JP2021132695A - 医療用画像処理装置、医療用観察システムおよび画像処理方法 - Google Patents

医療用画像処理装置、医療用観察システムおよび画像処理方法 Download PDF

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Abstract

【課題】通常白色光と特殊光観察画像とを合成する場合であっても、適切に観察可能な画像を生成する医療用画像処理装置、医療用観察システムおよび画像処理方法を提供する。【解決手段】医療用画像処理装置は、第１の撮像画像と、第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する画像処理部９３を備え、画像処理部９３は、出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、第１の撮像画像における対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および第２の撮像画像における対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、出力画像における対象画素の色差信号値を、第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する。【選択図】図２

Description

本開示は、画像データに対して画像処理を行う医療用画像処理装置、医療用観察システムおよび画像処理方法に関する。
近年、内視鏡では、白色光とは別に、特殊光による特殊光観察を行なう観察方法が考案されている。具体的に、特殊光観察としては、ＮＢＩ（Narrow Band Imaging）と呼ばれる技術、ＩＲＩ（Infra-Red Imaging）と呼ばれる技術、ＡＦＩ（Auto Fluorescence Imaging）と呼ばれる技術、およびＰＤＤ（Photodynamic Diagnosis）と呼ばれる技術等が挙げられる。
例えば、ＩＲＩでは、血中内で波長８０５ｎｍ付近の近赤外光に吸収ピークを持つインドシアニングリーン（Indocyanine green：ＩＣＧ）という薬剤を造影剤として静脈注射し、波長が７５０〜８１０ｎｍ程度の励起光を照射して、８４０ｎｍ程度の蛍光を検出した蛍光画像からＩＣＧの吸収による粘膜下層の血管部分の陰影を観察し、血管、リンパ管の走行状態を診断する。
また、特殊光観察における自家蛍光観察において、通常光観察を行う通常光観察モードと、自家蛍光観察を行う自家蛍光観察モードと、を切り替えながら被検体の観察部位または病変の状態を観察する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この技術では、通常光を照射することによって撮像された通常光画像と、励起光を照射することによって自家蛍光が撮像された蛍光画像と、を合成した合成画像を表示装置に表示する。通常光画像と蛍光画像との合成は、蛍光画像の画像信号を合成画像のＧチャンネル、通常光画像のＲチャンネルおよびＢチャンネルの画像信号の各々を、合成画像のＲチャンネルおよびＢチャンネルに割り当てることによって表示装置に疑似カラーで表示される。
特開２０１３−１０２８９９号公報
ところで、上述した特許文献１では、特殊光観察画像である自家蛍光画像の画像信号を合成画像のＧチャンネルに割り当てて通常光画像に合成して疑似カラーによって表示しているため、生体組織の病変部における細部が消えてしまうという問題点があった。
本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、通常白色光と特殊光観察画像とを合成する場合であっても、適切に観察可能な画像を生成する医療用画像処理装置、医療用観察システムおよび画像処理方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る医療用画像処理装置は、第１の波長帯域の光と異なる第２の波長帯域の励起光が照射されることで蛍光を発する観察対象であり、外部から入力される第１の撮像画像であって、前記第１の波長帯域の光が照射された前記観察対象からの光を撮像した第１の撮像画像と、外部から入力される第２の撮像画像であって、前記励起光が照射された前記観察対象からの前記蛍光を撮像した第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する画像処理部を備え、前記画像処理部は、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、前記出力画像における前記対象画素の色差信号値を、前記第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記画像処理部は、２次元の色空間において予め設定した疑似色を２つの係数ａ，ｂによってベクトルを定義した場合、前記出力画像における前記対象画素の前記色差信号値であるＣｂ値およびＣｒ値を、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する前記第２の対応画素の輝度信号値に前記係数ａを乗じることによって生成した値と、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する前記第２の対応画素の輝度信号値に前記係数ｂを乗じることによって生成した値と、を出力し、かつ、前記係数ａ、前記係数ｂが以下の条件１および条件２を満たす。
条件１：０≦ａ
条件２：ｂ≦１。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記画像処理部は、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上である場合、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値とし、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上でない場合、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値を出力する。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記第１の波長帯域の光は、白色光であり、前記励起光は、波長帯域が７５０ｎｍ〜８１０ｎｍまたは３７５ｎｍ〜４４５ｎｍのいずれか一方である。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記第１の波長帯域の光は、白色光であり、前記励起光は観察対象が自家蛍光を発生する波長帯域である。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記疑似色は、複数選択可能であり、前記画像処理部は、外部から入力される複数の前記疑似色のいずれか一つを選択する選択信号に基づいて、前記２つの係数ａ，ｂを設定する。
また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記疑似色は、前記観察対象と反対の反対色に設定される。
また、本開示に係る医療用観察システムは、第１の波長帯域の光および前記第１の波長帯域の光と異なる第２の波長帯域の励起光のいずれか一方を出射する光源装置と、前記励起光が照射されることで蛍光を発する観察対象であり、前記第１の波長帯域の光が照射された前記観察対象からの光を撮像することによって第１の撮像画像を生成し、かつ、前記励起光が照射された前記観察対象からの前記蛍光を撮像することによって第２の撮像画像を生成する撮像装置と、前記第１の撮像画像と、前記第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する画像処理装置と、を備え、前記画像処理装置は、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、前記出力画像における前記対象画素の色差信号値を、前記第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する。
また、本開示に係る画像処理方法は、医療用画像処理装置が実行する画像処理方法であって、第１の波長帯域の光と異なる第２の波長帯域の励起光が照射されることで蛍光を発する観察対象であり、前記第１の波長帯域の光が照射された前記観察対象からの光を撮像した第１の撮像画像と、前記励起光が照射された前記観察対象からの前記蛍光を撮像した第２の撮像画像と、を取得し、前記第１の撮像画像と、前記第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する場合、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、前記出力画像における前記対象画素の色差信号値を、前記第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する。
本開示によれば、通常白色光と特殊光観察画像とを合成する場合であっても、適切に観察可能な画像を生成することができるという効果を奏する。
図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図２は、実施の形態１に係る内視鏡システムが備える光源装置、カメラヘッドおよび制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。 図４は、第１の撮像画像の一例を示す図である。 図５は、第２の撮像画像の一例を示す図である。 図６は、表示画像の一例を示す図である。 図７は、図３の画像処理の概要を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態１に係る画像処理部による画像処理の概要を模式的に説明する図である。 図９は、実施の形態１に係る生成部が出力画像における対象画素のＣｂ値およびＣｒ値を生成する際の概要を模式的に説明する図である。 図１０は、実施の形態２に係る内視鏡システムが備える光源装置、カメラヘッドおよび制御装置の機能構成を示すブロック図である。 図１１は、実施の形態２の変形例に係るカメラヘッドの機能構成を示すブロック図である。 図１２は、実施の形態３に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図１３は、実施の形態４に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示す図である。
以下、本開示を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本開示が限定されるものでない。また、以下の説明において参照する各図は、本開示の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本開示は、各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものでない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。さらにまた、本開示に係る医療用観察システムの一例として、硬性鏡を備える内視鏡システムについて説明する。
（実施の形態１）
〔内視鏡システムの概略構成〕
図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図１に示す内視鏡システム１は、医療分野に用いられ、人や動物の生体等の被検体の生体内に挿入され、内部を撮像した画像を表示することによって被検体を観察するシステムである。なお、実施の形態１では、内視鏡システム１として、図１に示す硬性鏡（挿入部２）を用いた硬性内視鏡システムについて説明するが、これに限定されることなく、例えば軟性内視鏡システムであってもよい。
図１に示す内視鏡システム１は、挿入部２と、光源装置３と、ライトガイド４と、カメラヘッド５（内視鏡用撮像装置）と、第１の伝送ケーブル６と、表示装置７と、第２の伝送ケーブル８と、制御装置９と、第３の伝送ケーブル１０と、を備える。
挿入部２は、硬質または少なくとも一部が軟性で細長形状を有する。挿入部２は、患者等の被検体内に挿入される。挿入部２は、内部に１または複数のレンズを用いて構成され、観察像を結合する光学系が設けられている。
光源装置３は、ライトガイド４の一端が接続される。光源装置３は、制御装置９による制御のもと、ライトガイド４の一端に被検体内を照明するための白色光、被検体に投与または散布された薬剤に励起光または赤外光を出射（供給）する。光源装置３は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源やＬＤ（Laser Diode）等の半導体レーザ素子を用いて構成される。光源装置３と制御装置９とは、図１に示すように個別で通信する構成をしてもよいし、一体化した構成であってもよい。
ライトガイド４は、一端が光源装置３に着脱自在に接続され、かつ、他端が挿入部２に着脱自在に接続される。ライトガイド４は、光源装置３から出射された光を一端から他端に導光し、挿入部２へ供給する。
カメラヘッド５は、挿入部２の接眼部２１が着脱自在に接続される。カメラヘッド５は、制御装置９の制御のもと、挿入部２によって結像された観察像を撮像することによって画像データ（撮像信号）を生成し、この画像データを出力する。また、カメラヘッド５は、円周方向に回転可能に設けられた操作リング部５１と、内視鏡システム１の各種の操作を指示する指示信号の入力を受け付ける複数の入力部５２と、を備える。
第１の伝送ケーブル６は、一端が第１のコネクタ部６１を介して制御装置９に着脱自在に接続され、他端が第２のコネクタ部６２を介してカメラヘッド５に接続される。第１の伝送ケーブル６は、カメラヘッド５から出力される画像データを制御装置９へ伝送し、かつ、制御装置９から出力される制御信号、同期信号、クロック信号および電力等をカメラヘッド５へ伝送する。
表示装置７は、第２の伝送ケーブル８を介して制御装置９に接続可能であり、制御装置９の制御のもと、制御装置９において処理された画像データに基づく表示画像を表示する。
第２の伝送ケーブル８は、一端が表示装置７に着脱自在に接続され、他端が制御装置９に着脱自在に接続される。第２の伝送ケーブル８は、制御装置９において処理された画像データに基づく表示画像を表示装置７に伝送する。
制御装置９は、メモリと、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）およびＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを有するプロセッサを用いて実現される。制御装置９は、メモリに記録されたプログラムに従って、第１の伝送ケーブル６、第２の伝送ケーブル８および第３の伝送ケーブル１０の各々を介して、光源装置３、カメラヘッド５および表示装置７の動作を統括的に制御する。また、制御装置９は、第１の伝送ケーブル６を経由してカメラヘッド５から入力された画像データに対して、各種の画像処理を行って第２の伝送ケーブル８へ出力する。
第３の伝送ケーブル１０は、一端が光源装置３に着脱自在に接続され、他端側が制御装置９に着脱自在に接続される。第３の伝送ケーブル１０は、制御装置９からの制御信号を光源装置３に伝送する。
〔光源装置、カメラヘッドおよび制御装置の詳細な構成〕
次に、光源装置３、カメラヘッド５および制御装置９の機能構成について説明する。図２は、内視鏡システム１が備える光源装置３、カメラヘッド５および制御装置９の機能構成を示すブロック図である。なお、図２においては、説明の便宜上、挿入部２、ライトガイド４、第１の伝送ケーブル６、第２の伝送ケーブル８および第３の伝送ケーブル１０を省略している。
〔光源装置の構成〕
まず、光源装置３の構成について説明する。
光源装置３は、第１の光源部３１と、第２の光源部３２と、光源制御部３３と、を備える。
第１の光源部３１は、光源制御部３３の制御のもと、通常観察光である白色光をパルス発光することによって、被検体に照射される白色光を挿入部２へ供給する。第１の光源部３１は、赤色（波長帯域６００ｎｍ〜７００ｎｍ）の光を照射可能な赤色の半導体レーザ素子と、青色（波長帯域４００ｎｍ〜５００ｎｍ）の光を照射可能な青色の半導体レーザ素子と、緑色（波長帯域５００ｎｍ〜６００ｎｍ）の光を照射可能な緑色の半導体レーザ素子と、を用いて実現される。なお、第１の光源部３１は、赤色、青色および緑色の半導体レーザ素子を用いて構成しているが、これに限定されることなく、白色光を照射可能な白色の半導体レーザ素子を用いてもよい。また、第１の光源部３１は、半導体レーザ素子である必要はなく、例えば発光ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等であってもよい。さらに、第１の光源部３１は、赤色、緑色および青色の各々の光を同時に照射する同時式に限定されることなく、赤色、緑色および青色の各々の光を順次照射する面順式であってもよい。
第２の光源部３２は、光源制御部３３の制御のもと、挿入部２を介して被検体に照射される特殊光の一つである近赤外光をパルス発光する。具体的には、第２の光源部３２は、光源制御部３３の制御のもと、被検体に投入された薬剤（蛍光物質）を励起させる赤外光（波長帯域７００〜１０００ｎｍ）を発光することによって挿入部２へ供給する。具体的には、第２の光源部３２は、７９０ｎｍ〜８２０ｎｍ（中心波長が８０５ｎｍ）および９０５ｎｍ〜９７０ｎｍ（中心波長が９４０ｎｍ）を含む近赤外光を励起光として発光する。第２の光源部３２は、蛍光物質に対して励起光を照射可能な半導体レーザ素子と所定の波長帯域のみを透過させるフィルタ等を用いて構成される。ここで、蛍光物質は、インドシアニングリーンである。インドシアニングリーンは、血中内で波長８０５ｎｍ付近の近赤外光に吸収ピークを有し、造影剤として被検体に静脈注射され、８４０ｎｍ程度の蛍光を発光する。
光源制御部３３は、制御装置９の制御のもと、第１の光源部３１および第２の光源部３２の発光を制御する。光源制御部３３は、メモリと、ＣＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等のハードウェアを有するプロセッサを用いて実現される。
〔カメラヘッドの構成〕
次に、カメラヘッド５の構成について説明する。
カメラヘッド５は、レンズユニット５０１と、撮像部５０２と、通信モジュール５０３と、カメラヘッドメモリ５０４と、カメラヘッド制御部５０５と、を備える。
レンズユニット５０１は、１または複数のレンズを用いて構成され、撮像部５０２の受光面に被写体像を結像する。また、レンズユニット５０１は、カメラヘッド制御部５０５の制御のもと、図示しない駆動部がレンズを光軸方向に沿って移動させることによって焦点位置を変化させるＡＦ（Auto Focus）および焦点距離を変化させる光学ズームを行う。なお、実施の形態１では、レンズユニット５０１に絞り機構および光軸上に、被写体から反射した赤外光をカットする挿脱可能な光学フィルタ機構を設けてもよい。
撮像部５０２（撮像素子）は、カメラヘッド制御部５０５の制御のもと、挿入部２およびレンズユニット５０１が結像した被写体像を受光して光電変換を行うことによって画像データ（ＲＡＷデータ）に基づく撮像画像を生成し、この撮像画像を通信モジュール５０３へ出力する。具体的には、撮像部５０２は、第１の光源部３１が被検体に薬剤が投与された観察対象に第１の波長帯域の光である白色光を照射することによって、観察対象から反射した光を撮像することによって生成した第１の撮像画像データに基づく第１の撮像画像（以下、単に「第１の撮像画像」という）を通信モジュール５０３へ出力する。また、撮像部５０２は、特殊光観察モード時に、第２の光源部３２が被検体に薬剤が投与された観察対象に第１の波長帯域の光と異なる第２の波長帯域の光である近赤外光を照射することによって、観察対象からの蛍光を撮像することによって生成した第２の撮像画像データに基づく第２の撮像画像（以下、単に「第２の撮像画像」という）を通信モジュール５０３へ出力する。ここで、第２の撮像画像とは、第１の撮像画像と略同じ観察視野における特定領域を強調したものである。さらに、特定領域とは、被検体の観察対象に蛍光物資を含む薬剤、例えばＩＣＧが投与された領域である。撮像部５０２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等用いて構成される。
通信モジュール５０３は、第１の伝送ケーブル６を介して制御装置９から送信された各種の信号をカメラヘッド５内の各部に出力する。また、通信モジュール５０３は、第１の伝送ケーブル６を介して、撮像部５０２が生成した第１の画像、第２の画像、カメラヘッド５の現在の状態に関する情報等に対してパラレルシリアル変換処理等を行って制御装置９へ出力する。
カメラヘッドメモリ５０４は、カメラヘッド５を識別するカメラヘッド情報およびカメラヘッド５が実行する各種のプログラムを記憶する。ここで、カメラヘッド情報には、撮像部５０２の画素数、画素ピッチおよびカメラヘッド５の識別ＩＤ等が含まれる。カメラヘッドメモリ５０４は、揮発性メモリおよび不揮発性メモリ等を用いて構成される。
カメラヘッド制御部５０５は、通信モジュール５０３から入力された各種信号に基づいて、カメラヘッド５を構成する各部の動作を制御する。カメラヘッド制御部５０５は、メモリとＣＰＵ等のハードウェアを有するプロセッサを用いて構成される。
〔制御装置の構成〕
次に、制御装置９の構成について説明する。
制御装置９は、通信モジュール９１と、信号処理部９２と、画像処理部９３と、入力部９４と、メモリ９５と、出力部９６と、制御部９７と、を備える。
通信モジュール９１は、カメラヘッド５から入力された第１の撮像画像、第２の撮像画像等を含む各種信号を制御部９７や信号処理部９２へ出力する。また、通信モジュール９１は、制御部９７から入力された各種信号をカメラヘッド５へ送信する。具体的には、通信モジュール９１は、制御部９７から入力された信号に対してパラレルシリアル変換処理等を行ってカメラヘッド５へ出力する。さらに、通信モジュール９１は、カメラヘッド５から入力された信号に対して、シリアルパラレル変換処理等を行って制御装置９を構成する各部に出力する。
信号処理部９２は、通信モジュール９１を介してカメラヘッド５から入力された第１の撮像画像または第２の撮像画像に対して、ノイズ低減処理やＡ／Ｄ変換処理等の信号処理を行って画像処理部９３へ出力する。
画像処理部９３は、制御部９７の制御のもと、信号処理部９２から入力される第１の撮像画像または第２の撮像画像に対して、各種の画像処理を行って表示装置７へ出力する。ここで、所定の画像処理としては、デモザイク処理、色空間変換処理、色補正処理、色強調処理および輪郭強調処理等の各種の公知の画像処理である。画像処理部９３は、メモリと、ＧＰＵ、ＦＰＧＡまたはＣＰＵ等のハードウェアを有するプロセッサと、を用いて構成される。また、画像処理部９３は、第１の撮像画像と、第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成し、この出力画像を表示装置７へ出力する。具体的には、画像処理部９３は、出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、第１の撮像画像における対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および第２の撮像画像における対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、出力画像における対象画素の色差信号値を、第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する。画像処理部９３は、取得部９３１と、判定部９３２と、生成部９３３と、を有する。なお、実施の形態１では、画像処理部９３が医療用画像処理装置として機能する。
取得部９３１は、通信モジュール９１および信号処理部９２を経由してカメラヘッド５から第１の撮像画像と第２の撮像画像とを取得する。
判定部９３２は、第２の撮像画像における対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ここで、閾値とは、黒のノイズの影響を受けないレベルの値である。
生成部９３３は、取得部９３１が取得した第１の撮像画像と、第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成し、この出力画像を表示装置７へ出力する。具体的には、生成部９３３は、出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、第１の撮像画像における対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および第２の撮像画像における対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、出力画像における対象画素の色差信号値を、第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する。また、生成部９３３は、２次元の色空間において予め設定した疑似色を２つの係数ａ，ｂによってベクトルを定義した場合、出力画像における対象画素の色差信号値であるＣｂ値およびＣｒ値を、第２の撮像画像における対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値に係数ａを乗じることによって生成した値と、第２の撮像画像における対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値に係数ｂを乗じることによって生成した値と、を出力する。さらに、生成部９３３は、判定部９３２が第２の撮像画像における対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上であると判定した場合、出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、第２の撮像画像における対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値として出力する。また、生成部９３３は、判定部９３２が第２の撮像画像における対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上でないと判定した場合、出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、第１の撮像画像における対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値を出力する。
入力部９４は、キーボード、マウスおよびタッチパネル等を用いて構成される。入力部９４は、ユーザの操作による各種情報の入力を受け付ける。
メモリ９５は、揮発性メモリ、不揮発性メモリおよびフレームメモリ等を用いて構成される。メモリ９５は、内視鏡システム１が実行する各種のプログラムや処理中に使用される各種のデータを記憶する。なお、メモリ９５は、制御装置９に対して装着自在なメモリカード等をさらに備えてもよい。
出力部９６は、スピーカ、プリンタおよびディスプレイ等を用いて構成される。出力部９６は、内視鏡システム１に関する各種情報を出力する。
制御部９７は、内視鏡システム１を構成する各部を統括的に制御する。制御部９７は、メモリおよびＣＰＵ等のハードウェアを用いて構成される。
〔内視鏡システムの処理〕
次に、内視鏡システム１が実行する処理について説明する。図３は、内視鏡システム１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。
図３に示すように、まず、制御部９７は、メモリ９５から取得した観察モード情報に基づいて、内視鏡システム１が特殊光観察モードであるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。制御部９７によって内視鏡システム１が特殊光観察モードであると判断された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ１０２へ移行する。これに対して、制御部９７によって内視鏡システム１が特殊光観察モードでないと判断された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ１０９へ移行する。
ステップＳ１０２において、制御部９７は、光源制御部３３を制御することによって、第１の光源部３１に被検体の観察対象に向けて第１の波長帯域の光である白色光を照射させる。この場合、撮像部５０２は、レンズユニット５０１を介して観察対象で白色光が反射した反射光を受光し、光電変換を行うことによって第１の撮像画像を生成する。具体的には、撮像部５０２は、図４に示す第１の撮像画像ＰＷＬＩ（白色光画像）を生成する。
続いて、取得部９３１は、通信モジュール５０３、通信モジュール９１および信号処理部９２を介して撮像部５０２から第１の撮像画像を取得する（ステップＳ１０３）。
その後、制御部９７は、光源制御部３３を制御することによって、第２の光源部３２に被検体の観察対象に向けて特殊光である近赤外光を照射させる（ステップＳ１０４）。この場合、撮像部５０２は、レンズユニット５０１を介して観察対象における薬剤が励起することによって発光した蛍光を受光し、光電変換を行うことによって第２の撮像画像を生成する。具体的には、図５に示す第２の撮像画像ＰＩＲ（蛍光画像）を生成する。なお、図５では、蛍光の領域をドットで表現する。
続いて、取得部９３１は、通信モジュール５０３、通信モジュール９１および信号処理部９２を介して撮像部５０２から第１の撮像画像を取得する（ステップＳ１０５）。
その後、画像処理部９３は、第１の撮像画像と、第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する画像処理を実行し（ステップＳ１０６）、出力画像を表示装置７へ出力する（ステップＳ１０７）。この場合、表示装置７は、図６に示す表示画像Ｄ１を表示する。表示画像Ｄ１は、第１の撮像画像ＰＷＬＩと第２の撮像画像ＰＩＲに含まれる病変部の細部（例えば観察対象の構造や輪郭）を鮮明に観察することができる。なお、画像処理の詳細は、後述する。
続いて、入力部９４から観察を終了する終了信号が入力された場合（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、本処理を終了する。これに対して、入力部９４から観察を終了する終了信号が入力されていない場合（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、上述したステップＳ１０１へ戻る。
ステップＳ１０９において、制御部９７は、メモリ９５から取得した観察モード情報に基づいて、内視鏡システム１が通常光観察モードであるか否かを判断する。制御部９７によって内視鏡システム１が通常光観察モードであると判断された場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ１１０へ移行する。これに対して、制御部９７によって内視鏡システム１が通常光観察モードでないと判断された場合（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、ステップＳ１０８へ移行する。
ステップＳ１１０において、制御部９７は、光源制御部３３を制御することによって、第１の光源部３１に被検体の観察対象に向けて白色光を照射させる。この場合、撮像部５０２は、レンズユニット５０１を介して観察対象で白色光が反射した反射光を受光し、光電変換を行うことによって第１の撮像画像を生成する。
続いて、取得部９３１は、通信モジュール５０３、通信モジュール９１および信号処理部９２を介して撮像部５０２から第１の撮像画像を取得する（ステップＳ１１１）。
その後、表示装置７は、画像処理部９３が通常の画像処理を施した第１の撮像画像に基づく表示画像を表示する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２の後、内視鏡システム１は、ステップＳ１０８へ移行する。
〔画像処理の詳細〕
次に、図３のステップＳ１０６において説明した画像処理の詳細について説明する。図７は、画像処理の概要を示すフローチャートである。図８は、画像処理部９３による画像処理の概要を模式的に説明する図である。
図７に示すように、生成部９３３は、取得部９３１が取得した第１の撮像画像に対してデモザイク処理を行う（ステップＳ２０１）。具体的には、図８に示すように、生成部９３３は、第１の撮像画像ＰＷＬＩに対して、デモザイク処理を行うことによって、青色、緑色および赤色の各々のカラー画像ＷＬＩ＿Ｂ、カラー画像ＷＬＩ＿Ｇおよびカラー画像ＷＬＩ＿Ｒを生成する。
続いて、生成部９３３は、カラー画像ＷＬＩ＿Ｂ、カラー画像ＷＬＩ＿Ｇ、カラー画像ＷＬＩ＿Ｒおよび第２の撮像画像ＰＲＩの各々に対して、ＹＣｂＣｒ変換処理を行う（ステップＳ２０２）。具体的には、図８に示すように、生成部９３３は、カラー画像ＷＬＩ＿Ｂ、カラー画像ＷＬＩ＿Ｇ、カラー画像ＷＬＩ＿Ｒの各々に対して、ＹＣｂＣｒ変換処理を行うことによって、輝度信号値ＷＬＩ＿Ｙ、色差信号値ＷＬＩ＿Ｃｂ、色差信号値ＷＬＩ＿Ｃｒを生成する。さらに、生成部９３３は、第２の撮像画像ＰＩＲに対して、ＹＣｂＣｒ変換処理を行うことによって、輝度信号値ＩＲ＿Ｙを生成する。
その後、生成部９３３は、出力画像における対象画素を設定する（ステップＳ２０３）。具体的には、生成部９３３は、出力画像における最上段における左側に位置する画素を最初の対象画素（注目画素）として設定する。
続いて、判定部９３２は、対象画素に対応する第２の撮像画像ＰＩＲの輝度信号値ＩＲ＿Ｙが閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０４）。ここで、閾値とは、ノイズ以上の値である。判定部９３２によって対象画素に対応する第２の撮像画像ＩＲの輝度信号値ＩＲ＿Ｙが閾値以上であると判定された場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、画像処理部９３は、後述するステップＳ２０５へ移行する。これに対して、対象画素に対応する第２の撮像画像ＩＲの輝度信号値ＩＲ＿Ｙが閾値以上でないと判定された場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、画像処理部９３は、後述するステップＳ２０９へ移行する。
ステップＳ２０５において、生成部９３３は、出力画像における対象画素の輝度値を第１の撮像画像Ｗ１の輝度信号値ＷＬＩ＿Ｙを用いて生成する。
続いて、生成部９３３は、出力画像における対象画素のＣｂ値およびＣｒ値を、第２の撮像画像ＰＲＩにおける対象画素の輝度信号値ＩＲ＿Ｙを用いて生成する（ステップＳ２０６）。ステップＳ２０６の後、画像処理部９３は、後述するステップＳ２０７へ移行する。
図９は、生成部９３３が出力画像における対象画素のＣｂ値およびＣｒ値を生成する際の概要を模式的に説明する図である。
図９に示すように、生成部９３３は、出力画像における対象画素のＣｂ値およびＣｒ値を、第２の撮像画像ＰＲＩにおける対象画素の輝度信号値ＩＲ＿Ｙを用いて生成する。具体的には、図９に示すように、生成部９３３は、２次元の色空間において予め設定した疑似色を２つの係数ａ，ｂによってベクトルＡ１を定義した場合、出力画像における対象画素のＣｂ値およびＣｒ値を、第２の撮像画像ＰＲＩにおける対象画素の輝度信号値ＩＲ＿Ｙに係数ａを乗じた値と、第２の撮像画像ＰＲＩにおける対象画素の輝度信号値ＩＲ＿Ｙに係数ｂを乗じた値と、を用いて生成する。より具体的には、生成部９３３は、以下の式（１）および式（２）によって、出力画像における対象画素のＣｂ値およびＣｒ値を生成する。
Ｃｂ＝−ａ＊ＩＲ＿Ｙ ・・・（１）
Ｃｒ＝−ｂ＊ＩＲ＿Ｙ ・・・（２）
ただし、係数ａ，ｂが以下の条件（１）および条件（２）を満たす。
条件（１）０≦ａ
条件（２）ｂ≦１
このように、生成部９３３は、ＹＣｂＣｒ色空間のＣｂＣｒで表される２次元の色空間において予め設定した疑似色を２つの係数ａ，ｂによってベクトルＡ１を定義した場合、出力画像における対象画素のＣｂ値およびＣｒ値を、第２の撮像画像ＰＲＩにおける対象画素の輝度信号値ＩＲ＿Ｙに係数ａおよび係数ｂの各々を乗じた値を用いて生成する。この場合において、予め設定した疑似色を２つの係数ａ，ｂは、被検体の体内の色（例えば赤色）の反対色である緑色となるように設定することが好ましいが、例えば青色およびシアンであってもよい。即ち、実施の形態１では、ユーザが選択することができる複数の疑似色を設けてもよい。この場合において、医者等のユーザは、入力部９４を介して複数の疑似色の中から所望の疑似色を選択する。このとき、生成部９３３は、入力部９４から入力される複数の疑似色の中からいずれか一つを選択した選択信号に応じて、２つの係数ａ，ｂを設定する。これにより、ユーザは、所望の疑似色で蛍光観察を観察することができる。
図７に戻り、ステップＳ２０７以降の説明を続ける。
ステップＳ２０７において、出力画像における全画素が終了した場合（ステップＳ２０７：Ｙｅｓ）、画像処理部９３は、図３のメインルーチンへ戻る。これに対して、出力画像における全画素が終了していない場合（ステップＳ２０７：Ｎｏ）、画像処理部９３は、ステップＳ２０８へ移行する。
ステップＳ２０８において、生成部９３３は、出力画像における次の対象画素へ移動する。ステップＳ２０８の後、画像処理部９３は、上述したステップＳ２０４へ戻る。
ステップＳ２０９において、生成部９３３は、出力画像における対象画素の輝度値を第１の撮像画像ＰＷＬＩの輝度信号値ＷＬＩ＿Ｙを用いて生成する。
続いて、生成部９３３は、出力画像における対象画素のＣｂ値およびＣｒ値を、第１の撮像画像ＰＷＬＩにおける色差信号値ＷＬＩ＿Ｃｂ、色差信号値ＷＬＩ＿Ｃｒを用いて生成する（ステップＳ２１０）。具体的には、図８に示すように、生成部９３３は、出力画像における対象画素のＣｂ値およびＣｒ値を、第１の撮像画像ＰＷＬＩにおける色差信号値ＷＬＩ＿Ｃｂ、色差信号値ＷＬＩ＿Ｃｒを用いて生成する。ステップＳ２１０の後、画像処理部９３は、ステップＳ２０７へ移行する。
以上説明した実施の形態１によれば、画像処理部９３が出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、第１の撮像画像ＰＷＬＩにおける対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および第２の撮像画像ＰＩＲにおける対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、出力画像における対象画素の色差信号値を、第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力するため、通常白色光と特殊光観察画像とを合成する場合であっても、適切に観察可能な画像を生成する。
また、実施の形態１によれば、画像処理部９３が２次元の色空間において予め設定した疑似色を２つの係数ａ，ｂによってベクトルＡ１を定義した場合、出力画像における対象画素の色差信号値であるＣｂ値およびＣｒ値を、第２の撮像画像ＰＩＲにおける対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値に係数ａを乗じることによって生成した値と、第２の撮像画像ＰＩＲにおける対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値に係数ｂを乗じることによって生成した値と、を出力するため、簡易な処理によって通常白色光と特殊光観察画像とを合成する場合であっても、適切に観察可能な画像を生成する。
また、実施の形態１によれば、生成部９３３が判定部９３２によって第２の撮像画像ＰＩＲにおける対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上であると判定された場合、出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、第２の撮像画像ＰＩＲにおける対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値として出力する一方、判定部９３２によって第２の撮像画像ＰＩＲにおける対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上でないと判定した場合、出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、第１の撮像画像ＰＷＬＩにおける対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値を出力するため、ノイズによる影響を防止することができる。
また、実施の形態１によれば、画像処理部９３が入力部９４から入力される複数の疑似色の中からいずれか一つを選択した選択信号に応じて、２つの係数ａ，ｂを設定するため、ユーザが所望する疑似色で蛍光を観察することができる。
なお、実施の形態１では、第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光とを交互に照射していたが、これに限定されることなく、例えば、白色光を撮像可能な撮像部と、蛍光のみを透過させるカットフィルを受光面に設けた撮像部と、を設けることによって、第１の撮像画像ＰＷＬＩと第２の撮像画像ＰＩＲとを同時に取得する場合であっても、上述した画像処理を行うことによって、通常白色光と特殊光観察画像とを合成する場合であっても、適切に観察可能な画像を生成することができる。
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、特殊光観察モードとしてＩＲ観察を行っていたが、実施の形態２では、特殊光観察モードとしてＰＤＤ観察を行う。以下においては、実施の形態２に係る内視鏡システムの構成について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
〔光源装置、カメラヘッドおよび制御装置の詳細な構成〕
図１０は、内視鏡システムが備える光源装置、カメラヘッドおよび制御装置の機能構成を示すブロック図である。図１０に示す内視鏡システム１Ａは、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１の光源装置３およびカメラヘッド５に代えて、光源装置３Ａおよびカメラヘッド５Ａを備える。なお、図１０においては、説明の便宜上、挿入部２、ライトガイド４、第１の伝送ケーブル６、第２の伝送ケーブル８および第３の伝送ケーブル１０を省略している。
〔光源装置の構成〕
まず、光源装置３Ａの構成について説明する。
光源装置３Ａは、上述した実施の形態１に係る光源装置３の第２の光源部３２に代えて、第２の光源部３２Ａを備える。
第２の光源部３２Ａは、光源制御部３３の制御のもと、挿入部２を介して被検体の観察対象に照射される特殊光の一つである励起光をパルス発光する。ここで、ＰＤＤ観察において用いられる励起光は、例えば３７５ｎｍ〜４４５ｎｍの波長帯域（ピークが４１０ｎｍ）の青色の可視光である。また、被検体の観察対象には、５-アミノレブリン酸（以下、「５-ＡＬＡ」という）等の光感受性物質が投与等の処置が施されている。なお、医者等のユーザは、患者等の被検体に、５-ＡＬＡの溶解液を服用させていてもよい。５-ＡＬＡは、元来、動植物の生体内に含まれる天然アミノ酸である。この５-ＡＬＡは、体内投与後に細胞内に取り込まれ、ミトコンドリア内でプロトポルフィリンに生合成される。そして、癌細胞では、プロトポルフィリンが過剰に集積する。また、癌細胞に過剰集積するプロトポルフィリンは、光活性を有する。このため、プロトポルフィリンは、励起光（例えば３７５ｎｍ〜４４５ｎｍの波長帯域の青色可視光）で励起すると、蛍光（例えば６００ｎｍ〜７４０ｎｍの波長帯域の赤色蛍光）を発光する。このように、ＰＤＤ観察は、光感受性物質を用いて癌細胞を蛍光発光させる癌診断法である光線力学診断を用いた観察である。第２の光源部３２Ａは、被検体の観察対象に投入された薬剤（蛍光物質）を励起させる励起光を照射可能な半導体レーザと、所定の波長帯域（例えば３７５ｎｍ〜４４５ｎｍの波長帯域）のみを透過させるフィルタ等を用いて構成される。
〔カメラヘッドの構成〕
次に、カメラヘッド５Ａの構成について説明する。
カメラヘッド５Ａは、上述した実施の形態１に係るカメラヘッド５の構成に加えて、カットフィルタ５０６と、駆動部５０７と、をさらに備える。
カットフィルタ５０６は、レンズユニット５０１と撮像部５０２との間であって、レンズユニット５０１の光路上に間に挿脱可能に設けられる。カットフィルタ５０６は、特定の波長帯域をカットするバンドストップフィルタを用いて実現される。具体的には、カットフィルタ５０６は、第２の光源部３２Ａが照射し、被検体の観察対象で反射した励起光の波長帯域（３７５ｎｍ〜４４５ｎｍ）の光をカットし、かつ、蛍光の波長帯域（６００ｎｍ〜７４０ｎｍ）の光を透過する。
駆動部５０７は、カメラヘッド制御部５０５の制御のもと、カットフィルタ５０６をレンズユニット５０１の光路上に配置する。駆動部５０７は、例えばステッピングモータやＤＣモータ等を用いて実現される。
このように構成された内視鏡システム１Ａは、上述した実施の形態１と同様の処理を行い、通常観察光モードでは、カットフィルタ５０６をレンズユニット５０１の光路上から退避させる。さらに、内視鏡システム１Ａは、特殊光観察モードでは、第１の光源部３１が白色光を照射する場合、カットフィルタ５０６をレンズユニット５０１の光路上から退避させ、第２の光源部３２Ａが励起光を照射する場合、カットフィルタ５０６をレンズユニット５０１の光路上に移動させる。そして、画像処理部９３は、上述した実施の形態１と同様の画像処理を行う。この場合、ユーザは、入力部９４を介して複数の疑似色の中からＰＤＤ観察に適した疑似色を選択する。このとき、生成部９３３は、入力部９４から入力される複数の疑似色の中からいずれか一つを選択した選択信号に応じて、２つの係数ａ，ｂを設定する。これにより、ユーザは、ＰＤＤ観察であっても、所望の疑似色で蛍光観察を観察することができる。
以上説明した実施の形態２によれば、ＰＤＤ観察で通常白色光と特殊光観察画像とを合成する場合であっても、適切に観察可能な画像を生成することができる。
（実施の形態２の変形例）
次に、上述した実施の形態２の変形例について説明する。実施の形態２の変形例は、上述した実施の形態２に係る内視鏡システム１Ａのカメラヘッド５Ａと構成が異なる。以下においては、実施の形態２の変形例に係るカメラヘッドについて説明する。なお、上述した実施の形態２に係る内視鏡システム１Ａと同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
〔カメラヘッドの構成〕
図１１は、実施の形態２の変形例に係るカメラヘッドの機能構成を示すブロック図である。図１１に示すカメラヘッド５Ｂは、上述した実施の形態２に係るカメラヘッド５Ａのカットフィルタ５０６および駆動部５０７に代えて、プリズム５０８と、カットフィルタ５０９と、撮像素子５１０と、をさらに備える。
プリズム５０８は、レンズユニット５０１が結像した被写体像を撮像部５０２および撮像素子５１０の各々の撮像面に分光する。
カットフィルタ５０９は、プリズム５０８から入射された被写体像に含まれる被検体の観察対象で反射した励起光の波長帯域（３７５ｎｍ〜４４５ｎｍ）の光をカットし、かつ、蛍光の波長帯域（６００ｎｍ〜７４０ｎｍ）の光を透過する。
撮像素子５１０は、カメラヘッド制御部５０５の制御のもと、カットフィルタ５０９を透過した光を受光し、光電変換を行うことによって第２の撮像画像を生成する。撮像素子５１０は、第２の撮像画像を通信モジュール５０３へ送信する。撮像素子５１０は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳ等を用いて実現される。
以上説明した実施の形態２の変形例１によれば、第１の撮像画像と第２の撮像画像とを同時に取得することができる。
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、硬性鏡を用いた硬性内視鏡システムに適用した場合について説明したが、実施の形態３では、軟性の内視鏡を用いた軟性内視鏡システムに適用した場合について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
〔内視鏡システムの概略構成〕
図１２は、実施の形態３に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図１２に示す内視鏡システム２００は、被検体内に挿入部２０２を挿入することによって観察部位の体内画像を撮像して画像データを生成する内視鏡２０１と、内視鏡２０１に白色光または赤外光を供給する光源装置２１０と、内視鏡２０１が取得した撮像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム２００全体の動作を統括的に制御する制御装置２２０と、制御装置２２０が画像処理を施した体内画像を表示する表示装置２３０と、を備える。
内視鏡２０１は、少なくとも、上述したレンズユニット５０１と、撮像部５０２と、を有する。
光源装置２１０は、少なくとも、上述した第１の光源部３１と、第２の光源部３２と、光源制御部３３と、を有する。
制御装置２２０は、少なくとも、上述した通信モジュール９１と、信号処理部９２と、画像処理部９３と、入力部９４と、メモリ９５と、出力部９６と、制御部９７と、を有する。
以上説明した実施の形態３によれば、軟性の内視鏡システム２００であっても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。上述した実施の形態〜３では、内視鏡システムであったが、実施の形態４では、手術用顕微鏡システムに適用した場合について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
〔手術用顕微鏡システムの構成〕
図１３は、実施の形態４に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示す図である。図１３に示す手術用顕微鏡システム３００は、被写体を観察するための画像を撮像することによって取得する医療用撮像装置である顕微鏡装置３１０と、顕微鏡装置３１０が撮像した画像を表示する表示装置３１１と、を備える。なお、表示装置３１１と顕微鏡装置３１０とを一体に構成することも可能である。
顕微鏡装置３１０は、被写体の微小部位を拡大して撮像する顕微鏡部３１２と、顕微鏡部３１２の基端部に接続し、顕微鏡部３１２を回動可能に支持するアームを含む支持部３１３と、支持部３１３の基端部を回動可能に保持し、床面上を移動可能なベース部３１４と、を有する。ベース部３１４は、手術用顕微鏡システム３００の動作を制御する制御装置３１５と、顕微鏡装置３１０から被写体に照射する白色光または特殊光（赤外光）等を生成する光源装置３１６と、を有する。なお、制御装置３１５は、少なくとも、上述した通信モジュール９１と、信号処理部９２と、画像処理部９３と、入力部９４と、メモリ９５と、出力部９６と、制御部９７と、を有する。また、光源装置３１６は、少なくとも、上述した第１の光源部３１と、第２の光源部３２と、光源制御部３３と、を有する。また、ベース部３１４は、床面上に移動可能に設けるのではなく、天井や壁面等に固定して支持部３１３を支持する構成としてもよい。
顕微鏡部３１２は、例えば、円柱状をなして、その内部に上述したレンズユニット５０１および撮像部５０２を有する。顕微鏡部３１２の側面には、顕微鏡装置３１０の動作指示の入力を受け付けるスイッチが設けられている。顕微鏡部３１２の下端部の開口面には、内部を保護するカバーガラスが設けられている（図示せず）。
このように構成された手術用顕微鏡システム３００は、術者等のユーザが顕微鏡部３１２を把持した状態で各種スイッチを操作しながら、顕微鏡部３１２を移動させたり、ズーム操作を行ったり、照明光を切り替えたりする。なお、顕微鏡部３１２の形状は、ユーザが把持して視野方向を変更しやすいように、観察方向に細長く延びる形状であれば好ましい。このため、顕微鏡部３１２の形状は、円柱状以外の形状であってもよく、例えば多角柱状であってもよい。
以上説明した実施の形態４によれば、手術用顕微鏡システム３００においても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態１〜４に係る医療用観察システムに開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した実施の形態１〜４に係る医療用観察システムに記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、上述した実施の形態１〜４に係る医療用観察システムで説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
また、上述した実施の形態２では、カメラヘッドが一つであったが、これに限定されることなく、例えば２つのカメラヘッドを用いて構成し、一方のカメラヘッドに第１の撮像画像を生成させ、他方のカメラヘッドに第２の撮像画像を生成させるようにしてもよい。この場合、他方のカメラヘッドに実施の形態２または実施の形態２の変形例において用いたカットフィルタをレンズユニットと撮像素子との間に設ければよい。これにより、同時に、第１の撮像画像（白色光画像）と、第２の撮像画像（特殊光画像）と、を同時に取得することができる。
また、上述した実施の形態２では、カットフィルタを設けていたが、これに限定されることなく、例えばダイクロックミラー等を用いてもよい。
また、上述した実施の形態１〜４では、第２の光源部３２が発光する特殊光として赤外光として説明したが、これに限定されることなく、例えばコラーゲン等の蛍光物質からの自家発光を観察するＡＦＩ（Auto Fluorescence Imaging）観察に用いられる光（波長帯域３９０〜４７０ｎｍ＋波長帯域５４０〜５６０ｎｍ）等であっても適用することができる。
また、実施の形態１〜４に係る医療用観察システムでは、上述してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。
また、実施の形態１〜４に係る医療用観察システムに実行させるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルデータでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＵＳＢ媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。
また、実施の形態１〜４に係る医療用観察システムに実行させるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。
なお、本明細書におけるタイミングチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてタイミング間の処理の前後関係を明示していたが、本開示を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したタイミングチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。
以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（付記１）
第１の波長帯域の光と異なる第２の波長帯域の励起光が照射されることで蛍光を発する観察対象であり、外部から入力される第１の撮像画像であって、前記第１の波長帯域の光が照射された前記観察対象からの光を撮像した第１の撮像画像と、外部から入力される第２の撮像画像であって、前記励起光が照射された前記観察対象からの前記蛍光を撮像した第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する画像処理部を備え、
前記画像処理部は、
前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、
前記出力画像における前記対象画素の色差信号値を、前記第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する、
医療用画像処理装置。
（付記２）
（付記１）に記載の医療用画像処理装置であって、
前記画像処理部は、
２次元の色空間において予め設定した疑似色を２つの係数ａ，ｂによってベクトルを定義した場合、前記出力画像における前記対象画素の前記色差信号値であるＣｂ値およびＣｒ値を、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する前記第２の対応画素の前記輝度信号値に前記係数ａを乗じることによって生成した値と、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する前記第２の対応画素の輝度信号値に前記係数ｂを乗じることによって生成した値と、を出力し、
かつ、係数ａ、係数ｂが以下の条件１および条件２を満たす、
医療用画像処理装置。
条件１：０≦ａ
条件２：ｂ≦１
（付記３）
（付記２）に記載の医療用画像処理装置であって、
前記画像処理部は、
前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、
前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上である場合、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値とし、
前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上でない場合、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値を出力する、
医療用画像処理装置。
（付記４）
（付記２）または（付記３）に記載の医療用画像処理装置であって、
前記第１の波長帯域の光は、
白色光であり、
前記励起光は、
波長帯域が７５０ｎｍ〜８１０ｎｍまたは３７５ｎｍ〜４４５ｎｍのいずれか一方である、
医療用画像処理装置。
（付記５）
（付記２）または（付記３）に記載の医療用画像処理装置であって、
前記第１の波長帯域の光は、
白色光であり、
前記励起光は、
観察対象が自家蛍光を発生する波長帯域である、
医療用画像処理装置。
（付記６）
（付記２）〜（付記５）のいずれか一つに記載の医療用画像処理装置であって、
前記疑似色は、複数選択可能であり、
前記画像処理部は、
外部から入力される複数の前記疑似色のいずれか一つを選択する選択信号に基づいて、前記２つの係数ａ，ｂを設定する、
医療用画像処理装置。
（付記７）
（付記２）〜（付記６）のいずれか一つに記載の医療用画像処理装置であって、
前記疑似色は、
前記観察対象と反対の反対色に設定される、
医療用画像処理装置。
（付記８）
第１の波長帯域の光および前記第１の波長帯域の光と異なる第２の波長帯域の励起光のいずれか一方を出射する光源装置と、
前記励起光が照射されることで蛍光を発する観察対象であり、前記第１の波長帯域の光が照射された前記観察対象からの光を撮像することによって第１の撮像画像を生成し、かつ、前記励起光が照射された前記観察対象からの前記蛍光を撮像することによって第２の撮像画像を生成する撮像装置と、
前記第１の撮像画像と、前記第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、
前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、
前記出力画像における前記対象画素の色差信号値を、前記第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する、
医療用観察システム。
（付記９）
医療用画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
第１の波長帯域の光と異なる第２の波長帯域の励起光が照射されることで蛍光を発する観察対象であり、前記第１の波長帯域の光が照射された前記観察対象からの光を撮像した第１の撮像画像と、前記励起光が照射された前記観察対象からの前記蛍光を撮像した第２の撮像画像と、を取得し、
前記第１の撮像画像と、前記第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する場合、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、
前記出力画像における前記対象画素の色差信号値を、前記第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する、
画像処理方法。
１，１Ａ，２００ 内視鏡システム
２，２０２ 挿入部
３，３Ａ，２１０，３１６ 光源装置
４ ライトガイド
５，５Ａ，５Ｂ カメラヘッド
６ 第１の伝送ケーブル
７，２３０，３１１ 表示装置
８ 第２の伝送ケーブル
９，２２０，３１５ 制御装置
１０ 第３の伝送ケーブル
２１ 接眼部
３１ 第１の光源部
３２，３２Ａ 第２の光源部
３３ 光源制御部
５１ 操作リング部
５２ 入力部
６１ 第１のコネクタ部
６２ 第２のコネクタ部
９１ 通信モジュール
９２ 信号処理部
９３ 画像処理部
９４ 入力部
９５ メモリ
９６ 出力部
９７ 制御部
２０１ 内視鏡
３００ 手術用顕微鏡システム
３１０ 顕微鏡装置
３１１ 表示装置
３１２ 顕微鏡部
３１３ 支持部
３１４ ベース部
５０１ レンズユニット
５０２ 撮像部
５０３ 通信モジュール
５０４ カメラヘッドメモリ
５０５ カメラヘッド制御部
５０６，５０９ カットフィルタ
５０７ 駆動部
５０８ プリズム
５０９ カットフィルタ
５１０ 撮像素子
９３１ 取得部
９３２ 判定部
９３３ 生成部

Claims (16)

  1. 第１の波長帯域の光と異なる第２の波長帯域の励起光が照射されることで蛍光を発する観察対象であり、外部から入力される第１の撮像画像であって、前記第１の波長帯域の光が照射された前記観察対象からの光を撮像した第１の撮像画像と、外部から入力される第２の撮像画像であって、前記励起光が照射された前記観察対象からの前記蛍光を撮像した第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する画像処理部を備え、
    前記画像処理部は、
    前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、
    前記出力画像における前記対象画素の色差信号値を、前記第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する、
    医療用画像処理装置。
  2. 請求項１に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記画像処理部は、
    ２次元の色空間において予め設定した疑似色を２つの係数ａ，ｂによってベクトルを定義した場合、前記出力画像における前記対象画素の前記色差信号値であるＣｂ値およびＣｒ値を、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する前記第２の対応画素の輝度信号値に前記係数ａを乗じることによって生成した値と、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する前記第２の対応画素の輝度信号値に前記係数ｂを乗じることによって生成した値と、を出力し、
    かつ、前記係数ａ、前記係数ｂが以下の条件１および条件２を満たす、
    医療用画像処理装置。
    条件１：０≦ａ
    条件２：ｂ≦１
  3. 請求項２に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記画像処理部は、
    前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上であるか否かを判定し、
    前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上である場合、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値とし、
    前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値が所定の閾値以上でない場合、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値を出力する、
    医療用画像処理装置。
  4. 請求項２に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記第１の波長帯域の光は、
    白色光であり、
    前記励起光は、
    波長帯域が７５０ｎｍ〜８１０ｎｍまたは３７５ｎｍ〜４４５ｎｍのいずれか一方である、
    医療用画像処理装置。
  5. 請求項２に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記第１の波長帯域の光は、
    白色光であり、
    前記励起光は、
    観察対象が自家蛍光を発生する波長帯域の光である、
    医療用画像処理装置。
  6. 請求項２に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記疑似色は、複数選択可能であり、
    前記画像処理部は、
    外部から入力される複数の前記疑似色のいずれか一つを選択する選択信号に基づいて、前記２つの係数ａ，ｂを設定する、
    医療用画像処理装置。
  7. 請求項２に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記疑似色は、
    前記観察対象と反対の反対色に設定される、
    医療用画像処理装置。
  8. 請求項３に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記第１の波長帯域の光は、
    白色光であり、
    前記励起光は、
    波長帯域が７５０ｎｍ〜８１０ｎｍまたは３７５ｎｍ〜４４５ｎｍのいずれか一方である、
    医療用画像処理装置。
  9. 請求項３に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記第１の波長帯域の光は、
    白色光であり、
    前記励起光は、
    観察対象が自家蛍光を発生する波長帯域の光である、
    医療用画像処理装置。
  10. 請求項３に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記疑似色は、複数選択可能であり、
    前記画像処理部は、
    外部から入力される複数の前記疑似色のいずれか一つを選択する選択信号に基づいて、前記２つの係数ａ，ｂを設定する、
    医療用画像処理装置。
  11. 請求項４に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記疑似色は、複数選択可能であり、
    前記画像処理部は、
    外部から入力される複数の前記疑似色のいずれか一つを選択する選択信号に基づいて、前記２つの係数ａ，ｂを設定する、
    医療用画像処理装置。
  12. 請求項３に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記疑似色は、
    前記観察対象と反対の反対色に設定される、
    医療用画像処理装置。
  13. 請求項４に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記疑似色は、
    前記観察対象と反対の反対色に設定される、
    医療用画像処理装置。
  14. 請求項６に記載の医療用画像処理装置であって、
    前記疑似色は、
    前記観察対象と反対の反対色に設定される、
    医療用画像処理装置。
  15. 第１の波長帯域の光および前記第１の波長帯域の光と異なる第２の波長帯域の励起光のいずれか一方を出射する光源装置と、
    前記励起光が照射されることで蛍光を発する観察対象であり、前記第１の波長帯域の光が照射された前記観察対象からの光を撮像することによって第１の撮像画像を生成し、かつ、前記励起光が照射された前記観察対象からの前記蛍光を撮像することによって第２の撮像画像を生成する撮像装置と、
    前記第１の撮像画像と、前記第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する画像処理装置と、
    を備え、
    前記画像処理装置は、
    前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、
    前記出力画像における前記対象画素の色差信号値を、前記第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する、
    医療用観察システム。
  16. 医療用画像処理装置が実行する画像処理方法であって、
    第１の波長帯域の光と異なる第２の波長帯域の励起光が照射されることで蛍光を発する観察対象であり、前記第１の波長帯域の光が照射された前記観察対象からの光を撮像した第１の撮像画像と、前記励起光が照射された前記観察対象からの前記蛍光を撮像した第２の撮像画像と、を取得し、
    前記第１の撮像画像と、前記第２の撮像画像と、を対応する画素同士で合成することによって出力画像を生成する場合、前記出力画像における生成対象となる対象画素の輝度信号値を、前記第１の撮像画像における前記対象画素に対応する第１の対応画素の輝度信号値および前記第２の撮像画像における前記対象画素に対応する第２の対応画素の輝度信号値のいずれか一方を出力し、
    前記出力画像における前記対象画素の色差信号値を、前記第２の対応画素の輝度信号値を用いて生成した値を出力する、
    画像処理方法。
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