專利名稱：電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
常規(guī)上，在醫(yī)療診斷和治療中廣泛使用電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)。電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)由以下各項(xiàng)構(gòu)成具有插入部的電子內(nèi)視鏡、處理器設(shè)備以及連接到電子內(nèi)視鏡的光源設(shè)備等。電子內(nèi)視鏡具有被引入患者體腔內(nèi)的插入部以及用于操作插入部的操作部。在插入部的遠(yuǎn)端中，形成照明窗和成像窗，通過該照明窗在患者身體中施加照明光，且通過該成像窗對(duì)身體內(nèi)部成像。在電子內(nèi)視鏡中，圖像傳感器通過成像窗來捕捉位于通過照明窗所施加的照明光之下的待檢查的體內(nèi)部分的圖像。處理器設(shè)備對(duì)從圖像傳感器輸出的圖像信號(hào)應(yīng)用各種類型的處理，并產(chǎn)生用于診斷的觀察圖像。在連接到處理器設(shè)備的監(jiān)視器上顯示觀察圖像。光源設(shè)備具有可調(diào)整強(qiáng)度的白色光源，以向電子內(nèi)視鏡供應(yīng)照明光。將照明光通過穿過電子內(nèi)視鏡的光導(dǎo)(light guide)導(dǎo)向遠(yuǎn)端部，并通過照明光學(xué)系統(tǒng)從照明窗向體內(nèi)部分施加。要求插入部具有小的直徑，其目的是減少患者的物理負(fù)擔(dān)。為此，遠(yuǎn)端部一般包含單個(gè)圖像傳感器，但是在遠(yuǎn)端部中包含多個(gè)圖像傳感器以增強(qiáng)圖像清晰度的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)是已知的(參見日本專利待審公開No. 2004-40480和2008-79823)。例如，日本專利待審公開No. 2004-40480公開了以下技術(shù)半反射鏡將光學(xué)路徑分為兩個(gè)方向，且兩條路徑上布置的兩個(gè)圖像傳感器以不同的曝光時(shí)間來捕捉圖像。兩個(gè)圖像的合成圖像方便了擴(kuò)展動(dòng)態(tài)范圍。日本專利待審公開No. 2008-79823公開了以下技術(shù)分色棱鏡(dichroic prism)將入射光分為綠光(G光)、紅光(R光)和藍(lán)光(B光)。將G光的圖像與R和B光的圖像合并，以提高分辨率。近些年來，通過施加特定波長(zhǎng)的光(下文中稱為特殊光)對(duì)體內(nèi)部分進(jìn)行成像，以強(qiáng)調(diào)特定組織(比如，腫瘤和粘膜表層中的毛細(xì)血管)的方法是已知的。例如，在窄帶成像中，對(duì)體內(nèi)部分施加具有窄波長(zhǎng)頻段的藍(lán)光，且捕捉其反射光。在自體熒光成像中，對(duì)響應(yīng)于激發(fā)光的施加而從人體內(nèi)的特定組織發(fā)射的自體熒光進(jìn)行捕捉。在藥劑熒光成像中，提前讓患者服用熒光標(biāo)記藥劑，且對(duì)響應(yīng)于激發(fā)光的施加而從標(biāo)記藥劑發(fā)射的藥劑熒光進(jìn)行捕捉。在紅外成像中，對(duì)體內(nèi)部分施加紅外光，且捕捉其反射光。在上述要捕捉的光中，自體突光、藥劑突光、或紅外光產(chǎn)生弱的信號(hào)。為了對(duì)這種弱光成像，在與日本專利待審公開No. 2007-50106相對(duì)應(yīng)的美國(guó)專利No. 8，007, 433中提供了特定圖像傳感器。在美國(guó)專利No. 8，007, 433中，棱鏡將從體內(nèi)部分入射的光相對(duì)于波長(zhǎng)500nm—分為二。然后，分別捕捉兩種類型的圖像，即具有小于等于500nm波長(zhǎng)的光的圖像以及具有大于500nm波長(zhǎng)的光的圖像，以獲得高質(zhì)量的特殊光圖像。在捕捉從體內(nèi)部分發(fā)射的弱熒光時(shí)，由于熒光本身過弱，即使將特殊光(比如從光源發(fā)射的激發(fā)光)濾掉，且僅捕捉熒光，也不一定獲得適用于診斷的清晰圖像。從而，在例如日本待審專利公開No. 2008-79823中，對(duì)從兩個(gè)圖像傳感器之一獲得的信號(hào)放大，以產(chǎn)生自體熒光圖像。然而通過圖像處理對(duì)信號(hào)放大的方法還具有成比例地放大噪聲分量的缺點(diǎn)。因此，當(dāng)捕捉弱光(比如自體熒光和藥劑熒光)時(shí)，除了濾掉特殊光之外，還需要對(duì)要捕捉的光的信號(hào)本身進(jìn)行放大，以獲得清晰的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是增強(qiáng)特殊圖像的質(zhì)量，該特殊圖像捕捉了響應(yīng)于特殊光的施加而從體內(nèi)部分反射或發(fā)射的弱光。為了實(shí)現(xiàn)上述和其他目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的一種電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)包括要引入人體內(nèi)的插入部；普通光發(fā)射裝置，用于向體內(nèi)部分發(fā)射白光；特殊光發(fā)射裝置，用于向所述體內(nèi)部分發(fā)射特殊光；第一成像裝置；第二成像裝置；分光裝置；以及監(jiān)視裝置。所述第一成像裝置在所述插入部的遠(yuǎn)端部中提供，并捕捉用所述白光輻照的所述體內(nèi)部分的第一圖像。所述第二成像裝置在所述插入部的所述遠(yuǎn)端部中提供，并捕捉用所述特殊光輻照的所述體內(nèi)部分的第二圖像。所述第二成像裝置具有電子倍增裝置，用于將從所述體內(nèi)部分入射的弱光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而得到的信號(hào)電荷倍增。所述分光裝置對(duì)從所述體內(nèi)部分入射的光 進(jìn)行分光，并將所述光定向到所述第一成像裝置和所述第二成像裝置。所述監(jiān)視裝置顯示所述體內(nèi)部分的所述第一圖像和所述第二圖像。所述弱光可以是熒光，且所述特殊光可以是用于產(chǎn)生所述熒光的激發(fā)光。所述第二成像裝置可以包括激發(fā)光濾光裝置，用于濾掉從所述體內(nèi)部分反射的激發(fā)光。所述監(jiān)視裝置可以用平鋪方式來顯示由所述第一成像裝置捕捉的所述第一圖像和由所述第二成像裝置捕捉的所述第二圖像。所述電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)還可以包括圖像合成裝置，用于通過將由所述第二成像裝置捕捉的所述第二圖像與由所述第一成像裝置捕捉的所述第一圖像相疊加，來產(chǎn)生合成圖像。優(yōu)選地在所述監(jiān)視裝置上顯示所述合成圖像。優(yōu)選地將所述第一成像裝置和所述第二成像裝置布置為相對(duì)于所述分光裝置，具有彼此相等的視野。所述電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)還可以包括用于冷卻所述第二成像裝置的冷卻裝置。所述冷卻裝置可以包括Peltier設(shè)備或散熱器。所述分光裝置可以包括分束器(beam splitter)或半反射鏡(half mirror)。所述第一成像裝置可以包括CXD圖像傳感器，且所述第二成像裝置可以包括EMCXD圖像傳感器。所述EMCXD(電子倍增(XD)圖像傳感器通過使用其電荷轉(zhuǎn)移部中的雪崩倍增效應(yīng)來倍增弱圖像信號(hào)，并輸出已倍增的圖像信號(hào)。優(yōu)選地，與開始讀出所述第一成像裝置的任何幀同步地開始從所述第二成像裝置中讀出信號(hào)電荷。所述熒光可以是響應(yīng)于所述激發(fā)光的輻照而從所述人體內(nèi)特定組織本身發(fā)射的自體突光。所述激發(fā)光可以是具有波長(zhǎng)400nm到420nm的藍(lán)紫(violet)光。在另一,清況下，所述熒光是在由所述激發(fā)光激勵(lì)時(shí)從被服用到所述體內(nèi)部分的熒光標(biāo)記藥劑發(fā)射的。所述第二成像裝置可以捕捉紅外熒光圖像，且可以與所述第一成像裝置捕捉的所述第一圖像一起，在所述監(jiān)視裝置上顯示所述紅外熒光圖像，用于比較。當(dāng)將所述第一成像裝置蓄積信號(hào)電荷或讀出所述信號(hào)電荷所需的時(shí)間定義為一個(gè)幀周期時(shí)，所述第二成像裝置可以蓄積兩個(gè)幀周期的信號(hào)電荷，且在下一個(gè)單個(gè)幀周期中讀出所蓄積的信號(hào)電荷。在另一情況下，所述第一成像裝置可以以一個(gè)幀周期的循環(huán)，來交替執(zhí)行所述信號(hào)電荷的蓄積和讀出，且所述第二成像裝置可以以一個(gè)幀周期的循環(huán)，來交替執(zhí)行所述信號(hào)電荷的蓄積和讀出。在該情況下，當(dāng)所述第一成像裝置和所述第二成像裝置之一執(zhí)行所述信號(hào)電荷的蓄積時(shí)，另一個(gè)優(yōu)選地執(zhí)行所述信號(hào)電荷的讀出。根據(jù)本發(fā)明，有可能獲得清晰的特殊圖像。


為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)以下描述進(jìn)行參考，在附圖中圖I是電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的示意圖；圖2是示出了電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的電子結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是相機(jī)頭裝置的示意圖；圖4是(XD的示意圖；圖5是EMCXD的示意圖；圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的CCD和EMCCD的操作的定時(shí)圖；圖7是示出了根據(jù)另一實(shí)施例的CXD和EMCXD的操作的定時(shí)圖；圖8是示出了根據(jù)又一實(shí)施例的CXD和EMCXD的操作的定時(shí)圖；圖9是示出了根據(jù)又一實(shí)施例的CXD和EMCXD的操作的定時(shí)圖；圖10是監(jiān)視器的前視圖，其上以平鋪方式顯示了普通圖像和特殊圖像；以及圖11是監(jiān)視器的前視圖，其上顯示了合成圖像。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10由電子內(nèi)視鏡11、處理器設(shè)備12以及光源設(shè)備13構(gòu)成。電子內(nèi)視鏡11包括要引入患者體腔內(nèi)的柔性插入部14、耦合到插入部14的基端的操作部16、連接到處理器設(shè)備12和光源設(shè)備13的連接器17、以及用于將操作部16連接到連接器17的通用線纜18。插入部14在其遠(yuǎn)端部19包含兩種類型的圖像傳感器，即用于捕捉白光下的圖像的CCD 43(參見圖2)和用于捕捉特殊光下的圖像的EMCCD(電子倍增CCD) 46 (參見圖 2)。在操作部16上，提供了包括以下各項(xiàng)的操作元件角度旋鈕，用于使遠(yuǎn)端部19在所需方向上柔軟地彎曲；供氣/供水按鈕，用于從遠(yuǎn)端部19噴射空氣或水；釋放按鈕，用于捕捉并存儲(chǔ)靜態(tài)觀察圖像；以及縮放按鈕，用于放大或縮小在監(jiān)視器21上顯示的觀察圖像。操作部16在其遠(yuǎn)端側(cè)具有醫(yī)療儀器插入端口，可以將諸如電烙器等的醫(yī)療儀器插入該醫(yī)療儀器插入該端口。醫(yī)療儀器插入端口通過在插入部14中提供的通道耦合到在遠(yuǎn)端部19中提供的醫(yī)療儀器出口。處理器設(shè)備12電連接到電子內(nèi)視鏡11和光源設(shè)備13。處理器設(shè)備12執(zhí)行對(duì)電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10的中心控制。處理器設(shè)備12通過通用線纜18和在插入部14中提供的電纜，向電子內(nèi)視鏡11供電，并控制CXD 43和EMCXD 46的操作。此外，處理器設(shè)備12通過電纜接收從CXD 43和EMCXD 46輸出的圖像信號(hào)，并產(chǎn)生各種類型的圖像數(shù)據(jù)。將處理器、設(shè)備12產(chǎn)生的圖像數(shù)據(jù)在通過電纜連接到處理器設(shè)備12的監(jiān)視器21上顯示為觀察圖像。如圖2所示，電子內(nèi)視鏡11在成像窗26的凹入處具有目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)27和相機(jī)頭裝置(CHA) 31，以及在照明窗32和33的凹入處分別具有光投影單元36和37。在遠(yuǎn)端部19的端表面中提供由透明材料制成的成像窗26。來自體內(nèi)部分的光入射在成像窗26上，并通過目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)27引導(dǎo)至CHA 31。包括透鏡在內(nèi)的目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)27通過在CHA 31中提供的分束器42，在CXD 43和EMCXD 46的成像平面上形成體內(nèi)部分的圖像。CHA 31是用于在CPU 41的控制下對(duì)體內(nèi)部分成像的裝置。CHA 31包括分束器 42、(XD 43、EM(XD 46、(XD 控制器 44、EMCXD 控制器 47 等等。分束器 42、(XD 43 以及 EMCXD46包含在遠(yuǎn)端部19中。CPU 41、(XD控制器44以及EMCXD控制器47包含在操作部16、通用線纜18的連接器17或類似部件中。分束器42將從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)27入射的光分為朝向CXD 43和EMCXD 46的兩個(gè)方向。如圖3所示，分束器42采用立方體的形狀，其由傾斜表面相鄰的具有三角柱形狀的兩個(gè)棱鏡構(gòu)成。在棱鏡之間的界面中提供半透明層51。半透明層51透射一部分入射光，并反射其余的入射光。半透明層51的分光并不依賴于入射光的波長(zhǎng)，而是半透明層51以實(shí)質(zhì)上相同的比率對(duì)每個(gè)波長(zhǎng)的光進(jìn)行透射和反射。例如，半透明層51透射30%到70%的入射光，并反射其余70%到30%的入射光。注意到半透明層51的透射率和反射率可以是其他值，且可以根據(jù)CXD 43和EMCXD 46的靈敏度等來任意確定。使用半透明層51，分束器42可以讓從體內(nèi)部分入射的光的30%到70%進(jìn)入EMCXD 46，而讓從體內(nèi)部分入射的光的70%到30%進(jìn)入CXD 43。在分束器42和EMCXD 46之間布置特殊光過濾濾光器95，以濾掉特殊光，即，激發(fā)光。特殊光過濾濾光器95避免EMCCD 46接收被反射的激發(fā)光。特殊光過濾濾光器95優(yōu)選地具有針對(duì)激發(fā)光的O. 1%或更少的透射率。可以將特殊光過濾濾光器95集成到分束器42的EMCXD —側(cè)的光出射面。CXD 43是拍攝白光(下文中稱為普通光)下的體內(nèi)部分的圖像的圖像傳感器。CXD 43被布置為使得其成像平面面向分束器42的光出射面。由CXD控制器44來控制CXD43的操作。CPU 41通過CXD控制器44來控制CXD 43的操作定時(shí)。CXD控制器44獲得從CXD 43輸出的圖像信號(hào)，并讓圖像信號(hào)經(jīng)歷A/D轉(zhuǎn)換。然后，CXD控制器44向處理器設(shè)備12的DSP 62輸出圖像信號(hào)。在拍攝運(yùn)動(dòng)圖像中，一般將CXD 43的幀速率設(shè)置為30fps或60fps，但是也可以設(shè)置為從I至200fps中的任意速率。除了運(yùn)動(dòng)圖像之外，電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10可以記錄靜態(tài)圖像。EMCXD 46是對(duì)從體內(nèi)部分的活體組織發(fā)射的弱自體熒光進(jìn)行成像的圖像傳感器。在EMCCD 46中，通過光電轉(zhuǎn)換將自體熒光轉(zhuǎn)換為信號(hào)電荷。EMCCD 46對(duì)信號(hào)電荷進(jìn)行倍增，并輸出倍增過的信號(hào)電荷作為圖像信號(hào)，稍后將描述細(xì)節(jié)。由EMCCD控制器47來控制EMCXD 46的操作。CPU 41通過EMCXD控制器47來控制EMCXD 46的操作定時(shí)。EMC⑶控制器47獲得從EMCXD 46輸出的圖像信號(hào)，并讓圖像信號(hào)經(jīng)歷A/D轉(zhuǎn)換。然后，EMCXD控制器47向處理器設(shè)備12的DSP 63輸出圖像信號(hào)。在遠(yuǎn)端部19的端表面中提供由透明材料制成的照明窗32和33，以照明人體的內(nèi)部。通過照明窗32施加普通光。通過照明窗33施加引起活體組織發(fā)射自體熒光的激發(fā)光(下文中稱為特殊光)。如稍后所述，將照明窗32和33分別與光投影單元36和37集成。為了簡(jiǎn)單起見，圖2示出了用于普通光的照明窗32和光投影單元36的一個(gè)集合，以及用于特殊光的照明窗33和光投影單元37的一個(gè)集合。然而在實(shí)際中，提供照明窗和光投影單元的多個(gè)集合，使得用普通光和激發(fā)光來均勻輻照電子內(nèi)視鏡11的視野(成像區(qū)域)。光投影單元36和37將通過光纖52和53從光源設(shè)備13導(dǎo)入的光通過照明窗32和33分別投影到體內(nèi)部分。用防護(hù)玻璃來密封光投影單元36和37的尖端。防護(hù)玻璃在遠(yuǎn)端部19的端表面上是暴露的，且作為照明窗32和33。為了讓光投影單元36將普通光投影到體內(nèi)部分，將藍(lán)色激光通過光纖52從光源設(shè)備13導(dǎo)入。光投影單元36具有在其尖端處的熒光體54的板。熒光體54由例如YAG或BAM(BaMgAl 10017)構(gòu)成，吸收從光纖52射出的藍(lán)色激光的一部分，并射出綠色到黃色光。將透過熒光體54而擴(kuò)散的其余藍(lán)光與從熒光體54發(fā)射的泵浦綠色到黃色光合并，使得光投影單元36投影作為人造白光的普通光。光投影單元37將特殊光投影到體內(nèi)部分。將特殊光通過光纖53從光源設(shè)備13導(dǎo)入光投影單元37。光投影單元37具有在其尖端處的光擴(kuò)散元件56。光擴(kuò)散元件56將 從光纖53射出的特殊光進(jìn)行擴(kuò)散。從而，從光投影單元37投影到體內(nèi)部分的特殊光具有特定的照射范圍，并覆蓋電子內(nèi)視鏡11的整個(gè)成像區(qū)域。處理器設(shè)備12具有CPU 61、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)62和63、數(shù)字圖像處理器(DIP) 64、顯示控制器65、操作單元66、ROM 67、RAM 68等等。將CPU 61通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制線(未示出它們)連接到每個(gè)部分，并執(zhí)行對(duì)整個(gè)處理器設(shè)備12的中心控制。ROM 67存儲(chǔ)包括用于控制處理器設(shè)備12的各種程序(OS、應(yīng)用程序等等)在內(nèi)的各種類型的數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)等等。CPU 61從ROM 67中讀出所需程序或數(shù)據(jù)，并將程序或數(shù)據(jù)加載到作為工作存儲(chǔ)器的RAM 68，接著處理讀取的程序。此外，CPU 61從操作單元66或通過網(wǎng)絡(luò)(比如LAN)來檢索包括檢查日期、患者姓名、醫(yī)生信息等在內(nèi)的文本數(shù)據(jù)，并將文本數(shù)據(jù)寫到RAM 68中。此外，CPU 61向電子內(nèi)視鏡11的CPU 41輸入控制信號(hào)。基于控制信號(hào)，CXD 43和EMCCD 46在根據(jù)成像模式(其確定了要向體內(nèi)部分施加的光的類型、光施加定時(shí)等等)而調(diào)整的開始/結(jié)束定時(shí)處蓄積特定周期的信號(hào)電荷。電子內(nèi)視鏡11的CPU 41通過根據(jù)從CPU 61輸入的控制信號(hào)對(duì)CXD驅(qū)動(dòng)器98和EMCXD驅(qū)動(dòng)器99進(jìn)行致動(dòng)，來控制CXD 43和EMCXD 46的操作。當(dāng)交替執(zhí)行CXD 43的普通成像和EMCXD 46的特殊成像時(shí)，CPU 41向CXD控制器44和EMCXD控制器47輸入用于命令該操作的定時(shí)調(diào)整信號(hào)。可以在CXD 43和EMCXD 46之間用不同電荷蓄積周期來交替執(zhí)行普通成像和特殊成像。此外，可以不以1:1的頻率來交替執(zhí)行普通成像和特殊成像，而是以2:1、4:1、8:1或16:1的頻率，使得較少次數(shù)地執(zhí)行特殊成像。響應(yīng)于對(duì)每個(gè)普通和特殊圖像的更新，可以更新所顯示的靜態(tài)圖像。不需要每次都更新普通和特殊圖像二者。CPU 61向光源設(shè)備13的CPU 71輸入與輸入到電子內(nèi)視鏡11的CPU 41相同的控制信號(hào)。從而，光源設(shè)備13根據(jù)成像模式，與CCD 43和EMCCD 46的成像定時(shí)同步地對(duì)體內(nèi)部分施加普通光和特殊光。DSP 62對(duì)從CXD 43輸入的圖像信號(hào)應(yīng)用各種類型的信號(hào)處理，比如色彩分離、色彩內(nèi)插、增益校正、白平衡調(diào)節(jié)以及ga_a校正，并產(chǎn)生普通光下的圖像(下文中稱為普通圖像)。將DSP 62產(chǎn)生的普通圖像寫入DIP 64的工作存儲(chǔ)器中。DSP 62還產(chǎn)生例如包括平均亮度值在內(nèi)的第一 ALC數(shù)據(jù)，平均亮度值是所產(chǎn)生的普通圖像中的每個(gè)像素的亮度的平均值，并向CPU 61輸入第一 ALC數(shù)據(jù)。第一 ALC數(shù)據(jù)用于對(duì)照明光量的自動(dòng)控制。CPU61將從DSP 62輸入的第一 ALC數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦庠丛O(shè)備13的CPU 71。DSP 63對(duì)從EMCXD 46輸入的圖像信號(hào)應(yīng)用各種類型的信號(hào)處理，比如增益校正和gamma校正,并產(chǎn)生響應(yīng)于特殊光的施加而從體內(nèi)部分發(fā)射的自體突光的圖像(下文中稱為特殊圖像)。將DSP 63產(chǎn)生的特殊圖像寫入DIP 64的工作存儲(chǔ)器中。DSP 63還基于特殊圖像的對(duì)比度和銳度來產(chǎn)生第二 ALC數(shù)據(jù)，并向CPU 61輸入第二 ALC數(shù)據(jù)。CPU 61向光源設(shè)備13的CPU 71傳輸?shù)诙?ALC數(shù)據(jù)。 DIP 64對(duì)DSP 62產(chǎn)生的普通圖像和DSP 63產(chǎn)生的特殊圖像應(yīng)用各種類型的圖像處理，比如電子倍增、色彩增強(qiáng)處理以及邊緣強(qiáng)化處理。DIP 64還根據(jù)與監(jiān)視器21相關(guān)的顯示設(shè)置，通過將普通圖像和特殊圖像的疊加來產(chǎn)生合成圖像。將經(jīng)過DIP 64的圖像處理之后的普通和特殊圖像以及DIP 64產(chǎn)生的合成圖像臨時(shí)寫入VRAM(未示出)作為觀察圖像，然后輸入到顯示控制器65。顯示控制器65從VRAM中獲得觀察圖像，并在監(jiān)視器21上顯示觀察圖像。顯示控制器65從CPU 61接收在ROM 67和RAM 68中存儲(chǔ)的圖形數(shù)據(jù)。圖形數(shù)據(jù)包括用于覆蓋除了關(guān)注區(qū)域之外的觀察圖像的掩模(mask)、文本數(shù)據(jù)(比如檢查日期、患者姓名以及醫(yī)生信息)、⑶I等等。顯示控制器65應(yīng)用圖像覆蓋過程，通過該過程，將圖形數(shù)據(jù)覆蓋在從VRAM中獲得的觀察圖像上。然后，顯示控制器65將處理過的圖像轉(zhuǎn)換為與監(jiān)視器21的顯示格式兼容的視頻信號(hào)(分量信號(hào)、合成信號(hào)等等)，并向監(jiān)視器21輸出視頻信號(hào)。從而，在監(jiān)視器21上正確地顯示觀察圖像。操作單元66是包括在處理器設(shè)備12中提供的操作面板、鼠標(biāo)和鍵盤在內(nèi)的輸入設(shè)備。響應(yīng)于從操作單元66和電子內(nèi)視鏡11的操作部16輸入的操作信號(hào)，CPU 61操作電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10的每個(gè)部分。除了上述之外，處理器設(shè)備12包括用于以預(yù)定格式(例如，JPEG格式)來壓縮各種圖像的壓縮電路、用于響應(yīng)于釋放按鈕的操作而將壓縮圖像寫入可拆卸式介質(zhì)的介質(zhì)接口(I/F)、用于控制通過網(wǎng)絡(luò)(比如，LAN)發(fā)送各種類型數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)接口(I/F)等等。這些電路通過數(shù)據(jù)總線等連接到CPU 61。光源設(shè)備13具有用于普通光發(fā)射的LD 81和用于特殊光發(fā)射的LD 82。用于普通光發(fā)射的LD 81發(fā)射具有中心波長(zhǎng)445nm的藍(lán)色激光。將藍(lán)色激光通過透鏡86等導(dǎo)入光纖83。光纖83經(jīng)由連接器17連接到電子內(nèi)視鏡11的光纖52。從而，將從LD 81發(fā)射的藍(lán)色激光導(dǎo)入光投影單元36。通過熒光體54透射，讓藍(lán)色激光變?yōu)橐┘拥襟w內(nèi)部分的普通光。LD 81的光發(fā)射量是可變的，且通過LD驅(qū)動(dòng)器89受到CPU 71的控制。CPU 71基于從處理器設(shè)備12的CPU 61輸入的第一和第二 ALC數(shù)據(jù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)LD 81的光發(fā)射量，以調(diào)節(jié)施加到體內(nèi)部分的普通光的量。例如，在單獨(dú)捕捉普通圖像中，CPU 71基于第一ALC數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制用于普通成像的最優(yōu)的LD 81的光發(fā)射量。在同時(shí)捕捉普通圖像和特殊圖像中，CPU 71通過除了考慮第一 ALC數(shù)據(jù)之外還考慮第二 ALC數(shù)據(jù)，自動(dòng)控制普通光的量，使得在EMCXD 46上入射的反射普通光不使得特殊圖像的銳度和對(duì)比度劣化。用于特殊光發(fā)射的LD 82發(fā)射具有中心波長(zhǎng)405nm的藍(lán)紫色激光。將藍(lán)紫色激光通過透鏡87等導(dǎo)入光纖84。光纖84經(jīng)由連接器17連接到電子內(nèi)視鏡11的光纖53。從而，將從LD 82發(fā)射的藍(lán)紫色激光從光投影單元37施加到體內(nèi)部分。響應(yīng)于特殊光的施加，從體內(nèi)部分發(fā)射少量的弱自體熒光。因此，在捕捉特殊圖像中，始終將LD 82的光發(fā)射量設(shè)置在其最大水平上，以最大化自體熒光的量。CPU 71基于來自處理器設(shè)備12的控制信號(hào)，通過LD驅(qū)動(dòng)器89來控制每個(gè)單體LD 81或82的開/關(guān)定時(shí)。如圖3 所示，CHA 31 包括分束器 42、CCD 43、EMCCD 46、Peltier 設(shè)備 91 和 92、散熱器93和94以及特殊光過濾濾光器95。 如上所述，CXD 43被布置為使其成像平面面向分束器42。在CXD 43的后表面上，提供Peltier設(shè)備91和散熱器93。當(dāng)由直流電驅(qū)動(dòng)時(shí)，Peltier設(shè)備91吸收與CCD 43接觸的表面上的熱量，并從與散熱器93接觸的表面上釋放熱量。散熱器93有效地釋放了在CXD 43上發(fā)生的熱量，并對(duì)CXD 43進(jìn)行冷卻。以類似方式，EMCXD 46被布置為使其成像平面面向分束器42。在EMCXD 46的后表面上，提供Peltier設(shè)備92和散熱器94。散熱器94有效地釋放了在EMCXD 46上發(fā)生的熱量，并對(duì)EMCXD 46進(jìn)行冷卻。特殊光過濾濾光器95置于分束器42和EMCXD 46之間。在從分束器42入射的光中，特殊光過濾濾光器95濾掉特殊光，并僅允許自體熒光進(jìn)入EMCCD 46。從而，EMCCD 46僅捕捉響應(yīng)于特殊光的施加而從體內(nèi)部分發(fā)射的自體突光。注意到，自體突光的量遠(yuǎn)小于特殊光的量。自體熒光一般具有約500nm的峰值波長(zhǎng)和在從450nm到700nm上延伸的寬的波長(zhǎng)頻段，盡管其取決于發(fā)射自體熒光的活體組織的類型。從而，形成特殊光過濾濾光器95，以例如使得將具有中心波長(zhǎng)405nm的藍(lán)色特殊光減弱到O. I %或更少，并將綠色至紅色光以近似100%加以透射。CXD控制器44包括定時(shí)產(chǎn)生器(TG) 96、CXD驅(qū)動(dòng)器98以及模擬前端電路(AFE) 101。TG 96基于從CPU 41輸入的控制信號(hào)向CXD驅(qū)動(dòng)器98輸入時(shí)鐘信號(hào)。CXD驅(qū)動(dòng)器98將從TG 96輸入的時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換為控制脈沖，并將控制脈沖輸入CCD 43，以控制CCD43的操作。AFE 101對(duì)從CCD 43輸出的圖像信號(hào)進(jìn)行采樣，移除噪聲，并對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行放大。AFE 101對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，并向DSP 62輸入數(shù)字圖像信號(hào)?；谠贑PU 41控制下的從TG 96輸入的時(shí)鐘信號(hào)來操作AFE 101。CPU 41基于例如從處理器設(shè)備12的CPU61輸入的控制信號(hào)來調(diào)節(jié)圖像信號(hào)的放大因子。與CCD控制器44 一樣，EMCCD控制器47包括TG 97、EMCCD驅(qū)動(dòng)器99和AFE 102。EMCXD控制器47的組件的操作與上述CXD控制器44的組件的操作一樣，除了 EMCXD控制器47控制EMCXD 46的操作。如圖4所示，CCD 43具有光電二極管(PD) 105、VCCD區(qū)域106、HCCD區(qū)域107以及輸出部108。將ro 105排列為矩陣。每個(gè)ro 105通過光電轉(zhuǎn)換將入射光轉(zhuǎn)換為信號(hào)電荷，并蓄積信號(hào)電荷。成像平面指將ro 105排列于其中的區(qū)域。CCD 43具有色彩濾光器，該色彩濾光器具有多個(gè)色彩段，其形成為具有與ro 105相同的圖案。色彩濾光器是例如RGB原色濾光器、CMY補(bǔ)色濾光器、或具有拜耳陣列(Bayer array)的CMYG補(bǔ)色濾光器。針對(duì)在垂直方向(Y方向)上排列的H) 105的每一列，提供一個(gè)VCXD 106。每個(gè)PD 105通過讀出柵極109連接到VCXD 106。通過讀出柵極109將信號(hào)電荷從每個(gè)H) 105讀出到VCXD 106。VCXD 106傳輸在垂直方向上從H) 105讀出的信號(hào)電荷，并向HCXD 107
輸入信號(hào)電荷。由從CXD驅(qū)動(dòng)器98的VCXD驅(qū)動(dòng)器111輸入的垂直傳輸脈沖Φ Vl至Φ V4，在4個(gè)相位上驅(qū)動(dòng)具有多個(gè)垂直傳輸電極的VCCD 106。在這些垂直傳輸電極中,施加了第一和第三垂直傳輸脈沖Φν 和Φν3的垂直傳輸電極還作為讀出柵極109的柵電極。HCXD 107在水平方向(X方向)上傳輸一行的信號(hào)電荷,該一行的信號(hào)電荷是從每個(gè)VCXD 106相繼傳輸來的。由水平傳輸脈沖ΦΗ1和ΦΗ2在2個(gè)相位上驅(qū)動(dòng)具有多個(gè)水 平傳輸電極的HCCD 107。對(duì)于HCXD 107的輸出端，提供浮動(dòng)擴(kuò)散放大器作為輸出部108。輸出部108將HCXD 107傳輸?shù)男盘?hào)電荷逐個(gè)像素(TO105)地轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并輸出圖像信號(hào)Vout。CXD驅(qū)動(dòng)器98包括V(XD驅(qū)動(dòng)器111、HCXD驅(qū)動(dòng)器112和重置驅(qū)動(dòng)器113。VCXD驅(qū)動(dòng)器111通過轉(zhuǎn)換時(shí)鐘信號(hào)的電平來產(chǎn)生用于垂直傳輸?shù)拇怪眰鬏斆}沖φν 至Φν4。VCXD驅(qū)動(dòng)器111向用于控制VCXD 106的垂直傳輸電極輸入垂直傳輸脈沖Φν 至Φν4，以控制每個(gè)像素的電荷蓄積周期以及垂直方向上的信號(hào)電荷的傳輸。HCXD驅(qū)動(dòng)器112通過轉(zhuǎn)換時(shí)鐘信號(hào)的電平來產(chǎn)生用于水平傳輸?shù)乃絺鬏斆}沖ΦΗ1和ΦΗ2。HCXD驅(qū)動(dòng)器112向用于控制HCXD 107的水平傳輸電極輸入水平傳輸脈沖ΦΗ1和ΦΗ2，以控制水平方向上的信號(hào)電荷的傳輸。重置驅(qū)動(dòng)器113通過轉(zhuǎn)換時(shí)鐘信號(hào)的電平來產(chǎn)生用于電荷重置的重置脈沖c^RST。重置驅(qū)動(dòng)器113向輸出部108輸入重置脈沖c^RST，以在將每個(gè)像素的信號(hào)電荷轉(zhuǎn)換為電壓并輸出作為圖像信號(hào)Vout之后放棄每個(gè)像素的信號(hào)電荷。AFE 101包括相關(guān)雙采樣電路(OTS) 114、自動(dòng)增益控制器(AGC) 115和A/D轉(zhuǎn)換器(A/D)116。⑶S 114對(duì)從CXD 43輸出的圖像信號(hào)應(yīng)用相關(guān)雙采樣處理，以移除由于CXD43的驅(qū)動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲。AGC 115對(duì)⑶S 114移除噪聲之后的圖像信號(hào)進(jìn)行放大。A/D 116將AGC 115放大的圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有預(yù)定比特?cái)?shù)目的數(shù)字圖像信號(hào)。如圖5 所示，EMCCD 46 包括 PD 121,VCCD 122,HCCD 123、輸出部 124 等等，與 CCD43 一樣。EMCXD 46的操作與CXD 43的操作相同。VCXD驅(qū)動(dòng)器131、H(XD驅(qū)動(dòng)器132、重置驅(qū)動(dòng)器 133、CDS 134、AGC 135 和 A/D 136 也一樣。然而，EMCCD 46 具有在 HCCD 123 和輸出部124之間的電子倍增器125。注意到，EMCCD 46指代對(duì)弱圖像信號(hào)進(jìn)行倍增的電子倍增CCD，同時(shí)利用了在其電荷傳輸部中的雪崩倍增效應(yīng)，并輸出倍增圖像信號(hào)。電子倍增器125組成由比HCXD 123的電荷傳輸部用更高的電壓來驅(qū)動(dòng)的電荷傳輸部，且由從EM驅(qū)動(dòng)器137輸入的EM脈沖來驅(qū)動(dòng)。EM驅(qū)動(dòng)器137包含在EMCXD驅(qū)動(dòng)器99中，并根據(jù)從TG 97輸入的時(shí)鐘信號(hào)來產(chǎn)生EM脈沖。在通過電子倍增器125傳輸來自HCXD123的信號(hào)電荷的同時(shí)，由與驅(qū)動(dòng)電壓相對(duì)應(yīng)的高電場(chǎng)來加速信號(hào)電荷。加速的信號(hào)電荷與晶格碰撞，并產(chǎn)生新的電荷(負(fù)電極和正空穴對(duì))。由碰撞電離效應(yīng)產(chǎn)生的該新電荷也由高電場(chǎng)來加速，且還通過雪崩倍增效應(yīng)產(chǎn)生其他新的信號(hào)電荷。從而，電子倍增器125對(duì)從HCCD 123傳輸?shù)男盘?hào)電荷進(jìn)行倍增。將電子倍增器125倍增的信號(hào)電荷輸入到輸出部124。如上所述，EMCXD 46使用電子倍增器125對(duì)信號(hào)電荷進(jìn)行倍增。與對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行倍增的情況不同，電子倍增器125可以僅對(duì)信號(hào)電荷倍增，而抑制噪聲，且導(dǎo)致S/N比率的增加。因此，EMCXD 46可以產(chǎn)生弱自體熒光的清晰圖像。在具有上述結(jié)構(gòu)的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10中，分束器42分離光學(xué)路徑，且CCD 43和EMCCD 46始終同時(shí)形成體內(nèi)部分的圖像。從而，有可能實(shí)質(zhì)上同時(shí)獲得普通圖像和特殊圖像。圖6示出了在實(shí)質(zhì)上同時(shí)捕捉普通圖像和特殊圖像的情況下的CXD 43和EMCXD46的示例。單幀周期表示從CPU 41向TG 96和97輸入作為控制信號(hào)的垂直同步信號(hào)VD的間隔。當(dāng)輸入垂直同步信號(hào)VD時(shí)，TG 96向VCXD驅(qū)動(dòng)器111輸入與垂直同步信號(hào)VD相對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)。VCXD驅(qū)動(dòng)器111根據(jù)垂直同步信號(hào)產(chǎn)生垂直傳輸脈沖，并向CXD 43的PD 105輸入垂直傳輸脈沖，使得將在ro 105中蓄積的信號(hào)電荷讀出到VCXD 106中。類似地，TG 97向VCXD驅(qū)動(dòng)器131輸入時(shí)鐘信號(hào)，且VCXD驅(qū)動(dòng)器131產(chǎn)生并向EMCXD 46的I3D121輸入垂直傳輸脈沖，使得將在121中蓄積的信號(hào)電荷讀出到VCXD 122。CCD 43蓄積單幀周期的信號(hào)電荷，并在下一個(gè)幀周期中輸出蓄積的信號(hào)電荷作為 圖像信號(hào)。更具體地，電荷蓄積周期(曝光周期)開始于向CCD 43輸入電子快門脈沖，并結(jié)束于下一個(gè)垂直同步信號(hào)VD的輸入。將CCD 43中蓄積的信號(hào)電荷讀出的讀出周期開始于完成電荷蓄積周期，并持續(xù)到輸入下一個(gè)垂直同步信號(hào)VD。因此，CXD 43每?jī)蓚€(gè)幀周期捕捉單一普通圖像。注意到，與CCD 43的電荷蓄積周期同步地，對(duì)體內(nèi)部分施加普通光，且在CCD 43的讀出周期和EMCCD 46的電荷蓄積周期期間不施加普通光。電子快門脈沖的輸入定時(shí)在直到輸入下一個(gè)垂直同步信號(hào)VD的周期中是可變的，且可以根據(jù)入射光的量來確定。與EMCCD 46的電荷蓄積周期同步地對(duì)體內(nèi)部分施加特殊光，且在其他周期中不施加特殊光。與CCD 43—樣，EMCCD 46蓄積單一巾貞周期的信號(hào)電荷,并在下一個(gè)巾貞周期中輸出蓄積的信號(hào)電荷作為圖像信號(hào)。因此，EMCCD 46每?jī)蓚€(gè)幀周期捕捉單一特殊圖像。EMCXD 46的操作與CXD 43的操作相同。EMCXD 46的電荷蓄積周期開始于向EMCXD 46輸入電子快門脈沖，并結(jié)束于下一個(gè)垂直同步信號(hào)VD的輸入。EMCCD 46的讀出周期開始于EMCXD 46的電荷蓄積周期的完成，并持續(xù)到下一個(gè)垂直同步信號(hào)VD的輸入。然而，CXD 43與EMCXD 46不同相(out of phase)操作,而是相差一個(gè)巾貞周期,使得以一個(gè)巾貞周期的循環(huán)來交替執(zhí)行CCD 43的普通成像和EMCCD 46的特殊成像。注意到，電子快門脈沖的輸入定時(shí)在直到輸入下一個(gè)垂直同步信號(hào)VD的周期中是可變的，且可以根據(jù)入射光的量來確定。通過如上所述以一個(gè)幀周期為循環(huán)交替捕捉普通圖像和特殊圖像，有可能實(shí)質(zhì)上同時(shí)觀察普通圖像和特殊圖像。這消除了對(duì)切換圖像模式的需求，并簡(jiǎn)化了醫(yī)生的操作。此夕卜，在實(shí)質(zhì)上同時(shí)捕捉的普通圖像和特殊圖像之間的比較可以增強(qiáng)診斷的準(zhǔn)確性。在上述實(shí)施例中，以一個(gè)幀周期為循環(huán)交替執(zhí)行CXD 43的普通成像和EMCXD 46的特殊成像，將該一個(gè)幀周期定義為垂直同步信號(hào)的輸入間隔。然而，由于自體熒光較弱，優(yōu)選地延長(zhǎng)EMCCD 46的電荷蓄積周期。例如，如圖7所示，EMCCD 46可以蓄積兩個(gè)幀周期的信號(hào)電荷。在該情況下，讀出信號(hào)電荷所需的時(shí)間依然是一個(gè)幀周期，且CCD 43與EMCCD46的讀出周期同步地蓄積信號(hào)電荷，以捕捉普通圖像。此外，還可以進(jìn)一步延長(zhǎng)EMCXD 46的電荷蓄積周期至一個(gè)幀周期的整數(shù)倍，例如，延長(zhǎng)至如圖8所示的三個(gè)幀周期。在上述實(shí)施例中，在相同定時(shí)向CXD 43和EMCXD 46輸入垂直同步信號(hào)VD，且以一個(gè)或多個(gè)幀周期為循環(huán)來交替捕捉普通圖像和特殊圖像，將該一個(gè)或多個(gè)幀周期定義為垂直同步信號(hào)VD的上升沿的間隔。然而，例如如圖9所示，可以向CCD 43和EMCCD 46輸入不同的垂直同步信號(hào)。將向CXD 43輸入電子快門脈沖與EMCXD 46的垂直同步信號(hào)VD進(jìn)行同步，同時(shí)將向EMCCD 46輸入電子快門脈沖與CCD 43的垂直同步信號(hào)VD進(jìn)行同步。然后,將CCD 43的電荷蓄積周期設(shè)置為短于一個(gè)巾貞周期，同時(shí)將EMCCD 46的電荷蓄積周期設(shè)置為長(zhǎng)于一個(gè)幀周期。注意到，從CCD 43或EMCCD 46讀出信號(hào)電荷所需的時(shí)間是一個(gè)幀周期。通過縮短CXD 43的電荷蓄積周期并延長(zhǎng)EMCXD 46的電荷蓄積周期，減少了 EMCXD46的電荷蓄積周期之間的間隔。因此，有可能增強(qiáng)特殊成像的效率，換言之，增加EMCCD 46的特殊成像的幀速率。在電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10中，可以如圖10所示，以平鋪方式在監(jiān)視器21上顯示普通圖像141和特殊圖像142，或可以如圖11所示，在監(jiān)視器21上顯示將特殊圖像142疊加到普通圖像141之上的合成圖像143。注意到，優(yōu)選地將CXD 43和EMCXD 46均等地布置，以具有相同的視角。CXD 43和EMCXD 46優(yōu)選地具有相同大小的成像平面、相同大小和數(shù)目的像素(PD 105和121)，但是 可以具有不同的條件。當(dāng)CCD 43和EMCCD 46具有不同大小的成像平面和不同大小和數(shù)目的像素時(shí)，DIP 64對(duì)普通和特殊圖像141和142應(yīng)用圖像處理，以在監(jiān)視器21上以相同大小顯示普通和特殊圖像141和142。對(duì)于合成圖像143的產(chǎn)生也是一樣。在上述實(shí)施例中，可以使用CXD 43作為用于捕捉普通圖像的圖像傳感器，但是可以取代CCD 43而使用CMOS圖像傳感器。然而，在CMOS圖像傳感器中，難以在放大圖像信號(hào)的同時(shí)抑制噪聲。從而，優(yōu)選地與上述實(shí)施例一樣，使用CCD 43。在上述實(shí)施例中，EMCCD46捕捉自體熒光的特殊圖像，但是對(duì)于捕捉在服用熒光標(biāo)記藥劑之后的藥劑熒光的情況下，也是一樣。在上述實(shí)施例中，CXD 43和EMCXD 46都由四個(gè)相位的垂直傳輸脈沖0 Vl至小V4和兩個(gè)相位的水平傳輸脈沖0H1和0H2來驅(qū)動(dòng)。然而，可以使用二至四個(gè)相位中任意一個(gè)驅(qū)動(dòng)的已知C⑶或虛擬相位C⑶作為VCXD 106、122或HCXD 107、123。在上述實(shí)施例中，EMCXD 46捕捉特殊圖像，但是EMCXD 46可以捕捉用紅外光輻照的體內(nèi)部分的圖像。此外，可以通過捕捉被反射的紅外光，對(duì)紅外光的吸收進(jìn)行成像。在該情況下，必須根據(jù)作為特殊光使用的紅外光的屬性來改變特殊光過濾濾光器95的屬性。這對(duì)于捕捉弱光(比如響應(yīng)于特殊光的施加而從體內(nèi)部分反射或發(fā)射的藥劑熒光)的情況也是一樣的。在上述實(shí)施例中，分束器42將來自體內(nèi)部分的光分離，并讓光進(jìn)入CXD 43和EMCXD 46。然而,可以使用半反射鏡,而不是分束器42。在上述實(shí)施例中，不僅在CXD 43中，還在EMCXD 46中使用了色彩濾光器，但是EMCCD 46可以是不具有色彩濾光器的單色傳感器。在使用單色傳感器作為EMCCD 46的情況下，可以在EMCCD 46的前表面(成像平面)中提供用于選擇性透射自體熒光的波長(zhǎng)選擇濾光器。在使用如具有波長(zhǎng)選擇濾光器的EMCCD 46—樣的單色傳感器來捕捉特殊圖像中，所有像素可以接收自體熒光，且因此有可能獲得具有高分辨率的特殊圖像。盡管已參照附圖，通過本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例來完全描述了本發(fā)明，各種改變和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，除非這些改變和修改脫離本發(fā)明的范圍，否則應(yīng)將它們理解為被包括在本發(fā)明的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種電子內(nèi)視鏡系統(tǒng),包括 要引入人體內(nèi)的插入部； 普通光發(fā)射裝置，用于向體內(nèi)部分發(fā)射白光； 特殊光發(fā)射裝置，用于向所述體內(nèi)部分發(fā)射特殊光； 第一成像裝置，在所述插入部的遠(yuǎn)端部中提供，用于捕捉用所述白光輻照的所述體內(nèi)部分的第一圖像； 第二成像裝置，在所述插入部的所述遠(yuǎn)端部中提供，用于捕捉用所述特殊光輻照的所述體內(nèi)部分的第二圖像，所述第二成像裝置具有電子倍增裝置，用于將從所述體內(nèi)部分入射的弱光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換而得到的信號(hào)電荷倍增； 分光裝置，用于對(duì)從所述體內(nèi)部分入射的光進(jìn)行分光，并將所述光定向到所述第一成像裝置和所述第二成像裝置；以及 監(jiān)視裝置，用于顯示所述體內(nèi)部分的所述第一圖像和所述第二圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中， 所述弱光是熒光；以及 所述特殊光是用于產(chǎn)生所述熒光的激發(fā)光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，所述第二成像裝置包括激發(fā)光濾光裝置，用于濾掉從所述體內(nèi)部分反射的所述激發(fā)光。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)視裝置用平鋪方式來顯示由所述第一成像裝置捕捉的所述第一圖像和由所述第二成像裝置捕捉的所述第二圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，還包括 圖像合成裝置，用于通過將由所述第二成像裝置捕捉的所述第二圖像與由所述第一成像裝置捕捉的所述第一圖像相疊加，來產(chǎn)生合成圖像，所述合成圖像在所述監(jiān)視裝置上顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，將所述第一成像裝置和所述第二成像裝置布置為相對(duì)于所述分光裝置，具有彼此相等的視野。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，還包括 冷卻裝置，用于冷卻所述第二成像裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，所述冷卻裝置包括Peltier設(shè)備。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，所述冷卻裝置包括散熱器。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，所述分光裝置包括分束器。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，所述分光裝置包括半反射鏡。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，所述第一成像裝置包括CXD圖像傳感器。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，與開始讀出所述第一成像裝置的任何幀同步地開始從所述第二成像裝置中讀出所述信號(hào)電荷。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，所述熒光是響應(yīng)于所述激發(fā)光的輻照而從所述人體內(nèi)特定組織本身發(fā)射的自體熒光。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，所述激發(fā)光是具有波長(zhǎng)400nm到.420nm的藍(lán)紫光。
16.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，所述熒光是在由所述激發(fā)光激勵(lì)時(shí)從被服用到所述體內(nèi)部分的熒光標(biāo)記藥劑發(fā)射的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中， 所述第二成像裝置捕捉紅外熒光圖像；以及 與所述第一成像裝置捕捉的所述第一圖像一起，在所述監(jiān)視裝置上顯示所述紅外熒光圖像，用于比較。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，當(dāng)將所述第一成像裝置蓄積信號(hào)電荷或讀出所述信號(hào)電荷所需的時(shí)間定 義為一個(gè)幀周期時(shí)，所述第二成像裝置蓄積兩個(gè)幀周期的所述信號(hào)電荷，以及在下一個(gè)單個(gè)幀周期中讀出蓄積的所述信號(hào)電荷。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，當(dāng)將所述第一成像裝置蓄積信號(hào)電荷或讀出所述信號(hào)電荷所需的時(shí)間定義為一個(gè)幀周期時(shí)，所述第一成像裝置以所述一個(gè)幀周期的循環(huán)，來交替執(zhí)行所述信號(hào)電荷的蓄積和讀出，以及所述第二成像裝置以所述一個(gè)幀周期的循環(huán)，來交替執(zhí)行所述信號(hào)電荷的蓄積和讀出。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中，當(dāng)所述第一成像裝置和所述第二成像裝置之一執(zhí)行所述信號(hào)電荷的所述蓄積時(shí)，另一個(gè)執(zhí)行所述信號(hào)電荷的所述讀出。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)。在電子內(nèi)視鏡中，插入部具有在其遠(yuǎn)端部處的分束器、CCD和EMCCD。當(dāng)對(duì)體內(nèi)部分施加作為普通光的白光時(shí)，反射的白光通過分束器入射到CCD上，并產(chǎn)生普通圖像。當(dāng)用作為激發(fā)光的特殊光來輻照體內(nèi)部分時(shí)，從體內(nèi)部分的特定組織發(fā)射弱的自體熒光。弱的自體熒光通過分束器入射到EMCCD上。EMCCD在其電子倍增器中使用雪崩倍增效應(yīng)。EMCCD通過電子倍增器對(duì)根據(jù)弱的自體熒光產(chǎn)生的信號(hào)電荷進(jìn)行倍增，并輸出高電平信號(hào)。
文檔編號(hào)A61B1/06GK102626302SQ20121001899
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月1日
發(fā)明者村山任 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社