JP5887350B2 - 内視鏡システム及びその作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、血中ヘモグロビン量や酸素飽和度などの生体機能情報を画像化した生体機能情報画像を作成する内視鏡システム及び画像表示方法に関する。

近年の医療においては、光源装置と、内視鏡装置と、プロセッサ装置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内視鏡診断では、照明光として広帯域光の白色光を用いる通常光観察の他、波長を狭帯域化した狭帯域光を用いて、検体内の血管を強調表示等させる特殊光観察も行われるようになってきている。

また、特殊光観察の他に、血管の吸光特性や生体組織の散乱特性を利用して、内視鏡装置で得られた画像信号からヘモグロビン量や酸素飽和度や血管深さなどの生体機能情報を算出し、その算出した生体機能情報を画像化することも行われている。例えば、特許文献１では、酸素飽和度の大小を異なる色で表した疑似カラーの酸素飽和度画像を作成している。この酸素飽和度画像から、低酸素状態となる癌の発見が極めて容易になる。

生体機能情報は、画像信号に基づく演算処理により得られるため、適切な撮像条件の下で得られた画像信号でなければ、酸素飽和度自体の正確性が低いものとなってしまう。例えば、検体への照明光の光量が強すぎて、画像信号の画素値が異常に高くなる場合には、その画像信号から得られる酸素飽和度の信頼性は低いと考えらえる。

この問題に対して、特許文献２及び３では、画像信号の画素値が一定の閾値よりを超えている領域を異常領域として検出し、この異常領域に対して、画素値が閾値を下回る正常領域と異なる表示にする処理や制御（例えばマスクするなど）を行っている。これにより、酸素飽和度などの生体機能情報が正確に表された領域と不正確な領域とを、ユーザが認識しやすいようにしている。

特許２６４８４９４号公報 特許２７６８９３６号公報 特許３２１７３４３号公報

特許文献２及び３のように一定の閾値を境にして異常領域と正常領域とを区別する方法においては、異常領域の画素値が閾値を大幅に超えている、即ちハレーションが起きているような場合であれば、画面上での異常領域の表示は、酸素飽和度の信頼性を正確に反映している。しかしながら、異常領域と判定された場合であっても、その異常領域の画素値が閾値を若干上回っているだけで、実際の酸素飽和度の信頼性は低くない場合には、画面上における異常領域の表示は、酸素飽和度の信頼性を正確に反映していない。反対に、正常領域と判定された場合であっても、その正常領域の画素値は閾値をわずかに下回っているだけで、実際の酸素飽和度の信頼性は低い場合は、画面上の正常領域の表示は酸素飽和度の信頼性を正確に反映していないことになる。したがって、酸素飽和度などの生体機能情報の信頼性を正確に表示することができる内視鏡システムが求められていた。

本発明は、酸素飽和度などの生体機能情報の信頼性を正確に表示することができる内視鏡システム及び画像表示方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、画像情報取得部と、生体機能情報取得部と、第１の画像作成部と、強調画像作成部と、表示部とを備える。画像情報取得部は、検体を撮像することにより画像情報を取得する。生体機能情報取得部は、画像情報に基づき、検体が有する生体機能情報を算出する。第１の画像作成部は、生体機能情報を画像化した生体機能情報画像を作成する。強調画像作成部は、生体機能情報画像の色を変えずに、生体機能情報画像のうち、生体機能情報算出部での算出結果が異常である可能性がある異常領域内の明るい部分が更に明るくなるように強調し、明るさによって生体機能情報の信頼性を表した強調画像を作成する。表示部は、強調画像を表示する。

画像情報に基づき、白色光で照明された検体を画像化した通常光画像を作成する第２の画像作成部を備え、強調画像作成部は、生体機能情報画像を通常光画像に合成して強調画像を作成することが好ましい。

強調画像作成部は、異常領域を明るさ又は暗さのいずれか一方で強調することが好ましい。生体機能情報画像は輝度情報と色差情報から構成され、強調画像作成部は、生体機能情報画像の色差情報については情報処理を行なわず、生体機能情報画像の輝度情報については、明るい部分を更に明るくなるようにするとともに、暗い部分は更に暗くなるように情報処理することが好ましい。強調画像作成部は、生体機能情報画像において、明るい部分は更に明るくなるようにするとともに、暗い部分は更に暗くなるように、生体機能情報画像の画素値を調整することが好ましい。

生体機能情報画像中に、画素値が一定値以上のハレーション値を超えているハレーション領域が存在するか否かを検出するハレーション検出部と、ハレーション領域が検出された場合には、生体機能情報画像を表示部に表示し、ハレーション領域が検出されなかった場合には、強調画像を表示部に表示する表示制御部とを備えることが好ましい。

生体機能情報には、血中ヘモグロビンの量である血液量と、血中ヘモグロビンの酸素飽和度が含まれることが好ましい。生体機能情報算出部は、画像情報に含まれる複数の生体機能情報の中から、血液量に関する情報と酸素飽和度に関する情報を分離することが好ましい。

画像情報は、酸素飽和度の変化により吸光係数が変化する第１の波長範囲を含む第１照明光が照明された検体を撮像することにより得られる第１の画像情報と、第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲を含む第２照明光が照明された検体を撮像することにより得られる第２の画像情報であることが好ましい。

本発明の内視鏡システムの作動方法は、画像情報取得部が、検体を撮像して画像情報を取得するステップと、生体機能情報算出部が、画像情報に基づき、検体が有する生体機能情報を算出するステップと、第１の画像作成部が、生体機能情報を画像化した生体機能情報画像を作成するステップと、強調画像作成部が、生体機能情報画像の色を変えずに、生体機能情報画像のうち、生体機能情報算出部での算出結果が異常である可能性がある異常領域内の明るい部分が更に明るくなるように強調し、明るさによって生体機能情報の信頼性を表した強調画像を作成するステップと、表示部が、強調画像を表示するステップと、を有する。

本発明によれば、生体機能情報算出部での算出結果が異常の可能性がある異常領域を、明るさ又は暗さのいずれか一方で強調した強調画像として、表示部に表示している。この強調画像で表示された異常領域は、特許文献２及び３のように閾値を設定して正常領域との境界を決めるのではなく、単に明るさ又は暗さで強調して直感的に分かるように表示しているため、酸素飽和度などの生体機能情報の信頼性を正確に知ることができる。

なお、ハレーション領域が既に存在する生体機能情報画像については、その領域の演算結果が異常であることは明確である。そこで、本発明では、ハレーション領域が既に存在する生体機能情報画像については、強調画像を作成することなく、そのまま表示部に表示している。これにより、強調画像の作成に要する時間が短縮されるため、動画性が向上する。

内視鏡システムを示す構成図である。 内視鏡システムの内部構成を示す概略図である。 スコープ先端部の先端面を示す正面図である。 酸素飽和度測定光、励起光、蛍光体の励起発光光の光量分布を示すグラフである。 撮像素子におけるカラーフィルタの透過率を示すグラフである。 第１実施形態の通常観察モードにおける撮像素子の撮像制御を示す説明図である。 第１実施形態の生体情報観察モードにおける撮像素子の撮像制御を示す説明図である。 血液量と信号比Ｒ２／Ｇ２との相関を示す説明図である。 酸素飽和度と信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２との相関関係を示すグラフである。 ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。 図８のグラフにおいて信号比から酸素飽和度を算出する方法を示す説明図である。 第１実施形態における強調画像処理部の内部構成を示す構成ブロック図である。 ハレーション値を示すグラフである。 ハレーション領域を有する酸素飽和度画像及びハレーション領域を通常光画像上の輝度で示す説明図である。 第１実施形態で強調酸素飽和度画像を作成する方法を示す説明図である。 生体情報観察モードにおける一連の流れを示すフローチャートである。 第２実施形態における強調画像処理部の内部構成を示す構成ブロック図である。 ゲインと輝度Ｙとの関係を表したグラフである。 第２実施形態で強調酸素飽和度画像を作成する方法を示す説明図である。 回転フィルタ方式の内視鏡システムの内部構成を示す概略図である。 白色光の光量分布を示すグラフである。 回転フィルタを示す平面図である。 半導体光源で光を生成するとともに、キセノンランプなどの白色光源の広帯域光から波長分離して光を生成する光源装置を示す概略図である。 Ｂフィルタ部、Ｇフィルタ部、Ｒフィルタ部が周方向に沿って設けられたロータリフィルタを示す平面図である。 Ｂフィルタ部、Ｇフィルタ部、Ｒフィルタ部の分光透過率と青色狭帯域光の発光強度を示すグラフである。 シャッタ板を示す平面図である。 青色狭帯域光ＢＮ、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の内視鏡装置への供給タイミングを示す説明図である。 図２２の光源装置を使用したときの通常観察モード時における撮像素子の撮像制御を示す説明図である。 図２２の光源装置を使用したときの生体情報観察モード時における撮像素子の撮像制御を示す説明図である。

図１及び２に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、所定の波長範囲の光を発生する光源装置１１と、光源装置からの光で検体の観察領域を照明しながら、検体像を撮像する内視鏡装置１２と、内視鏡装置１２の撮像で得られた画像信号を処理するプロセッサ装置１３と、プロセッサ装置１３で処理された画像信号に基づいて検体の画像を表示する表示装置１４と、プロセッサ装置１３に各種情報を入力するキーボード等で構成される入力装置１５とを備えている。

内視鏡システム１０は、波長範囲が青色〜赤色に及ぶ可視光の検体像からなる通常光画像を表示装置１４に表示する通常観察モードと、検体における血中ヘモグロビンの量を画像化した血液量画像と、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表示装置１４に表示する生体情報観察モードとを備えている。観察モードは、内視鏡装置の切り替えスイッチ１７や入力装置１５によって、いずれか一方のモードに切り替えられる。

光源装置１１は、２種類のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２と、光源制御部２０と、コンバイナ２１と、カプラ２２とを備えている。レーザ光源ＬＤ１は、酸素飽和度の測定に用いられる狭帯域光（酸素飽和度測定光）を発生させる。レーザ光源ＬＤ２は、内視鏡装置１２の先端部に配置された蛍光体５０を励起させるための励起光を発生させる。蛍光体５０から励起された蛍光と励起光によって白色光が生成される。各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２から発せられる光は、集光レンズ（図示省略）を介してそれぞれ対応する光ファイバ２４，２５に入射する。なお、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが使用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を使用することができる。

光源制御部２０は、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２を制御することにって、各レーザ光源の発光タイミングや光量比を調節する。本実施形態では、通常観察モードのときには、レーザ光源ＬＤ１をオフにする一方、レーザ光源ＬＤ２はオンにする。これに対して、生体情報観察モードのときには、レーザ光源ＬＤ１とレーザ光源ＬＤ２のオン・オフを交互に繰り返す。

コンバイナ２１は、各光ファイバ２４，２５からの光を合波させる。合波した光は、分波器であるカプラ２２によって４系統の光の分波される。分波された４系統の光のうち、レーザ光源ＬＤ１からの光はライトガイド２６，２７で導光され、レーザ光源ＬＤ２からの光はライトガイド２８，２９で導光される。これらライトガイド２６〜２９は多数の光ファイバを束ねたバンドルファイバなどから構成される。なお、コンバイナ２１及びカプラ２２を用いずに、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からの光を直接ライトガイド２６〜２９に入れる構成としてもよい。

内視鏡装置１２は電子内視鏡であり、内視鏡スコープ３２と、ライトガイド２６〜２９で導光される４系統（４灯）の光を検体に向けて照射する照明部３３と、観察領域を撮像する１系統の撮像部３４と、内視鏡スコープ３２の先端部の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部３５と、内視鏡スコープ３２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３６とを備えている。

内視鏡スコープ３２には、操作部３５側から順に、軟性部３８、湾曲部３９、スコープ先端部４０が設けられている。軟性部３８は、内視鏡スコープ挿入時に屈曲自在にするために、可撓性を有している。湾曲部３９は、操作部３５に配置されたアングルノブ３５ａ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３９は、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４０を所望の観察部位に向けることができる。

スコープ先端部４０には照明部３３と撮像部３４が設けられている。撮像部３４は、スコープ先端部４０の略中心位置に、観察領域からの光を受光する１つの観察窓４２を備えている。照明部３３は、撮像部３４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は、酸素飽和度測定光と白色光の２種類の光のうちのいずれかを観察領域に向けて照射する。

一方の照明窓４３の奥には２つの投光ユニット４６，４７が収納されている。一方の投光ユニット４６では、ライドガイド２６からの酸素飽和度測定光を、レンズ４８を介して観察領域に向けて照射する。もう一方の投光ユニット４７では、ライドガイド２８からの励起光を蛍光体５０に当てることによって白色光を発光させ、その発光した白色光をレンズ５１を介して観察領域に向けて照射する。なお、他方の照明窓４４の奥にも、上記投光ユニット４６と同様の投光ユニット５３と、上記投光ユニット４７と同様の投光ユニット５４の２つが収納されている。

図３に示すように、照明窓４３，４４は、スコープ先端部４０において、観察窓４２を挟んでその両側に配置されている。また、４つの投光ユニット４６，４７，５３，５４は、蛍光体５０を備える投光ユニット４７，５４の出射面間を結ぶ直線ＬＡと、蛍光体５０を備えていない投光ユニット４６，５３の出射面間を結ぶ直線ＬＢとが、観察窓４２の中心部で交差するように、互い違いに配置されている。このような配置にすることによって、照明ムラの発生を防止することができる。

蛍光体５０は、レーザ光源ＬＤ２からの励起光の一部を吸収して緑色〜赤色に励起発光する複数種の蛍光物質（例えばＹＡＧ系蛍光物質、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７）等の蛍光物質）を含んで構成される。励起光が蛍光体５０に照射されると、蛍光体５０から発せられる緑色〜赤色の励起発光光（蛍光）と、蛍光体５０に吸収されず透過した励起光とが合わされて、白色光（疑似白色光）が生成される。なお、蛍光体５０は略直方体形状を有していることが好ましい。この場合、蛍光体５０は、蛍光体物質をバインダで略直方体状に固めて形成してもよく、また、無機ガラスなどの樹脂に蛍光体物質を混合したものを略直方体状に形成してもよい。なお、蛍光体５０は、商品名としてマイクロホワイト（登録商標）（Micro White（ＭＷ））とも呼ばれている。

したがって、蛍光体５０を備える投光ユニット４７，５４から発せられる白色光は、図４に示すように、中心波長４４５ｎｍの励起光の波長範囲（例えば、４４０〜４６０nm）と、その励起光によって励起発光する蛍光において発光強度が増大する概ね４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲とを有する発光スペクトルとなる。一方、蛍光体５０を備えていない投光ユニット４６，５３から発せられる酸素飽和度測定光は、中心波長４７３ｎｍの近傍に波長範囲（例えば、４６０〜４８０nm）を有する発光スペクトルとなる。

なお、ここで、本明細書中の白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、例えば、上述した疑似白色光を始めとして、基準色であるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）等、特定の波長帯の光を含むものであればよい。つまり、白色光には、例えば、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光等も広義に含まれるものとする。

観察窓４２の奥には、検体の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、観察領域の像光を受光して観察領域を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary
Metal-Oxide Semiconductor）などの撮像素子６０が設けられている。

撮像素子６０は、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。撮像素子６０はカラーＣＣＤであり、その受光面には、Ｒ色のカラーフィルタが設けられたＲ画素、Ｇ色のカラーフィルタが設けられたＧ画素、Ｂ色のカラーフィルタが設けられたＢ画素を１組とする画素群が、多数マトリックス状に配列されている。これらＢ色、Ｇ色、Ｒ色のカラーフィルタは、図５に示す曲線６３，６４，６５で表される分光透過率を有している。

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信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部３６を介して、プロセッサ装置１３の画像処理部７３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。図６Ａに示すように、通常観察モード時には、１フレーム期間内で、白色光（４４５ｎｍ＋蛍光体（本実施形態では４４５ｎｍの励起光を蛍光体５０に当てて白色光を発生させるため、このように表記する））を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を読み出すステップの合計２ステップが行われる。これは通常観察モード中、所定のサイクルで繰り返し行われる。通常観察モードでは、撮像素子６０のＢ画素から出力される青色信号Ｂｃと、Ｇ画素から出力される緑色信号Ｇｃと、Ｒ画素から出力される赤色信号Ｒｃとが得られる。

一方、生体情報観察モード時には、図６Ｂに示すように、１フレーム期間内で、酸素飽和度測定光（４７３ｎｍの狭帯域光）を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を読み出すステップの合計２ステップが行われる（１フレーム目）。その次に、１フレーム期間内で、白色光（４４５ｎｍ＋ＭＷ）を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を読み出すステップの合計２ステップが行われる（２フレーム目）。これら合計２フレームの撮像制御は、所定のサイクルで繰り返し行われる。

生体情報観察モードでは、１フレーム目に、撮像素子６０のＢ画素から出力される青色信号Ｂ１と、Ｇ画素から出力される緑色信号Ｇ１と、Ｒ画素から出力される赤色信号Ｒ１が得られ、２フレーム目に、Ｂ画素から出力される青色信号Ｂ２と、Ｇ画素から出力される緑色信号Ｇ２と、Ｒ画素から出力される赤色信号Ｒ２とが得られる。なお、２フレーム目のＢ２、Ｇ２、Ｒ２は、通常観察モード時に得られるＢｃ、Ｇｃ、Ｒｃと同じである。

なお、図示はしていないが、内視鏡装置１２における操作部３５及び内視鏡スコープ３２の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。

図２に示すように、プロセッサ装置１３は、制御部７２と、画像処理部７３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、内視鏡装置１２の切り替えスイッチ１７や入力装置１５からの入力情報に基づいて、画像処理部７３、光源装置１１の光源制御部２０、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。

画像処理部７３は通常光画像処理部８０、機能情報画像処理部８２、強調画像処理部９０を備えており、内視鏡装置１２からの画像信号に対して、所定の画像処理を施す。

通常光画像処理部８０は、画像信号に対して所定の画像処理を施すことによって、通常光画像を作成する。通常光画像は輝度Ｙと色差信号Ｃｂ，Ｃｒからなる映像信号で構成される。輝度Ｙには、通常観察モード時に得られる緑色信号Ｇｃ又は生体情報観察モード時に得られる緑色信号Ｇ２が割り当てられる。色差信号Ｃｂには、通常観察モード時に得られる青色信号Ｂｃと緑色信号Ｇｃの差分値（Ｂｃ−Ｇｃ）、又は生体情報観察モード時に得られる青色信号Ｂ２と緑色信号Ｇ２の差分値（Ｂ２−Ｇ２）が割り当てられる。色差信号Ｃｒには、通常観察モード時に得られる赤色信号Ｒｃと緑色信号Ｇｃの差分値（Ｒｃ−Ｇｃ）、又は生体情報観察モード時に得られる赤色信号Ｒ２と緑色信号Ｇ２の差分値（Ｒ２−Ｇ２）が割り当てられる。

機能情報画像処理部８２は、内視鏡装置１２から入力される画像信号に基づき検体の血液量及び血中ヘモグロビンの酸素飽和度の情報を算出するとともに、この血液量を画像化した血液量画像と酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像とを作成する。機能情報画像処理部８２は、信号比算出部８４と、相関関係記憶部８５と、血液量及び酸素飽和度算出部８６と、血液量画像作成部８７と、酸素飽和度画像作成部８８とを備えている。

信号比算出部８４は、生体情報観察モード時に取得する１フレーム目の画像信号と２フレーム目の画像信号において、各画素間の強度比を算出する。信号比は画面全体に対して算出される。本実施形態では、信号比算出部８４は、１フレーム目の青色信号Ｂ１と２フレーム目の緑色信号Ｇ２との信号比Ｂ１／Ｇ２と、２フレーム目の緑色信号Ｇ２と赤色信号Ｒ２との信号比Ｒ２／Ｇ２とを求めている。なお、信号比は画像信号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、血管部分の画像信号とそれ以外の部分の画像信号との差に基づいて特定される。

相関関係記憶部８５は、信号比Ｂ１／Ｇ２及びＲ２／Ｇ２と血液量及び酸素飽和度との相関関係を記憶している。信号比と血液量との相関関係は、図７に示すように、信号比Ｒ２／Ｇ２が大きくなればなるほど血液量も多くなるように定義されている。この相関関係は、１次元テーブルの形式で記憶されている。なお、信号比Ｒ２／Ｇ２はlogスケールで表されている。

一方、信号比と酸素飽和度との相関関係は、図８に示す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。例えば、血液量の変化があると、各等高線間の間隔が広くなったり、狭くなったりする。なお、信号比Ｂ１／Ｇ２，Ｒ２／Ｇ２はlogスケールで表されている。

なお、上記相関関係は、図９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。曲線８１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青色信号は、酸素飽和度だけでなく血液量にも依存度が高い。そこで、青色信号Ｂ１に加え、主として血液量に依存して変化する光に対応する赤色信号Ｒ２と、青色信号Ｂ１と赤色信号Ｒ２のリファレンス信号となる緑色信号Ｇ２から得られる信号比Ｂ１／Ｇ２及びＲ２／Ｇ２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。

また、血中ヘモグロビンの吸光係数の波長依存性から、以下の３つのことが言える。
（１）波長４７０ｎｍ近辺（例えば、中心波長４７０ｎｍ±１０ｎｍの青色の波長領域）では酸素飽和度の変化に応じて吸光係数が大きく変化する。
（２）５４０〜５８０ｎｍの緑色の波長範囲で平均すると、酸素飽和度の影響を受けにくい。
（３）５９０〜７００ｎｍの赤色の波長範囲では、酸素飽和度によって一見吸光係数が大きく変化するように見えるが、吸光係数の値自体が非常に小さいので、結果的に酸素飽和度の影響を受けにくい。

血液量及び酸素飽和度算出部８６は、相関関係記憶部８５に記憶された相関関係と信号比算出部８４で求めた信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２とを用いて、各画素における血液量及び酸素飽和度の両方を求める。血液量は、相関関係記憶部８５の１次元テーブルにおいて信号比算出部８４で求めた信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する値となる。一方、酸素飽和度については、まず、図１０に示すように、信号比算出部８４で求めた信号比Ｂ１^＊／Ｇ２^＊、Ｒ２^＊／Ｇ２^＊に対応する対応点Ｐを二次元空間上で特定する。

そして、対応点Ｐが酸素飽和度＝０％限界の下限ライン１３０と酸素飽和度＝１００％限界の上限ライン１３１との間にある場合、対応点Ｐが位置する等高線が示すパーセント値が、酸素飽和度となる。例えば、図１０の場合であれば、対応点Ｐは６０％の等高線上に位置しているため、酸素飽和度は６０％となる。なお、対応点が下限ライン１３０よりも上方に位置するときには酸素飽和度を０％とし、対応点が上限ライン１３１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、この場合には、酸素飽和度の信頼度を下げて表示しないようにしてもよい。

血液量画像作成部８７は、血液量及び酸素飽和度算出部８６で求めた血液量を疑似カラーで表した血液量画像を作成する。血液量画像は、輝度Ｙと色差信号Ｃｂ，Ｃｒからなる映像信号で構成される。輝度Ｙには、ヘモグロビンによる吸収がやや強い波長帯域の反射光の情報を含んでいる緑色信号Ｇ２を割り当てる。Ｇ２を割り当てることで、疑似カラー画像の全体的な明るさを定義することができるため、粘膜の凹凸や血管などの視認性が向上する。

一方、色差信号Ｃｂ，Ｃｒは、カラーテーブル８７ａに従って、血液量に応じた信号値が割り当てられる。カラーテーブル８７ａは、色差信号Ｃｂについては血液量が大きくなるほど信号値が低下するように定義され、色差信号Ｃｒについては血液量が大きくなるほど信号値が増加するように定義されている。したがって、血液量画像は、血液量が多いところでは赤味が増し、血液量が少なくなるにつれて赤味の彩度が下がってモノクロに近づいていく。

酸素飽和度画像作成部８８は、血液量及び酸素飽和度算出部８６で求めた酸素飽和度を疑似カラーで表した酸素飽和度画像を作成する。酸素飽和度画像は、血液量画像と同様、輝度Ｙと色差信号Ｃｂ，Ｃｒからなる映像信号で構成される。輝度Ｙには、全体的な明るさが定義でき、且つ粘膜の凹凸や血管などの視認性を向上させることができる緑色信号Ｇ２が割り当てられる。色差信号Ｃｂ，Ｃｒには、カラーテーブル８８ａに従い、酸素飽和度に応じた信号値が割り当てられる。

カラーテーブル８８ａは、高酸素飽和度下では色差信号Ｃｒの信号値が正、色差信号Ｃｂの信号値が負となるように定義され、低酸素飽和度下では、反対に色差信号Ｃｒの信号値が負、色差信号Ｃｂの信号値が正となるように定義されている。そして、中酸素飽和度下において、色差信号Ｃｒの信号値と色差信号Ｃｂの信号値の大小関係が逆転するように定義されている。このように定義することにより、酸素飽和度が低い方から高い方に大きくなるにつれて、酸素飽和度画像の色味は青→水色→緑→黄色→橙→赤に変化する。

図１１に示すように、強調画像処理部９０は、血液量画像又は酸素飽和度画像中に、血液量及び酸素飽和度算出部８６での算出結果が異常となっているハレーション領域が存在するか否かを検出するハレーション検出部９０ａと、ハレーション領域が検出されなかった血液量画像又は酸素飽和度画像に、通常光画像を合成することにより、血液量及び酸素飽和度算出部８６での算出結果が異常である可能性が高い第１異常領域を強調した強調画像を作成する強調画像作成部９０ｂとを備えている。

ハレーション検出部９０ａは、血液量画像又は酸素飽和度画像において、図１２に示すようなハレーション値Ｈ以上の輝度Yを有するハレーション領域が存在するか否かを検出する。例えば、図１３に示す酸素飽和度画像９２の場合であれば、領域９３は、輝度Ｙ１がハレーション値Ｈを超えているため、ハレーション領域９３として検出される。ハレーション領域９３が検出された酸素飽和度画像９２は、そのまま表示装置１４に表示される。ハレーション領域９３は輝度Yが極めて大きいため、表示装置１４上で極めて明るく表示される。これにより、表示装置１４を観察している術者は、そのハレーション領域については酸素飽和度の演算結果が異常であること、即ち信頼度が低いことを直感的に把握することができる。

強調画像作成部９０ｂは、ハレーション領域が検出されなかった血液量画像に通常光画像を合成して強調血液量画像を作成し、またハレーション領域が検出されなかった酸素飽和度画像に通常光画像を合成して強調酸素飽和度画像を作成する。作成した強調血液量画像または強調酸素飽和度画像は表示装置１４に表示される。合成時には、血液量画像又は酸素飽和度画像の輝度Ｙにのみ通常光画像の輝度Ｙを足し込み、血液量画像又は酸素飽和度画像の色差信号Cｂ，Cｒについては通常光画像の色差信号Cｂ，Cｒを足し込まない。これにより、血液量画像及び酸素飽和度画像の色味を変えずに、明るさだけ変化させることができる。なお、ハレーション領域が検出された場合にも、上記と同様にして、強調血液量画像又は強調酸素飽和度画像を作成してもよい。

例えば、図１４に示すように、輝度Y２がハレーション値Hをわずかに下回っている領域９４がある酸素飽和度画像９６と、輝度Ｙ３がハレーション値Ｈをわずかに下回っている領域９５がある通常光画像９７（領域９５は領域９４と略同一の位置）を合成する場合、酸素飽和度画像９５の輝度Y２に通常光画像９７の輝度Y３を足し合わせて強調酸素飽和度画像９８を作成する。合成後の強調酸素飽和度画像９８においては、領域９４，９５に対応する領域９９は、その輝度Y４がハレーション値Hを越えることによって、強調表示されるようになる。

領域９９は、ハレーション領域と同程度に明るく、又はハレーション領域よりも若干暗く表示される。したがって、領域９９は、酸素飽和度の演算結果が異常であること又は異常である可能性が高いこと、即ち信頼度の低さを直感的に把握することができる第１異常領域９９となる。なお、図１４では、第１異常領域９９は、輝度Y４がハレーション値Hを超えているが、必ずしも合成後の輝度Yがハレーション値Hを超える必要はなく、例えば、合成により、輝度Yがハレーション値Hに接近すればよい。

次に、本発明の作用について図１５のフローチャートに沿って説明する。なお、通常観察モードの元では、内視鏡スコープ３２を体内、例えば消化管内に挿入する。アングルノブ３５ａの操作によって、所望の観察部位にスコープ先端部４０をセットし、通常観察を行う。この通常観察では、白色光で照明された観察領域のカラーの通常光画像が表示装置１４に表示される。

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１７によって、生体情報観察モードに切り替える。これにより、スコープ先端部４０から中心波長４７３ｎｍの狭帯域光である酸素飽和度測定光が検体内に照射される。検体からの反射光は、Ｂ画素、Ｇ画素、Ｒ画素を備える撮像素子６０で光電変換される。これにより、青色信号Ｂ１、緑色信号Ｇ１、赤色信号Ｒ１からなる１フレーム目の画像信号が得られる（フレーム１）。

１フレーム目の画像信号が得られると、中心波長４４５ｎｍの励起光がスコープ先端部４０の蛍光体５０に照射される。これにより、蛍光体から白色光が発光され、発光された白色光は検体に照射される。検体からの戻り光を撮像素子６０で受光して撮像することにより、青色信号Ｂ２、緑色信号Ｇ２、赤色信号Ｒ２からなる２フレーム目の画像信号が得られる（フレーム２）。

２フレーム目の画像信号が得られると、それら２フレーム目の画像信号Ｂ２、Ｇ２、Ｒ２から通常光画像を作成する。また、１フレーム目の画像信号Ｂ１及び２フレーム目の画像信号Ｇ２、Ｒ２から血液量及び酸素飽和度の算出を行う。まず、１フレーム目の画像信号と２フレーム目の画像信号間で同じ位置の画素について、信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２を求める。信号比は全ての画素について求める。信号比が求まると、相関関係記憶部８５に記憶している相関関係から、信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２に対応する血液量及び酸素飽和度を求める。血液量及び酸素飽和度は、画面内の全ての画素について求める。

全ての画素について血液量及び酸素飽和度が求まると、血液量画像作成部８７内のカラーテーブル８７ａを参照し、血液量に対応する色差信号Cｂ，Crを求める。そして、この求めた色差信号Cb，Crと、緑色信号G2が割り当てられた輝度Yとから、血液量が疑似カラーで表された血液量画像を作成する。また、この血液量画像と同様に、カラーテーブル８８ａを用いて、酸素飽和度が疑似カラーで表された酸素飽和度画像を作成する。

次に、作成された血液量画像及び酸素飽和度画像中に、輝度Ｙがハレーション値Hを超えるハレーション領域が存在するか否かを検出する。ハレーション領域が検出された血液量画像及び酸素飽和度画像は、そのまま表示装置１４に並んで表示される。一方、ハレーション領域が検出されなかった場合には、血液量画像と通常光画像を合成して輝度Ｙをアップした強調血液量画像と、酸素飽和度画像と通常光画像を合成して輝度Ｙをアップした強調酸素飽和度画像を作成する。これら強調血液量画像及び強調酸素飽和度画像は輝度Ｙがアップしているので、輝度Ｙがハレーション値Hを超える又はハレーション値Hに近づいた第１異常領域が作成される。

以上のように、ハレーション領域が存在する血液量画像及び酸素飽和度画像は、輝度Ｙをアップすることなく、そのまま表示装置１４に表示することで、そのハレーション領域における演算結果が異常であり、それ以外の領域の演算結果は正常であることを術者に認識させることができる。一方、ハレーション領域が存在しない血液量画像及び酸素飽和度画像については、通常光画像との画像合成によって強調血液量画像及び強調酸素飽和度画像を作成する。作成された強調血液量画像及び強調酸素飽和度画像を、表示装置１４に表示する。これにより、強調血液量画像及び強調酸素飽和度画像中の第１異常領域での演算結果が、異常又は異常である可能性が高く、それ以外は正常であることを術者に認識させることができる。以上の一連の処理は、生体情報観察モードに設定されている間、繰り返し行われる。

本発明の第２実施形態では、輝度Yが大きすぎて、血液量及び酸素飽和度算出部８６での算出結果が異常である可能性がある第１異常領域を明るくして、その明るさで強調する一方、輝度Yが小さすぎて、血液量及び酸素飽和度算出部８６での算出結果が異常である可能性がある第２異常領域を暗くして、その暗さで強調する。この第２実施形態における強調処理は、第１実施形態の強調画像処理部９０に代えて、図１６に示す強調画像処理部１００で行われる。なお、強調画像処理部１００以外については、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

強調画像処理部１００は、第１実施形態のハレーション検出部９０aと同様のハレーション検出部１００aと、ハレーション検出部１００aでハレーション領域が検出されなかった血液量画像及び酸素飽和度画像に対して、第１異常領域を更に明るくするとともに第２異常領域を更に暗くする輝度調整フィルタリングを施す輝度調整フィルタ部１００ｂとを備えている。

輝度調整フィルタ部１００ｂは、図１７に示すゲインテーブルを備えている。このゲインテーブルを用いて輝度調整フィルタリングを行うことで、輝度Yが一定の上限値Uを超えている場合には「１」以上のゲインで輝度Ｙが増加し、輝度Yが一定の下限値Lを下回っている場合には「１」以下のゲインで輝度Yが減少する。それ以外の場合は、「１」のゲインで輝度Yをそのままに維持する。輝度調整フィルタリングを血液量画像に施した強調血液量画像と、輝度調整フィルタリングを酸素飽和度画像に施した強調酸素飽和度画像は、表示装置１４に表示される。

例えば、図１８に示すように、酸素飽和度画像１０２において、上限値Uを超える輝度Yｍを有する明るい第１異常領域１０３と、下限値Lを下回る輝度Yｎを有する暗い第２異常領域１０４が存在する場合には、この酸素飽和度画像１０２に輝度調整フィルタリングを施すことによって、第１異常領域１０３の輝度Yｍが更に大きくなるとともに、第２異常領域１０４の輝度Yｎが更に小さくなった強調酸素飽和度画像１０５が得られる。この強調酸素飽和度画像１０５を表示装置１４に表示したときには、第１異常領域１０３は極めて明るくなる一方で、第２異常領域１０４は極めて暗くなる。このように、第１異常領域１０３を明るさで強調するとともに、第２異常領域１０４を暗さで強調することで、術者は、第１及び第２異常領域１０３，１０４における酸素飽和度の信頼度が低いことを直感的に把握することができる。

なお、上記第１実施形態においては、血液量画像及び酸素飽和度画像中で、ハレーション領域が検出された場合にも、通常光画像との画像合成により第１異常領域を強調してもよい。また、上記第２実施形態においては、血液量画像及び酸素飽和度画像中で、ハレーション領域が検出された場合にも、輝度調整フィルタリングにより第１及び第２異常領域を強調してもよい。

また、第２実施形態では、輝度Ｙの調整を行うことによって第１及び第２異常領域の強調を行ったが、輝度Ｙの調整に代えて、画素値そのものの調整を行ってもよい。また、第１及び第２異常領域の強調を明るさと暗さの両方で行ったが、明るさと暗さのいずれか一方のみで強調を行ってもよい。

本発明の第３実施形態では、キセノンランプなどの白色光源と波長分離機能を備える回転フィルタとを用いて、血液量画像及び酸素飽和度画像の作成に必要な照明光を作成する。この第３実施形態の内視鏡システム１２０には、図１９に示すように、第１及び２実施形態におけるレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２、光源制御部２０、及びコンバイナ２１に代えて、図２０に示すような分光強度を有する白色光を発するキセノン光源等の広帯域光源１２１と、白色光のうち酸素飽和度測定光の波長成分または白色光をそのまま透過させる回転フィルタ１２２と、回転フィルタ１２２を透過した光が入射する光ファイバ１２３と、回転フィルタ１２２の回転を制御する回転制御部１２４が設けられている。

光ファイバ１２３に入射した光は、カプラ２２で２系統の光に分波され、分波された光はそれぞれライトガイド２６及び２７を介して、投光ユニット４６及び５３から検体内に照射される。なお、これら以外については、内視鏡システム１２０は内視鏡システム１０と同様の構成を有しているので、説明を省略する。

図２１に示すように、回転フィルタ１２２は、白色光のうち中心波長が４７３ｎｍの酸素飽和度測定光（図４参照）を透過させるバンドパスフィルタ１２５と、白色光をそのまま透過させる開口部１２６とからなる。したがって、回転フィルタ１２２が回転することで、酸素飽和度測定光と白色光とが交互に検体内に照射される。このとき、第１及び２実施形態と同様に、酸素飽和度測定光が照射されたときに１フレーム目の画像信号を取得し、白色光が照射されたときに２フレーム目の画像信号を取得する。そして、第１及び２実施形態と同様に、２フレーム目の画像信号から通常光画像を作成するとともに、１フレーム目及び２フレーム目の画像信号から、血液量画像、酸素飽和度画像を作成する。なお、バンドパスフィルタ１２５は４６０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲の光を透過させることが好ましい。

また、第１及び２実施形態と同様に、通常光画像と血液量画像との画像合成により、血液量の算出結果に異常がある又は異常の可能性がある領域を強調させた強調血液量画像を作成するとともに、通常光画像と酸素飽和度画像との画像合成により、酸素飽和度の算出結果に異常がある又は異常の可能性が有る領域を強調させた強調酸素飽和度画像を作成する。

なお、白色光は図２０のような分光強度特性を有することから、青色信号Ｂ２には４００ｎｍ〜５３０ｎｍの波長範囲の光に対応する信号が含まれ、緑色信号Ｇ２には５４０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長範囲の光に対応する信号が含まれ、赤色信号Ｒ２には５９０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の光に対応する信号が含まれる。

なお、血液量と酸素飽和度の算出に使用する３波長の光のうち、一部の光については、第１及び２実施形態と同様に、半導体光源の光を使用する一方、残りの光については、キセノンランプなどの白色光源の広帯域光ＢＢから波長分離した光を使用してもよい。

本発明の第４実施形態では、図２２に示す光源装置２００を用いる。この光源装置２００で生成された光は、内視鏡装置１８０に供給される。この内視鏡装置１８０は第１及び２実施形態の内視鏡装置１２とほぼ同様の構成を備えているが、先端部の照明部３３に蛍光体５０が設けられていない点が内視鏡装置１２と異なる。そのため、光源装置２００からの光は、内視鏡装置１８０を介して、そのまま検体内に照射される。

また、内視鏡装置１８０内における撮像素子１８０ａの構成及び撮像制御部７０の動作については、第１及び２実施形態と異なっている。また、プロセッサ装置１２においては、通常光画像処理部８０での通常光画像の作成方法が異なり、また、機能情報画像処理部８２で使用する信号が第１及び２実施形態で使用する信号と異なっている。以下においては、上記第１及び２実施形態と異なる部分についてのみ説明し、それ以外については説明を省略する。

光源装置２００は、広帯域光ＢＢ（４００〜７００ｎｍ）を発する白色光源２３０と、この白色光源２３０からの広帯域光ＢＢをＢ、Ｇ、Ｒの３色の光に色分離し、それら各色の光を順次内視鏡装置１８０に供給するロータリフィルタ２３４と、青色狭帯域光ＢＮを発する半導体光源ユニット２３６と、広帯域光ＢＢの光路Ｌ１上に青色狭帯域光ＢＮの光路Ｌ２を合流させる光合流部２３８と、所定のタイミングにおいて、白色光源２３０とロータリフィルタ２３４との間の広帯域光ＢＢの光路を塞ぐシャッタ板２４０とを備えている。

白色光源２３０は、広帯域光ＢＢを放射する光源本体２３０ａと、広帯域光ＢＢの光量を調整する絞り２３０ｂとを備えている。光源本体２３０ａはキセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドなどから構成される。絞り２３０ｂの開度は、光量制御部（図示省略）によって調節される。

図２３に示すように、ロータリフィルタ２３４は、Ｂフィルタ部２３４ａ、Ｇフィルタ部２３４ｂ、Ｒフィルタ部２３４ｃが選択的に広帯域光ＢＢの光路Ｌ１に挿入されるように回転自在に設けられている。ロータリフィルタ２３４は、円板形状をしており、円周方向に３分割されて中心角が１２０°の扇型の領域に、それぞれＢフィルタ部２３４ａ、Ｇフィルタ部２３４ｂ、Ｒフィルタ部２３４ｃが設けられている。

図２４に示すように、Ｂフィルタ部２３４ａは広帯域光ＢＢから青色帯域のＢ光を透過させ、Ｇフィルタ部２３４ｂは広帯域光ＢＢから緑色帯域のＧ光を透過させ、Ｒフィルタ部２３４ｃは広帯域光ＢＢから赤色帯域のＲ光を透過させる。したがって、ロータリフィルタ２３４の回転によって、ロータリフィルタ２３４からＢ光、Ｇ光、Ｒ光が順次出射する。

半導体光源ユニット２３６は、レーザ光源２３６ａ、光源制御部２３６ｂを有する。図２４に示すように、レーザ光源２３６ａは中心波長４７３ｎｍの青色狭帯域光ＢＮを発光する。このレーザ光源２３６ａは、光源制御部２３６ｂの制御に従って、点灯及び消灯を行う。この光源制御部２３６ｂはプロセッサ装置内の制御部７２によって制御される。レーザ光源２３６ａから発光された青色狭帯域光ＢＮは、集光レンズ２３６ｃを通して、光合流部２３８に向けて出射する。

光合流部２３８はダイクロイックミラーであり、ロータリフィルタ２３４からの光はそのまま透過させる一方で、半導体光源ユニット２３６からの青色狭帯域光ＢＮは反射させてその光路Ｌ２を広帯域光ＢＢの光路Ｌ１に一致させる。光合流部２３８を出た光は、集光レンズ２４２を通して、内視鏡装置１８０に供給される。

図２５に示すように、シャッタ板２４０は、１２０°の中心角を有し、広帯域光ＢＢを遮光する遮光部２４０ａと、残りの２４０°の中心角を有し、広帯域光ＢＢを透過させる透過部２４０ｂとを備えている。シャッタ板２４０は回転自在に設けられており、回転することで、遮光部２４０ａと透過部２４０ｂが交互に選択的に広帯域光ＢＢの光路に挿入させるようになっている。

シャッタ板２４０は広帯域光ＢＢの光路Ｌ１に挿入する挿入位置と、広帯域光ＢＢの光路Ｌ１から退避する退避位置との間で回転自在に設けられている。通常観察モードにおいては、シャッタ板２４０は、遮光部２４０ａが広帯域光ＢＢの光路Ｌ１から退避し、透過部２４０ｂが光路Ｌ１に挿入された状態で停止している。したがって、広帯域光ＢＢは、常時ロータリフイルタ２３４に入射する。これにより、広帯域光ＢＢの光路Ｌ１に挿入されている、Ｂ、Ｇ、Ｒの各フイルタ部２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃの種類に応じて、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の三色の光が順次生成される。

一方、生体情報観察モードにおいては、図２６に示すように、シャッタ板２４０は、挿入位置と退避位置との間で間欠動作を繰りかえす。シャッタ板２４０が挿入位置に位置する挿入期間には、ロータリフィルタ２３４には広帯域光ＢＢは入射しないため、ロータリフィルタ２３４からのＢ光、Ｇ光、Ｒ光は内視鏡装置１８０に供給されない。その代わりに、レーザ光源２３６ａを点灯して、青色狭帯域光ＢＮを内視鏡装置１８０に供給する。この挿入期間は、ロータリフィルタ２３４のうちのいずれか１色のフィルタ部が広帯域光ＢＢの光路Ｌ１に挿入されてから退避するまでの期間、即ち、ロータリフィルタ２３４ａが１／３回転する期間となっている。

そして、挿入期間が経過すると、シャッタ板２４０が挿入位置から退避位置に移動して、シャッタ板２４０が退避位置に位置する退避期間が開始する。この退避期間は、ロータリフィルタ２３４が１回転する期間となっている。したがって、この退避期間内に、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の３色分の光が内視鏡装置１８０に供給される。

例えば、図２６の場合であれば、第１挿入期間において、ロータリフィルタ２３４のＲフィルタ部２３４ｃが広帯域光ＢＢの光路Ｌ１に挿入されているときには、このＲフィルタ部２３４ｃには広帯域光ＢＢは入射せず、その代わりに、青色狭帯域光ＢＮが内視鏡装置１８０に供給される。そして、次の第１退避期間が開始すると、広帯域光ＢＢがロータリフィルタ２３４のＢフィルタ２３４ａ，Ｇフィルタ２３４ｂ、Ｒフィルタ２３４ｃを順に入射する。これにより、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光が、この順で内視鏡装置１８０に供給される。

そして、次の第２挿入期間には、ロータリフィルタ２３４のＢフィルタ部２３４ａが光路Ｌ１に挿入されるため、Ｂフィルタ部２３４ａには広帯域光ＢＢは入射しない。この第２挿入期間に、青色狭帯域光ＢＮが内視鏡装置１８０に供給される。そして、次の第２退避期間では、広帯域光ＢＢがロータリフィルタ２３４のＧフィルタ２３４ｂ、Ｒフィルタ２３４ｃ、Ｂフィルタ２３４ａを順に入射することで、Ｇ光、Ｒ光、Ｂ光が、この順で内視鏡装置１８０に供給される。

内視鏡装置１８０内の撮像素子１８０ａは、上記第１及び２実施形態の撮像素子６０と異なり、撮像面にマイクロカラーフィルタが設けられていないモノクロ撮像素子である。また、この撮像素子１８０ａの撮像を制御する撮像制御部７０についても、上記第１及び２実施形態と異なる動作を行う。

通常観察モードにおいては、図２７Ａに示すように、Ｂ、Ｇ、Ｒの三色の像光を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面順次撮像信号Ｂ、Ｇ、Ｒを順次出力する。この一連の動作は、通常観察モードに設定されている間、繰り返される。一方、生体情報観察モードにおいては、図２７Ｂに示すように、青色狭帯域光ＢＮ、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の４つの光の像光を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面順次撮像信号Ｎ、Ｂ、Ｇ、Ｒを順次出力する。こうした動作が生体情報観察モードに設定されている間、繰り返される。

プロセッサ装置内の通常光画像処理部８０は、面順次撮像信号Ｂ、Ｇ、Ｒに基づいて、通常光画像を作成する。この通常光画像において、面順次撮像信号Ｂは第１及び２実施形態の青色信号Ｂ２（Ｂｃ）に略対応し、面順次撮像信号Ｇは第１及び２実施形態の緑色信号Ｇ２（Ｇｃ）に略対応し、面順次撮像信号Ｒは第１及び２実施形態のＲ２（Ｒｃ）に略対応している。

プロセッサ装置内の機能情報画像処理部８２は、第１及び２実施形態と異なり、面順次撮像信号Ｎ、Ｇ、Ｒに基づいて、血液量及び酸素飽和度を算出する。ここでは、第１及び２実施形態の第１輝度比Ｂ１／Ｇ２に対応する輝度比としてＮ／Ｇを用い、第１及び２実施形態の第２輝度比Ｒ２／Ｇ２に対応する輝度比としてＲ／Ｇを用いる。これに伴って、相関関係記憶部８５には、輝度比Ｂ１／Ｇ２及びＲ２／Ｇ２と血液量及び酸素飽和度との相関関係が記憶されている。それ以外については、第１及び２実施形態と同様の手順で処理が行われる。

なお、上記第１〜第４実施形態では、生体機能情報として血液量及び酸素飽和度を画像化したが、これに代えて又は加えて、「血液量（酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの和）×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画像化してもよい。

１０，１２０ 内視鏡システム
８７ 血液量画像作成部
８８ 酸素飽和度画像作成部
９０，１００ 強調画像処理部
９０ａ ハレーション検出部
９０ｂ 強調画像作成部
９３ ハレーション領域
９２，９６，１０２ 酸素飽和度画像
９７ 通常光画像
９８，１０５ 強調酸素飽和度画像
９９，１０３ 第１異常領域
１００ｂ 輝度調整フィルタ部
１０４ 第２異常領域

Claims (9)

1. 検体を撮像することにより画像情報を取得する画像情報取得部と、
   前記画像情報に基づき、前記検体が有する生体機能情報を算出する生体機能情報算出部と、
   前記生体機能情報を画像化した生体機能情報画像を作成する第１の画像作成部と、
   前記生体機能情報画像の色を変えずに、前記生体機能情報画像のうち、前記生体機能情報算出部での算出結果が異常である可能性がある異常領域内の明るい部分が更に明るくなるように強調し、明るさによって前記生体機能情報の信頼性を表した強調画像を作成する強調画像作成部と、
   前記強調画像を表示する表示部と、
   を備えることを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記画像情報に基づき、白色光で照明された前記検体を画像化した通常光画像を作成する第２の画像作成部を備え、
   前記強調画像作成部は、前記生体機能情報画像を前記通常光画像に合成して、前記強調画像を作成することを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
3. 前記生体機能情報画像は輝度情報と色差情報から構成され、
   前記強調画像作成部は、前記生体機能情報画像の色差情報については情報処理を行なわず、前記生体機能情報画像の輝度情報については、前記異常領域内の明るい部分が更に明るくなるように情報処理することを特徴とする請求項２記載の内視鏡システム。
4. 前記強調画像作成部は、前記生体機能情報画像において、前記異常領域内の明るい部分が更に明るくなるように、前記生体機能情報画像の画素値を調整することを特徴とする請求項２記載の内視鏡システム。
5. 前記生体機能情報画像中に、画素値が一定値以上のハレーション値を超えているハレーション領域が存在するか否かを検出するハレーション検出部と、
   前記ハレーション領域が検出された場合には、前記生体機能情報画像を前記表示部に表示し、前記ハレーション領域が検出されなかった場合には、前記強調画像を前記表示部に表示する表示制御部と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
6. 前記生体機能情報には、血中ヘモグロビンの量である血液量と、血中ヘモグロビンの酸素飽和度が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。
7. 前記生体機能情報算出部は、前記画像情報に含まれる複数の生体機能情報の中から、前記血液量に関する情報と前記酸素飽和度に関する情報を分離することを特徴とする請求項６記載の内視鏡システム。
8. 前記画像情報は、酸素飽和度の変化により吸光係数が変化する第１の波長範囲を含む第１照明光が照明された検体を撮像することにより得られる第１の画像情報と、前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲を含む第２照明光が照明された検体を撮像することにより得られる第２の画像情報であることを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
9. 画像情報取得部が、検体を撮像して画像情報を取得するステップと、
   生体機能情報算出部が、前記画像情報に基づき、前記検体が有する生体機能情報を算出するステップと、
   第１の画像作成部が、前記生体機能情報を画像化した生体機能情報画像を作成するステップと、
   強調画像作成部が、前記生体機能情報画像の色を変えずに、前記生体機能情報画像のうち、前記生体機能情報算出部での算出結果が異常である可能性がある異常領域内の明るい部分が更に明るくなるように強調し、明るさによって前記生体機能情報の信頼性を表した強調画像を作成するステップと、
   表示部が、前記強調画像を表示するステップと、
   を有することを特徴とする内視鏡システムの作動方法。

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