JPWO2019234815A1 - 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム - Google Patents

内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム Download PDF

Info

Publication number
JPWO2019234815A1
JPWO2019234815A1 JP2020523874A JP2020523874A JPWO2019234815A1 JP WO2019234815 A1 JPWO2019234815 A1 JP WO2019234815A1 JP 2020523874 A JP2020523874 A JP 2020523874A JP 2020523874 A JP2020523874 A JP 2020523874A JP WO2019234815 A1 JPWO2019234815 A1 JP WO2019234815A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
image
wavelength
peak wavelength
processing unit
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.)
Granted
Application number
JP2020523874A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7019039B2 (ja
Inventor
恵仁 森田
恵仁 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Publication of JPWO2019234815A1 publication Critical patent/JPWO2019234815A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7019039B2 publication Critical patent/JP7019039B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61B1/0638—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 providing two or more wavelengths
    • 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
    • A61B1/04—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
    • A61B1/042—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 characterised by a proximal camera, e.g. a CCD camera
    • 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
    • A61B1/313—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 for introducing through surgical openings, e.g. laparoscopes
    • A61B1/3137—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 for introducing through surgical openings, e.g. laparoscopes for examination of the interior of blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/1459—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters invasive, e.g. introduced into the body by a catheter
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/1032—Determining colour for diagnostic purposes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/48—Other medical applications
    • A61B5/4887—Locating particular structures in or on the body
    • A61B5/489—Blood vessels

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Endoscopes (AREA)

Abstract

内視鏡装置１は、第１の光及び第２の光、第３の光を照明光として発生する光源部３と、照明光が照射された生体組織からの戻り光を撮像する撮像部１０と、撮像部１０により撮像された第１の光及び第２の光、第３の光に対応する第１の画像及び第２の画像、第３の画像を用いて画像処理を行う画像処理部１７と、を含む。第１の光は、ヘモグロビン吸光係数が最大値となる波長を含む所定の波長範囲にピーク波長を有する。第２の光は、ヘモグロビン吸光係数が最小値となる波長と、最小値となる波長より短波長側において前記ヘモグロビン吸光係数の１つ目の極大値となる波長との間にピーク波長を有する。第３の光は、第１の光のピーク波長と、第２の光のピーク波長との間にピーク波長を有する。

Description

本発明は、内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム等に関する。
胃の炎症性疾患には胃炎又はスキルス胃がん等の種々の疾患がある。内視鏡装置を用いた診断において、これらの疾患は画像所見から判断される。例えば粘膜が萎縮するタイプの胃炎は、白色光画像において血管像を確認することで判断される。或いは粘膜が肥厚するタイプの胃炎は、送気により胃を伸展させた状態において胃壁の襞が消失しないことを確認することで、判断される。或いはスキルス胃がんは、胃壁の襞の走行形状及び密度と、送気により胃を伸展させても襞の間隔が拡がらないこととを確認することで、判断される。
特開２００１−１７０００９号公報 特許第５３６２１４９号公報 特開２０１６−６７７７５号公報
内視鏡装置において、光源の波長又は画像処理を工夫することで診断を支援する手法が例えば特許文献１〜３に開示されている。しかし、上述のような胃の炎症性疾患に好適な画像を提示できる内視鏡装置はなかった。
例えば、特許文献１には、ＮＢＩ（Narrow Band Imaging）と呼ばれる手法が開示されている。ＮＢＩでは、青色の狭帯域光と緑色の狭帯域光を照明光として用いることで、粘膜の炎症等を観察することができる。しかし、ＮＢＩでは粘膜の厚さを示す情報等は取得されない。また、特許文献２、３には、中心波長が６００ｎｍ付近の照明光を用いることで、粘膜よりも下層の血管を観察する手法が開示されている。しかし、特許文献２、３では表示画像が通常の白色光画像にならないため、炎症を示す粘膜の色調等を白色光画像において観察することはできない。以上のように、特許文献１〜３には、胃の炎症性疾患を総合的に診断するための粘膜の色調及び厚さ等の情報を表示することについて開示されていない。
本発明の幾つかの態様によれば、胃の炎症性疾患に好適な画像を提示できる内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム等を提供できる。
本発明の一態様は、第１の光及び第２の光、第３の光を照明光として発生する光源部と、前記照明光が照射された生体組織からの戻り光を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記第１の光及び前記第２の光、前記第３の光に対応する第１の画像及び第２の画像、第３の画像を用いて画像処理を行う画像処理部と、を含み、前記第１の光は、ヘモグロビン吸光係数が最大値となる波長を含む所定の波長範囲にピーク波長を有し、前記第２の光は、前記ヘモグロビン吸光係数が最小値となる波長と、前記最小値となる波長より短波長側において前記ヘモグロビン吸光係数の１つ目の極大値となる波長との間にピーク波長を有し、前記第３の光は、前記第１の光のピーク波長と、前記第２の光のピーク波長との間にピーク波長を有し、前記第２の光よりも前記生体組織における散乱係数が高い内視鏡装置に関係する。
また本発明の他の態様は、第１の光は、ヘモグロビン吸光係数が最大値となる波長を含む所定の波長範囲にピーク波長を有し、第２の光は、前記ヘモグロビン吸光係数が最小値となる波長と、前記最小値となる波長より短波長側において前記ヘモグロビン吸光係数の１つ目の極大値となる波長との間にピーク波長を有し、第３の光は、前記第１の光のピーク波長と、前記第２の光のピーク波長との間にピーク波長を有し、前記第２の光よりも生体組織における散乱係数が高い場合において、前記第１の光及び前記第２の光、前記第３の光を照明光として発生し、前記照明光が照射された前記生体組織からの戻り光を撮像し、撮像された前記第１の光及び前記第２の光、前記第３の光に対応する第１の画像及び第２の画像、第３の画像を用いて画像処理を行う内視鏡装置の作動方法に関係する。
また本発明の更に他の態様は、第１の光は、ヘモグロビン吸光係数が最大値となる波長を含む所定の波長範囲にピーク波長を有し、第２の光は、前記ヘモグロビン吸光係数が最小値となる波長と、前記最小値となる波長より短波長側において前記ヘモグロビン吸光係数の１つ目の極大値となる波長との間にピーク波長を有し、第３の光は、前記第１の光のピーク波長と、前記第２の光のピーク波長との間にピーク波長を有し、前記第２の光よりも生体組織における散乱係数が高い場合において、前記第１の光及び前記第２の光、前記第３の光を照明光として発生し、前記照明光が照射された前記生体組織からの戻り光を撮像し、撮像された前記第１の光及び前記第２の光、前記第３の光に対応する第１の画像及び第２の画像、第３の画像を用いて画像処理を行うステップを、コンピュータに実行させるプログラムに関係する。
内視鏡装置の構成例。 光源部が発生する照明光の第１の特性例。 光源部が発生する照明光の第２の特性例。 照明光を胃の正常粘膜に照射したときに得られる画像について説明する図。 照明光を胃の非正常粘膜に照射したときに得られる画像について説明する図。 表層粘膜の厚み及び表層粘膜の色調変化と、種々の胃の炎症性疾患との関係を示す図。 画像処理部の詳細な構成例。
以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが、本発明の必須構成要件であるとは限らない。
１．内視鏡装置
図１は、内視鏡装置１の構成例である。内視鏡装置１は、本体部５と、コネクターにより本体部に対して着脱可能な挿入部２と、本体部５が出力する画像を表示する表示部６と、外部Ｉ／Ｆ部１９とを含む。なお、本体部５はコントローラー、又は制御装置、処理装置とも呼ぶ。挿入部２はスコープとも呼ぶ。表示部６は表示装置、又はディスプレイとも呼ぶ。
挿入部２は、生体内に挿入され、生体を照明したり、生体を撮像したりする。本実施形態において、食道と胃等の上部消化管を生体として想定できるが、内視鏡装置１により観察する対象は上部消化管に限定されない。挿入部２は、照明光を被写体へ照射する照明光学系７と、被写体からの反射光を撮像する撮像部１０とを含む。なお、撮像部１０を撮像光学系、又は撮像装置とも呼ぶ。
照明光学系７は、照明光を導光するライトガイドケーブル８と、ライトガイドケーブル８が導光した照明光を被写体に向けて拡散させる照明レンズ９と、を含む。撮像部１０は、被写体を結像させる対物レンズ１１と、対物レンズ１１により結像された像を撮影する撮像素子１２と、を含む。撮像素子１２は、モノクロ撮像素子又はカラー撮像素子であり、例えばＣＭＯＳイメージセンサー又はＣＣＤイメージセンサーである。
本体部５は、内視鏡装置１の制御と、画像処理とを行う。本体部５は、照明光を発生する光源部３と、処理部４とを含む。なお、光源部３は光源装置とも呼ぶ。処理部４は処理回路、又は処理装置とも呼ぶ。
光源部３は、光源ＬＳ１〜ＬＳｎと、入射部２０とを含む。ｎは３以上の整数である。光源ＬＳ１〜ＬＳｎの各々は、所定スペクトルの光を出射する。例えば、光源ＬＳ１〜ＬＳｎの各々は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）又はレーザーである。入射部２０は、光源ＬＳ１〜ＬＳｎが出射した光をライトガイドケーブル８に入射させる。例えば、入射部２０はミラー及びダイクロイックミラーで構成される。
処理部４は、撮像素子１２が撮像した画像を記憶するメモリ１６と、メモリ１６から入力される画像を処理する画像処理部１７と、内視鏡装置１を制御する制御部１８と、を含む。なお、画像処理部１７を画像処理回路、又は画像処理装置とも呼ぶ。制御部１８を制御回路、又は制御装置とも呼ぶ。
制御部１８は、撮像素子１２が撮像を行うタイミングと、画像処理部１７の動作と、光源ＬＳ１〜ＬＳｎが発光するタイミングと、を制御する。また制御部１８は、外部Ｉ／Ｆ部１９から入力される操作情報に基づいて、内視鏡装置１を制御する。外部Ｉ／Ｆ部１９は、ユーザーが内視鏡装置１を操作するための操作装置であり、例えばボタン、又はダイヤル、タッチパネル等である。外部Ｉ／Ｆ部１９は挿入部２、及び本体部５、表示部６の少なくとも１つに設けることができる。
本実施形態では、例えば面順次方式の撮影を行う。面順次方式とは、複数の光を順次に被写体に照射し、その各光が照射されたときの被写体像を撮影する方式である。具体的には、制御部１８は、光源ＬＳ１〜ＬＳｎを１つずつ順次に発光させ、撮像素子１２は、各発光タイミングで撮像を行う。なお、１回の発光タイミングで発光させる光源の数は１つに限定されず、１回の発光タイミングで２以上の光源を同時に発光させてもよい。
メモリ１６は、各発光タイミングで撮像された画像を記憶する。例えば光源ＬＳ１〜ＬＳｎを１つずつ順次に発光させる場合を例にとると、メモリ１６はｎ枚の撮像画像を記憶する。ｎ枚の撮像画像は、光源ＬＳ１〜ＬＳｎが発光したときに撮像された画像である。面順次方式により順次に画像が撮像される毎に、メモリ１６の記憶内容が更新される。なお、メモリ１６が記憶するフレーム数はｎに限定されず、画像処理に必要なフレーム数だけメモリ１６が記憶できるように構成すればよい。
画像処理部１７は、メモリ１６に記憶される撮像画像から表示画像を生成する。後述するように、表示画像は基本的には白色光画像である。白色光画像は、白色光を被写体に照射したときに得られる画像、又はそれと同等とみなせる画像である。例えば、面順次方式の撮像により画像が撮像される毎に１フレームの白色光画像が生成されることで、動画像が生成される。また、画像処理部１７は、メモリ１６に記憶される撮像画像を用いて、表示画像に対して強調処理を行う。画像処理部１７は、強調処理後の表示画像を表示部６に出力する。表示部６は、例えば液晶ディスプレイ等である。なお、画像処理部１７の詳細については、後述する。
上記では面順次方式を例に説明したが、光源ＬＳ１〜ＬＳｎを同時に発光させてもよい。この場合、撮像素子１２として、各画素にカラーフィルターが設けられた撮像素子を用いる。そして、画像処理部１７は、撮像画像から各カラーチャンネルの画像を抽出し、その各カラーチャンネルの画像を用いて画像処理を行う。例えば、あるカラーフィルターが光源ＬＳ１の光を透過する場合、そのカラーフィルターに対応したカラーチャンネルの画像は、光源ＬＳ１の光を被写体に照射したときの撮像画像とみなすことができる。
２．光源部
図２は、光源部３が発生する照明光の第１の特性例である。図２において、ＨｂＯ２は、酸化ヘモグロビンの吸光度スペクトルを示し、Ｈｂは、ヘモグロビンの吸光度スペクトルを示す。ＳＶは、光源ＬＳ１が出射する光の強度スペクトルを示し、ＳＧは、光源ＬＳ２が出射する光の強度スペクトルを示し、ＳＡは、光源ＬＳ３が出射する光の強度スペクトルを示す。この例ではｎ＝３である。なお、以下では酸化ヘモグロビンの吸光度スペクトルを例に説明するものとし、酸化ヘモグロビンを単にヘモグロビンと記載する。
スペクトルＳＶは紫色の波長帯域を有する。具体的には、スペクトルＳＶは、ピーク波長λｖ＝４１５ｎｍにおいてピークを有する。ピーク波長とは、光の強度が最大となる波長である。４１５ｎｍはヘモグロビンの吸光度が最大となる波長である。スペクトルＳＶは狭帯域であり、例えば半値幅は数ｎｍ〜数１０ｎｍである。なお、ピーク波長λｖは４１５ｎｍに限定されず、例えばλｖは４１５ｎｍ±２０ｎｍの範囲に属する波長であり、望ましくはλｖは４１５ｎｍ±１０ｎｍの範囲に属する波長である。またスペクトルＳＶは狭帯域に限定されず、波長λｖにピークを有するスペクトルであればよい。
スペクトルＳＧは、緑色の波長帯域を有する。具体的には、スペクトルＳＧは５００ｎｍ〜５８０ｎｍの波長帯域を有しており、そのピーク波長λｇは５４０ｎｍ付近である。なお、スペクトルＳＧは、緑色とみなせる波長帯域を有していればよく、上記の波長帯域やピーク波長に限定されるものではない。具体的には、スペクトルＳＶのピーク波長λｖとスペクトルＳＡのピーク波長λａの間に、スペクトルＳＧのピーク波長λｇが存在していればよい。
スペクトルＳＡは、アンバー色又は褐色の波長帯域を有する。具体的には、スペクトルＳＡは、ピーク波長λａ＝６００ｎｍにおいてピークを有する。スペクトルＳＡは狭帯域であり、例えば半値幅は数ｎｍ〜数１０ｎｍである。ヘモグロビンのスペクトルは、５８０ｎｍ付近において極大値となり、６７０ｎｍ付近において最小値となる。その極大値と極小値の間において吸光度は単調減少している。ピーク波長λａ＝６００ｎｍは、ヘモグロビンのスペクトルが極大値となる５８０ｎｍと、極小値となる６７０ｎｍとの間に存在している。なお、ピーク波長λａは６００ｎｍに限定されない。具体的には、ピーク波長λａがスペクトルＳＧよりも長波長側に離れており、且つ、ピーク波長λａにおいて出来るだけヘモグロビンの吸光度が高いことが望ましい。例えば、ピーク波長λａは、５８０ｎｍ〜６３０ｎｍの範囲に属する波長であればよい。
面順次方式を用いた場合、光源ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３が順次に発光することで、スペクトルＳＶ、ＳＧ、ＳＡの光が順次に被写体に照射される。なお、スペクトルＳＶ、ＳＧ、ＳＡの光を照射する順序は、これに限定されず、任意の順序でよい。また、上述したように照明手法は面順次方式に限定されない。
図３は、光源部３が発生する照明光の第２の特性例である。図２で説明したスペクトルについては同一の符号を付し、その説明を省略する。図３において、ＳＢは、光源ＬＳ４が出射する光の強度スペクトルを示し、ＳＲは、光源ＬＳ５が出射する光の強度スペクトルを示す。この例ではｎ＝５である。
スペクトルＳＢは、青色の波長帯域を有する。具体的には、スペクトルＳＢは４３０ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯域を有しており、そのピーク波長λｂは４６５ｎｍ付近である。なお、スペクトルＳＢは、青色とみなせる波長帯域を有していればよく、上記の波長帯域やピーク波長に限定されるものではない。具体的には、スペクトルＳＧのピーク波長λｇとスペクトルＳＶのピーク波長λｖの間に、スペクトルＳＢのピーク波長λｂが存在していればよい。
スペクトルＳＲは、赤色の波長帯域を有する。具体的には、スペクトルＳＲは６１０ｎｍ〜７００ｎｍの波長帯域を有しており、そのピーク波長λｒは６５５ｎｍ付近である。なお、スペクトルＳＲは、赤色とみなせる波長帯域を有していればよく、上記の波長帯域やピーク波長に限定されるものではない。具体的には、スペクトルＳＲのピーク波長λｒが、スペクトルＳＡのピーク波長λａよりも長波長側に存在していればよい。
面順次方式を用いた場合、光源ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３、ＬＳ４、ＬＳ５が順次に発光することで、スペクトルＳＶ、ＳＧ、ＳＡ、ＳＢ、ＳＲの光が順次に被写体に照射される。なお、スペクトルＳＶ、ＳＧ、ＳＡ、ＳＢ、ＳＲの光を照射する順序は、これに限定されず、任意の順序でよい。また、上述したように照明手法は面順次方式に限定されない。
３．画像処理の手法
上述したような光を被写体に照射し、その像を撮影することで各波長帯域における画像が得られる。以下では、この画像を用いた画像処理の手法を説明する。以下では、例えばスペクトルＳＶの光をＳＶ光と記載する。また、例えばスペクトルＳＶの光を照射したときに撮像した画像をＳＶ画像と記載する。
図４を用いて、ＳＶ光、ＳＧ光、ＳＡ光を胃の正常粘膜に照射したときに得られる画像について説明する。
可視光においては、波長が短いほど生体内における散乱が強くなる。光が生体内に入射すると、散乱により光の強度が減衰していくので、散乱が強いほど光が到達する深さは浅くなる。即ち、波長が短いほど光が到達する生体の深さが浅くなる。
図４に示すように、ＳＶ光は、ＳＧ光及びＳＡ光よりも波長が短いため、ＳＧ光及びＳＡ光よりも浅い粘膜層にしか到達しない。具体的には、胃壁は、表層である粘膜固有層と、粘膜固有層よりも深層である粘膜下層を有している。ＳＶ光は、粘膜固有層により散乱されると共に、粘膜固有層に存在するヘモグロビンにより吸収される。粘膜固有層には毛細血管が存在するので、ＳＶ画像は粘膜固有層の充血の度合いを反映した画像となる。即ち、粘膜固有層が充血しているほどＳＶ光の吸光が大きくなるため、ＳＶ画像が暗くなる。
ＳＡ光は、ＳＶ光及びＳＧ光よりも波長が長いため、ＳＶ光及びＳＧ光よりも深い粘膜層に到達する。具体的には、ＳＡ光は、粘膜下層まで到達するので粘膜固有層及び粘膜下層により散乱されると共に、粘膜固有層及び粘膜下層に存在するヘモグロビンにより吸収される。粘膜下層には、粘膜固有層の毛細血管に比べて太い血管が存在するので、ＳＡ画像には粘膜下層の血管が写る。なお、ＳＡ光は、粘膜固有層における散乱及び吸収の影響も受けるが、長波長であるため散乱の程度が小さいので、ＳＡ画像としては粘膜下層の血管像が得られる。
ＳＧ光は、ＳＶ光よりも波長が長く、且つＳＡ光よりも波長が短いため、ＳＶ光よりも深く且つＳＡ光よりも浅い部分に到達する。具体的には、ＳＧ光は粘膜固有層と粘膜下層の間くらいの深さに到達するので、ＳＧ光の一部が粘膜下層に到達する。このため、ＳＧ画像としては、粘膜下層の血管像が得られるが、その血管像はＳＡ画像における血管像よりもコントラストが低い。即ち、ＳＧ画像には粘膜下層の血管が写っているが、ＳＡ画像における血管像よりも薄い血管像となる。
次に図５を用いて、ＳＶ光、ＳＧ光、ＳＡ光を胃の非正常粘膜に照射したときに得られる画像について説明する。
図５の上図及び下図に示すように、ＳＶ光は粘膜固有層の毛細血管により吸収される。胃の粘膜を白色光画像で見た場合、粘膜固有層における毛細血管の密度、及び毛細血管の充血度合いに応じて、粘膜の赤味が変化する。即ち、ＳＶ画像からは、表層粘膜の色味に関する情報が得られる。具体的には、図５の上図に示すように、粘膜固有層が炎症等により充血している場合には、白色光画像において胃の粘膜が発赤した状態に見える。このとき、粘膜固有層におけるＳＶ光の吸収が大きいので、ＳＶ画像が暗くなる。一方、図５の下図に示すように、粘膜固有層の毛細血管が減少している場合には、白色光画像において胃の粘膜が退色した状態に見える。このとき、粘膜固有層におけるＳＶ光の吸収が小さいので、ＳＶ画像が明るくなる。このように、ＳＶ画像の明るさが表層粘膜の色調変化を表している。
図５の左図及び右図に示すように、ＳＧ光及びＳＡ光はＳＶ光よりも深い部分に到達する。このとき、ＳＧ光及びＳＡ光が粘膜下層に到達するか否かは、粘膜固有層の厚さから影響を受ける。即ち、ＳＧ画像及びＳＡ画像からは、表層粘膜の厚みに関する情報が得られる。具体的には、図５の左図に示すように、粘膜固有層が萎縮等により薄くなっている場合には、ＳＧ光及びＳＡ光が粘膜下層に到達する。このため、ＳＧ画像及びＳＡ画像の両方において粘膜下層の血管像が高コントラストになる。一方、図５の右図に示すように、粘膜固有層が肥厚している場合には、ＳＧ光及びＳＡ光が厚い粘膜固有層により散乱され、粘膜下層まで達する光量が少なくなる。このため、ＳＧ画像及びＳＡ画像の両方において粘膜下層の血管像が低コントラストになる。
以上のように、本実施形態によればＳＶ画像により表層粘膜の色調変化に関する情報が得られる。またＳＧ画像及びＳＡ画像により表層粘膜の厚みに関する情報が得られる。本実施形態では、これらの情報を用いて白色光画像を強調処理することで、胃の炎症性疾患を医師が診断する際に、イメージングによる診断支援を行うことができる。
さて、内視鏡装置を用いて胃の疾患を診断する従来手法として、以下のような手法が知られている。
例えば、萎縮性の胃炎は、表層粘膜が薄くなる特徴を有する。この胃炎を診断する際には、白色光画像において血管透見像を確認する。血管透見像とは、粘膜を通して透けて見える血管像である。即ち、萎縮性の胃炎では表層粘膜が薄くなっているため、その表層粘膜から粘膜下層の血管が透けて見えることを、画像所見において確認する。また、皺襞腫大の胃炎は、粘膜の襞が肥厚する特徴を有する。皺襞は、「しわ」及び「ひだ」のことである。この胃炎を診断する際には、送気により胃を伸展させた状態において、胃壁の襞が消失しないことを確認する。また、スキルス胃がんは、がん細胞が粘膜下を伸展しており、且つ線維性組織が豊富に生成されている特徴を有する。この胃がんを診断する際には、蛇行する襞が高い密度で走行していること、及び送気により胃を伸展させた状態において襞の間が拡がらないことを確認する。
以上のような従来手法を用いて胃の炎症性疾患を診断することができるが、例えば画像強調等のイメージング手法により様々な胃の炎症性疾患を診断支援する適切な手法は、従来にはなかった。また、従来の診断手法により診断可能となる状態まで疾患が進む前に、イメージングにより様々な胃の炎症性疾患を診断支援する手法は、従来にはなかった。
そこで本実施形態では、内視鏡装置１は、第１の光及び第２の光、第３の光を照明光として発生する光源部３と、照明光が照射された生体組織からの戻り光を撮像する撮像部１０と、撮像部１０により撮像された第１の光及び第２の光、第３の光に対応する第１の画像及び第２の画像、第３の画像を用いて画像処理を行う画像処理部１７と、を含む。第１の光は、ヘモグロビン吸光係数が最大値となる波長を含む所定の波長範囲にピーク波長を有する。図２及び図３において、第１の光はＳＶ光であり、ＳＶ光のピーク波長はλｖ＝４１５ｎｍである。第２の光は、ヘモグロビン吸光係数が最小値となる波長と、最小値となる波長より短波長側においてヘモグロビン吸光係数の１つ目の極大値となる波長との間にピーク波長を有する。図２及び図３において、第２の光はＳＡ光であり、ＳＡ光のピーク波長λａは６００ｎｍである。また、ヘモグロビン吸光係数が最小値となる波長は６７０ｎｍ付近である。また、最小値となる波長より短波長側においてヘモグロビン吸光係数の１つ目の極大値となる波長は、５８０ｎｍ付近である。第３の光は、第１の光のピーク波長と、第２の光のピーク波長との間にピーク波長を有し、第２の光よりも生体組織における散乱係数が高い。図２及び図３において、第３の光はＳＧ光であり、ＳＧ光のピーク波長λｇは５４０ｎｍ付近である。
本実施形態によれば、第１の光に対応する第１の画像としてＳＶ画像が得られ、第２の光に対応する第２の画像としてＳＡ画像が得られ、第３の光に対応する第３の画像としてＳＧ画像が得られる。そして、ＳＶ画像により表層粘膜の色調変化に関する情報が得られると共に、ＳＧ画像及びＳＡ画像により表層粘膜の厚みに関する情報が得られる。これにより、イメージングにより様々な胃の炎症性疾患を診断支援できる。以下、この点について図６を用いて説明する。
図６は、表層粘膜の厚み及び表層粘膜の色調変化と、種々の胃の炎症性疾患との関係を示す図である。図６において、横軸は表層粘膜の厚みであり、縦軸は表層粘膜の色調変化である。例えば、表層粘膜が厚く、且つ表層粘膜の色調が正常粘膜に近いという画像所見が得られた場合、スキルス胃がんの可能性が示唆される。
本実施形態によれば、表層粘膜の色調変化を、ＳＶ画像を用いて強調できる。また、表層粘膜の厚みを、ＳＧ画像及びＳＡ画像を用いて強調できる。これにより、表層粘膜の色調変化及び表層粘膜の厚みという特徴を強調して表示させることが可能となり、その画像によって胃の炎症性疾患における診断支援を提供できる。
また、本実施形態では送気による襞の伸展を観察する等の手法ではなく、画像強調等によるイメージング手法を用いた診断支援となっている。このため、送気による襞の伸展を観察する等の手法によって診断が可能となる前に、例えば表層粘膜の厚みが徐々に増してきている段階等において、診断支援できる。即ち、本実施形態の手法を用いることで、疾患が進行する前又は途中において、その状態を診断するための支援情報を提供できる。
また本実施形態では、ＳＶ光（第１の光）は、所定の波長範囲である４１５±２０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する。ＳＡ光（第２の光）は、６００±２０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する。
図２及び図３で説明したように、４１５ｎｍはヘモグロビン吸光係数が最大値となる波長である。ＳＶ光のピーク波長を４１５±２０ｎｍの範囲内にすることで、ＳＶ光が高い吸光係数によりヘモグロビンに吸収される。これにより、表層粘膜の色調変化に対して、ＳＶ画像の明るさが高感度に変化するので、そのＳＶ画像の明るさに基づいて表層粘膜の色調変化を効果的に強調できる。
また図２及び図３で説明したように、６００ｎｍは、ヘモグロビンの吸光度スペクトルにおいて５８０ｎｍ付近の極大値と６８０ｎｍ付近の最小値との間に存在する。即ち、６００ｎｍの光は、ＳＧ光よりも散乱係数が高い長波長側であり、且つヘモグロビンの吸光係数が最小値よりも高くなっている。これにより、ＳＡ光のピーク波長を６００±２０ｎｍの範囲内にすることで、ＳＡ光がＳＧ光よりも粘膜の深い部分に到達し、且つＳＡ光を用いて粘膜下層の血管を撮影することが可能となっている。図５で説明したように、ＳＧ光とＳＡ光が到達する深さが異なり、且つＳＧ光及びＳＡ光により血管が撮影可能であることで、ＳＧ画像及びＳＡ画像から表層粘膜の厚みの情報を得ることができる。
また本実施形態では、ＳＶ光及びＳＡ光は、ＳＧ光（第３の光）の波長帯域よりも狭い波長帯域の狭帯域光である。例えば、狭帯域光の波長帯域は数ｎｍ〜数１０ｎｍである。
生体内における散乱係数は波長によって決まるので、波長帯域が広い光に比べて狭帯域光の方が、生体内において光が到達する深さを制御しやすい。このため、ＳＶ光及びＳＡ光として狭帯域光を用いることで、表層粘膜の色調変化及び表層粘膜の厚みを、より正確に強調できる。
また本実施形態では、画像処理部１７は、ＳＶ画像（第１の画像）、及びＳＡ画像（第２の画像）、ＳＧ画像（第３の画像）に基づいて、生体組織における粘膜の色調を強調する処理と、生体組織における粘膜下層の血管を強調する処理とを行う。具体的には、画像処理部１７は、ＳＶ画像に基づいて生体組織の粘膜の色調を強調する処理を、白色光画像に対して行う。また画像処理部１７は、ＳＡ画像及びＳＧ画像に基づいて生体組織の粘膜下層の血管を強調する処理を、白色光画像に対して行う。
本実施形態によれば、表層粘膜の色調に応じて明るさが変化するＳＶ画像を用いて、生体組織における粘膜の色調を強調できる。また、表層粘膜の厚みに応じて血管像のコントラストが変化するＳＧ画像及びＳＡ画像を用いて、生体組織における粘膜下層の血管を強調できる。これにより、図６で説明したように、表層粘膜の色調変化及び表層粘膜の厚みを指標として胃の炎症性疾患をイメージングにより診断支援できる。
また本実施形態では、画像処理部１７は、ＳＡ画像及びＳＧ画像に基づいて表示画像の構造情報を強調する。表示画像は、撮像画像から生成された白色光画像である。図２の例では、ＳＶ画像、及びＳＧ画像、ＳＡ画像から白色光画像を生成する。図３の例では、ＳＢ画像、及びＳＧ画像、ＳＲ画像から白色光画像を生成する。或いは、ＳＶ画像、及びＳＢ画像、ＳＧ画像、ＳＡ画像、ＳＲ画像から白色光画像を生成してもよい。
ＳＡ画像及びＳＧ画像に基づいて表示画像の構造情報を強調することで、生体組織における粘膜下層の血管を強調できる。粘膜下層の血管は表層粘膜の厚みに応じて見え方が変化するので、粘膜下層の血管を強調することで表層粘膜の厚みを支援情報として提示することができる。
また本実施形態では、画像処理部１７は、ＳＡ画像から所定周波数帯域の周波数成分を第１の周波数成分として抽出し、ＳＧ画像から所定周波数帯域の周波数成分を第２の周波数成分として抽出する。ＳＡ画像に適用する所定周波数帯域と、ＳＧ画像に適用する所定周波数帯域は、例えば同じ帯域であるが、異なっていてもよい。画像処理部１７は、第１の周波数成分と第２の周波数成分との間の相関に基づいて強調係数を設定し、その強調係数を用いて表示画像の構造情報を強調する。
所定周波数帯域は、ＳＡ画像及びＳＧ画像から粘膜下層の血管を抽出できる周波数帯域に設定しておく。ＳＡ画像及びＳＧ画像には同じ血管像が写っているが、表層粘膜の厚みに応じてコントラストが変化する。即ち、表層粘膜が薄い場合には両画像において血管像のコントラストが高くなり、表層粘膜が厚い場合には両画像においてコントラストが低くなり、表層粘膜が正常な厚さである場合にはＳＧ画像において血管像のコントラストが低く且つＳＡ画像において血管像のコントラストが高くなる。このような、ＳＡ画像とＳＧ画像の間における血管像の相関を用いて、構造強調における強調係数を設定する。具体的には、表層粘膜が薄いほど粘膜下層の血管が強調される強調係数を設定する。このようにすれば、表層粘膜が薄いほど粘膜下層の血管を強調できるので、表層粘膜の厚みを表示画像から読み取りやすくなる。
また本実施形態では、画像処理部１７は、第１の周波数成分が大きいほど強調係数を大きくし、且つ、第２の周波数成分が大きいほど強調係数を大きくする。即ち、第１の周波数成分及び第２の周波数成分の両方が大きい場合に強調係数が大きくなり、第１の周波数成分及び第２の周波数成分の両方が小さい場合に強調係数が小さくなる。
このようにすれば、ＳＡ画像における血管像のコントラストが高いほど強調係数が大きくなり、且つＳＧ画像における血管像のコントラストが高いほど強調係数が大きくなる。これにより、表層粘膜が薄いほど粘膜下層の血管を強調できる。
また本実施形態では、画像処理部１７は、ＳＶ画像に基づいて表示画像の色情報を強調する。具体的には、粘膜の発赤がより鮮明に赤く見えるように強調する。また、粘膜の退色がより退色して見えるように強調する。
ＳＶ画像に基づいて表示画像の色情報を強調することで、生体組織における表層粘膜の色調を強調できる。表層粘膜の色調を強調することで、表層粘膜における毛細血管の密度、及び毛細血管の充血度合いを支援情報として提示できる。これらの情報は、表層粘膜の炎症、又は表層粘膜の毛細血管の状態等を示しており、これらの情報に関する支援情報を提示することで、胃の炎症性疾患に関する診断を支援できる。
また本実施形態では、画像処理部１７は、ＳＶ画像の信号値に基づいて強調係数を設定し、その強調係数を用いて色情報を強調する。なお、信号値は画素値とも呼ぶ。或いは、信号値は、ＳＶ画像の局所領域における平均画素値であってもよい。或いは、ＳＶ画像に対して平滑化処理を行い、その処理後の画像における画素値を信号値としてもよい。
上述したように、ＳＶ画像の信号値は表層粘膜の色調に応じて変化する。このため、ＳＶ画像の信号値に基づいて強調係数を設定することで、表層粘膜の色調を強調することができる。
また本実施形態では、画像処理部１７は、ＳＶ画像の信号値が小さいほど強調係数を大きくする。
上述したように、表層粘膜が発赤している場合にはＳＶ光の吸収量が大きくなるのでＳＶ画像の信号値が小さくなり、表層粘膜が退色している場合にはＳＶ光の吸収量が小さくなるのでＳＶ画像の信号値が大きくなる。ＳＶ画像の信号値が小さいほど強調係数を大きくすることで、粘膜の発赤がより鮮明に赤く見えるように強調できる。また、粘膜の退色がより退色して見えるように強調できる。
なお、本実施形態の内視鏡装置は以下のように構成されてもよい。即ち、本実施形態の内視鏡装置は、情報を記憶するメモリと、メモリに記憶された情報に基づいて動作するプロセッサと、を含む。情報は、例えばプログラムと各種のデータ等である。プロセッサは、ハードウェアを含む。プロセッサは、撮像部１０により撮像された第１の光及び第２の光、第３の光に対応する第１の画像及び第２の画像、第３の画像を用いて画像処理を行う。
プロセッサは、例えば各部の機能が個別のハードウェアで実現されてもよいし、或いは各部の機能が一体のハードウェアで実現されてもよい。例えば、プロセッサはハードウェアを含み、そのハードウェアは、デジタル信号を処理する回路及びアナログ信号を処理する回路の少なくとも一方を含むことができる。例えば、プロセッサは、回路基板に実装された１又は複数の回路装置や、１又は複数の回路素子で構成することができる。１又は複数の回路装置は例えばＩＣ等である。１又は複数の回路素子は例えば抵抗、キャパシター等である。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。ただし、プロセッサはＣＰＵに限定されるものではなく、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等、各種のプロセッサを用いることが可能である。またプロセッサはＡＳＩＣによるハードウェア回路でもよい。またプロセッサは、アナログ信号を処理するアンプ回路やフィルタ回路等を含んでもよい。メモリは、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭなどの半導体メモリであってもよいし、レジスターであってもよいし、ハードディスク装置等の磁気記憶装置であってもよいし、光学ディスク装置等の光学式記憶装置であってもよい。例えば、メモリはコンピュータにより読み取り可能な命令を格納しており、当該命令がプロセッサにより実行されることで、内視鏡装置の各部の機能が処理として実現されることになる。ここでの命令は、プログラムを構成する命令セットの命令でもよいし、プロセッサのハードウェア回路に対して動作を指示する命令であってもよい。内視鏡装置の各部は、例えば図１において制御部１８と画像処理部１７である。メモリは、例えば図１においてメモリ１６、又は不図示のメモリである。
また、本実施形態の内視鏡装置の各部は、プロセッサ上で動作するプログラムのモジュールとして実現されてもよい。例えば、画像処理部１７は、撮像部１０により撮像された第１の光及び第２の光、第３の光に対応する第１の画像及び第２の画像、第３の画像を用いて画像処理を行う画像処理モジュールにより実現される。
また、本実施形態の内視鏡装置の各部が行う処理を実現するプログラムは、例えばコンピュータにより読み取り可能な媒体である情報記憶媒体に格納できる。情報記憶媒体は、例えば光ディスク、メモリーカード、ＨＤＤ、或いは半導体メモリ（ＲＯＭ）などにより実現できる。半導体メモリは例えばＲＯＭである。内視鏡装置の画像処理部１７及び制御部１８は、情報記憶媒体に格納されるプログラムとデータに基づいて本実施形態の種々の処理を行う。即ち情報記憶媒体には、本実施形態の内視鏡装置の各部としてコンピュータを機能させるためのプログラムが記憶される。コンピュータは、入力装置、及び処理部、記憶部、出力部を備える装置である。プログラムは、各部の処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
４．画像処理部の詳細
図７は、画像処理部１７の詳細な構成例である。画像処理部１７は、画像生成部３１と第１強調処理部３２と第２強調処理部３３とを含む。例えば画像処理部１７がＤＳＰにより構成される場合、画像生成部３１、第１強調処理部３２、第２強調処理部３３の処理をＤＳＰが時分割に実行する。或いは、画像生成部３１、第１強調処理部３２、第２強調処理部３３が個別の回路により構成されてもよい。
画像生成部３１には、図１のメモリ１６から撮像画像ＳＩＭが入力される。画像処理部１７は、撮像画像ＳＩＭから白色光画像ＩＷＬを生成する。また画像処理部１７は、ＳＶ画像ＩＶを第１強調処理部３２へ出力し、ＳＧ画像ＩＧ及びＳＡ画像ＩＡを第２強調処理部３３へ出力する。図２の例では、画像処理部１７は、ＳＶ画像及びＳＧ画像、ＳＡ画像を合成することで白色光画像ＩＷＬを生成する。図３の例では、ＳＢ画像及びＳＧ画像、ＳＲ画像を合成することで白色光画像ＩＷＬを生成する。或いは、更にＳＶ画像及びＳＡ画像を用いてもよい。白色光画像ＩＷＬを合成する際には、各波長の画像に対するゲイン処理等の種々の画像処理を行ってもよい。
第１強調処理部３２は、ＳＶ画像ＩＶを用いた演算により、白色光画像ＩＷＬの色情報を強調する。即ち、第１強調処理部３２は、ＳＶ画像ＩＶの信号値に応じて白色光画像ＩＷＬの赤味を強調する。この強調処理は、画素毎又は局所領域毎に行う。即ち、第１強調処理部３２は、ＳＶ画像ＩＶにおいて信号値が大きい領域に対して、白色光画像ＩＷＬの赤味を強調する演算を行う。第１強調処理部３２は、処理後の白色光画像ＩＷＬ１を出力する。
具体的には、第１強調処理部３２は、ＳＶ画像ＩＶの信号値が小さい場合、白色光画像ＩＷＬの彩度が高くなるように強調係数を設定する。即ち、ＳＶ画像の信号値が小さい場合には、表層粘膜において毛細血管の密度が高い状態なので、白色光画像ＩＷＬにおいて表層粘膜が赤味を帯びている。このため、ＳＶ画像の信号値が小さい場合には、その赤味を強調する。例えば、第１強調処理部３２は、白色光画像ＩＷＬをＹＣｒＣｂ信号に変換し、そのＹＣｒＣｂ信号のＣｒ信号に対してゲインを乗算する。このゲインはＳＶ画像の信号値に反比例する。また、このゲインは強調係数に相当する。
また第１強調処理部３２は、ＳＶ画像ＩＶの信号値が大きい場合、白色光画像ＩＷＬの彩度が低くなるように強調係数を設定する。即ち、ＳＶ画像の信号値が大きい場合には、表層粘膜において毛細血管の密度が低い状態なので、白色光画像ＩＷＬにおいて表層粘膜が退色している。このため、ＳＶ画像の信号値が大きい場合には、表層粘膜の赤味を抑えて、より白くする。例えば、第１強調処理部３２は、白色光画像ＩＷＬをＹＣｒＣｂ信号に変換し、そのＹＣｒＣｂ信号のＣｒ信号に対してゲインを乗算する。このゲインはＳＶ画像の信号値に反比例し、且つ１以下である。
第２強調処理部３３は、ＳＧ画像ＩＧ及びＳＡ画像ＩＡを用いた演算により、白色光画像ＩＷＬ１の構造情報を強調する。例えば、第２強調処理部３３は、バンドパスフィルターによりＳＡ画像ＩＡから血管のエッジを第１の周波数成分として抽出する。また、バンドパスフィルターによりＳＧ画像ＩＧから血管のエッジを第２の周波数成分として抽出する。第２強調処理部３３は、第１の周波数成分及び第２の周波数成分に基づいて白色光画像ＩＷＬ１の血管を構造強調する。
具体的には、第２強調処理部３３は、第１の周波数成分と第２の周波数成分を乗算し、その乗算値を強調係数とする。この乗算は画素毎又は局所領域毎に行う。第２強調処理部３３は、この強調係数を白色光画像ＩＷＬ１に加算処理する。例えば、白色光画像ＩＷＬ１のＧ画素値に対して強調係数を加算処理する。
第１の周波数成分及び第２の周波数成分がともに高い場合には、強調係数は大きくなる。即ち、白色光画像において血管がより強調されて見える。一方、第１の周波数成分及び第２の周波数成分がともに低い場合には、強調係数は小さくなる。即ち、白色光画像において血管がより目立たなくなる。例えば、第２強調処理部３３は、第１の周波数成分と第２の周波数成分の乗算値に対して、非線形に変化する強調係数を設定してもよい。例えば、第１の周波数成分と第２の周波数成分の乗算値に対して、２次関数的に変化する強調係数を設定してもよい。
なお、図７では色強調の後に構造強調を行っているが、これに限定されない。即ち、構造強調の後に色強調を行ってもよいし、或いは色強調と構造強調を並列に行ってもよい。
以上、本発明を適用した実施形態およびその変形例について説明したが、本発明は、各実施形態やその変形例そのままに限定されるものではなく、実施段階では、発明の要旨を逸脱しない範囲内で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記した各実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、各実施形態や変形例に記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態や変形例で説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。このように、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能である。また、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。
１ 内視鏡装置、２ 挿入部、３ 光源部、４ 処理部、５ 本体部、６ 表示部、７ 照明光学系、８ ライトガイドケーブル、９ 照明レンズ、１０ 撮像部、１１ 対物レンズ、１２ 撮像素子、１６ メモリ、１７ 画像処理部、１８ 制御部、１９ 外部Ｉ／Ｆ部、２０ 入射部、３１ 画像生成部、３２ 第１強調処理部、３３ 第２強調処理部、ＬＳ１ 光源、ＬＳ２ 光源、ＬＳ３ 光源、ＬＳ４ 光源、ＬＳ５ 光源、ＳＡ スペクトル（第２の光）、ＳＢ スペクトル、ＳＧ スペクトル（第３の光）、ＳＲ スペクトル、ＳＶ スペクトル（第１の光）、λａ ピーク波長（第２の光）、λｂ ピーク波長、λｇ ピーク波長（第３の光）、λｒ ピーク波長、λｖ ピーク波長（第１の光）

Claims (12)

  1. 第１の光及び第２の光、第３の光を照明光として発生する光源部と、
    前記照明光が照射された生体組織からの戻り光を撮像する撮像部と、
    前記撮像部により撮像された前記第１の光及び第２の光、第３の光に対応する第１の画像及び第２の画像、第３の画像を用いて画像処理を行う画像処理部と、
    を含み、
    前記第１の光は、ヘモグロビン吸光係数が最大値となる波長を含む所定の波長範囲にピーク波長を有し、
    前記第２の光は、前記ヘモグロビン吸光係数が最小値となる波長と、前記最小値となる波長より短波長側において前記ヘモグロビン吸光係数の１つ目の極大値となる波長との間にピーク波長を有し、
    前記第３の光は、前記第１の光のピーク波長と、前記第２の光のピーク波長との間にピーク波長を有し、前記第２の光よりも前記生体組織における散乱係数が高いことを特徴とする内視鏡装置。
  2. 請求項１において、
    前記第１の光は、前記所定の波長範囲である４１５±２０ｎｍの範囲内にピーク波長を有し、
    前記第２の光は、６００±２０ｎｍの範囲内にピーク波長を有することを特徴とする内視鏡装置。
  3. 請求項１において、
    前記第１の光及び前記第２の光は、前記第３の光の波長帯域よりも狭い波長帯域の狭帯域光であることを特徴とする内視鏡装置。
  4. 請求項１において、
    前記画像処理部は、
    前記第１の画像及び前記第２の画像、前記第３の画像に基づいて、前記生体組織における粘膜の色調を強調する処理と、前記生体組織における粘膜下層の血管を強調する処理とを行うことを特徴とする内視鏡装置。
  5. 請求項１において、
    前記画像処理部は、
    前記第２の画像及び前記第３の画像に基づいて表示画像の構造情報を強調することを特徴とする内視鏡装置。
  6. 請求項５において、
    前記画像処理部は、
    前記第２の画像から所定周波数帯域の周波数成分を第１の周波数成分として抽出し、前記第３の画像から所定周波数帯域の周波数成分を第２の周波数成分として抽出し、前記第１の周波数成分と前記第２の周波数成分との間の相関に基づいて強調係数を設定し、前記強調係数を用いて前記構造情報を強調することを特徴とする内視鏡装置。
  7. 請求項６において、
    前記画像処理部は、
    前記第１の周波数成分が大きいほど前記強調係数を大きくし、且つ、前記第２の周波数成分が大きいほど前記強調係数を大きくすることを特徴とする内視鏡装置。
  8. 請求項１において、
    前記画像処理部は、
    前記第１の画像に基づいて表示画像の色情報を強調することを特徴とする内視鏡装置。
  9. 請求項８において、
    前記画像処理部は、
    前記第１の画像の信号値に基づいて強調係数を設定し、前記強調係数を用いて前記色情報を強調することを特徴とする内視鏡装置。
  10. 請求項９において、
    前記画像処理部は、
    前記信号値が小さいほど前記強調係数を大きくすることを特徴とする内視鏡装置。
  11. 第１の光は、ヘモグロビン吸光係数が最大値となる波長を含む所定の波長範囲にピーク波長を有し、
    第２の光は、前記ヘモグロビン吸光係数が最小値となる波長と、前記最小値となる波長より短波長側において前記ヘモグロビン吸光係数の１つ目の極大値となる波長との間にピーク波長を有し、
    第３の光は、前記第１の光のピーク波長と、前記第２の光のピーク波長との間にピーク波長を有し、前記第２の光よりも生体組織における散乱係数が高い場合において、
    前記第１の光及び前記第２の光、前記第３の光を照明光として発生し、
    前記照明光が照射された前記生体組織からの戻り光を撮像し、
    撮像された前記第１の光及び前記第２の光、前記第３の光に対応する第１の画像及び第２の画像、第３の画像を用いて画像処理を行うことを特徴とする内視鏡装置の作動方法。
  12. 第１の光は、ヘモグロビン吸光係数が最大値となる波長を含む所定の波長範囲にピーク波長を有し、
    第２の光は、前記ヘモグロビン吸光係数が最小値となる波長と、前記最小値となる波長より短波長側において前記ヘモグロビン吸光係数の１つ目の極大値となる波長との間にピーク波長を有し、
    第３の光は、前記第１の光のピーク波長と、前記第２の光のピーク波長との間にピーク波長を有し、前記第２の光よりも生体組織における散乱係数が高い場合において、
    前記第１の光及び前記第２の光、前記第３の光を照明光として発生し、
    前記照明光が照射された前記生体組織からの戻り光を撮像し、
    撮像された前記第１の光及び前記第２の光、前記第３の光に対応する第１の画像及び第２の画像、第３の画像を用いて画像処理を行うステップを、
    コンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
JP2020523874A 2018-06-05 2018-06-05 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム Active JP7019039B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2018/021503 WO2019234815A1 (ja) 2018-06-05 2018-06-05 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2019234815A1 true JPWO2019234815A1 (ja) 2021-05-13
JP7019039B2 JP7019039B2 (ja) 2022-02-14

Family

ID=68770814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020523874A Active JP7019039B2 (ja) 2018-06-05 2018-06-05 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11717144B2 (ja)
JP (1) JP7019039B2 (ja)
WO (1) WO2019234815A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6810812B2 (ja) * 2017-09-13 2021-01-06 オリンパス株式会社 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム
JP7019039B2 (ja) * 2018-06-05 2022-02-14 オリンパス株式会社 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム
WO2024042895A1 (ja) * 2022-08-24 2024-02-29 富士フイルム株式会社 画像処理装置、内視鏡、画像処理方法、及びプログラム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016067706A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 富士フイルム株式会社 プロセッサ装置、内視鏡システム、プロセッサ装置の作動方法、及びプログラム
JP2017158670A (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 富士フイルム株式会社 血管情報取得装置、内視鏡システム及び血管情報取得方法
JP2017192565A (ja) * 2016-04-20 2017-10-26 富士フイルム株式会社 内視鏡システム、画像処理装置、及び画像処理装置の作動方法
JP2018038675A (ja) * 2016-09-08 2018-03-15 富士フイルム株式会社 内視鏡用光源装置及びその作動方法並びに内視鏡システム
JP2018051065A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 富士フイルム株式会社 内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法
WO2018079116A1 (ja) * 2016-10-27 2018-05-03 富士フイルム株式会社 内視鏡システム

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3586157B2 (ja) 1999-12-20 2004-11-10 オリンパス株式会社 被検体観察装置
EP2700349A4 (en) 2012-03-30 2015-08-26 Olympus Medical Systems Corp ENDOSCOPIC DEVICE
JP6234350B2 (ja) * 2014-09-30 2017-11-22 富士フイルム株式会社 内視鏡システム、プロセッサ装置、内視鏡システムの作動方法、及びプロセッサ装置の作動方法
JP6492187B2 (ja) * 2015-09-24 2019-03-27 オリンパス株式会社 内視鏡装置
EP3391805A4 (en) * 2015-12-17 2019-09-18 Olympus Corporation ENDOSCOPE DEVICE
WO2017141417A1 (ja) * 2016-02-19 2017-08-24 Hoya株式会社 内視鏡用光源装置
US10588503B2 (en) * 2016-03-29 2020-03-17 Terumo Kabushiki Kaisha Methods and medical elongate bodies
US10806335B2 (en) * 2016-09-02 2020-10-20 Hoya Corporation Endoscope system
DE112017004418B4 (de) * 2016-09-02 2019-12-19 Hoya Corporation Endoskopsystem
JP7019039B2 (ja) * 2018-06-05 2022-02-14 オリンパス株式会社 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム
JPWO2020035929A1 (ja) * 2018-08-16 2021-08-10 オリンパス株式会社 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及び画像処理プログラム
DE112020004617T5 (de) * 2019-09-27 2022-06-09 Hoya Corporation Endoskopsystem

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016067706A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 富士フイルム株式会社 プロセッサ装置、内視鏡システム、プロセッサ装置の作動方法、及びプログラム
JP2017158670A (ja) * 2016-03-08 2017-09-14 富士フイルム株式会社 血管情報取得装置、内視鏡システム及び血管情報取得方法
JP2017192565A (ja) * 2016-04-20 2017-10-26 富士フイルム株式会社 内視鏡システム、画像処理装置、及び画像処理装置の作動方法
JP2018038675A (ja) * 2016-09-08 2018-03-15 富士フイルム株式会社 内視鏡用光源装置及びその作動方法並びに内視鏡システム
JP2018051065A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 富士フイルム株式会社 内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法
WO2018079116A1 (ja) * 2016-10-27 2018-05-03 富士フイルム株式会社 内視鏡システム

Also Published As

Publication number Publication date
US11717144B2 (en) 2023-08-08
JP7019039B2 (ja) 2022-02-14
US20210052153A1 (en) 2021-02-25
WO2019234815A1 (ja) 2019-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11224335B2 (en) Image capturing system and electronic endoscope system
JP5587932B2 (ja) 内視鏡システム、内視鏡システムのプロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法
CN109068945B (zh) 图像处理装置、图像处理装置的工作方法及记录介质
WO2017145529A1 (ja) 計算システム
JP4855728B2 (ja) 照明装置及び観察装置
JP5654511B2 (ja) 内視鏡システム、内視鏡システムのプロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法
US11717144B2 (en) Endoscope apparatus, operating method of endoscope apparatus, and information storage medium
JP5808031B2 (ja) 内視鏡システム
US10034600B2 (en) Endoscope apparatus with spectral intensity control
JP6008812B2 (ja) 内視鏡システム及びその作動方法
WO2014156604A1 (ja) 内視鏡システム及びその作動方法並びにプロセッサ装置
JP5371702B2 (ja) 電子内視鏡システム、電子内視鏡用のプロセッサ装置、及び電子内視鏡システムの作動方法
WO2020035929A1 (ja) 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及び画像処理プログラム
JP2016022043A (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方法
US20210088772A1 (en) Endoscope apparatus, operation method of endoscope apparatus, and information storage media
US20220351350A1 (en) Endoscope processor, method for operating endoscope processor, and storage medium
JP2016214941A (ja) 内視鏡システム及びその作動方法
JP7123135B2 (ja) 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム
WO2021152704A1 (ja) 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及び画像処理プログラム
WO2022059233A1 (ja) 画像処理装置、内視鏡システム、画像処理装置の作動方法、及び画像処理装置用プログラム
JP7090705B2 (ja) 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム
JP7090706B2 (ja) 内視鏡装置、内視鏡装置の作動方法及びプログラム
JP7090699B2 (ja) 内視鏡装置及び内視鏡装置の作動方法
WO2021019663A1 (ja) 内視鏡用光源装置及び内視鏡装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211026

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211216

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: 20220111

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220201

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7019039

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151