专利名称：成像装置和清洁成像装置的照明窗的方法
技术领域：
本发明涉及一种成像装置，用于通过光出射窗将从光源发射的照明光照射到待观察部分来捕获图像，并且涉及一种用于清洁成像装置的光出射窗的方法。
背景技术：
按惯例，用于观察在体腔内的组织的内窥镜系统广为人知，并且通过照射白色光对体腔中的待观察部分进行成像来获得普通图像并将普通图像显示在监视器屏幕上的电子内窥镜系统已经付诸于实践并得到广泛使用。作为这种内窥镜系统的一个，已经提出了用于获取血管的荧光图像的内窥镜系统，其中ICG(吲哚花青绿，indocyanine green)提前注入人体并且近红外光照射到待观察部分，以探测从血管中的ICG发射的荧光，以便检查存在于超过距离对象的活组织表面的某个深度的深度处并且因而在普通图像上不显示的血管。当使用上述类型的内窥镜系统执行内窥镜检查手术时，烟雾或喷雾粘附到插入体腔的内窥镜的插入部的末端，并且往往可能经常污染成像透镜和内窥镜的光出射窗。每当这个时候，从体腔中拉出内窥镜并对其进行清理。特别地，在近红外区域观察荧光的上述类型内窥镜系统通常使用扩散的相干激光，以将近红外激光照射到宽的范围并避免近红外激光集中在暴露至该近红外激光的待观察部分的表面上的近红外激光的集中，并且通常需要为近红外光提供具有大面积的光出射窗。因此，上述污染物粘附到用于近红外光的光出射窗的可能性很高，并且需要经常清洁内窥镜。但是，如果每次污染物粘附到光出射窗就从体腔中拉出内窥镜，并且在清洁后再插入体腔，则在清洁期间停止手术操作，并且重新插入的内窥镜的观察区域与先前比发生改变，弓I起手术操作时间的重大损失。此外，在上述类型内窥镜系统中使用诸如激光源之类的具有相对高功率密度的光源的情况下，当污染物，如血液，粘附到设置在内窥镜的末端处的光出射窗时，污染物可能被照明光烧焦，并且在光出射窗上的被烧焦的污染物阻碍必要的照明的照射。此外，在光出射窗上的被烧焦的污染物以及来自光出射窗的反射光的增加会增加延伸到光出射窗的光导引部件的温度，并且光导引部件可能被烧坏。为了解决这些问题，例如，日本未审查专利公开号2009-279 1,2008-279202， H09-253034和Η07489514(以下简称专利文献1至4)，提出了内窥镜检查系统，其设置有位于内窥镜的插入部的末端处的清洁机构，从而可以不从体腔中拉出内窥镜的插入部而清洁成像透镜和光出射窗。在专利文件1至4中披露的内窥镜系统中，当在普通图像的观察过程中，污染物粘附到位于插入部的末端处的成像透镜的表面时，例如，可以由操作者通过观察实际捕获的图像来检查粘附到插入部的末端的污染物的存在。然而，在普通图像的观察过程中，例如， 当污染物仅粘附到用于近红外光的光出射窗时，操作者不能注意到粘附污染物的存在。此外，当普通图像的观察切换到荧光图像观察时，还难以注意到照明度的下降，因为近红外光可以是不可见的，并且可能会发生上面所述的在出射窗上烧毁污染物的问题。

发明内容
鉴于以上所述的情况，本发明针对提供一种成像装置和清洁该成像装置的光出射窗的方法，其允许光出射窗的清洁，以在适当的时候从其中去除污染物，由此有效地防止在光出射窗上的污染物的燃烧等。本发明的清洁成像装置的光出射窗的方法的一个方面是清洁一种成像装置的光出射窗的方法，该成像装置包括光照射单元和成像单元，光照射单元用于通过光出射窗将从光源发射的照明光照射到待观察部分，成像单元用于在照射照明光时通过接收来自待观察部分的光而捕获图像，该方法包括下述步骤接收开始照射照明光的指令；以及响应于开始照射照明光的指令而朝向光出射窗光排出液体。本发明的成像装置的一个方面是一种成像装置，该成像装置包括光照射单元和成像单元，光照射单元用于通过光出射窗将从光源发射的照明光照射到待观察部分，成像单元用于在照射照明光时通过接收来自待观察部分的光而捕获图像，该成像装置还包括光出射窗清洁单元，用于朝向光出射窗排出液体；光照射开始指令接收单元，用于接收开始照射照明光的指令，其中，光出射窗清洁单元响应于开始照射照明光的指令而排出液体。在本发明的成像装置中，光照射单元可以包括将被插入体腔的体腔插入部，并且光出射窗可以设置在体腔插入部的远端处。光照射单元可以通过光出射窗将作为照明光的激励光照射到待观察部分，并且成像装置可以通过在照射激励光时接收从待观察部分发射的荧光来捕获荧光图像。光源可能是激光光源或LED (发光二极管)光源。成像装置可以通过成像透镜接收来自待观察部分的光，并且用于朝向成像透镜排出液体的成像透镜清洁单元可以与光出射窗清洁单元分开地设置。响应于开始照射照明光的指令，光出射窗清洁单元可以仅从成像透镜清洁单元和光出射窗清洁单元之中的光出射窗清洁单元排出液体。光照射单元可以将作为照明光的激励光通过用于激励光的光出射窗照射到待观察部分，并且可以将作为照明光的白色光通过用于白色光的光出射窗照射到待观察部分， 成像单元可以通过在照射激励光时接收从待观察部分发射的荧光来捕获荧光图像，并且可以通过在照射白色光时接收从待观察部分反射的反射光来捕获普通图像，并且光出射窗清洁单元可以包括用于排出液体的喷嘴，并且单个喷嘴可以用于朝向用于激励光的光出射窗口和用于白色光的光出射窗两者排出液体。可替换地，光照射单元可以将作为照明光的激励光通过用于激励光的光出射窗照射到待观察部分，并且可以将作为照明光的白色光通过用于白色光的光出射窗照射到待观察部分，成像单元可以在照射激励光时通过成像透镜接收从待观察部分发射的荧光来捕获荧光图像，并可以在照射白色光时通过成像透镜接收从待观察部分反射的反射光来捕获普通图像，并且光出射窗清洁单元可以包括用于排出液体的喷嘴，并且单个喷嘴可以用于朝向用于激励光的光出射窗口、用于白色光的光出射窗和成像透镜排出液体。光出射窗清洁装置可以布置在围绕体腔插入部设置的罩管处。
根据本发明的清洁成像装置的光出射窗的方法，在通过光出射窗将从光源发射的照明光照射到待观察部分并且在照射照明光时接收来自待观察部分的光来捕获图像的成像装置中，光出射窗清洁单元响应于开始照射照明光的指令而朝向光出射窗排出液体以清洁光出射窗。以这种方式，光出射窗在每次照明光照射到待观察部分时被清洁，从而有效地防止光出射窗上的污染物等的燃烧。


图1为图示采用本发明的一个实施例的刚性内窥镜系统的示意性结构的视图；图2为图示体腔插入部的示意结构的视图；图3为图示体腔插入部的远端或末端(distal end)的示意性结构的视图；图4为沿着图3中的4-4’线截取的横截面视图；图5为图示由体腔插入部的每个光照射单元照射的光的光谱、当照射所述光时从待观察部分发射的荧光的光谱、和从待观察部分反射的反射光的光谱的示意图；图6为图示成像单元的示意性配置的视图；图7为图示成像单元的光谱灵敏度的示意图；图8为图示图像处理装置和光源装置的示意性配置的视图；图9为图示气体和液体供应装置的示意性配置的视图；图10为用于说明采用本发明的成像装置的一个实施方式的刚性内窥镜系统的操作的流程图；图11是说明气体和液体供应装置的另一个实施例的示意性配置的视图；图12是说明采用本发明成像装置的另一个实施例的刚性内窥镜系统的清洁喷嘴的示意图；和图13是说明采用本发明成像装置的又一个实施例的刚性内窥镜系统的清洁喷嘴的示意图。
具体实施例方式以下参照附图详细描述采用本发明的成像装置的一个实施例的刚性内窥镜系统。 这个实施例的特征在于定时清洁设置在插入身体的插入部的远端处的光出射窗。但是，首先描述整个系统的配置。图1是说明这个实施例的刚性内窥镜系统1的示意性配置的示意图。如图1所示，该实施例的刚性内窥镜系统1包括用于发射蓝光和近红外光的光源装置2 ；刚性内窥镜成像装置10，用于将近红外光和通过对从光源装置2发射的蓝光施加波长转换而获得的白色光照射到待观察部分，并且用于捕获普通图像和荧光图像，其中，普通图像基于照射白色光时从待观察部分反射的反射光，荧光图像基于照射近红外光时从待观察部分发射的荧光；处理器3，用于对由刚性内窥镜成像装置10捕获的图像信号进行预定的处理，并用于将控制信号输出至光源装置2以及将在后面介绍的气体和液体供应装置5 ； 监视器4，用于基于在处理器3处产生的显示控制信号显示待观察部分的荧光图像和普通图像；和气体和液体供应装置5，用于响应于来自处理器3的控制信号来供应生理食盐水和二氧化碳气体到刚性内窥镜成像装置10。
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如图1所示，刚性内窥镜成像装置10包括体腔插入部30和成像单元20，体腔插入部30将插入诸如腹腔或胸腔之类的体腔内，成像单元20用于捕获待观察部分的由体腔插入部30引导到成像单元20的普通图像和荧光图像。此外，如图2所示，体腔插入部30和成像单元20可拆卸地连接到刚性内窥镜成像装置10。体腔插入部30包括连接构件30a、插入构件30b和电缆连接端口 30c。连接构件30a设置在体腔插入部30 (插入构件30b)的一个端侧30X处，从而当连接构件30a例如装配在形成在成像单元20处的孔20a中时，体腔插入部30可拆卸地连接到成像单元20。插入部件30b插入体腔，用于对体腔的内部进行成像。插入部件30b由硬质材料制成并且具有直径例如为约5毫米的实心圆柱形状。插入部件30b包括用于聚焦待观察部分的图像的透镜组。通过插入部件30b的远端侧30Y进入的待观察部分的普通图像和荧光图像通过透镜组输出到位于所述一个端侧30X处的成像单元20。插入部件30b包括在其侧面处的电缆连接端口 30c。光缆LC机械地连接到电缆连接端口 30c，从而通过光缆LC将光源装置2光学地连接到插入部件30b。图3说明体腔插入部30的远端侧30Y的结构。如图3所示，体腔插入部30的远端侧30Y包括成像透镜30d、白色光照射透镜30e和30f、以及近红外光照射透镜30g和30h， 其中，成像透镜30d用于聚焦普通图像和荧光图像，白色光照射透镜30e和30f用于照射白色光，近红外光照射透镜30g和30h用于照射近红外光，白色光照射透镜30e和30f与近红外光照射透镜30g和30h相对于成像透镜30d大致对称设置。设置两个白色光照射透镜 30e和30f和两个近红外光照射透镜30g和30h相对于成像透镜30d对称设置的原因是为了防止由于待观察部分的非平坦形状在普通图像和荧光图像中形成阴影。此外，体腔插入部30的远端侧30Y包括用于排出从气体和液体供应装置5提供的生理食盐水和二氧化碳气体的成像透镜清洁喷嘴7、第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9，。成像透镜清洁喷嘴7的开口 7a朝向成像透镜30d定向并且适于朝向成像透镜30d 排出生理食盐水和二氧化碳气体。第一光照射透镜清洁喷嘴8的开口 8a朝向白色光照射透镜30f和近红外光照射透镜30h定向并且适于朝向白色光照射透镜30f和近红外光照射透镜30h排出生理食盐水和二氧化碳气体。第二光照射透镜清洁喷嘴9的开口 9a朝向白色光照射透镜30e和近红外光照射透镜30g定向并且适于朝向白色光照射透镜30e和近红外光照射透镜30g排出生理食盐水和二氧化碳气体。图4为沿着图3中的4-4’线截取的横截面视图。如图4所示，多个白色光照射单元70 (在这个横截面视图中仅显示一个)和多个近红外光照射单元60 (在这个横截面视图中仅显示一个)设置在体腔插入部30中。白色光照射单元70包括用于引导蓝光的多模光纤71，和当其通过吸收由多模光纤71引导的一部分蓝光而被激励时用于发射范围从绿到黄的可见光的荧光部件72。荧光部件72由多种类型的荧光材料制成，诸如YAG荧光材料或BAM(BaMgAlltlO17)。中空圆筒形套筒部件73被设置以覆盖荧光部件72的外周，并且用于在其中心轴线处保持多模光纤71的套圈74插在套筒部件73中。此外，柔性套筒75插入多模光纤71和套筒部件73之间，柔性套袖75覆盖从套圈74的后端侧(从所述远端侧相对的一侧)延伸的多模光纤71的涂层。近红外光照射单元60包括用于引导近红外光的多模光纤61，并且空间62设置在多模光纤61和近红外光照射透镜30h之间。与白色光照射单元70同样，近红外光照射单元60设置有中空圆筒形套筒部件63， 其被设置为覆盖空间62的外周，并且近红外光照射单元60设置有套圈64和柔性套筒65。作为用在每个光照射单元中的多模光纤，可以使用细光纤，该细光纤例如具有 105 μ m的芯径、125 μ m的覆层直径和包括作为涂层的保护层的范围从0. 3mm至0. 5mm的直径。包括白色光照射透镜30e的白色光照射单元和包括近红外光镜头30g的近红外光照射单元的结构分别地与如上所述的包括白色光照射透镜30f的白色光照射单元70和包括近红外光镜头30h的近红外光照射单元60的结构相同。图5显示由每个光照射单元照射到待观察部分的光的光谱、当照射所述光时从将待观察部分反射的荧光的光谱和当照射所述光时从将待观察部分反射的反射光的光谱。具体地，图5显示蓝光光谱Si、范围从绿至黄的可见光光谱S2、近红外光光谱S3和ICG荧光光谱S4，其中，蓝光光谱Sl传输通过每个白色光照射单元70的荧光部件72并且被照射，范围从绿至黄的可见光光谱S2在白色光照射单元70的荧光部件72处被激发并且并被照射， 近红外光光谱S3由近红外光照射单元60照射，ICG荧光光谱S4在由近红外光照射单元60 照射近红外光光谱S3时发射。应该指出，在此的白色光不限于严格地包含可见光的所有波长成份的白色光。白色光可以包含某些波长带的光，如基本光的R (红)、G (绿)和B (蓝)，并且例如可以宽泛地包含从绿到红的波长成份的光或从蓝到绿的波长成份的光。因此，虽然如图5所示，白色光照射单元70照射蓝光光谱Sl和可见光光谱S2，但这些光谱的光也被认为是白色光。图6为图示成像单元20的示意配置的视图。成像单元20包括第一成像系统，第一成像系统用于通过捕获由体腔插入部30中的透镜组聚焦的待观察部分的荧光图像而产生待观察部分的荧光图像信号；和第二成像系统，第二成像系统用于通过捕获由体腔插入部30中的透镜组聚焦的待观察部分的普通图像而产生普通图像信号。具有反射普通图像和传输荧光图像的光谱特性的分色棱镜21将光轴分开成分别地指向这些成像系统的两个垂直的光轴。第一成像系统包括近红外光减光滤光片22、第一聚焦光学系统23和高灵敏度图像拍摄装置24，近红外光减光滤光片22用于传输从体腔插入部30输出的荧光图像并且对近红外光进行减光；第一聚焦光学系统23用于聚焦从体腔插入部30输出并且传输通过分色棱镜21和近红外光减光滤光片22的荧光图像L2，高灵敏度图像拍摄装置M用于捕获由第一聚焦光学系统23聚焦的荧光图像L2。第二成像系统包括第二聚焦光学系统25和图像拍摄装置沈，第二聚焦光学系统 25用于聚焦从体腔插入部30输出并由分色棱镜21反射的普通图像Li，图像拍摄装置沈用于捕获由第二聚焦光学系统25聚焦的普通图像Li。高灵敏度图像拍摄装置M以高灵敏度检测在荧光图像L2的波长带中的光，并将检测到的光转化成荧光图像信号并且输出荧光图像信号。高灵敏度图像拍摄装置M为单色图像拍摄装置。图像拍摄装置沈检测在普通图像的波长带中的光，并将检测到的光转化成普通图像信号并且输出普通图像信号。图像拍摄装置26在其成像区域处包括配置成Beyer阵列或蜂窝状阵列的三原色(即，红(R)、绿(G)和蓝(B))滤色器。图7显示成像单元20的光谱灵敏度的图表。具体地，在成像单元20中，第一成像系统对顶(近红外)灵敏且第二成像系统对R(红)、G(绿)和B(蓝)灵敏。 成像单元20包括成像控制单元27。成像控制单元27基于从处理器3输出的CXD驱动信号控制高灵敏度图像拍摄装置M和图像拍摄装置沈的驱动，对从高灵敏度图像拍摄装置M输出的荧光图像信号和从图像拍摄装置26输出的普通图像信号施加⑶S/AGC (相关双采样/自动增益控制)和A/D转换，并且通过电缆将处理过的信号输出至处理器3。图8为图示光源装置2和处理器3的示意性配置的视图。如图8所示，处理器3 包括普通图像输入控制器31、荧光图像输入控制器32、图像处理部33、存储器34、视频输出部35和操作部36、TG (定时信号发生器)37和控制部38。普通图像输入控制器31和荧光图像输入控制器32包括具有预定容量的线缓冲器，用于分别地临时存储从成像单元20的成像控制单元27输出的每一帧的普通图像信号和每一帧的荧光图像信号。然后，存储在普通图像输入控制器31中的普通图像信号和存储在荧光图像输入控制器32中的荧光图像信号通过总线存储在存储器34中。图像处理部33接收从存储器34读出的每一帧的普通图像信号和每一帧的荧光图像信号，对这些图像信号施加预定图像处理，并且将处理过的图像信号输出至总线。视频输出部35通过总线接收从图像处理部33输出的普通图像信号和荧光图像信号，对每个信号施加预定处理以产生显示控制信号，并且将显示控制信号输出至监视器4。操作部36接收来自操作人员的输入，如开始照射近红外光的指令，即从普通图像模式切换到荧光图像模式的指令，以及控制参数等。应注意，虽然在这个实施例中操作部36 接收开始照射近红外光的指令，但这不意图限制本发明。例如，可以在按压脚踏开关时接收开始照射近红外光的指令。TG 37输出驱动脉冲信号，所述驱动脉冲信号用于驱动成像单元20的高灵敏度图像拍摄装置M和图像拍摄装置26以及光源装置2的LD驱动器43、46和49 (随后将描述)。控制部38控制整个系统。特别地，在本实施方式中，控制部分38输出控制信号到气体和液体供应装置5，以响应于由操作部36接收到的开始照射近红外光的指令来供应液体。与近红外光的照射相结合的液体供应的控制预先设定为近红外光发射联动模式。在这个实施例中，近红外光发射联动模式可以由操作者通过操作部36开启或关闭。如图8所示，光源装置2包括蓝光LD光源40、聚光透镜41、光纤分束器42和LD驱动器43，蓝光LD光源40用于发射445nm的蓝光，聚光透镜41用于聚集从蓝光LD光源40 发射的蓝光，并将聚集的蓝光输入至光纤分束器42，光纤分束器42用于将来自聚光透镜41 的蓝光同时输入至光缆LCl和光缆LC2，LD驱动器43用于驱动蓝光LD光源40。每个光缆LCl和LC2在光学上连接到白色光照射单元70的多模光纤71。光源装置2还包括用于发射750 790nm范围的近红外光的近红外LD光源44 和47、聚集从近红外LD光源44和47发射的近红外光并且分别地使聚集的近红外光输入至光缆LC3和LC4的聚光透镜45和48、以及用于分别地驱动近红外LD光源44和47的LD驱动器46和49。每个光缆LC3和LC4在光学上连接到近红外光照射单元60的多模光纤61。应该指出的是，虽然在本实施方式中近红外光用作激励光，但激励光不限于上述的近红外光。依靠给予目标的荧光染料的种类或被引起其自身发射荧光的活组织的种类以合适的方式确定激励光。此外，虽然在这实施例中使用激光光源，但也可使用LED光源。图9是说明气体和液体供应装置5的示意性配置的框图。如图9所示，气体和液体供应装置5包括二氧化碳气筒501、贮液器502、压力和流量调节部503、气体和液体供应控制部504、流量传感器505和506、三通阀507和加热部508。二氧化碳气筒501存储二氧化碳气体。二氧化碳气筒501中的二氧化碳气体通过导管601供给到压力和流量调节部503。压力和流量调节部503调节二氧化碳气体的压力和流量并且通过导管602供应二氧化碳气体到贮液器502。贮液器502例如存贮生理食盐水，并且适于通过由导管602供应的二氧化碳气体提供生理食盐水到导管603。贮液器502 还适应供应二氧化碳气体到导管604。三通阀507在从导管603供应的生理食盐水和从导管604供应的二氧化碳气体之间切换以提供其中之一到气体和液体供应导管605。生理食盐水或二氧化碳气体通过气体和液体供应导管605提供到成像透镜清洁喷嘴7、第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9。流量传感器505检测流过导管603的生理食盐水的流量。流量传感器506检测流过导管604的二氧化碳气体的流量。加热部508用于将贮液器502中生理食盐水保持在预定温度处，并且其中包括温度传感器。气体和液体供应控制部504基于自处理器3的控制部38输出的控制信号以及自流量传感器505和506输出的检测信号来控制压力和流量调节部503、三通阀507和加热部 508。接下来，参照图10中的流程图说明这个实施例的刚性内窥镜系统的操作。首先，标签试剂通过对象的静脉给予对象，并且二氧化碳气体通过气体和液体供应装置5供应到对象以注入体腔。这时，气体和液体供应控制部504控制加热部508以将生理食盐水保持在预定温度处(SlO)。然后，操作者通过处理器3的操作部36选择普通成像模式，并且指示所述选择的信号由控制部38接收。然后，控制部38控制系统的组成部分以捕获和显示普通图像(S12)。在选择普通成像模式的情况下，从光源装置2的蓝色LD光源40发射的蓝色光通过聚光透镜41和光纤分束器42同时输入到光缆LCl和LC2。然后，蓝色光由光缆LCl和 LC2引导进入体腔插入部30，并且由光体腔插入部30中的白色光照射单元70的多模光纤 71引导。然后，从多模光纤71的发射端发射的蓝色光的一部分传输通过荧光部件72以被照射到待观察部分，并且蓝色光的其余部分通过荧光部件72经受波长转换以被转换为范围从绿色到黄色的可见光，并且该可见光被照射到待观察部分。也就是说，由蓝光和范围由绿到黄的可见光形成的白色光被照射到待观察部分。然后，当照射白色光时从待观察部分反射的普通图像在插入部件30b的远端30Y处进入成像透镜30d，并且由插入部件30b中的透镜组B引导，以被输出到成像单元20。进入成像单元20的普通图像由分色棱镜21以直角反射，并且由第二聚焦光学系统25聚焦在图像拍摄装置沈的成像区域上以被图像拍摄装置沈捕获。然后，R、G和B图像信号分别地从图像拍摄装置沈输出并且在成像控制单元27 处经受⑶S/AGC(相关双采样/自动增益控制)和A/D转换，并且被处理的信号通过电缆5 输出到处理器3。然后，输入到信号处理器3的普通图像暂时存放在普通图像输入控制器31处，并且然后存储在存储器；34中。然后，从存储器34读出的每一帧的每个普通图像信号在图像处理部33处经受色调校正和清晰度校正，并且顺序地输出到视频输出部35。视频输出部35对输入的每个普通图像信号施加预定处理，以产生显示控制信号， 并且顺序地输出每一帧的显示控制信号到监视器4。然后，监视器4基于输入到监视器4的显示控制信号显示普通图像。如果操作者，诸如医生，希望在如上所述显示普通图像显示的状态下捕获待观察的所需部分的荧光图像，，则将成像模式切换到荧光成像模式(S14，是)。切换成像模式到荧光成像模式的指令是通过操作部36做出的。响应于切换成像模式的指令，开始近红外光的发射的控制信号通过TG 37从控制部38输出到LD驱动器46 和49，用于驱动近红外LD光源44和47。响应于该控制信号，LD驱动器46和49引起近红外光LD光源44和47发射近红外光。另一方面，当通过操作控制部38做出切换成像模式到荧光成像模式的指令时，控制部38检查近红外光发射联动模式是否为来自第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9的液体供应设置近红外光发射联动模式(S16)。如果设置近红外光发射联动模式(S16，是)，则控制部38响应于切换成像模式到荧光成像模式的指令的接收而输出控制信号到气体和液体供应装置5的气体和液体供应控制部504。然后，响应于输入的控制信号，气体和液体的供应装置5开始供应生理食盐水 (S18)。具体来说，压力和流量调节部503调节来自二氧化碳气筒501的二氧化碳气体的压力和流量，并且二氧化碳气体通过导管602被供应到贮液器502。二氧化碳气体的这种供应引起在贮液器502中的生理食盐水被提供给导管603。然后，生理食盐水流过导管603并通过三通阀507的，以供应到气体和液体供应导管605，并且通过气体和液体供应导管605供应给成像透镜清洁喷嘴7、第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9。成像透镜清洁喷嘴7、第一光照射透镜清洁喷嘴8 和第二光照射透镜清洁喷嘴9排出生理食盐水以清洁白色光照射透镜30e和30f、近红外光照射透镜30g和30h以及成像透镜30d。然后，结合上述透镜的清洁，开始捕获荧光图像的操作。具体来说，从光源装置2 的每个近红外LD光源44和47发射的近红外光通过聚光镜45、48进入光缆LC3、LC4，并且通过光缆LC3、LC4进入体腔插入部30。然后，近红外光由在体腔插入部30中的近红外光照射单元60的多模光纤61引导以照射到待观察部分。然后，当照射作为激励光的近红外光，从待观察部分发射的ICG荧光图像在插入部件30b的远端30Y处进入成像透镜30d，由插入部件30b中的透镜组引导，并且输出到成
11像单元20。输入成像单元20的ICG荧光图像传输通过分色棱镜21和近红外减光滤光片22， 并且通过第一聚焦光学系统23聚焦在高灵敏度图像拍摄装置M的成像区域上，以被高灵敏度图像拍摄装置M捕获。从高灵敏度图像拍摄装置M输出的ICG荧光图像信号在成像控制单元27处经受⑶S/AGC(相关双采样/自动增益控制)和A/D转换，并且然后通过电缆5输出到处理器3。输入到处理器3的荧光图像信号暂时存放在荧光图像输入控制器32处，并且然后存储在存储器34中。然后，从存储器34读出的每一帧的每个荧光图像信号在图像处理部 33处经受预定图像处理，并且顺序地输出到视频输出部35。然后，视频输出部35对输入到该视频输出部35的每个荧光图像信号施加预定的处理以产生显示控制信号，并且顺序地输出每一帧的显示控制信号到显示器4。然后，显示器4基于输入到该显示器4的显示控制信号显示荧光图像。相反地，如果在S16步骤中确定未设置近红外光发射联动模式(S16，NO)，则此时不执行液体供应控制，并且以手动模式控制气体和液体的供应，这将在后面介绍。回到S14，如果确定没有选择荧光成像模式，也就是说，如果连续地选择普通成像模式，则操作者以手动模式控制来自成像透镜清洁喷头7、第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9的生理食盐水或类似物的发射。具体来说，例如，当操作者基于普通图像确定有粘附污染物，并且操作者通过处理器3的操作部36操作气体和液体供应切换时，气体和液体供应控制部504控制压力和流量调节部503和三通阀507，以根据手动操作供应气体和液体。具体来说，当操作者做出从成像透镜清洁喷头7、第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9供应生理食盐水的操作时，压力和流量调节部503调节二氧化碳气筒501中的二氧化碳气体的压力和流量，并且二氧化碳气体通过导管602供应到贮液器 502。二氧化碳气体的这种供应引起在贮液器502中的生理食盐水被提供给导管603。然后，生理食盐水流过导管603并通过三通阀507，以供应到气体和液体供应导管 605，并且通过气体和液体供应导管605供应到成像透镜清洁喷头7、第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9，以从成像透镜清洁喷头7、第一光照射透镜清洁喷嘴 8和第二光照射透镜清洁喷嘴9中排出。此外，当操作者做出从成像透镜清洁喷头7、第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9供应气体的操作时，切换三通阀507以连接到导管604，并且通过贮液器502的二氧化碳气体提供给导管604。然后，所提供的二氧化碳气体通过三通阀507以提供给气体和液体供应导管605，并且通过气体和液体供应导管605供应到成像透镜清洁喷嘴7、第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9，以从成像透镜清洁喷头7、 第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9中排出。重复在S12到S20中的上述操作，直到刚性内窥镜系统1的程序结束(S22)。应当指出，虽然在第一实施例的上述刚性内窥镜系统中，成像模式在普通成像模式和荧光成像模式之间切换，但其不是意图限制本发明。普通成像模式和荧光成像模式两者的选择可被接受以执行用于同时捕获普通图像和荧光图像的操作。还是在这种情况下， 控制部38检查是否为了捕获荧光图像而设置近红外光发射联动模式，并且如果设置近红外光发射联动模式，正如上文所述，结合近红外光的发射，生理食盐水从成像透镜清洁喷嘴 7、第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9排出。相反地，如果没有设置近红外光发射联动模式，则以手动模式控制气体和液体供应。此外，虽然在上述的实施例中，当设置近红外光发射联动模式时，结合近红外光的发射而清洁成像透镜30d和近红外光照射透镜30g和30h，但这不是意图限制本发明。在那种情况下，只有近红外光照射透镜30g和30h可被清洁，并且成像透镜30d的清洁可以不与近红外光的发射相结合。具体来说，如图11所示，例如，双向阀509可以设置在三通阀507的下游，使得当做出切换成像模式到荧光成像模式的指令时，生理食盐水可以通过导管60 只从第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9排出用于清洁光照射透镜，而没有供应生理食盐水到导管60 用于清洁成像透镜。通过以这种方式不执行成像透镜30d的清洁，防止捕获普通图像或荧光图像的操作被清洁液(生理食盐水)无意地阻碍的这种情况，从而避免操作者受到这种妨碍的困扰。在这种情况下，如上面所述，例如可以在手动模式下执行成像透镜30d的清洁。此外，可以接收指示是否结合近红外光的发射来执行成像透镜30d的清洁的指令，并且成像透镜30d的清洁可以与近红外光的发射联动，或者可以基于所述指令选择手动模式。进一步，虽然在上述的实施例中提供包括成像透镜清洁喷嘴7、第一光照射透镜清洁喷嘴8和第二光照射透镜清洁喷嘴9的三个清洁喷嘴，但这不是意图限制本发明。例如， 如图12所示，单个清洁喷嘴80可用于清洁全部透镜。在如图12所示的实施例中，仅设置一个近红外光照射单元60，并且设置椭圆形近红外光照射透镜30i以加宽光照射范围。然而进一步，虽然在上面所述的实施例中，气体和液体供应导管插入体腔插入部 30中，并且在体腔插入部30的末端处设置清洁喷嘴，但这不是意图限制本发明。如图13 所示，气体和液体的供应导管可以设置在围绕体腔插入部30的侧面布置的罩管(mantle tube) 90处，并且第一清洁喷嘴91、第二清洁喷嘴92和第三清洁喷嘴93可以设置在罩管90 的末端处。由于罩管90没有固定到体腔体插入部30，因此第一到第三清洁喷嘴91、92和 93可以定位在沿着体腔插入部30的远端的外周的任意位置，从而为被清洁的位置提供自由度。虽然本发明的成像装置在上述的实施例中施加到刚性内窥镜系统，但这不是意图限制本发明。例如，本发明的成像装置可以应用于包括柔性内窥镜装置的内窥镜系统。除了内窥镜系统，本发明的成像装置可以应用到没有插入身体的插入部的所谓的摄像机型医疗成像装置。
权利要求
1.一种清洁成像装置的光出射窗的方法，该成像装置包括光照射单元和成像单元，光照射单元用于通过光出射窗将从光源发射的照明光照射到待观察部分，成像单元用于在照射照明光时通过接收来自待观察部分的光而捕获图像，该方法包括下述步骤接收开始照射照明光的指令；以及响应于开始照射照明光的指令而朝向光出射窗光排出液体。
2.一种成像装置，包括光照射单元和成像单元，光照射单元用于通过光出射窗将从光源发射的照明光照射到待观察部分，成像单元用于在照射照明光时通过接收来自待观察部分的光而捕获图像，该成像装置还包括光出射窗清洁单元，用于朝向光出射窗排出液体；光照射开始指令接收单元，用于接收开始照射照明光的指令，其中，光出射窗清洁单元响应于开始照射照明光的指令而排出液体。
3.根据权利要求2所述的成像装置，其中光照射单元包括将被插入体腔的体腔插入部，并且光出射窗设置在体腔插入部的远端处。
4.根据权利要求2所述的成像装置，其中光照射单元通过光出射窗将作为照明光的激励光照射到待观察部分，并且成像装置通过在照射激励光时接收从待观察部分发射的荧光来捕获荧光图像。
5.根据权利要求2所述的成像装置，其中 光源包括激光光源。
6.根据权利要求2所述的成像装置，其中 光源包括发光二极管光源。
7.根据权利要求2所述的成像装置，其中成像装置通过成像透镜接收来自待观察部分的光，并且用于朝向成像透镜排出液体的成像透镜清洁单元与光出射窗清洁单元分开地设置。
8.根据权利要求7所述的成像装置，其中响应于开始照射照明光的指令，光出射窗清洁单元仅从成像透镜清洁单元和光出射窗清洁单元之中的光出射窗清洁单元排出液体。
9.根据权利要求2所述的成像装置，其中光照射单元将作为照明光的激励光通过用于所述激励光的光出射窗照射到待观察部分，并且将作为照明光的白色光通过用于所述白色光的光出射窗照射到待观察部分，成像单元通过在照射激励光时接收从待观察部分发射的荧光来捕获荧光图像，并通过在照射白色光时接收从待观察部分反射的反射光来捕获普通图像，并且光出射窗清洁单元包括用于排出液体的喷嘴，并且单个喷嘴用于朝向用于所述激励光的光出射窗口和用于所述白色光的光出射窗两者排出液体。
10.根据权利要求2所述的成像装置，其中光照射单元将作为照明光的激励光通过用于所述激励光的光出射窗照射到待观察部分，并且将作为照明光的白色光通过用于所述白色光的光出射窗照射到待观察部分，成像单元在照射激励光时通过成像透镜接收从待观察部分发射的荧光来捕获荧光图像，并在照射白色光时通过所述成像透镜接收从待观察部分反射的反射光来捕获普通图像，并且光出射窗清洁单元包括用于排出液体的喷嘴，并且单个喷嘴用于朝向用于所述激励光的光出射窗口、用于所述白色光的光出射窗和成像透镜排出液体。
11.根据权利要求2所述的成像装置，其中 光出射窗清洁装置布置在围绕体腔插入部设置的罩管处。
全文摘要
在用于通过光出射窗将从光源发射的照明光照射到待观察部分并且在照射照明光时接收来自待观察部分的光来捕获图像的成像装置中，光出射窗清洁单元响应于开始照射照明光的指令而朝向光出射窗排出液体以清洁光出射窗。
文档编号A61B1/12GK102429629SQ20111026196
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月6日 优先权日2010年9月6日
发明者吉田光治 申请人:富士胶片株式会社