專利名稱：成像裝置和清潔成像裝置的照明窗的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像裝置，用于通過光出射窗將從光源發(fā)射的照明光照射到待觀察部分來捕獲圖像，并且涉及一種用于清潔成像裝置的光出射窗的方法。
背景技術(shù)：
按慣例，用于觀察在體腔內(nèi)的組織的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)廣為人知，并且通過照射白色光對體腔中的待觀察部分進(jìn)行成像來獲得普通圖像并將普通圖像顯示在監(jiān)視器屏幕上的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)已經(jīng)付諸于實踐并得到廣泛使用。作為這種內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的一個，已經(jīng)提出了用于獲取血管的熒光圖像的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，其中ICG(吲哚花青綠，indocyanine green)提前注入人體并且近紅外光照射到待觀察部分，以探測從血管中的ICG發(fā)射的熒光，以便檢查存在于超過距離對象的活組織表面的某個深度的深度處并且因而在普通圖像上不顯示的血管。當(dāng)使用上述類型的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)執(zhí)行內(nèi)窺鏡檢查手術(shù)時，煙霧或噴霧粘附到插入體腔的內(nèi)窺鏡的插入部的末端，并且往往可能經(jīng)常污染成像透鏡和內(nèi)窺鏡的光出射窗。每當(dāng)這個時候，從體腔中拉出內(nèi)窺鏡并對其進(jìn)行清理。特別地，在近紅外區(qū)域觀察熒光的上述類型內(nèi)窺鏡系統(tǒng)通常使用擴(kuò)散的相干激光，以將近紅外激光照射到寬的范圍并避免近紅外激光集中在暴露至該近紅外激光的待觀察部分的表面上的近紅外激光的集中，并且通常需要為近紅外光提供具有大面積的光出射窗。因此，上述污染物粘附到用于近紅外光的光出射窗的可能性很高，并且需要經(jīng)常清潔內(nèi)窺鏡。但是，如果每次污染物粘附到光出射窗就從體腔中拉出內(nèi)窺鏡，并且在清潔后再插入體腔，則在清潔期間停止手術(shù)操作，并且重新插入的內(nèi)窺鏡的觀察區(qū)域與先前比發(fā)生改變，弓I起手術(shù)操作時間的重大損失。此外，在上述類型內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中使用諸如激光源之類的具有相對高功率密度的光源的情況下，當(dāng)污染物，如血液，粘附到設(shè)置在內(nèi)窺鏡的末端處的光出射窗時，污染物可能被照明光燒焦，并且在光出射窗上的被燒焦的污染物阻礙必要的照明的照射。此外，在光出射窗上的被燒焦的污染物以及來自光出射窗的反射光的增加會增加延伸到光出射窗的光導(dǎo)引部件的溫度，并且光導(dǎo)引部件可能被燒壞。為了解決這些問題，例如，日本未審查專利公開號2009-279 1,2008-279202， H09-253034和Η07489514(以下簡稱專利文獻(xiàn)1至4)，提出了內(nèi)窺鏡檢查系統(tǒng)，其設(shè)置有位于內(nèi)窺鏡的插入部的末端處的清潔機(jī)構(gòu)，從而可以不從體腔中拉出內(nèi)窺鏡的插入部而清潔成像透鏡和光出射窗。在專利文件1至4中披露的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，當(dāng)在普通圖像的觀察過程中，污染物粘附到位于插入部的末端處的成像透鏡的表面時，例如，可以由操作者通過觀察實際捕獲的圖像來檢查粘附到插入部的末端的污染物的存在。然而，在普通圖像的觀察過程中，例如， 當(dāng)污染物僅粘附到用于近紅外光的光出射窗時，操作者不能注意到粘附污染物的存在。此外，當(dāng)普通圖像的觀察切換到熒光圖像觀察時，還難以注意到照明度的下降，因為近紅外光可以是不可見的，并且可能會發(fā)生上面所述的在出射窗上燒毀污染物的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述的情況，本發(fā)明針對提供一種成像裝置和清潔該成像裝置的光出射窗的方法，其允許光出射窗的清潔，以在適當(dāng)?shù)臅r候從其中去除污染物，由此有效地防止在光出射窗上的污染物的燃燒等。本發(fā)明的清潔成像裝置的光出射窗的方法的一個方面是清潔一種成像裝置的光出射窗的方法，該成像裝置包括光照射單元和成像單元，光照射單元用于通過光出射窗將從光源發(fā)射的照明光照射到待觀察部分，成像單元用于在照射照明光時通過接收來自待觀察部分的光而捕獲圖像，該方法包括下述步驟接收開始照射照明光的指令；以及響應(yīng)于開始照射照明光的指令而朝向光出射窗光排出液體。本發(fā)明的成像裝置的一個方面是一種成像裝置，該成像裝置包括光照射單元和成像單元，光照射單元用于通過光出射窗將從光源發(fā)射的照明光照射到待觀察部分，成像單元用于在照射照明光時通過接收來自待觀察部分的光而捕獲圖像，該成像裝置還包括光出射窗清潔單元，用于朝向光出射窗排出液體；光照射開始指令接收單元，用于接收開始照射照明光的指令，其中，光出射窗清潔單元響應(yīng)于開始照射照明光的指令而排出液體。在本發(fā)明的成像裝置中，光照射單元可以包括將被插入體腔的體腔插入部，并且光出射窗可以設(shè)置在體腔插入部的遠(yuǎn)端處。光照射單元可以通過光出射窗將作為照明光的激勵光照射到待觀察部分，并且成像裝置可以通過在照射激勵光時接收從待觀察部分發(fā)射的熒光來捕獲熒光圖像。光源可能是激光光源或LED (發(fā)光二極管)光源。成像裝置可以通過成像透鏡接收來自待觀察部分的光，并且用于朝向成像透鏡排出液體的成像透鏡清潔單元可以與光出射窗清潔單元分開地設(shè)置。響應(yīng)于開始照射照明光的指令，光出射窗清潔單元可以僅從成像透鏡清潔單元和光出射窗清潔單元之中的光出射窗清潔單元排出液體。光照射單元可以將作為照明光的激勵光通過用于激勵光的光出射窗照射到待觀察部分，并且可以將作為照明光的白色光通過用于白色光的光出射窗照射到待觀察部分， 成像單元可以通過在照射激勵光時接收從待觀察部分發(fā)射的熒光來捕獲熒光圖像，并且可以通過在照射白色光時接收從待觀察部分反射的反射光來捕獲普通圖像，并且光出射窗清潔單元可以包括用于排出液體的噴嘴，并且單個噴嘴可以用于朝向用于激勵光的光出射窗口和用于白色光的光出射窗兩者排出液體?？商鎿Q地，光照射單元可以將作為照明光的激勵光通過用于激勵光的光出射窗照射到待觀察部分，并且可以將作為照明光的白色光通過用于白色光的光出射窗照射到待觀察部分，成像單元可以在照射激勵光時通過成像透鏡接收從待觀察部分發(fā)射的熒光來捕獲熒光圖像，并可以在照射白色光時通過成像透鏡接收從待觀察部分反射的反射光來捕獲普通圖像，并且光出射窗清潔單元可以包括用于排出液體的噴嘴，并且單個噴嘴可以用于朝向用于激勵光的光出射窗口、用于白色光的光出射窗和成像透鏡排出液體。光出射窗清潔裝置可以布置在圍繞體腔插入部設(shè)置的罩管處。
根據(jù)本發(fā)明的清潔成像裝置的光出射窗的方法，在通過光出射窗將從光源發(fā)射的照明光照射到待觀察部分并且在照射照明光時接收來自待觀察部分的光來捕獲圖像的成像裝置中，光出射窗清潔單元響應(yīng)于開始照射照明光的指令而朝向光出射窗排出液體以清潔光出射窗。以這種方式，光出射窗在每次照明光照射到待觀察部分時被清潔，從而有效地防止光出射窗上的污染物等的燃燒。


圖1為圖示采用本發(fā)明的一個實施例的剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)的視圖；圖2為圖示體腔插入部的示意結(jié)構(gòu)的視圖；圖3為圖示體腔插入部的遠(yuǎn)端或末端(distal end)的示意性結(jié)構(gòu)的視圖；圖4為沿著圖3中的4-4’線截取的橫截面視圖；圖5為圖示由體腔插入部的每個光照射單元照射的光的光譜、當(dāng)照射所述光時從待觀察部分發(fā)射的熒光的光譜、和從待觀察部分反射的反射光的光譜的示意圖；圖6為圖示成像單元的示意性配置的視圖；圖7為圖示成像單元的光譜靈敏度的示意圖；圖8為圖示圖像處理裝置和光源裝置的示意性配置的視圖；圖9為圖示氣體和液體供應(yīng)裝置的示意性配置的視圖；圖10為用于說明采用本發(fā)明的成像裝置的一個實施方式的剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的操作的流程圖；圖11是說明氣體和液體供應(yīng)裝置的另一個實施例的示意性配置的視圖；圖12是說明采用本發(fā)明成像裝置的另一個實施例的剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的清潔噴嘴的示意圖；和圖13是說明采用本發(fā)明成像裝置的又一個實施例的剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的清潔噴嘴的示意圖。
具體實施例方式以下參照附圖詳細(xì)描述采用本發(fā)明的成像裝置的一個實施例的剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。 這個實施例的特征在于定時清潔設(shè)置在插入身體的插入部的遠(yuǎn)端處的光出射窗。但是，首先描述整個系統(tǒng)的配置。圖1是說明這個實施例的剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1的示意性配置的示意圖。如圖1所示，該實施例的剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1包括用于發(fā)射藍(lán)光和近紅外光的光源裝置2 ；剛性內(nèi)窺鏡成像裝置10，用于將近紅外光和通過對從光源裝置2發(fā)射的藍(lán)光施加波長轉(zhuǎn)換而獲得的白色光照射到待觀察部分，并且用于捕獲普通圖像和熒光圖像，其中，普通圖像基于照射白色光時從待觀察部分反射的反射光，熒光圖像基于照射近紅外光時從待觀察部分發(fā)射的熒光；處理器3，用于對由剛性內(nèi)窺鏡成像裝置10捕獲的圖像信號進(jìn)行預(yù)定的處理，并用于將控制信號輸出至光源裝置2以及將在后面介紹的氣體和液體供應(yīng)裝置5 ； 監(jiān)視器4，用于基于在處理器3處產(chǎn)生的顯示控制信號顯示待觀察部分的熒光圖像和普通圖像；和氣體和液體供應(yīng)裝置5，用于響應(yīng)于來自處理器3的控制信號來供應(yīng)生理食鹽水和二氧化碳?xì)怏w到剛性內(nèi)窺鏡成像裝置10。
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如圖1所示，剛性內(nèi)窺鏡成像裝置10包括體腔插入部30和成像單元20，體腔插入部30將插入諸如腹腔或胸腔之類的體腔內(nèi)，成像單元20用于捕獲待觀察部分的由體腔插入部30引導(dǎo)到成像單元20的普通圖像和熒光圖像。此外，如圖2所示，體腔插入部30和成像單元20可拆卸地連接到剛性內(nèi)窺鏡成像裝置10。體腔插入部30包括連接構(gòu)件30a、插入構(gòu)件30b和電纜連接端口 30c。連接構(gòu)件30a設(shè)置在體腔插入部30 (插入構(gòu)件30b)的一個端側(cè)30X處，從而當(dāng)連接構(gòu)件30a例如裝配在形成在成像單元20處的孔20a中時，體腔插入部30可拆卸地連接到成像單元20。插入部件30b插入體腔，用于對體腔的內(nèi)部進(jìn)行成像。插入部件30b由硬質(zhì)材料制成并且具有直徑例如為約5毫米的實心圓柱形狀。插入部件30b包括用于聚焦待觀察部分的圖像的透鏡組。通過插入部件30b的遠(yuǎn)端側(cè)30Y進(jìn)入的待觀察部分的普通圖像和熒光圖像通過透鏡組輸出到位于所述一個端側(cè)30X處的成像單元20。插入部件30b包括在其側(cè)面處的電纜連接端口 30c。光纜LC機(jī)械地連接到電纜連接端口 30c，從而通過光纜LC將光源裝置2光學(xué)地連接到插入部件30b。圖3說明體腔插入部30的遠(yuǎn)端側(cè)30Y的結(jié)構(gòu)。如圖3所示，體腔插入部30的遠(yuǎn)端側(cè)30Y包括成像透鏡30d、白色光照射透鏡30e和30f、以及近紅外光照射透鏡30g和30h， 其中，成像透鏡30d用于聚焦普通圖像和熒光圖像，白色光照射透鏡30e和30f用于照射白色光，近紅外光照射透鏡30g和30h用于照射近紅外光，白色光照射透鏡30e和30f與近紅外光照射透鏡30g和30h相對于成像透鏡30d大致對稱設(shè)置。設(shè)置兩個白色光照射透鏡 30e和30f和兩個近紅外光照射透鏡30g和30h相對于成像透鏡30d對稱設(shè)置的原因是為了防止由于待觀察部分的非平坦形狀在普通圖像和熒光圖像中形成陰影。此外，體腔插入部30的遠(yuǎn)端側(cè)30Y包括用于排出從氣體和液體供應(yīng)裝置5提供的生理食鹽水和二氧化碳?xì)怏w的成像透鏡清潔噴嘴7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9，。成像透鏡清潔噴嘴7的開口 7a朝向成像透鏡30d定向并且適于朝向成像透鏡30d 排出生理食鹽水和二氧化碳?xì)怏w。第一光照射透鏡清潔噴嘴8的開口 8a朝向白色光照射透鏡30f和近紅外光照射透鏡30h定向并且適于朝向白色光照射透鏡30f和近紅外光照射透鏡30h排出生理食鹽水和二氧化碳?xì)怏w。第二光照射透鏡清潔噴嘴9的開口 9a朝向白色光照射透鏡30e和近紅外光照射透鏡30g定向并且適于朝向白色光照射透鏡30e和近紅外光照射透鏡30g排出生理食鹽水和二氧化碳?xì)怏w。圖4為沿著圖3中的4-4’線截取的橫截面視圖。如圖4所示，多個白色光照射單元70 (在這個橫截面視圖中僅顯示一個)和多個近紅外光照射單元60 (在這個橫截面視圖中僅顯示一個)設(shè)置在體腔插入部30中。白色光照射單元70包括用于引導(dǎo)藍(lán)光的多模光纖71，和當(dāng)其通過吸收由多模光纖71引導(dǎo)的一部分藍(lán)光而被激勵時用于發(fā)射范圍從綠到黃的可見光的熒光部件72。熒光部件72由多種類型的熒光材料制成，諸如YAG熒光材料或BAM(BaMgAlltlO17)。中空圓筒形套筒部件73被設(shè)置以覆蓋熒光部件72的外周，并且用于在其中心軸線處保持多模光纖71的套圈74插在套筒部件73中。此外，柔性套筒75插入多模光纖71和套筒部件73之間，柔性套袖75覆蓋從套圈74的后端側(cè)(從所述遠(yuǎn)端側(cè)相對的一側(cè))延伸的多模光纖71的涂層。近紅外光照射單元60包括用于引導(dǎo)近紅外光的多模光纖61，并且空間62設(shè)置在多模光纖61和近紅外光照射透鏡30h之間。與白色光照射單元70同樣，近紅外光照射單元60設(shè)置有中空圓筒形套筒部件63， 其被設(shè)置為覆蓋空間62的外周，并且近紅外光照射單元60設(shè)置有套圈64和柔性套筒65。作為用在每個光照射單元中的多模光纖，可以使用細(xì)光纖，該細(xì)光纖例如具有 105 μ m的芯徑、125 μ m的覆層直徑和包括作為涂層的保護(hù)層的范圍從0. 3mm至0. 5mm的直徑。包括白色光照射透鏡30e的白色光照射單元和包括近紅外光鏡頭30g的近紅外光照射單元的結(jié)構(gòu)分別地與如上所述的包括白色光照射透鏡30f的白色光照射單元70和包括近紅外光鏡頭30h的近紅外光照射單元60的結(jié)構(gòu)相同。圖5顯示由每個光照射單元照射到待觀察部分的光的光譜、當(dāng)照射所述光時從將待觀察部分反射的熒光的光譜和當(dāng)照射所述光時從將待觀察部分反射的反射光的光譜。具體地，圖5顯示藍(lán)光光譜Si、范圍從綠至黃的可見光光譜S2、近紅外光光譜S3和ICG熒光光譜S4，其中，藍(lán)光光譜Sl傳輸通過每個白色光照射單元70的熒光部件72并且被照射，范圍從綠至黃的可見光光譜S2在白色光照射單元70的熒光部件72處被激發(fā)并且并被照射， 近紅外光光譜S3由近紅外光照射單元60照射，ICG熒光光譜S4在由近紅外光照射單元60 照射近紅外光光譜S3時發(fā)射。應(yīng)該指出，在此的白色光不限于嚴(yán)格地包含可見光的所有波長成份的白色光。白色光可以包含某些波長帶的光，如基本光的R (紅)、G (綠)和B (藍(lán))，并且例如可以寬泛地包含從綠到紅的波長成份的光或從藍(lán)到綠的波長成份的光。因此，雖然如圖5所示，白色光照射單元70照射藍(lán)光光譜Sl和可見光光譜S2，但這些光譜的光也被認(rèn)為是白色光。圖6為圖示成像單元20的示意配置的視圖。成像單元20包括第一成像系統(tǒng)，第一成像系統(tǒng)用于通過捕獲由體腔插入部30中的透鏡組聚焦的待觀察部分的熒光圖像而產(chǎn)生待觀察部分的熒光圖像信號；和第二成像系統(tǒng)，第二成像系統(tǒng)用于通過捕獲由體腔插入部30中的透鏡組聚焦的待觀察部分的普通圖像而產(chǎn)生普通圖像信號。具有反射普通圖像和傳輸熒光圖像的光譜特性的分色棱鏡21將光軸分開成分別地指向這些成像系統(tǒng)的兩個垂直的光軸。第一成像系統(tǒng)包括近紅外光減光濾光片22、第一聚焦光學(xué)系統(tǒng)23和高靈敏度圖像拍攝裝置24，近紅外光減光濾光片22用于傳輸從體腔插入部30輸出的熒光圖像并且對近紅外光進(jìn)行減光；第一聚焦光學(xué)系統(tǒng)23用于聚焦從體腔插入部30輸出并且傳輸通過分色棱鏡21和近紅外光減光濾光片22的熒光圖像L2，高靈敏度圖像拍攝裝置M用于捕獲由第一聚焦光學(xué)系統(tǒng)23聚焦的熒光圖像L2。第二成像系統(tǒng)包括第二聚焦光學(xué)系統(tǒng)25和圖像拍攝裝置沈，第二聚焦光學(xué)系統(tǒng) 25用于聚焦從體腔插入部30輸出并由分色棱鏡21反射的普通圖像Li，圖像拍攝裝置沈用于捕獲由第二聚焦光學(xué)系統(tǒng)25聚焦的普通圖像Li。高靈敏度圖像拍攝裝置M以高靈敏度檢測在熒光圖像L2的波長帶中的光，并將檢測到的光轉(zhuǎn)化成熒光圖像信號并且輸出熒光圖像信號。高靈敏度圖像拍攝裝置M為單色圖像拍攝裝置。圖像拍攝裝置沈檢測在普通圖像的波長帶中的光，并將檢測到的光轉(zhuǎn)化成普通圖像信號并且輸出普通圖像信號。圖像拍攝裝置26在其成像區(qū)域處包括配置成Beyer陣列或蜂窩狀陣列的三原色(即，紅(R)、綠(G)和藍(lán)(B))濾色器。圖7顯示成像單元20的光譜靈敏度的圖表。具體地，在成像單元20中，第一成像系統(tǒng)對頂(近紅外)靈敏且第二成像系統(tǒng)對R(紅)、G(綠)和B(藍(lán))靈敏。 成像單元20包括成像控制單元27。成像控制單元27基于從處理器3輸出的CXD驅(qū)動信號控制高靈敏度圖像拍攝裝置M和圖像拍攝裝置沈的驅(qū)動，對從高靈敏度圖像拍攝裝置M輸出的熒光圖像信號和從圖像拍攝裝置26輸出的普通圖像信號施加⑶S/AGC (相關(guān)雙采樣/自動增益控制)和A/D轉(zhuǎn)換，并且通過電纜將處理過的信號輸出至處理器3。圖8為圖示光源裝置2和處理器3的示意性配置的視圖。如圖8所示，處理器3 包括普通圖像輸入控制器31、熒光圖像輸入控制器32、圖像處理部33、存儲器34、視頻輸出部35和操作部36、TG (定時信號發(fā)生器)37和控制部38。普通圖像輸入控制器31和熒光圖像輸入控制器32包括具有預(yù)定容量的線緩沖器，用于分別地臨時存儲從成像單元20的成像控制單元27輸出的每一幀的普通圖像信號和每一幀的熒光圖像信號。然后，存儲在普通圖像輸入控制器31中的普通圖像信號和存儲在熒光圖像輸入控制器32中的熒光圖像信號通過總線存儲在存儲器34中。圖像處理部33接收從存儲器34讀出的每一幀的普通圖像信號和每一幀的熒光圖像信號，對這些圖像信號施加預(yù)定圖像處理，并且將處理過的圖像信號輸出至總線。視頻輸出部35通過總線接收從圖像處理部33輸出的普通圖像信號和熒光圖像信號，對每個信號施加預(yù)定處理以產(chǎn)生顯示控制信號，并且將顯示控制信號輸出至監(jiān)視器4。操作部36接收來自操作人員的輸入，如開始照射近紅外光的指令，即從普通圖像模式切換到熒光圖像模式的指令，以及控制參數(shù)等。應(yīng)注意，雖然在這個實施例中操作部36 接收開始照射近紅外光的指令，但這不意圖限制本發(fā)明。例如，可以在按壓腳踏開關(guān)時接收開始照射近紅外光的指令。TG 37輸出驅(qū)動脈沖信號，所述驅(qū)動脈沖信號用于驅(qū)動成像單元20的高靈敏度圖像拍攝裝置M和圖像拍攝裝置26以及光源裝置2的LD驅(qū)動器43、46和49 (隨后將描述)。控制部38控制整個系統(tǒng)。特別地，在本實施方式中，控制部分38輸出控制信號到氣體和液體供應(yīng)裝置5，以響應(yīng)于由操作部36接收到的開始照射近紅外光的指令來供應(yīng)液體。與近紅外光的照射相結(jié)合的液體供應(yīng)的控制預(yù)先設(shè)定為近紅外光發(fā)射聯(lián)動模式。在這個實施例中，近紅外光發(fā)射聯(lián)動模式可以由操作者通過操作部36開啟或關(guān)閉。如圖8所示，光源裝置2包括藍(lán)光LD光源40、聚光透鏡41、光纖分束器42和LD驅(qū)動器43，藍(lán)光LD光源40用于發(fā)射445nm的藍(lán)光，聚光透鏡41用于聚集從藍(lán)光LD光源40 發(fā)射的藍(lán)光，并將聚集的藍(lán)光輸入至光纖分束器42，光纖分束器42用于將來自聚光透鏡41 的藍(lán)光同時輸入至光纜LCl和光纜LC2，LD驅(qū)動器43用于驅(qū)動藍(lán)光LD光源40。每個光纜LCl和LC2在光學(xué)上連接到白色光照射單元70的多模光纖71。光源裝置2還包括用于發(fā)射750 790nm范圍的近紅外光的近紅外LD光源44 和47、聚集從近紅外LD光源44和47發(fā)射的近紅外光并且分別地使聚集的近紅外光輸入至光纜LC3和LC4的聚光透鏡45和48、以及用于分別地驅(qū)動近紅外LD光源44和47的LD驅(qū)動器46和49。每個光纜LC3和LC4在光學(xué)上連接到近紅外光照射單元60的多模光纖61。應(yīng)該指出的是，雖然在本實施方式中近紅外光用作激勵光，但激勵光不限于上述的近紅外光。依靠給予目標(biāo)的熒光染料的種類或被引起其自身發(fā)射熒光的活組織的種類以合適的方式確定激勵光。此外，雖然在這實施例中使用激光光源，但也可使用LED光源。圖9是說明氣體和液體供應(yīng)裝置5的示意性配置的框圖。如圖9所示，氣體和液體供應(yīng)裝置5包括二氧化碳?xì)馔?01、貯液器502、壓力和流量調(diào)節(jié)部503、氣體和液體供應(yīng)控制部504、流量傳感器505和506、三通閥507和加熱部508。二氧化碳?xì)馔?01存儲二氧化碳?xì)怏w。二氧化碳?xì)馔?01中的二氧化碳?xì)怏w通過導(dǎo)管601供給到壓力和流量調(diào)節(jié)部503。壓力和流量調(diào)節(jié)部503調(diào)節(jié)二氧化碳?xì)怏w的壓力和流量并且通過導(dǎo)管602供應(yīng)二氧化碳?xì)怏w到貯液器502。貯液器502例如存貯生理食鹽水，并且適于通過由導(dǎo)管602供應(yīng)的二氧化碳?xì)怏w提供生理食鹽水到導(dǎo)管603。貯液器502 還適應(yīng)供應(yīng)二氧化碳?xì)怏w到導(dǎo)管604。三通閥507在從導(dǎo)管603供應(yīng)的生理食鹽水和從導(dǎo)管604供應(yīng)的二氧化碳?xì)怏w之間切換以提供其中之一到氣體和液體供應(yīng)導(dǎo)管605。生理食鹽水或二氧化碳?xì)怏w通過氣體和液體供應(yīng)導(dǎo)管605提供到成像透鏡清潔噴嘴7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9。流量傳感器505檢測流過導(dǎo)管603的生理食鹽水的流量。流量傳感器506檢測流過導(dǎo)管604的二氧化碳?xì)怏w的流量。加熱部508用于將貯液器502中生理食鹽水保持在預(yù)定溫度處，并且其中包括溫度傳感器。氣體和液體供應(yīng)控制部504基于自處理器3的控制部38輸出的控制信號以及自流量傳感器505和506輸出的檢測信號來控制壓力和流量調(diào)節(jié)部503、三通閥507和加熱部 508。接下來，參照圖10中的流程圖說明這個實施例的剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的操作。首先，標(biāo)簽試劑通過對象的靜脈給予對象，并且二氧化碳?xì)怏w通過氣體和液體供應(yīng)裝置5供應(yīng)到對象以注入體腔。這時，氣體和液體供應(yīng)控制部504控制加熱部508以將生理食鹽水保持在預(yù)定溫度處(SlO)。然后，操作者通過處理器3的操作部36選擇普通成像模式，并且指示所述選擇的信號由控制部38接收。然后，控制部38控制系統(tǒng)的組成部分以捕獲和顯示普通圖像(S12)。在選擇普通成像模式的情況下，從光源裝置2的藍(lán)色LD光源40發(fā)射的藍(lán)色光通過聚光透鏡41和光纖分束器42同時輸入到光纜LCl和LC2。然后，藍(lán)色光由光纜LCl和 LC2引導(dǎo)進(jìn)入體腔插入部30，并且由光體腔插入部30中的白色光照射單元70的多模光纖 71引導(dǎo)。然后，從多模光纖71的發(fā)射端發(fā)射的藍(lán)色光的一部分傳輸通過熒光部件72以被照射到待觀察部分，并且藍(lán)色光的其余部分通過熒光部件72經(jīng)受波長轉(zhuǎn)換以被轉(zhuǎn)換為范圍從綠色到黃色的可見光，并且該可見光被照射到待觀察部分。也就是說，由藍(lán)光和范圍由綠到黃的可見光形成的白色光被照射到待觀察部分。然后，當(dāng)照射白色光時從待觀察部分反射的普通圖像在插入部件30b的遠(yuǎn)端30Y處進(jìn)入成像透鏡30d，并且由插入部件30b中的透鏡組B引導(dǎo)，以被輸出到成像單元20。進(jìn)入成像單元20的普通圖像由分色棱鏡21以直角反射，并且由第二聚焦光學(xué)系統(tǒng)25聚焦在圖像拍攝裝置沈的成像區(qū)域上以被圖像拍攝裝置沈捕獲。然后，R、G和B圖像信號分別地從圖像拍攝裝置沈輸出并且在成像控制單元27 處經(jīng)受⑶S/AGC(相關(guān)雙采樣/自動增益控制)和A/D轉(zhuǎn)換，并且被處理的信號通過電纜5 輸出到處理器3。然后，輸入到信號處理器3的普通圖像暫時存放在普通圖像輸入控制器31處，并且然后存儲在存儲器；34中。然后，從存儲器34讀出的每一幀的每個普通圖像信號在圖像處理部33處經(jīng)受色調(diào)校正和清晰度校正，并且順序地輸出到視頻輸出部35。視頻輸出部35對輸入的每個普通圖像信號施加預(yù)定處理，以產(chǎn)生顯示控制信號， 并且順序地輸出每一幀的顯示控制信號到監(jiān)視器4。然后，監(jiān)視器4基于輸入到監(jiān)視器4的顯示控制信號顯示普通圖像。如果操作者，諸如醫(yī)生，希望在如上所述顯示普通圖像顯示的狀態(tài)下捕獲待觀察的所需部分的熒光圖像，，則將成像模式切換到熒光成像模式(S14，是)。切換成像模式到熒光成像模式的指令是通過操作部36做出的。響應(yīng)于切換成像模式的指令，開始近紅外光的發(fā)射的控制信號通過TG 37從控制部38輸出到LD驅(qū)動器46 和49，用于驅(qū)動近紅外LD光源44和47。響應(yīng)于該控制信號，LD驅(qū)動器46和49引起近紅外光LD光源44和47發(fā)射近紅外光。另一方面，當(dāng)通過操作控制部38做出切換成像模式到熒光成像模式的指令時，控制部38檢查近紅外光發(fā)射聯(lián)動模式是否為來自第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9的液體供應(yīng)設(shè)置近紅外光發(fā)射聯(lián)動模式(S16)。如果設(shè)置近紅外光發(fā)射聯(lián)動模式(S16，是)，則控制部38響應(yīng)于切換成像模式到熒光成像模式的指令的接收而輸出控制信號到氣體和液體供應(yīng)裝置5的氣體和液體供應(yīng)控制部504。然后，響應(yīng)于輸入的控制信號，氣體和液體的供應(yīng)裝置5開始供應(yīng)生理食鹽水 (S18)。具體來說，壓力和流量調(diào)節(jié)部503調(diào)節(jié)來自二氧化碳?xì)馔?01的二氧化碳?xì)怏w的壓力和流量，并且二氧化碳?xì)怏w通過導(dǎo)管602被供應(yīng)到貯液器502。二氧化碳?xì)怏w的這種供應(yīng)引起在貯液器502中的生理食鹽水被提供給導(dǎo)管603。然后，生理食鹽水流過導(dǎo)管603并通過三通閥507的，以供應(yīng)到氣體和液體供應(yīng)導(dǎo)管605，并且通過氣體和液體供應(yīng)導(dǎo)管605供應(yīng)給成像透鏡清潔噴嘴7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9。成像透鏡清潔噴嘴7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8 和第二光照射透鏡清潔噴嘴9排出生理食鹽水以清潔白色光照射透鏡30e和30f、近紅外光照射透鏡30g和30h以及成像透鏡30d。然后，結(jié)合上述透鏡的清潔，開始捕獲熒光圖像的操作。具體來說，從光源裝置2 的每個近紅外LD光源44和47發(fā)射的近紅外光通過聚光鏡45、48進(jìn)入光纜LC3、LC4，并且通過光纜LC3、LC4進(jìn)入體腔插入部30。然后，近紅外光由在體腔插入部30中的近紅外光照射單元60的多模光纖61引導(dǎo)以照射到待觀察部分。然后，當(dāng)照射作為激勵光的近紅外光，從待觀察部分發(fā)射的ICG熒光圖像在插入部件30b的遠(yuǎn)端30Y處進(jìn)入成像透鏡30d，由插入部件30b中的透鏡組引導(dǎo)，并且輸出到成
11像單元20。輸入成像單元20的ICG熒光圖像傳輸通過分色棱鏡21和近紅外減光濾光片22， 并且通過第一聚焦光學(xué)系統(tǒng)23聚焦在高靈敏度圖像拍攝裝置M的成像區(qū)域上，以被高靈敏度圖像拍攝裝置M捕獲。從高靈敏度圖像拍攝裝置M輸出的ICG熒光圖像信號在成像控制單元27處經(jīng)受⑶S/AGC(相關(guān)雙采樣/自動增益控制)和A/D轉(zhuǎn)換，并且然后通過電纜5輸出到處理器3。輸入到處理器3的熒光圖像信號暫時存放在熒光圖像輸入控制器32處，并且然后存儲在存儲器34中。然后，從存儲器34讀出的每一幀的每個熒光圖像信號在圖像處理部 33處經(jīng)受預(yù)定圖像處理，并且順序地輸出到視頻輸出部35。然后，視頻輸出部35對輸入到該視頻輸出部35的每個熒光圖像信號施加預(yù)定的處理以產(chǎn)生顯示控制信號，并且順序地輸出每一幀的顯示控制信號到顯示器4。然后，顯示器4基于輸入到該顯示器4的顯示控制信號顯示熒光圖像。相反地，如果在S16步驟中確定未設(shè)置近紅外光發(fā)射聯(lián)動模式(S16，NO)，則此時不執(zhí)行液體供應(yīng)控制，并且以手動模式控制氣體和液體的供應(yīng)，這將在后面介紹?；氐絊14，如果確定沒有選擇熒光成像模式，也就是說，如果連續(xù)地選擇普通成像模式，則操作者以手動模式控制來自成像透鏡清潔噴頭7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9的生理食鹽水或類似物的發(fā)射。具體來說，例如，當(dāng)操作者基于普通圖像確定有粘附污染物，并且操作者通過處理器3的操作部36操作氣體和液體供應(yīng)切換時，氣體和液體供應(yīng)控制部504控制壓力和流量調(diào)節(jié)部503和三通閥507，以根據(jù)手動操作供應(yīng)氣體和液體。具體來說，當(dāng)操作者做出從成像透鏡清潔噴頭7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9供應(yīng)生理食鹽水的操作時，壓力和流量調(diào)節(jié)部503調(diào)節(jié)二氧化碳?xì)馔?01中的二氧化碳?xì)怏w的壓力和流量，并且二氧化碳?xì)怏w通過導(dǎo)管602供應(yīng)到貯液器 502。二氧化碳?xì)怏w的這種供應(yīng)引起在貯液器502中的生理食鹽水被提供給導(dǎo)管603。然后，生理食鹽水流過導(dǎo)管603并通過三通閥507，以供應(yīng)到氣體和液體供應(yīng)導(dǎo)管 605，并且通過氣體和液體供應(yīng)導(dǎo)管605供應(yīng)到成像透鏡清潔噴頭7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9，以從成像透鏡清潔噴頭7、第一光照射透鏡清潔噴嘴 8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9中排出。此外，當(dāng)操作者做出從成像透鏡清潔噴頭7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9供應(yīng)氣體的操作時，切換三通閥507以連接到導(dǎo)管604，并且通過貯液器502的二氧化碳?xì)怏w提供給導(dǎo)管604。然后，所提供的二氧化碳?xì)怏w通過三通閥507以提供給氣體和液體供應(yīng)導(dǎo)管605，并且通過氣體和液體供應(yīng)導(dǎo)管605供應(yīng)到成像透鏡清潔噴嘴7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9，以從成像透鏡清潔噴頭7、 第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9中排出。重復(fù)在S12到S20中的上述操作，直到剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)1的程序結(jié)束(S22)。應(yīng)當(dāng)指出，雖然在第一實施例的上述剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，成像模式在普通成像模式和熒光成像模式之間切換，但其不是意圖限制本發(fā)明。普通成像模式和熒光成像模式兩者的選擇可被接受以執(zhí)行用于同時捕獲普通圖像和熒光圖像的操作。還是在這種情況下， 控制部38檢查是否為了捕獲熒光圖像而設(shè)置近紅外光發(fā)射聯(lián)動模式，并且如果設(shè)置近紅外光發(fā)射聯(lián)動模式，正如上文所述，結(jié)合近紅外光的發(fā)射，生理食鹽水從成像透鏡清潔噴嘴 7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9排出。相反地，如果沒有設(shè)置近紅外光發(fā)射聯(lián)動模式，則以手動模式控制氣體和液體供應(yīng)。此外，雖然在上述的實施例中，當(dāng)設(shè)置近紅外光發(fā)射聯(lián)動模式時，結(jié)合近紅外光的發(fā)射而清潔成像透鏡30d和近紅外光照射透鏡30g和30h，但這不是意圖限制本發(fā)明。在那種情況下，只有近紅外光照射透鏡30g和30h可被清潔，并且成像透鏡30d的清潔可以不與近紅外光的發(fā)射相結(jié)合。具體來說，如圖11所示，例如，雙向閥509可以設(shè)置在三通閥507的下游，使得當(dāng)做出切換成像模式到熒光成像模式的指令時，生理食鹽水可以通過導(dǎo)管60 只從第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9排出用于清潔光照射透鏡，而沒有供應(yīng)生理食鹽水到導(dǎo)管60 用于清潔成像透鏡。通過以這種方式不執(zhí)行成像透鏡30d的清潔，防止捕獲普通圖像或熒光圖像的操作被清潔液(生理食鹽水)無意地阻礙的這種情況，從而避免操作者受到這種妨礙的困擾。在這種情況下，如上面所述，例如可以在手動模式下執(zhí)行成像透鏡30d的清潔。此外，可以接收指示是否結(jié)合近紅外光的發(fā)射來執(zhí)行成像透鏡30d的清潔的指令，并且成像透鏡30d的清潔可以與近紅外光的發(fā)射聯(lián)動，或者可以基于所述指令選擇手動模式。進(jìn)一步，雖然在上述的實施例中提供包括成像透鏡清潔噴嘴7、第一光照射透鏡清潔噴嘴8和第二光照射透鏡清潔噴嘴9的三個清潔噴嘴，但這不是意圖限制本發(fā)明。例如， 如圖12所示，單個清潔噴嘴80可用于清潔全部透鏡。在如圖12所示的實施例中，僅設(shè)置一個近紅外光照射單元60，并且設(shè)置橢圓形近紅外光照射透鏡30i以加寬光照射范圍。然而進(jìn)一步，雖然在上面所述的實施例中，氣體和液體供應(yīng)導(dǎo)管插入體腔插入部 30中，并且在體腔插入部30的末端處設(shè)置清潔噴嘴，但這不是意圖限制本發(fā)明。如圖13 所示，氣體和液體的供應(yīng)導(dǎo)管可以設(shè)置在圍繞體腔插入部30的側(cè)面布置的罩管(mantle tube) 90處，并且第一清潔噴嘴91、第二清潔噴嘴92和第三清潔噴嘴93可以設(shè)置在罩管90 的末端處。由于罩管90沒有固定到體腔體插入部30，因此第一到第三清潔噴嘴91、92和 93可以定位在沿著體腔插入部30的遠(yuǎn)端的外周的任意位置，從而為被清潔的位置提供自由度。雖然本發(fā)明的成像裝置在上述的實施例中施加到剛性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，但這不是意圖限制本發(fā)明。例如，本發(fā)明的成像裝置可以應(yīng)用于包括柔性內(nèi)窺鏡裝置的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。除了內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，本發(fā)明的成像裝置可以應(yīng)用到?jīng)]有插入身體的插入部的所謂的攝像機(jī)型醫(yī)療成像裝置。
權(quán)利要求
1.一種清潔成像裝置的光出射窗的方法，該成像裝置包括光照射單元和成像單元，光照射單元用于通過光出射窗將從光源發(fā)射的照明光照射到待觀察部分，成像單元用于在照射照明光時通過接收來自待觀察部分的光而捕獲圖像，該方法包括下述步驟接收開始照射照明光的指令；以及響應(yīng)于開始照射照明光的指令而朝向光出射窗光排出液體。
2.一種成像裝置，包括光照射單元和成像單元，光照射單元用于通過光出射窗將從光源發(fā)射的照明光照射到待觀察部分，成像單元用于在照射照明光時通過接收來自待觀察部分的光而捕獲圖像，該成像裝置還包括光出射窗清潔單元，用于朝向光出射窗排出液體；光照射開始指令接收單元，用于接收開始照射照明光的指令，其中，光出射窗清潔單元響應(yīng)于開始照射照明光的指令而排出液體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中光照射單元包括將被插入體腔的體腔插入部，并且光出射窗設(shè)置在體腔插入部的遠(yuǎn)端處。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中光照射單元通過光出射窗將作為照明光的激勵光照射到待觀察部分，并且成像裝置通過在照射激勵光時接收從待觀察部分發(fā)射的熒光來捕獲熒光圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中 光源包括激光光源。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中 光源包括發(fā)光二極管光源。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中成像裝置通過成像透鏡接收來自待觀察部分的光，并且用于朝向成像透鏡排出液體的成像透鏡清潔單元與光出射窗清潔單元分開地設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的成像裝置，其中響應(yīng)于開始照射照明光的指令，光出射窗清潔單元僅從成像透鏡清潔單元和光出射窗清潔單元之中的光出射窗清潔單元排出液體。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中光照射單元將作為照明光的激勵光通過用于所述激勵光的光出射窗照射到待觀察部分，并且將作為照明光的白色光通過用于所述白色光的光出射窗照射到待觀察部分，成像單元通過在照射激勵光時接收從待觀察部分發(fā)射的熒光來捕獲熒光圖像，并通過在照射白色光時接收從待觀察部分反射的反射光來捕獲普通圖像，并且光出射窗清潔單元包括用于排出液體的噴嘴，并且單個噴嘴用于朝向用于所述激勵光的光出射窗口和用于所述白色光的光出射窗兩者排出液體。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中光照射單元將作為照明光的激勵光通過用于所述激勵光的光出射窗照射到待觀察部分，并且將作為照明光的白色光通過用于所述白色光的光出射窗照射到待觀察部分，成像單元在照射激勵光時通過成像透鏡接收從待觀察部分發(fā)射的熒光來捕獲熒光圖像，并在照射白色光時通過所述成像透鏡接收從待觀察部分反射的反射光來捕獲普通圖像，并且光出射窗清潔單元包括用于排出液體的噴嘴，并且單個噴嘴用于朝向用于所述激勵光的光出射窗口、用于所述白色光的光出射窗和成像透鏡排出液體。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中 光出射窗清潔裝置布置在圍繞體腔插入部設(shè)置的罩管處。
全文摘要
在用于通過光出射窗將從光源發(fā)射的照明光照射到待觀察部分并且在照射照明光時接收來自待觀察部分的光來捕獲圖像的成像裝置中，光出射窗清潔單元響應(yīng)于開始照射照明光的指令而朝向光出射窗排出液體以清潔光出射窗。
文檔編號A61B1/12GK102429629SQ20111026196
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者吉田光治 申請人:富士膠片株式會社