JP5715602B2 - Endoscope system and method for operating endoscope system - Google Patents

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Description

本発明は、白色画像、酸素飽和度画像、血管強調画像など複数の観察モードの画像を同時に取得する内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法に関する。 The present invention relates to an endoscope system that simultaneously acquires images of a plurality of observation modes such as a white image, an oxygen saturation image, and a blood vessel enhancement image, and an operation method of the endoscope system .

近年の医療分野においては、光源装置と、内視鏡装置と、プロセッサ装置とを備える内視鏡システムが広く用いられている。この内視鏡システムを用いた診断においては、内視鏡の挿入部を検体内に挿入し、その先端部から検体に所定波長の照明光で照明してから、先端部の撮像素子で検体を撮像することにより、検体上に表れる様々な生体情報が反映された内視鏡画像を取得している。   In recent medical fields, an endoscope system including a light source device, an endoscope device, and a processor device is widely used. In the diagnosis using this endoscope system, the insertion portion of the endoscope is inserted into the sample, the sample is illuminated from the distal end portion with illumination light of a predetermined wavelength, and the sample is then detected by the imaging device at the distal end portion. By imaging, an endoscopic image reflecting various biological information appearing on the specimen is acquired.

内視鏡画像としては、白色光で照明された検体の可視光像を撮像して得られる通常画像の他、ヘモグロビンの吸光係数が高い波長域の狭帯域光を検体に照明することによって、表層血管や中深層血管のコントラストを向上させた血管強調画像や、酸化ヘモグロビンの吸光係数と還元ヘモグロビンの吸光係数が異なる異吸収波長域の狭帯域光で検体を照明することによって、血管の酸素状態を可視化した酸素飽和度画像が用いられつつある。これら３つの画像はそれぞれ一長一短あるため、１つの画像だけではなく３つの画像を同時にモニタに表示することで、様々な観点からの診断が可能となる。   As an endoscopic image, a normal image obtained by capturing a visible light image of a specimen illuminated with white light, as well as illuminating the specimen with narrowband light in a wavelength region where the absorption coefficient of hemoglobin is high, By illuminating a specimen with narrow-band light in different absorption wavelength ranges where the contrast of blood vessels and mid-deep blood vessels is improved, and the absorption coefficient of oxyhemoglobin and that of reduced hemoglobin are different, Visualized oxygen saturation images are being used. Since each of these three images has advantages and disadvantages, diagnosis from various viewpoints can be performed by simultaneously displaying not only one image but also three images on the monitor.

これら通常画像、血管強調画像、酸素飽和度画像の３つの画像を、モノクロの撮像素子を用いた面順次方式で取得する場合、通常画像についてはRGB光の３フレーム分の照明光が必要となり、血管強調画像については表層血管強調用の青色狭帯域光と中深層血管強調用の緑色狭帯域光の２フレーム分の照明光が必要となり、酸素飽和度画像については異吸収波長域の照明光を少なくとも含む１〜３フレーム分の照明光が必要となる。即ち、１フレームの通常画像、血管強調画像、酸素飽和度画像を同時に得るためには、合計で、６〜８フレームの照明光が必要となる。したがって、これら３つの画像を同時に得ようとすると、フレームレート（時間分解能）が低くくなってしまう。   When these three images, a normal image, a blood vessel enhancement image, and an oxygen saturation image, are acquired by a frame sequential method using a monochrome image sensor, illumination light for three frames of RGB light is required for the normal image. For blood vessel-enhanced images, two frames of illumination light are required: blue narrow-band light for emphasizing surface blood vessels and green narrow-band light for emphasizing middle-layer blood vessels. For oxygen saturation images, illumination light in a different absorption wavelength range is required. At least 1 to 3 frames of illumination light are required. That is, in order to obtain one frame of a normal image, a blood vessel emphasized image, and an oxygen saturation image at the same time, a total of 6 to 8 frames of illumination light are required. Therefore, if these three images are obtained simultaneously, the frame rate (time resolution) becomes low.

これに対して、特許文献１には、通常画像と血管強調画像の２つの画像を、フレームレートを極力低下させることなく、同時に取得する方法が記載されている。この特許文献１によれば、表層血管強調用の青色狭帯域光、広帯域の緑色光、広帯域の赤色光の３フレーム分の照明光を順次照射し撮像することにより、狭帯域のＢＮ画像、広帯域のＧ画像、Ｒ画像を取得する。そして、通常画像については、ＢＮ画像に対して、明るさをアップさせるゲイン処理などを施したＢ画像と、Ｇ画像と、Ｒ画像とから生成し、血管強調画像については、ＢＮ画像と、Ｇ画像に中深層血管を抽出するフィルタリング処理を施したＧ´画像とから生成する。   On the other hand, Patent Document 1 describes a method of acquiring two images, a normal image and a blood vessel emphasized image, at the same time without reducing the frame rate as much as possible. According to this patent document 1, narrow-band BN images, wide-band images are obtained by sequentially irradiating and imaging illumination light for three frames of blue narrow-band light for emphasizing surface blood vessels, broadband green light, and broadband red light. G image and R image are acquired. The normal image is generated from the B image, the G image, and the R image obtained by performing gain processing for increasing the brightness of the BN image, and the blood vessel emphasized image is generated from the BN image and the G image. The image is generated from a G ′ image that has been subjected to filtering processing for extracting a middle-deep blood vessel.

したがって、通常画像と血管強調画像を面順次方式で取得する場合、通常であれば、５フレーム分の照明光が必要であるのに対して、特許文献１のように、ゲイン処理やフィルタリング処理などの画像処理を併用することで、２フレーム少ない３フレーム分の照明光で画像取得することができる。これにより、フレームレートの低下を回避することができる。   Therefore, when a normal image and a blood vessel emphasized image are acquired by the frame sequential method, normally, illumination light for 5 frames is necessary, whereas, as in Patent Document 1, gain processing, filtering processing, etc. By using this image processing together, an image can be acquired with illumination light for 3 frames, which is 2 frames fewer. Thereby, a decrease in frame rate can be avoided.

特開２００８−４３６０４号公報JP 2008-43604 A

しかしながら、特許文献１では、ＢＮ画像にゲイン処理をかけて通常画像を作成しているため、明るさがアップしている一方で、ノイズ成分も多く含まれるようになる。そのため、通常画像は画質が劣化しているおそれがある。したがって、特許文献１の方法を用いて、通常画像、血管強調画像、酸素飽和度画像の３つの画像を同時に取得する場合には、フレームレートの低下は防ぐことができるが、通常画像の画質が劣化してしまうという問題がある。   However, in Patent Document 1, since a normal image is created by applying gain processing to a BN image, the brightness is increased, but a lot of noise components are included. Therefore, there is a possibility that the image quality of the normal image is deteriorated. Therefore, when the three images of the normal image, the blood vessel emphasized image, and the oxygen saturation image are acquired at the same time using the method of Patent Document 1, the frame rate can be prevented from decreasing, but the image quality of the normal image is low. There is a problem of deterioration.

本発明は、通常画像、血管強調画像、酸素飽和度画像の３つの画像を面順次方式で取得する場合であっても、フレームレート（時間分解能）を低下させることなく、それぞれの画像を高画質で取得することができる内視鏡システム及び内視鏡システムの作動方法を提供することを目的とする。 In the present invention, even when three images, a normal image, a blood vessel enhancement image, and an oxygen saturation image, are acquired by a frame sequential method, each image has a high image quality without reducing the frame rate (time resolution). It is an object of the present invention to provide an endoscope system and an operation method of the endoscope system that can be obtained by the above.

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、所定の波長帯域において血中ヘモグロビンの吸光係数が高い第１波長域を含む第１照明光と、酸化ヘモグロビンの吸光係数と還元ヘモグロビンの吸光係数が異なる第２波長域を含む第２照明光と、第１及び第２波長域と異なる第３波長域を含む第３照明光と、第１ないし第３波長域と異なる第４の波長域を含む第４照明光とを、検体に順次照射する照明手段と、各照明光で照明された検体をモノクロの撮像素子で順次撮像することにより、第１ないし第４画像情報を取得する画像情報取得手段と、第１画像情報と第２画像情報を合成処理して第１合成画像情報を作成する合成画像情報作成手段と、第１合成画像情報、第３画像情報、第４画像情報に基づいて、第１ないし第４波長域の情報を含む通常画像を生成する通常画像作成手段と、第１画像情報に基づいて、第１波長域の情報を含む狭帯域画像を生成する狭帯域画像作成手段と、第２画像情報に基づいて、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を作成する酸素飽和度画像作成手段とを備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, an endoscope system according to the present invention includes a first illumination light including a first wavelength range in which a blood hemoglobin has a high extinction coefficient in a predetermined wavelength band, an extinction coefficient of oxyhemoglobin, and reduced hemoglobin. A second illumination light including a second wavelength region having a different extinction coefficient, a third illumination light including a third wavelength region different from the first and second wavelength regions, and a fourth different from the first to third wavelength regions. The first to fourth image information is acquired by sequentially imaging the specimen illuminated with each illumination light with a monochrome imaging device, and sequentially illuminating the specimen with the fourth illumination light including the wavelength range. Image information acquisition means, synthesized image information creation means for creating first synthesized image information by synthesizing the first image information and the second image information, first synthesized image information, third image information, fourth image information Based on the first to fourth wavelength ranges A normal image generating means for generating a normal image including information, a narrow band image generating means for generating a narrow band image including information on the first wavelength range based on the first image information, and a second image information. And oxygen saturation image creating means for creating an oxygen saturation image in which the oxygen saturation of blood hemoglobin is imaged.

第１及び第２波長域は青色帯域に含まれ、第３波長域は緑色帯域に含まれ、第４波長域は赤色帯域に含まれることが好ましい。第１及び第２波長域は青色の狭帯域であり、第３波長域は緑色の広帯域であることが好ましい。第１波長域は４０５〜４２５nmを有し、第２波長域は４５０〜５００nmを有し、第３波長域は４８０〜６２０nmを有していることが好ましい。   It is preferable that the first and second wavelength ranges are included in the blue band, the third wavelength range is included in the green band, and the fourth wavelength range is included in the red band. The first and second wavelength regions are preferably blue narrow bands, and the third wavelength region is preferably a green broadband. It is preferable that the first wavelength region has 405 to 425 nm, the second wavelength region has 450 to 500 nm, and the third wavelength region has 480 to 620 nm.

第１及び第２波長域は青色の狭帯域であり、第３波長域は緑色の狭帯域であり、合成画像情報作成手段は、第１合成画像情報に加えて、第２画像情報と第３画像情報を合成処理して第２合成画像情報を作成し、通常画像作成手段は、第３画像情報に代えて、第１及び第２合成画像情報と第４画像情報に基づいて通常画像を作成し、狭帯域画像作成手段は、第１画像情報に加えて、第３画像情報に基づいて、第１及び第３波長域の情報を含む狭帯域画像を作成することが好ましい。第１波長域は４０５〜４２５nmを有し、第２波長域は４５０〜５００nmを有し、第３波長域は５３０〜５５０nmを有していることが好ましい。第１及び第２波長域が青色帯域に含まれ、第３波長域が緑色帯域含まれ、第４波長域は赤色帯域が含まれる場合には、酸素飽和度画像作成手段は、第２画像情報に加えて、第３及び第４画像情報に基づいて、酸素飽和度画像を作成することが好ましい。   The first and second wavelength ranges are a blue narrow band, the third wavelength range is a green narrow band, and the composite image information creation means includes the second image information and the third information in addition to the first composite image information. The image information is synthesized to create second synthesized image information, and the normal image creating means creates a normal image based on the first and second synthesized image information and the fourth image information instead of the third image information. The narrowband image creation means preferably creates a narrowband image including information on the first and third wavelength regions based on the third image information in addition to the first image information. The first wavelength region preferably has 405 to 425 nm, the second wavelength region preferably has 450 to 500 nm, and the third wavelength region preferably has 530 to 550 nm. When the first and second wavelength bands are included in the blue band, the third wavelength band is included in the green band, and the fourth wavelength band is included in the red band, the oxygen saturation image creating unit includes the second image information. In addition, it is preferable to create an oxygen saturation image based on the third and fourth image information.

第１波長域は緑色帯域に含まれ、第２及び第３波長域は青色帯域に含まれ、第４波長域は赤色帯域に含まれることが好ましい。第１波長域は５３０〜５５０nmを有し、第２波長域は４５０〜５００nmを有し、第３波長域は３８０〜５２０nmを有していることが好ましい。第１波長域が緑色帯域に含まれ、第２及び第３波長域が青色帯域に含まれ、第４波長域が赤色帯域に含まれる場合には、酸素飽和度画像作成手段は、第２画像情報に加えて、第１及び第４画像情報に基づいて、酸素飽和度画像を作成することが好ましい。   Preferably, the first wavelength range is included in the green band, the second and third wavelength ranges are included in the blue band, and the fourth wavelength range is included in the red band. It is preferable that the first wavelength region has 530 to 550 nm, the second wavelength region has 450 to 500 nm, and the third wavelength region has 380 to 520 nm. In the case where the first wavelength range is included in the green band, the second and third wavelength ranges are included in the blue band, and the fourth wavelength range is included in the red band, the oxygen saturation image creating unit generates the second image. It is preferable to create an oxygen saturation image based on the first and fourth image information in addition to the information.

本発明の内視鏡システムの作動方法は、照明手段が、所定の波長帯域において血中ヘモグロビンの吸光係数が高い第１波長域を含む第１照明光と、酸化ヘモグロビンの吸光係数と還元ヘモグロビンの吸光係数が異なる第２波長域を含む第２照明光と、第１及び第２波長域と異なる第３波長域を含む第３照明光と、前記第１ないし第３波長域と異なる第４の波長域を含む第４照明光とを、検体内で順に発するステップと、画像情報取得手段が、検体をモノクロの撮像素子で順次撮像することにより、第１ないし第４画像情報を取得する画像情報取得ステップと、合成画像情報作成手段が、第１画像情報と第２画像情報を合成処理して第１合成画像情報を作成する合成画像情報作成ステップと、通常画像作成手段が、第１合成画像情報、第３画像情報、第４画像情報に基づいて、第１ないし第４波長域の情報を含む通常画像を生成する通常画像作成ステップと、狭帯域画像作成手段が、第１画像情報に基づいて、第１波長域の情報を含む狭帯域画像を作成する狭帯域画像作成ステップと、酸素飽和度画像作成手段が、第２画像情報に基づいて、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を作成する酸素飽和度画像作成ステップと、を有することを特徴とする。 In the operating method of the endoscope system of the present invention, the illuminating means includes the first illumination light including the first wavelength range in which the absorption coefficient of blood hemoglobin is high in a predetermined wavelength band, the absorption coefficient of oxyhemoglobin, and the reduced hemoglobin. A second illumination light including a second wavelength region having a different extinction coefficient; a third illumination light including a third wavelength region different from the first and second wavelength regions; and a fourth different from the first to third wavelength regions. Steps of sequentially emitting fourth illumination light including a wavelength range within the specimen, and image information acquisition means for acquiring first to fourth image information by sequentially imaging the specimen with a monochrome imaging device. An obtaining step, a composite image information creating unit that creates a first composite image information by synthesizing the first image information and the second image information, and a normal image creating unit includes a first composite image Information, 3rd image Distribution, based on the fourth image information, and the normal image generation step of generating a normal image including the information of the first to fourth wavelength band, the narrow-band image forming means, based on the first image information, the first wavelength A narrow-band image creating step for creating a narrow-band image including region information, and an oxygen saturation image creating means that produces an oxygen saturation image obtained by imaging oxygen saturation of blood hemoglobin based on the second image information And an oxygen saturation image creation step to be created.

本発明によれば、第１ないし第４の照明光の４フレーム分の照明光で、通常画像、狭帯域画像、酸素飽和度画像を作成しているため、フレームレートの低下を防ぐことができる。また、血中ヘモグロビンの吸光係数が高い第１波長域を含む第１照明光で照明された検体を撮像して得られた第１画像情報と、酸化ヘモグロビンの吸光係数と還元ヘモグロビンの吸光係数が異なる第２波長域を含む第２照明光で照明された検体を撮像して得られた第２画像情報とを合成処理することによって第１合成画像情報を取得し、その第１合成画像情報に基づいて通常画像を作成していることから、通常画像は、ゲイン処理などで明るさをアップさせた場合と比較して、ノイズがきわめて少ない高画質な画像となっている。   According to the present invention, since the normal image, the narrow band image, and the oxygen saturation image are created with the illumination light for four frames of the first to fourth illumination lights, it is possible to prevent the frame rate from being lowered. . Further, the first image information obtained by imaging the specimen illuminated with the first illumination light including the first wavelength range where the blood hemoglobin has a high extinction coefficient, the extinction coefficient of oxyhemoglobin, and the extinction coefficient of reduced hemoglobin are: First composite image information is acquired by performing synthesis processing with second image information obtained by imaging a specimen illuminated with second illumination light including a different second wavelength range, and the first composite image information is included in the first composite image information. Since the normal image is created on the basis of this, the normal image is a high-quality image with very little noise compared to the case where the brightness is increased by gain processing or the like.

内視鏡システムの外観を示す概略図である。It is the schematic which shows the external appearance of an endoscope system. 内視鏡システムの内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of an endoscope system. 第１実施形態の回転フィルタを示す平面図である。It is a top view which shows the rotary filter of 1st Embodiment. 各フィルタ部の透過特性を示すグラフである。It is a graph which shows the transmission characteristic of each filter part. ヘモグロビンの吸光特性を示すグラフである。It is a graph which shows the light absorption characteristic of hemoglobin. 通常モードにおける撮像素子の動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of the image pick-up element in normal mode. 第１特殊モードにおける撮像素子の動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of the image pick-up element in 1st special mode. 第２特殊モードにおける撮像素子の動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of the image pick-up element in 2nd special mode. 画像処理部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of an image process part. 第１特殊モード時に取得した画像データに基づいて通常画像、第１狭帯域画像、酸素飽和度画像を作成する方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method of producing a normal image, a 1st narrow-band image, and an oxygen saturation image based on the image data acquired at the time of 1st special mode. 緑色画像データに施す周波数フィルタリングを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the frequency filtering performed to green image data. 強度比Ｂ／Ｇ、Ｒ／Ｇと酸素飽和度との相関関係を示すグラフである。It is a graph which shows correlation with intensity ratio B / G, R / G, and oxygen saturation. 酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光特性を示すグラフである。It is a graph which shows the light absorption characteristic of oxygenated hemoglobin and reduced hemoglobin. 図１０のグラフから酸素飽和度を算出する方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method to calculate oxygen saturation from the graph of FIG. 酸素飽和度とゲインとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between oxygen saturation and a gain. 第２特殊モード時に取得した画像データに基づいて通常画像、第２狭帯域画像、酸素飽和度画像を作成する方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method to produce a normal image, a 2nd narrow-band image, and an oxygen saturation image based on the image data acquired at the time of 2nd special mode. 青色画像データに施す周波数フィルタリングを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the frequency filtering performed to blue image data. 第１特殊モードの一連の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a series of flows of a 1st special mode. 表示装置に同時表示された通常画像、第１狭帯域画像、酸素飽和度画像の画像図である。It is an image figure of the normal image, the 1st narrow-band image, and oxygen saturation image which were simultaneously displayed on the display apparatus. 第２実施形態の回転フィルタを示す平面図である。It is a top view which shows the rotation filter of 2nd Embodiment. 第３特殊モード時に取得した画像データに基づいて通常画像、第３狭帯域画像、酸素飽和度画像を作成する方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the method to produce a normal image, a 3rd narrow-band image, and an oxygen saturation image based on the image data acquired at the time of the 3rd special mode.

図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、被検体内を照明する光を発生する光源装置１１と、光源装置１１からの光を被検体の被観察領域に照射し、その反射像を撮像する内視鏡装置１２と、内視鏡装置１２での撮像により得られた画像データを画像処理するプロセッサ装置１３と、画像処理によって得られた内視鏡画像等を表示する表示装置１４と、キーボード等で構成される入力装置１５とを備えている。   As shown in FIG. 1, an endoscope system 10 according to the first embodiment irradiates an observation region of a subject with a light source device 11 that generates light for illuminating the inside of the subject and light from the light source device 11. An endoscope device 12 that captures the reflected image, a processor device 13 that performs image processing on image data obtained by imaging with the endoscope device 12, an endoscope image obtained by image processing, and the like are displayed. Display device 14 and an input device 15 composed of a keyboard or the like.

内視鏡装置１２には、操作部１６側から順に、軟性部１７、湾曲部１８、スコープ先端部１９が設けられている。軟性部１７は可撓性を有しているため、屈曲自在にすることができる。湾曲部１８は、操作部１６に配置されたアングルノブ１６ａの回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部１８は、被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲させることができるため、スコープ先端部１９を所望の観察部位に向けることができる。   The endoscope device 12 is provided with a flexible portion 17, a bending portion 18, and a scope distal end portion 19 in order from the operation portion 16 side. Since the soft part 17 has flexibility, it can be bent freely. The bending portion 18 is configured to be bendable by a turning operation of an angle knob 16 a disposed in the operation portion 16. Since the bending portion 18 can be bent in an arbitrary direction and an arbitrary angle according to the region of the subject, the scope distal end portion 19 can be directed to a desired observation region.

内視鏡システム１０は、波長範囲が青色から赤色に及ぶ可視光の被検体像からなる通常画像を表示装置１４に表示する通常モードと、通常画像、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像、青色の狭帯域光BNによって表層血管を強調表示した第１狭帯域画像の３つの画像を同時に表示装置１４に表示する第１特殊モードと、通常画像、酸素飽和度画像、緑色の狭帯域光GNによって中深層血管を強調表示した第２狭帯域画像の３つの画像を同時に表示装置１４に表示する第２特殊モードとを備えている。これら３つのモードは、内視鏡装置に設けられた切り替えスイッチ２１や入力装置１５によって、切り替え可能である。   The endoscope system 10 has imaged a normal mode in which a normal image including a subject image of visible light having a wavelength range from blue to red is displayed on the display device 14, a normal image, and oxygen saturation of blood hemoglobin. A first special mode in which three images of an oxygen saturation image and a first narrowband image in which a surface blood vessel is highlighted by a blue narrowband light BN are displayed on the display device 14 at the same time, a normal image, an oxygen saturation image, and a green color A second special mode in which three images of the second narrowband image in which the middle-deep blood vessels are highlighted by the narrowband light GN are displayed on the display device 14 at the same time. These three modes can be switched by a changeover switch 21 or an input device 15 provided in the endoscope apparatus.

図２に示すように、光源装置１１は、白色光源３０と、この白色光源３０からの広帯域光ＢＢを所定波長の光に波長分離する回転フィルタ３１と、回転フィルタ３１の回転軸に接続され、一定の回転速度で回転フィルタ３１を回転させるモータ３２と、回転フィルタ３１をその半径方向にシフトさせるシフト部３４を備えている。   As shown in FIG. 2, the light source device 11 is connected to a white light source 30, a rotary filter 31 that separates the broadband light BB from the white light source 30 into light of a predetermined wavelength, and a rotary shaft of the rotary filter 31. A motor 32 that rotates the rotary filter 31 at a constant rotational speed and a shift unit 34 that shifts the rotary filter 31 in the radial direction are provided.

白色光源３０は、光源本体３０ａと、絞り３０ｂとを備えている。光源本体３０ａはキセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、白色LEDなどの広帯域用の光源で構成され、広帯域光ＢＢを発光する。広帯域光BBは、青色帯域から赤色帯域までの可視光の波長範囲、例えば４００nm〜７００nmの波長範囲を有している。絞り３０ｂは、その開度を調整することによって、白色光源３０から出射して回転フィルタ３１に入射する広帯域光ＢＢの光量を調整する。   The white light source 30 includes a light source body 30a and a diaphragm 30b. The light source body 30a is composed of a broadband light source such as a xenon lamp, a halogen lamp, a metal halide lamp, or a white LED, and emits broadband light BB. The broadband light BB has a wavelength range of visible light from the blue band to the red band, for example, a wavelength range of 400 nm to 700 nm. The diaphragm 30b adjusts the amount of the broadband light BB emitted from the white light source 30 and incident on the rotary filter 31 by adjusting the opening.

内視鏡装置１２は電子内視鏡から構成され、ライトガイド２８，２９で導光された２系統（２灯）の光を被観察領域に向けて照射する照明部４０と、被観察領域を撮像する１系統の撮像部４１と、内視鏡装置１２と光源装置１１及びプロセッサ装置１３とを着脱自在に接続するコネクタ部４２を備えている。   The endoscope apparatus 12 is composed of an electronic endoscope, and an illumination unit 40 that irradiates two observations (two lamps) of light guided by light guides 28 and 29 toward an observation area, and an observation area. An imaging unit 41 of one system for imaging, and a connector unit 42 for detachably connecting the endoscope device 12, the light source device 11, and the processor device 13 are provided.

照明部４０は、撮像部４１の両脇に設けられた２つの照明窓４３，４４を備えており、各照明窓４３，４４の奥には、それぞれ投光ユニット４７，５４が収納されている。各投光ユニット４７，５４は、ライトガイド２８，２９からの光を、照明レンズ５１を通して被観察領域に照射する。撮像部４１は、スコープ先端部１９の略中心位置に、被観察領域からの反射光を、対物レンズユニット（図示省略）を通して受光する１つの観察窓４２を備えている。   The illumination unit 40 includes two illumination windows 43 and 44 provided on both sides of the imaging unit 41, and light projecting units 47 and 54 are housed in the back of the illumination windows 43 and 44, respectively. . Each of the light projecting units 47 and 54 irradiates the observation area through the illumination lens 51 with the light from the light guides 28 and 29. The imaging unit 41 includes one observation window 42 that receives reflected light from the observation region through an objective lens unit (not shown) at a substantially central position of the scope distal end 19.

観察窓４２奥には、被検体の被観察領域の像光を取り込むための対物レンズユニット（図示省略）等の光学系が設けられており、さらにその対物レンズユニットの奥には、被観察領域を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子６０が設けられている。この撮像素子６０は各画素にカラーフィルタが設けられていないモノクロの撮像素子であり、対物レンズユニットからの光を受光面（撮像面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力する。なお、撮像素子６０として、ＩＴ（インターライントランスファー）型のＣＣＤを使用するが、そのほか、グローバルシャッターを有するＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）を使用してもよい。   An optical system such as an objective lens unit (not shown) for capturing image light of the observation region of the subject is provided in the back of the observation window 42, and further, the observation region is in the back of the objective lens unit. An image sensor 60 such as a CCD (Charge Coupled Device) is provided. The image sensor 60 is a monochrome image sensor in which no color filter is provided for each pixel. The image sensor 60 receives light from the objective lens unit on a light receiving surface (imaging surface), and photoelectrically converts the received light to obtain an image signal ( Analog signal). As the image sensor 60, an IT (interline transfer) CCD is used, but a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) having a global shutter may be used.

撮像素子６０から出力される撮像信号（アナログ信号）は、スコープケーブル６７を通じてＡ／Ｄ変換器６８に入力される。Ａ／Ｄ変換器６８は、撮像信号（アナログ信号）をその電圧レベルに対応する画像データ（デジタル信号）に変換する。変換後の画像データは、コネクタ部４２を介して、プロセッサ装置１３に入力される。撮像制御部７０は撮像素子６０の撮像制御を行う。この撮像制御は、モード毎に異なっている。   An imaging signal (analog signal) output from the imaging device 60 is input to the A / D converter 68 through the scope cable 67. The A / D converter 68 converts the imaging signal (analog signal) into image data (digital signal) corresponding to the voltage level. The converted image data is input to the processor device 13 via the connector unit 42. The imaging control unit 70 performs imaging control of the image sensor 60. This imaging control is different for each mode.

プロセッサ装置１３は、制御部７１と、画像処理部７２と、記憶部７４とを備えており、制御部７２には表示装置１４及び入力装置１５が接続されている。制御部７２はプロセッサ装置１３内の各部を制御するとともに、内視鏡装置１２の切り替えスイッチ２１や入力装置１５から入力される入力情報に基づいて、内視鏡装置１２の撮像制御部７０及び表示装置１４の動作を制御する。   The processor device 13 includes a control unit 71, an image processing unit 72, and a storage unit 74, and the display device 14 and the input device 15 are connected to the control unit 72. The control unit 72 controls each unit in the processor device 13, and based on input information input from the changeover switch 21 or the input device 15 of the endoscope device 12, the imaging control unit 70 and the display of the endoscope device 12. The operation of the device 14 is controlled.

図３に示すように、光源装置１１に設けられた回転フィルタ３１は、モータ３２に接続された回転軸３１ａを回転中心として回転する。この回転フィルタ３１には、回転軸３１ａがある回転中心から順に、半径方向に沿って、第１、第２、第３フィルタ領域３７，３８，３９が設けられている。第１フィルタ領域３７は通常モード時に広帯域光ＢＢの光路上にセットされ、第２フィルタ領域３８は第１特殊モード時に広帯域光BBの光路上にセットされ、第３フィルタ領域３９は第２特殊モード時に広帯域光BBの光路上にセットされる。各フィルタ領域３７〜３９の切替は、シフト部３４により回転フィルタ３１を半径方向にシフトさせることによって、行われる。   As shown in FIG. 3, the rotary filter 31 provided in the light source device 11 rotates about a rotation shaft 31 a connected to a motor 32 as a rotation center. The rotary filter 31 is provided with first, second, and third filter regions 37, 38, and 39 along the radial direction in order from the center of rotation where the rotary shaft 31a is located. The first filter region 37 is set on the optical path of the broadband light BB in the normal mode, the second filter region 38 is set on the optical path of the broadband light BB in the first special mode, and the third filter region 39 is set in the second special mode. Sometimes set on the optical path of the broadband light BB. The filter regions 37 to 39 are switched by shifting the rotary filter 31 in the radial direction by the shift unit 34.

第１フィルタ領域３７は、中心角が１２０°の扇型の領域に、それぞれＢフィルタ部３７ａ、Ｇフィルタ部３７ｂ、Ｒフィルタ部３７ｃが設けられている。図４に示すように、Ｂフィルタ部３７ａは広帯域光ＢＢから青色帯域（３８０〜５２０nm）のＢ光を透過させ、Ｇフィルタ部３８ｂは広帯域光ＢＢから緑色帯域（４８０〜６２０nm）のＧ光を透過させ、Ｒフィルタ部３８ｃは広帯域光ＢＢから赤色帯域（５８０〜７２０nm）のＲ光を透過させる。したがって、回転フィルタ３１の回転によって、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光が順次出射する。これらＢ光、Ｇ光、Ｒ光は、集光レンズ４０及び光ファイバ４１を通して、内視鏡装置１２のライドガイド２８，２９に入射する。   The first filter region 37 is provided with a B filter portion 37a, a G filter portion 37b, and an R filter portion 37c in fan-shaped regions having a central angle of 120 °. As shown in FIG. 4, the B filter unit 37a transmits B light in the blue band (380 to 520 nm) from the broadband light BB, and the G filter unit 38b transmits G light in the green band (480 to 620 nm) from the broadband light BB. The R filter unit 38c transmits the R light in the red band (580 to 720 nm) from the broadband light BB. Accordingly, the B light, the G light, and the R light are sequentially emitted by the rotation of the rotary filter 31. These B light, G light, and R light are incident on the ride guides 28 and 29 of the endoscope apparatus 12 through the condenser lens 40 and the optical fiber 41.

第２フィルタ領域３８は、表層血管強調用フィルタ部３８ａ（図３では「表層血管強調用」と記載）、酸素飽和度測定用フィルタ部３８ｂ（図３では「測定用」と表記）、Ｇフィルタ部３８ｃ、Ｒフィルタ部３８ｄが設けられている。表層血管強調用フィルタ部３８ａは、広帯域光ＢＢのうち、中心波長４１５nm、波長範囲４０５〜４２５nmを有する青色狭帯域光ＢＮを透過させる。この青色狭帯域光ＢＮの波長範囲は、図５に示すように、青色帯域で血中ヘモグロビンの吸光係数が高い波長域である。したがって、この青色狭帯域光ＢＮを検体に照射することで、青色狭帯域光ＢＮを吸収する表層血管と吸収しない粘膜とのコントラストが高くなるため、表層血管が強調表示される。   The second filter region 38 includes a surface blood vessel emphasizing filter unit 38a (described as “for surface blood vessel emphasis” in FIG. 3), an oxygen saturation measurement filter unit 38b (expressed as “for measurement” in FIG. 3), and a G filter. A portion 38c and an R filter portion 38d are provided. The surface layer blood vessel emphasizing filter unit 38a transmits blue narrow band light BN having a center wavelength of 415 nm and a wavelength range of 405 to 425 nm out of the broadband light BB. As shown in FIG. 5, the wavelength range of the blue narrow band light BN is a wavelength range in which the absorption coefficient of blood hemoglobin is high in the blue band. Therefore, by irradiating the specimen with the blue narrow-band light BN, the contrast between the surface blood vessels that absorb the blue narrow-band light BN and the mucous membrane that does not absorb is increased, so that the surface blood vessels are highlighted.

また、酸素飽和度測定用フィルタ部３８ｂは広帯域光ＢＢのうち、酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数に差（図１１参照）がある波長範囲４５０〜５００nmの酸素飽和度測定光を透過させる。この酸素飽和度測定光を低酸素状態の血管に照射したときの吸光特性は、高酸素状態の血管に照射したときの吸光特性と異なっている。そこで、この吸光特性の差を利用することで、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を測定することができる。なお、酸素飽和度測定光は、中心波長を４７３nmにすることが好ましい。   Further, the oxygen saturation measurement filter unit 38b transmits oxygen saturation measurement light in a wavelength range of 450 to 500 nm in which the absorption coefficient of oxidized and reduced hemoglobin has a difference (see FIG. 11) in the broadband light BB. The light absorption characteristic when the oxygen saturation measurement light is irradiated to the hypoxic blood vessel is different from the light absorption characteristic when the high oxygen state blood vessel is irradiated. Therefore, the oxygen saturation of blood hemoglobin can be measured by utilizing the difference in light absorption characteristics. The oxygen saturation measurement light preferably has a center wavelength of 473 nm.

また、Ｇフィルタ部３８ｃ，Ｒフィルタ部３８ｄは、上記Ｇ、Ｒフィルタ３７ｂ、３７ｃと同様の透過特性を有しているため、Ｇ、Ｒフィルタ部３８ｃ，３８ｄも、それぞれ、広帯域光ＢＢのうち、上記と同様の波長域を有するＧ光、Ｒ光を透過させる。以上から、回転フィルタ３１の回転によって、青色狭帯域光ＢＮ、酸素飽和度測定光、Ｇ光、Ｒ光が順次出射する。これら４種類の光は、集光レンズ４０及び光ファイバ４１を通して、ライドガイド２８，２９に順次入射する。   Further, since the G filter unit 38c and the R filter unit 38d have the same transmission characteristics as the G and R filters 37b and 37c, the G and R filter units 38c and 38d are respectively included in the broadband light BB. The G light and R light having the same wavelength range as above are transmitted. As described above, the blue narrow band light BN, the oxygen saturation measurement light, the G light, and the R light are sequentially emitted by the rotation of the rotary filter 31. These four types of light sequentially enter the ride guides 28 and 29 through the condenser lens 40 and the optical fiber 41.

第３フィルタ領域３９には、Ｂフィルタ部３９ａ、酸素飽和度測定用フィルタ部３９ｂ、中深層血管強調用フィルタ部３９ｃ（図３では「中深層血管強調用」と表記）、Ｒフィルタ部３９ｄが設けられている。中深層血管強調用フィルタ部３８ｃは、広帯域光ＢＢのうち、中心波長５４０nm、波長範囲５３０〜５５０nmを有する緑色狭帯域光ＧＮを透過させる。この緑色狭帯域光ＧＮの波長範囲は、図５に示すように、緑色帯域で血中ヘモグロビンの吸光係数が高い波長域である。したがって、この緑色狭帯域光ＧＮを検体に照射することで、緑色狭帯域光ＧＮを吸収する中深層血管と吸収しない粘膜とのコントラストが高くなるため、中深層血管が強調表示される。 The third filter region 39 includes a B filter unit 39a, an oxygen saturation measurement filter unit 39b, a mid-deep layer blood vessel emphasizing filter unit 39c (shown as “for mid-deep layer blood vessel emphasis” in FIG. 3), and an R filter unit 39d. Is provided. The mid-deep layer blood vessel emphasizing filter unit 38c transmits the green narrowband light GN having the center wavelength of 540 nm and the wavelength range of 530 to 550 nm out of the broadband light BB. As shown in FIG. 5, the wavelength range of the green narrow band light GN is a wavelength range in which the absorption coefficient of blood hemoglobin is high in the green band. Therefore, the green narrow band light G N by irradiating the sample, the contrast between the mucosa does not absorb the deep vessels in which to absorb the green narrow-band light GN is increased, the medium-deep blood vessel is highlighted.

また、Ｂフィルタ部３９ａ、酸素飽和度測定用フィルタ部３９ｂ、Ｒフィルタ部３９ｄは、Ｂフィルタ部３７ａ、酸素飽和度測定用フィルタ部３８ｂ、Ｒフィルタ部３７ｃと同様の透過特性を有している。したがって、それらフィルタ部３９ａ、３９ｂ、３９ｄは、それぞれ、広帯域光ＢＢのうち、上記と同様の波長域を有するＢ光、酸素飽和度測定光、Ｒ光を透過させる。以上から、回転フィルタ３１の回転によって、Ｂ光、酸素飽和度測定光、緑色狭帯域光ＧＮ、Ｒ光が順次出射する。これら４種類の光は、集光レンズ４０及び光ファイバ４１を通して、ライドガイド２８，２９に順次入射する。 Further, the B filter portion 39a, the oxygen saturation measuring filter unit 39 b, the R filter unit 39 d has the B filter unit 37 a, an oxygen saturation measuring filter section 38b, a transmission characteristic similar to the R filter portion 37c ing. Accordingly, the filters portions 39a, 39 b, 39 d, respectively, of the broadband light BB, B light having a wavelength region similar to the above, the oxygen saturation measuring light and transmits R light. From the above, the B light, the oxygen saturation measuring light, the green narrow band light GN, and the R light are sequentially emitted by the rotation of the rotary filter 31. These four types of light sequentially enter the ride guides 28 and 29 through the condenser lens 40 and the optical fiber 41.

上記のように、モード毎に異なる光が検体に照射されるため、その反射像を撮像する撮像素子６０においても、モード毎に異なる撮像が行われる。通常モードにおいては、図６Ａに示すように、Ｂ、Ｇ、Ｒの三色の像光を撮像素子６０で順次撮像して電荷を蓄積し、この蓄積した電荷に基づいて青色信号Bｃ、緑色信号Gｃ、赤色信号Rｃを順次出力する。この一連の動作は、通常モードに設定されている間、繰り返される。そして、これら青色信号Bｃ、緑色信号Gｃ、赤色信号RｃをA／D変換することによって、青色画像データBｃ、緑色画像データGｃ、赤色画像データRｃが得られる。   As described above, since the specimen is irradiated with different light for each mode, the imaging element 60 that captures the reflected image also performs different imaging for each mode. In the normal mode, as shown in FIG. 6A, image light of three colors B, G, and R is sequentially picked up by the image pickup device 60 and charges are accumulated. Based on the accumulated charges, a blue signal Bc and a green signal are accumulated. Gc and red signal Rc are sequentially output. This series of operations is repeated while the normal mode is set. The blue signal data Bc, the green image data Gc, and the red image data Rc are obtained by A / D converting the blue signal Bc, the green signal Gc, and the red signal Rc.

第１特殊モードにおいては、図６Ｂに示すように、青色狭帯域光ＢＮ、酸素飽和度測定光、Ｇ光、R光を撮像素子６０で順次撮像して電荷を蓄積し、この蓄積した電荷に基づいて青色狭帯域信号BＮ、測定用信号Bm、緑色信号G、赤色信号Rを順次出力する。こうした動作は第１特殊モードに設定されている間、繰り返される。そして、これら青色狭帯域信号BＮ、測定用信号Bm、緑色信号G、赤色信号RをA／D変換することによって、青色狭帯域画像データBＮ、測定用画像データBｍ、緑色画像データG、赤色画像データRが得られる。   In the first special mode, as shown in FIG. 6B, blue narrow-band light BN, oxygen saturation measurement light, G light, and R light are sequentially imaged by the image sensor 60 to accumulate charges. Based on this, a blue narrow band signal BN, a measurement signal Bm, a green signal G, and a red signal R are sequentially output. Such an operation is repeated while the first special mode is set. The blue narrowband signal BN, the measurement signal Bm, the green signal G, and the red signal R are A / D converted to convert the blue narrowband image data BN, the measurement image data Bm, the green image data G, and the red image. Data R is obtained.

第２特殊モードにおいては、図６Ｃに示すように、Ｂ光、酸素飽和度測定光、緑色狭帯域光ＧＮ、R光を撮像素子６０で順次撮像して電荷を蓄積し、この蓄積した電荷に基づいて青色信号B、測定用信号Bｍ、緑色狭帯域信号GＮ、赤色信号Rを順次出力する。こうした動作は第２特殊モードに設定されている間、繰り返される。そして、これら青色信号B、測定用信号Bｍ、緑色狭帯域信号GＮ、赤色信号RをA／D変換することによって、青色画像データB１、測定用画像データBｍ、緑色狭帯域画像データGＮ、赤色画像データRが得られる。   In the second special mode, as shown in FIG. 6C, the B light, the oxygen saturation measurement light, the green narrow band light GN, and the R light are sequentially imaged by the image sensor 60 to accumulate charges. Based on this, a blue signal B, a measurement signal Bm, a green narrowband signal GN, and a red signal R are sequentially output. Such an operation is repeated while the second special mode is set. The blue signal B, the measurement signal Bm, the green narrowband signal GN, and the red signal R are A / D converted to convert the blue image data B1, the measurement image data Bm, the green narrowband image data GN, and the red image. Data R is obtained.

上記のように、モード毎に異なる画像データが得られるため、モード毎に行われる画像処理もそれぞれ異なる。図７に示すように、画像処理部７２は、通常モード時に取得した画像データに基づいて画像処理する通常モード用画像処理部８０、第１特殊モード時に取得した画像データに基づいて画像処理する第１特殊モード用画像処理部８１、第２特殊モード時に取得した画像データに基づいて画像処理する第２特殊モード用画像処理部８２を備えている。   As described above, since different image data is obtained for each mode, image processing performed for each mode is also different. As shown in FIG. 7, the image processing unit 72 performs image processing based on the image data acquired in the first special mode and the normal mode image processing unit 80 for image processing based on the image data acquired in the normal mode. The image processing unit 81 for the first special mode and the image processing unit 82 for the second special mode that performs image processing based on the image data acquired in the second special mode are provided.

通常モード用画像処理部８０は、通常モード時に得られる青色画像データBｃ、緑色画像データGｃ、赤色画像データRｃに基づいて、通常画像を作成する。この作成された通常画像の青色画像データＢｃは表示装置１４のＢチャンネルに、緑色画像データＧｃは表示装置１４のＧチャンネルに、赤色画像データＲは表示装置１４のＲチャンネルに割り当てられる。   The normal mode image processing unit 80 creates a normal image based on the blue image data Bc, the green image data Gc, and the red image data Rc obtained in the normal mode. The generated blue image data Bc of the normal image is assigned to the B channel of the display device 14, the green image data Gc is assigned to the G channel of the display device 14, and the red image data R is assigned to the R channel of the display device 14.

第１特殊モード用画像処理部８１は、通常画像作成部８４と、第１狭帯域画像作成部８５と、酸素飽和度画像作成部８６とを備えている。この第１特殊モード用画像処理部８１では、図８に示すように、第１特殊モード時に得られる青色狭帯域画像データＢＮ、測定用画像データＢｍ、緑色画像データＧ、赤色画像データＲに基づいて通常画像を通常画像作成部８４で作成し、青色狭帯域画像データＢＮ及び緑色画像データＧに基づいて第１狭帯域画像を第１狭帯域画像作成部８５で作成し、測定用画像データＢｍ、緑色画像データＧ、赤色画像データＲを用いた演算により得られる酸素飽和度に基づいて、酸素飽和度画像を酸素飽和度画像作成部８６で作成する。 The first special mode image processing unit 81 includes a normal image creation unit 84, a first narrowband image creation unit 85, and an oxygen saturation image creation unit 86. As shown in FIG. 8, the first special mode image processing unit 81 is based on the blue narrowband image data BN, the measurement image data Bm, the green image data G, and the red image data R obtained in the first special mode. A normal image is created by the normal image creation unit 84, a first narrowband image is created by the first narrowband image creation unit 85 based on the blue narrowband image data BN and the green image data G, and the measurement image data Bm Based on the oxygen saturation obtained by the calculation using the green image data G and the red image data R, the oxygen saturation image creating unit 86 creates an oxygen saturation image.

通常画像作成部８４は、青色狭帯域画像ＢＮと測定用画像データＢｍを合成処理して、合成青色画像データを作成する。そして、更に、合成青色画像データ、緑色画像データＧ、赤色画像データＧを合成処理することによって、通常画像を作成する。この通常画像のうち、合成青色画像データは表示装置１４のＢチャンネルに、緑色画像データＧは表示装置１４のＧチャンネルに、赤色画像データＲは表示装置１４のＲチャンネルに割り当てられる。これにより、通常画像上に、フルカラーの検体の可視光像が表示される。
The normal image creation unit 84 creates a composite blue image data by combining the blue narrowband image BN and the measurement image data Bm. Further, a normal image is created by synthesizing the synthesized blue image data, the green image data G, and the red image data G. Among the normal images, the composite blue image data is assigned to the B channel of the display device 14, the green image data G is assigned to the G channel of the display device 14, and the red image data R is assigned to the R channel of the display device 14. Thereby, a visible light image of a full-color specimen is displayed on the normal image.

ここで、合成青色画像データは、従来技術（例えば特許文献１）のように、ゲイン処理で明るさをアップさせるのではなく、同じ青色帯域の情報を持つ測定用画像データＢｍとの合成処理で、明るさをアップさせている。そのため、従来技術のようにゲイン処理を用いた場合と比較して、合成青色画像データには、ノイズ成分がきわめて少ない。また、合成処理に用いた測定用画像は、通常画像の青色成分の画質アップだけでなく、酸素飽和度の算出にも用いられる。したがって、測定用画像は、１つの画像で２つの機能を果たしている。   Here, the synthesized blue image data is not increased in brightness by gain processing as in the prior art (for example, Patent Document 1), but is synthesized by measurement image data Bm having the same blue band information. The brightness has been increased. Therefore, compared to the case where gain processing is used as in the prior art, the synthesized blue image data has very few noise components. Further, the measurement image used for the synthesis process is used not only for improving the image quality of the blue component of the normal image but also for calculating the oxygen saturation. Accordingly, the measurement image fulfills two functions with one image.

第１狭帯域画像作成部８５は、青色狭帯域画像データＢＮと緑色画像データＧとを合成処理することによって、表層血管が強調表示された第１狭帯域画像を作成する。この第１狭帯域画像のうち、青色狭帯域画像データＢＮを表示装置１４のＢ、Ｇチャンネルに割り当て、緑色画像データＧを表示装置１４のＲチャンネルに割り当てることによって、表層血管の画像を含む第１狭帯域画像全体が疑似カラーで表示される（表層血管は「茶色」調の色で表示される。）。なお、第１狭帯域画像において中深層血管の視認性を向上させるために、図９に示すような、低〜中周波数の周波数フィルタリング処理を緑色画像データＧに施すことが好ましい。このように、低〜中周波数の周波数フィルタリング処理を用いるのは、中深層血管は表層血管と比べると太いためである。   The first narrowband image creation unit 85 creates a first narrowband image in which the surface blood vessels are highlighted by synthesizing the blue narrowband image data BN and the green image data G. Among the first narrowband images, the blue narrowband image data BN is assigned to the B and G channels of the display device 14, and the green image data G is assigned to the R channel of the display device 14, thereby including a first blood vessel image. 1 The entire narrow-band image is displayed in a pseudo color (surface blood vessels are displayed in a “brown” tone color). In addition, in order to improve the visibility of a middle-deep blood vessel in the first narrowband image, it is preferable to perform a low to medium frequency filtering process on the green image data G as shown in FIG. The reason why the low-to-medium frequency filtering is used is that the middle-layer blood vessel is thicker than the surface blood vessel.

酸素飽和度画像作成部８６は、強度比算出部８６ａと、相関関係記憶部８６ｂと、酸素飽和度算出部８６ｃと、画像作成部８６ｄとを備えている。強度比算出部８６ａは、測定用画像データＢ１ｍと緑色画像データＧ２の強度比Ｂ／Ｇと、赤色画像データＲと緑色画像データＧの強度比Ｒ／Ｇとを求める。強度比算出部８６ａでは、画像データ間で同じ位置にある画素間の強度比を算出し、また、強度比は画像データの全ての画素に対して算出される。なお、強度比は画像データのうち血管部分の画素のみ求めてもよい。この場合、血管部分は、血管部分の画像データとそれ以外の部分の画像データとの差に基づいて特定される。 The oxygen saturation image creation unit 86 includes an intensity ratio calculation unit 86a, a correlation storage unit 86b, an oxygen saturation calculation unit 86c, and an image creation unit 86d. The intensity ratio calculation unit 86a obtains the intensity ratio B / G of the measurement image data B1m and the green image data G2, and the intensity ratio R / G of the red image data R and the green image data G. The intensity ratio calculation unit 86a calculates the intensity ratio between pixels located at the same position in the image data, and the intensity ratio is calculated for all the pixels of the image data. Note that the intensity ratio may be obtained only for pixels of the blood vessel portion in the image data. In this case, the blood vessel portion is specified based on the difference between the image data of the blood vessel portion and the image data of the other portion.

相関関係記憶部８６ｂは、強度比Ｂ／Ｇ及びＲ／Ｇと酸素飽和度との相関関係を記憶している。この相関関係は、図１０に示すように、二次元空間上に酸素飽和度の等高線を定義した２次元テーブルで記憶されている。この等高線の位置、形は光散乱の物理的なシミュレーションで得られ、血液量に応じて変わるように定義されている。なお、強度比Ｂ／Ｇ，Ｒ／Ｇはlogスケールで記憶されている。   The correlation storage unit 86b stores the correlation between the intensity ratios B / G and R / G and the oxygen saturation. As shown in FIG. 10, this correlation is stored in a two-dimensional table in which contour lines of oxygen saturation are defined in a two-dimensional space. The positions and shapes of the contour lines are obtained by a physical simulation of light scattering, and are defined to change according to the blood volume. The intensity ratios B / G and R / G are stored on a log scale.

上記相関関係は、図１１に示すような酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビンの吸光特性や光散乱特性と密接に関連性し合っている。ここで、曲線９０は酸化ヘモグロビンの吸光係数を、曲線９１は還元ヘモグロビンの吸光係数を示している。例えば、４７３ｎｍのように吸光係数の差が大きい波長では、酸素飽和度の情報を取り易い。しかしながら、４７３ｎｍの光に対応する信号を含む測定用画像データＢｍは、酸素飽和度だけでなく血液量にも依存度が高い。そこで、測定用画像データＢｍに加え、主として血液量に依存して変化する赤色画像データＲ２と、青色画像データＢ２と赤色画像データＲ２のリファレンス画像（規格化用画像データ）となる緑色画像データＧ２から得られる強度比Ｂ／Ｇ及びＲ／Ｇを用いることで、血液量に依存することなく、酸素飽和度を正確に求めることができる。   The above correlation is closely related to the light absorption characteristics and light scattering characteristics of oxyhemoglobin and reduced hemoglobin as shown in FIG. Here, the curve 90 indicates the extinction coefficient of oxyhemoglobin, and the curve 91 indicates the extinction coefficient of reduced hemoglobin. For example, at a wavelength with a large difference in extinction coefficient such as 473 nm, it is easy to obtain information on oxygen saturation. However, the measurement image data Bm including a signal corresponding to 473 nm light is highly dependent not only on the oxygen saturation but also on the blood volume. Therefore, in addition to the measurement image data Bm, red image data R2 that changes mainly depending on the blood volume, and green image data G2 that serves as a reference image (standardization image data) of the blue image data B2 and the red image data R2. By using the intensity ratios B / G and R / G obtained from the above, the oxygen saturation can be accurately obtained without depending on the blood volume.

また、４７０〜７００ｎｍの波長範囲の光は、粘膜組織内での散乱係数が小さく、かつ波長依存性が小さいという性質がある。このため、この波長範囲の光を照明光として用いることによって、血管の深さの影響を低減しつつ、血液量および酸素飽和度の情報を含む血液情報を得ることができる。   In addition, light in the wavelength range of 470 to 700 nm has a property that the scattering coefficient in the mucosal tissue is small and the wavelength dependency is small. Therefore, by using light in this wavelength range as illumination light, blood information including information on blood volume and oxygen saturation can be obtained while reducing the influence of blood vessel depth.

なお、相関関係記憶部８６ｂには、強度比Ｒ／Ｇと血液量との相関関係についても記憶させてもよい。この相関関係は、強度比Ｒ／Ｇが大きくなればなるほど血液量も大きくなるように定義される１次元テーブルとして記憶されている。この強度比Ｒ／Ｇと血液量の相関関係は血液量の算出時に用いられる。   The correlation storage unit 86b may also store the correlation between the intensity ratio R / G and the blood volume. This correlation is stored as a one-dimensional table that is defined such that the blood volume increases as the intensity ratio R / G increases. The correlation between the intensity ratio R / G and the blood volume is used when calculating the blood volume.

酸素飽和度算出部８６ｃは、相関関係記憶部８６ｂに記憶した相関関係と強度比算出部８６ａで求めた強度比Ｂ／Ｇ、Ｒ／Ｇとを用いて、各画素における酸素飽和度を求める。なお、以下の説明においては、酸素飽和度の算出に使用する測定用画像データBｍ、緑色画像データG、赤色画像データRの所定画素の輝度値を、それぞれＢ＊、Ｇ＊、Ｒ＊する。これに伴い、各画素における強度比は、Ｂ＊／Ｇ＊、Ｒ＊／Ｇ＊となる。 The oxygen saturation calculation unit 86c calculates the oxygen saturation in each pixel using the correlation stored in the correlation storage unit 86b and the intensity ratios B / G and R / G calculated by the intensity ratio calculation unit 86a. In the following description, the luminance values of predetermined pixels of the measurement image data Bm, green image data G, and red image data R used for calculating the oxygen saturation are B * , G * , and R *, respectively. Accordingly, the intensity ratio in each pixel is B * / G * , R * / G * .

酸素飽和度算出部８６ｃは、図１２に示すように、相関関係記憶部８６ｂに記憶した相関関係から、強度比Ｂ＊／Ｇ＊、Ｒ＊／Ｇ＊に対応する対応点Ｐを特定する。そして、対応点Ｐが酸素飽和度＝０％限界の等高線８８と酸素飽和度＝１００％限界の等高線８９との間にある場合に、その対応点Ｐが示すパーセント値を酸素飽和度とする。例えば、図１２の場合であれば、対応点Ｐは６０％の等高線上に位置するため、酸素飽和度は６０％となる。 As shown in FIG. 12, the oxygen saturation calculation unit 86c specifies corresponding points P corresponding to the intensity ratios B * / G * , R * / G * from the correlation stored in the correlation storage unit 86b. When the corresponding point P is between the contour line 88 with the oxygen saturation = 0% limit and the contour line 89 with the oxygen saturation = 100% limit, the percentage value indicated by the corresponding point P is defined as the oxygen saturation. For example, in the case of FIG. 12, since the corresponding point P is located on the contour line of 60%, the oxygen saturation is 60%.

一方、対応点が等高線８８と等高線８９との間から外れている場合、対応点が等高線８８よりも上方に位置するときには酸素飽和度を０％とし、対応点が等高線８９よりも下方に位置するときには酸素飽和度を１００％とする。なお、対応点が等高線８８と等高線８９との間から外れている場合には、その画素における酸素飽和度の信頼度を下げて表示装置１４上に表示しないようにしてもよい。   On the other hand, when the corresponding point is off between the contour line 88 and the contour line 89, when the corresponding point is located above the contour line 88, the oxygen saturation is 0%, and the corresponding point is located below the contour line 89. Sometimes the oxygen saturation is 100%. Note that when the corresponding point is out of the contour line 88 and the contour line 89, the reliability of the oxygen saturation in the pixel may be lowered and not displayed on the display device 14.

画像作成部８６ｄは、酸素飽和度算出部８６ｃで算出した酸素飽和度と、通常画像作成部８４で作成した通常画像とを用いて、酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を生成する。この画像作成部８６ｄでは、通常画像における合成青色画像データの画素値ｂ、緑色画像データＧの画素値ｇ、赤色画像データＲの画素値ｒに対して、酸素飽和度に応じたゲインが施される。   The image creating unit 86d uses the oxygen saturation calculated by the oxygen saturation calculating unit 86c and the normal image created by the normal image creating unit 84 to generate an oxygen saturation image obtained by imaging the oxygen saturation. In the image creation unit 86d, a gain corresponding to the oxygen saturation is applied to the pixel value b of the synthesized blue image data, the pixel value g of the green image data G, and the pixel value r of the red image data R in the normal image. The

図１２に示すように、酸素飽和度が６０％以上の高酸素状態の場合には、画素値ｂ、ｇ、ｒのいずれに対しても、同じゲイン「１」が施される。これに対して、酸素飽和度が６０％未満の低酸素状態の場合は、画素値ｂに対して「１」未満のゲインが施される一方で、画素値ｇ、ｒに対しては「１」を超えるゲインが施される。この通常画像に酸素飽和度に応じたゲインが施された画像が、酸素飽和度画像となる。この酸素飽和度画像のうち、画素値ｂを表示装置１４のＢチャンネルに、画素値ｇを表示装置１４のＧチャンネルに、画素値ｒを表示装置１４のＲチャンネルに割り当てる。これにより、酸素飽和度画像は、高酸素状態のときには、血管を含む検体全体を通常画像と同じ色味で表示する一方、低酸素状態のときには、血管部分をシアン調の疑似カラーで表示する。   As shown in FIG. 12, in the high oxygen state where the oxygen saturation is 60% or more, the same gain “1” is applied to any of the pixel values b, g, and r. On the other hand, in a low oxygen state where the oxygen saturation is less than 60%, a gain of less than “1” is applied to the pixel value b, while “1” is applied to the pixel values g and r. A gain exceeding “is applied. An image obtained by applying a gain corresponding to the oxygen saturation to the normal image is an oxygen saturation image. In this oxygen saturation image, the pixel value b is assigned to the B channel of the display device 14, the pixel value g is assigned to the G channel of the display device 14, and the pixel value r is assigned to the R channel of the display device 14. As a result, the oxygen saturation image displays the entire specimen including the blood vessels in the same color as the normal image in the high oxygen state, while displaying the blood vessel portion in a cyan-like pseudo color in the low oxygen state.

図７に示すように、第２特殊モード用画像処理部８２は、通常画像作成部９４と、第２狭帯域画像作成部９５と、酸素飽和度画像作成部９６とを備えている。この第２特殊モード用画像処理部８２では、図１４に示すように、第２特殊モード時に得られる青色画像データＢ、測定用画像データＢｍ、緑色狭帯域画像データＧＮ、赤色画像データＲに基づいて通常画像を通常画像作成部９４により作成し、測定用画像データＢｍ及び緑色狭帯域画像データＧＮに基づいて第２狭帯域画像を第２狭帯域画像作成部９５により作成し、測定用画像データＢｍ、緑色狭帯域画像データＧＮ、赤色画像データＲを用いた演算により得られる酸素飽和度に基づいて、酸素飽和度画像を酸素飽和度画像作成部９６により作成する。 As shown in FIG. 7, the second special mode image processing unit 82 includes a normal image creation unit 94, a second narrowband image creation unit 95, and an oxygen saturation image creation unit 96. In the second special mode image processing unit 82, as shown in FIG. 14, the blue image data B obtained in the second special mode, measurement image data Bm, green narrowband image data G N, the red image data R Based on this, a normal image is created by the normal image creation unit 94, a second narrowband image is created by the second narrowband image creation unit 95 based on the measurement image data Bm and the green narrowband image data GN, and the measurement image Based on the oxygen saturation obtained by calculation using the data Bm, the green narrowband image data GN, and the red image data R, the oxygen saturation image creating unit 96 creates an oxygen saturation image.

通常画像作成部９４は、測定用画像データＢｍと緑色狭帯域画像ＧＮを合成処理して、合成緑色画像データを作成する。そして、合成緑色画像データと、青色画像データＢ、赤色画像データＲを合成処理することによって、通常画像を作成する。この通常画像のうち、青色画像データＢは表示装置１４のＢチャンネルに、合成緑色画像データは表示装置１４のＧチャンネルに、赤色画像データＲは表示装置１４のＲチャンネルに割り当てられる。これにより、通常画像上に、フルカラーの検体の可視光像が表示される。   The normal image creation unit 94 creates a composite green image data by combining the measurement image data Bm and the green narrowband image GN. Then, a normal image is created by synthesizing the composite green image data, the blue image data B, and the red image data R. Among the normal images, the blue image data B is assigned to the B channel of the display device 14, the composite green image data is assigned to the G channel of the display device 14, and the red image data R is assigned to the R channel of the display device 14. Thereby, a visible light image of a full-color specimen is displayed on the normal image.

ここで、合成緑色画像データは、合成青色画像データと同様、ゲイン処理で明るさをアップさせるのではなく、同じ緑色帯域の情報を持つ測定用画像データＢｍとの合成処理で、明るさをアップさせているため、ノイズ成分がきわめて少ない。また、合成処理に用いた測定用画像は、通常画像のＧ成分の画質アップだけでなく、酸素飽和度の算出にも用いられる。したがって、測定用画像は、１つの画像で２つの機能を果たしている。   Here, the synthesized green image data is not increased in brightness by gain processing, as in the synthesized blue image data, but is increased by combining with measurement image data Bm having the same green band information. Therefore, there are very few noise components. Further, the measurement image used for the synthesis process is used not only for improving the image quality of the G component of the normal image but also for calculating the oxygen saturation. Accordingly, the measurement image fulfills two functions with one image.

第２狭帯域画像作成部９５は、青色画像データＢと緑色狭帯域画像データＧＮとを合成処理することによって、中深層血管が強調表示された第２狭帯域画像を作成する。この第２狭帯域画像のうち、青色画像データＢを表示装置１４のＢ、Ｇチャンネルに割り当て、緑色狭帯域画像データＧＮを表示装置１４のＲチャンネルに割り当てることによって、中深層血管の画像を含む第２狭帯域画像全体が疑似カラーで表示される（中深層血管は「シアン」調の色で表示される）。なお、第２狭帯域画像において表示血管の視認性を向上させるために、図１５に示すような、高周波数の周波数フィルタリング処理を青色画像データＢに施すことが好ましい。このように、高周波数の周波数フィルタリング処理を用いるのは、表層血管は中深層血管と比べると細いためである。   The second narrowband image creation unit 95 creates a second narrowband image in which the mid-deep blood vessels are highlighted by synthesizing the blue image data B and the green narrowband image data GN. Among the second narrowband images, the blue image data B is assigned to the B and G channels of the display device 14, and the green narrowband image data GN is assigned to the R channel of the display device 14, thereby including an image of the mid-deep blood vessel. The entire second narrowband image is displayed in a pseudo color (medium deep blood vessels are displayed in a “cyan” tone color). In addition, in order to improve the visibility of the display blood vessel in the second narrowband image, it is preferable to perform high-frequency frequency filtering processing on the blue image data B as shown in FIG. The reason why the high-frequency frequency filtering process is used is that the superficial blood vessels are thinner than the mid-deep blood vessels.

酸素飽和度画像作成部９６は、強度比算出部９６ａと、相関関係記憶部９６ｂと、酸素飽和度算出部９６ｃと、画像作成部９６ｄとを備えている。強度比算出部９６ａでは、測定用画像データＢｍと緑色狭帯域画像データから強度比Ｂ／Ｇを算出し、赤色画像データＲと緑色画像データＧから強度比Ｒ／Ｇを算出する。そして、この算出した強度比Ｂ／Ｇ、Ｒ／Ｇと相関関係記憶部９６ｂに記憶した相関関係に基づいて、酸素飽和度を算出する。ここで、相関関係記憶部９６ｂの相関関係は、相関関係記憶部８６ｂの相関関係と略同様である（この相関関係記憶部９６ｂの相関関係では、強度比の「Ｇ」の波長成分が狭帯域となっている。）。 The oxygen saturation image creation unit 96 includes an intensity ratio calculation unit 96a, a correlation storage unit 96b, an oxygen saturation calculation unit 96c, and an image creation unit 96d. The intensity ratio calculation unit 96a calculates the intensity ratio B / G from the measurement image data Bm and the green narrowband image data, and calculates the intensity ratio R / G from the red image data R and the green image data G. Then, based on the calculated intensity ratios B / G and R / G and the correlation stored in the correlation storage unit 96b, the oxygen saturation is calculated. Here, the correlation of the correlation storage unit 96b is substantially the same as the correlation of the correlation storage unit 86b (in the correlation of the correlation storage unit 96b, the wavelength component of the intensity ratio “G” is a narrow band). ).

そして、画像作成部９６ｄは、酸素飽和度算出部９６で算出した酸素飽和度と、通常画像作成部９４で作成した通常画像とを用いて、酸素飽和度画像を生成する。この画像作成部８６ｄでは、青色画像データの画素値ｂ、合成緑色画像データＧの画素値ｇ、赤色画像データＲの画素値ｒに対して、酸素飽和度に応じたゲイン処理が施される。ゲイン処理は、画像作成部８６ｄで行ったものと同様である（図１３参照）。そして、画像作成部８６ｄと同様に、ゲイン処理後の画素値ｂを表示装置１４のＢチャンネルに、ゲイン処理後の画素値ｇを表示装置１４のＧチャンネルに、ゲイン処理後の画素値ｒを表示装置１４のＲチャンネルに割り当てる。これにより、低酸素状態の血管が疑似カラーされた酸素飽和度画像が表示装置１４に表示される。   Then, the image creation unit 96d generates an oxygen saturation image using the oxygen saturation calculated by the oxygen saturation calculation unit 96 and the normal image created by the normal image creation unit 94. In the image creating unit 86d, gain processing corresponding to the oxygen saturation is performed on the pixel value b of the blue image data, the pixel value g of the composite green image data G, and the pixel value r of the red image data R. The gain process is the same as that performed by the image creating unit 86d (see FIG. 13). Then, similarly to the image creating unit 86d, the pixel value b after gain processing is set to the B channel of the display device 14, the pixel value g after gain processing is set to the G channel of the display device 14, and the pixel value r after gain processing is set to the G channel. Assigned to the R channel of the display device 14. As a result, an oxygen saturation image in which hypoxic blood vessels are pseudo-colored is displayed on the display device 14.

次に、本実施形態における一連の流れ、特に第１特殊モードについての一連の流れを、図１６のフローチャートに沿って説明する。なお、第２特殊モードについても第１特殊モードの場合と同様であるので、説明は省略する。通常モードの元では、内視鏡装置１２を体内、例えば消化管内に挿入する。アングルノブ１６ａの操作によって、所望の観察部位にスコープ先端部１９をセットし、通常観察を行う。この通常観察では、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の面順次光を検体内に照明するとともに、その反射像を撮像して得られたカラーの通常画像が表示装置１４に表示される。 Next, a series of flows in the present embodiment, in particular, a series of flows for the first special mode will be described with reference to the flowchart of FIG. Since the second special mode is the same as that in the first special mode, the description thereof is omitted. Under the normal mode, the endoscope apparatus 12 is inserted into the body, for example, the digestive tract. By operating the angle knob 16 a, it sets a distal end of the scope 19 to a desired observation portion performs normal observation. In this normal observation, the specimen is illuminated with B, G, and R light in sequence, and a normal color image obtained by capturing the reflected image is displayed on the display device 14.

そして、観察部位が病変部と推測される場合は、内視鏡装置の切り替えスイッチ２１によって、第１特殊モードに切り替える。このモード切り替えにより、広帯域光ＢＢの光路が第２フィルタ領域３８にセットされる。これにより、青色狭帯域光ＢＮ、酸素飽和度測定光、Ｇ光、Ｒ光が、回転フィルタ３１から順次出射する。出射した光は検体に順次照射され、その反射像が撮像素子６０によって順次撮像される。この撮像によって、青色狭帯域画像データＢＮ、測定用画像データＢｍ、緑色画像データＧ、赤色画像データＲが得られる。   And when an observation site | part is estimated to be a lesioned part, it switches to 1st special mode with the changeover switch 21 of an endoscope apparatus. By this mode switching, the optical path of the broadband light BB is set in the second filter region 38. Thereby, the blue narrow band light BN, the oxygen saturation measurement light, the G light, and the R light are sequentially emitted from the rotary filter 31. The emitted light is sequentially irradiated onto the specimen, and the reflected image is sequentially captured by the image sensor 60. By this imaging, blue narrow-band image data BN, measurement image data Bm, green image data G, and red image data R are obtained.

そして、青色狭帯域画像データＢＮ、測定用画像データＢｍを合成して合成青色画像データを作成するとともに、その作成した合成青色画像データ、緑色画像データＧ、赤色画像データＲに基づいて、通常画像を作成する。また、青色狭帯域画像データＢＮと緑色画像データＧに基づいて、表層血管を強調した第１狭帯域画像を作成する。また、測定用画像データＢｍ、緑色画像データＧ、赤色画像データＲに基づいて、血管の酸素状態を画像化した酸素飽和度画像を作成する。これら通常画像、第１狭帯域画像、酸素飽和度画像の３つの画像は、図１７に示すように、同時表示される。以上の一連の動作は、第１特殊モードが継続している限り、繰り返し行われる。なお、通常画像、第１狭帯域画像、酸素飽和度画像は図１７のように同時表示するほか、一定時間ごとに１画像ずつ表示してもよい。   Then, the blue narrow-band image data BN and the measurement image data Bm are combined to create combined blue image data, and a normal image is generated based on the generated combined blue image data, green image data G, and red image data R. Create Further, based on the blue narrow band image data BN and the green image data G, a first narrow band image in which the surface blood vessels are emphasized is created. Further, based on the measurement image data Bm, the green image data G, and the red image data R, an oxygen saturation image in which the oxygen state of the blood vessel is imaged is created. These three images, the normal image, the first narrow-band image, and the oxygen saturation image, are displayed simultaneously as shown in FIG. The series of operations described above are repeated as long as the first special mode continues. The normal image, the first narrow band image, and the oxygen saturation image may be displayed simultaneously as shown in FIG.

上記のように、通常画像、第１狭帯域画像、酸素飽和度画像の３つの画像を面順次方式で同時取得するためには、通常であれば、通常画像を作成するために、青色画像データ、緑色画像データ、赤色画像データの３フレーム分の画像が必要となり、第１狭帯域画像を作成するために、少なくとも１フレーム分の青色狭帯域画像データが必要となり、酸素飽和度画像を作成するために、少なくとも１フレーム分の測定用画像データが必要となる。即ち、３つの画像を同時取得・同時表示するためには、最低限、５フレーム分の画像データが必要となる。   As described above, in order to simultaneously acquire the three images of the normal image, the first narrowband image, and the oxygen saturation image by the frame sequential method, the blue image data is normally used to create the normal image. 3 frames of green image data and red image data are required, and in order to create the first narrowband image, blue narrowband image data of at least one frame is required, and an oxygen saturation image is created. Therefore, measurement image data for at least one frame is required. That is, in order to acquire and display three images simultaneously, at least five frames of image data are required.

これに対して、本発明では、通常画像の青色画像として、青色画像データの代わりに、青色狭帯域画像データと測定用画像データを合成した合成青色画像データを用いている。これにより、青色画像データの取得が不要となるため、通常の場合と比較して、１フレーム少ない４フレームで、通常画像、第１狭帯域画像、酸素飽和度画像を同時に取得することができる。また、通常画像の青色画像として、青色狭帯域画像データをゲイン処理等で明るさアップした画像ではなく、測定用画像データとの合成処理で明るさアップした画像を用いているため、高画質であり且つノイズがきわめて少ない。   On the other hand, in the present invention, as the blue image of the normal image, combined blue image data obtained by combining the blue narrowband image data and the measurement image data is used instead of the blue image data. Thereby, since it is not necessary to acquire blue image data, a normal image, a first narrowband image, and an oxygen saturation image can be acquired simultaneously in four frames, which is one frame less than in a normal case. In addition, as a blue image of a normal image, an image whose brightness is increased by combining with measurement image data is used instead of an image whose brightness is increased by gain processing or the like for blue narrowband image data. There is very little noise.

なお、上記第１実施形態においては、第１特殊モードのときに、青色狭帯域光ＢＮで表層血管を強調した第１狭帯域画像を取得し、第２特殊モードのときに、緑色狭帯域光ＧＮで中深層血管を強調した第２狭帯域画像を取得したが、第２実施形態の第３特殊モードでは、青色狭帯域光ＢＮ及び緑色狭帯域光ＧＮを用いて表層血管と中深層血管の両方を強調した第３狭帯域画像を取得する。第１実施形態では、回転フィルタ３１に代えて、図１８に示す回転フィルタ１００が用いられる。回転フィルタ１００は、回転軸１００ａを中心とし、径方向に沿って、第１フィルタ領域３７と第４フィルタ領域１０１とが設けられている。第１フィルタ領域３７は、回転フィルタ３１と同様のＢフィルタ部３７ａ、Ｇフィルタ部３７ｂ、Ｒフィルタ部３７ｃを備えている。   In the first embodiment, the first narrow band image in which the surface blood vessels are emphasized with the blue narrow band light BN is acquired in the first special mode, and the green narrow band light is acquired in the second special mode. In the third special mode of the second embodiment, the second narrow-band image in which the middle-deep blood vessel is emphasized by GN is acquired. However, in the third special mode of the second embodiment, the blue-band narrow-band light BN and the green narrow-band light GN are used. A third narrowband image in which both are emphasized is acquired. In the first embodiment, a rotary filter 100 shown in FIG. 18 is used instead of the rotary filter 31. The rotary filter 100 is provided with a first filter region 37 and a fourth filter region 101 along the radial direction with the rotation axis 100a as the center. The first filter region 37 includes a B filter portion 37a, a G filter portion 37b, and an R filter portion 37c similar to the rotary filter 31.

第４フィルタ領域１０１は、表層血管強調用フィルタ部３８ａと同様の透過特性を有する表層血管強調用フィルタ部１０１ａと、酸素飽和度測定用フィルタ部３８ｂと同様の透過特性を有する酸素飽和度測定用フィルタ部１０１ｂと、中深層血管強調用フィルタ部３９ｃと同様の透過特性を有する中深層血管強調用フィルタ部１０１ｃと、Ｒフィルタ部３１ｃと同様の透過特性を有するＲフィルタ部１０１ｄとを備えている。したがって、広帯域光ＢＢが第４フィルタ領域１０１にセットされているときには、回転フィルタ１００が回転することで、青色狭帯域光ＢＮ，酸素飽和度測定光、緑色狭帯域光ＧＮ、Ｒ光が順次照射される。そして、各照明光が検体に照射されているときに撮像を行うことで、青色狭帯域画像データＢＮ、測定用画像データＢｍ、緑色狭帯域画像データＧＮ、赤色画像データＲが得られる。   The fourth filter region 101 is for oxygen saturation measurement having the same transmission characteristics as the surface blood vessel enhancement filter section 101a having the same transmission characteristics as the surface blood vessel enhancement filter section 38a and the oxygen saturation measurement filter section 38b. A filter unit 101b, a mid-deep layer blood vessel emphasizing filter unit 101c having transmission characteristics similar to those of the mid-deep blood vessel emphasis filter unit 39c, and an R filter unit 101d having transmission characteristics similar to those of the R filter unit 31c are provided. . Therefore, when the broadband light BB is set in the fourth filter region 101, the rotating filter 100 rotates, so that the blue narrow band light BN, the oxygen saturation measurement light, the green narrow band light GN, and the R light are sequentially irradiated. Is done. Then, imaging is performed when each illumination light is irradiated on the specimen, whereby blue narrow band image data BN, measurement image data Bm, green narrow band image data GN, and red image data R are obtained.

そして、図１９に示すように、青色狭帯域画像データＢＮ、測定用画像データＢｍ、緑色狭帯域画像データＧＮ、赤色画像データＲに基づいて通常画像を作成し、青色狭帯域画像データＢＮ及び緑色狭帯域画像データＧＮに基づいて第３狭帯域画像を作成し、酸素飽和度画像は、測定用画像データＢｍ、緑色狭帯域画像データＧＮ、赤色画像データＲを用いた演算により得られる酸素飽和度に基づいて、酸素飽和度画像を作成する。   Then, as shown in FIG. 19, a normal image is created based on the blue narrowband image data BN, the measurement image data Bm, the green narrowband image data GN, and the red image data R, and the blue narrowband image data BN and green A third narrowband image is created based on the narrowband image data GN, and the oxygen saturation image is obtained by calculation using the measurement image data Bm, the green narrowband image data GN, and the red image data R. Based on the above, an oxygen saturation image is created.

ここで、通常画像を作成する際には、青色狭帯域画像データＢＮと測定用画像データＢｍを合成処理して合成青色画像データを作成するとともに、緑色狭帯域画像データＧＮと測定用画像データＢｍを合成処理して合成緑色画像データを作成する。そして、合成青色画像データ、合成緑色画像データ、赤色画像データに基づいて、通常画像を作成する。通常画像の青色画像及び緑色画像は、青色狭帯域画像データＢＮ及び緑色狭帯域画像データＧＮに対して、ゲイン処理した画像ではなく、測定用画像データを足し込んだ合成画像であるため、高画質で且つノイズがきわめて少ない。   Here, when creating a normal image, the blue narrowband image data BN and the measurement image data Bm are combined to create composite blue image data, and the green narrowband image data GN and the measurement image data Bm. To generate composite green image data. Then, a normal image is created based on the composite blue image data, the composite green image data, and the red image data. Since the blue image and the green image of the normal image are not a gain-processed image with respect to the blue narrow-band image data BN and the green narrow-band image data GN, but are composite images obtained by adding measurement image data. And very little noise.

また、第３狭帯域画像は、青色狭帯域画像データＢＮと緑色狭帯域画像データとを合成することで得られる。この第３狭帯域画像のうち、青色狭帯域画像データＢＮは表示装置１４のＢ，Ｇチャンネルに、緑色狭帯域画像データは表示装置１４のＲチャンネルに割り当てられる。これにより、第３狭帯域画像は、表層血管が「茶色」調で、中深層血管が「シアン」調で疑似カラー表示される。   The third narrowband image is obtained by combining the blue narrowband image data BN and the green narrowband image data. Of the third narrowband image, the blue narrowband image data BN is assigned to the B and G channels of the display device 14, and the green narrowband image data is assigned to the R channel of the display device 14. As a result, the third narrow-band image is displayed in pseudo color with the surface blood vessels in “brown” tone and the middle deep blood vessels in “cyan” tone.

酸素飽和度画像の演算は、測定用画像データＢｍと緑色狭帯域画像データＧＮの強度比Ｂ／Ｇ、赤色画像データＲと緑色狭帯域画像データＧＮの強度比Ｒ／Ｇとに基づいて行われる。第１実施形態と同様、強度比Ｂ／Ｇ、Ｒ／Ｇと酸素飽和度の相関関係を用いて、酸素飽和度を算出する。そして、この算出した酸素飽和度に応じたゲインを、通常画像の合成青色画像データの画素値ｂ、合成緑色画像データの画素値ｇ、赤色画像データＲの画素値ｒに対して施すことによって、酸素飽和度画像を得る。   The calculation of the oxygen saturation image is performed based on the intensity ratio B / G of the measurement image data Bm and the green narrowband image data GN, and the intensity ratio R / G of the red image data R and the green narrowband image data GN. . Similar to the first embodiment, the oxygen saturation is calculated using the correlation between the intensity ratios B / G and R / G and the oxygen saturation. Then, by applying a gain corresponding to the calculated oxygen saturation to the pixel value b of the synthesized blue image data of the normal image, the pixel value g of the synthesized green image data, and the pixel value r of the red image data R, Obtain an oxygen saturation image.

なお、上記実施形態では、酸素飽和度画像において、低酸素状態の血管のみを疑似カラー表示したが、低酸素状態の血管を含む検体全体を疑似カラー表示してもよい。この場合、血管の酸素状態に応じて疑似カラーの色を予め定めておくことが好ましい（例えば、高酸素の血管を「赤」で表示し、酸素飽和度の低下に合わせて血管の色を徐々に「青味」がからせ、酸素飽和度が６０％を下回るような低酸素の血管を「青」で表示する）   In the above embodiment, in the oxygen saturation image, only hypoxic blood vessels are displayed in pseudo color, but the entire specimen including hypoxic blood vessels may be displayed in pseudo color. In this case, it is preferable to predetermine the color of the pseudo color according to the oxygen state of the blood vessel (for example, the blood vessel of high oxygen is displayed in “red”, and the color of the blood vessel is gradually adjusted as the oxygen saturation level decreases. (“Blue” indicates hypoxic blood vessels with a “blue tint” and oxygen saturation below 60%)

なお、上記実施形態では、３波長分の画像データ（測定用画像データBｍ、緑色画像データG、赤色画像データR）から得られる強度比B／G、R／Gに基づいて酸素飽和度の算出を行ったが、これに代えて、２波長分の画像データ（測定用青色画像データBｍ、緑色画像データG）から得られる強度比B／Gのみで酸素飽和度の算出を行ってもよい。   In the above embodiment, the oxygen saturation is calculated based on the intensity ratios B / G and R / G obtained from the image data for three wavelengths (measurement image data Bm, green image data G, and red image data R). However, instead of this, the oxygen saturation may be calculated only by the intensity ratio B / G obtained from the image data for two wavelengths (measurement blue image data Bm, green image data G).

なお、上記実施形態では、血液量（酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの和）のうち酸化ヘモグロビンの占める割合である酸素飽和度を用いて酸素飽和度画像を生成したが、これに代えて又は加えて、「血液量×酸素飽和度（％）」から求まる酸化ヘモグロビンインデックスや、「血液量×（１００−酸素飽和度）（％）」から求まる還元ヘモグロビンインデックスを用いてもよい。   In the above embodiment, the oxygen saturation image is generated using the oxygen saturation, which is the proportion of oxyhemoglobin in the blood volume (the sum of oxyhemoglobin and deoxyhemoglobin), but instead or in addition, An oxygenated hemoglobin index obtained from “blood volume × oxygen saturation (%)” or a reduced hemoglobin index obtained from “blood volume × (100−oxygen saturation) (%)” may be used.

１０ 内視鏡システム
３１，１００ 回転フィルタ
７２ 画像処理部
８１ 第１特殊モード用画像処理部
８４，９４ 通常画像作成部
８５ 第１狭帯域画像作成部
８６，９６ 酸素飽和度画像作成部
８２ 第２特殊モード用画像処理部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Endoscopy system 31,100 Rotation filter 72 Image processing part 81 1st special mode image processing part 84, 94 Normal image creation part 85 1st narrow-band image creation part 86, 96 Oxygen saturation image creation part 82 2nd Special mode image processor

Claims (11)

所定の波長帯域において血中ヘモグロビンの吸光係数が高い第１波長域を含む第１照明光と、酸化ヘモグロビンの吸光係数と還元ヘモグロビンの吸光係数が異なる第２波長域を含む第２照明光と、第１及び第２波長域と異なる第３波長域を含む第３照明光と、前記第１ないし第３波長域と異なる第４の波長域を含む第４照明光とを、検体に順次照射する照明手段と、
各照明光で照明された検体をモノクロの撮像素子で順次撮像することにより、第１ないし第４画像情報を取得する画像情報取得手段と、
前記第１画像情報と前記第２画像情報を合成処理して第１合成画像情報を作成する合成画像情報作成手段と、
前記第１合成画像情報、前記第３画像情報、前記第４画像情報に基づいて、前記第１ないし第４波長域の情報を含む通常画像を生成する通常画像作成手段と、
前記第１画像情報に基づいて、前記第１波長域の情報を含む狭帯域画像を生成する狭帯域画像作成手段と、
前記第２画像情報に基づいて、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を作成する酸素飽和度画像作成手段と、
を備えることを特徴とする内視鏡システム。 A first illumination light including a first wavelength region in which a blood hemoglobin absorption coefficient is high in a predetermined wavelength band; a second illumination light including a second wavelength region in which the absorption coefficient of oxyhemoglobin and the absorption coefficient of reduced hemoglobin are different; The specimen is sequentially irradiated with a third illumination light including a third wavelength range different from the first and second wavelength ranges and a fourth illumination light including a fourth wavelength range different from the first to third wavelength ranges. Lighting means;
Image information acquisition means for acquiring first to fourth image information by sequentially imaging a specimen illuminated with each illumination light with a monochrome imaging device;
Composite image information creating means for creating first composite image information by combining the first image information and the second image information;
Normal image generating means for generating a normal image including information on the first to fourth wavelength regions based on the first composite image information, the third image information, and the fourth image information;
Narrow-band image creating means for generating a narrow-band image including information on the first wavelength range based on the first image information;
An oxygen saturation image creating means for creating an oxygen saturation image in which the oxygen saturation of blood hemoglobin is imaged based on the second image information;
An endoscope system comprising: 前記第１及び第２波長域は青色帯域に含まれ、前記第３波長域は緑色帯域に含まれ、前記第４波長域は赤色帯域に含まれることを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。   The internal vision of claim 1, wherein the first and second wavelength ranges are included in a blue band, the third wavelength range is included in a green band, and the fourth wavelength range is included in a red band. Mirror system. 前記第１及び第２波長域は青色の狭帯域であり、前記第３波長域は緑色の広帯域であることを特徴とする請求項２記載の内視鏡システム。   The endoscope system according to claim 2, wherein the first and second wavelength regions are narrow blue bands, and the third wavelength region is a green broadband. 前記第１波長域は４０５〜４２５nmを有し、前記第２波長域は４５０〜５００nmを有し、前記第３波長域は４８０〜６２０nmを有していることを特徴とする請求項３記載の内視鏡システム。   The said 1st wavelength range has 405-425 nm, the said 2nd wavelength range has 450-500 nm, The said 3rd wavelength range has 480-620 nm, The said Claim 3 characterized by the above-mentioned. Endoscope system. 前記第１及び第２波長域は青色の狭帯域であり、前記第３波長域は緑色の狭帯域であり、
前記合成画像情報作成手段は、前記第１合成画像情報に加えて、前記第２画像情報と前記第３画像情報を合成処理して第２合成画像情報を作成し、
前記通常画像作成手段は、前記第３画像情報に代えて、前記第１及び第２合成画像情報と前記第４画像情報に基づいて前記通常画像を作成し、
前記狭帯域画像作成手段は、前記第１画像情報に加えて、前記第３画像情報に基づいて、前記第１及び第３波長域の情報を含む狭帯域画像を作成することを特徴とする請求項２記載の内視鏡システム。 The first and second wavelength ranges are blue narrow bands, and the third wavelength range is green narrow bands,
The composite image information creating means creates second composite image information by combining the second image information and the third image information in addition to the first composite image information,
The normal image creating means creates the normal image based on the first and second composite image information and the fourth image information instead of the third image information,
The narrowband image creating means creates a narrowband image including information on the first and third wavelength regions based on the third image information in addition to the first image information. Item 3. The endoscope system according to Item 2. 前記第１波長域は４０５〜４２５nmを有し、前記第２波長域は４５０〜５００nmを有し、前記第３波長域は５３０〜５５０nmを有していることを特徴とする請求項５記載の内視鏡システム。   6. The first wavelength range of 405 to 425 nm, the second wavelength range of 450 to 500 nm, and the third wavelength range of 530 to 550 nm. Endoscope system. 前記酸素飽和度画像作成手段は、前記第２画像情報に加えて、前記第３及び第４画像情報に基づいて、前記酸素飽和度画像を作成することを特徴とする請求項１ないし６いずれか１項記載の内視鏡システム。   7. The oxygen saturation image creating means creates the oxygen saturation image based on the third and fourth image information in addition to the second image information. The endoscope system according to claim 1. 前記第１波長域は緑色帯域に含まれ、前記第２及び第３波長域は青色帯域に含まれ、前記第４波長域は赤色帯域に含まれることを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。   The internal vision of claim 1, wherein the first wavelength range is included in a green band, the second and third wavelength ranges are included in a blue band, and the fourth wavelength range is included in a red band. Mirror system. 前記第１波長域は５３０〜５５０nmを有し、前記第２波長域は４５０〜５００nmを有し、前記第３波長域は３８０〜５２０nmを有していることを特徴とする請求項８記載の内視鏡システム。   9. The first wavelength range of 530 to 550 nm, the second wavelength range of 450 to 500 nm, and the third wavelength range of 380 to 520 nm. Endoscope system. 前記酸素飽和度画像作成手段は、前記第２画像情報に加えて、前記第１及び第４画像情報に基づいて、前記酸素飽和度画像を作成することを特徴とする請求項１、８、９いずれか１項記載の内視鏡システム。   10. The oxygen saturation image creating means creates the oxygen saturation image based on the first and fourth image information in addition to the second image information. The endoscope system according to any one of the preceding claims. 照明手段が、所定の波長帯域において血中ヘモグロビンの吸光係数が高い第１波長域を含む第１照明光と、酸化ヘモグロビンの吸光係数と還元ヘモグロビンの吸光係数が異なる第２波長域を含む第２照明光と、第１及び第２波長域と異なる第３波長域を含む第３照明光と、前記第１ないし第３波長域と異なる第４の波長域を含む第４照明光とを、検体内で順に発するステップと、
画像情報取得手段が、前記検体をモノクロの撮像素子で順次撮像することにより、第１ないし第４画像情報を取得する画像情報取得ステップと、
合成画像情報作成手段が、前記第１画像情報と前記第２画像情報を合成処理して第１合成画像情報を作成する合成画像情報作成ステップと、
通常画像作成手段が、前記第１合成画像情報、前記第３画像情報、前記第４画像情報に基づいて、前記第１ないし第４波長域の情報を含む通常画像を生成する通常画像作成ステップと、
狭帯域画像作成手段が、前記第１画像情報に基づいて、前記第１波長域の情報を含む狭帯域画像を作成する狭帯域画像作成ステップと、
酸素飽和度画像作成手段が、前記第２画像情報に基づいて、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を作成する酸素飽和度画像作成ステップと、
を有することを特徴とする内視鏡システムの作動方法。 The illumination means includes a first illumination light including a first wavelength region in which a blood hemoglobin absorption coefficient is high in a predetermined wavelength band, and a second wavelength region including a second wavelength region in which the absorption coefficient of oxyhemoglobin and the absorption coefficient of reduced hemoglobin are different. and illumination light, a third light beam comprising a third wavelength band different from the first and second wavelength region, and a fourth illumination light including a wavelength region of the first to third wavelength band different from the fourth, the analyte Steps in order within
An image information acquisition unit that acquires first to fourth image information by sequentially imaging the specimen with a monochrome imaging element;
A composite image information creating means for creating a first composite image information by compositing the first image information and the second image information;
Normal image creating device, the first synthesized image data, the third image information, based on the fourth image information, and the normal image generation step of generating a normal image including the information in the first to 4 wavelength region ,
A narrowband image creating means for creating a narrowband image including information on the first wavelength range based on the first image information;
An oxygen saturation image creating means for creating an oxygen saturation image in which the oxygen saturation of blood hemoglobin is imaged based on the second image information;
A method of operating an endoscope system, comprising :
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