JP6655735B2 - キャリブレーション用固体試料、内視鏡システム、及び固体試料の作製方法 - Google Patents
キャリブレーション用固体試料、内視鏡システム、及び固体試料の作製方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6655735B2 JP6655735B2 JP2018560412A JP2018560412A JP6655735B2 JP 6655735 B2 JP6655735 B2 JP 6655735B2 JP 2018560412 A JP2018560412 A JP 2018560412A JP 2018560412 A JP2018560412 A JP 2018560412A JP 6655735 B2 JP6655735 B2 JP 6655735B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hemoglobin
- ratio
- solid sample
- oxygen saturation
- absorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 140
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 claims description 295
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 claims description 295
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 155
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 155
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 155
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 141
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 94
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 70
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 68
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 52
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 claims description 39
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 claims description 36
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 29
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 29
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 24
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims description 19
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 claims description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 14
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 239000003086 colorant Substances 0.000 claims description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 9
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 8
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 6
- INGWEZCOABYORO-UHFFFAOYSA-N 2-(furan-2-yl)-7-methyl-1h-1,8-naphthyridin-4-one Chemical compound N=1C2=NC(C)=CC=C2C(O)=CC=1C1=CC=CO1 INGWEZCOABYORO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 44
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 21
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 16
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 12
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 108010064719 Oxyhemoglobins Proteins 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 150000004032 porphyrins Chemical class 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 1
- 108010036302 hemoglobin AS Proteins 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
- A61B5/0215—Measuring pressure in heart or blood vessels by means inserted into the body
- A61B5/02156—Calibration means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
- A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
- A61B1/000094—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope extracting biological structures
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00057—Operational features of endoscopes provided with means for testing or calibration
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
- A61B1/044—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances for absorption imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/04—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor combined with photographic or television appliances
- A61B1/045—Control thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/0661—Endoscope light sources
- A61B1/0676—Endoscope light sources at distal tip of an endoscope
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
- A61B5/0082—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes
- A61B5/0084—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence adapted for particular medical purposes for introduction into the body, e.g. by catheters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
- G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
- G01N21/278—Constitution of standards
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
- A61B2560/02—Operational features
- A61B2560/0223—Operational features of calibration, e.g. protocols for calibrating sensors
- A61B2560/0228—Operational features of calibration, e.g. protocols for calibrating sensors using calibration standards
- A61B2560/0233—Optical standards
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
- A61B2562/12—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
- G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
- G09B23/286—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine for scanning or photography techniques, e.g. X-rays, ultrasonics
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Public Health (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Endoscopes (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
Description
しかし、第1の吸光率の値O1とヘモグロビン観察装置で得られた第1の波長における信号の値との関係や、第2の吸光率の値O2とヘモグロビン観察装置で得られた第2の波長における信号の値との関係が、ヘモグロビン観察装置間誤差としてばらついたり、1つのヘモグロビン観察装置であっても、装置の長期使用に伴って経時変化することが多い。また、上記比率の値が、0〜100%の間の中間の酸素飽和度に一致するように修正係数を用いることも多い。
このため、精度の高いヘモグロビンの酸素飽和度を算出するために、内視鏡システムでは、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンを実際に観察し、観察から得られるヘモグロビンに関する算出結果と、観察した酸化ヘモグロビンの実際の濃度や酸素飽和度等の情報との対応付けを行うことが好ましい。例えば、内視鏡システムによる観察から得られる酸化ヘモグロビンの濃度に対応するデータや酸素飽和度に対応するデータと、観察した酸化ヘモグロビンの実際の濃度や酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの酸素飽和度の値との対応関係を予め求めておき、この対応関係を用いて、実際の観察対象とする生体組織の酸化ヘモグロビンの量や酸素飽和度を求めることが好ましい。
前記固体試料は、
複数の色材を有し、前記複数の色材の混合比率を調整することにより、所定の濃度及び所定の酸素飽和度のヘモグロビンの吸光特性を再現した、非生体物質からなる色材群と、
前記色材群の各色材が分散した樹脂材と、を有し、非生体物質からなる。
前記色材群は、波長520〜600nmの波長帯域に、2つの吸光ピーク波長を有する第1色材と、波長400〜440nmの波長帯域に、1つの吸光ピーク波長を有する第2色材と、を少なくとも含み、前記色材群で再現した吸光特性の波長帯域は、400〜600nmの波長帯域である。
前記固体試料は、生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するためのキャリブレーションの参照試料として用いられる。
前記内視鏡システムは、
生体組織を撮像することにより複数の画像データを生成するように構成された撮像素子を備えた撮像部を含む内視鏡と、
前記複数の画像データの成分のうち、所定の成分の値を用いて成分間の第1の比率及び第2の比率の値を算出し、前記第1の比率及び前記第2の比率の値を用いて生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成されたプロセッサと、を備える。
前記プロセッサは、上述した固体試料を、前記ヘモグロビンの酸素飽和度の算出のためのキャリブレーション用参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である前記第1の比率のキャリブレーション測定値と、前記固体試料における前記所定のヘモグロビンの濃度の情報との間の第1の対応付けを含む第1の対応関係、及び前記固体試料を前記キャリブレーション用参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である前記第2の比率のキャリブレーション測定値と、前記固体試料における前記所定のヘモグロビンの酸素飽和度の情報との間の第2の対応付けを含む第2の対応関係を記憶部に記憶し、
前記プロセッサは、前記第1の比率及び前記第2の比率の値を用いて前記第1の対応関係、及び前記第2の対応関係を参照することにより、生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出する。
前記内視鏡システムは、
生体組織を撮像することにより複数の画像データを生成するように構成された撮像素子を備えた撮像部を含む内視鏡と、
前記複数の画像データの成分のうち、所定の成分の値を用いて成分間の第1の比率及び第2の比率の値を算出し、前記第1の比率及び前記第2の比率の値を用いて生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成されたプロセッサと、を備える。
前記プロセッサは、ヘモグロビンの濃度と前記第1の比率の値との間の第1の対応関係、ヘモグロビンの酸素飽和度と前記第2の比率の値との間の第2の対応関係、及び、上述した固体試料を、前記ヘモグロビンの酸素飽和度の算出のためのキャリブレーション用参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である前記第1の比率のキャリブレーション測定値及び前記第2の比率のキャリブレーション測定値のそれぞれが補正をすることにより予め設定された値になるような補正係数、を記憶部に記憶し、
前記プロセッサは、前記画像データの値を用いて得られる前記第1の比率及び前記第2の比率の値を前記補正係数を用いて補正した値を用いて前記第1の対応関係及び前記第2の対応関係を参照することにより、生体組織の前記ヘモグロビンの濃度及び前記ヘモグロビンの酸素飽和度を算出する。
上記態様それぞれにおいて、以下の好ましい形態を含む。
前記2つの吸光ピークのそれぞれと、前記2つの吸光ピークのそれぞれに対応した前記ヘモグロビンの対応吸光ピークとの間の波長のずれは、いずれも2nm以下であり、
前記吸光ボトムと、前記吸光ボトムに対応した前記ヘモグロビンの対応吸光ボトムとの間の波長のずれは、それぞれ2nm以下であり、
前記2つの吸光ピークのそれぞれにおける吸光率は、前記2つの吸光ピークのそれぞれに対応した前記ヘモグロビンの対応吸光ピークにおける吸光率に対して、いずれも95%〜105%の範囲にある、ことが好ましい。
前記吸光ピークにおける吸光率は、前記吸光ピークに対応した前記ヘモグロビンの対応吸光ピークにおける吸光率に対して、いずれも95%〜105%の範囲にある、ことも好ましい。
前記内視鏡システムは、
生体組織を撮像することにより複数の画像データを生成するように構成された撮像素子を備えた撮像部を含む内視鏡と、
前記複数の画像データの成分のうち、所定の成分の値を用いて成分間の第1の比率及び第2の比率の値を算出し、前記第1の比率及び前記第2の比率の値を用いて生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、前記固体試料を、前記ヘモグロビンの酸素飽和度の算出のためのキャリブレーション用参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である前記第1の比率のキャリブレーション測定値と、前記固体試料における前記所定のヘモグロビンの濃度の情報との間の対応付けを含む、ヘモグロビンの濃度と前記第1の比率の値との間の第1の対応関係、及び前記固体試料を前記キャリブレーション用参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である前記第2の比率のキャリブレーション測定値と、前記固体試料における前記所定のヘモグロビンの酸素飽和度の情報との間の対応付けを含む、ヘモグロビンの酸素飽和度と前記第2の比率の値との間の第2の対応関係を記憶した記憶部を、備える。
前記プロセッサは、前記第1の対応関係及び前記第2の対応関係を用いて、生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成されている。
前記内視鏡システムは、
生体組織を撮像することにより複数の画像データを生成するように構成された撮像素子を備えた撮像部を含む内視鏡と、
前記複数の画像データの成分のうち、所定の成分の値を用いて成分間の第1の比率及び第2の比率の値を算出し、前記第1の比率及び前記第2の比率の値を用いて生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、ヘモグロビンの濃度と前記第1の比率の値との間の第1の対応関係、ヘモグロビンの酸素飽和度と前記第2の比率の値との間の第2の対応関係、及び、上述した固体試料を、前記ヘモグロビンの酸素飽和度の算出のためのキャリブレーション用参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である前記第1の比率のキャリブレーション測定値及び前記第2の比率のキャリブレーション測定値のそれぞれが補正をすることにより予め設定された値になるような補正係数を記憶した記憶部を備え、
前記プロセッサは、前記画像データの値を用いて得られる前記第1の比率及び前記第2の比率の値を前記補正係数を用いて補正した値を用いて、前記第1の対応関係及び前記第2の対応関係を参照することにより、生体組織の前記ヘモグロビンの濃度及び前記ヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成されている。
前記第1の比率の算出に用いる前記画像データの成分の1つは、500nm〜600nmの範囲内の第1波長帯域の成分であり、
前記第2の比率の算出に用いる前記画像データの成分の1つは、前記第1波長帯域より狭い第2の波長帯域の成分である、ことが好ましい。
前記作製方法は、
所定のヘモグロビンの酸素飽和度を有するヘモグロビンの吸光特性を再現した色材群を作製するステップと、
所定の濃度のヘモグロビンの吸光特性を再現するための所定の量の前記色材群を有機溶媒に分散させた混合溶液に、母材となる樹脂を溶解させるステップと、
前記樹脂が溶解した前記混合溶液から前記有機溶媒を揮発させて前記固体試料を作製するステップと、
を含む。
前記色材群は、波長520〜600nmの波長帯域に、2つの吸光ピーク波長を有する第1色材と、波長400〜440nmの波長帯域に、1つの吸光ピーク波長を有する第2色材と、を少なくとも含む。
生体組織における前記ヘモグロビンの濃度及び前記ヘモグロビンの酸素飽和度は、複数の光で照明した生体組織を前記内視鏡により撮像することにより得られた複数の画像データの成分うち、所定の成分の値を用いて算出した成分間の第1の比率及び第2の比率の値を用いて算出され、
前記キャリブレーションを行う方法は、
前記固体試料を前記内視鏡で撮像することにより、前記第1の比率のキャリブレーション測定値及び前記第2の比率のキャリブレーション測定値のそれぞれを取得するステップと、
前記プロセッサは、前記第1の比率のキャリブレーション測定値と、前記固体試料における前記所定のヘモグロビンの濃度の情報との間の第1の対応付けを含む、ヘモグロビンの濃度と前記第1の比率の値との間の第1の対応関係を生成し、前記第2の比率のキャリブレーション測定値と、前記所定のヘモグロビンの酸素飽和度の情報との間の第2の対応付けを含む、ヘモグロビンの酸素飽和度と前記第2の比率の値との間の第2の対応関係を生成するステップと、
前記プロセッサは、前記第1の対応関係及び前記第2の対応関係を、生体組織における前記ヘモグロビンの濃度及び前記ヘモグロビンの酸素飽和度の算出に用いるために、前記第1の対応関係及び前記第2の対応関係を記憶するステップと、
を含む。
生体組織における前記ヘモグロビンの濃度及び前記ヘモグロビンの酸素飽和度は、複数の光で照明した生体組織を前記内視鏡により撮像することにより得られた複数の画像データの成分うち、所定の成分の値を用いて算出した成分間の第1の比率及び第2の比率の値を用いて算出され、
前記キャリブレーションを行う方法は、
上述した固体試料を前記内視鏡で撮像することにより、前記第1の比率のキャリブレーション測定値及び前記第2の比率のキャリブレーション測定値のそれぞれを取得するステップと、
前記プロセッサは、前記第1の比率のキャリブレーション測定値及び前記第2の比率のキャリブレーション測定値のそれぞれが補正をすることにより予め設定された値になるような補正係数を算出するステップと、
前記プロセッサは、前記補正係数を、生体組織における前記ヘモグロビンの濃度及び前記ヘモグロビンの酸素飽和度の算出に用いるために、前記第1の比率及び前記第2の比率のそれぞれを前記補正係数を用いて補正するために前記補正係数を記憶するステップと、
を含む。
前記第1の比率のキャリブレーション測定値及び前記第2の比率のキャリブレーション測定値は、前記複数種類の試料のそれぞれを、参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である、ことが好ましい。
前記第1の比率の算出に用いる画像データの成分の1つは、500nm〜600nmの範囲内の第1波長帯域の成分であり、
前記第2の比率の算出に用いる画像データの成分の1つは、前記第1波長帯域より狭い第2の波長帯域の成分である、ことが好ましい。
したがって、この固体試料を用いてキャリブレーションをした内視鏡システムを提供することができる。
以下に説明する本実施形態の非生体物質からなる固体試料は、生体組織におけるヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するための内視鏡システムのキャリブレーションの参照試料として用いられる。本実施形態で用いる内視鏡システムは、波長域の異なる光で生体組織を被写体として照明して撮像した複数のカラー画像データに基づいて生体組織中のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を定量的に算出して、ヘモグロビンの濃度あるいはヘモグロビンの酸素飽和度の分布を表す特徴量布画像を表示するシステムである。
内視鏡システムでは、内視鏡システムで撮像した生体組織の画像データから得られるパラメータから、ヘモグロビンの濃度あるいはヘモグロビンの酸素飽和度と上記パラメータとの間の対応関係を参照して、ヘモグロビンの濃度あるいはヘモグロビンの酸素飽和度を算出する。このときの対応関係を内視鏡システムを使用する前に設定するために、本実施形態の固体試料を用いてキャリブレーションを行う。
基台2は、樹脂板あるいは金属板が用いられる。基台2は、白色であることが好ましい。
基台2の表面には、固体試料3が設けられている。
固体試料3は、非生体物質からなり、血液等の生体物質から構成されていない。
図1に示すキャリブレーション試料1は、固体試料3を透過し、基台2の表面で反射した光を内視鏡システムで受光する、反射型試料であるが、固体試料3を透過した光を内視鏡システムで受光する、透過型試料であってもよい。
これにより、固体試料3の吸光特性、すなわち、吸光率のスペクトル波形は、所定のヘモグロビンの濃度及び所定のヘモグロビンの酸素飽和度における吸光率のスペクトル波形に略一致している。図2は、本実施形態の固体試料3の吸光特性の一例を示す図である。
ここで、固体試料3のスペクトル波形は、波長域X(500nm〜600nm)において、酸素飽和度100%のヘモグロビンである酸素化ヘモグロビンの吸光率のスペクトル波形に略一致している。この波長域Xは、後述するヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を求める際に用いる、内視鏡システム10で撮像した生体組織の画像データの波長域R0を含む波長域である。
さらに、2つの吸光ピークA1,A2のそれぞれにおける吸光率は、2つの吸光ピークA1,A2のそれぞれに対応したヘモグロビンの対応吸光ピークAa,Abにおける吸光率に対して、いずれも95%〜105%であることが好ましく、より好ましくは、97%〜103%である。また、吸光ボトムB1における吸光率は、吸光ボトムB1に対応したヘモグロビンの対応吸光ボトムBaにおける吸光率に対して、いずれも95%〜105%の範囲にあることが好ましく、より好ましくは、97%〜103%の範囲にある。
図示されないが、上記2つの色材の量を調整することにより、異なる酸素飽和度のヘモグロビンの吸光特性を再現した固体試料を作製してもよい。酸素飽和度が0%である還元ヘモグロビンの吸光特性を再現した固体試料は、上記2種類の色材を用いた上記固体試料3とは別の構成の固体試料たとえば、555nmに吸収ピークを持つ化合物を用いてもよい。
本実施形態では、図2に示すような、少なくとも酸素飽和度が100%である酸素化へモグロビンを再現した固体試料3を用いてキャリブレーションを行う。
このような固体試料3は、非生体物質であるので、生体物質と異なり吸光特性は安定しており、吸光率は、時間の経過によって変化する量は小さい。
一実施形態によれば、上述の555nmに吸収ピークを持つ化合物を用いることにより、固体試料3における波長520〜600nmの波長帯域の吸光スペクトルは、後述する還元ヘモグロビンの吸収スペクトルのように、546nm〜570nmの範囲に1つの吸光ピークを備える。この場合、546nm〜570nmの範囲にある吸光ピークにおける吸光率は、吸光ピークに対応した還元ヘモグロビンの対応吸光ピークにおける吸光率に対して、いずれも95%〜105%の範囲にあることが好ましい。
(1)所定のヘモグロビンの酸素飽和度を有するヘモグロビンの吸光特性を再現した色材群を作製する。色材群の作製は、複数の色材の種類の選定,選定した色材の混合比率の調整、及び混合した色材群の量の調整を含む。複数の色材の種類の選定及び選定した色材の混合比率の調整により、所定の酸素飽和度のヘモグロビンの吸収特性を再現することができ、色材群の量の調整により、所定の濃度のヘモグロビンの吸収特性を再現することができる。
(2)次に、所定の濃度のヘモグロビンの吸光特性を再現するための所定の量の作製した色材群を有機溶媒、例えば塩素系炭化水素に分散させた混合溶液に、母材となる樹脂を溶解させる。この際、色剤と母材の溶解性を考慮し適切な組み合わせを選定する。上記塩素系炭化水素として、例えばジクロロメタン(CH2Cl2)が挙げられる。上記樹脂として、例えばアクリル樹脂が挙げられる。
(3)上記樹脂の溶解した混合溶液から有機溶剤を揮発させて固体試料3を作製する。
図5は、本実施形態に用いる内視鏡システム10の構成を示すブロック図である。内視鏡システム10は、電子内視鏡(内視鏡)100、プロセッサ200、ディスプレイ300、及び光源装置400を備える。電子内視鏡100及びディスプレイ300は、プロセッサ200に着脱可能に接続されている。プロセッサ200は、画像処理部500を備える。光源装置400は、プロセッサ200に着脱自在に接続されている。
光源装置400は、キセノンランプ等の光量の大きい光を生成する光源ランプ430を光源として備える。光源装置400から出射した光は照明光ILとして、ライトガイド131の基端部131bに入射する。ライトガイド131の基端部131bに入射した光は、ライトガイド131を通ってその先端部131aに導かれ、先端部131aから出射される。電子内視鏡100の挿入管先端部111には、ライトガイド131の先端部131aと対向して配置された配光レンズ132が設けられている。ライトガイド131の先端部131aから出射する照明光ILは、配光レンズ132を通過して、挿入管先端部111の近傍の生体組織Tを照明する。
特徴量取得部510は、波長域の異なる複数の光で照明した生体組織Tのカラー画像データを用いて演算することにより特徴量を算出するので、フレームメモリ部506あるいはメモリ512から、特徴量取得部510で用いるカラー画像データ及び各種情報を呼び出す。
コントローラ516は、画像処理部500の各部分の動作指示及び動作制御を行う他、光源装置400、撮像素子141を含む電子内視鏡100の各部分の動作指示及び動作制御を行う部分である。
なお、特徴量取得部510及び画像表示制御部514は、コンピュータ上でプログラムを起動して実行することで上述した各機能を担うソフトウェアモジュールで構成されてもよいし、ハードウェアで構成されてもよい。
また、光学フィルタ418は、紫外線カットフィルタであり、可視光波長域では、光源ランプ430から放射された光は光学フィルタ418を透過する。光学フィルタ418を透過した光は、白色光WLとして通常観察像の撮像に使用される。なお、光学フィルタ418を使用せず、フレーム411の窓414cを開放した構成としてもよい。
したがって、光源ランプ430から放射される光のうち光学フィルタ415を透過した光を、以降Wide光といい、光源ランプ430から放射される光のうち光学フィルタ416を透過した光を、以降Narrow光といい、光源ランプ430から放射される光のうち光学フィルタ418を透過した光を、以降白色光WLという。
図8に示されるように、波長域R1は酸素化ヘモグロビンに由来する吸収ピークP1のピーク波長が含まれる帯域であり、波長域R2は還元ヘモグロビンに由来する吸収ピークP2のピーク波長が含まれる帯域であり、波長域R3は酸素化ヘモグロビンに由来する吸収ピークP3のピーク波長が含まれる帯域である。また、波長域R0には、3つの吸収ピークP1、P2、P3の各ピーク波長が含まれている。
生体組織Tの特徴量(ヘモグロビンの濃度、ヘモグロビンの酸素飽和度)は、プロセッサ500の特徴量取得部510で算出される。撮像した生体組織Tの画像から生体組織Tのヘモグロビンの濃度、及びヘモグロビンの酸素飽和度を特徴量として算出する処理を以下説明する。
特徴量取得部510のヘモグロビン量算出部510aは、具体的には、Wide光(第2の光)を照明光ILとして用いた生体組織Tのカラー画像データ(第2のカラー画像データ)の輝度成分Wide(以降、単にWideともいう)を、白色光WL(第1の光)を照明光ILとして用いた生体組織Tのカラー画像データ(第1のカラー画像データ)のR成分WL(R)、あるいはR成分WL(R)及びG成分WL(G)の合計成分WL(R)+WL(G)で割った比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}(第1比率)に基づいてヘモグロビンの濃度を算出する。ヘモグロビンの濃度の算出において、輝度成分Wideを、WL(R)あるいは{WL(R)+WL(G)}で割った比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}を用いるのは、本システムにおいて、血液の分光情報が生体の散乱により受ける影響を最小限に留めることができる条件だからである。特に、消化管内壁等の生体組織Tの反射スペクトルは、生体組織Tを構成する成分による吸収の波長特性(具体的には、酸素化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの吸収スペクトル特性)に加えて、生体組織Tによる照明光の散乱の波長特性の影響を受け易い。白色光WL(第1の光)を照明光ILとして用いた生体組織Tのカラー画像データ(第1のカラー画像データ)のR成分WL(R)、あるいはR成分及びG成分の合計成分WL(R)+WL(G)は、ヘモグロビンの濃度や酸素飽和度の影響を受けず、照明光ILの生体組織Tにおける散乱の程度を表す。したがって、生体組織Tの反射スペクトルから、照明光ILの生体組織Tにおける散乱の影響を除去するために、白色光WL(基準光)の波長帯域は、第1のカラー画像データの成分の1つが、生体組織Tのヘモグロビンの濃度の変化に対して感度を有しないような波長帯域を含むように設定されていることが好ましい。これに加えて、白色光WL(基準光)の波長帯域は、第1のカラー画像データの成分の1つが、酸素飽和度の変化に対して感度を有しないような波長帯域を含むように設定されていることが好ましい。
本実施形態では、所定の濃度のヘモグロビンの吸光特性を再現した上述した固体試料3における上述の第1比率の情報とヘモグロビンの濃度の対応関係を表した参照テーブルをメモリ512に予め記憶しておき、特徴量取得部510のヘモグロビン量算出部510aは、この参照テーブルを用いて、生体組織Tの撮像したカラー画像データにおける上記第1比率の値に基づいてヘモグロビンの濃度を算出する。
また、ヘモグロビンの濃度及び第2比率の値とヘモグロビンの酸素飽和度との対応関係を表した参照テーブルを上述した固体試料3から求めて予めメモリ512に記憶しておき、この参照テーブルを参照して、算出した第2比率からヘモグロビンの酸素飽和度を算出することもできる。
特徴量取得部510の酸素飽和度量算出部510bは、上述したように第2比率を求めると、ヘモグロビン量算出部510aで求めたヘモグロビンの濃度と第2比率とに基づいて、図10に示す対応関係を用いて、求めたヘモグロビンの濃度における第2比率の上限値及び下限値を求める。この上限値が酸素飽和度=100%を示し、下限値が酸素飽和度=0%を示す。この上限値と下限値の間のどの位置に求めた第2比率はあるかを求めることで、酸素飽和度量算出部510bは、酸素飽和度の値を求める。図10では、第2比率の値がR2であるときのヘモグロビンの濃度H1であるときの上限値Max(100%)と下限値Min(0%)を求めている。この上限値Max(100%)と下限値Min(0%)と第2比率の値Yから、酸素飽和度の値が求められる。
したがって、プロセッサ200のメモリ512は、固体試料3を、ヘモグロビンの酸素飽和度の算出のためのキャリブレーション用参照試料として用いて測定した測定結果から生成される、ヘモグロビンの濃度と比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}の値との間の第1の対応関係、及びヘモグロビンの酸素飽和度と比率Narrow/Wideの値との間の第2の対応関係を記憶している。具体的には、第1の対応関係は、固体試料3を、ヘモグロビンの酸素飽和度の算出のためのキャリブレーション用参照試料として電子内視鏡100で撮像した測定結果である比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}(第1比率)のキャリブレーション測定値と、固体試料3で定めたヘモグロビンの濃度の情報との間の対応付けを含む。第2の対応関係は、固体試料3をキャリブレーション用参照試料として電子内視鏡100で撮像した測定結果である比率Narrow/Wideのキャリブレーション測定値と、固体試料3で定めたヘモグロビンの酸素飽和度の情報との間の対応付けを含む。
プロセッサ200は、記憶した上記第1の対応関係及び上記第2の対応関係を用いて、生体組織Tのヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成される。
(1)図4に示すように、上述した固体試料3を電子内視鏡100で撮像することにより、比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}のキャリブレーション測定値及び比率Narrow/Wideのキャリブレーション測定値のそれぞれを取得する。
(2)プロセッサ200は、比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}のキャリブレーション測定値と、固体試料3において定められたヘモグロビンの濃度の情報との間の第1の対応付けを含む、ヘモグロビンの濃度と比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}の値との間の第1の対応関係を生成する。さらに、プロセッサ200は、比率Narrow/Wideのキャリブレーション測定値と、固体試料3において定められたヘモグロビンの酸素飽和度の情報との間の第2の対応付けを含む、ヘモグロビンの酸素飽和度と比率Narrow/Wideの値との間の第2の対応関係を生成する。
(3)プロセッサ200は、生成した第1の対応関係及び第2の対応関係を、生体組織におけるヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度の算出に用いるために、第1の対応関係及び第2の対応関係をメモリ512に記憶する。
また、固体試料3を用いたキャリブレーションを行う場合、固体試料3として、複数の酸素飽和度に対応した色材群の含有率が異なる複数種類の固体試料を用意し、比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}のキャリブレーション測定値及び比率Narrow/Wideのキャリブレーション測定値は、複数種類の固体試料それぞれを、参照試料として電子内視鏡100で撮像した測定結果であることが好ましい。
しかし、他の一実施形態によれば、プロセッサ200は、内視鏡システム10の完成時、所定のへモグロビンの濃度及び所定のヘモグロビンの酸素飽和度を有する参照試料を用いて作成され、内視鏡システムに記録保持された第1の対応関係及び第2の対応関係を補正することなく、生体組織Tを電子内視鏡100で撮像することにより取得される比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}及び比率Narrow/Wideの値を補正係数を用いて補正することも好ましい。この場合、プロセッサ200は、固体試料3を、ヘモグロビンの酸素飽和度の算出のためのキャリブレーション用参照試料として電子内視鏡100で撮像した測定結果である比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}のキャリブレーション測定値(第1の比率のキャリブレーション測定値)及び比率Narrow/Wideのキャリブレーション測定値(第2の比率のキャリブレーション測定値)のそれぞれが補正をすることにより予め設定された値になるような補正係数をメモリ412に記憶する。プロセッサ200は、生体組織Tの撮像画像の画像データの値を用いて得られる第1の比率、具体的には比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}の値、及び第2の比率、具体的には比率Narrow/Wideの値を、上記補正係数を用いて補正した値を用いて、記憶保持した第1の対応関係及び第2の対応関係を参照することにより、生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出する。補正は、例えば、比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}の値及び第2の比率、具体的には、比率Narrow/Wideの値に補正係数を乗算あるいは除算することにより行われる。
プロセッサ200は、内視鏡システム10の完成時、所定のへモグロビンの濃度及び所定のヘモグロビンの酸素飽和度を有する参照試料を用いて作成された第1の対応関係及び第2の対応関係を記録保持しておく。
キャリブレーションを行うとき、
(1)固体試料3を電子内視鏡100で撮像することにより、比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}のキャリブレーション測定値(第1の比率のキャリブレーション測定値)及び比率Narrow/Wideのキャリブレーション測定値(第2の比率のキャリブレーション測定値)のそれぞれを取得する。
(2)次に、プロセッサ200は、比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}のキャリブレーション測定値及び比率Narrow/Wideのキャリブレーション測定値のそれぞれが補正をすることにより予め設定された値になるような補正係数を算出する。
(3)プロセッサ200は、算出した補正係数を、生体組織Tにおけるヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度の算出に用いるために、生体組織Tを撮像して得られた比率Wide/WL(R)またはWide/{WL(R)+WL(G)}及び比率Narrow/Wideのそれぞれを上記補正係数を用いて補正するために上記補正係数をメモリ512に記憶する。
2 基台
3 固体試料
10 内視鏡システム
100 電子内視鏡
110 挿入管
111 挿入管先端部
121 対物レンズ群
131 ライトガイド
131a 先端部
131b 基端部
132 レンズ
141 撮像素子
141a カラーフィルタ
142 ケーブル
200 プロセッサ
300 ディスプレイ
400 光源部
410 回転フィルタ
420 フィルタ制御部
430 光源ランプ
440 集光レンズ
450 集光レンズ
500 画像処理部
502 A/D変換回路
504 プレ画像処理部
506 フレームメモリ部
508 ポスト画像処理部
510 特徴量取得部
512 メモリ
514 画像表示制御部
516 コントローラ
Claims (10)
- 内視鏡を用いて算出するヘモグロビンの酸素飽和度に関してキャリブレーションを行うことができるキャリブレーション用参照試料として用いられる固体試料であって、
前記固体試料に入射した光の反射光あるいは透過光を内視鏡で受光することにより、ヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度のレベルに応じて値が定まるキャリブレーション測定値を取得することができるように前記固体試料は構成され、
複数の色材を有し、前記複数の色材の混合比率を調整することにより、所定の濃度及び所定の酸素飽和度のヘモグロビンの吸光特性を再現した、非生体物質からなる色材群と、
前記色材群の各色材が分散した樹脂材と、を有し、
前記色材群は、波長520〜600nmの波長帯域に、2つの吸光ピーク波長を有する第1色材と、波長400〜440nmの波長帯域に、1つの吸光ピーク波長を有する第2色材と、を少なくとも含み、前記色材群で再現した吸光特性の波長帯域は、400〜600nmの波長帯域である、
生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するためのキャリブレーションの参照試料として用いる固体試料。 - 前記固体試料における波長520〜600nmの波長帯域の吸光スペクトルは、2つの吸光ピークと、前記2つの吸光ピークの間に挟まれ、前記2つの吸光ピークの間で吸光率が最低になる吸光ボトムとを備え、
前記2つの吸光ピークのそれぞれと、前記2つの吸光ピークのそれぞれに対応した前記ヘモグロビンの対応吸光ピークとの間の波長のずれは、いずれも2nm以下であり、
前記吸光ボトムと、前記吸光ボトムに対応した前記ヘモグロビンの対応吸光ボトムとの間の波長のずれは、それぞれ2nm以下であり、
前記2つの吸光ピークのそれぞれにおける吸光率は、前記2つの吸光ピークのそれぞれに対応した前記ヘモグロビンの対応吸光ピークにおける吸光率に対して、いずれも95%〜105%の範囲にある、請求項1に記載の固体試料。 - 前記固体試料における波長520〜600nmの波長帯域の吸光スペクトルは、546〜570nmの範囲に1つの吸光ピークを備え、
前記吸光ピークにおける吸光率は、前記吸光ピークに対応した前記ヘモグロビンの対応吸光ピークにおける吸光率に対して、いずれも95%〜105%の範囲にある、請求項1に記載の固体試料。 - 前記固体試料における波長520〜600nmの波長帯域における平均吸光率の、前記固体試料の場所による変動は、前記平均吸光率の前記場所に関する平均値の5%以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体試料。
- 前記固体試料の波長528〜584nmの波長帯域における平均吸光率に対する波長546〜570nmの波長帯域における平均吸光率の比の前記固体試料の場所による変動は、前記比の前記場所に関する平均値の1%以下である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体試料。
- 生体組織を撮像することにより複数の画像データを生成するように構成された撮像素子を備えた撮像部を含む内視鏡と、
前記複数の画像データの成分のうち、所定の成分の値を用いて成分間の第1の比率及び第2の比率の値を算出し、前記第1の比率及び前記第2の比率の値を用いて生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体試料を、前記ヘモグロビンの酸素飽和度の算出のためのキャリブレーション用参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である前記第1の比率のキャリブレーション測定値と、前記固体試料における前記所定のヘモグロビンの濃度の情報との間の対応付けを含む、ヘモグロビンの濃度と前記第1の比率の値との間の第1の対応関係、及び請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体試料を前記キャリブレーション用参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である前記第2の比率のキャリブレーション測定値と、前記固体試料における前記所定のヘモグロビンの酸素飽和度の情報との間の対応付けを含む、ヘモグロビンの酸素飽和度と前記第2の比率の値との間の第2の対応関係を記憶した記憶部を、備え、
前記プロセッサは、前記第1の対応関係及び前記第2の対応関係を用いて、生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成されている、ことを特徴とする内視鏡システム。 - 生体組織を撮像することにより複数の画像データを生成するように構成された撮像素子を備えた撮像部を含む内視鏡と、
前記複数の画像データの成分のうち、所定の成分の値を用いて成分間の第1の比率及び第2の比率の値を算出し、前記第1の比率及び前記第2の比率の値を用いて生体組織のヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成されたプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、ヘモグロビンの濃度と前記第1の比率の値との間の第1の対応関係、ヘモグロビンの酸素飽和度と前記第2の比率の値との間の第2の対応関係、及び、請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体試料を、前記ヘモグロビンの酸素飽和度の算出のためのキャリブレーション用参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である前記第1の比率のキャリブレーション測定値及び前記第2の比率のキャリブレーション測定値のそれぞれが補正をすることにより予め設定された値になるような補正係数を記憶した記憶部を備え、
前記プロセッサは、前記画像データの値を用いて得られる前記第1の比率及び前記第2の比率の値を前記補正係数を用いて補正した値を用いて、前記第1の対応関係及び前記第2の対応関係を参照することにより、生体組織の前記ヘモグロビンの濃度及び前記ヘモグロビンの酸素飽和度を算出するように構成されている、ことを特徴とする内視鏡システム。 - 前記第1の比率のキャリブレーション測定値及び前記第2の比率のキャリブレーション測定値は、複数のヘモグロビンの濃度に対応した前記色材群の含有率が異なる複数種類の固体試料それぞれを、前記参照試料として前記内視鏡で撮像した測定結果である、請求項6または7に記載の内視鏡システム。
- 前記第1の比率は、前記生体組織のヘモグロビンの濃度に対して感度を有する比率であり、前記第2の比率は、前記生体組織のヘモグロビンの酸素飽和度に対して感度を有する比率であり、
前記第1の比率の算出に用いる前記画像データの成分の1つは、500nm〜600nmの範囲内の第1波長帯域の成分であり、
前記第2の比率の算出に用いる前記画像データの成分の1つは、前記第1波長帯域より狭い第2の波長帯域の成分である、請求項6〜8のいずれか1項に記載の内視鏡システム。 - 内視鏡を用いて算出されるヘモグロビンの酸素飽和度に関してキャリブレーションを行うことができるキャリブレーション用参照試料として用いる、非生体物質からなる固体試料の作製方法であって、
前記固体試料に入射した光の反射光あるいは透過光を内視鏡で受光することにより、ヘモグロビンの濃度及びヘモグロビンの酸素飽和度のレベルに応じて値が定まるキャリブレーション測定値を取得することができるように前記固体試料は構成され、
所定のヘモグロビンの酸素飽和度を有するヘモグロビンの吸光特性を再現した色材群を作製するステップと、
所定の濃度のヘモグロビンの吸光特性を再現するための所定の量の前記色材群を有機溶媒に分散させた混合溶液に、母材となる樹脂を溶解させるステップと、
前記樹脂が溶解した前記混合溶液から前記有機溶媒を揮発させて前記固体試料を作製するステップと、
を含み、
前記色材群は、波長520〜600nmの波長帯域に、2つの吸光ピーク波長を有する第1色材と、波長400〜440nmの波長帯域に、1つの吸光ピーク波長を有する第2色材と、を少なくとも含む、固体試料の作製方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017000939 | 2017-01-06 | ||
JP2017000939 | 2017-01-06 | ||
PCT/JP2018/000212 WO2018128195A1 (ja) | 2017-01-06 | 2018-01-09 | キャリブレーション用固体試料、内視鏡システム、及び固体試料の作製方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018128195A1 JPWO2018128195A1 (ja) | 2019-07-11 |
JP6655735B2 true JP6655735B2 (ja) | 2020-02-26 |
Family
ID=62791118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018560412A Active JP6655735B2 (ja) | 2017-01-06 | 2018-01-09 | キャリブレーション用固体試料、内視鏡システム、及び固体試料の作製方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20190307332A1 (ja) |
JP (1) | JP6655735B2 (ja) |
CN (1) | CN110072427B (ja) |
DE (1) | DE112018000325T5 (ja) |
WO (1) | WO2018128195A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6850871B2 (ja) | 2017-03-31 | 2021-03-31 | Hoya株式会社 | 電子内視鏡システム |
CN110930844A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-03-27 | 深圳开立生物医疗科技股份有限公司 | 一种组织仿体及其制备方法 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4916711A (en) | 1988-09-29 | 1990-04-10 | Boyer Joseph H | Lasing compositions and methods for using the same |
AU3349200A (en) * | 1999-01-26 | 2000-08-07 | Newton Laboratories, Inc. | Autofluorescence imaging system for endoscopy |
WO2001006243A1 (fr) * | 1999-07-16 | 2001-01-25 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Procede de mesure d'une substance et reactif a cet usage |
JP2004261364A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Hamamatsu Photonics Kk | 濃度情報測定装置 |
JP4338583B2 (ja) | 2004-05-12 | 2009-10-07 | アルパイン株式会社 | ナビゲーション装置 |
JP2008073341A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Toshiba Corp | 生体光計測装置 |
JP5812613B2 (ja) * | 2010-03-09 | 2015-11-17 | キヤノン株式会社 | 光音響整合材及び人体組織模擬材料 |
WO2013036383A1 (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-14 | Bing Lou Wong | Oral delivery for hemoglobin based oxygen carriers |
US9186112B2 (en) * | 2012-05-03 | 2015-11-17 | Vioptix, Inc. | Tissue oximetry probe geometry for robust calibration and self-correction |
WO2014183049A1 (en) * | 2013-05-09 | 2014-11-13 | Abbott Point Of Care, Inc. | Method and apparatus for determining hemoglobin based parameters in an unlysed blood sample |
JP2015002978A (ja) * | 2013-05-23 | 2015-01-08 | キヤノン株式会社 | 光音響用血液モデル |
JP6129686B2 (ja) * | 2013-08-23 | 2017-05-17 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡システム及びプロセッサ装置並びに作動方法並びにテーブル作成方法 |
JP6356051B2 (ja) * | 2014-11-21 | 2018-07-11 | Hoya株式会社 | 分析装置及び分析装置の作動方法 |
-
2018
- 2018-01-09 US US16/468,972 patent/US20190307332A1/en not_active Abandoned
- 2018-01-09 JP JP2018560412A patent/JP6655735B2/ja active Active
- 2018-01-09 WO PCT/JP2018/000212 patent/WO2018128195A1/ja active Application Filing
- 2018-01-09 CN CN201880005003.0A patent/CN110072427B/zh active Active
- 2018-01-09 DE DE112018000325.6T patent/DE112018000325T5/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2018128195A1 (ja) | 2019-07-11 |
DE112018000325T5 (de) | 2019-09-19 |
CN110072427A (zh) | 2019-07-30 |
WO2018128195A1 (ja) | 2018-07-12 |
US20190307332A1 (en) | 2019-10-10 |
CN110072427B (zh) | 2021-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6356051B2 (ja) | 分析装置及び分析装置の作動方法 | |
JP6356122B2 (ja) | 生体組織中の生体物質の濃度分布を示す画像を生成する装置の作動方法及び装置 | |
JP6467562B2 (ja) | 内視鏡システム | |
CN110087528B (zh) | 内窥镜***以及图像显示装置 | |
JP6783721B2 (ja) | 分析装置 | |
US10925527B2 (en) | Endoscope apparatus | |
JP6655735B2 (ja) | キャリブレーション用固体試料、内視鏡システム、及び固体試料の作製方法 | |
CN109310305B (zh) | 内窥镜***及特征量计算方法 | |
JP2021035549A (ja) | 内視鏡システム | |
JP6615369B2 (ja) | 内視鏡システム | |
JP6783168B2 (ja) | 内視鏡システム及び分析装置 | |
CN109561808A (zh) | 分析装置 | |
JP2018108314A (ja) | キャリブレーション用試料、内視鏡システム、及びキャリブレーション用試料の作製方法 | |
WO2018037505A1 (ja) | 内視鏡システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190419 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190419 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20190419 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20190523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190528 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191001 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191107 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200121 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200203 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6655735 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |