DE60224321T2

DE60224321T2 - Endoskopsystem zur Verwendung von normalem Licht und Fluoreszenz

Info

Publication number: DE60224321T2
Application number: DE60224321T
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Hachioji-shi Ueno; Takeshi Sagamihara-shi Ozawa; Kazunari Zama-shi NAKAMURA; Isami Hachioji-shi Hirao; Hiroshi Yokohama-shi Ibe; Koichi Hino-shi Yoshimitsu; Yuichi Hachioji-shi Morizane; Mamoru Hanno-shi Kaneko; Shunya Hachioji-shi Akimoto; Masaki Sagamihara-shi Terakubo; Katsuichi Hino-shi IMAIZUMI; Nobuyuki Hino-shi DOGUCHI; Sakae Sagamihara-shi TAKEHANA; Kazuhiro Sagamihara-shi Gono
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: EP1258221A3; US20040215060A1; US7658710B2; US7226412B2; EP1258221B1; US20070100207A1; US20020175993A1; EP1258221A2; DE60224321D1; US7172553B2

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Endoskopsystem, das normales Licht und Fluoreszenz verwendet, um Bilder von reflektiertem normalem Licht und Fluoreszenzbilder zu erhalten.
2. Beschreibung der verwandten Technik
Endoskope werden derzeit in weitem Umfang auf medizinischen und industriellen Gebieten eingesetzt. Insbesondere auf dem Gebiet der Medizin wird eine Technologie zum Erhalt von Bildern, mit denen es einfacher ist, normales Gewebe und abnormales Gewebe zu identifizieren, zusätzlich zu einem Endoskopsystem zum Erhalt von Normallichtbildern unter Verwendung von herkömmlichem weißem Licht vorgeschlagen.
Als erstes Dokument nach dem Stand der Technik offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2001-137174 ein System zur Erzeugung von Anzeigesignalen hauptsächlich durch Reflektieren der relativen Intensität der Fluoreszenz zur Farbe und der Intensität eines Referenzlichtes zur Leuchtdichte.
Als zweites Dokument nach dem Stand der Technik offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 2000-270265 ein System zur Überlagerung von Fluoreszenzbildern und Hintergrundbildern.
Als drittes Dokument nach dem Stand der Technik offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 5-37650 ein System zur Erkennung eines abnormalen Abschnitts des Atmungsmetabolismus eines menschlichen Körpers unter Verwendung von Fluoreszenzbildern und Referenzbildern durch Referenzlicht.
Als viertes Dokument nach dem Stand der Technik offenbart die japanische Offenlegungsschrift Nr. 10-309282 ein System zur Abstrahlung von Anregungslicht und zum Erhalt von Bildern, die die Identifizierung von normalem und abnormalem Gewebe durch zwei Fluoreszenzbilder mit verschiedenen Wellenlängenbändern und reflektierten Bildern durch Anregungslicht erleichtern.
Zusätzlich zu diesen zählen auch die folgenden Dokumente zum Stand der Technik
(a) US-Patent 5827190
Dieses Patent offenbart ein System zum Erzeugen von Fluoreszenzbildern und nicht fluoreszierenden Bildern. Anregungslicht (400 bis 450 nm) und Beleuchtungslicht (700 nm enthaltend) werden nacheinander endoskopisch abgestrahlt, und fluoreszierendes sowie reflektiertes Licht, das von biologischem Gewebe erzeugt wird, wird von einem Bildaufnahmegerät empfangen. Diese Signale werden auf einem Monitor so angezeigt, dass pathologisch geschädigtes Gewebe von normalem Gewebe unterschieden werden kann.
Oder die Strahlungszeit des oben genannten Anregungslichtes wird länger eingestellt als die des Nicht-Anregungslichtes (Beleuchtungslicht). Indem ein CCD (charge-coupled device; ladungsgekoppeltes Schaltelement) in die Spitze des Endoskops eingebaut wird und die Bildpunkte des CCD integriert werden, wenn Fluoreszenzbilder erfasst werden (wenn Anregungslicht abgestrahlt wird), wird die Helligkeit (S/N; Rauschabstand) verbessert.
(b) Japanische Offenlegungsschrift Nr. 10-151104
Dieses Patent offenbart ein System zur sequentiellen Anzeige von Bildern durch herkömmliches Licht und Fluoreszenz-(Infrarot)- Bildern. Ein rotierendes Filter für Bilder durch herkömmliches Licht und ein rotierendes Filter für Fluoreszenzbilder sind konzentrisch angeordnet, und die rotierenden Filter bewegen sich modusabhängig (12 bis 17 dieser Patentschrift).
Außerdem ist eine optische Apertur zum Durchlassen des Infrarotlichtes an der Spitze des Endoskops installiert, so dass die Helligkeit im Fluoreszenzmodus verbessert werden kann, da mehr Infrarotlicht durchgelassen wird. Mit sichtbarem Licht ist die Öffnung (siehe 6 dieser Patentschrift) durch die optische Apertur eingeengt, so dass die Unterscheidungsfähigkeit gut wird.
(c) Japanische Offenlegungsschrift Nr. 10-201707
Dieses Patent offenbart ein System zur sequentiellen Anzeige von Bildern durch normales Licht und Fluoreszenzbildern. Es wird offenbart, dass das Filter, das das sichtbare Licht durchlässt, und das Filter, das das Infrarotlicht durchlässt, durch Umschalten des Modus (Normallichtbilder und Fluoreszenzbilder) auf die rotierenden Filter Rot und Infrarot, G und B, die in der Lichtquelle installiert sind, gewählt wird (9 bis 11 dieser Patentschrift).
Beim ersten Dokument nach dem Stand der Technik ist die Intensität der von einem normalen Gewebe emittierten Fluoreszenz je nach Patient verschieden, so dass der Farbton eines normalen Gewebes in Abhängigkeit vom Patienten verschieden ist, und die Identifizierung von pathologisch geschädigtem und normalem Gewebe in manchen Fällen schwierig sein kann.
Beim zweiten Dokument nach dem Stand der Technik hat das reflektierte Licht ein breites Band, so dass sich die Fähigkeit, Bilder zu erhalten, mit denen normales und pathologisch geschädigtes Gewebe leichter identifiziert werden können, verschlechtert.
Beim dritten Dokument nach dem Stand der Technik wird eine Regressionslinie zum Zielgewebe mittels der Fluoreszenzbilder und der Referenzbilder abgeleitet, aber nur die Wellenlängen der Referenzbilder werden mit den Wellenlängen der Fluoreszenzbilder abgestimmt, so dass die Identifizierungsfunktion zwischen dem normalen Gewebe und pathologisch geschädigtem Gewebe eventuell nicht ausreichend zur Geltung kommt.
Das vierte Dokument nach dem Stand der Technik hat eine komplizierte Konfiguration.
Weitere Dokumente nach dem Stand der Technik, die von gewissem Interesse sein können, sind u. a.: US-Patent 5 749 830 , US-Patent 5 647 368 und US-Patent 4 768 089 .
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Endoskopsystem mit einer einfachen Konfiguration bereitzustellen, mit dem Bilder zur einfachen Identifizierung von normalem und pathologisch geschädigtem Gewebe erhalten werden können.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Endoskopsystem bereitzustellen, das es ermöglicht, sowohl Normallichtbilder als auch Fluoreszenzbilder zu betrachten.
Die obigen Aufgaben werden gemäß der vorliegenden Erfindung durch die Bereitstellung eines Endoskopsystems, das in Anspruch 1 definiert ist, gelöst. Bevorzugte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung wird ein Endoskopsystem bereitgestellt mit einer Lichtquelle zum Beleuchten mit Beleuchtungslicht mit zwei verschiedenen Wellenlängenbändern und Anregungslicht zur Anregung von Fluoreszenz; einem Bilderfassungsmittel zum Erfassen von zwei Bildern des reflektierten Lichtes durch reflektiertes Licht, wenn das Beleuchtungslicht auf ein biologisches Gewebe abgestrahlt und reflektiert wird, und eines Fluoreszenzbildes durch Fluoreszenz, die durch das Anregungslicht angeregt wird; einem Bildverarbeitungsmittel zum Verarbeiten der zwei Bilder des reflektierten Lichtes und des Fluoreszenzbildes und zum Erzeugen eines verarbeiteten Bildes; und einem Anzeigemittel zur Anzeige der verarbeiteten Bilder, wobei dann, wenn die verarbeiteten Bilder auf Raumkoordinaten verteilt sind, wobei drei Achsen die Intensitäten der zwei verschiedenen reflektierten Lichtarten und der Fluoreszenz vom biologischen Gewebe sind, die Wellenlängen der reflektierten Lichtarten und der Fluoreszenz so gewählt sind, dass das normale Gewebe und das pathologisch geschädigte Gewebe auf den drei Achsen der Raumkoordinaten getrennt sind, und das oben genannte Bildverarbeitungsmittel ferner ein Mittel zur Eingabe von drei Signalen des Fluoreszenzbildes und der zwei Bilder des reflektierten Lichtes und ein axiales Umwandlungsmittel zum Verarbeiten und Wandeln der Signale in Signale aus drei Farbkomponenten aufweist, so dass Leuchtdichte und/oder Farbton eines normalen Gewebes und eines pathologisch geschädigten Gewebes unterscheiden und Bilder des pathologisch geschädigten Gewebes innerhalb eines bestimmten Farbtonbereichs liegen, um auf diese Weise Bilder zu erhalten, die eine Identifizierung von normalen und pathologisch geschädigtem Gewebe einfacher machen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die 1 bis 15 sind Zeichnungen, die die erste Ausführungsform betreffen, wobei 1 ein Blockdiagramm einer allgemeinen Konfiguration des Endoskopsystems der ersten Ausführungsform zeigt;
2 ist ein Diagramm einer Konfiguration eines Umschaltfilters, bei dem ein Filter für die Betrachtung bei Normallicht und ein Filter für die Betrachtung bei Fluoreszenz installiert sind;
3A bis 3C sind Diagramme der Durchlässigkeitskennlinien des Filters für die Betrachtung bei Normallicht, des Filters für die Betrachtung bei Fluoreszenz und eines Filters zur Unterbrechung des Anregungslichtes;
4 ist ein Blockdiagramm einer Konfiguration der Bildverarbeitungsschaltung;
5A und 5B sind Diagramme beispielhafter Intensitätsverteilungskennlinien bezüglich der Wellenlänge der Fluoreszenzbilder und der Bilder des reflektierten Lichtes für biologisches Gewebe;
6 ist ein Diagramm, das die Verteilung der normalen Abschnitte und der pathologisch geschädigten Abschnitte darstellt, die auf Raumkoordinaten aufgetragen sind, wobei drei Achsen die Fluoreszenzintensität und die zwei Intensitäten des reflektierten Lichtes angeben;
7 ist ein Diagramm, das die Änderung der Unterscheidungsfähigkeit bezüglich der Mittenwellenlänge des zweiten reflektierten Lichtes darstellt, wenn die Wellenlänge des ersten reflektierten Lichtes als Parameter angenommen wird;
8 ist ein Diagramm, das die Änderung der Unterscheidungsfähigkeit bezüglich der Mittenwellenlänge des zweiten reflektierten Lichtes darstellt, wenn die Wellenlängenbreite des ersten reflektierten Lichtes als Parameter angenommen wird;
9 ist eine Farbtafel, die die Verteilung der normalen Abschnitte und der pathologisch geschädigten Abschnitte darstellt, wenn das Matrixelement als die Formel 2 eingestellt ist;
10 ist eine Farbtafel, die die Verteilung der normalen Abschnitte und der pathologisch geschädigten Abschnitte darstellt, wenn das Matrixelement als die Formel 3 eingestellt ist;
11 ist eine Farbtafel, die die Verteilung der normalen Abschnitte und der pathologisch geschädigten Abschnitt darstellt, wenn das Matrixelement als die Formel 4 eingestellt ist;
12 ist eine Farbtafel, die die Verteilung der normalen Abschnitte und der pathologisch geschädigten Abschnitt darstellt, wenn das Matrixelement als die Formel 5 eingestellt ist;
13 ist ein Diagramm, das den Operationsbereich durch die Bildverarbeitungsschaltung darstellt;
14 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Bildverarbeitungsschaltung in der ersten Variantenform darstellt;
15 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Bildverarbeitungsschaltung in der zweiten Variantenform darstellt;
16 ist ein Diagramm der Durchlässigkeitskennlinie des Filters zur Unterbrechung des Anregungslichtes der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
17 und 18 sind Diagramme, die die dritte Ausführungsform betreffen, wobei 17 ein Blockdiagramm einer Konfiguration der Bildverarbeitungsschaltung gemäß der dritten Ausführungsform und 18 ein Diagramm der Eingangs-/Ausgangskennlinie der Erweiterungsumwandlungstabelle ist;
19 bis 25 sind Diagramme, die die vierte Ausführungsform betreffen, wobei 19 ein Blockdiagramm einer allgemeinen Konfiguration des Endoskopsystems der dritten Ausführungsform zeigt;
20 ist ein Blockdiagramm des Bildprozessors;
21 ist ein Diagramm eines Anzeigebeispiels des Fluoreszenzbildes auf einem Monitor;
22 ist ein Diagramm des Bildschirms zur Eingabe und Einstellung der Parameter der Matrixschaltung;
23 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Bildprozessors in der ersten Variantenform darstellt;
24 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Bildprozessors in der zweiten Variantenform darstellt;
25 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration des Bildprozessors in der dritten Variantenform darstellt;
26 bis 37 sind Diagramme, die die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betreffen, wobei 26 ein Blockdiagramm einer allgemeinen Konfiguration des Endoskopsystems der fünften Ausführungsform zeigt;
27A und 27B sind Diagramme, die eine Konfiguration der beiden an der Lichtquelleneinheit installierten Umschaltfilter zeigen;
28A bis 28D sind Diagramme der Durchlässigkeitskennlinie bezüglich der Wellenlänge des RGB-Filters und der Filter zur Fluoreszenzbetrachtung;
29A und 29B sind Diagramme der Durchlässigkeitskennlinie bezüglich der Wellenlänge des zweiten und dritten Filters;
30A und 30B sind Diagramme der Lichtintensitätskennlinie des vom jeweiligen CCD zu empfangenden Lichtes, wenn ein weißes Objekt im Normallichtbetrachtungsmodus und wenn Haut im Fluoreszenzbetrachtungsmodus betrachtet wird;
31 ist ein Diagramm der Lichtintensitätskennlinie bezüglich der Wellenlänge, wenn das Filter geändert und das Bild der Haut von einem CCD zur Fluoreszenzbetrachtung im Fluoreszenzbetrachtungsmodus erfasst wird;
32A und 32B sind Diagramme der Durchlässigkeitskennlinie des Anregungslichtunterbrechungsfilters einer Variantenform und der Lichtintensitätskennlinie, wenn das Bild der Haut von einem CCD zur Fluoreszenzbetrachtung bei Verwendung dieses Anregungslichtunterbrechungsfilters im Fluoreszenzbetrachtungsmodus erfasst wird;
33A und 33B sind Diagramme der Lichtintensitätskennlinie des von einem CCD zu empfangenden Lichtes, wenn ein weißes Objekt im Normallichtbetrachtungsmodus und wenn Haut im Fluoreszenzbetrachtungsmodus bei Verwendung des ersten Endoskops betrachtet wird;
34A und 34B sind Diagramme eines Bildanzeigebeispiels auf einem Monitor und des Inhalts eines anzuzeigenden Modus;
35 ist ein Blockdiagramm einer allgemeinen Konfiguration des Endoskopssystems der ersten Variantenform der fünften Ausführungsform;
36A und 36B sind Diagramme, die jeweils eine Konfiguration des Umschaltfilters und dessen Durchlasskennlinie darstellen; und
37 ist ein Blockdiagramm einer allgemeinen Konfiguration des Endoskopssystems der zweiten Variantenform der fünften Ausführungsform.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Nunmehr werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der 1 bis 15 beschrieben.
Das Endoskopsystem 1A gemäß der in 1 dargestellten ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das einen Normallichtbetrachtungsmodus und einen Fluoreszenzbetrachtungsmodus hat, weist ein elektronisches Endoskop 2A auf, das in einen Körperhohlraum zur Beobachtung eingeführt wird, eine Lichtquelleneinheit 3A zum Emittieren von Licht für die Normallichtbetrachtung und von Anregungslicht, einen Prozessor 4A zur Ausführung der Signalverarbeitung, um Normallichtbeobachtungsbilder und Fluoreszenzbilder zu erzeugen, und einen Monitor 5 zur Anzeige der Normallichtbilder und der Fluoreszenzbilder.
Das elektronische Endoskop 2A hat einen länglichen Einfuhrabschnitt 7, der in einen Körperhohlraum eingeführt wird, sowie Beleuchtungs- und Bilderfassungsmittel, die in der Spitze 8 des Einführabschnitts 7 enthalten sind.
Im Einfuhrabschnitt 7 ist ein Lichtleiter 9 zum Übertragen (Leiten) von Anregungslicht und Beleuchtungslicht zur Normallichtbetrachtung eingeführt, und ein Verbinder 10 für die Lichtquelle, der am Einfallsende an der Bedienerseite des Lichtleiters 9 installiert ist, ist trennbar mit der Lichtquelleneinheit 3A verbunden.
Die Lichtquelleneinheit 3A enthält ferner eine Lampe 12, die von einer Lampentreiberschaltung 11 zur Emission von Licht angesteuert wird, und emittiert Licht mit Bändern von Infrarotwellenlängenbändern bis zu sichtbaren Lichtbändern, eine Lichtquellenapertur 13, die im Beleuchtungslichtweg der Lampe 12 installiert ist und die Lichtmenge von der Lampe 12 begrenzt, einen Umschaltfilterabschnitt 14, der im Beleuchtungslichtweg installiert ist und eine Kondensorlinse 15 zum Bündeln des durch diesen Umschaltfilterabschnitt 14 passierenden Lichtes.
Dieser Umschaltfilterabschnitt 14 weist ferner ein Umschaltfilter 17 auf, das von einem Rotationsmotor 16 gedreht wird, der die in den optischen Weg zu bringenden Filter mittels eines Motors 20 als Antrieb umschaltet. Der Antriebsmotor 20, der den Rotationsmotor 16 antreibt, bewegt das Umschaltfilter 17 in eine Richtung senkrecht zur optischen Achse, indem er ein Ritzel 19 dreht, das sich in eine Zahnstange 18 am Rotationsmotor 16 schraubt.
Im Umschaltfilter 17 sind ein RGB-Filter 21 für Normallichtbetrachtung und ein Filter 22 für Fluoreszenzbetrachtung konzentrisch an der Seite des inneren und des äußeren Kreises installiert, wie in 2 dargestellt ist, und durch Ansteuern des Antriebsmotors 20 wird das Filter 21 für Normallichtbeleuchtung in den optischen Weg, um den Betriebszustand auf den Normallichtbildmodus (auch als Normallichtmodus bezeichnet) einzustellen, oder das Filter 21 für Normallichtbeleuchtung wird auf das Filter 22 für Fluoreszenzbeleuchtung umgeschaltet, um den Betriebszustand auf den Fluoreszenzbildmodus (auch als Fluoreszenzmodus bezeichnet) einzustellen.
Das RGB-Filter 21 ist mit R-, G- und B-Filtern 21a, 21b und 21c versehen, um das Wellenlängenband von R (Rot), G (Grün) bzw. B (Blau) durchzulassen, so dass das RGB-Filter 21 in Umfangsrichtung in drei gleiche Abschnitte geteilt ist und jedes Filter sequentiell und kontinuierlich in den optischen Weg durch den Rotationsantrieb des Rotationsmotors 16 gebracht wird.
Die Durchlasskennlinie des R-, G- und B-Filters 21a, 21b und 21c ist eine Filterkennlinie für den Durchlass jedes Wellenlängenbandes von 600 bis 700 nm, 500 bis 600 nm bzw. 400 bis 500 nm, wie in 3A dargestellt ist. In 3A und in anderen Zeichnungen werden die der jeweiligen Filterdurchlasskennlinie entsprechenden Symbole R, G und B anstelle von 21a, 21b und 21c verwendet. (Dies gilt ebenfalls für das später beschriebene Filter 22 für die Fluoreszenzbetrachtung).
Das Filter 22 für die Fluoreszenzbetrachtung ist mit R1-, G1- und E1-Filtern 22a, 22b und 22c versehen, um das Schmalband-Rot (R1), Schmalband-Grün (G1) bzw. Schmalband-Anregungslicht (E1), durchzulassen, so dass das Filter 22 in Umfangsrichtung in drei gleiche Abschnitte geteilt ist und jedes Filter sequentiell in den optischen Weg durch den Rotationsantrieb des Rotationsmotors 16 gebracht wird.
Die Durchlasskennlinie des R1-, G1- und E1-Filters 22a, 22b und 22c ist eine Filterkennlinie für den Durchlass jedes Wellenlängenbandes von 590 bis 610 nm, 540 bis 560 nm bzw. 390 bis 445 nm, wie in 3B dargestellt ist.
Das Beleuchtungslicht von der Lichtquelleneinheit 3A wird zur Spitze des Einführabschnitts 7 des elektronischen Endoskops 2A durch den Lichtleiter 9 übertragen (geleitet). Dieser Lichtleiter 9 überträgt Licht zur Fluoreszenzbetrachtung und Licht zur Normallichtbetrachtung mit geringem Übertragungsverlust. Dieser Lichtleiter 9 besteht z. B. aus einer Mehrkomponentenglasfaser oder einer Quarzfaser.
Das zur Spitzenfläche des Lichtleiters 9 übertragene Licht strahlt über eine Beleuchtungslinse 24, die in dem zur Spitzenfläche weisenden Beleuchtungsfenster installiert ist, auf den Beobachtungszielbereich.
Ein Beobachtungsfenster ist neben dem Beleuchtungsfenster im Spitzenabschnitt 8 installiert, und ein Linsensystem 25 zur Bildung eines optischen Bildes, eine Apertur 26 zur räumlichen Begrenzung der einfallenden Lichtmenge für die Fokussierung von einem Fernpunkt zu einem Nahpunkt, ein Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 zum Unterbrechen des Anregungslichtes und ein Bildaufnahmegerät zum Erfassen der Fluoreszenzbilder und der Bilder des reflektierten Lichtes wie ein ladungsgekoppeltes Gerät (CCD) 28 zum Erfassen monochromer (oder Schwarz-/Weiß-)Bilder sind im Beobachtungsfenster installiert.
Für das Bildaufnahmegerät zur Erfassung der Fluoreszenzbilder und Bilder des reflektierten Lichtes kann anstelle des CCD 28 ein CMD-(Charge Modulation Device; Ladungsmodulationsgerät), ein CMOS-Bildaufnahmegerät, ein AMI (Amplified MOS Imager; verstärkter MOS-Bildgeber) oder ein BCCD (Back Illuminated CCD; Gegenlicht-CCD) verwendet werden.
Das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 ist ein Filter zum Abschirmen des Anregungslichtes, das zur Erzeugung der Fluoreszenz dient. 3C zeigt eine Kennlinie des Anregungslicht-Unterbrechungsfilters 27. Wie aus 3C ersichtlich ist, hat das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 eine Kennlinie zum Durchlassen eines Wellenlängenbandes von 470 bis 700 nm, d. h. sichtbaren Lichtes, das einen Teil der Wellenlänge (400 bis 470 nm) des blauen Bandes ausschließt.
Dieses elektronische Endoskop 2A hat außerdem einen Endoskopschalter 29 zum Steuern der Befehle für die Wahl des Fluoreszenzbildmodus und des Normallichtbildmodus sowie zum Steuern der Befehle für Standbild und Freigabe, wobei die Steuersignale in eine Steuerschal tung 37 eingegeben werden und die Steuerschaltung 37 die Steuerungsoperation entsprechend den Steuersignalen ausführt.
Wenn z. B. der Schalter für den Normallichtmodus des Moduswahlschalters am Endoskopschalter 29 betätigt wird, geht die Lichtquelleneinheit 3A in den Zustand zur sequentiellen Lieferung von Beleuchtungslicht im Normallichtmodus, d. h. R-, G- und B-Licht, an den Lichtleiter 9, und der Prozessor 4A geht in den Zustand zur Ausführung der Signalverarbeitung entsprechend dem Normallichtmodus.
Wenn der Schalter für den Fluoreszenzmodus des Moduswahlschalters betätigt wird, geht die Lichtquelleneinheit 3A in den Zustand zur sequentiellen Lieferung des Beleuchtungslichtes im Fluoreszenzmodus, d. h. R1-, G1- und E1-Licht, an den Lichtleiter 9, und der Prozessor 4A geht in den Zustand zur Ausführung der Signalverarbeitung entsprechend dem Fluoreszenzmodus.
Das CCD 28 wird von einem CCD-Steuersignal von einer CCD-Treiberschaltung 31 angesteuert, die im Prozessor 4A installiert ist, führt die fotoelektrische Wandlung für das im CCD 28 gebildete optische Bild aus und gibt die Bildsignale aus.
Die Bildsignale werden von einem Vorverstärker 32, der im Prozessor 4A installiert ist, verstärkt, dann von einer automatischen Verstärkungsregelungsschaltung 33 (AGC; auto-gain control; AVR) auf einen vorgegebenen Pegel verstärkt; die analogen Signale werden von einer A/D-Wandlerschaltung 34 in digitale Signale (Bilddaten) gewandelt, und alle Bilddaten werden vorübergehend in einem ersten Einzelbildspeicher 36a, einem zweiten Einzelbildspeicher 36b und einem dritten Einzelbildspeicher 36c über einen Multiplexer 35 gespeichert, der das Schalten ausführt.
Die CCD-Treiberschaltung 31 wird von der Steuerschaltung 37 gesteuert. Konkret wird im Normallichtmodus, wie später beschrieben wird, die vom CCD 28 zu empfangende Lichtmenge stärker verringert, wenn die Beleuchtung mit dem B-Filter 21c erfolgt, als wenn sie mit den anderen Filtern, R oder G, 21a oder 21b, erfolgt, wodurch die elektronische Verschlussfunktion aktiviert wird.
Auch im Fluoreszenzmodus ist die vom CCD 28 während der Periode der Erfassung der Fluoreszenzbilder durch Bestrahlung mit dem Anregungslicht unter Verwendung des E1-Filters 22c zu empfangende Lichtmenge wesentlich geringer als im Fall des reflektierten Lichtes, bei dem die Beleuchtung mit dem R1- oder G1-Filter, 22a oder 22b, erfolgt, wodurch die elektronische Verschlussfunktion aktiviert wird.
Die Steuerschaltung 37 steuert den Antriebsmotor 20 gemäß dem gewählten Modus. Der Rotationsmotor 16 wird von der Steuerschaltung 37 gesteuert, und der Ausgang des Codierers (nicht dargestellt), der an der Rotationsachse des Rotationsmotors 16 angebracht ist, wird in die Steuerschaltung 37 eingegeben, die die CCD-Treiberschaltung 31 und das Schalten des Multiplexers 35 synchron mit dem Ausgang des Codierers steuert.
Die Steuerschaltung 37 steuert das Schalten des Multiplexers 35, wobei im Normallichtmodus alle Bilddaten, die bei Beleuchtung durch das R-, G- und B-Filter 21a, 21b und 21c erfasst werden, sequentiell im ersten Einzelbildspeicher 36a, im zweiten Einzelbildspeicher 36b bzw. im dritten Einzelbildspeicher 36c gespeichert werden.
Auch im Fluoreszenzmodus steuert die Steuerschaltung 37 das Schalten des Multiplexers 35, wobei jedes Signal, das bei Beleuchtung durch das R1-, G1- und E1-Filter 22a, 22b und 22c erfasst werden, sequentiell im ersten Einzelbildspeicher 36a, im zweiten Einzelbildspeicher 36b bzw. im dritten Einzelbildspeicher 36c gespeichert werden.
Die in den Einzelbildspeichern 36a bis 36c gespeicherten Bilddaten werden in eine Bildverarbeitungsschaltung 38 eingegeben, wo wie später unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wird, eine Bildverarbeitung mit den Eingangssignalen erfolgt, um die Eingangssignale in Ausgangssignale mit Farbton zu wandeln, wodurch eine einfache Identifizierung von normalem und pathologisch geschädigtem Gewebe mittels der Matrixschaltung 34 möglich ist. Danach werden die Bilddaten in analoge RGB-Signale mittels einer D/A-Wandlerschaltung 39 gewandelt und an den Monitor 5 ausgegeben.
In der Bildverarbeitungsschaltung 38, bei der es sich um eines der Merkmale der vorliegenden Erfindung handelt, werden drei in diese Bildverarbeitungsschaltung 38 einzugebende Signale, d. h. die das Bild des reflektierten Lichtes erfassenden Signale, die durch Erfassen des Bildes des reflektierten Lichtes im biologischen Gewebe durch das Beleuchtungslicht G1 und R1 im Schmalband erzeugt werden, und das Fluoreszenzbildsignal, das durch Erfassen des Fluoreszenzbildes, das im biologischen Gewebe vom Anregungslicht E1 erzeugt wird, durch die Bildverarbeitungsschaltung 38 matrixgewandelt und den drei Kanälen R, G und B zur Farbanzeige zugewiesen.
In diesem Prozessor 4A ist eine Lichteinstellschaltung 40 installiert, um die Größe der Öffnung der Lichtquellenapertur 13 in der Lichtquelleneinheit 3A auf Basis des den Vorverstärker 32 passierenden Signals automatisch zu steuern. Diese Lichteinstellschaltung 40 wird von der Steuerschaltung 37 gesteuert.
Die Steuerschaltung 37 steuert den Lampenstrom, der die Lampe 12 der Lampentreiberschaltung 11 zur Lichtemission ansteuert.
Diese Steuerschaltung 37 führt auch die Steuerungsoperation gemäß der Betätigung des Endoskopschalters 29 aus.
Das elektronische Endoskop 2A hat einen Endoskop-ID-Generatorabschnitt 41 zum Erzeugen eindeutiger ID-Informationen, die zumindest die Modellinformation des elektronischen Endoskops 2A enthalten. Wenn das elektronische Endoskop 2A mit dem Prozessor 4A verbunden ist, wird die Modellinformation des angeschlossenen elektronischen Endoskops 2A von einer an der Seite des Prozessor 4A installierten Modelldetektorschaltung 42 erkannt und an die Steuerschaltung 37 geschickt.
Die Steuerschaltung 37 stellt Steuersignale zur Einstellung der Parameter der Matrixschaltung der Bildverarbeitungsschaltung 38 auf die richtigen Werte entsprechend den Eigenschaften des Modells des angeschlossenen elektronischen Endoskops 24 ein. Ein Einstellschalter 43 zur Wahl und Einstellung der Parameter der Matrixschaltung ist ebenfalls mit der Bildverarbeitungsschaltung 38 verbunden.
Eine konkrete Konfiguration der Bildverarbeitungsschaltung 38 wird anhand von 4 beschrieben.
Wie 4 zeigt, werden die R-, G- und B-Signale vom ersten bis dritten Einzelbildspeicher 36a bis 36c im Normallichtbildmodus und die Signale R1, G1 und EX im Fluoreszenzbildmodus in die drei Eingangsenden Ta, Tb und Tc der Bildverarbeitungsschaltung 38 eingegeben. Der Einfachheit halber zeigen hier die Signale R1 und G1 Bilderfassungssignale, die durch Erfassen der Reflexionssignale im biologischen Gewebe bei Beleuchtung mit dem Beleuchtungslicht R1 und G1 erzeugt werden, und das Signal EX zeigt das Signal eines Fluoreszenzbildes, das unter dem Anregungslicht E1 erfasst wird.
Die Signale R, G und B oder die Signale R1, G1 und EX, die in die Eingangsenden Ta, Tb und Tc eingegeben werden, werden von der Matrixschaltung 45 in die Signale R', G' und B' gewandelt und ausgegeben. Im Normallichtbildmodus werden die Eingangssignale R, G und B übrigens unverändert ausgegeben. Im Fluoreszenzbildmodus dagegen werden die Eingangssignale R1, G1 und EX in die Signale R', G' und B' gewandelt und ausgegeben.
Mit anderen Worten, wenn die drei Zeilen und Spalten der Matrixelemente (auch als Parameter bezeichnet) der Matrixschaltung 45 aij sind, dann sind R', G' und B' durch Formel 1 gegeben: Formel 1
Formel 1'
Die Formel 1 zeigt den Fall des Fluoreszenzbildmodus. Die Formel 1' dagegen zeigt den Fall, in dem die mehr allgemeinen Eingangssignale, d. h. die Eingänge 1, 2 und 3 (die Eingänge 1, 2 und 3 sind die Signale R, G und B im Normallichtmodus und R1, C1 und EX im Fluoreszenzmodus) von der Matrixschaltung 45 in die Signale R', G' und B' gewandelt und ausgegeben werden.
Wenn die Signale einen vorgegebenen Bereich überschreiten, werden die Ausgangssignale R', G' und B' der Matrixschaltung 45 unter Verwendung der drei Bereichskorrekturtabellen 46a, 46b und 46c weiter korrigiert, und das Ergebnis sind die Ausgangssignale R', G' und B' der Bildverarbeitungsschaltung 38, die von den Ausgangsenden Ta', Tb' und Tc' (mit den R-, G- und B-Kanälen des Monitors 5 verbunden) an die D/A-Wandlerschaltung 39 ausgegeben werden.
Die Bereichskorrekturtabellen 46a, 46b und 46c dienen zur Korrektur der abnormalen Werte der in diese Bereichskorrekturtabellen 46a, 46b und 46c einzugebenden Signale. Die Signale mit normalem Signalpegel werden unverändert ausgegeben, so dass der Einfachheit halber die Ausgangssignale der Bereichskorrekturtabellen 46a, 46b und 46c ebenfalls als R', G' und B' dargestellt sind.
Diese Matrixschaltung 45 ist mit einem Parameterbestimmungsabschnitt 47 zum Bestimmen des Parameters aij verbunden, und die Steuerschaltung 37 sowie ein ROM 48 sind mit diesem Parameterbestimmungsabschnitt 47 verbunden. Ein Einstellschalter 43 ist mit diesem ROM 48 verbunden.
Im ROM 48 ist eine Mehrzahl Matrixelemente mit einem anderen Parameter aij gespeichert, und ein vom Parameterbestimmungsabschnitt 47 unter Verwendung der Steuersignale von der Steuerschaltung 47 bestimmter (gewählter) Parameter wird an die Matrixschaltung 45 gesendet, worauf der Parameter aij in Formel 1' bestimmt wird.
Konkret wird ein Steuersignal zum Einstellen eines für das Modell des Endoskops 2A, das mit dem Prozessor 4A verbunden ist, geeigneten Parameters von der Steuerschaltung 37 an den Parameterbestimmungsabschnitt 47 geschickt und dieser bestimmt den dem Steuersignal entsprechenden Parameter.
Wenn der Benutzer einen im ROM 48 gespeicherten Parameter durch Betätigen des Einstellschalters 43 wählt und einstellt, stellt der Parameterbestimmungsabschnitt 47 den zu wählenden Parameter der Matrixschaltung 45 ein.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist das Endoskopsystem 1A dadurch gekennzeichnet, dass die Filterkennlinien des RGB-Filters 21 und des Filters 22 für die Fluoreszenzbetrachtung des Umschaltfilters 17 der Lichtquelleneinheit 3A und des Anregungslicht-Unterbrechungsfilters 27 im optischen Weg zur Bilderfassung des elektronischen Endoskops 2A, wie in den 3A bis 3C dargestellt ist, eingestellt, so dass der Unterscheidungsgrad zwischen dem normalen und dem pathologisch geschädigten Gewebe vergrößert werden kann.
Die vorliegende Erfindung ist außerdem dadurch gekennzeichnet, dass eine Matrixwandlung vor allem mit den Eingangssignalen R1, G1 und EX mittels der Bildverarbeitungsschaltung 38 erfolgt, so dass der Farbton zwischen dem normalen und dem pathologisch geschädigten Gewebe verschieden ist und die Bilder des pathologisch geschädigten Gewebes in einem vorgegebenen Farbton dargestellt werden, wodurch die Identifizierung einfacher wird.
Zunächst wird die Steigerung der Unterscheidungsfähigkeit anhand von 5 und anderen Zeichnungen beschrieben.
5A zeigt ein Beispiel einer Intensitätsverteilungskennlinie bezüglich der Wellenlänge des von biologischem Gewebe erhaltenen Fluoreszenzbildes, und 5B zeigt ein Beispiel einer Intensitätsverteilungskennlinie bezüglich der Wellenlänge des von biologischem Gewebe erhaltenen reflektierten Lichtes.
5A zeigt die Verteilungskennlinie, deren Spitze im Bereich von 520 nm liegt; bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Durchlasskennlinie des Anregungslicht-Unterbrechungsfilters 27 so eingestellt, dass sie ein Wellenlängenband um 520 nm enthält.
Bei der Intensitätskennlinie des reflektierten Lichtes von 5B ist die Absorption durch Hämoglobin im Bereich von 550 nm hoch, und die Reflexionsintensität fällt im Bereich dieser Wellenlänge ab. Die Wellenlänge um 600 nm ist eine Zone, in der keine Absorption durch Hämoglobin stattfindet.
Die Mittenwellenlänge der beiden Filter 22a und 22b (G1 und R1 in 3B) ist auf 550 nm und 600 nm eingestellt.
Mit anderen Worten, ist bei der vorliegenden Ausführungsform das Band des R1-Filters 22a auf einen Bereich eingestellt, in dem die Absorptionsfähigkeit durch oxidiertes Hämoglobin niedrig ist, und das Band des G1-Filters 22b auf einen Bereich eingestellt, in dem die Absorptionsfähigkeit durch oxidiertes Hämoglobin hoch ist.
Für das Licht G1 und R1, die das erste und zweite Beleuchtungslicht (reflektiertes Licht) sind, wenn das biologische Gewebe im Fluoreszenzmodus beleuchtet und durch das davon reflektierte Licht erfasst wird, wird die Wellenlängenbreite z. B. auf 20 nm eingestellt (sie kann auf 20 nm oder darunter eingestellt werden, was später beschrieben wird).
Die Durchlässigkeit des Lichtes im blauen Bereich (Bereich der langen Wellenlänge), das durch das E1-Filter 22c abgeschirmt wird, und im blauen Bereich (Bereich der kurzen Wellenlänge), das durch das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 abgeschirmt wird, wird auf OD4 (1/10000) oder weniger eingestellt.
Nunmehr wird anhand von 6 und anderen Zeichnungen der Grund beschrieben, warum die Wellenlänge (Mittenwellenlänge) auf 550 nm und 600 nm eingestellt wird, wenn ein Bild im Fluoreszenzmodus durch die beiden reflektierten Lichtarten wie oben beschrieben erhalten wird. Die Wellenlängenbandbreite des Fluoreszenzbildes ist bezüglich der Intensität der durch das reflektierte Licht erzeugten Bilder kleiner, und sein Leuchtdichtepegel wird im Vergleich zu den durch das reflektierte Licht erzeugten Bildern relativ niedrig, was die Identifizierung anhand des Farbtons erschwert, so dass ein weites Band, einschließlich zumindest der Spitzenwellenlänge (ca. 520 nm) im Fluoreszenzspektrum eingestellt wird, um den Leuchtdichtepegel zu erhöhen, was die Identifizierung anhand des Farbtons leichter macht.
6 zeigt die Verteilung der normalen und der pathologisch geschädigten Abschnitte, die in Raumkoordinaten eingetragen sind, wobei drei Achsen die beiden Intensitäten des reflektierten Lichtes und die Fluoreszenzintensität angeben. In 6 entspricht der mit Punkten ausgefüllte Abschnitt normalem Gewebe im biologischen Gewebe und der mit Diagonalen ausgefüllte Abschnitt pathologisch geschädigtem Gewebe im biologischen Gewebe.
Mit kleiner werdendem Abschnitt, wo sich das normale und das pathologisch geschädigte Gewebe überschneiden, wird es einfacher, das normale und das pathologisch geschädigte Gewebe zu identifizieren, so dass bei der vorliegenden Ausführungsform die Bänder der zwei reflektierten Lichtarten durch ein statistisches Verfahren (insbesondere die Fisher-Diskriminantenfunktion), so dass der Überschneidungsabschnitt das Minimum annimmt.
Mit anderen Worten, die Unterscheidungsfähigkeit S wird durch die Überschneidung der Verteilung des normalen und des pathologisch geschädigten Gewebes nach der folgenden Formel bestimmt. Unterscheidungsfähigkeit S = 1 – (Überschneidungsabschnitt des normalen und des pathologisch geschädigten Gewebes)/(Gesamtverteilung).
Die erworbene Unterscheidungsfähigkeit S wird berechnet, indem die Mittenwellenlänge des ersten und des zweiten reflektierten Lichtes geändert wird.
7 zeigt die Unterscheidungsfähigkeit S, die bezüglich der Mittenwellenlänge des zweiten reflektierten Lichtes erworben wird, wenn das erste reflektierte Licht als Parameter geändert wird. Die Mittenwellenlänge des ersten reflektierten Lichtes wird dabei auf 510 nm, 550 nm und 600 nm als Parameter geändert.
Gemäß 7 wird die höchste Unterscheidungsfähigkeit S erworben, wenn die Mittenwellenlänge des ersten reflektierten Lichtes 550 nm und die des zweiten reflektierten Lichtes 600 nm beträgt. Die höchste Unterscheidungsfähigkeit S wird außerdem erworben, wenn die Mittenwellenlänge des ersten reflektierten Lichtes 600 nm und die des zweiten reflektierten Lichtes 550 nm beträgt, wenn die Mittenwellenlänge des ersten und zweiten reflektierten Lichtes gewechselt werden.
8 zeigt die Unterscheidungsfähigkeit S, die erworben wird, wenn die Mittenwellenlänge des ersten reflektierten Lichtes 550 nm beträgt und die Wellenlängenbreite als Parameter geändert wird. In 8 wird die Wellenlängenbreite auf 80 nm, 20 nm und 10 nm geändert.
Gemäß 8 wird eine hohe Unterscheidungsfähigkeit S erworben, wenn die Mittenwellenlänge des ersten reflektierten Lichtes 550 nm und die Wellenlängenbreite ca. 20 nm oder weniger beträgt. Gemäß 8 wird eine höhere Unterscheidungsfähigkeit S erworben, wenn die Wellenlängenbreite 10 nm und nicht 20 nm beträgt, aber mit abnehmender Wellenlängenbreite nimmt die Intensität ab und der Rauschabstand fällt ab. Deshalb wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Wellenlängenbreite auf 20 nm eingestellt. Die Wellenlängebreite kann z. B. auf 20 nm oder darunter entsprechend dem Rauschabstand des Signalverarbeitungssystems des Prozessors 4A eingestellt werden.
Gemäß den 7 und 8 ist die Wellenlänge des ersten und zweiten reflektierten Lichtes (Beleuchtungslicht) auf 550 nm bzw. 600 nm und die Wellenlängenbreite auf 20 nm eingestellt, so dass eine hohe Unterscheidungsfähigkeit S erworben werden kann, d. h. das normale und das pathologisch geschädigte Gewebe können so getrennt wie möglich verteilt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Intensität des Fluoreszenzbildes im Vergleich zum Fall bei reflektiertem Licht wie oben erwähnt erheblich geringer, und das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 mit der Eigenschaft, Fluoreszenzbilder zu erhalten, die ein Wellenlängenband im Bereich von 520 nm enthalten, wo die Intensität des Fluoreszenzbildes eine Spitze erreicht, wie in 5A dargestellt ist, wird verwendet. Dadurch kann ein Fluoreszenzbild mit gutem Rauschabstand erhalten werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden außerdem die Parameter der Matrixwandlung durch die Bildverarbeitungsschaltung 38 auf geeignete Werte eingestellt, so dass der Farbton (einschl. Leuchtdichte) die einfache Identifizierung des normalen und des pathologisch geschädigten Gewebes im Anzeigebild gestattet.
Dann werden das normale und das pathologisch geschädigte Gewebe in den Chromatizitätstafeln der 9 und 12 in Pseudofarben in den Leuchtdichte- und Farbtonzuständen angezeigt, so dass sie leicht identifizierbar sind.
13 zeigt den Anzeigebildschirm des Monitors 5. Auf dem Monitor 5 ist der quadratische Abschnitt 49 in 13 der Bereich des vom CCD 28 erfassten Bildes und der achteckige Abschnitt, der sich ergibt, wenn die vier Ecken des quadratischen Abschnitts 49, die dunkel werden, abgeschnitten werden, ist der Anzeigebereich 50 des Endoskopbildes. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform arbeitet die Bildverarbeitungsschaltung 38 nur während der Periode des Bildsignals entsprechend diesem Bereich des Anzeigebereichs 50, so dass das Verarbeitungsvolumen wie die Matrixwandlung durch die Bildverarbeitungsschaltung 38 verringert und eine hochschnelle Verarbeitung implementiert werden kann.
Die Funktionen der vorliegenden Ausführungsform mit einer derartigen Konfiguration werden nunmehr beschrieben.
Wie 1 zeigt, ist der Verbinder für die Lichtquelle 10 des elektronischen Endoskops 2A mit der Lichtquelleneinheit 3A verbunden, und der Verbinder für Signale (nicht dargestellt) des elektronischen Endoskops 2A ist mit dem Prozessor 4A verbunden. Das Endoskopsystem wird in den in 1 dargestellten Anschlusszustand gebracht und die Spannungsversorgung jeder Einheit zum Betrieb eingeschaltet. Die Steuerschaltung 37 führt dann die erste Einstelloperation aus und stellt das System in diesem ersten Einstellzustand z. B. für den Betrieb im Normallichtmodus ein.
In diesem Modus steuert die Steuerschaltung 37 den Antriebsmotor 20 der Lichtquelleneinheit 3A und stellt das Umschaltfilter 17 so ein, dass das RGB-Filter 21 an der Seite des inneren Kreises im Beleuchtungslichtweg positioniert ist.
Die Steuerschaltung 37 dreht außerdem den Rotationsmotor 16. Das weiße Licht der Lampe 12 wird von den R-, G- und B-Filtern 21a, 21b und 21c des Umschaltfilters 17 gefiltert, die sequentiell im Beleuchtungslichtweg positioniert werden und als R-, G- und B-Beleuchtungslicht zur Seite des Beobachtungsziels emittiert.
Im Normallichtmodus wird das Beleuchtungslicht (zur Seite des Beobachtungsziels) vom Umschaltfilter 17 von den R-, G- und B-Filtern 21a, 21b und 21c erzeugt, die sequentiell im Beleuchtungslichtweg positioniert werden.
Die vom CCD 28 während der sequentiellen Beleuchtung durch das R-, G- und B-Licht erfassten Signale werden verstärkt und A/D-gewandelt, dann sequentiell vom Multiplexer 35, der sequentiell von der Steuerschaltung 37 geschaltet wird, im ersten, zweiten und dritten Einzelbildspeicher 36a, 36b und 36c gespeichert.
Die Bilddaten mit R-, G- und B-Farbkomponenten, die in den Einzelbildspeichern 36a bis 36c gespeichert sind, werden gleichzeitig während einer vorgegebenen Einzelbildperiode (z. B. 33 msec, d. h. 1/3 sec) ausgelesen und in die Bildverarbeitungsschaltung 38 eingegeben.
Im Normallichtmodus gibt die Bildverarbeitungsschaltung 38 die Eingangssignale unverändert aus. Die Eingangssignale können z. B. an die D/A-Wandlerschaltung 39 nach dem Durchgang durch die Matrixschaltung 45 und Bereichskorrekturtabellen 46a bis 46c ausgegeben werden, oder die auf den Normallichtmodus eingestellte Matrixschaltung 45 passieren.
In diesem Fall schickt die Steuerschaltung 37 das Steuersignal für den Normallichtmodus an den Parameterbestimmungsabschnitt 47 und dieser gibt die Eingangssignale R, G und B als Ausgangssignale aus, wodurch der Parameter aij der Matrixschaltung 45 nur für die diagonalen Elemente von all, a22 und a33 auf "1" und für den Rest auf "0" einstellt. In diesem Fall z. B. lassen die Bereichskorrektortabellen 46a bis 46c die Signale durch.
Auf diese Weise werden die erfassten Signale in analoge Standardbildsignale gewandelt, d. h. in RGB-Signale in diesem Fall über die D/A-Wandlerschaltung 39 und von den R-, G- und B-Kanälen an den Monitor 5 ausgegeben. Ein Normallicht-Betrachtungsbild (in dem der Farbton wiedergegeben wird, wenn das Objekt direkt mit abgestrahltem Weißlicht betrachtet wird) wird in Farbe auf dem Anzeigebildschirm des Monitors 5 angezeigt.
Wie oben hinsichtlich der Menge des reflektierten Lichtes an der Objektseite bei Beleuchtung über das B-Filter 21c beschrieben, ist die Menge des empfangenen Lichtes des Bildes mit der Farbkomponente B geringer als die Menge des empfangenen Lichtes der Bilder mit den Farbkomponenten R und G, da die kurze Wellenlängenseite vom Anregungslicht-Unterbre chungsfilter 27 abgeschnitten worden ist, wenn das CCD 28 das Licht empfängt, so dass in diesem Zustand der Weißabgleich verloren geht.
Um dies zu verhindern, erhöht die Steuerschaltung 37 den Verstärkungsfaktor des CCD 28 z. B. um das Doppelte, wenn das Bild eines Beobachtungsziels während einer Beleuchtungsperiode mit dem B-Filter 21a über die CCD-Treiberschaltung 31 erfasst wird.
Die Steuerschaltung 37 steuert die Lampentreiberschaltung 11 und erhöht den Lampenstrom zum Ansteuern der Lampe 12 während der Beleuchtungsperiode mit dem B-Filter 21c auf einen höheren Wert als den Normallicht-Lampenstrom, um die Menge des Beleuchtungslichtes B zu erhöhen.
Die Steuerschaltung 37 steuert auch die CCD-Treiberschaltung 31 und die Funktionen des elektronischen Verschlusses des CCD 28. Mit anderen Worten, das CCD 28 wird so angesteuert, dass die Bilderfassungsperiode während der Beleuchtungsperiode von R und G bei Bildern, die nur während eines Teils der Beleuchtungsperiode erfasst werden, verkürzt und die Bilderfassungsperiode während der Beleuchtungsperiode von B bei Bildern, die während der gesamten Beleuchtungsperiode erfasst werden, verlängert wird.
Auf diese Weise werden Normallichtbilder mit gutem Weißabgleich auf dem Monitor 5 angezeigt. Zum Einstellen der Bilderfassungsperiode durch den elektronischen Verschluss werden die konkreten Werte der Bilderfassungsperiode in einem nicht dargestellten Speicher in der Steuerschaltung 37 im Voraus gespeichert, so dass dann, wenn das Bild eines weißen Objektes erfasst wird, das Objekt auf dem Monitor 5 weiß angezeigt wird (oder das Bild des weißen Objektes kann während der ersten Einstellung nach dem Einschalten der Spannung erfasst werden, wobei eine Bilderfassungsperiode durch den elektronischen Verschluss konkret eingestellt wird). Zu diesem Zeitpunkt kann nicht die Bilderfassungsperiode des elektronischen Verschlusses, sondern ein Wert des CCD-Verstärkungsfaktors und ein Wert des Lampenstroms gespeichert werden, und diese Werte können entweder einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Auf diese Weise wird ein Objekt im Normallichtmodus beobachtet, und wenn z. B. die Fluoreszenzbeobachtung für einen betroffenen Zielbereich des Objekts erforderlich ist, wird der Fluoreszenzmodusschalter des Moduswahlschalters des Endoskopschalters 29 betätigt.
Danach empfängt die Steuerschaltung 37 dieses Steuersignal, steuert den Antriebsmotor 20 der Lichtquelleneinheit 3A an und bewegt das Umschaltfilter 17, so dass das Filter 22 zur Fluoreszenzbeobachtung im Beleuchtungslichtweg positioniert wird, um auf den Fluoreszenzmodus umzuschalten.
Wenn der Fluoreszenzmodus eingestellt ist, wird das Beleuchtungslicht im Fluoreszenzmodus, d. h. das in 3B dargestellte Licht R1, G1 und E1 sequentiell an den Lichtleiter 9 des elektronischen Endoskops 24 geliefert.
Die Lichtarten R1, G1 und E1 werden dann sequentiell auf das Objekt abgestrahlt. Im Fall der R1- und G1-Beleuchtung ist die Operation die gleiche wie im Fall der sequentiellen Abstrahlung des R- und G-Lichtes im Normallichtmodus. Mit anderen Worten, wird in diesem Fall das vom Objekt reflektierte Licht von R1 und G1 vom CCD 28 empfangen. Außerdem erfasst das CCD 28 in diesem Fall die Bilder ohne den Einfluss des Anregungslicht-Unterbrechungsschalters 27.
Wenn dagegen das Anregungslicht E1 abgestrahlt wird, wird das reflektierte Licht des Anregungslichtes E1 nahezu vollständig durch das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 abgeschirmt, und das CCD 28 empfängt Fluoreszenz von der Objektseite im Durchlassband des Anregungslicht-Unterbrechungsfilters 27.
Die Intensität der Fluoreszenz ist wesentlich geringer als die Intensität des vom Objekt reflektierten Lichtes von R1 und G1, so dass bei einer Operation ähnlich der oben genannten Beleuchtung von R und G im Normallichtmodus, die Beleuchtung von B und die Signalverarbeitung dieser Fälle ausgeführt werden, so dass helle Fluoreszenzbilder, die einen leichten Vergleich mit Bildern des vom Objekt reflektierten Lichtes von R1 und G1 gestatten, angezeigt werden.
Konkret werden die Bilddaten, die vom CCD 28 nur während eines Teils der Beleuchtungsperiode mittels des elektronischen Verschlusses erfasst werden, wenn das vom Objekt reflektierte Licht von R1 und G1 erfasst wird, im ersten und zweiten Einzelbildspeicher 36a und 36b gespeichert.
Wenn dagegen das Anregungslicht von E1 abgestrahlt und das Fluoreszenzbild davon erfasst wird, wird der Verstärkungsfaktor des CCD 28 z. B. vom 10-Fachen auf das 100-Fache erhöht, der Lampenstrom wird ebenfalls stärker und auch die Menge des Beleuchtungslichtes des Anregungslichtes vergrößert. Die in diesem Fall erfassten Fluoreszenzbilddaten werden im dritten Einzelbildspeicher 36c gespeichert.
Die Bilddaten im ersten bis dritten Einzelbildspeicher 36a bis 36c werden gleichzeitig in einer Einzelbildperiode ausgelesen und in die Bildverarbeitungsschaltung 38 eingegeben.
Die Bildverarbeitungsschaltung 38 hat die in 4 dargestellte Konfiguration, und die Eingangssignale R1, G1 und EX werden von der Matrixschaltung 45 zu den Ausgangssignalen R', G' und B' gewandelt. In diesem Fall wird diese Verarbeitung durch die Lichtübertragungs kennlinie (besonders bezüglich der Wellenlänge) des Lichtleiters 9 und die Empfindlichkeitskennlinie (besonders bezüglich der Wellenlänge) des eingebauten CCD 28 in Abhängigkeit vom Modell des tatsächlich zu verwendenden elektronischen Endoskops 2A beeinflusst, selbst wenn dieselbe Lichtquelleneinheit 3A verwendet wird. Außerdem ändern sich die relativen Größen der Eingangssignale R1, G1 und EX, da die Lichtabsorption und andere Eigenschaften in Abhängigkeit vom zu betrachten Objekt verschieden sind, so dass das verwendete Modell und der Einfluss des Objekts im Voraus überprüft werden, worauf die Steuerschaltung 37 das Steuersignal an den Parameterbestimmungsabschnitt 47, sendet, um die Abhängigkeit von Modell und Objekt aufzuheben.
Deshalb können die Ausgangssignale R', G' und B', deren Charakteristiken in Abhängigkeit von Modell und Objekt kompensiert worden sind, von der Matrixschaltung 45 erhalten werden. Wenn z. B. ein anderes elektronisches Endoskopmodell (in dieser Beschreibung mit 2C gekennzeichnet) mit einer verschiedenen Durchlasscharakteristik des Lichtleiters 9 anstelle des elektronischen Endoskops 2A verwendet wird, und wenn ein Bild des biologischen Gewebes im gleichen Zustand wie mit dem elektronischen Endoskop 24 erfasst wird, sind die Werte der Signale R1, G1 und EX, die in die Bildverarbeitungsschaltung 38 einzugeben sind, verschieden vom Fall des elektronischen Endoskops 2A, aber die Parameter der Matrixschaltung 45 werden so eingestellt (als vom elektronischen Endoskop 24 verschiedene Werte), dass die relativen Werte der Ausgangssignale R', G' und B', die die Matrixschaltung 45 passieren, die gleichen werden wie im Fall des elektronischen Endoskops 24.
Auf diese Weise werden die Parameter der Matrixschaltung 45 vom Detektionssignal automatisch auf geeignete Werte eingestellt, das das Modell des elektronischen Endoskops (einschließlich der Beleuchtungsmittel für die Lichtleitung und die Beleuchtung des Objekts und der Bilderfassungsmittel) erkannte, und die Ausgangssignale R', G' und B', die nicht von Modell und Objekt abhängen, werden von der Matrixschaltung 45 erhalten.
Wenn diese Ausgangssignale R', G' und B' vom richtigen Bereich abweichen, d. h. die Werte der Ausgangssignale werden nach der Matrixwandlung zu groß oder zu klein, werden die Ausgangssignale am oberen und unteren Grenzwert abgeschnitten und durch die Bereichskorrekturtabellen 46a bis 46c auf die Signalpegel im korrekten Bereich korrigiert (konkret erfolgt die Korrektur so, dass der Leuchtdichtepegel nicht kleiner als "0" und nicht "255" oder darüber wird).
Die die Bereichskorrekturtabellen 46a bis 46c passierenden Signale werden von der D/A-Wandlerschaltung 39 in analoge RGB-Signale gewandelt und in Pseudofarben auf dem Monitor 5 angezeigt.
Wenn gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Fluoreszenzmodus eingestellt ist, wird die Matrix der Matrixschaltung 45 im Fall des Standardmodells des elektronischen Endoskops 2A auf eine Matrix mit den in den folgenden Formeln 2 oder 3 dargestellten Werten eingestellt. Auch die Matrix der Formel 4 oder 5 kann durch eine Auswahloperation eingestellt werden. Die Formeln 2 bis 4 entsprechen den Farbtafeln der 9 bis 12. Formel 2
Formel 3
Formel 4
Formel 5
Wenn der Fluoreszenzmodus eingestellt ist, wird die Matrix der Matrixschaltung 45 gemäß der Formel 2 oder 3 eingestellt, und in diesem Fall sind entsprechend der Farbtafel der normale Abschnitt und der pathologisch geschädigte Abschnitt verschieden, wie in den 9 und 10 dargestellt ist, und werden auf dem Monitor 5 in Pseudofarben so angezeigt, dass das pathologisch geschädigte Gewebe in etwa in einem Bereich mit einem einzigen Farbton liegt.
Im Fall der Formel 2 wird z. B. das Bildsignal EX im Wellenlängenband der Fluoreszenz auf den G-Kanal eingestellt. Eines der zwei Wellenlängenbänder des reflektierten Lichtes mit verschiedenen Mittenwellenlängen und Wellenlängenbreiten wird auf den R-Kanal und das andere Wellenlängenband des reflektierten Lichtes wird auf den B-Kanal eingestellt.
Im Fall von 9, der der Formel 2 entspricht, ist der Abschnitt des pathologisch geschädigten Gewebes auf den Bereich um den Pink-Farbton begrenzt.
Im Fall der Formal 3 wird das Bildsignal EX im Wellenlängenband der Fluoreszenz wie im Fall der Formel 2 auf den G-Kanal eingestellt, und die übrigen beiden Signale in verschiedenen Wellenlängenbänder des reflektierten Lichtes werden gegenüber dem Fall der Formal 2 gegeneinander ausgetauscht.
Im Fall von 10, der der Formel 3 entspricht, ist der Abschnitt des pathologisch geschädigten Gewebes auf den Bereich um den Purpur-Farbton begrenzt. Der Anzeigemodus gemäß 9 oder 10 kann durch Aktivieren des Schaltmodus im Fluoreszenzmodus gegeneinander ausgetauscht werden. Der Benutzer kann seine Wahl zur Anzeige bringen.
Der Operateur kann deshalb bei Betrachtung des im Pink-Farbton im Fall von 9 angezeigten Abschnitts mit hoher Wahrscheinlichkeit bestimmen, dass das Gewebe pathologisch geschädigt ist.
Im Fall von 10 kann der Operateur bei Betrachtung des im Purpur-Farbton angezeigten Abschnitts mit hoher Wahrscheinlichkeit bestimmen, dass das Gewebe pathologisch geschädigt ist.
Wenn mit hoher Wahrscheinlichkeit bestimmt wird, dass das Gewebe bei Betrachtung im Anzeigezustand mit Pseudo-Farben entsprechend dem Zustand der Farbtafel von 9 oder 10 pathologisch geschädigt ist, und wenn der im Modus für das pathologisch geschädigte verwendete Schalter ferner im Fluoreszenzmodus des Endoskopschalters 29 bereitgestellt und betätigt wird, ändert der Parameterbestimmungsabschnitt 47 die Parameter der Matrixschaltung 45 durch die Steuerschaltung 37 erneut, um sie auf die Formel 4 oder 5 einzustellen.
Für die Formel 4 oder 5 werden Bilder im Fluoreszenzmodus, d. h. zwei Bilder des reflektierten Lichtes und eine Fluoreszenzbild in Pseudo-Farben in einem Zustand entsprechend der in 11 oder 12 dargestellten Farbtafel angezeigt.
Bei Formel 4 oder 5 wird das Signal EX des Fluoreszenzbildes auf den B-Kanal eingestellt, und die Signale G1 und R1 der zwei Bilder des reflektierten Lichtes werden auf den G- und R-Kanal bzw. auf den R- und G-Kanal eingestellt.
In 11 oder 12 ist das pathologisch geschädigte Gewebe in zahlreichen Farbtönen angezeigt, so dass es zu diesem Zeitpunkt nicht angebracht sein kann, das normale und das pathologisch geschädigte Gewebe zu diagnostizieren. Wenn jedoch mit hoher Wahrschein lichkeit bestimmt wird, dass das Gewebe pathologisch geschädigtes Gewebe ist, wie in 9 oder 10, erleichtert die Einstellung des Anzeigemodus gemäß 11 oder 12 die genauere Diagnose des Status des pathologisch geschädigten Gewebes aufgrund der unterschiedlichen Farbtöne. Die Änderung der Farbtöne macht es z. B. einfacher, das Ausmaß der Entwicklung eines gegebenen pathologischen Problems zu bestimmen.
Deshalb wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Wellenlänge der Bilder des reflektierten Lichtes auf einen geeigneten Wert eingestellt, wenn zwei Bilder des reflektierten Lichtes und ein Fluoreszenzbild in Pseudo-Farben angezeigt werden, so dass die überschneidung des normalen und des pathologisch geschädigten Gewebeabschnitts kleiner und die Unterscheidungsfähigkeit S größer wird. Die Wellenlänge des Fluoreszenzbildes wird so eingestellt, dass der Rauschabstand (S/N) zur guten Identifizierung groß ist, wo das pathologisch geschädigte Gewebe in Pseudo-Farben angezeigt wird, damit es in einen einzigen Farbtonbereich geht und die Identifizierung des pathologisch geschädigten und des normalen Gewebes erleichtert, so dass ein Operateur das pathologisch geschädigte Gewebe gut diagnostizieren kann. Mit anderen Worten, die vorliegende Ausführungsform kann eine Umgebung bereitstellen, die die Diagnose unterstützt.
Das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27, das vor dem Bildaufnahmegerät des elektronischen Endoskops 2A installiert ist, unterbricht das Anregungslicht, das einen Teil des blauen Wellenlängenbandes enthält. Außerdem lässt das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 Licht in einem sichtbaren Bereich ausschließlich des Teils des blauen Lichtes (lässt einen Teil des blauen Lichtes und den gesamten Bereich des grünen und roten Wellenlängenbandes durch) zur Normallichtbetrachtung durch, weshalb Normallichtbilder und Fluoreszenzbilder erfasst werden, und die Anzeige der Normallichtbilder und Fluoreszenzbilder durch Signalverarbeitung ist möglich, indem ein Bildaufnahmegerät in der Spitze 8 des Einführabschnitts 7 installiert wird.
Deshalb (verglichen mit dem Fall des Einbaus einer Mehrzahl Bildaufnahmegeräte) kann der Durchmesser des Einführabschnitts 7 des elektronischen Endoskops 2A verringert, der Anwendungsbereich, in dem das elektronische Endoskop 2A eingeführt und verwendet werden kann, erweitert und die durch das Einführen verursachten Schmerzen des Patienten gemildert werden. Ein Operateur kann das elektronische Endoskop 2A problemlos in einen Körperhohlraum einführen. Außerdem können die Kosten gesenkt werden, da nur ein Bildaufnahmegerät verwendet wird.
Da aus dem gesamten Wellenlängenband (Bereich) des sichtbaren Lichtes Blau als Anregungslicht verwendet wird, kann eine Halogen- oder Xenon-Lampe, die zur Normallichtbeleuchtung (weiße Beleuchtung) eingesetzt werden kann, als die Lampe 12 der Lichtquelleneinheit 3A verwendet werden. Außerdem können im Vergleich zu dem Fall, in dem Ultraviolett als Anregungslicht dient, der Übertragungsverlust durch den Lichtleiter 9 verringert und die Komponenten zur Normallichtbeleuchtung verwendet werden, was von Vorteil ist.
Die vorliegende Ausführungsform kann mit einer einfachen Konfiguration insbesondere das Endoskopsystem 1A implementieren, das Bilder (Fluoreszenzbilder und Bilder des reflektierten Lichtes) in Pseudo-Farben zur leichten Identifizierung von normalem und pathologisch geschädigtem Gewebe anzeigen kann.
Nunmehr wird eine Variantenform der ersten Ausführungsform beschrieben.
14 zeigt eine Konfiguration einer Bildverarbeitungsschaltung 38B einer ersten Variantenform. Die Bildverarbeitungsschaltung 38B der ersten Variantenform verwendet eine Nachschlagetabelle 51 (LUT (lookup table) in 14) anstelle der Matrixschaltung 45 und der Bereichskorrekturtabellen 46a bis 46c in 4.
Diese Nachschlagetabelle 51 ist über den Parameterbestimmungsabschnitt 52 mit einem ROM 53 und der Parameterbestimmungsabschnitt 52 ist mit der Steuerschaltung 37 und dem Einstellschalter 43 verbunden.
Im ROM 53 werden eine Mehrzahl Sätze Ausgangswerte im Voraus gespeichert, und die vom Steuersignal der Steuerschaltung 37 und der Einstellung des Einstellschalters 43 über den Parameterbestimmungsabschnitt 52 bestimmten Ausgangswerte werden in der Nachschlagetabelle 51 eingestellt.
Hinsichtlich der drei Signale, die von den Eingangsenden Ta bis Tc eingegeben werden, werden die entsprechenden Ausgangswerte aus der Nachschlagetabelle 51 ausgelesen und von den Ausgangsenden Ta', Tb' und Tc' an den R-, G- und B-Kanal ausgegeben.
Im Fall des Normallichtmodus ist die Nachschlagetabelle 51 so eingestellt, dass die Eingangssignale unverändert ausgegeben werden.
Diese Variantenform hat Funktionen und Wirkungen, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
15 zeigt eine Konfiguration einer Bildverarbeitungsschaltung 38C der zweiten Variantenform.
Diese Bildverarbeitungsschaltung 38C hat anstelle der Nachschlagetabelle 51 von 14 einen Farbtonwandlerabschnitt 55.
Der Farbtonwandlerabschnitt 55 weist eine CPU und eine Arithmetikschaltung auf und führt die arithmetische Verarbeitung der Matrixwandlung von Formel 1' (und die Bereichskorrekturtabellenverarbeitung) aus.
Im Normallichtmodus gibt der Farbtonwandlerabschnitt 55 die Eingangssignale (ohne eine arithmetische Verarbeitung auszuführen) unverändert aus. Diese Variantenform hat Funktionen und Wirkungen, die denen der ersten Ausführungsform ähnlich sind.
Wie oben beschrieben betrifft die vorliegende Ausführungsform ein Endoskopsystem mit einer Lichtquelle zum Beleuchten mit Beleuchtungslicht mit zwei verschiedenen Wellenlängenbändern und Anregungslicht zur Anregung von Fluoreszenz; einem Bilderfassungsmittel zum Erfassen von zwei Bildern des reflektierten Lichtes durch reflektiertes Licht, wenn das Beleuchtungslicht auf ein biologisches Gewebe abgestrahlt und reflektiert wird, und eines Fluoreszenzbildes durch Fluoreszenz, die durch das Anregungslicht angeregt wird; einem Bildverarbeitungsmittel zum Verarbeiten der zwei Bilder des reflektierten Lichtes und des Fluoreszenzbildes und zum Erzeugen eines verarbeiteten Bildes; und einem Anzeigemittel zur Anzeige des verarbeiteten Bildes, wobei dann, wenn das verarbeitete Bild auf Raumkoordinaten verteilt ist, wobei drei Achsen die Intensitäten der zwei verschiedenen reflektierten Lichtarten und der Fluoreszenz vom biologischen Gewebe sind, die Wellenlängen der reflektierten Lichtarten und der Fluoreszenz so gewählt sind, dass das normale Gewebe und das pathologisch geschädigte Gewebe auf den drei Achsen der Raumkoordinaten getrennt sind, und das oben genannte Bildverarbeitungsmittel ferner ein Mittel zur Eingabe der drei Signale des Fluoreszenzbildes und der zwei Bilder des reflektierten Lichtes und ein axiales Umwandlungsmittel zum Verarbeiten und Wandeln der Signale in Signale aus drei Farbkomponenten aufweist, so dass sich Leuchtdichte und/oder Farbton des normalen Gewebes und des pathologisch geschädigten Gewebes unterscheiden und Bilder des pathologisch geschädigten Gewebes innerhalb eines bestimmten Farbtonbereichs liegen, um Bilder zu erhalten, die eine Identifizierung von normalen und pathologisch geschädigtem Gewebe einfacher machen.
(Zweite Ausführungsform)
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr anhand von 16 beschrieben. Die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform, wobei ein Teil der Kennlinien des in 3C dargestellten Anregungslicht-Unterbrechungsfilters 27 geändert worden ist.
16 zeigt die Intensitätskennlinie bezüglich der Wellenlänge der Fluoreszenz, die von einem biologischen Gewebe, das Porphyrin enthält, erzeugt wird. Wie aus 16 ersichtlich ist, kann dann, wenn das biologische Gewebe Porphyrin enthält, ein Wellenlängenband, das geringfügig länger als 620 nm ist, eine Spitze haben, die aufgrund des Porphyrins Fluoreszenz emittiert.
Um diesen Einfluss der durch Porphyrin erzeugten Fluoreszenz zu beseitigen, wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform die längere Wellenlängenseite der Durchlasskennlinie des Anregungslicht-Unterbrechungsfilters 27 bei 620 nm abgeschnitten, wie mit der strichpunktierten Linie in 16 angegeben ist, so dass Fluoreszenz bei einer längeren Wellenlänge als diese vom CCD nicht empfangen wird.
Mit anderen Worten, das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 ist so eingestellt, dass die Fluoreszenz ab 470 nm wie bei der ersten Ausführungsform bis 620 nm an der Seite der längeren Wellenlänge durchgelassen wird. Der Rest entspricht der ersten Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann das Endoskopsystem außer den Funktionen und Wirkungen der ersten Ausführungsform das normale und das pathologisch geschädigte Gewebe in Pseudofarben, für die Farbtöne verwendet werden, anzeigen, wodurch die Identifizierung des normalen und des pathologisch geschädigten Gewebes einfach wird, da der Einfluss von Porphyrin ausgeschaltet wird, selbst wenn der Abschnitt des biologischen Gewebes, der betrachtet wird, Porphyrin enthält.
(Dritte Ausführungsform)
17 zeigt die Bildverarbeitungsschaltung 38D der dritten Ausführungsform.
Bei dieser Bildverarbeitungsschaltung 38D sind eine Erweiterungsumwandlungstabelle 56, ein Komparator 57 und ein ROM 58 zusätzlich zur Konfiguration von 4 installiert.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Erweiterungsumwandlungstabelle 56 zwischen dem Eingangsende Tc und der Matrixschaltung 45 in 4 installiert, und das Signal EX des Fluoreszenzbildes wird von dieser Erweiterungsumwandlungstabelle 56 verbesserungsverarbeitet und in die Matrixschaltung 45 eingegeben.
Die Eingangsenden Ta und Tb sind mit der Matrixschaltung 45 sowie mit dem Komparator 57 verbunden. Durch diesen Komparator 57 wird erkannt, ob die Signale R1 und G1, die von den Eingangsenden Ta und Tb einzugeben sind, von einem vorgegebenen Bereich abweichen, und das Detektionssignal wird in den zwischen der Matrixschaltung 45 und den Bereichskorrekturtabellen 46a bis 46c installierten ROM 58 eingegeben.
Der ROM 58 vergleicht den Leuchtdichtepegel der von den Eingangsenden Ta und Tb einzugebenden Signale mit dem oberen Grenzwert, und wenn der Leuchtdichtepegel den oberen Grenzwert überschreitet, setzt der ROM 58 alle Leuchtdichtepegel der drei Signale nach der Umwandlungsverarbeitung durch die Matrixschaltung 45 z. B. auf denselben oberen Grenzwert (in diesem Fall wird das Bild weiß angezeigt).
Die Erweiterungsumwandlungstabelle 56 wird auf die Eingangs-/Ausgangskennlinie K von 18 gesetzt, wenn der Ausgangspegel bezüglich des Signals an der Seite des pathologisch geschädigten Gewebes auf niedrigem Eingangspegel erweitert ist. Der Bereich des Ausgangspegels bezüglich des Signals an der Seite des normalen Gewebes bei einem breiten Eingangspegel wird zu einem niedrigen komprimiert.
Dadurch werden die mit einem konstanten Signalpegel (Biss) versehenen Pegel der in die Matrixschaltung 45 einzugebenden drei Signale korrigiert und gewandelt, so dass sie auf einem günstigeren Pegel eingegeben werden.
Im Normallichtmodus arbeitet die Erweiterungsumwandlungstabelle 56 nicht, und die Eingangssignale werden unverändert ausgegeben.
Die übrige Konfiguration ist die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird außer den Funktionen und Wirkungen der ersten Ausführungsform der Signalpegel der Fluoreszenzbilder erweitert und der Leuchtdichtepegel bei der Anzeige in Pseudofarben verstärkt, so dass die Farbtöne und Tonänderungen besser identifiziert werden können. (Wenn der Leuchtdichtepegel zu niedrig ist, wird die Identifizierung nach Farbton schwierig).
Selbst wenn der Pegel des Eingangssignals zu niedrig ist, gestattet die vorliegende Ausführungsform eine Anzeige in einem Farbton auf einem angemessenen Pegel.
(Vierte Ausführungsform)
Nunmehr wird die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 19 bis 25 beschrieben. Ein Endoskopsystem 1C gemäß der vierten Ausführungsform von 19 weist ein elektronisches Endoskop 2B, eine Lichtquelleneinheit 3A zur Lieferung von Beleuchtungslicht, einen Prozessor 4C zur Ausführung der Signalverarbeitung, einen Monitor 5 zur Anzeige von Bildern, einen Bildprozessor 38E, der mit dem Ausgangsende des Prozessors 4C verbunden ist, einen Monitor 61, der mit dem Ausgangsende des Bildprozessors 38E verbunden ist, und eine Tastatur 62, die mit dem Bildprozessor 38E verbunden ist, auf.
Im Endoskopsystem 1C kann das Endoskop 2B verwendet werden. Das Endoskop 26 ist ein anderes Modell als das Endoskop 2A von 1, da es zwei Bildaufnahmegeräte enthält.
Das Endoskop 2B hat ein CCD zur Fluoreszenzbetrachtung (CCD für Fluoreszenz) 28a und ein CCD für Normallichtbetrachtung (CCD für Verwendung bei Normallicht) 28b an der Spitze 8 des Einführabschnitts 7.
Am Beobachtungsfenster des Spitzenabschnitts 8 ist ein Bilderfassungsabschnitt zur Fluoreszenzbetrachtung installiert, der aufweist: ein Objektivlinsensystem 25a zur Bildung eines optischen Bildes, eine erste Apertur 26a zur räumlichen Begrenzung der Lichtmenge, ein Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 und ein CCD 28a zur Fluoreszenzbetrachtung als ein Bildaufnahmegerät zur Erfassung von Fluoreszenzbildern und einen Bilderfassungsabschnitt zur Normallichtbetrachtung, der aufweist: ein Objektivlinsensystem 25b zur Bildung eines optischen Bildes, eine zweite Apertur 26b und ein CCD 28a zur Normallichtbetrachtung als ein Bildaufnahmegerät zur Erfassung von Normallichtbildern. Die Blendennummer der ersten Apertur 26a hat einen kleineren Wert als die Blendennummer der zweiten Apertur 26b. Mit anderen Worten, in das CCD 28a für Fluoreszenz tritt eine große Lichtmenge ein.
Die beiden CCDs 28a und 28b sind über einen Wahlschalter 64 mit der CCD-Treiberschaltung 31 und dem Vorverstärker 32 verbunden. Das Schalten dieses Wahlschalters 64 wird von der Steuerschaltung 37 gesteuert. Mit anderen Worten, wenn der Fluoreszenzmodus mit dem Endoskopschalter 29 gewählt ist, wird das CCD 28a für Fluoreszenz gewählt und verwendet, und wenn der Normallichtmodus gewählt ist, wird das CCD 28b für Normallicht gewählt und verwendet.
Auch bei der vorliegenden Ausführungsform hat das Endoskop 2B einen Endoskop-ID-Generatorabschnitt 41 (in den Zeichnungen nach 19 der Einfachheit halber als "End-soskop-ID" bezeichnet), der eindeutige Identifikationsinformationen erzeugt, einschließlich des Typs (Modells) desselben, so dass ein Endoskop 2B, ein anderes Modell, angeschlossen und verwendet werden kann und die Modelldetektorschaltung 42 im Prozessor 4C das Modell anhand der Endoskop-ID erkennt.
Der Endoskop-ID-Generatorabschnitt 41 weist ein Speichergerät auf, in das Informationen einschließlich des Modells des Endoskops 2B geschrieben werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern kann z. B. aus einem DIP-Schalter bestehen, der seinerseits eine Mehrzahl Schalter aufweist.
Die von der Modelldetektorschaltung 42 des Prozessors 4C erkannten Modellinformationen werden an die Steuerschaltung 37 gesendet, die die Lichtquelleneinheit 3C gemäß dem erkannten Modell steuert, so dass ein Objekt je nach Endoskopmodell im Fluoreszenz- oder im Normallichtmodus betrachtet werden kann.
Die Konfiguration der Lichtquelleneinheit 3C der vorliegenden Ausführungsform ist die gleiche wie die der Lichtquelleneinheit 3A in 1.
Das vor dem CCD 28a installierte Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 ist so eingestellt, dass es die in 3C dargestellte Durchlasskennlinie hat.
Der Prozessor 4C entspricht dem Prozessor 4A von 1, in dem eine Bildverarbeitungsschaltung 65 zur Verarbeitung der Bildsignalerzeugung wie die Gamma-Korrektur anstelle der Bildverarbeitungsschaltung 38 verwendet wird. Die von den R-, G- und B-Kanälen der Bildausgangsenden des Prozessors 4C auszugebenden Signale werden an den Monitor 5 sowie an den Bildprozessor 38E ausgegeben.
20 zeigt die Konfiguration des Bildprozessors 38E.
Dieser Bildprozessor 38E führt eine A/D-Wandlung der von den R-, G- und B-Kanälen des Prozessors 4C auszugebenden Signale mittels der A/D-Wandlerschaltungen 71a bis 71c aus. Die digitalen Signale nach der A/D-Wandlung werden in Nachschlagetabellen (LUT) 72a bis 72c eingegeben, wo eine inverse Gamma-Korrektur erfolgt.
Die Signale nach der inversen Gamma-Korrektur werden in die Matrixschaltung 45 eingegeben, wo die Matrixwandlungsverarbeitung genau wie bei der ersten Ausführungsform und eine Bereichskorrekturverarbeitung der Ausgangssignale durch die Bereichskorrekturtabellen 46a bis 46c erfolgen.
Die Ausgangssignale der Bereichskorrekturtabellen 46a bis 46c werden in die Nachschlagetabellen 72a bis 72c eingegeben, und nach der Ausführung der Gamma-Korrektur werden die Ausgangssignale von den D/A-Wandlerschaltungen 74a bis 74c in analoge Signale gewandelt und an den Monitor 61 ausgegeben.
Der Parameterbestimmungsabschnitt 47 ist mit der Matrixschaltung 45 verbunden, und der ROM 48 sowie die externe Tastatur 62 sind mit diesem Parameterbestimmungsabschnitt 47 verbunden.
Parameter zum Erzeugen einer Mehrzahl Mengen Matrixelemente sind genau wie bei der ersten Ausführungsform im ROM 48 gespeichert, und die Matrix der Matrixschaltung 45 wird über den Parameterbestimmungsabschnitt 47 durch Auswahl und Steuerung unter Verwendung der Tastatur 62 bestimmt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform führt der Prozessor 4C die Normallichtbildverarbeitung aus, und der externe Bildprozessor 38E führt die Verarbeitung der Bilder aus, so dass das normale und das pathologisch geschädigte Gewebe im Fluoreszenzmodus leicht identifiziert werden können.
Durch die Verwendung des Endoskops 28 mit dem CCD 28a zur Fluoreszenzbetrachtung und dem CCD 28b zur Normallichtbetrachtung lassen sich Bilder besserer Qualität im jeweiligen Modus im Vergleich zu dem Fall, in dem ein CCD, das die jeweiligen Funktionen vereint, erhalten.
Nunmehr werden die Funktionen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wenn das Endoskop 26 mit dem Prozessor 4C verbunden ist, erkennt die Modelldetektorschaltung 42 die ID-Informationen von der Endoskop-ID-Schaltung 41, und die Steuerschaltung 37 bestimmt das Modell des angeschlossenen Endoskops durch das Detektionssignal der Modelldetektorschaltung 42. Die Steuerschaltung 37 führt dann die Steuerungsoperation gemäß dem bestimmten Modell aus.
Wenn der Normallichtmodus in dem Zustand, in dem das Endoskop 26 angeschlossen ist, gewählt wird, schaltet die Steuerschaltung 37 den Wahlschalter 64 so, dass das CCD 28b für die Normallichtbetrachtung gewählt wird.
Im Normallichtmodus ist das RGB-Filter 21 an der Seite des inneren Kreises des Umschaltfilterabschnitts 14 im optischen Weg positioniert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 nicht vor dem CCD 28b installiert, so dass die Bilder von R, G und B genau wie bei der Bilderfassung durch ein Normallicht-CCD sequentiell erfasst werden.
In diesem Modus ist deshalb während der Beleuchtungsperiode in B bei der ersten Ausführungsform eine Erhöhung des Lampenstroms nicht erforderlich und Bilder mit gutem Weißabgleich können erfasst und angezeigt werden.
Wenn der Fluoreszenzmodus gewählt ist, schaltet die Steuerschaltung 37 den Wahlschalter 64 so, dass das CCD 28a für die Fluoreszenzbetrachtung gewählt wird.
Die Steuerschaltung 37 steuert den Antriebsmotors 20 und bewegt das Umschaltfilter 17 so, dass das Filter für die Fluoreszenzbetrachtung im Beleuchtungslichtweg positioniert ist.
In diesem Fall liegt der gleiche Zustand vor wie bei der Bilderfassung durch das Endoskop 24 der ersten Ausführungsform.
Im Fluoreszenzmodus wird der Verstärkungsfaktor des CCD 28a größer und der Lampenstrom steigt an.
In diesem Fall wird die Bildsignalerzeugungsverarbeitung vom Prozessor 4C ausgeführt, und die von den R-, G- und B-Kanälen auszugebenden Bildsignale werden in den Monitor 61 sowie in den Bildprozessor 38E eingegeben.
In diesem Fall werden die Bilder in Pseudofarben ohne die Matrixumwandlungsverarbeitung der ersten Ausführungsform auf dem Monitor 61 angezeigt.
Der Bildprozessor 38E führt die Verarbeitung ähnlich wie die Bildverarbeitungsschaltung 38 im Prozessor 4A der ersten Ausführungsform aus.
Da analoge Bildsignale, die nach außerhalb des Prozessors 4C auszugeben sind, in den Bildprozessor 38E eingegeben werden, führen im Bildprozessor 38E die A/D-Wandlerschaltungen 71a bis 71c eine A/D-Wandlung aus, wie in 20 dargestellt ist, und mittels der Nachschlagetabellen 72a bis 72c eine inverse Gamma-Korrektur, um digitale Signale zu erzeugen, die nicht gamma-korrigiert sind.
Die Matrixschaltung 45 führt die Matrixumwandlungsverarbeitung und dann eine Bereichskorrektur mittels der Bereichskorrekturtabellen 46a bis 46c aus. Die Gamma-Korrektur erfolgt mittels der Nachschlagetabellen 72a bis 72c, die Signale werden von den R-, G- und B-Kanälen über die D/A-Wandlerschaltungen 74a bis 74c an den Monitor 61 ausgegeben, und Bilder ähnlich denen, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden sind, werden auf dem Anzeigebildschirm des Monitors 61 ausgegeben.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können Bilder ohne einen Teil des blauen Wellenlängenbandes, das vom Anregungslicht-Unterbrechungsfilter abgeschnitten wird, im Normallichtmodus erfasst und Normallichtbilder mit gutem Rauschabstand erhalten werden.
Im Fluoreszenzmodus werden Bilder über den externen Bildprozessor 38E in Pseudofarben in einem Zustand angezeigt, in dem das normale und das pathologisch geschädigte Gewebe gut identifiziert werden können, die denen bei der ersten Ausführungsform beschriebenen genau entsprechen.
21 zeigt ein Bildbeispiel, das auf dem mit dem Bildprozessor 38E verbundenen Monitor 61 anzuzeigen ist. Das vom Bildprozessor 38E ausgegebene Bild wird in Pseudofarben auf einem Bildanzeigeabschnitt 80 auf dem Anzeigebildschirm des Monitors 61 angezeigt.
In einem Feld 81 neben dem Bildanzeigeabschnitt 80 wird ein Verzeichnis zum Speichern von Bildern für jede einzugebende Patienten-ID erstellt. In Abhängigkeit von dem durch eine Taste 82 gewählten Modus können vorgegebene Parameter der Matrix gewählt werden. Außerdem sind eine Starttaste für die Bildanzeige, eine Stopp-Taste, eine Sicherungstaste 83 und eine Taste 84 zum Aufrufen des Einstellbildschirms angeordnet.
22 zeigt einen Einstellbildschirm, der durch Betätigen der Taste 84 aufgerufen wird. In diesem Fall werden ein Feld 86 zur Eingabe der Parameter der Matrix und ein Feld 87 zum Einstellen des Verstärkungsfaktors für die R-, G- und B-Kanäle auf dem Bildanzeigeabschnitt 80 in 21 angezeigt, so dass der Benutzer die gewünschten Werte einstellen kann.
23 zeigt einen Bildprozessor 38F der ersten Variantenform. Bei diesem Bildprozessor 38F sind sämtliche Funktionen der Nachschlagetabellen 72a bis 72c, der Matrixschaltung 45, der Bereichskorrekturtabellen 46a bis 46c und der Nachschlagetabellen 73a bis 73c in der Nachschlagetabelle 76 integriert.
Gemäß der vorliegenden Variantenform können die Kosten gesenkt werden.
24 zeigt einen Bildprozessor 38G der zweiten Variantenform. Bei diesem Bildprozessor 38G ist die Matrixschaltung 45 von 20 in den Farbtonwandlerabschnitt 55 geändert worden. Diese Variantenform hat Funktionen und Wirkungen, die denen der dritten Ausführungsform ähnlich sind.
25 zeigt einen Bildprozessor 38H der dritten Variantenform. Dieser Bildprozessor 38H entspricht dem von 17.
Mit anderen Worten, sind bei der Bildverarbeitungsschaltung 38D von 17 die A/D-Wandlerschaltungen 71a bis 71c und die Nachschlagetabellen 72a bis 72c genau wie bei 20 an der Eingangsseite installiert, und die Nachschlagetabellen 73a bis 73c sowie die D/A-Wandlerschaltungen 74a bis 74c an der Ausgangsseite. Die Tastatur 62 ist mit dem Parameterbestimmungsabschnitt 46 verbunden.
Diese Variantenform hat Funktionen und Wirkungen, die denen der dritten Ausführungsform ähnlich sind.
(Fünfte Ausführungsform)
Nunmehr wird die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 26 bis 34 beschrieben. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Endoskopsystems, das sowohl Fluoreszenzbilder als auch Normallichtbilder auch dann mit guter Bildqualität liefern kann, wenn ein anderes Endoskop verwendet wird.
Ein Endoskopsystem 1D der in 26 dargestellten fünften Ausführungsform weist ein erstes und ein zweites elektronisches Endoskop 2A und 28, eine Lichtquelleneinheit 3C zum Liefern von Beleuchtungslicht, einen Prozessor 4C zur Ausführung der Signalverarbeitung und einen Monitor 5 zur Anzeige von Bildern auf.
Auch bei dieser Ausführungsform hat jedes der Endoskope 2A und 28 einen Endoskop-ID-Generatorabschnitt (in 26 der Einfachheit halber mit "Endoskop-ID" bezeichnet) 41 und 41b zum Erzeugen eindeutiger Identifikationsinformationen, einschließlich des Typs (Modells) der Endoskope 2A bzw. 26, so dass das erste und das zweite Endoskop 2A und 28, bei denen es sich um verschiedene Typen handelt, angeschlossen werden können. Die Endoskop-ID-Schaltungen 41 und 41b weisen ein Speichergerät auf, in das Informationen einschließlich des Modells des Endoskops 2A bzw. 26 geschrieben werden, sind jedoch nicht darauf beschränkt, sondern können z. B. einen DIP-Schalter aufweisen, der seinerseits aus einer Mehrzahl Schalter besteht.
An der Seite des Prozessors 4C ist die Modelldetektorschaltung 42 zur Bestimmung der Identifizierungsinformationen der angeschlossenen Endoskope 2A und 28 installiert, von der die von der Modelldetektorschaltung 42 erkannten Modellinformationen an die Steuerschaltung 37 gesendet werden, die die Lichtquelleneinheit 3C steuert, so dass das Objekt je nach Endoskopmodell im Fluoreszenz- oder im Normallichtmodus betrachtet werden kann.
Die Lichtquelleneinheit 3C der vorliegenden Ausführungsform entspricht der Lichtquelleneinheit 3A von 1, wobei ein Umschaltfilter 150, dessen Rotationsposition von einem Motor 149 geschaltet wird, zwischen der Lichtquellenapertur 13 und der Lampe 12 installiert ist.
Wie später beschrieben wird, hat dieses Umschaltfilter 150 mindestens ein Filter zum Begrenzen der Wellenlänge des auf die Objektseite abzustrahlenden Anregungslichtes entsprechend dem im Fluoreszenzmodus anzuschließenden und zu verwendenden Endoskops 2A oder 2B zusätzlich zu dem Filter, der das Wellenlängenband des sichtbaren Lichtes ohne Begrenzung durchlässt. Außerdem kann entsprechend der Endoskop-ID-Schaltung 41 oder 41b oder je nach Betrachtungsbedingungen eine Mehrzahl Filter (Filter, die das Band nicht begrenzen und mindestens ein (bei dieser Ausführungsform zwei) Filter zur Bandbegrenzung), die am Umschaltfilter 150 installiert sind, zugeschaltet und verwendet werden.
Als Umschaltfilterabschnitt 14' wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Umschaltfilter 17'', das sich etwas vom Umschaltfilter 17 im Umschaltfilterabschnitt 14 von 1 unterscheidet, verwendet.
Wie aus 27A ersichtlich ist, ist in diesem Umschaltfilter 17'' das RGB-Filter 21 für die Normallichtbetrachtung an der Seite des inneren Kreises und das Filter 151 für die Fluoreszenzbetrachtung an der Seite des äußeren Kreises installiert.
Bei diesem Umschaltfilter 17'' ist das RGB-Filter 21 für die Normallichtbetrachtung konzentrisch an der Seite des inneren Kreises und das Filter 151 für die Fluoreszenzbetrachtung, das aus den R3-, G3- und E3-Filtern 151a, 151b und 151c besteht, konzentrisch an der Seite des äußeren Kreises installiert. Entsprechend dem Schalten auf den Normallichtmodus und den Fluoreszenzmodus wird das RGB-Filter 21 an der Seite des inneren Kreises oder das Filter 151 für die Fluoreszenzbetrachtung an der Seite des äußeren Kreises gewählt.
Das in 28A dargestellte RGB-Filter 21 an der Seite des inneren Kreises für die Normallichtbetrachtung hat die gleiche Durchlasskennlinie wie in 3A. Mit anderen Worten, es ist so eingestellt, dass das R-Filter 21a Licht eines Wellenlängenbandes von 600 bis 700 nm, das G-Filter 21b von 500 bis 600 nm bzw. das B-Filter 21c von 400 bis 500 nm durchlässt.
Das Filter 151 für die Fluoreszenzbetrachtung an der Seite des äußeren Kreises weist das R3-, G3- und E3-Filter 151a, 151b und 151c auf, und seine Durchlasskennlinie ist so eingestellt wie die in 28B dargestellte. Mit anderen Worten, sie ist so eingestellt, dass das R3-Filter 151a Wellenlängenbänder von 600 bis 660 nm, das G3-Filter 151b von 540 bis 560 nm bzw. das E3-Filter 151c von 400 bis 470 nm durchlässt.
27B ist ein Diagramm, das die Anordnung des Umschaltfilters 150 darstellt, bei dem drei Filter 152a, 152b und 152c in Umfangsrichtung angeordnet sind. Entsprechend der Schaltung auf den Modus für Normallichtbetrachtung oder Fluoreszenzbetrachtung, dem Modell, dem Endoskop oder dem Modus gemäß der Bedingungen der Fluoreszenzbetrachtung (Wahl durch den Benutzer) (z. B. Modus zur Betrachtung von Informationen in einem tieferen Bereich, Modus mit Priorität auf der Helligkeit) wird die Rotationsposition des Umschaltfilters 150 gesteuert und entweder das erste Filter 151a, das zweite Filter 152b oder das dritte Filter 152c in den optischen Weg gebracht.
Das erste Filter 152a lässt Licht im gesamten Wellenlängenband des sichtbaren Lichtes von Blau bis Rot durch, wie in 28C dargestellt ist. Im Normallichtmodus steuert die Steuerschaltung 37 den Motor 49, so dass das erste Filter 152a im optischen Weg positioniert ist.
Ein Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27a, das vor dem CCD 28a installiert ist, ist auf die in 28D dargestellte Durchlasskennlinie eingestellt. Konkret lässt dieses Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27a Licht im Wellenlängenband von 490 bis 700 nm, d. h. sichtbares Licht, durch, wobei ein Teil des blauen Bandes an der Seite der kürzeren Wellenlänge ausgeschlossen ist.
Das zweite Filter 152b und das dritte Filter 152c, die in 27B dargestellt sind, sind auf die in den 29A bzw. 29B dargestellte Durchlasskennlinie eingestellt. Das zweite Filter 152b lässt Licht im Wellenlängenband von 430 bis 700 nm durch. Das dritte Filter 152c lässt einen Teil von Blau im Wellenlängenband von 400 bis 440 nm sowie grünes und rotes Licht im Wellenlängenband ab 500 nm durch.
Das zweite Endoskop 2B ist mit diesem zweiten Filter 152b verbunden. Wenn der Fluoreszenzmodus gewählt ist, kann der Benutzer eines der beiden Filter, nämlich das zweite Filter 152b oder das erste Filter 152a gemäß den Betrachtungsbedingungen wählen.
Das erste Endoskop 2A, das in 1 detailliert dargestellt ist, ist mit dem dritten Filter 152c verbunden und kann bei Wahl des Fluoreszenzmodus verwendet werden. Die übrige Konfiguration ist die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.
Nunmehr werden die Funktionen der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
Wenn das erste Endoskop 2A oder das zweite Endoskop 28 mit dem Prozessor 48 verbunden ist, erkennt die Modelldetektorschaltung 42 die ID-Informationen von der Endoskop-ID-Schaltung 41 oder 41b, und die Steuerschaltung 37 bestimmt das Modell des angeschlossenen Endoskops durch das Detektionssignal der Modelldetektorschaltung 42. Die Steuerschaltung 37 führt dann die Steuerungsoperation gemäß dem bestimmten Modell aus.
Wenn der Normallichtmodus in dem Zustand, in dem z. B. das zweite Endoskop 2B angeschlossen ist, gewählt wird, schaltet die Steuerschaltung 37 den Wahlschalter 64 so, dass das CCD 28b für die Normallichtbetrachtung gewählt wird.
Im Normallichtmodus ist das RGB-Filter 21 an der Seite des inneren Kreises des Umschaltfilterabschnitts 14' oder das erste Filter 152a des Umschaltfilters 150 im optischen Weg positioniert. 30A zeigt die vom CCD 28b empfangene Lichtintensität, wenn in diesem Zustand ein weißes Objekt betrachtet wird.
In 3C ist ein Teil des blauen Wellenlängenbandes vom Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 abgeschnitten, aber bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter nicht vor dem CCD 28b installiert und die R-, G- und B-Bilder werden wie bei der Bilderfassung durch ein Normallicht-CCD sequentiell erfasst.
Deshalb ist in diesem Modus während der Beleuchtungsperiode in B bei der ersten Ausführungsform keine Erhöhung des Lampenstroms erforderlich, und Bilder mit gutem Weißabgleich können erfasst und angezeigt werden.
Wenn der Fluoreszenzmodus gewählt ist, schaltet die Steuerschaltung 37 den Wahlschalter 64 so, dass das CCD 28a für die Fluoreszenzbetrachtung gewählt wird.
Die Steuerschaltung 37 steuert den Antriebsmotors 20 und bewegt das Umschaltfilter 17'' so, dass das Filter 151 für die Fluoreszenzbetrachtung im Beleuchtungslichtweg positioniert ist. Im Umschaltfilter 150 bleibt das erste Filter 152a im Beleuchtungslichtweg.
In diesem Fall wird das Anregungslicht mit einem relativ breiten Band, das mit E3 in 28B gekennzeichnet ist, als das vom ersten Filter 152a und vom E3-Filter 151c für die Fluoreszenzbetrachtung durchgelassene Anregungslicht abgestrahlt, und dieses Anregungslicht wird nahezu vollständig vom Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27a, das vor dem CCD 28a installiert ist, abgeschirmt (durch die Zweipunkt-Strichlinie in 30B dargestellt). Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Wellenlängenband des Anregungslichtes größer, so dass die Strahlungsenergie höher ist und die Lichtintensität der zu erzeugenden Fluoreszenz zunimmt.
Bei einer Beleuchtung mit R3 und G3 wird das von ihnen reflektierte Licht vom CCD 28a ohne Abschirmung durch das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27a empfangen. Im Fluoreszenzmodus wird der Verstärkungsfaktor des CCD 28a größer und der Lampenstrom steigt an.
Deshalb können im Fall des Endoskops 2B mit dem CCD 28a für die Fluoreszenzbetrachtung und dem CCD 28b für die Normallichtbetrachtung Bilder guter Qualität im jeweiligen Modus im Vergleich zum CCD 28 und dem Endoskop 26, in denen die jeweiligen Funktionen vereint sind, erhalten werden.
So können beispielsweise im Normallichtmodus Bilder ohne einen Teil des blauen Wellenlängenbandes, das vom Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 abgeschirmt ist, erfasst und Normallichtbilder mit gutem Rauschabstand erhalten werden. Im Fluoreszenzmodus kann das Wellenlängenband des Anregungslichtes ebenfalls erweitert werden, so dass ein Anregungslicht mit höherer Energieintensität abgestrahlt werden und ein Fluoreszenzbild mit gutem Rauschabstand erhalten werden kann, indem die Intensität der vom Anregungslicht zu erzeugenden Fluoreszenz erhöht wird.
Außerdem kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform das zweite Filter 152b gewählt werden, um im Fluoreszenzmodus Informationen über einen tieferen Bereich zu erhalten. Diese Wahl kann z. B. durch den Endoskopschalter 29 erfolgen.
Wenn diese Wahl getroffen wird, dreht die Steuerschaltung 37 einen Motor 149 um 90°, so dass das zweite Filter 152b anstelle des ersten Filters 152a im optischen Weg positioniert ist.
Dieses zweite Filter 152b hat im Vergleich zur Durchlasskennlinie des ersten Filter 152a (28C) eine Kennlinie, die die kürzere Wellenlängenseite von Blau abschneidet, wie in 29A dargestellt ist.
31 zeigt deshalb den Fall, bei dem Haut im Fluoreszenzmodus dieser Wahl betrachtet wird. In diesem Fall erreicht der größte Teil des Anregungslichtes den tiefen Bereich des Gewebes, so dass der Einfluss der Eigenfluoreszenz von Porphyrin verringert werden kann, indem die Intensität der Fluoreszenz seitens des tiefen Bereichs durch Eliminieren des Anregungslichtes um 400 nm (Anregungswellenlänge von Porphyrin) erhöht wird.
Anstelle des Anregungslicht-Unterbrechungsfilters 27a mit der in 28D dargestellten Kennlinie kann ein Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27a' mit der in 32A gezeigten Kennlinie verwendet werden. Dieses Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27a' ist so eingestellt, dass es 490 bis 620 nm durchlässt. (Deshalb wird rotes Licht mit einer Wellenlänge von 620 nm oder 630 nm und darüber nicht durchgelassen). Auf diese Weise wird das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27a' so eingestellt, dass das Fluoreszenzband von Porphyrin, d. h. ein Teil von Rot, abgeschirmt ist.
32B zeigt einen Fall, bei dem Haut unter Verwendung des Anregungslicht-Unterbrechungsfilters 27a' betrachtet wird. In diesem Fall kann die Komponente der Eigenfluoreszenz durch Porphyrin sogar noch stärker verringert werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann das im Rahmen der ersten Ausführungsform beschriebene Endoskop 21' angeschlossen und verwendet werden.
Wenn dieses Endoskop 24 verwendet wird, wird der Antriebsmotor 20 von der Steuerung der Steuerschaltung 37 im Normallichtmodus angesteuert und das RGB-Filter 21 an der Seite des inneren Kreises im Umschaltfilterabschnitt 14' im optischen Weg positioniert.
Im Umschaltfilter 150 wird das erste Filter 152a im Beleuchtungslichtweg positioniert. Von der Spitze des Endoskops 24 wird RGB abgestrahlt. In diesem Fall befindet sich das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 vor dem CCD 28 des Endoskops 21', so dass ein Teil der Wellenlänge des B-Lichtes abgeschirmt und das reflektierte Licht des B-, R- und G-Lichtes, die auf 460 nm bis 500 nm begrenzt sind, vom CCD 28 erfasst wird.
Deshalb entspricht in diesem Fall die vom CCD 28 zu empfangende Lichtintensität der in 33A dargestellten, wenn ein Bild eines weißen Objekts erfasst wird.
In diesem Fall aktiviert die Steuerschaltung 37 die Funktionen des elektronischen Verschlusses, wenn B-Licht abgestrahlt wird, wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden ist.
Wenn der Fluoreszenzmodus gewählt ist, wird das Umschaltfilter 17'' vom Antriebsmotor 20 bewegt und das Filter 151 für die Fluoreszenzbetrachtung im optischen Weg positioniert. Das dritte Filter im Umschaltfilter 150 wird im optischen Weg positioniert.
33B zeigt die Kennlinie der vom CCD 28 empfangenen Lichtintensität, wenn die Haut in diesem Fluoreszenzmodus betrachtet wird. Das Anregungslicht mit 400 bis 440 nm von E3, G3 und R3 wird von der Spitze des Endoskops 2A abgestrahlt. Da das Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 vor dem CCD 28 angeordnet ist, wird das Anregungslicht mit 400 bis 440 nm vollständig abgeschirmt, und die vom Anregungslicht mit 400 bis 440 nm angeregte Fluoreszenz sowie das reflektierte Licht des R- und G-Lichtes werden vom CCD 28 erfasst.
34A zeigt ein Anzeigebeispiel von Bildern auf dem Monitor 5.
Im Anzeigebereich 5b für die Patienteninformationen an der linken Seite des Anzeigebereichs 5a für das Endoskopbild des Monitors 5 werden z. B. wie in 34A dargestellt die ID, der Name und andere Informationen über den Patienten angezeigt, und unterhalb dieses Anzeigebereichs 5b für die Patienteninformationen ist der Modusanzeigebereich 5c zur Anzeige des Betrachtungsmodus (in 34A einfach "Modus") bereitgestellt.
Im Modusanzeigebereich 5c wird der Normallichtmodus (Weißlichtmodus) oder der Fluoreszenzmodus angezeigt, wie genauer in 34B dargestellt ist, und im Fluoreszenzmodus werden die Modi Helligkeitspriorität und Tiefeninformationspriorität angezeigt.
Das Modell des angeschlossenen Endoskops kann ebenfalls angezeigt werden.
Die vorliegende Ausführungsform mit einer solchen Konfiguration und solchen Funktionen hat die folgenden Wirkungen.
Die vorliegende Ausführungsform kann mit dem Endoskop 2A, das bei der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, sowie mit dem Endoskop 2B verwendet werden, in dem ein Bildaufnahmegerät für Normallichtbetrachtung bzw. ein Bildaufnahmegerät für Fluoreszenzbetrachtung installiert ist.
Wenn das bei der ersten Ausführungsform beschriebene Endoskop 2A angeschlossen ist, ergibt sich folgende Wirkung.
Im Fall des elektronischen Endoskops 2A kann sowohl ein Normallichtbild als auch ein Fluoreszenzbild angezeigt werden, indem ein Bildaufnahmegerät an der Spitze 8 des Einführabschnitts 7 installiert wird.
Deshalb kann verglichen mit dem Fall des Einbaus einer Mehrzahl Bildaufnahmegeräte der Durchmesser des Einführabschnitts des elektronischen Endoskops 2A verringert, der Anwendungsbereich, in dem das Endoskop eingeführt und verwendet werden kann, erweitert und die durch das Einführen verursachten Schmerzen des Patienten gemildert werden. Ein Operateur kann das Endoskop problemlos in einen Körperhohlraum einführen. Außerdem können die Kosten gesenkt werden, da nur ein Bildaufnahmegerät verwendet wird.
Da aus dem Wellenlängenband (Bereich) des sichtbaren Lichtes Blau als Anregungslicht verwendet wird, kann eine Halogen- oder Xenon-Lampe, die zur Normallichtbeleuchtung (weiße Beleuchtung) eingesetzt werden kann, als die Lampe 12 der Lichtquelleneinheit 3A verwendet werden. Außerdem können im Vergleich zu dem Fall, in dem Ultraviolett als Anregungslicht dient, der Übertragungsverlust durch den Lichtleiter 9 verringert und die Komponenten zur Normallichtbeleuchtung verwendet werden, was von Vorteil ist.
Wenn außerdem das Anregungslicht auf einen menschlichen Körper abgestrahlt wird, kann bei Verwendung von Ultraviolett nur eine Oberfläche des Körpers bestrahlt werden, aber im Fall des blauen Lichtes kann das Anregungslicht auch auf Gewebe in einem tieferen Bereich abgestrahlt werden.
Wenn das Endoskop 2B, in dem zwei Bildaufnahmegeräte zur Normallichtbetrachtung und zur Fluoreszenzbetrachtung untergebracht sind, angeschlossen ist, kann ein Normallichtbild und ein Fluoreszenzbild mit besserem S/N erhalten werden.
In 26 haben die Endoskope 2A und 26 die Endoskop-ID-Schaltungen 41a und 41b zum Erzeugen einer eindeutigen ID (Identifikationsinformation) einschließlich des jeweiligen Modells. Die Modellinformation kann einfach in den Prozessor 4C eingegeben werden.
Auch in 26 wurde der Fall der zwei Typen von Endoskopen 2A und 2B der Einfachheit halber beschrieben, aber die vorliegende Ausführungsform kann auch in dem Fall angewendet werden, in dem die Endoskop-ID-Schaltung 41 nicht in einem Endoskop, z. B. dem Endoskop 2A, installiert ist. Mit anderen Worten, die Endoskop-ID wird nicht erzeugt, wenn das Endoskop 2A mit dem Prozessor 4C verbunden ist, so dass die Steuerschaltung 37 bestimmt, dass das Modell des Endoskops 2A durch den Ausgang der Modelldetektorschaltung 42 verbunden ist und die Steuerungsoperation entsprechend ausführt.
35 zeigt die Konfiguration des Endoskopsystems 1E gemäß der ersten Variantenform von 26. Das Endoskopsystem 1E weist das Endoskop 2D, die Lichtquelleneinheit 3D, den Prozessor 4D und den Monitor 5 auf.
Das Endoskop 2D ist das Endoskop 2B von 26, wobei der Endoskopschalter 29, die Endoskop-ID-Schaltung 41b und der Wahlschalter 64 nicht vorhanden sind. Mit anderen Worten, dieses Endoskop enthält das CCD für die Fluoreszenzbetrachtung, CCD 28a, und das CCD 28b für die Normallichtbetrachtung.
Die Lichtquelleneinheit 3D ist die Lichtquelleneinheit 3A von 1, wobei die Lichtquellenapertur 13 nicht vorhanden und ein Umschaltfilter 143 an der Position der Lichtquellenapertur 13 installiert ist.
Die Rotationsposition des Umschaltfilters 143 wird von einem Motor 144 gesteuert, und das rotierende Filter 17, das vom Rotationsmotor 16 gedreht wird, ist vor dem Umschaltfilter 143 installiert.
Im Umschaltfilter 143 sind ein erstes Filter 143a und ein zweites Filter 143b an zwei Stellen in Umfangsrichtung installiert, wie aus 36A zu ersehen ist. Das erste Filter 143a besteht z. B. aus Glas und lässt das gesamte sichtbare Licht vom blauen bis zum roten Band durch, wie mit der Strichlinie in 36B dargestellt ist.
Das zweite Filter 143b ist ein Bandbegrenzungsfilter, bei dem ein Interferenzfilm auf einem Substrat wie z. B. BK7 und Quarz aufgebracht ist. Wie mit der Volllinie in 36B dargestellt hat das zweite Filter 143b eine Durchlasskennlinie zur Abschirmung von Licht mit 450 nm bis 510 nm. Mit anderen Worten, das zweite Filter 143b weist eine Filterkennlinie auf, von der ein Teil die kürzere Wellenlängenseite von Blau, die als Anregungslicht dient (das durch diesen Filterteil durchgelassene Anregungslicht ist mit E2 gekennzeichnet) und ein Teil Grün und Rot durchlässt.
Der Prozessor 4D treibt im Wesentlichen die beiden CCDs 28a bzw. 28b und verarbeitet Signale mittels entsprechender spezieller Verarbeitungsschaltungen für jedes Ausgangssignal, um die Fluoreszenz- und Normallichtbilder zu erzeugen.
Konkret wird das CCD 28a von der CCD-Treiberschaltung 31a angesteuert und das Ausgangssignal des CCD 28a von der Verarbeitungsschaltung für Fluoreszenzbilder verarbeitet.
Mit anderen Worten, das Ausgangssignal des CCD 28a wird vom Vorverstärker 32a verstärkt und von einer AGC-Schaltung 33a auf einen vorgegebenen Pegel weiter verstärkt.
Das Ausgangssignal wird von einer A/D-Wandlerschaltung 34a in ein digitales Signal gewandelt und vorübergehend in einem Einzelbildspeicher 35a gespeichert, der von der Taktgeber-Steuerschaltung 37 gesteuert wird.
Die in diesem Einzelbildspeicher 35a gespeicherten Bilddaten werden unter der Steuerung der Steuerschaltung 37 ausgelesen und in eine Bildverarbeitungsschaltung 38a eingegeben.
Das CCD 28b wird von der CCD-Treiberschaltung 31b angesteuert und das Ausgangssignal des CCD 28b von der Verarbeitungsschaltung für Normallichtbilder verarbeitet.
Mit anderen Worten, das Ausgangssignal des CCD 28b wird vom Vorverstärker 32b verstärkt und von einer AGC-Schaltung 33b auf einen vorgegebenen Pegel weiter verstärkt.
Das Ausgangssignal wird von einer A/D-Wandlerschaltung 34b in ein digitales Signal gewandelt und vorübergehend ein einem Einzelbildspeicher 35b gespeichert, der von der Taktgeber-Steuerschaltung 37 gesteuert wird.
Die in diesem Einzelbildspeicher 35b gespeicherten Bilddaten werden unter der Steuerung der Taktgebersteuerschaltung 37 ausgelesen und in die Bildverarbeitungsschaltung 38b eingegeben.
Die Bilddaten, für die eine solche Verarbeitung wie die Hervorhebung der Konturen durch die Bildverarbeitungsschaltungen 38a und 38b ausgeführt wird, werden in eine Überlagerungsschaltung 161 eingegeben, und erforderlichenfalls können beide Signale überlagert werden. Das Ausgangssignal der Überlagerungsschaltung 161 wird von der D/A-Wandlerschaltung 39 in ein analoges RGB-Signal gewandelt und an den Monitor 5 ausgegeben.
Der Prozessor 4D hat einen Modusschalter 162, so dass durch die Betätigung dieses Modusschalters 162 Bilder im Fluoreszenz- und Normallichtmodus erhalten werden können.
Ein Modus zum Betrachten eines Objekts durch sequentielles Umschalten vom Fluoreszenzmodus auf den Normallichtmodus ist ebenfalls vorhanden, und in diesem Fall können beide Signale durch die Überlagerungsschaltung 161 überlagert werden, so dass ein Fluoreszenz- und ein Normallichtbild gleichzeitig nebeneinander auf dem Monitor 5 angezeigt werden können.
Wenn bei dieser ersten Variantenform dieses Endoskopsystem z. B. im Normallichtmodus verwendet wird, ist das RGB-Filter 21 des rotierenden Filters (Umschaltfilter) 17 im Beleuchtungslichtweg positioniert. Im Umschaltfilter 143 ist das erste Filter 143a im Beleuchtungslichtweg positioniert und wird verwendet.
Im Fluoreszenzmodus ist das Filter 22 zur Fluoreszenzbetrachtung des Umschaltfilters 17 im Beleuchtungslichtweg positioniert, und das zweite Filter 143b im Umschaltfilter 143 ist im Beleuchtungslichtweg positioniert und wird verwendet.
Gemäß 35 wird die D/A-Wandlerschaltung 39 von der Fluoreszenzbild- und der Normallichtbild-Verarbeitungsschaltung gemeinsam genutzt, aber die spezielle D/A-Wandlerschaltung 39 kann entsprechend verwendet werden.
Wie bei der fünften Ausführungsform beschrieben worden ist, ermöglicht diese erste Variantenform Fluoreszenz- und Normallichtbilder mit gutem S/N, wenn das Endoskop 2D verwendet wird, in dem das CCD 28a für die Fluoreszenzbetrachtung und das CCD 28b für die Normallichtbetrachtung installiert sind und verwendet werden.
37 zeigt eine Konfiguration des Endoskopsystems 1F gemäß der zweiten Variantenform von 26. Dieses Endoskopsystem 1F weist das Endoskop 2E, die Lichtquelleneinheit 3E, den Prozessor 4E und den Monitor 5 auf.
Das Endoskop 2E ist das Endoskop 2D von 35, wobei das Farb-CCD 28c, das ein Farbfilter für die optische Trennung der Farben, wie ein Mosaikfilter 163 hat, anstelle des CCD 28b verwendet wird.
Die Lichtquelleneinheit 3E ist die Lichtquelleneinheit 3D von 35, wobei das Umschaltfilter 17'' von 26 anstelle des Umschaltfilters 17 verwendet wird. Die Lichtquellenapertur 13 ist ebenfalls installiert.
Der Prozessor 4E ist der Prozessor 4D von 35, wobei eine Farbauszugschaltung 164 zur Ausführung von Farbauszügen der Ausgangssignale der AGC-Schaltung 33b installiert ist, und in dem das Y/C-Komponentensignal des Leuchtdichtesignals Y und des Farbsignals C, die durch die Farbauszugschaltung 164 getrennt wurden, von der A/D-Wandlerschaltung 34b in ein digitales Signal gewandelt und in einem Speicher 35b' gespeichert wird. Das Ausgangssignal dieses Speichers 35b' wird in die Bildverarbeitungsschaltung 38b eingegeben.
Die Ausgangssignale der Vorverstärker 32a und 32b werden in eine Lichteinstellungsschaltung 165 eingegeben und von einer Modulationsschaltung 165 mit dem entsprechenden Pegel verglichen, so dass das Ausmaß der Öffnung der Lichtquellenapertur 13 durch diesen Vergleichsausgang von der Lichteinstellung eingeregelt wird.
Wenn bei dieser zweiten Variantenform das Endoskopsystem im Normallichtmodus arbeitet, ist das RGB-Filter 21 des Umschaltfilters 17 aus dem Beleuchtungslichtweg zurückgezogen und das Umschaltfilter 143 mit dem ersten Filter 143a im Beleuchtungslichtweg positioniert.
Die CCD-Treiberschaltung 31b legt das CCD-Steuersignal an das Farb-CCD 28c an, liest die gespeicherte Signalladung aus, wandelt das Signal mit der A/A-Wandlerschaltung 34b in ein digitales Signal, führt den Farbauszug mit der Farbauszugschaltung 164 aus, trennt das Signal in das Leuchtdichtesignal Y und das Farbsignal C und speichert das Signal vorübergehend im Speicher 35b'.
Das aus dem Speicher 35b' ausgelesene Signal wird in die Bildverarbeitungsschaltung 38b eingegeben, wo eine Wandlung in ein RGB-Signal und die Hervorhebung der Konturen unter Verwendung der internen Matrixschaltung erfolgen, nach Passieren der Überlagerungsschaltung 161 in die D/A-Wandlerschaltung 39 eingegeben, in ein analoges Signal gewandelt und an den Monitor 5 ausgegeben.
Im Fluoreszenzmodus ist das Filter 22 für die Fluoreszenzbetrachtung im Beleuchtungslichtweg positioniert, im Umschaltfilter 143 ist das zweite Filter 143b im Beleuchtungslichtweg positioniert und wird auf die gleiche Weise wie bei der ersten Variantenform verwendet.
Gemäß der zweiten Variantenform können Fluoreszenz- und Normallichtbilder mit dem Endoskop 2E erhalten werden, in dem das Bilderfassungsgerät für die monochrome Bilderfassung und das Bilderfassungsgerät für die Farbbilderfassung untergebracht sind.
Verschiedene Ausführungsformen können implementiert werden, indem die obigen zur vorliegenden Erfindung gehörigen Ausführungsformen teilweise kombiniert werden.
Das Endoskopsystem 1D von 26 kann z. B. mit einem anderen Endoskop verwendet werden. So kann beispielsweise ein für die Normallichtbetrachtung vorgesehenes Endoskop 2C, das dem Endoskop 2A entspricht, bei dem Anregungslicht-Unterbrechungsfilter 27 nicht vorhanden ist, angeschlossen werden, und im Fall dieses Endoskops 2C kann die Steuerschaltung eines Steuerungsoperation ähnlich der im Normallichtmodus durch das CCD 28b des Endoskops 2B ausführen.
Im Endoskopsystem 1A von 1 können das Endoskop 2A und die Endoskop-ID-Schaltung (oder Modellinformations-Generatorschaltung) an der 2C-Seite installiert und die Modelldetektorschaltung zur Bestimmung (Erkennung) des Modells von der Endoskop-ID-Schaltung (oder Modellinformations-Generatorschaltung) an der Seite des Prozessor 4A installiert sein, so dass die Steuerschaltung 37 Steuerungsoperationen entsprechend dem angeschlossenen Endoskop 2A oder 2C ausführt.
Die Ausführungsformen, die die obigen Ausführungsformen teilweise kombinieren, gehören ebenfalls zur vorliegenden Erfindung.
Nach der obigen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung versteht es sich, dass diese nicht auf exakt diese Ausführungsformen beschränkt ist, und das der Fachmann verschiedenen Änderungen und Modifikationen daran vornehmen kann, ohne vom Gültigkeitsbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Endoskopsystem, mit: einer Lichtquelle (3A) zum Erzeugen von Licht mit drei verschiedenen Wellenlängenbändern, wobei die Lichtquelle dazu eingerichtet ist, ein Anregungslicht zur Erzeugung von Fluoreszenz eines Wellenlängenbandes, das 520 nm enthält, ein erstes Beleuchtungslicht mit einem Wellenlängenband, das 550 nm enthält, und ein zweites Beleuchtungslicht mit einem Wellenlängenband, das 600 nm enthält, zu erzeugen, wobei das erste Beleuchtungslicht eine höhere Absorptionsrate durch Hämoglobin hat als das zweite Beleuchtungslicht, wodurch ein pathologisch geschädigtes Gewebe veranlasst werden kann, Fluoreszenz durch das Anregungslicht zu emittieren, um so pathologisch geschädigtes Gewebe von normalem Gewebe zu unterscheiden, und bei dem das vom ersten und zweiten Beleuchtungslicht reflektierte Licht dazu verwendet werden kann, Gewebe mit einem Hämoglobingehalt, der von dem des normalen Gewebes verschieden ist, zu identifizieren; einem Endoskop (2A) mit einer Lichtleitereinheit (9) zum Leiten des Anregungslichtes und des Beleuchtungslichtes; einer Bilderfassungseinheit (28), die zum Erfassen eines Fluoreszenzbildes, das durch die vom Anregungslicht erzeugte Fluoreszenz entsteht, und zum Erfassen von zwei Bildern des reflektierten Lichtes, die durch Reflexion des ersten bzw. zweiten Beleuchtungslichtes entstehen, eingerichtet ist, und wobei die Bilderfassungseinheit (28) zur Ausgabe der Bilder als ein Fluoreszenzbildsignal, ein erstes Bildsignal des reflektierten Lichtes bzw. ein zweites Bildsignal des reflektierten Lichtes eingerichtet ist; einem Bildprozessor (4A) zum Verarbeiten der zwei Bilder des reflektierten Lichtes und des Fluoreszenzbildes und zum Erzeugen eines verarbeiteten Bildes, wobei der Bildprozessor (4A) aufweist: eine axiale Umwandlungseinheit zum Wandeln des Fluoreszenzbildsignals, des ersten Bildsignals des reflektierten Lichtes und des zweiten Bildsignals des reflektierten Lichtes in Signale entsprechender anzuzeigender Farbkomponenten und eine Einheit (35) zum selektiven Eingeben des Fluoreszenzbildsignals, des ersten Bildsignals des reflektierten Lichtes und des zweiten Bildsignals des reflektierten Lichtes, die von der Bilderfassungseinheit (28) ausgegeben werden, in entweder einen ersten Kanal zur Ausgabe eines Signals der roten Komponenten, einen zweiten Kanal zur Ausgabe eines Signals der grünen Komponenten, oder einen dritten Kanal zur Ausgabe der blauen Komponenten in der axialen Umwandlungseinheit, um dadurch ein verarbeitetes Bild in Pseudofarbanzeige zu erzeugen, das das normale Gewebe und das pathologisch geschädigte Gewebe zeigt, so dass sie voneinander anhand der Differenzen in Leuchtdichte und/oder Farbton unterschieden werden können, wobei das pathologisch geschädigte Gewebe im verarbeiteten Bild in einem spezifischen Farbtonbereich liegt; und einem Anzeigegerät (5) zur Anzeige des vom Bildprozessor (4A) verarbeiteten Bildes durch die Farbkomponenten von Rot, Grün bzw. Blau; bei dem das verarbeitete Bild auf räumlichen Koordinaten verteilt wird, wobei drei Achsen die Intensitäten des vom ersten Beleuchtungslicht reflektierten Lichtes, des vom zweiten Beleuchtungslicht reflektierten Lichtes bzw. die als Ergebnis des Anregungslichtes emittierte Fluoreszenz angeben und die Wellenlängen so gewählt sind, dass das normale Gewebe und das pathologisch geschädigte Gewebe auf drei räumlichen Koordinatenachsen getrennt sind.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, bei dem die Lichtquelle (3A) zwischen dem fluoreszierenden Modus zum Erzeugen des Anregungslichtes und zwei Beleuchtungslichtmodi sowie einem Normalmodus zum sequentiellen Erzeugen von rotem, grünem und blauem Licht umschalten kann.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, bei dem der Bildprozessor (4A) die jeweiligen Bildsignale mittels einer Matrixschaltung (45) wandelt.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, bei dem das Wellenlängenband der vom Anregungslicht erzeugten Fluoreszenz 520 nm enthält und 620 nm oder darüber ausschließt.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, bei dem die Wellenlängenbreite der Wellenlängenbänder des ersten und zweiten Beleuchtungslichtes 20 nm oder darunter beträgt.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, bei dem der Bildprozessor (4A) einen Parameter zur Bildsignalwandlung gemäß einer zu beobachteten Zone oder einer Bedingung variieren kann.
Endoskopsystem nach Anspruch 6, ferner aufweisend: ein Schaltgerät (29; 162) zum Variieren des Parameters, wobei das Schaltgerät am Endoskop (2A) oder am Bildprozessor (4A) vorgesehen ist.
Endoskopsystem nach Anspruch 6, ferner aufweisend: ein Identifizierungsgerät (42) zum Identifizieren des Modells des zu verwendenden Endoskops (2A) und zur automatischen Einstellung des Parameters als Reaktion darauf.
Endoskopsystem nach Anspruch 6, ferner aufweisend: ein Eingabegerät (62) zur Eingabe des Parameters.
Endoskopsystem nach Anspruch 6, bei dem der Bildprozessor (4A) Informationen zum eingestellten Parameter auf dem Anzeigegerät anzeigt.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, bei dem die vom Anregungslicht erzeugte Fluoreszenz sowie das erste und zweite Beleuchtungslicht auf die Wellenlängenbänder durch zwei Bandpassfilter (152a, 152b), die an der Lichtquelle vorgesehen sind, die zum Senden der Wellenlängenbänder des ersten bzw. zweiten Beleuchtungslichtes umzuschalten ist, und ein Anregungsfilter (152c) zum Übertragen des Anregungslichtes begrenzt sind.
Endoskopsystem nach Anspruch 11, bei dem die Bilderfassungseinheit (28) mit einem Fluoreszenz-Detektionsfilter (27) versehen ist, das das Anregungslicht unterbricht und die vom Anregungslicht erzeugte Fluoreszenz und das vom Beleuchtungslicht reflektierte Licht sendet.