
A61B1/06 611
A61B1/045 622
A61B1/045 631
A61B1/06 612
A61B1/045 610
A61B1/00 730
A61N5/067
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023053372
(22)【出願日】2023-03-29
(31)【優先権主張番号】63/344,744
(32)【優先日】2022-05-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】000000376
【氏名又は名称】オリンパス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】水中 賢
(72)【発明者】
【氏名】伊賀 靖展
(72)【発明者】
【氏名】菅 武志
(72)【発明者】
【氏名】太田 周志
【テーマコード（参考）】
4C082
4C161
【Ｆターム（参考）】
4C082RA02
4C082RC09
4C082RE58
4C082RL02
4C082RL13
4C082RL16
4C161CC06
4C161DD03
4C161FF40
4C161HH56
4C161LL02
4C161NN01
4C161QQ02
4C161QQ07
4C161QQ09
4C161RR02
4C161RR04
4C161WW04
4C161WW08
4C161WW17
4C161WW18
(57)【要約】 （修正有）
【課題】太径化を抑制しつつ、蛍光観察時に治療部位を継続して観察することができる内視鏡システムを提供すること。
【解決手段】本発明に係る内視鏡システム１は、照明光光源と、治療対象部位に蓄積された光反応性の試薬を反応させる治療光を出射する治療光光源と、治療光光源の波長帯域よりも短波長のガイド光を出射するガイド光光源と、治療光の波長帯域の光をカットするとともに、白色光の一部、ガイド光および試薬が発する蛍光を透過させる光学フィルタを有し、光学像を撮像する撮像部と、制御部と、各光源が発する光によって得られる光学像に基づいて画像を生成する画像処理部と、を備え、制御部は、画像処理部に、照明光光源およびガイド光光源がオンの期間に取得した光学像をもとに照明光画像を生成させ、治療光光源がオン、かつ、照明光光源およびガイド光光源がオフの期間に取得した蛍光像をもとに蛍光画像を生成させる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明に係る内視鏡システム１は、照明光光源と、治療対象部位に蓄積された光反応性の試薬を反応させる治療光を出射する治療光光源と、治療光光源の波長帯域よりも短波長のガイド光を出射するガイド光光源と、治療光の波長帯域の光をカットするとともに、白色光の一部、ガイド光および試薬が発する蛍光を透過させる光学フィルタを有し、光学像を撮像する撮像部と、制御部と、各光源が発する光によって得られる光学像に基づいて画像を生成する画像処理部と、を備え、制御部は、画像処理部に、照明光光源およびガイド光光源がオンの期間に取得した光学像をもとに照明光画像を生成させ、治療光光源がオン、かつ、照明光光源およびガイド光光源がオフの期間に取得した蛍光像をもとに蛍光画像を生成させる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被写体を照明する照明光を出射する照明光光源と、
治療対象部位に蓄積された光反応性の試薬を反応させる治療光を出射する治療光光源と、
前記治療光光源の波長帯域よりも短波長のガイド光を出射するガイド光光源と、
前記治療光の波長帯域の光をカットするとともに、白色光の一部、前記ガイド光および前記試薬が発する蛍光を透過させる光学フィルタを有し、光学像を撮像する撮像部と、
前記照明光光源、前記治療光光源および前記ガイド光光源の出射タイミングを制御する制御部と、
前記照明光光源、前記治療光光源および前記ガイド光光源が発する光によって得られる光学像に基づいて画像を生成する画像処理部と、
を備え、
前記制御部は、前記画像処理部に、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオンの期間に取得した光学像をもとに照明光画像を生成させ、前記治療光光源がオン、かつ、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオフの期間に取得した蛍光像をもとに蛍光画像を生成させる、
内視鏡システム。
治療対象部位に蓄積された光反応性の試薬を反応させる治療光を出射する治療光光源と、
前記治療光光源の波長帯域よりも短波長のガイド光を出射するガイド光光源と、
前記治療光の波長帯域の光をカットするとともに、白色光の一部、前記ガイド光および前記試薬が発する蛍光を透過させる光学フィルタを有し、光学像を撮像する撮像部と、
前記照明光光源、前記治療光光源および前記ガイド光光源の出射タイミングを制御する制御部と、
前記照明光光源、前記治療光光源および前記ガイド光光源が発する光によって得られる光学像に基づいて画像を生成する画像処理部と、
を備え、
前記制御部は、前記画像処理部に、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオンの期間に取得した光学像をもとに照明光画像を生成させ、前記治療光光源がオン、かつ、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオフの期間に取得した蛍光像をもとに蛍光画像を生成させる、
内視鏡システム。
【請求項2】
前記画像処理部は、前記照明光および前記ガイド光の照射による光学像に基づく照明光画像、ならびに、前記蛍光による光学像に基づく蛍光画像を前記照明光画像に重畳した重畳画像を生成し、
前記照明光画像および／または前記重畳画像を表示する表示装置、
をさらに備える請求項１に記載の内視鏡システム。
前記照明光画像および／または前記重畳画像を表示する表示装置、
をさらに備える請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項3】
前記制御部は、
前記照明光光源および前記ガイド光光源のオンオフ、および、前記撮像部の撮像タイミングを、同期をとって制御するとともに、
前記治療光光源は、前記照明光光源および前記ガイド光光源とは独立して制御される、
請求項１に記載の内視鏡システム。
前記照明光光源および前記ガイド光光源のオンオフ、および、前記撮像部の撮像タイミングを、同期をとって制御するとともに、
前記治療光光源は、前記照明光光源および前記ガイド光光源とは独立して制御される、
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項4】
前記制御部は、
前記照明光光源および前記ガイド光光源のオンオフ、前記治療光光源のオンオフ、および前記撮像部の撮像タイミングを、同期をとって制御する、
請求項１に記載の内視鏡システム。
前記照明光光源および前記ガイド光光源のオンオフ、前記治療光光源のオンオフ、および前記撮像部の撮像タイミングを、同期をとって制御する、
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項5】
前記照明光光源は、検出した光量から照射しているガイド光の光量に相当する信号値を減算した値を用いて調光制御される、
請求項１に記載の内視鏡システム。
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項6】
前記照明光光源は、ガイド光の照射範囲を除外した範囲の光量に基づいて調光制御される、
請求項１に記載の内視鏡システム。
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項7】
前記照明光光源は、前記ガイド光の波長帯域以外の波長帯域の光を出射する、
請求項１に記載の内視鏡システム。
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項8】
前記照明光光源は、青色成分および緑色成分のみ、または青色成分のみの光を出射する、
請求項１に記載の内視鏡システム。
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項9】
前記制御部は、前記画像処理部に、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオン、かつ治療光光源がオフの期間に取得した光学像をもとに照明光画像を生成させ、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオフ、かつ治療光光源がオンの期間に取得した蛍光像をもとに蛍光画像を生成させる、
請求項１に記載の内視鏡システム。
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項10】
前記制御部は、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオフの期間に取得した光学像における青色成分および緑色成分のうちの少なくとも一方の色成分の信号値が、予め設定されている閾値以下となった場合に、前記撮像部に蛍光像を撮像させる、
請求項１に記載の内視鏡システム。
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項11】
前記制御部は、前記照明光画像における前記ガイド光照射領域の光強度または照射範囲を用いて、前記蛍光画像の規格化を行う、
請求項１に記載の内視鏡システム。
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項12】
前記制御部は、前記照明光画像における前記ガイド光照射領域の光強度または照射範囲を用いて、前記治療光の光量補正を行う、
請求項１に記載の内視鏡システム。
請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項13】
前記制御部は、前記ガイド光の光強度または照射範囲を用いて、距離による前記治療光の光強度を補正し、該補正後の光強度を用いて治療時間を算出する、
請求項１に記載の内視鏡システム。
請求項１に記載の内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、抗体薬剤を癌細胞のタンパク質に特異的に結合させ、治療光である近赤外光の照射によって抗体薬剤を活性化させて癌細胞を破壊することによって癌の治療を行う光免疫療法（Photoimmunotherapy：ＰＩＴ）の研究が進められている。近赤外光が照射された抗体薬剤は、癌細胞を膨張させ、該癌細胞の細胞死を誘導する。この際、抗体薬剤は、励起されることによって蛍光を発する。
【0003】
ところで、治療部位の観察には白色光が用いられ、また抗体薬剤の組織への結合や治療効果の観察には励起光を用いた蛍光観察を用いることができる。この際、観察光学系に１枚の撮像素子を用いる場合、励起光をカットするフィルタを用いた観察光学系によって蛍光観察を行うことができる。
【0004】
蛍光観察時においても、ＰＩＴ治療を適切に行うためには、治療部位の観察と近赤外光の照射領域を把握することが重要であるが、蛍光は白色光の光強度に比べて微弱であるため、白色光による治療部位の観察と蛍光観察を両立することが難しい。また、励起光がフィルタによりカットされるため、励起光（例えば近赤外光）の照射領域を観察することも難しい。この対策として、フィルタによってカットされない波長帯域の光をガイド光として近赤外光と略同一領域へ照射することが考えられるが、ガイド光の光強度に対して蛍光が微弱であると、蛍光の観察が難しくなる。
【0005】
これに対し、白色光や蛍光を処理する技術として、ビームスプリッターで蛍光とその他の光とを分けて、それぞれの光を受光する複数の撮像素子を設けることによって、それぞれの観察における観察光を処理する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１が開示する２枚の撮像素子の構成とすることによって、蛍光観察時に治療部位を継続して観察することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】国際公開第２０１９／２１５７９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献１のような２板撮像素子を備える構成は、撮像光学系の部品点数が増え、装置の大型化につながる。特に、内視鏡のように被検体内に挿入する部分に光学系を備える装置では、挿入部が太径化してしまうため、この構成を採用することはできない。
【0008】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、太径化を抑制しつつ、蛍光観察時に治療部位を継続して観察することができる内視鏡システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる内視鏡システムは、被写体を照明する照明光を出射する照明光光源と、治療対象部位に蓄積された光反応性の試薬を反応させる治療光を出射する治療光光源と、前記治療光光源の波長帯域よりも短波長のガイド光を出射するガイド光光源と、前記治療光の波長帯域の光をカットするとともに、白色光の一部、前記ガイド光および前記試薬が発する蛍光を透過させる光学フィルタを有し、光学像を撮像する撮像部と、前記照明光光源、前記治療光光源および前記ガイド光光源の出射タイミングを制御する制御部と、前記照明光光源、前記治療光光源および前記ガイド光光源が発する光によって得られる光学像に基づいて画像を生成する画像処理部と、を備え、前記制御部は、前記画像処理部に、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオン、かつ、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオフの期間に取得した光学像をもとに照明光画像を生成させ、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオフの期間に取得した蛍光像をもとに蛍光画像を生成させる。
【0010】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記画像処理部は、前記照明光および前記ガイド光の照射による光学像に基づく照明光画像、ならびに、前記蛍光による光学像に基づく蛍光画像を前記照明光画像に重畳した重畳画像を生成し、前記照明光画像および／または前記重畳画像を表示する表示装置、をさらに備える。
【0011】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記制御部は、前記照明光光源および前記ガイド光光源のオンオフ、および、前記撮像部の撮像タイミングを、同期をとって制御するとともに、前記治療光光源は、前記照明光光源および前記ガイド光光源とは独立して制御される。
【0012】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記制御部は、前記照明光光源および前記ガイド光光源のオンオフ、前記治療光光源のオンオフ、および前記撮像部の撮像タイミングを、同期をとって制御する。
【0013】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記照明光光源は、検出した光量から照射しているガイド光の光量に相当する信号値を減算した値を用いて調光制御される。
【0014】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記照明光光源は、ガイド光の照射範囲を除外した範囲の光量に基づいて調光制御される。
【0015】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記照明光光源は、前記ガイド光の波長帯域以外の波長帯域の光を出射する。
【0016】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記照明光光源は、青色成分および緑色成分のみ、または青色成分のみの光を出射する。
【0017】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記制御部は、前記画像処理部に、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオン、かつ治療光光源がオフの期間に取得した光学像をもとに照明光画像を生成させ、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオフ、かつ治療光光源がオンの期間に取得した蛍光像をもとに蛍光画像を生成させる。
【0018】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記制御部は、前記照明光光源および前記ガイド光光源がオフの期間に取得した光学像における青色成分および緑色成分のうちの少なくとも一方の色成分の信号値が、予め設定されている閾値以下となった場合に、前記撮像部に蛍光像を撮像させる。
【0019】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記制御部は、前記照明光画像における前記ガイド光照射領域の光強度または照射径を用いて、前記蛍光画像の規格化を行う。
【0020】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記制御部は、前記照明光画像における前記ガイド光照射領域の光強度または照射径を用いて、前記治療光の光量補正を行う。
【0021】
また、本発明にかかる内視鏡システムは、上記発明において、前記制御部は、前記ガイド光の光強度または照射径を用いて、距離による前記治療光の光強度を補正し、該補正後の光強度を用いて治療時間を算出する。
【発明の効果】
【0022】
本発明によれば、太径化を抑制しつつ、蛍光観察時に治療部位を継続して観察することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。実施の形態では、本発明に係る内視鏡システムの一例として、患者等の被検体内の画像を撮像して表示する、光免疫治療方法を行うための医療用の内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態によって、この発明が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。
【0025】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。図３は、本実施の形態にかかる内視鏡の先端構成を説明する図である。
図１は、本発明の実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、本実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。図３は、本実施の形態にかかる内視鏡の先端構成を説明する図である。
【0026】
図１および図２に示す内視鏡システム１は、被検体内に先端部を挿入することによって被検体の体内画像を撮像する内視鏡２と、内視鏡２の先端から出射する照明光を発生する光源装置３と、内視鏡２が撮像した撮像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御する処理装置４と、処理装置４の信号処理によって生成された体内画像を表示する表示装置５と、処置装置６とを備える。
【0027】
内視鏡２は、可撓性を有する細長形状をなす挿入部２１と、挿入部２１の基端側に接続され、各種の操作信号の入力を受け付ける操作部２２と、操作部２２から挿入部２１が延びる方向と異なる方向に延び、光源装置３および処理装置４に接続する各種ケーブルを内蔵するユニバーサルコード２３と、を備える。
【0028】
挿入部２１は、光を受光して光電変換することによって信号を生成する画素が２次元状に配列された撮像素子２４４を内蔵した先端部２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部２５と、湾曲部２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部２６と、を有する。挿入部２１は、被検体の体腔内に挿入され、外光の届かない位置にある生体組織などの被写体を撮像素子２４４によって撮像する。
【0029】
操作部２２は、湾曲部２５を上下方向および左右方向に湾曲させる湾曲ノブ２２１と、被検体の体腔内に治療光照射装置、生検鉗子、電気メスおよび検査プローブ等の処置具を挿入する処置具挿入部２２２と、処理装置４に加えて、送気手段、送水手段、画面表示制御等の周辺機器の操作指示信号を入力する操作入力部である複数のスイッチ２２３と、を有する。処置具挿入部２２２から挿入される処置具は、先端部２４の処置具チャンネル（図示せず）を経由して開口部から表出する（図３参照）。
【0030】
ユニバーサルコード２３は、ライトガイド２４１と、一または複数の信号線をまとめた集合ケーブル２４５と、を少なくとも内蔵している。ユニバーサルコード２３は、操作部２２に接続する側と反対側の端部において分岐している。ユニバーサルコード２３の分岐端部には、光源装置３に着脱自在なコネクタ２３１と、処理装置４に着脱自在なコネクタ２３２とが設けられる。コネクタ２３１は、端部からライトガイド２４１の一部が延出している。ユニバーサルコード２３は、光源装置３から出射された照明光を、コネクタ２３１（ライトガイド２４１）、操作部２２および可撓管部２６を経て先端部２４に伝播する。また、ユニバーサルコード２３は、先端部２４に設けられた撮像素子２４４が撮像した画像信号を、コネクタ２３２を経由して、処理装置４に伝送する。集合ケーブル２４５は、撮像信号を伝送するための信号線や、撮像素子２４４を駆動するための駆動信号を伝送するための信号線、内視鏡２（撮像素子２４４）に関する固有情報などを含む情報を送受信するための信号線を含む。なお、本実施の形態では、信号線を用いて電気信号を伝送するものとして説明するが、光信号を伝送するものであってもよいし、無線通信によって内視鏡２と処理装置４との間で信号を伝送するものであってもよい。
【0031】
先端部２４は、グラスファイバ等を用いて構成されて光源装置３が発光した光の導光路をなすライトガイド２４１と、ライトガイド２４１の先端に設けられた照明レンズ２４２と、集光用の光学系２４３と、光学系２４３の結像位置に設けられ、光学系２４３が集光した光を受光して電気信号に光電変換して所定の信号処理を施す撮像素子２４４とを有する。なお、光学系２４３および撮像素子２４４によって撮像部が構成される。
【0032】
光学系２４３は、一または複数のレンズを用いて構成される。光学系２４３は、撮像素子２４４の受光面上に観察像を結像させる。光学系２４３は、光学フィルタ２４３ａを有する。光学フィルタ２４３ａの光学特性については後述する。なお、光学系２４３は、画角を変化させる光学ズーム機能および焦点を変化させるフォーカス機能を有してもよい。
【0033】
撮像素子２４４は、光学系２４３からの光を光電変換して電気信号（撮像信号）を生成する。撮像素子２４４は、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオードや、フォトダイオードから転送される電荷を電圧レベルに変換するコンデンサなどをそれぞれ有する複数の画素がマトリックス状に配列されてなる。撮像素子２４４は、各画素が光学系２４３を経て入射する光を光電変換して電気信号を生成し、複数の画素のうち読み出し対象として任意に設定された画素が生成した電気信号を順次読み出して、撮像信号として出力する。撮像素子２４４は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサを用いて実現される。
【0034】
なお、内視鏡２は、撮像素子２４４が各種動作を実行するための実行プログラムおよび制御プログラムや、内視鏡２の識別情報を含むデータを記憶するメモリを有する（図示せず）。識別情報には、内視鏡２の固有情報（ＩＤ）、年式、スペック情報、および伝送方式等が含まれる。また、メモリは、撮像素子２４４が生成した画像データ等を一時的に記憶してもよい。
【0035】
なお、内視鏡２は、撮像素子２４４が各種動作を実行するための実行プログラムおよび制御プログラムや、内視鏡２の識別情報を含むデータを記憶するメモリを有する（図示せず）。識別情報には、内視鏡２の固有情報（ＩＤ）、年式、スペック情報、および伝送方式等が含まれる。また、メモリは、撮像素子２４４が生成した画像データ等を一時的に記憶してもよい。
【0036】
ここで、本実施の形態１において、内視鏡システム１では、観察モードとして、白色光の照明によって得られる画像を観察する白色画像観察モードと、治療光の照明によって得られる蛍光画像を観察する蛍光観察モードとのいずれかが設定される。なお、蛍光観察モードは、後述する治療中蛍光観察モードと、治療前後蛍光観察モードとを含む。
【0037】
光源装置３の構成について説明する。光源装置３は、光源部３１と、照明制御部３２と、光源ドライバ３３とを備える。光源部３１は、照明制御部３２の制御のもと、照明光を出射する白色光光源３１１を有する。
【0038】
白色光光源３１１は、可視広域の波長帯域を有する光（白色光）を出射する。白色光光源３１１は、ＬＥＤ光源のほか、レーザー光源、キセノンランプ、ハロゲンランプなどのいずれかの光源を用いて実現される。白色光光源３１１は、そのほか、一または複数のレンズ等を有してもよい。白色光光源３１１で発生した光は、ライトガイド２４１を経由して先端部２４の先端から被写体に向けて出射される。
【0039】
照明制御部３２は、処理装置４からの制御信号（調光信号）に基づいて、光源部３１に供給する電力量を制御するとともに、発光させる光源や、光源の駆動タイミングを制御する。
【0040】
光源ドライバ３３は、照明制御部３２の制御のもと、発光対象の光源に対して電流を供給することにより、光源部３１に光を出射させる。
【0041】
処理装置４の構成について説明する。処理装置４は、画像処理部４１と、同期信号生成部４２と、入力部４３と、制御部４４と、記憶部４５と、を備える。
【0042】
画像処理部４１は、内視鏡２から、撮像素子２４４が撮像した撮像信号であって、各色の照明光の画像データを含む撮像信号を受信する。画像処理部４１は、内視鏡２からアナログの画像データを受信した場合はＡ／Ｄ変換を行ってデジタルの信号を生成する。また、画像処理部４１は、内視鏡２から光信号として画像データを受信した場合は光電変換を行ってデジタルの画像データを生成する。画像処理部４１は、受信した撮像信号を処理し、表示装置５に表示させる画像を生成する。
【0043】
画像処理部４１は、内視鏡２から受信した画像データに対して所定の画像処理を施して画像を生成して表示装置５へ出力する。画像処理部４１は、白色光画像生成部４１１と、蛍光画像生成部４１２と、重畳画像生成部４１３とを有する。
【0044】
白色光画像生成部４１１は、白色光によって形成される像に基づく白色光画像を生成する。白色光画像生成部４１１は、白色光が照射されているタイミングに撮像された信号をもとに画像を生成する。
【0045】
蛍光画像生成部４１２は、蛍光によって形成される像に基づく蛍光画像を生成する。蛍光は、例えば、治療光を照射することによって、抗体薬剤が励起されて発せられるものである。蛍光画像生成部４１２は、治療光が照射されているタイミングに撮像された信号をもとに画像を生成する。
【0046】
白色光画像生成部４１１および蛍光画像生成部４１２は、所定の画像処理を施すことによって画像を生成する。ここで、所定の画像処理とは、同時化処理、階調補正処理および色補正処理等である。同時化処理は、ＲＧＢの各色成分の画像データを同時化する処理である。階調補正処理は、画像データに対して階調の補正を行う処理である。色補正処理は、画像データに対して色調補正を行う処理である。なお、白色光画像生成部４１１および蛍光画像生成部４１２は、画像の明るさに応じてゲイン調整してもよい。
【0047】
重畳画像生成部４１３は、白色光画像に蛍光画像を重畳した重畳画像を生成する。重畳画像生成部４１３は、例えば、撮像時刻が近い、隣り合う撮像フレームの白色光画像と蛍光画像とについて重畳処理を施す。
【0048】
白色光画像生成部４１１、蛍光画像生成部４１２および重畳画像生成部４１３は、設定される観察モードに応じて処理を実行する。例えば、白色画像観察モードが設定されている場合、白色光画像が生成される。また、蛍光観察モードが設定されている場合、重畳画像および／または蛍光画像が生成される。
【0049】
画像処理部４１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサや、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。なお、画像処理部４１は、Ｒ画像データ、Ｇ画像データおよびＢ画像データを保持するフレームメモリを有する構成としてもよい。
【0050】
同期信号生成部４２は、処理装置４の動作の基準となるクロック信号（同期信号）を生成するとともに、生成した同期信号を光源装置３や、画像処理部４１、制御部４４、内視鏡２へ出力する。ここで、同期信号生成部４２が生成する同期信号は、水平同期信号と垂直同期信号とを含む。
このため、光源装置３、画像処理部４１、制御部４４、内視鏡２は、生成された同期信号によって、互いに同期をとって動作する。
このため、光源装置３、画像処理部４１、制御部４４、内視鏡２は、生成された同期信号によって、互いに同期をとって動作する。
【0051】
入力部４３は、キーボード、マウス、スイッチ、タッチパネルを用いて実現され、内視鏡システム１の動作を指示する動作指示信号等の各種信号の入力を受け付ける。なお、入力部４３は、操作部２２に設けられたスイッチや、外部のタブレット型のコンピュータなどの可搬型端末を含んでもよい。
【0052】
制御部４４は、撮像素子２４４および光源装置３を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。制御部４４は、記憶部４５に記憶されている撮像制御のための制御情報データ（例えば、読み出しタイミングなど）を参照し、集合ケーブル２４５に含まれる所定の信号線を経由して駆動信号として撮像素子２４４へ送信する。また、制御部４４は、観察モードの設定、切り替えを行う。制御部４４は、例えば、術者による操作入力等に基づいて、白色画像観察モード、治療中蛍光観察モードまたは治療前後蛍光観察モードのいずれかを設定する。本実施の形態１では、蛍光観察モードとして、治療中蛍光観察モードが設定される例について説明する。制御部４４は、ＣＰＵ等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【0053】
記憶部４５は、内視鏡システム１を動作させるための各種プログラム、および内視鏡システム１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記憶する。また、記憶部４５は、処理装置４の識別情報を記憶する。ここで、識別情報には、処理装置４の固有情報（ＩＤ）、年式およびスペック情報等が含まれる。
【0054】
また、記憶部４５は、処理装置４の画像取得処理方法を実行するための画像取得処理プログラムを含む各種プログラムを記憶する。各種プログラムは、ハードディスク、フラッシュメモリ、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して広く流通させることも可能である。なお、上述した各種プログラムは、通信ネットワークを経由してダウンロードすることによって取得することも可能である。ここでいう通信ネットワークは、例えば既存の公衆回線網、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）などによって実現されるものであり、有線、無線を問わない。
【0055】
以上の構成を有する記憶部４５は、各種プログラム等が予めインストールされたＲＯＭ（Read Only Memory）、および各処理の演算パラメータやデータ等を記憶するＲＡＭやハードディスク等を用いて実現される。
【0056】
表示装置５は、映像ケーブルを経由して処理装置４（画像処理部４１）から受信した画像信号に対応する表示用の画像を表示する。表示装置５は、液晶または有機ＥＬ（Electro Luminescence）等のモニタを用いて構成される。
【0057】
処置装置６は、処置具操作部６１と、処置具操作部６１から延びる可撓性の処置具６２とを有する。ＰＩＴに使用される処置具６２は、治療のための光（以下、治療光という）を出射する治療光出射部である。
【0058】
処置具操作部６１は、処置具６２からの光の出射を制御する。
処置具操作部６１は、操作入力部６１１と、治療光光源６１２と、ガイド光光源６１３と、処置具制御部６１４とを有する。各光源は、半導体レーザーや、ＬＥＤ等を用いて実現される。なお、処置装置６において、治療光を発する光源は、処置具６２に設けられてもよいし、処置具操作部６１に設けられてもよい。
処置具操作部６１は、操作入力部６１１と、治療光光源６１２と、ガイド光光源６１３と、処置具制御部６１４とを有する。各光源は、半導体レーザーや、ＬＥＤ等を用いて実現される。なお、処置装置６において、治療光を発する光源は、処置具６２に設けられてもよいし、処置具操作部６１に設けられてもよい。
【0059】
操作入力部６１１は、例えば、スイッチ等によって構成される。処置具操作部６１は、操作入力部６１１への入力（例えばスイッチの押下）によって、処置具６２に治療光やガイド光を出射させる。
【0060】
治療光光源６１２は、光源や、一または複数のレンズ等を用いて構成され、光源の駆動により光（照明光）を出射する。治療光光源６１２が備える光源は、抗体薬剤を励起させる波長帯域の光を出射する。治療光は、例えばＰＩＴの場合、６８０ｎｍ以上の波長帯域の光であり、例えば６９０ｎｍを中心波長とする光である。
【0061】
ガイド光光源６１３は、光源や、一または複数のレンズ等を用いて構成され、光源の駆動により光（照明光）を出射する。ガイド光光源６１３が備える光源は、治療光光源６１２が出射する光の波長帯域よりも短い波長帯域であり、かつ光学フィルタ２４３ａが遮断する波長帯域よりも短い波長帯域の光を出射する。
【0062】
処置具６２が備える照明光学系は、治療光とガイド光との照射位置が同じとなる態様でそれぞれの光を出射する。例えば、治療光の照射領域と、ガイド光の照射領域とがほぼ一致する。
なお、処置具６２が備える照明光学系は、治療光の照射範囲を変更できる構成としてもよい。例えば、処置具操作部６１の制御のもと、焦点距離を変更可能な光学系や、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等によって構成され、被写体に照射する光のスポット径や、照射範囲の形状を変更することができる。
なお、処置具６２が備える照明光学系は、治療光の照射範囲を変更できる構成としてもよい。例えば、処置具操作部６１の制御のもと、焦点距離を変更可能な光学系や、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等によって構成され、被写体に照射する光のスポット径や、照射範囲の形状を変更することができる。
【0063】
処置具制御部６１４は、操作入力部６１１、治療光光源６１２およびガイド光光源６１３を含む各構成部の駆動制御、および各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。処置具制御部６１４は、例えば、術者による操作入力等に基づいて、治療光光源６１２やガイド光光源６１３を発光させる。処置具制御部６１４は、ＣＰＵ等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて構成される。
【0064】
【0065】
図４は、抗体薬剤の吸収スペクトルを示す図である。図４は、抗体薬剤の一例として、ＩＲＤｙｅ（登録商標）７００ＤＸの吸収スペクトルを示す。図４は、最大のピークの強度を１として正規化した正規化強度を示す。ＩＲＤｙｅ（登録商標）７００ＤＸは、６５０ｎｍより大きい波長帯域において、６９０ｎｍをピークとする第１の光吸収帯と、４５０ｎｍ未満の波長帯域において、３５０ｎｍをピークとする第２の光吸収帯とを有する。特に、第１の光吸収帯は、光治療を行う際に、抗体薬剤を反応させるためのターゲットとなる波長帯域に相当する。なお、第２の光吸収帯は、ソーレー帯と呼ばれることもある。
【0066】
図５は、抗体薬剤の励起スペクトルおよび蛍光スペクトル、治療光の波長スペクトル、ならびに、光学フィルタの透過特性の一例を示す図である。図５において、曲線ＦEは、ＩＲＤｙｅ（登録商標）７００ＤＸの吸収特性を示す（図４参照）。曲線ＦLは、治療光として照射されるレーザー光の強度分布を示す。曲線ＦFは、抗体薬剤が励起されて発生する蛍光の強度分布を示す。曲線ＦCは、光学フィルタ２４３ａの吸収特性（透過率）を示す。図５において、曲線ＦE、ＦL、ＦFは、最大のピークの強度を１としてそれぞれを正規化した正規化強度を示す。
【0067】
光学フィルタ２４３ａは、曲線ＦCで示す吸収特性を有する。すなわち、光学フィルタ２４３ａは、６９０ｎｍを中心に治療光光源６１２の中心波長の公差、スペクトル幅、光学フィルタ２４３ａの光学系での光学フィルタ２４３ａへの斜入射特性を考慮して波長帯域を設定する。例えば、６７０ｎｍより大きく、かつ７００ｎｍ未満の範囲の波長帯域の光を遮断し、そのほかの波長帯域の光を透過する。
【0068】
先端部２４から入射した光は、光学フィルタ２４３ａによって上記の範囲の光がカットされる。例えば、光学フィルタ２４３ａの特性によって、治療光の波長帯域の光が撮像素子２４４に入射されなくなるとともに、蛍光が撮像素子２４４に入射する。
【0069】
続いて、内視鏡２を用いた治療時の画像取得について、図６～図９を参照して説明する。図６は、本発明の実施の形態１にかかる白色光、ガイド光および治療光のオンオフのタイミングを説明する図である。以下、ＰＩＴの実施の一例を示し、例えば上部消化管に挿入部２１を挿入して対象部位の治療を行う。
【0070】
治療位置を探索する間は、観察モードが白色画像観察モードに設定され、白色光およびガイド光が照射される（図６の期間Ｔ1）。この期間では、白色光およびガイド光が連続的に照射される。治療位置を探索する間は、観察モードが白色画像観察モードに設定され、白色光およびガイド光に基づく白色光画像が生成される。一方、時刻ｔ1において、処置具６２に対して操作入力がなされ、治療光光源がオンになると、白色光およびガイド光が所定の間隔で間欠的に出射される（図６の期間Ｔ2）。例えば、治療光のオン指示の入力に基づいて、観察モードが治療中蛍光観察モードに切り替えられる。このとき、治療光は、連続的に出射される。治療光の照射によって、抗体薬剤が励起されて対象部位の治療が行われる。
【0071】
本実施の形態１では、処理装置４の制御部４４が制御マスターとなり、白色光光源３１１およびガイド光光源６１３の出射タイミングを制御するとともに、撮像素子２４４の撮像タイミングを制御する。一方、治療光光源６１２は、処置具制御部６１４の制御のもと、白色光およびガイド光とは非同期で駆動される。制御部４４は、操作入力部６１１への入力によって、治療光光源６１２の点灯制御が実行されると、治療中蛍光観察モードに切り替え、白色光およびガイド光の間欠出射制御を実行するとともに、蛍光画像生成部４１２および重畳画像生成部４１３に画像生成処理を実行させる。
【0072】
治療時、具体的には、例えば、術者は、まず、治療（手術）の２０～２８時間前に、注射を用いて、点滴によって静脈への抗体薬剤の投与を実施する。なお、抗体薬剤の投与は、内視鏡２を用いて実施してもよいし、他の機器を用いて実施してもよいし、患者に薬剤を飲み込ませてもよい。
【0073】
その後、術者は、上部消化管内に挿入部２１を挿入する。この際、観察モードは白色画像観察モードに設定され、術者は、光源装置３に白色光を照射させ、さらに、内視鏡２の先端から処置具６２を突出させて処置具６２にガイド光を照射させ、表示装置５が表示する上部消化管内の白色光画像を観察しながら治療位置を探索する。この際、白色光画像には、ガイド光が描出され、該ガイド光によって治療光の照射位置が案内される。
【0074】
図７は、白色光画像の一例を示す図である。白色画像観察モードにおいて、表示装置５には、例えば、白色光画像ＧWが表示される。白色光画像ＧWでは、白色光の反射光や散乱光によって、治療対象部位を含む観察領域の組織や、処置具６２の像ＴＲが描出されるとともに、ガイド光の照射範囲ＲGが描出される。術者は、対象部位の探索を行うとともに、ガイド光の照射領域を観察しながら、治療光の照射位置を調整する。術者は、例えば先端部２４の向きを調整したり、処置具６２の突出長さを調整したりして、対象部位への治療光照射位置を調整する。
【0075】
先端部２４の向き等を調整した後、術者は、対象部位に治療光を照射する。治療光の照射によって、対象部位ＰTに結合した抗体薬剤が反応し、対象部位に対する治療が施される。治療光照射の間、観察モードが治療中蛍光観察モードに設定され、白色光およびガイド光が照射されていない間に取得した蛍光像をもとに蛍光画像が生成され、該蛍光画像および白色光画像によって重畳画像が生成される。生成された画像は、表示装置５に表示される。術者は、蛍光の強度や発光領域等を観察することによって、治療効果を確認する。
【0076】
【0077】
図９は、白色光画像に蛍光画像を重畳した重畳画像の一例を示す図である。重畳画像生成部４１３は、白色光画像の明るさに対して蛍光画像の明るさを、所定の比、例えば白色画像比で４倍明るくし、蛍光像を強調した状態で、この蛍光画像を白色光画像に重畳する。この際、蛍光強度は治療効果の判断に用いられるため、同じ観察部位の画像については、明るさの強調度合いは同じものとし、蛍光像の明るさが画像処理によって変化しない処理として経時で蛍光画像が暗くなる様子がわかるようにする。図９に示す重畳画像ＧSは、白色光画像ＧW上に蛍光像ＲFが重畳された画像である。
【0078】
術者は、必要に応じて、治療光の追加照射と、治療効果の確認とを繰り返して、対象部位の治療を行う。
【0079】
以上説明した本実施の形態１では、白色光画像を取得する際には、白色光とともに、治療光よりも波長が短くかつ治療光と略同じ領域を照射するガイド光を照射する一方、蛍光画像を取得する際には、白色光およびガイド光をオフにし、励起光が光学フィルタ２４３ａにカットされた蛍光画像が生成される。本実施の形態１によれば、白色光画像において、ガイド光によって治療光の照射領域が案内されるとともに、蛍光像のみの蛍光画像を白色光画像に重畳した重畳画像が生成されるため、蛍光観察時でも対象部位の観察を継続することができる。さらに、本実施の形態１によれば、一枚の撮像素子２４４を備え、光学フィルタ２４３ａによって撮像素子２４４に入射する励起光をカットする構成としたので、二枚の撮像素子を用いる構成と比して太径化を抑制することができる。
【0080】
なお、実施の形態１では、光学フィルタ２４３ａが光学系２４３に設けられる例について説明したが、撮像素子２４４において、受光部２４４ａの受光面側に光学フィルタ２４３ａを設けてもよい。
【0081】
（実施の形態１の変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。本変形例１にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。実施の形態１では、制御部４４が制御マスターとなってガイド光光源６１３等を制御する例について説明したが、変形例１では、処置具制御部６１４が制御マスターとなってガイド光光源６１３等を制御する。
なお、本内視鏡システムを用いた治療の流れは、実施の形態１と同様である。
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。本変形例１にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。実施の形態１では、制御部４４が制御マスターとなってガイド光光源６１３等を制御する例について説明したが、変形例１では、処置具制御部６１４が制御マスターとなってガイド光光源６１３等を制御する。
なお、本内視鏡システムを用いた治療の流れは、実施の形態１と同様である。
【0082】
変形例１において、処置装置６の処置具制御部６１４が制御マスターとなり、白色光光源３１１およびガイド光光源６１３の出射タイミングを制御し、かつ撮像素子２４４の撮像タイミングを制御する。一方、治療光光源６１２は、処置具制御部６１４の制御のもと、白色光およびガイド光とは非同期で駆動される。処置具制御部６１４は、操作入力部６１１への入力によって、治療光光源６１２の点灯制御を実行すると同時に、治療中蛍光観察モードに切り替え、制御部４４に、白色光およびガイド光の間欠出射制御を実行させるとともに、蛍光画像生成部４１２および重畳画像生成部４１３に画像生成処理を実行させる。
【0083】
以上説明した本変形例１では、実施の形態１と同様に、白色光画像を取得する際には、白色光とともにガイド光を照射する一方、蛍光画像を取得する際には、白色光およびガイド光をオフにし、励起光が光学フィルタ２４３ａにカットされた蛍光画像が生成される。本変形例１によれば、処置具制御部６１４を制御マスターとする場合であっても、蛍光観察時でも対象部位の観察を継続することができる。さらに、本変形例１によれば、実施の形態１と同様に、一枚の撮像素子２４４を備え、光学フィルタ２４３ａによって撮像素子２４４に入射する励起光をカットする構成としたので、二枚の撮像素子を用いる構成と比して太径化を抑制することができる。
【0084】
（実施の形態１の変形例２）
次に、実施の形態１の変形例２について説明する。本変形例２にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。
なお、本内視鏡システムを用いた治療の流れは、実施の形態１と同様である。
次に、実施の形態１の変形例２について説明する。本変形例２にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。
なお、本内視鏡システムを用いた治療の流れは、実施の形態１と同様である。
【0085】
図１０は、変形例２にかかる白色光、ガイド光および治療光のオンオフのタイミングを説明する図である。まず、治療中蛍光観察モードにした後で治療光がオンになるまでは、白色光およびガイド光が照射される（図１０の期間Ｔ1）。変形例２において、この期間Ｔ1では、白色光およびガイド光が間欠的に照射される。その後、時刻ｔ1において、処置具６２に対して操作入力がなされ、治療光光源がオンになると（図１０の期間Ｔ2）、治療光の照射によって、抗体薬剤が励起されて対象部位の治療が行われる。
【0086】
変形例２において、画像処理部４１では、治療光がオンになる時刻ｔ1までは、白色光画像生成部４１１が、白色光およびガイド光がオンの期間において撮像された信号を用いて、白色光画像を生成する。一方、蛍光画像生成部４１２では蛍光画像の信号はないので真っ暗な画像になり、重畳画像生成部４１３で生成される重畳画像は白色光画像のもののみになり、白色光画像が表示装置５に表示される。この際、蛍光画像に信号に閾値を決めておき、閾値を超えない場合は蛍光画像の強調を行わなくてもよい。治療光が時刻ｔ1でオンになると、白色光画像生成部４１１が、白色光およびガイド光がオンの期間において撮像された信号を用いて白色光画像を生成する一方、蛍光画像生成部４１２が、治療光がオンの期間において撮像された信号を用いて蛍光画像を生成する。重畳画像生成部４１３は、生成された蛍光画像を、白色光画像に重畳して重畳画像を生成する。
【0087】
以上説明した本変形例２では、実施の形態１と同様に、白色光画像を取得する際には、白色光とともにガイド光を照射する一方、蛍光画像を取得する際には、白色光およびガイド光がオフであり、励起光が光学フィルタ２４３ａにカットされた光学像に基づいて蛍光画像が生成される。本変形例２によれば、蛍光観察時でも対象部位の観察を継続することができる。さらに、本変形例２によれば、実施の形態１と同様に、一枚の撮像素子２４４を備え、光学フィルタ２４３ａによって撮像素子２４４に入射する励起光をカットする構成としたので、二枚の撮像素子を用いる構成と比して太径化を抑制することができる。
【0088】
（実施の形態１の変形例３）
次に、実施の形態１の変形例３について説明する。本変形例３にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。本変形例３では、治療前または治療後における蛍光画像の観察に関するものであり、治療前の処理を例にして説明する。なお、以下に説明する処理は、治療後にも適用できる。
なお、本内視鏡システムを用いた治療の流れは、実施の形態１と同様である。
次に、実施の形態１の変形例３について説明する。本変形例３にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。本変形例３では、治療前または治療後における蛍光画像の観察に関するものであり、治療前の処理を例にして説明する。なお、以下に説明する処理は、治療後にも適用できる。
なお、本内視鏡システムを用いた治療の流れは、実施の形態１と同様である。
【0089】
図１１は、変形例３にかかる白色光、ガイド光および治療光のオンオフのタイミングを説明する図である。治療を開始する前において、治療前後蛍光観察モードに設定される。このモードになると、制御部４４が白色光光源３１１、ガイド光光源６１３、治療光光源６１２を制御する。このモードに設定されると、例えば６０ｆｐｓで撮像する場合、５９ｆｐｓは白色光およびガイド光が照射される（図１１の期間Ｔ3）。変形例３において、この期間Ｔ3では、白色光およびガイド光が連続的に照射される。その後、抗体薬剤の蓄積量等の確認のため、1フレーム時刻ｔ2において、制御部４４の制御のもと、処置具制御部６１４を介して治療光光源がオンになると、蛍光画像生成部４１２で蛍光画像が生成される。この治療前後蛍光観察モードでは、治療光が１秒間６０ｆｐｓの１フレーム分に相当する時間（図１１の期間Ｔ4：１ｆｐｓ）だけ出射され、白色光およびガイド光はオフとなる。この際、表示装置５には重畳画像が表示され、術者が蛍光像を観察する。その後の期間Ｔ5では、再び白色光およびガイド光はオンとなる。なお、白色画像観察モードおよびその他観察モードに設定する指示があるまでこの治療前後蛍光観察モードを維持してもよい。
ここで、変形例３の治療前後蛍光観察モードでは、１フレーム分の時間だけ治療光が出射され、該治療光に基づく蛍光像が撮像される。なお、蛍光観察（治療光の照射）は、制限時間まで間欠的に複数回実施することが可能である。
ここで、変形例３の治療前後蛍光観察モードでは、１フレーム分の時間だけ治療光が出射され、該治療光に基づく蛍光像が撮像される。なお、蛍光観察（治療光の照射）は、制限時間まで間欠的に複数回実施することが可能である。
【0090】
変形例３において、この治療前後蛍光観察モードでは、画像処理部４１において、白色光画像生成部４１１が、白色光およびガイド光がオンの期間において撮像された信号を用いて、白色光画像が生成する。一方、蛍光画像生成部４１２が、治療光がオンの期間において撮像された信号を用いて蛍光画像を生成するとともに、白色光画像生成部４１１が、白色光およびガイド光がオンの期間において撮像された信号を用いて、白色光画像が生成する。重畳画像生成部４１３は、生成された蛍光画像を、白色光画像に重畳して重畳画像を生成する。
【0091】
図１２は、本発明の実施の形態１の変形例３にかかる表示画像の一例を示す図である。表示画像Ｇ1には、白色光画像ＧWと、重畳画像ＧSとが表示される。この際、白色光画像ＧWと、重畳画像ＧSとは、撮像されるタイミングが異なるため、画像の更新タイミングが互いに異なる。例えば、蛍光画像モードに設定されている期間では、白色光画像ＧWは５９ｆｐｓで更新されるが、重畳画像ＧSは１ｆｐｓで更新される。
【0092】
この際、治療前後蛍光観察モードの有効期間を表示してもよい。例えば、図１２に示す有効期間表示部ＧTには、最初にこの治療前後蛍光観察モードの指示が入力されてからの残り時間であって、このモードの有効期間の残り時間が表示される。この期間内であれば、治療光の照射を繰り返し行って蛍光画像を観察することが可能である。一方、この有効期間が過ぎると、例えば治療前における治療光の照射の受付が停止される。
【0093】
以上説明した本変形例３では、治療については、実施の形態１と同様に、白色光画像を取得する際には、白色光とともにガイド光を照射する一方、蛍光画像を取得する際には、白色光およびガイド光がオフであり、励起光が光学フィルタ２４３ａにカットされた光学像に基づいて蛍光画像が生成される。本変形例３によれば、蛍光観察時でも対象部位の観察を継続することができる。さらに、本変形例３によれば、実施の形態１と同様に、一枚の撮像素子２４４を備え、光学フィルタ２４３ａによって撮像素子２４４に入射する励起光をカットする構成としたので、二枚の撮像素子を用いる構成と比して太径化を抑制することができる。
【0094】
また、変形例３によれば、治療前後における蛍光観察（治療光の照射）時、１フレーム分の期間のみ治療光の照射を行うため、治療光による治療進行を抑制しつつ、治療光による蛍光像を確認することができる。
【0095】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態２において、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じ部分には同じ符号を付し、説明を省略する。図１３は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態２において、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じ部分には同じ符号を付し、説明を省略する。図１３は、本発明の実施の形態２にかかる内視鏡システムの概略構成を示すブロック図である。
【0096】
図１３に示す内視鏡システム１Ａは、被検体内に先端部を挿入することによって被検体の体内画像を撮像する内視鏡２と、内視鏡２の先端から出射する照明光を発生する光源装置３と、内視鏡２が撮像した撮像信号に所定の信号処理を施すとともに、内視鏡システム１全体の動作を統括的に制御する処理装置４と、処理装置４の信号処理によって生成された体内画像を表示する表示装置５と、処置装置６Ａとを備える。なお、内視鏡２は、ライトガイド２４１に代えて第１のライトガイド２４６を備えるものとして説明する。
【0097】
処置装置６Ａは、処置具操作部６１と、処置具操作部６１から延び、第１のライトガイド２４６と接続する第２のライトガイド６３とを有する。第１のライトガイド２４６および第２のライトガイド６３は、二股分岐ライトガイドを構成する。第２のライトガイド６３は、第１のライトガイド２４６の少なくとも一部のファイバに接続する構成としてもよいし、第１のライトガイド２４６とともに先端部２４の先端まで延びる構成としてもよい。
【0098】
第２のライトガイド６３は、治療光光源６１２およびガイド光光源６１３が発する光を伝送する。この際、第２のライトガイド６３は、治療光光源６１２およびガイド光光源６１３が発する光を、例えば、共通のファイバを用いて外部に光を出射する。なお、それぞれ異なるファイバを用いて各光源が発する光を伝送する構成としてもよい。
【0099】
また、先端部２４から発する光として、白色光光源３１１が発する光の第１の照射範囲は、治療光光源６１２およびガイド光光源６１３が発する光の第２の照射範囲よりも大きく、かつ第２の照射範囲のすべてが、第１の照射範囲に含まれる。各光の照射範囲は、ファイバへの入射角等によって調整することができる。また、第２の照射範囲は、そのすべてが、撮像素子２４４が撮像する画像の画角内に収まっていることが好ましい。
【0100】
図１４は、本発明の実施の形態２にかかる白色光およびガイド光について説明する図である。図１４は、光の照射範囲を説明するために光の照射範囲の断面を模式的に表現したものであり、白色光ＬWと、ガイド光ＬGとを出射した場合を示す。
【0101】
図１５は、白色光画像の一例を示す図である。白色光画像Ｇ2では、白色光で照明された組織等を含む背景に、ガイド光の照射範囲ＲGが描出されている。この際、ガイド光の照射範囲ＲGは、白色光画像Ｇ2内に収まっていることが好ましい。
【0102】
図１６は、蛍光画像の一例を示す図である。蛍光画像Ｇ3では、蛍光像ＲFが描出されている。この際、例えば、治療光の照射範囲が、ガイド光の照射範囲と略一致している。
【0103】
図１４および図１５に示す通り、白色光光源３１１が発する光の第１の照射範囲は、ガイド光光源６１３が発する光の第２の照射範囲よりも大きく、かつ第１の照射範囲が、第２の照射範囲のすべてを含む。なお、治療光についても、ガイド光と同様の範囲に照射され、画像内に蛍光像が描出される（図１６参照）。
【0104】
以上説明した本実施の形態２では、治療については、実施の形態１と同様に、白色光画像を取得する際には、白色光とともにガイド光を照射する一方、蛍光画像を取得する際には、白色光およびガイド光がオフであり、励起光が光学フィルタ２４３ａにカットされた光学像に基づいて蛍光画像が生成される。本実施の形態２によれば、蛍光観察時でも対象部位の観察を継続することができる。さらに、本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、一枚の撮像素子２４４を備え、光学フィルタ２４３ａによって撮像素子２４４に入射する励起光をカットする構成としたので、二枚の撮像素子を用いる構成と比して太径化を抑制することができる。
【0105】
また、実施の形態２によれば、白色光と、ガイド光または治療光との出射口を同一とすることによって、照射角度による照射位置のずれ等が抑制され、処置具６２を使う必要がないためユーザービリティが向上する。
【0106】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態３にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。本実施の形態３では、調光に係る制御が、実施の形態１とは異なる。以下、調光処理について説明する。なお、治療の流れは、実施の形態１と同様である。
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態３にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。本実施の形態３では、調光に係る制御が、実施の形態１とは異なる。以下、調光処理について説明する。なお、治療の流れは、実施の形態１と同様である。
【0107】
画像を用いて白色光の自動調光を行う場合、ガイド光の光強度が高いと、その信号値の大きさによって白色光の光量が小さくなるように調整される。白色光の光量が小さくなると、画像全体が暗くなってしまう。画像全体が暗いと、ガイド光以外の背景画像が不明瞭になり腫瘍の位置が解り難くなる場合がある。そこで、実施の形態３では、画像が暗くならないような調光制御を行う。
【0108】
図１７は、本発明の実施の形態３にかかる調光処理を説明するための図である。図１７の（ａ）は、ガイド光の信号値を含めて調光制御した場合を示す。図１７の（ｂ）は、ガイド光の影響を除外した調光制御を行った場合を示す。この際、照明制御部３２は、ガイド光の光学像を含む白色光画像Ｇ11において、ガイド光の照射範囲ＲGを検出し、当該照射範囲ＲGを含む範囲を、調光除外領域ＲGFに設定する（図１７の（ａ）参照）。照明制御部３２は、設定した調光除外領域ＲGFを除く領域の信号値（例えば輝度値）を用いて白色光の調光にかかる信号値を算出したり、調光除外領域ＲGFの信号値を、予め設定されている条件に基づいて小さくし、該変更後の信号値を含む画像全体の信号値を用いて白色光の調光にかかる信号値を算出したりする。調光除外領域ＲGFを設定し、当該領域の信号値を調整して調光信号を生成することによって、ガイド光に起因する白色光画像の明るさの低下を抑制した明瞭な画像が得られる（図１７の（ｂ）参照）。
【0109】
以上説明した本実施の形態３では、治療については、実施の形態１と同様に、白色光画像を取得する際には、白色光とともにガイド光を照射する一方、蛍光画像を取得する際には、白色光およびガイド光がオフであり、励起光が光学フィルタ２４３ａにカットされた光学像に基づいて蛍光画像が生成される。本実施の形態３によれば、蛍光観察時でも対象部位の観察を継続することができる。さらに、本実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、一枚の撮像素子２４４を備え、光学フィルタ２４３ａによって撮像素子２４４に入射する励起光をカットする構成としたので、二枚の撮像素子を用いる構成と比して太径化を抑制することができる。
【0110】
また、実施の形態３によれば、調光除外領域ＲGFを設定し、当該領域の信号値の扱いを調整して調光信号を生成することで、ガイド光に起因する画像の明るさの低下が抑制されるため、白色光画像の明るさの低下を抑制してガイド光の照射範囲を明瞭化することができる。
【0111】
（実施の形態３の変形例１）
次に、実施の形態３の変形例１について説明する。本変形例１にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。実施の形態３では、白色光の照射を前提として、白色光画像の明るさを制御してガイド光の照射範囲を明瞭化する例について説明したが、変形例１では、照明する光の色成分を限定して照明することによって、ガイド光を明瞭化する。
なお、本内視鏡システムを用いた治療の流れは、実施の形態１と同様である。
次に、実施の形態３の変形例１について説明する。本変形例１にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。実施の形態３では、白色光の照射を前提として、白色光画像の明るさを制御してガイド光の照射範囲を明瞭化する例について説明したが、変形例１では、照明する光の色成分を限定して照明することによって、ガイド光を明瞭化する。
なお、本内視鏡システムを用いた治療の流れは、実施の形態１と同様である。
【0112】
本変形例１では、ガイド光を出射する場合に、白色光光源が出射する光の色成分を、青色成分および緑色成分、または青色成分のみに限定し、この色成分からなる光を照明光として照射する。色成分を限定した照明光を画像の背景とすることによって、ガイド光を強調した画像とすることができる。この際、画像出力時は、青色および緑色の信号のみを用いることによって、緑色のガイド光が強調された画像を生成することができる。
【0113】
（実施の形態３の変形例２）
次に、実施の形態３の変形例２について説明する。本変形例２にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１に対し、処置具６２に代えて処置具６２Ａとした以外は同じであるため、処置具６２Ａ以外の構成の説明を省略する。実施の形態３では、白色光の照射を前提として、白色光画像の明るさを制御してガイド光の照射範囲を明瞭化する例について説明したが、変形例２では、シリンドリカルタイプのファイバー（シリンドリカルディフューザー）を用いてガイド光を照射する。なお、治療光の照射も、このシリンドリカルディフューザーを用いて行ってもよい。
なお、本内視鏡システムを用いた治療の流れは、実施の形態１と同様である。
次に、実施の形態３の変形例２について説明する。本変形例２にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１に対し、処置具６２に代えて処置具６２Ａとした以外は同じであるため、処置具６２Ａ以外の構成の説明を省略する。実施の形態３では、白色光の照射を前提として、白色光画像の明るさを制御してガイド光の照射範囲を明瞭化する例について説明したが、変形例２では、シリンドリカルタイプのファイバー（シリンドリカルディフューザー）を用いてガイド光を照射する。なお、治療光の照射も、このシリンドリカルディフューザーを用いて行ってもよい。
なお、本内視鏡システムを用いた治療の流れは、実施の形態１と同様である。
【0114】
図１８は、本発明の実施の形態３の変形例２にかかる調光処理を説明するための図である。本変形例２では、処置具６２Ａが、処置具操作部６１に接続する側と反対側の端部に設けられるシリンドリカルディフューザー６２１を有する。シリンドリカルディフューザー６２１は、円筒形照射用チップにより光ファイバの円周方向に均一に照射させる。変形例２では、例えば、シリンドリカルディフューザー６２１の長手方向に対して、円周に均一な光が出射される。
【0115】
変形例２によれば、シリンドリカルディフューザー６２１によってガイド光を照射するため、広範囲にガイド光を照射することができる。ガイド光の照射範囲が広いため、治療部位周辺の構造もガイド光によって描出することができる。この際、照明範囲が広いため、白色光画像生成部４１１が、白色光を照射せずに、白色光画像（照明光画像）を生成してもよい。
【0116】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。本実施の形態４にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。実施の形態４では、ガイド光の光学像を用いて、治療影響を補正する。なお、実施の形態４では、治療光と同時に、白色光およびガイド光を照射して、白色光画像を観察しながら治療を行うものとして説明する。
次に、実施の形態４について説明する。本実施の形態４にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。実施の形態４では、ガイド光の光学像を用いて、治療影響を補正する。なお、実施の形態４では、治療光と同時に、白色光およびガイド光を照射して、白色光画像を観察しながら治療を行うものとして説明する。
【0117】
図１９は、本発明の実施の形態４にかかる治療光の照射光量補正について説明するための図である。制御部４４は、白色光画像Ｇ21内に映るガイド光の照射範囲ＲG1の径Ｒ1（スポット径）を測定する（図１９の（ａ）参照）。例えば、治療に必要な治療光の光量が１００Ｊに設定されている場合、制御部４４は、予め設定されている基準スポット径の大きさと、治療光の光量との関係を用いて、治療時間を算出する。例えば、図１９の（ａ）に示す径Ｒ1から光量が０．１５Ｊであると算出され、治療時間は６６７秒と算出される。制御部４４は、算出した治療時間を表示装置５に表示させる。
【0118】
その後、処置具６２（処置具像ＴＲ）の位置が変化してスポット径が変わった場合、例えば図１９の（ｂ）に示すように、ガイド光の照射範囲ＲG2の径Ｒ2が径Ｒ1よりも小さくなった場合、照射範囲における光量は増大する。例えば、径Ｒ2から光量が０．２０Ｊであると算出された場合、１００Ｊから、径Ｒ1のときの累積光量を減算し、残りの照射光量に到達する治療時間を算出する。
【0119】
さらに、処置具６２の位置が変化してスポット径が変わった場合、例えば図１９の（ｃ）に示すように、ガイド光の照射範囲ＲG3の径Ｒ3が径Ｒ1よりも大きくなった場合、照射範囲における光量は減少する。例えば、径Ｒ3から光量が０．１０Ｊであると算出された場合、１００Ｊから、径Ｒ1および径Ｒ2のときの累積光量を減算し、残りの照射光量に到達する治療時間を算出する。
【0120】
以上説明した本実施の形態４では、実施の形態１と同様に、白色光画像を取得する際には、白色光とともにガイド光を照射する一方、蛍光画像を取得する際には、白色光およびガイド光がオフであり、励起光が光学フィルタ２４３ａにカットされた光学像に基づいて蛍光画像が生成される。本実施の形態４によれば、蛍光観察時でも対象部位の観察を継続することができる。さらに、本実施の形態４によれば、実施の形態１と同様に、一枚の撮像素子２４４を備え、光学フィルタ２４３ａによって撮像素子２４４に入射する励起光をカットする構成としたので、二枚の撮像素子を用いる構成と比して太径化を抑制することができる。
【0121】
また、実施の形態４によれば、白色光画像内のガイド光の照射範囲から、治療時間を算出して表示することによって、過剰照射を抑制しつつ、治療に要する光量を確実に照射させることができる。
【0122】
なお、実施の形態４では、ガイド光の照射範囲（照射径）から治療時間を算出する例について説明したが、ガイド光の強度（光強度）を用いて治療時間を算出してもよい。
【0123】
また、実施の形態４では、ガイド光の光学像をもとに治療時間を算出する例について説明したが、治療時間は固定とし、ガイド光の強度（光量）を算出して制御してもよい。
【0124】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５について説明する。本実施の形態５にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。実施の形態５では、蛍光画像の取得タイミングを、白色光およびガイド光の信号値を用いて制御する。
次に、実施の形態５について説明する。本実施の形態５にかかる内視鏡システムは、実施の形態１にかかる内視鏡システム１と同じであるため、説明を省略する。実施の形態５では、蛍光画像の取得タイミングを、白色光およびガイド光の信号値を用いて制御する。
【0125】
制御部４４は、白色光およびガイド光の信号値をモニタリングし、両信号値が所定値まで低下した後、治療光を照射したり、蛍光像を撮像したりする。具体的には、制御部４４は、ガイド光の照射領域における青色成分および／または緑色成分の信号値を検出することによって、ガイド光の信号値をモニタリングする。また、制御部４４は、ガイド光の照射領域以外の領域における信号値を検出することによって、白色光の信号値をモニタリングする。
【0126】
図２０は、本発明の実施の形態５にかかる蛍光画像取得タイミングについて説明するための図である。図２０において、曲線ＱWは白色光の信号値を示し、曲線ＱGはガイド光の信号値を示す。白色光およびガイド光は、それぞれ異なる装置に設けられており、同期をとっていても、オフとなるタイミングがずれることがある。制御部４４は、各光源がオフされてからの信号値をモニタリングし、両方の信号値が所定の値まで低下した時刻ｔOFFにおいて、蛍光画像の取得処理を実行する。なお、それぞれに設定される所定の値は、同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【0127】
以上説明した本実施の形態５では、実施の形態１と同様に、白色光画像を取得する際には、白色光とともにガイド光を照射する一方、蛍光画像を取得する際には、白色光およびガイド光がオフであり、励起光が光学フィルタ２４３ａにカットされた光学像に基づいて蛍光画像が生成される。本実施の形態５によれば、蛍光観察時でも対象部位の観察を継続することができる。さらに、本実施の形態５によれば、実施の形態１と同様に、一枚の撮像素子２４４を備え、光学フィルタ２４３ａによって撮像素子２４４に入射する励起光をカットする構成としたので、二枚の撮像素子を用いる構成と比して太径化を抑制することができる。
【0128】
また、実施の形態５によれば、白色光およびガイド光の信号値をもとに、蛍光画像の取得タイミングを制御することによって、白色光やガイド光の混在を抑制した蛍光画像を取得することができる。
【0129】
なお、上述した実施の形態および変形例では、抗体薬剤の例として、ＰＩＴに用いるものを挙げて説明したが、光線力学的療法（Photodynamic Therapy：ＰＤＴ）等の他の光学的治療に用いる薬剤に適用することができる。
【0130】
また、上述した実施の形態および変形例では、光源装置３が、処理装置４とは別体である例を説明したが、光源装置３および処理装置４を一体化した構成としてもよい。また、実施の形態および変形例では、処置具によって治療光を照射する例について説明したが、光源装置３が治療光を出射する構成としてもよい。
【0131】
また、上述した実施の形態および変形例では、本発明にかかる内視鏡システムが、観察対象が被検体内の生体組織などである軟性の内視鏡２を用いた内視鏡システム１であるものとして説明したが、硬性の内視鏡や、材料の特性を観測する工業用の内視鏡、ファイバースコープ、光学視管などの光学内視鏡の接眼部にカメラヘッドを接続したものを用いた内視鏡システムであっても適用できる。
【0132】
以上のように、本発明にかかる内視鏡システムは、太径化を抑制しつつ、蛍光観察時に治療部位を継続して観察するのに有用である。
【符号の説明】
【0133】
１、１Ａ 内視鏡システム
２ 内視鏡
３ 光源装置
４ 処理装置
５ 表示装置
６、６Ａ 処置装置
２１ 挿入部
２２ 操作部
２３ ユニバーサルコード
２４ 先端部
２５ 湾曲部
２６ 可撓管部
３１ 光源部
３２ 照明制御部
３３ 光源ドライバ
４１ 画像処理部
４２ 同期信号生成部
４３ 入力部
４４ 制御部
４５ 記憶部
６１ 処置具操作部
６２Ａ 処置具
３１１ 白色光光源
４１１ 白色光画像生成部
４１２ 蛍光画像生成部
４１３ 重畳画像生成部
６１１ 操作入力部
６１２ 治療光光源
６１３ ガイド光光源
６１４ 処置具制御部
２ 内視鏡
３ 光源装置
４ 処理装置
５ 表示装置
６、６Ａ 処置装置
２１ 挿入部
２２ 操作部
２３ ユニバーサルコード
２４ 先端部
２５ 湾曲部
２６ 可撓管部
３１ 光源部
３２ 照明制御部
３３ 光源ドライバ
４１ 画像処理部
４２ 同期信号生成部
４３ 入力部
４４ 制御部
４５ 記憶部
６１ 処置具操作部
６２Ａ 処置具
３１１ 白色光光源
４１１ 白色光画像生成部
４１２ 蛍光画像生成部
４１３ 重畳画像生成部
６１１ 操作入力部
６１２ 治療光光源
６１３ ガイド光光源
６１４ 処置具制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】