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Die
Erfindung betrifft ein elektronisches Endoskopsystem, das so ausgebildet
ist, dass man auf einem Anzeigegerät wie einem Monitor ein Fluoreszenzbild
aus Autofluoreszenzstrahlung, die von einer mit Anregungslicht bestrahlten
Wand einer Körperkavität ausgesendet
wird, sowie ein Normalbild der mit Weißlicht beleuchteten Wand der
Körperkavität betrachten
kann.
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Ein
Beispiel für
ein solches elektronisches Endoskopsystem ist in der Japanischen
Patentveröffentlichung
HEI 9-066023 offenbart. 11 zeigt
die Konfiguration eines elektronischen Endoskopsystems, das in der
Patentveröffentlichung
HEI 9-066023 in 1 dargestellt
ist. Dieses System enthält
eine erste Festkörper-Abbildungsvorrichtung 2A, die
ein Fluoreszenzbild aufnimmt, und eine zweite Festkörper-Abbildungsvorrichtung 3A,
die unter Anwendung eines Zeitfolgeverfahrens ein RGB-Farbbild (Normalbild)
mit Beleuchtungslicht aufnimmt. In dem System werden die beiden
Signale, die von der ersten und der zweiten Festkörper-Abbildungsvorrichtung 2A, 3A ausgegeben
werden, von einer für das
Fluo reszenzbild vorgesehenen Videoschaltung 26A bzw. von
einer für
das Normalbild vorgesehenen Videoschaltung 24A verarbeitet.
Die Signale werden dann von einer Bildsyntheseschaltung 28A zusammengesetzt,
um auf einem Monitorgerät 40A dargestellt
zu werden. Mit Betätigen
eines Bildwahlschalters 29A werden eine oder beide Bildarten
auf dem Monitorgerät 40A dargestellt.
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Ein
weiteres Beispiel für
ein elektronisches Endoskopsystem ist in der Japanischen Patentveröffentlichung
P2003-33324A offenbart. 12 zeigt ein
Blockdiagramm des Systems, das in der Patentveröffentlichung P2003-33324A in 16 dargestellt ist. Dieses System enthält eine
erste Lampe 124, die Beleuchtungslicht für die Normalbetrachtung
aussendet, und eine zweite Lampe 125, die Anregungslicht aussendet.
Indem die Stellung eines beweglichen Spiegels 128 verändert wird,
wird wahlweise eine der beiden Lichtarten in einen Lichtleiter 133 eingekoppelt.
Von einem CCD 137 aufgenommene Bildsignale werden in einem
ersten Speicher 141 und einem zweiten Speicher 142 gespeichert
und dann durch eine Anzeigeort-Wahlschaltung 144 auf einem
hochauflösenden
Monitor 115, auch als Hi-Vision-Monitor bezeichnet, dargestellt:
Wird ein zum Darstellen von zwei Bildern bestimmter Wahlschalter 135,
im Folgenden als Zwei-Bild-Schalter
bezeichnet, eingeschaltet, so werden auf dem hochauflösenden Monitor 115 ein
Normalbild und ein Fluoreszenzbild gleichzeitig dargestellt. Wird
der Zwei-Bild-Schalter eingeschaltet, so wird also der Spiegel 128 in
eine mit der durchgezogenen Linie dargestellte Stellung geschwenkt,
so dass das Anregungslicht in den Lichtleiter 131 eingekoppelt
wird. Gleichzeitig wird der erste Speicher 141 schreibgeschützt, und
es wird ein Normalbild, das dem ersten Speicher 141 zuvor
zugeführt
worden ist, wiederholt ausgegeben, um ein Standbild bereitzustellen.
Ist dagegen das Anregungslicht eine vorbestimmte Zeit lang ausgesendet worden,
so wird eine Blende 132 geschlossen, und es werden während dieser
Zeit aufgenommene Fluoreszenzbildsignale in dem zweiten Speicher 142 gespeichert.
Dann wird der zweite Speicher 142 schreibgeschützt, und
anschließend
werden die in dem zweiten Speicher 142 gespeicherten Fluoreszenzbildsignale
wiederholt ausgegeben, um als Standbild dargestellt zu werden. Der
Spiegel 128 wird dann zurück in die mit der gestrichelten
Linie dargestellte Stellung ge schwenkt und die Blende 132 geöffnet. Dadurch
werden Normalbilder, die mit dem von der ersten Lampe 124 ausgesendeten
Beleuchtungslicht aufgenommen werden, sequenziell in dem ersten
Speicher 141 gespeichert und als bewegtes Bild dargestellt.
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Das
in 11 gezeigte System
muss jedoch mit den beiden für
das Normalbild und das Fluoreszenzbild vorgesehenen Abbildungsvorrichtungen
am distalen Endteil des Endoskops ausgestattet werden. Werden in
obigem Fall anstatt einer einzigen Abbildungsvorrichtung zwei Abbildungsvorrichtungen
verwendet, die die gleiche Größe wie die
vorstehend genannte einzige Abbildungsvorrichtung haben, so führt dies
zu einem größeren Durchmesser
des distalen Endteils. Wird dagegen der Durchmesser des distalen
Endteils auf dem gleichen Wert wie in obigem Fall gehalten, so müssen die
Abbildungsvorrichtungen entsprechend kleiner sein, was entweder
zu höheren
Kosten infolge der verringerten Pixelgröße der jeweiligen Abbildungsvorrichtung
oder zu einer geringeren Auflösung
infolge der geringeren Zahl an Pixeln führt.
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Bei
Anwendung der in 12 gezeigten Konfiguration
ist es dagegen möglich,
sowohl das Normalbild als auch das Fluoreszenzbild mit einer einzigen
Abbildungsvorrichtung aufzunehmen. Jedoch erhält man diese beiden Bilder
wahlweise dadurch, dass die Stellung des beweglichen Spiegels 128 verändert wird.
Deshalb ist es beispielsweise nicht möglich, beide Bilder gleichzeitig
als bewegte Bilder darzustellen, so dass diese nicht gleichzeitig betrachtet
und miteinander verglichen werden können.
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Werden
das Normalbild und das Fluoreszenzbild mit einer einzigen Abbildungsvorrichtung gleichzeitig
als bewegte Bilder dargestellt, so muss ein Zyklus vorbestimmter
Zeitabschnitte zur Aufnahme sowohl des Normalbildes als auch des
Fluoreszenzbildes wiederholt werden. Da dadurch die Informationsmenge
jedes der beiden Bildsignale verglichen mit dem Fall, in dem nur
eines der beiden Bildsignale aufgenommen wird, um die Hälfte reduziert ist,
werden beide Bilder mit geringeren Auflösungen dargestellt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein elektronisches Endoskopsystem bereitzustellen,
das im Stande ist, ein Fluoreszenzbild und ein Normalbild gleichzeitig
mit einer einzigen Abbildungsvorrichtung darzustellen, ohne dass
die Auflösung
dieser beiden Bilder verringert ist.
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Die
Erfindung erreicht dies durch das elektronische Endoskopsystem nach
Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die
Erfindung wird im Folgenden an Hand der Figuren näher erläutert. Darin
zeigen:
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1 eine
Vorderansicht eines elektronischen Endoskopsystems nach einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 ein
Blockdiagramm, das den internen Aufbau des in 1 dargestellten
Endoskopsystems zeigt;
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3 einen
Graphen, der die Transmissionscharakteristik eines Anregungslicht-Sperrfilters zeigt,
das in einer in 2 gezeigten Optik vorgesehen
ist;
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4 eine
Vorderansicht einer Umlaufblende, die in der in 2 gezeigten
Optik vorgesehen ist;
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5 eine
schematische Darstellung, die den Aufbau eines Bedienfeldes des
in 2 dargestellten Systems zeigt;
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6 ein
Blockdiagramm, das die Konfiguration einer Speicher-/Rechenschaltung
des in 2 dargestellten Systems zeigt;
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7 ein
Diagramm, das die zeitliche Festlegung für die Bestrahlungen mit Weißlicht und
mit Anregungslicht sowie die zeitliche Festlegung für die Ausgabe
der beiden Arten von Bildsignalen aus einer Abbildungsvorrichtung
zeigt;
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8 ein
Zeitdiagramm, das die Verarbeitung der Bildsignale in der Speicher-/Rechenschaltung
des in 2 dargestellten Systems zeigt;
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9 ein
Beispiel einer Bildschirmdarstellung auf einem hochauflösenden Monitor
des in 2 dargestellten Systems;
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10 ein
anderes Beispiel einer Bildschirmdarstellung auf dem hochauflösenden Monitor des
in 2 dargestellten Systems;
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11 die
Konfiguration eines herkömmlichen
elektronischen Endoskopsystems; und
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12 die
Konfiguration eines anderen herkömmlichen
elektronischen Endoskopsystems.
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Im
Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines
elektronischen Endoskopsystems nach der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Figuren beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel ist auf ein
elektronisches Endoskopsystem gerichtet, mit dem man ein Fluoreszenzbild
aus Autofluoreszenzstrahlung, die von einer mit Anregungslicht bestrahlten
Wand einer Körperkavität ausgesendet
wird, sowie ein Normalbild der mit Weißlicht bestrahlten Wand der
Körperkavität auf einem
Anzeigegerät
wie einem Monitor betrachten kann.
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1 zeigt
eine Außenansicht
eines elektronischen Endoskopsystems 1, das ein Ausführungsbeispiel
darstellt. 2 zeigt ein Blockdiagramm, das
den internen Aufbau des elektronischen Endoskopsystems 1 angibt.
Wie in 1 gezeigt, hat das elektronische Endoskopsystem 1 ein
zur Fluoreszenzbetrachtung bestimmtes Endoskop 10, im Folgenden
auch als Fluoreszenzendoskop bezeichnet, eine Lichtquelleneinrichtung 20 und
einen Monitor 60. Dabei umfasst das Endoskopsystem 1 gemäß Ausführungsbeispiel,
wie in 2 gezeigt, einen ersten Fernsehmonitor 60,
einen zweiten Fernsehmonitor 61 und einen hochauflösenden Monitor 62.
In 1 ist stellvertretend für die vorstehend genannten
drei Monitore lediglich der Monitor 60 gezeigt.
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Das
Endoskop 10 ist gegenüber
einem gewöhnlichen
elektronischen Endoskop derart abgewandelt, dass es auf eine Fluoreszenzbetrachtung ausgelegt
ist. Das Endoskop 10 hat einen langen und schlanken Einführteil 10a,
der in eine Körperkavität einführbar ist
und an seinem distalen Ende einen flexiblen, biegbaren Teil aufweist,
einen Bedienteil 10b, der unter anderem einen Winkelknopf
zum Betätigen des
biegbaren Teils des Einführteils 10a aufweist,
ein flexibles Lichtleitrohr 10c, das den Bedienteil 10b mit einer
Lichtquelleneinrichtung 20 verbindet, und einen Anschluss 10d,
der an der hinteren Verankerung des Lichtleitrohrs 10c vorgesehen
ist.
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Die
Lichtquelleneinrichtung 20 führt dem Fluoreszenzendoskop 10 Beleuchtungslicht
und Anregungslicht zu und hat, wie später genauer beschrieben, die
Funktion eines Videosignalgenerators, der aus Bildsignalen, die
von dem Fluoreszenzendoskop 10 aufgenommen werden, Videosignale
erzeugt, sowie die Funktion eines Steuermittels, das das Fluoreszenzbild
und das Normalbild steuert, die aufgenommen worden sind, um auf
Grundlage einer entsprechenden Einstellung dargestellt zu werden.
An der Vorderfläche
der Lichtquelleneinrichtung 20 befindet sich ein Schlüsselschalter 22 zum
Ein- und Ausschalten der Hauptstromversorgung der Lichtquelleneinrichtung 20 sowie
ein Bedienfeld 23, auf dem verschiedene Bedienschalter
angeordnet sind.
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Unter
Bezugnahme auf 2 werden im Folgenden nacheinander
die besonderen Ausgestaltungen des Fluoreszenzendoskops 10 und
der Lichtquelleneinrichtung 20 beschrieben. An der distalen Endfläche des
Einführteils 10a des
Fluoreszenzendoskops 10 befinden sich eine Zerstreuungslinse 11 und
eine Objektivlin se 12. Innerhalb des distalen Endes des
Einführteils 10a befinden
sich eine Abbildungsvorrichtung 13, z.B. ein CCD-Farbbildsensor, der
ein durch die Objektivlinse 12 erzeugtes Farbbild des Objektes
aufnimmt, ein Anregungslicht-Sperrfilter 14,
das aus dem von der Objektivlinse 12 auf die Abbildungsvorrichtung 13 gerichteten
Licht diejenigen Wellenlängenkomponenten
beseitigt, die dem zur Fluoreszenzanregung bestimmten Anregungslicht
entsprechen, sowie einen Leitungstreiber 15, der von der
Abbildungsvorrichtung 13 ausgegebene Bildsignale verstärkt.
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In 3 ist
die Charakteristik des Anregungslicht-Sperrfilters 14 gezeigt.
Demnach sperrt das Anregungslicht-Sperrfilter 14 das Anregungslicht und
lässt Licht
mit Wellenlängen,
die größer als
die des Anregungslichtes sind, durch. So kann der Einfall von Anregungslicht
auf der Abbildungsvorrichtung 13 verhindert werden, so
dass während
der Fluoreszenzbetrachtung nur die Fluoreszenzbilder aufgenommen
werden. Da Licht im nahen Ultraviolettbereich, das einen lebenden
Organismus zur Autofluoreszenz anregt, als Anregungslicht genutzt
wird, treten keine Probleme auf, während der Aufnahme normaler
Farbbilder auch die Blaukomponenten zu erfassen, wenn das Anregungslicht-Sperrfilter
die Wellenlängenkomponenten
des Anregungslichtes ausfiltert.
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Ein
Signalkabel 18, das die von dem Leitungstreiber 15 verstärkten Bildsignale überträgt, läuft durch
den Einführteil 10a,
den Bedienteil 10b sowie das flexible Lichtleitrohr 10c und
ist an eine weiter unten beschriebene Schaltung der Lichtquelleneinrichtung 20 angeschlossen,
die mit dem Fluoreszenzendoskop 10 verbunden ist.
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Parallel
zu dem Signalkabel 18 läuft
ein Lichtleiter 16, in dem mehrere Lichtleitfasern gebündelt sind,
durch den Einführteil 10a,
den Bedienteil 10b, das Lichtleitrohr 10c und
den Anschluss 10d. Die distale Endfläche des Lichtleiters 16 ist
der Zerstreuungslinse 11 innerhalb des distalen Endes des Einführteils 10a zugewandt.
Ist der Lichtleiter 16 in die Lichtquelleneinrichtung 20 eingeführt, so
ist dessen hintere Verankerung fixiert.
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Die
Lichtquelleneinrichtung 20 koppelt wahlweise entweder Weißlicht zur
Betrachtung der Wand der Körperkavität oder Anregungslicht,
das das in der Wand der Körperkavität vorhandene
lebende Gewebe zur Abgabe von Autofluoreszenzstrahlung anregt, in
die Endfläche
der hinteren Verankerung des Lichtleiters 16 ein. Die Lichtquelleneinrichtung 20 verarbeitet
ferner die von dem Leitungstreiber 15 empfangenen Bildsignale
zu Videosignalen und gibt dann diese Videosignale an den ersten
Fernsehmonitor 60, den zweiten Fernsehmonitor 61 und
den hochauflösenden
Monitor 62 aus. Dabei stellt der erste Fernsehmonitor 60 ein
bewegtes Normalbild, der zweite Fernsehmonitor 61 ein bewegtes
Fluoreszenzbild und der hochauflösende
Monitor 62 eines der beiden genannten Bilder oder beide
nebeneinander dar.
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Eine
Optik der Lichtquelleneinrichtung 20 umfasst eine Weißlichtquelle
(Entladungslampe) 30, die im Wesentlichen paralleles sichtbares
Licht (Weißlicht)
aussendet, eine Blende 31, die den Strahldurchmesser des
von der Weißlichtquelle 30 ausgesendeten
Weißlichtes
steuert, eine Kondensorlinse 32, die das durch die Blende 31 gehende
Licht auf die Endfläche
der hinteren Verankerung des Lichtleiters 16 bündelt, eine
Anregungslichtquelle (Laser) 33, die das Anregungslicht
aussendet, einen Lichtwellenleiter (Einzelfaser) 34, der
das von der Anregungslichtquelle 33 ausgesendete Anregungslicht führt, eine
Kollimationslinse 35, die das von dem Lichtwellenleiter 34 divergent
abgestrahlte Anregungslicht kollimiert, und einen dichroitischen
Spiegel 36, der die beiden Strahlengänge des Weißlichtes und des Anregungslichtes
miteinander vereinigt.
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Die
Blende 31 wird von einem Blendenmotor 31a angetrieben
und hat die Funktion, die Intensität des Weißlichtes in Abhängigkeit
des Reflexionsvermögens
des Objektes zu steuern. Der Weißlichtstrahlengang, der geradlinig
von der Weißlichtquelle 30 zu
dem Lichtwellenleiter 16 führt, und der zu diesem senkrechte
Anregungslichtstrahlengang werden von einer Vorrichtung zur Strahlengangzusammenführung, nämlich dem
dichroitischen Spiegel 36, miteinander vereinigt. Da der
dichroitische Spiegel 36 das sichtbare Licht durchlässt und
das Licht im nahen Ultraviolettbereich mit Wellenlängen, die
kürzer
als die des sichtbaren Lichtes sind, reflektiert, lässt er den
größten Teil
des Weißlichtes
durch, während
er das Anregungslicht reflektiert, wodurch diese beiden Lichtarten
in einen einzigen Strahlengang eingekoppelt werden, der zur hinteren
Endfläche
der hinteren Verankerung des Lichtleiters 16 führt.
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Zwischen
der Weißlichtquelle 30 und
dem dichroitischen Spiegel 36 ist eine rotierende Umlaufblende 37 angeordnet,
mit der das Weißlicht
intermittierend ein- und
ausgeschaltet, d.h. durchgelassen oder gesperrt, werden kann. Die
Umlaufblende 37 hat, wie aus der in 4 gezeigten
Vorderansicht deutlich wird, ein fächerförmiges Fenster 37a mit
einem Mittelpunktswinkel von 180°,
wobei das Fenster 37a so bemessen ist, dass es größer als
der Durchmesser des Weißlichtstrahls
ist. Die Umlaufblende 37 wird gedreht und lässt intermittierend
das Weißlicht durch,
wenn ein Umlaufblendenmotor 38 entsprechend angetrieben
wird.
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Der
dichroitische Spiegel 36, die Umlaufblende 37 und
der Umlaufblendenmotor 38 sind in einer Einheit 40 angeordnet,
die in 2 nach oben und nach unten (senkrecht zum Weißlichtstrahlengang)
bewegbar ist. Eine Zahnstange 41 ist an der Einheit 40 befestigt
und erstreckt sich in deren Bewegungsrichtung. Die Zahnstange 41 ist
mit einem Ritzel 42a eines Antriebsmotors 42 verzahnt.
Dreht der Antriebsmotor 42, so wird die Einheit 40 integral
nach oben und nach unten bewegt, so dass der dichroitische Spiegel 36 und
die Umlaufblende 37 zwischen einer Stellung in dem Weißlichtstrahlengang
und einer Stellung außerhalb
desselben verschoben werden können.
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Die
Lichtquelleneinrichtung 20 hat eine Lampenstromversorgung 51,
die die Weißlichtquelle 30 mit
Strom speist, einen Lasertreiber 52, der die Anregungslichtquelle 33 ansteuert
und schaltet, einen ersten Motortreiber 53, der den Blendenmotor 31a ansteuert,
einen zweiten Motortreiber 54, der den Umlaufblendenmotor 38 ansteuert,
einen dritten Motortreiber 55, der den Antriebsmotor 42 ansteuert, sowie
einen CCD-Treiber 56, der die Abbildungsvorrichtung 13 ansteuert.
Die Lichtquelleneinrichtung 20 enthält ferner eine Signalvorverarbei tungsschaltung 57,
die die von dem Leitungstreiber 15 empfangenen Bildsignale
verarbeitet, eine Speicher-/Rechenschaltung 58, die die
von der Signalvorverarbeitungsschaltung 57 verarbeiteten
digitalen Bildsignale speichert und einer arithmetischen Operation
unterzieht, eine erste und eine zweite Signalnachverarbeitungsschaltung 59a, 59b,
die die digitalen Bildsignale nach der arithmetischen Operation
in standardisierte Videosignale, die auf einem Fernsehmonitor darstellbar
sind, umwandelt und diese standardisierten Videosignale ausgibt,
sowie eine Systemsteuerung 70 und eine Zeitsteuerung 71,
die die oben beschriebenen Komponenten insgesamt steuern.
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Die
Systemsteuerung 70 ist an einen Fluoreszenzmodusschalter 73 angeschlossen,
der an dem Bedienteil 10b des Fluoreszenzendoskops 10 vorgesehen
ist. Ferner ist die Systemsteuerung 70 mit verschiedenen
Schaltern elektrisch verbunden, die auf dem Bedienfeld 23 angeordnet
sind. Entsprechend den Einstellungen der einzelnen Schalter steuert
die Systemsteuerung 70 die Lampenstromversorgung 51 und
den Lasertreiber 52 so, dass das Weißlicht und das Anregungslicht
aufeinanderfolgend ausgesendet oder gestoppt werden. Zudem steuert
die Systemsteuerung 70 den dritten Motortreiber 55 so,
dass dieser den Antriebsmotor 52 ansteuert, die Einheit 40 zu
verschieben. Die Systemsteuerung 70 schaltet ferner die
Bildschirmdarstellung auf dem hochauflösenden Monitor 62.
Der hochauflösende
Monitor 62 ist dabei so ausgebildet, dass er nicht wie
ein Fernsehmonitor Videosignale bezogen auf jedes Vollbild oder
Teilbild darstellt, sondern digitale Signale darstellt, die gleichsam
auf einen Bildspeicher abgebildet sind.
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Wie
in 5 gezeigt, sind an dem Bedienfeld 23 eine
Fluoreszenzanzeigetaste 23a sowie ein Paar Helligkeitseinstelltasten 23b und 23c vorgesehen.
Mit der Fluoreszenzanzeigetaste 23a wird ausgewählt, ob
in einer Fluoreszenzbetriebsart nur das Fluoreszenzbild oder sowohl
das Fluoreszenzbild als auch das Normalbild gleichzeitig nebeneinander
dargestellt werden. Die Helligkeitseinstelltaste 23b ist eine
Abwärts-Taste,
während
die Helligkeitseinstelltaste 23c eine Aufwärts-Taste
ist. Das Bedienfeld 23 hat ferner eine Zwei-Bild-Anzeige 23d,
die aufleuchtet, wenn in der Fluoreszenzbetriebsart ein Modus ausgewählt wird,
in dem das Fluoreszenzbild und das Normalbild gleichzeitig nebeneinander
dargestellt werden, sowie eine Pegelanzeige 23e, die einen
Zielwert für
die Helligkeit des Fluoreszenzbildes und des Normalbildes, der durch
Betätigen
der Helligkeitseinstelltasten 23b und 23c eingestellt
wird, sichtbar anzeigt.
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Ist
das Fluoreszenzendoskop 10 an die Lichtquelleneinrichtung 20 angeschlossen,
so ist der in das Fluoreszenzendoskop 10 eingebaute ROM 17 mit
der Systemsteuerung 70 verbunden, die durch Auslesen der
in dem ROM 17 gespeicherten Identifikationsdaten das Fluoreszenzendoskop 10 als
an die Lichtquelleneinrichtung 20 angeschlossen identifiziert.
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An
Hand eines aus der Systemsteuerung 70 stammenden Befehls
steuert die Zeitsteuerung 71 den Lasertreiber 52 so,
dass er das Anregungslicht entsprechend einer vorbestimmten zeitlichen
Festlegung (Timing) intermittierend ein- und ausschaltet. Ferner
steuert die Zeitsteuerung 71 den zweiten Motortreiber 54,
der den Umlaufblendenmotor 38 ansteuert, so, dass das Weißlicht entsprechend
einer vorbestimmten zeitlichen Festlegung ein- und ausgeschaltet
wird. Die Zeitsteuerung 71 steuert über den CCD-Treiber 56 auch
die zeitliche Festlegung, mit der die Abbildungsvorrichtung 13 ein
Bild aufnimmt, und weist ferner die Signalvorverarbeitungsschaltung 57 und
die Speicher-/Rechenschaltung 58 an, die Bildsignale zeitrichtig
zu verarbeiten. Die Signalvorverarbeitungsschaltung 57 steuert
den ersten Motortreiber 53, der den Blendenmotor 31a ansteuert,
so, dass die Intensität
des Weißlichtes
bei Aufnahme des Normalbildes in Abhängigkeit des Helligkeitspegels der
zugeführten
Bildsignale so eingestellt wird, dass das Normalbild auf jedem der
Monitore 60 und 62 mit geeigneter Helligkeit dargestellt
wird.
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Im
Folgenden wird die interne Konfiguration der Speicher-/Rechenschaltung 58 unter
Bezugnahme auf das in 6 gezeigte Blockdiagramm beschrieben.
Die Konfiguration der Speicher-/Rechenschaltung 58 ist
in 6 in einen oberen Verarbeitungsstrom zur Verarbeitung
des Normalbildes und in einen unteren Verarbeitungsstrom zur Verarbeitung des
Fluoreszenzbildes unterteilt. Von den von der Signalvorverarbeitungsschaltung 57 ausgegebenen
Signalen werden Normalbildsignale in einem ersten Bildspeicher 58a gespeichert.
Die in dem ersten Bildspeicher 58a gespeicherten Normalbildsignale
werden dann einem ersten Schalter 58b sowie einer ersten
Verzögerungsschaltung 58c und
einer ersten Mittelungsschaltung 58d zugeführt. Die
erste Verzögerungsschaltung 58c gibt
die ihr zugeführten
Normalbildsignale mit einer Zeitverzögerung aus, die einem (1) Vollbild
entsprechen. Die erste Mittelungsschaltung 58d mittelt
die in dem vorhergehenden Zyklus aufgenommenen Bildsignale und die
in dem letzten Zyklus aufgenommenen Bildsignale, die beide von der
ersten Verzögerungsschaltung 58c ausgegeben werden,
worauf diese Signale in dem zweiten Bildspeicher 58e gespeichert
werden. Die in dem ersten Bildspeicher 58a gespeicherten
Normalbildsignale, die man aus dem aufgenommenen Bild erhält, sind also
Signale, die einem ersten Teilbild eines Zwischenzeilenbildes oder
Interlaced-Bildes entsprechen. Die in dem zweiten Bildspeicher 58e gespeicherten
Normabildsignale, die durch die arithmetische Operation, die an
den auf mehrere aufgenommene Bilder bezogenen Bildsignalen vorgenommen wird,
erhalten werden, sind Signale, die einem zweiten Halbbild des Zwischenzeilenbildes
entsprechen. Bildsignale, die einem (1) Vollbild des Normalbildes entsprechen,
beinhalten also die Signale des ersten und des zweiten Halbbildes.
Der erste Schalter 58b schaltet die Signalausgabe mit einer
vorbestimmten zeitlichen Festlegung zwischen dem ersten Bildspeicher 58a und
dem zweiten Bildspeicher 58e, um die Signale an die Signalnachverarbeitungsschaltung 59a auszugeben.
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Der
Verarbeitungsstrom für
das Fluoreszenzbild weist eine ähnliche
Konfiguration wie der für das
Normalbild auf. Von den von der Signalvorverarbeitungsschaltung 57 ausgegebenen
Signalen werden Fluoreszenzbildsignale in einem dritten Bildspeicher 58f gespeichert
und einer zweiten Verzögerungsschaltung 58h,
einer zweiten Mittelungsschaltung 58e sowie einem zweiten
Schalter 58g zugeführt.
Die gemittelten Fluoreszenzbilddaten werden in einem vierten Bildspeicher 58j gespeichert.
Der zweite Schalter 58g nimmt mit einer vorbestimmten zeitlichen
Festlegung eine Umschaltung der Signalausgabe zwischen dem dritten
Bildspei cher 58f und dem vierten Bildspeicher 58j vor,
um die Signale an die zweite Signalnachverarbeitungsschaltung 59b auszugeben.
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Die
von dem ersten Schalter 58b ausgegebenen Signale, die einem
Vollbild des Normalbildes entsprechen, werden in einem fünften Bildspeicher 58k gespeichert.
Die von dem zweiten Schalter 58g ausgegebenen Signale,
die einem Vollbild des Fluoreszenzbildes entsprechen, werden in
einem sechsten Bildspeicher 58m gespeichert. Die in dem
fünften und
dem sechsten Bildspeicher 58k, 58m gespeicherten
Signale werden über
einen dritten Schalter 58n auf dem hochauflösenden Monitor 62 dargestellt.
Der dritte Schalter 58n veranlasst den hochauflösenden Monitor 62 in
Abhängigkeit
der Einstellungen des Bedienfeldes 23 und des Fluoreszenzmodusschalters 73,
das bewegte Normalbild oder das bewegte Fluoreszenzbild oder beide
Bilder nebeneinander darzustellen.
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Im
Folgenden wird die Funktionsweise des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Endoskopsystems
beschrieben. Mit Einschalten eines Hauptschalters des Endoskopsystems
steuert die Systemsteuerung 70 die Lampenstromversorgung 51 so,
dass die Weißlichtquelle 30 kontinuierlich
Weißlicht
aussendet. Die Zeitsteuerung 71 steuert den zweiten Motortreiber 54 so,
dass der Umlaufblendenmotor 38 dreht. Ferner steuert die Zeitsteuerung 71 den
Lasertreiber 52 so, dass die Anregungslichtquelle 33 eingeschaltet
ist, während sich
das Fenster 37a der Umlaufblende 37 in dem Weißlichtstrahlengang
befindet (d.h. während
das Weißlicht
in den Lichtleiter 16 eingekoppelt wird), und dass die
Anregungslichtquelle 33 eingeschaltet wird, während sich
ein lichtsperrender Abschnitt der Umlaufblende 37 in dem
Weißlichtstrahlengang
befindet (d.h. während
das Weißlicht
nicht in den Lichtleiter 16 eingekoppelt wird). Dadurch
wird das Objekt abwechselnd mit Weißlicht und mit Anregungslicht
bestrahlt. Die am distalen Ende des Fluoreszenzendoskops 10 angeordnete
Abbildungsvorrichtung 13 nimmt abwechselnd das Normalbild
der mit Weißlicht beleuchteten
Kavitätwand
und das Fluoreszenzbild auf, das von der Autofluoreszenzstrahlung
erzeugt wird, die von der mit Anregungslicht bestrahlten Kavitätwand ausgesendet
wird. Die von der Abbildungsvorrichtung 13 ausgegebenen
Bildsignale werden über
den Leitungstreiber 15 und das Signalkabel 18 der
Signalvorverarbeitungsschaltung 57 zugeführt.
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7 ist
ein Diagramm, das die zeitliche Festlegung für die Bestrahlung mit Weißlicht und
mit Anregungslicht sowie die zeitliche Festlegung für die Ausgabe
der Bilddaten aus der Abbildungsvorrichtung 13 zeigt. Wie 7 zeigt,
wird das Normalfarbbild in der Zeit aufgenommen, in der das Weißlicht angewandt
und das Anregungslicht nicht angewandt wird. Dagegen wird das Fluoreszenzbild
in der Zeit aufgenommen, in der das Weißlicht nicht angewandt und
das Anregungslicht angewandt wird.
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Wie
in dem Zeitdiagramm nach 8 gezeigt, ergänzt die
Speicher-/Rechenschaltung 58 das zweite
Bildsignal-Halbbild des Normalbildes und des Fluoreszenzbildes durch
die arithmetische Operation und gibt dieses zweite Halbbild kombiniert
mit dem ersten Bildsignal-Halbbild, das aus einem aufgenommenen
Bild erhalten wird, in Form eines Bildsignal-Vollbildes aus. Mit
anderen Worten werden Normalbildsignale 1, die von der
Signalvorverarbeitungsschaltung 57 ausgegeben werden, in
dem ersten Bildspeicher 58a gespeichert. Die Normalbildsignale werden
dann in Form des aus Bildsignalen bestehenden ersten Halbbildes
mit einer einem (1) Halbbild entsprechenden Verzögerung über den ersten Schalter 58b an
die Signalnachverarbeitungsschaltung 59a ausgegeben und
dabei in dem fünften
Bildspeicher 58k gespeichert. Zudem werden die Normalbildsignale 1 durch
die erste Verzögerungsschaltung 58c um
die einem (1) Vollbild (zwei Halbbilder) entsprechende Zeit verzögert. Anschließend führt die
erste Mittelungsschaltung 58d eine Operation aus, in der die
Normalbildsignale 1 und die Normalbildsignale 2 gemittelt
werden, um dem nächsten
Zyklus zugeführt zu
werden. Nach dieser Mittelungsoperation vorliegende Normalbildsignale
b werden in dem zweiten Bildspeicher 58e in Form des aus
Bildsignalen bestehenden zweiten Halbbildes gespeichert. Die Normalbildsignale
b werden auf die Normalbildsignale 1 folgend über den
ersten Schalter 58b infolge des zweiten Halbbildes an die
erste Signalnachverarbeitungsschaltung 59a ausgegeben und
dabei in dem fünften Bildspeicher 58k gespeichert.
So wird das erste Halbbild ohne einen weiteren Verarbeitungsschritt aus
dem ersten Bildspeicher 58a ausgegeben, während das
zweite Halbbild als Ergebnis der Mittelung zweier Halbbilder ausgegeben
wird.
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In
der Verarbeitung der Fluoreszenzbildsignale wird in gleicher Weise
das erste Halbbild ohne einen weiteren Verarbeitungsschritt aus
dem dritten Bildspeicher 58f an die zweite Signalnachverarbeitungsschaltung 59b ausgegeben
und dabei in dem sechsten Bildspeicher 58m gespeichert.
Dagegen wird das zweite Halbbild als Ergebnis der Mittelung zweier
Halbbilder an die zweite Signalnachverarbeitungsschaltung 59b ausgegeben
und dabei in dem sechsten Bildspeicher 58m gespeichert.
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Die
erste Signalnachverarbeitungsschaltung 59a veranlasst den
ersten Fernsehmonitor 60, ein bewegtes Normalbild auf Grundlage
jedes Halbbildes, das aus Bilddaten der zugeführten Normalbildsignale besteht,
darzustellen. In gleicher Weise veranlasst die zweite Signalnachverarbeitungsschaltung 59b den
zweiten Fernsehmonitor 61, ein bewegtes Fluoreszenzbild
auf Grundlage jedes Halbbildes darzustellen, das aus Bilddaten der
zugeführten
Fluoreszenzbildsignale besteht. Wie oben beschrieben, ändert der
dritte Schalter 58n die Darstellungen entsprechend der
Schaltereinstellung. Ist der Fluoreszenzmodusschalter 73 ausgeschaltet,
so wird unter Verwendung der in dem fünften Bildspeicher 58k gespeicherten
Bildsignale das bewegte Normalbild dargestellt, wie in 9 gezeigt
ist. Ist dagegen der Fluoreszenzmodusschalter 73 eingeschaltet,
so wird das bewegte Fluoreszenzbild unter Verwendung der in dem
sechsten Bildspeicher 58m gespeicherten Bildsignale dargestellt,
wenn die Betriebsart, in der zwei Bilder nebeneinander dargestellt
werden, mittels der Fluoreszenzanzeigetaste 23a nicht ausgewählt ist.
Ist dagegen diese Betriebsart ausgewählt, so werden unter Verwendung
der in dem fünften
und dem sechsten Bildspeicher 58k, 58m gespeicherten Bildsignale
das bewegte Normalbild und das bewegte Fluoreszenzbild nebeneinander
dargestellt.
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In
der Bildschirmdarstellung auf jedem der Monitore wird das aus Bildsignalen
bestehende zweite Halbbild durch die oben beschriebene arithmetische
Operation ergänzt
bzw. vervollständigt.
Vergleicht man dies beispielsweise mit dem Fall, in dem für die Bildsignale
des zweiten Halbbildes die gleichen Signale wie für die Bildsignale
des ersten Halbbildes verwendet werden, so kann infolge der zeitlich gemittelten
und geglätteten
Bilddaten eine signifikante Verbesserung der Genauigkeit erzielt
werden.