電子内視鏡システム、電子内視鏡用のプロセッサ装置、および血管情報取得方法
【課題】血管情報のロバスト性を向上させた分布画像を提供する。
【解決手段】照明光を照射する照射手段と、反射光を受光して被写体組織の画像を撮像して、反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する電子内視鏡と、撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、第１画像データから血管情報を生成する血管情報生成手段と、画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、基準値領域内の第２画像データに基づいて血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、血管情報と基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、相対値血管情報から疑似カラーの相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することにより、上記課題を解決する。
【解決手段】照明光を照射する照射手段と、反射光を受光して被写体組織の画像を撮像して、反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する電子内視鏡と、撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、第１画像データから血管情報を生成する血管情報生成手段と、画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、基準値領域内の第２画像データに基づいて血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、血管情報と基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、相対値血管情報から疑似カラーの相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡で撮像した画像から血管に関する情報を取得するとともに、取得した情報を画像化する電子内視鏡システム、電子内視鏡用のプロセッサ装置、および血管情報取得方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の医療分野では、電子内視鏡を用いた診断や治療が数多く行なわれている。電子内視鏡は、被検者の体腔内に挿入される細長の挿入部を備えており、この挿入部の先端にはＣＣＤなどの撮像装置が内蔵されている。また、電子内視鏡は光源装置に接続されており、光源装置で発せられた光は、挿入部の先端から体腔内部に対して照射される。このように体腔内部に光が照射された状態で、体腔内の被写体組織が、挿入部の先端の撮像装置によって撮像される。撮像により得られた画像は、電子内視鏡に接続されたプロセッサ装置で各種処理が施された後、モニタに表示される。したがって、電子内視鏡を用いることによって、被検者の体腔内の画像をリアルタイムに確認することができるため、診断などを確実に行うことができる。
【０００３】
光源装置には、波長が青色領域から赤色領域にわたる白色の広帯域光を発することができるキセノンランプなどの白色光源が用いられている。体腔内の照射に白色の広帯域光を用いることで、撮像画像から被写体組織全体を把握することができる。しかしながら、広帯域光を照射したときに得られる撮像画像からは、被写体組織全体を大まかに把握することはできるものの、微細血管、深層血管、ピットパターン（腺口構造）、陥凹や隆起といった凹凸構造などの被写体組織は明瞭に観察することが難しいことがある。このような被写体組織に対しては、波長を特定領域に制限した狭帯域光を照射することで、明瞭に観察できるようになることが知られている。また、狭帯域光を照射したときの画像データからは、血管中の酸素飽和度など被写体組織に関する各種情報を得られることが知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、内視鏡画像の信号レベルに基づき、血液情報量算出部で被検体における血液情報量を算出すると共に、領域設定部で内視鏡画像の所定領域を設定し、これらの所定領域の情報と算出された血液情報量から定量的な変化が認識可能な疑似画像データを疑似画像データ生成部で生成して、画像合成部で内視鏡画像と合成して出力している。
【０００５】
また、特許文献２では、酸素飽和度によって血管の吸光度が変化する近赤外領域の狭帯域光ＩＲ１，ＩＲ３と、血管の吸光度が変化しない近赤外領域の狭帯域光ＩＲ２とを照射し、各光の照射毎に撮像を行なっている。そして、血管の吸光度が変化する狭帯域光ＩＲ１，ＩＲ３を照射したきの画像と吸光度が変化しない狭帯域光ＩＲ２を照射したときの画像とに基づいて画像間の輝度の変化を算出し、算出した輝度の変化をモノクロあるいは擬似カラーで画像に反映させている。この画像から、血管中の酸素飽和度の情報を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３７７１８号公報
【特許文献２】特許２６４８４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および２には、特定領域の血液情報量（血管情報）を基準として相対値を算出することはできず、血液情報量、例えば酸素飽和度のロバスト性に問題がある場合があった。
【０００８】
本発明の目的は、血管情報のロバスト性を向上させた分布画像を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する電子内視鏡と、前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする電子内視鏡システムを提供する。
【００１０】
また、前記画像生成手段は、さらに、前記血管情報生成手段により生成される血管情報から、該血管情報の絶対値を疑似カラーで表す絶対値血管情報画像を生成するものであり、当該電子内視鏡システムは、さらに、前記絶対値血管情報画像と前記相対値血管情報画像とを切り換える画像切換手段を備え、前記画像表示手段は、前記画像切換手段により切り換えられる前記絶対値血管情報画像および前記相対値血管情報画像の一方を表示するのが好ましい。
【００１１】
さらに、前記撮像信号は、波長帯域の異なる第１および第２狭帯域光に対応する、第１および第２狭帯域信号であるのが好ましい。
また、前記撮像信号は、さらに、前記第１および第２狭帯域光とは異なる波長領域を持つ第３狭帯域光に対応する第３狭帯域信号を含み、前記血管情報は、前記血管中の血中ヘモグロビンの酸素飽和度であるのが好ましい。
【００１２】
さらに、前記第１および第２狭帯域光は、酸素と結合した酸化ヘモグロビンと結合していない還元ヘモグロビンに対して異なる吸光度を示し、かつ、酸素飽和度によって各ヘモグロビンのそれぞれに対する吸光度に差が生じるような波長を含んでいるのが好ましい。
さらに、前記第１狭帯域光の波長領域は４４０±１０ｎｍであり、前記第２狭帯域光の波長領域は４７０±１０ｎｍであり、前記第３狭帯域光の波長領域は４００±１０ｎｍであるのが好ましい。
また、前記基準値領域設定手段は、第１および第３狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第１輝度比と、第２および第３狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第２輝度比とを算出し、さらに、前記第１輝度比と前記第２輝度比とから血管深さ情報を算出し、前記血管深さ情報から表層血管領域と非表層血管領域とを判別し、該非表層血管領域を前記基準値領域として設定するものであるのが好ましい。
【００１３】
また、前記第１狭帯域光の波長領域は５４０±１０ｎｍであり、前記第２狭帯域光の波長領域は５６０±１０ｎｍであり、前記第３狭帯域光の波長領域は５００±１０ｎｍであって、前記基準値領域設定手段は、さらに、第３および第１狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第３輝度比を算出し、前記第３輝度比に基づき太い血管領域を判別し、該太い血管領域を前記基準値領域として設定し、該基準値領域内の第１および第２狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第４輝度比を算出し、前記画像生成手段は、前記第４輝度比の分布に基づき相対値酸素飽和度画像を生成するのが好ましい。
【００１４】
また、前記撮像素子は、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の３色のカラーフィルタが設けられたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を有しており、前記撮像信号は、Ｇ画素の撮像信号ＧとＲ画素の撮像信号Ｒとを含み、前記血管情報は、血液濃度であるのが好ましい。
さらに、前記基準値領域設定手段は、該電子内視鏡システムの操作者により入力される、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を前記基準値領域として設定するものであるのが好ましい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明は、体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射して、前記被写体組織に照射される照明光の反射光を電子内視鏡の撮像素子で撮像することにより得られる、前記反射光の輝度を表す撮像信号を前記電子内視鏡から受信する受信手段と、前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする電子内視鏡用のプロセッサ装置を提供する。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明は、体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射ステップと、前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を得る撮像ステップと、前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成ステップと、前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成ステップと、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定ステップと、前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出ステップと、前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出ステップと、前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成ステップと、前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示ステップとを有することを特徴とする血管情報取得方法を提供する。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明は、体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する観察手段と、前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする病理観察装置を提供する。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明は、体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する観察手段と、前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする病理顕微鏡装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、血管情報の基準値領域の値を基準として、全領域について血管情報を相対値で算出することにより、血管情報のロバスト性を向上させた分布画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る第１実施形態の電子内視鏡システムの外観図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態および第２実施形態の電子内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタの分光透過率を示すグラフである。
【図４】（Ａ）は通常光画像モード時におけるＣＣＤの撮像動作を、（Ｂ）は特殊光画像モード時におけるＣＣＤの撮像動作を説明する説明図である。
【図５】ヘモグロビンの吸収係数を示すグラフである。
【図６】第１および２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３と血管深さおよび酸素飽和度との相関関係を示すグラフである。
【図７】（Ａ）は第１および第２輝度比Ｓ１＊／Ｓ３＊，Ｓ２＊／Ｓ３＊から輝度座標系における座標（Ｘ＊，Ｙ＊）を求める方法を、（Ｂ）は座標（Ｘ＊，Ｙ＊）に対応する血管情報座標系の座標（Ｕ＊，Ｖ＊）を求める方法を説明する説明図である。
【図８】絶対値酸素飽和度画像または相対値酸素飽和度画像のいずれか一方が表示されるモニタの一例を示す画像図である。
【図９】絶対値酸素飽和度画像または相対値酸素飽和度画像の両方が同時表示されるモニタの一例を示す画像図である。
【図１０】血管に関する血管深さ情報および絶対値酸素飽和度情報が文字情報として同時表示されるモニタの一例を示す画像図である。
【図１１】絶対値、基準値、および相対値酸素飽和度情報を算出する手順と、それら情報を反映した絶対値および相対値酸素飽和度画像を生成する手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１１のフローの続きを示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係る第３実施形態の電子内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図１４】ロータリーフィルタの概略図である。
【図１５】本発明に係る第４実施形態の電子内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る電子内視鏡システムを、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の電子内視鏡システムの構成を表す第１実施形態の外観図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態の電子内視鏡システム１０は、被検者の体腔内を撮像する電子内視鏡１１と、撮像により得られた信号に基づいて体腔内の被写体組織の画像を生成するプロセッサ装置１２と、体腔内を照射する光を供給する光源装置１３と、体腔内の画像を表示するモニタ１４とを備えている。
電子内視鏡１１は、体腔内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部分に設けられた操作部１７と、操作部１７とプロセッサ装置１２および光源装置１３との間を連結するユニバーサルコード１８とを備えている。
【００２３】
挿入部１６の先端には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１９が形成されている。湾曲部１９は、操作部のアングルノブ２１を操作することにより、上下左右方向に湾曲動作する。湾曲部１９の先端には、体腔内撮影用の光学系等を内蔵した先端部１６ａが設けられており、この先端部１６ａは、湾曲部１９の湾曲動作によって体腔内の所望の方向に向けられる。
【００２４】
ユニバーサルコード１８には、プロセッサ装置１２および光源装置１３側にコネクタ２４が取り付けられている。コネクタ２４は、通信用コネクタと光源用コネクタからなる複合タイプのコネクタであり、電子内視鏡１１は、このコネクタ２４を介して、プロセッサ装置１２および光源装置１３に着脱自在に接続される。
【００２５】
図２に示すように、光源装置１３は、広帯域光源３０と、シャッター３１と、シャッター駆動部３２と、第１〜第３狭帯域光源３３〜３５と、カプラー３６と、光源切替部３７とを備えている。
広帯域光源３０は、キセノンランプ、白色ＬＥＤ、マイクロホワイト光源などであり、波長が赤色領域から青色領域（約４７０〜７００ｎｍ）にわたる広帯域光ＢＢを発生する。広帯域光源３０は、電子内視鏡１１の使用中、常時点灯している。広帯域光源３０から発せられた広帯域光ＢＢは、集光レンズ３９により集光されて、広帯域用光ファイバ４０に入射する。
【００２６】
シャッター３１は、広帯域光源３０と集光レンズ３９との間に設けられており、広帯域光ＢＢの光路に挿入されて広帯域光ＢＢを遮光する挿入位置と、挿入位置から退避して広帯域光ＢＢが集光レンズ３９に向かうことを許容する退避位置との間で移動自在となっている。
シャッター駆動部３２は、プロセッサ装置１２内のコントローラー５９に接続されており、コントローラー５９からの指示に基づいてシャッター３１の駆動を制御する。
【００２７】
第１〜第３狭帯域光源３３〜３５は、レーザーダイオードなどであり、第１狭帯域光源３３は波長が４４０±１０ｎｍに、好ましくは４４５ｎｍに制限された狭帯域の光（以下「第１狭帯域光Ｎ１」とする）を、第２狭帯域光源３４は波長が４７０±１０ｎｍに、好ましくは４７３ｎｍに制限された狭帯域の光（以下「第２狭帯域光Ｎ２」とする）を、第３狭帯域光源３５は波長が４００±１０ｎｍに、好ましくは４０５ｎｍに制限された狭帯域の光（以下「第３狭帯域光Ｎ３」とする）を発生する。第１〜第３狭帯域光源３３〜３５はそれぞれ第１〜第３狭帯域用光ファイバ３３ａ〜３５ａに接続されており、各光源で発せられた第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３は第１〜第３狭帯域用光ファイバ３３ａ〜３５ａに入射する。
【００２８】
カプラー３６は、電子内視鏡内のライトガイド４３と、広帯域用光ファイバ４０および第１〜第３狭帯域用光ファイバ３３ａ〜３５ａとを連結する。これにより、広帯域光ＢＢは、広帯域用光ファイバ４０を介して、ライトガイド４３に入射することが可能となる。また、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３は、第１〜第３狭帯域用光ファイバ３３ａ〜３５ａを介して、ライトガイド４３に入射することが可能となる。
【００２９】
光源切替部３７は、プロセッサ装置内のコントローラー５９に接続されており、コントローラー５９からの指示に基づいて、第１〜第３狭帯域光源３３〜３５をＯＮ（点灯）またはＯＦＦ（消灯）に切り替える。広帯域光ＢＢを用いた通常光画像モードに設定されている場合には、広帯域光ＢＢが体腔内に照射されて通常光画像の撮像が行なわれる一方、第１〜第３狭帯域光源３３〜３５はＯＦＦにされる。これに対して、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３を用いた特殊光画像モードに設定されている場合には、広帯域光ＢＢの体腔内への照射が停止される一方、第１〜第３狭帯域光源３３〜３５が順次ＯＮに切り替えられて特殊光画像の撮像が行なわれる。
【００３０】
具体的には、まず、第１狭帯域光源３３が光源切替部３７によりＯＮに切り替えられる。そして、第１狭帯域光Ｎ１が体腔内に照射された状態で、被写体組織の撮像が行なわれる。撮像が完了すると、コントローラー５９から光源切替の指示がなされ、第１狭帯域光源３３がＯＦＦに、第２狭帯域光源３４がＯＮに切り替えられる。そして、第２狭帯域光Ｎ２を体腔内に照射した状態での撮像が完了すると、同様にして、第２狭帯域光源３４がＯＦＦに、第３狭帯域光源３５がＯＮに切り替えられる。さらに、第３狭帯域光Ｎ３を体腔内に照射した状態での撮像が完了すると、第３狭帯域光源３５がＯＦＦに切り替えられる。
【００３１】
電子内視鏡１１は、ライトガイド４３、ＣＣＤ４４、アナログ処理回路４５（ＡＦＥ：Analog Front End）、撮像制御部４６を備えている。
ライトガイド４３は、大口径光ファイバ、バンドルファイバなどであり、入射端が光源装置内のカプラー３６に挿入されており、出射端が先端部１６ａに設けられた照射レンズ４８に向けられている。光源装置１３で発せられた光は、ライトガイド４３により導光された後、照射レンズ４８に向けて出射する。照射レンズ４８に入射した光は、先端部１６ａの端面に取り付けられた照明窓４９を通して、体腔内に照射される。体腔内で反射した広帯域光ＢＢおよび第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３は、先端部１６ａの端面に取り付けられた観察窓５０を通して、集光レンズ５１に入射する。
【００３２】
ＣＣＤ４４は、集光レンズ５１からの光を撮像面４４ａで受光し、受光した光を光電変換して信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を撮像信号として読み出す。読み出された撮像信号は、ＡＦＥ４５に送られる。また、ＣＣＤ４４はカラーＣＣＤであり、撮像面４４ａには、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のいずれかのカラーフィルタが設けられたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素が配列されている。
【００３３】
Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタは、図３に示すような分光透過率５２，５３，５４を有している。集光レンズ５１に入射する光のうち、広帯域光ＢＢは波長が約４７０〜７００ｎｍにわたるため、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタは、広帯域光ＢＢのうちそれぞれの分光透過率５２，５３，５４に応じた波長の光を透過する。ここで、Ｒ画素で光電変換された信号を撮像信号Ｒ、Ｇ画素で光電変換された信号を撮像信号Ｇ、Ｂ画素で光電変換された信号を撮像信号Ｂとすると、ＣＣＤ４４に広帯域光ＢＢが入射した場合には、撮像信号Ｒ、撮像信号Ｇ、および撮像信号Ｂからなる広帯域撮像信号が得られる。
【００３４】
一方、集光レンズ５１に入射する光のうち第１狭帯域光Ｎ１は、波長が４４０±１０ｎｍであるため、Ｂ色のカラーフィルタのみを透過する。したがって、ＣＣＤ４４に第１狭帯域光Ｎ１が入射することで、撮像信号Ｂからなる第１狭帯域撮像信号が得られる。また、第２狭帯域光Ｎ２は、波長が４７０±１０ｎｍであるため、Ｂ色およびＧ色のカラーフィルタの両方を透過する。したがって、ＣＣＤ４４に第２狭帯域光Ｎ２が入射することで、撮像信号Ｂと撮像信号Ｇとからなる第２狭帯域撮像信号が得られる。また、第３狭帯域光Ｎ３は、波長が４００±１０ｎｍであるため、Ｂ色のカラーフィルタのみを透過する。したがって、ＣＣＤ４４に第３狭帯域光Ｎ３が入射することで、撮像信号Ｂからなる第３狭帯域撮像信号が得られる。
【００３５】
ＡＦＥ４５は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ）、およびアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）（いずれも図示省略）から構成されている。ＣＤＳは、ＣＣＤ４４からの撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＣＤ４４の駆動により生じたノイズを除去する。ＡＧＣは、ＣＤＳによりノイズが除去された撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄは、ＡＧＣで増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換してプロセッサ装置１２に入力する。
【００３６】
撮像制御部４６は、プロセッサ装置１２内のコントローラー５９に接続されており、コントローラー５９から指示がなされたときにＣＣＤ４４に対して駆動信号を送る。ＣＣＤ４４は、撮像制御部４６からの駆動信号に基づいて、所定のフレームレートで撮像信号をＡＦＥ４５に出力する。通常光画像モードに設定されている場合、図４（Ａ）に示すように、１フレームの取得期間内で、広帯域光ＢＢを光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷を広帯域撮像信号として読み出すステップとの合計２つの動作が行なわれる。この動作は、通常光画像モードに設定されている間、繰り返し行なわれる。
【００３７】
これに対して、通常光画像モードから特殊光画像モードに切り替えられると、図４（Ｂ）に示すように、まず最初に、１フレームの取得期間内で、第１狭帯域光Ｎ１を光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷を第１狭帯域撮像信号として読み出すステップとの合計２つの動作が行なわれる。第１狭帯域撮像信号の読み出しが完了すると、１フレームの取得期間内で、第２狭帯域光Ｎ２を光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷を第２狭帯域撮像信号として読み出すステップとが行なわれる。第２狭帯域撮像信号の読み出しが完了すると、１フレームの取得期間内で、第３狭帯域光Ｎ３を光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷を第３狭帯域撮像信号として読み出すステップとが行なわれる。
【００３８】
図２に示すように、プロセッサ装置１２は、デジタル信号処理部５５（ＤＳＰ（Digital Signal Processor））と、フレームメモリ５６と、血管画像生成部５７と、表示制御回路５８を備えており、コントローラー５９が各部を制御している。
ＤＳＰ５５は、電子内視鏡のＡＦＥ４５から出力された広帯域撮像信号および第１〜第３狭帯域撮像信号に対し、色分離、色補間、ホワイトバランス調整、ガンマ補正などを行うことによって、広帯域画像データおよび第１〜第３狭帯域画像データ（第１画像データ）を生成する。つまり、ＤＳＰ５５は第１画像データ生成手段である。
フレームメモリ５６は、ＤＳＰ５５で作成された広帯域画像データおよび第１〜第３狭帯域画像データを記憶する。広帯域画像データは、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色が含まれるカラー画像データである。
【００３９】
血管画像生成部５７は、輝度比算出部６０と、相関関係記憶部６１と、血管深さ−酸素飽和度算出部６２と、酸素飽和度画像生成部６４と、相対画像生成部２００と、基準値領域設定部２１０とを備えている。
輝度比算出部６０は、フレームメモリ５６に記憶した第１〜第３狭帯域光画像データから、血管が含まれる血管領域を特定する。そして、輝度比算出部６０は、血管領域内の同じ位置の画素について、第１および第３狭帯域画像データ間の第１輝度比Ｓ１／Ｓ３を求めるとともに、第２および第３狭帯域画像データ間の第２輝度比Ｓ２／Ｓ３を求める。ここで、Ｓ１は第１狭帯域光画像データの画素の輝度値を、Ｓ２は第２狭帯域光画像データの画素の輝度値を、Ｓ３は第３狭帯域光画像データの画素の輝度値を表している。なお、血管領域の特定方法としては、例えば、血管部分の輝度値とそれ以外の輝度値の差から血管領域を求める方法がある。
【００４０】
相関関係記憶部６１は、第１および第２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３と、血管中の酸素飽和度および血管深さとの相関関係を記憶している。この相関関係は、血管が図５に示すヘモグロビンの吸光係数を有する場合の相関関係であり、これまでの診断等で蓄積された多数の第１〜第３狭帯域光画像データを分析することにより得られたものである。図５に示すように、血管中のヘモグロビンは、照射する光の波長によって吸光係数μａが変化する吸光特性を持っている。吸光係数μａは、ヘモグロビンの光の吸収の大きさである吸光度を表すもので、ヘモグロビンに照射された光の減衰状況を表すＩ０ｅｘｐ（−μａ×ｘ）の式の係数である。ここで、Ｉ０は光源装置から被写体組織に照射される光の強度であり、ｘ（ｃｍ）は被写体組織内の血管までの深さである。
【００４１】
また、酸素と結合していない還元ヘモグロビン７０と、酸素と結合した酸化ヘモグロビン７１は、異なる吸光特性を持っており、同じ吸光度（吸光係数μａ）を示す等吸収点（図５における各ヘモグロビン７０，７１の交点）を除いて、吸光度に差が生じる。吸光度に差があると、同じ血管に対して、同じ強度かつ同じ波長の光を照射しても、輝度値が変化する。また、同じ強度の光を照射しても、波長が異なれば吸光係数μａが変わるので、輝度値が変化する。
【００４２】
以上のようなヘモグロビンの吸光特性を鑑みると、酸素飽和度によって吸光度に違いが出る波長が４４５ｎｍと４０５ｎｍにあること、および血管深さ情報抽出のためには深達度の短い短波長領域が必要となることから、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３には、中心波長が４５０ｎｍ以下の波長領域を持つ狭帯域光を少なくとも１つ含めることが好ましい。このような狭帯域光は、第１、第２実施形態では第１および第３狭帯域光に相当する。また、酸素飽和度が同じでも、波長が異なれば吸収係数の値も異なり、粘膜中の深達度も異なっている。したがって、波長によって深達度が異なる光の特性を利用することで、輝度比と血管深さの相関関係を得ることができる。
【００４３】
相関関係記憶部６１は、図６に示すように、第１および第２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３を表す輝度座標系６６の座標と、酸素飽和度および血管深さを表す血管情報座標系６７の座標との対応付けによって、相関関係を記憶している。輝度座標系６６はＸＹ座標系であり、Ｘ軸は第１輝度比Ｓ１／Ｓ３を、Ｙ軸は第２輝度比Ｓ２／Ｓ３を表している。血管情報座標系６７は輝度座標系６６上に設けられたＵＶ座標系であり、Ｕ軸は血管深さを、Ｖ軸は酸素飽和度を表している。Ｕ軸は、血管深さが輝度座標系６６に対して正の相関関係があることから、正の傾きを有している。このＵ軸に関して、右斜め上に行くほど血管は浅いことを、左斜め下に行くほど血管が深いことを示している。一方、Ｖ軸は、酸素飽和度が輝度座標系６６に対して負の相関関係を有することから、負の傾きを有している。このＶ軸に関して、左斜め上に行くほど酸素飽和度が低いことを、右斜め下に行くほど酸素飽和度が高いことを示している。
【００４４】
また、血管情報座標系６７においては、Ｕ軸とＶ軸とは交点Ｐで直交している。これは、第１狭帯域光Ｎ１の照射時と第２狭帯域光Ｎ２の照射時とで吸光の大小関係が逆転しているためである。即ち、図５に示すように、波長が４４０±１０ｎｍである第１狭帯域光Ｎ１を照射した場合には、還元ヘモグロビン７０の吸光係数は、酸素飽和度が高い酸化ヘモグロビン７１の吸光係数よりも大きくなるのに対して、波長が４７０±１０ｎｍである第２狭帯域光Ｎ２を照射した場合には、酸化ヘモグロビン７１の吸光係数のほうが還元ヘモグロビン７０の吸光係数よりも大きくなっているため、吸光の大小関係が逆転している。なお、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３に代えて、吸光の大小関係が逆転しない狭帯域光を照射したときには、Ｕ軸とＶ軸とは直交しなくなる。また、波長が４００±１０ｎｍである第３狭帯域光Ｎ３を照射したときには、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数はほぼ等しくなっている。
【００４５】
血管深さ−酸素飽和度算出部６２は、相関関係記憶部６１の相関関係に基づき、輝度比算出部６０で算出された第１および第２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３に対応する酸素飽和度と血管深さを特定する。ここで、輝度比算出部６０で算出された第１および第２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３のうち、血管領域内の所定画素についての第１輝度比をＳ１＊／Ｓ３＊とし、第２輝度比をＳ２＊／Ｓ３＊とする。
【００４６】
血管深さ−酸素飽和度算出部６２は、図７（Ａ）に示すように、輝度座標系６６において、第１および第２輝度比Ｓ１＊／Ｓ３＊，Ｓ２＊／Ｓ３＊に対応する座標（Ｘ＊，Ｙ＊）を特定する。座標（Ｘ＊，Ｙ＊）が特定されたら、図７（Ｂ）に示すように、血管情報座標系６７において、座標（Ｘ＊，Ｙ＊）に対応する座標（Ｕ＊，Ｖ＊）を特定する。これにより、血管領域内の所定位置の画素について、血管深さ情報Ｕ＊および酸素飽和度情報Ｖ＊が求まる。血管深さ情報Ｕ＊および酸素飽和度情報Ｖ＊は、基準値を求める場合、基準値血管深さ情報Ｕａｖ＊および基準値酸素飽和度情報Ｖａｖ＊であり、絶対値を求める場合、絶対値血管深さ情報Ｕａｂ＊および絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊となる。
【００４７】
血管深さ−酸素飽和度算出部６２では、後述する基準値領域設定部２１０で設定された基準値領域について、基準値血管深さ情報Ｕａｖ＊および基準値酸素飽和度情報Ｖａｖ＊が求められ、撮像された血管領域全体について、絶対値血管深さ情報Ｕａｂ＊および絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊が求められる。つまり、輝度比算出部６０、相関関係記憶部６１、および血管深さ−酸素飽和度算出部６２は、血管情報生成手段および基準値血管情報算出手段である。
ここで、血管深さ情報は、第２実施形態において表層血管領域（微細血管領域）か、非表層血管領域（中層血管、深層血管）であるかを判別するのに用いられる。
【００４８】
基準値領域設定部２１０は、基準値血管深さ情報Ｕａｖ＊および基準値酸素飽和度情報Ｖａｖ＊を求めるための、基準値領域を設定する。基準値領域は、相対値血管情報（酸素飽和度情報、血液濃度情報）を求めるための基準値を算出するための領域である。基準値領域は、コンソール２３からマウス等のポインティングデバイスによって入力されてもよいし、例えば、基準値領域を表層血管（微細血管）領域以外とするために、絶対値血管深さ情報Ｕａｂ＊が、中層血管（直径２０〜１００μｍ程度）または深層血管（直径１００μｍ以上）である領域が、自動的に基準値領域に選択されるようにしてもよい。なお、基準値領域に設定された領域内の画像データを、第２画像データとする。
【００４９】
酸素飽和度画像生成部６４は、酸素飽和度の程度に応じてカラー情報が割り当てられたカラーマップ６４ａ（ＣＭ（Color Map））を備えている。カラーマップ６４ａには、例えば、低酸素飽和度であるときにはシアン、中酸素飽和度であるときにはマゼンダ、高酸素飽和度であるときにはイエローというように、酸素飽和度の程度に応じて、明瞭に区別することができる色が割り当てられている。酸素飽和度画像生成部６４は、カラーマップ６４ａから血管深さ−酸素飽和度算出部６２で算出された絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊に対応するカラー情報を特定する。
【００５０】
酸素飽和度画像生成部６４は、血管領域内の全ての画素についてカラー情報が特定されると、フレームメモリ５６から広帯域画像データを読み出し、読み出された広帯域光画像データに対してカラー情報を反映させる。これにより、絶対値酸素飽和度の情報が反映された絶対値酸素飽和度画像データが生成される。生成された絶対値酸素飽和度画像データは再度フレームメモリ５６に記憶される。なお、カラー情報は、広帯域光画像データにではなく、第１〜第３狭帯域画像データのいずれか、あるいはこれらを合成した合成画像に対して反映させてもよい。
【００５１】
相対値画像生成部２００は、酸素飽和度の相対値に応じてカラー情報が割り当てられたカラーマップ２００ａ（ＣＭ（Color Map））を備えている。カラーマップ２００ａには、例えば、基準値よりも低酸素飽和度であるときには青色、基準値と同じ酸素飽和度であるときには黄色、基準値よりも高酸素飽和度であるときには赤色というように、酸素飽和度の相対値に応じて、明瞭に区別することができる色が割り当てられている。
相対画像生成部２００は、血管深さ−酸素飽和度算出部６２で算出された、絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊と、基準値酸素飽和度情報Ｖａｖ＊とから、差分である相対値酸素飽和度情報Ｖｒ＊を求める相対値血管情報算出手段である。
また、相対値画像生成部２００は、酸素飽和度画像生成部６４と同様に、カラーマップ２００ａから相対値酸素飽和度情報Ｖｒ＊に対応するカラー情報を特定する。そして、このカラー情報を広帯域画像データに反映させることにより、相対値酸素飽和度画像データを生成する。つまり、画像生成手段である。
生成された相対値酸素飽和度画像データは、絶対値酸素飽和度画像データと同様、フレームメモリ５６に記憶される。
【００５２】
表示制御回路５８は、フレームメモリ５６から１または複数の画像を読み出し、読み出した画像をモニタ１４に表示する。画像の表示形態としては様々なパターンが考えられる。例えば、図８に示すように、モニタ１４の一方の側に広帯域画像７２を表示させ、他方の側に、画像切替ＳＷ６８（図２参照）により選択された絶対値酸素飽和度画像７３または相対値酸素飽和度画像７４のいずれかを表示させるようにしてもよい。図８の絶対値酸素飽和度画像７３では、血管画像７５は低酸素飽和度を示すシアンで、血管画像７６は中酸素飽和度を示すマゼンダで、血管画像７７は高酸素飽和度を示すイエローで表されている。また、相対値酸素飽和度画像７４では、血管画像８０は基準値に対して低酸素飽和度を示すシアンで、血管画像８１は基準値と同じ酸素飽和度を示すマゼンダで、血管画像８２は基準値に対して高酸素飽和度を示すイエローで表されている。
【００５３】
図８に対して、図９に示すように、絶対値酸素飽和度画像７３および相対値酸素飽和度画像７４の両方を同時に表示するようにしてもよい。なお、図１０に示すように、絶対値酸素飽和度画像７３および相対値酸素飽和度画像７４を表示せず、広帯域画像７２のうち所定の血管画像８５を指定し、その指定した血管画像８５について酸素飽和度（ＳｔＯ２（Saturated Oxygen））を文字情報として表示するようにしてもよい。
【００５４】
次に、血管深さ−酸素飽和度情報を算出する手順と、それら情報を反映した絶対値酸素飽和度画像、および相対値酸素飽和度画像を生成する手順を、図１１および図１２に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、操作者のコンソール２３の操作により、静止画を取得するフリーズ操作が行われ、併せて通常光画像モードから特殊光画像モードに切り替える（ステップＳ１０）。特殊光画像モードに切り替えられると、この切替時点での広帯域画像データが、酸素飽和度画像の生成に用いられる画像データとしてフレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ１２）。なお、酸素飽和度画像等の生成に用いる広帯域画像データは、コンソール操作前のものを使用してもよい。
【００５５】
そして、コントローラー５９からシャッター駆動部３２に対して照射停止信号が送られると、シャッター駆動部３２は、シャッター３１を退避位置から挿入位置に移動させ、体腔内への広帯域光ＢＢの照射を停止する。広帯域光ＢＢの照射が停止されると、コントローラー５９から光源切替部３７に対して照射開始指示が送られる。これにより、光源切替部３７は、第１狭帯域光源３３をＯＮにし、第１狭帯域光Ｎ１を体腔内に照射する（ステップＳ１４）。第１狭帯域光Ｎ１が体腔内に照射されると、コントローラー５９から撮像駆動部４６に対して撮像指示が送られる。これにより、第１狭帯域光Ｎ１が照射された状態で撮像が行なわれ、撮像により得られた第１狭帯域撮像信号は、ＡＦＥ４５を介して、ＤＳＰ５５に送られる。ＤＳＰ５５では第１狭帯域撮像信号に基づいて第１狭帯域画像データが生成される。生成された第１狭帯域画像データは、フレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ１６）。
【００５６】
第１狭帯域画像データがフレームメモリ５６に記憶されたら、光源切替部３７は、コントローラー５９からの光源切替指示により、体腔内に照射する光を第１狭帯域光Ｎ１から第２狭帯域光Ｎ２へと切り替える（ステップＳ１８）。そして、第１狭帯域光Ｎ１の場合と同様に撮像が行なわれ、撮像により得られた第２狭帯域撮像信号に基づいて第２狭帯域画像データが生成される。生成された第２狭帯域画像データは、フレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ２０）。
【００５７】
第２狭帯域画像データがフレームメモリ５６に記憶されたら、光源切替部３７は、コントローラー５９からの光源切替指示により、体腔内に照射する光を第２狭帯域光Ｎ２から第３狭帯域光Ｎ３へと切り替える（ステップＳ２２）。そして、第１および第２狭帯域光Ｎ１，Ｎ２の場合と同様に撮像が行なわれ、撮像により得られた第３狭帯域撮像信号に基づいて第３狭帯域画像データが生成される。生成された第３狭帯域画像データは、フレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ２４）。つまり、面順次で各波長ごとの画像データが取得される。
【００５８】
フレームメモリ５６に広帯域画像データ、第１〜第３狭帯域画像データが記憶されたら、輝度比算出部６０は、第１狭帯域画像データ、第２狭帯域画像データ、第３狭帯域画像データの３つの画像データから、血管を含む血管領域を特定する。そして、血管領域内の同じ位置の画素について、第１および第３狭帯域画像データ間の第１輝度比Ｓ１＊／Ｓ３＊と、第２および第３狭帯域画像データ間の第２輝度比Ｓ２＊／Ｓ３＊が算出される（ステップＳ２６）。
【００５９】
次に、血管深さ−酸素飽和度算出部６２は、相関関係記憶部６１の相関関係に基づいて、第１および第２輝度比Ｓ１＊／Ｓ３＊，Ｓ２＊／Ｓ３＊に対応する輝度座標系の座標（Ｘ＊，Ｙ＊）を特定する。さらに、座標（Ｘ＊，Ｙ＊）に対応する血管情報座標系の座標（Ｕ＊，Ｖ＊）を特定することにより、血管領域内の所定画素についての絶対値血管深さ情報Ｕａｂ＊および絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊が求められる（ステップＳ２８）。
【００６０】
絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊が求められると、絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊に対応するカラー情報が酸素飽和度画像生成部６４のＣＭ６４ａから特定される。特定されたカラー情報は、プロセッサ装置１２内のＲＡＭ（図示省略）に記憶される（ステップＳ３０）。
【００６１】
そして、カラー情報がＲＡＭに記憶されると、血管領域内の全ての画素について、上述した手順で、絶対値血管深さ情報Ｕａｂ＊および絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊を求めるとともに、絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊に対応するカラー情報を特定する（ステップＳ３２）。
【００６２】
そして、血管領域内の全ての画素について絶対値酸素飽和度情報と対応するカラー情報が得られると、酸素飽和度画像生成部６４は、フレームメモリ５６から広帯域画像データを読み出し、この広帯域画像データに対して、ＲＡＭに記憶されたカラー情報を反映させることにより、擬似カラー画像である絶対値酸素飽和度画像データを生成する。生成された絶対値酸素飽和度画像データは、再度フレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ３４）。
【００６３】
そして、表示制御回路５８は、フレームメモリ５６から広帯域画像データ、および絶対値酸素飽和度画像データを読み出し、これら読み出した画像データに基づいて、絶対値酸素飽和度画像をモニタ１４に表示する（ステップＳ３６）。
【００６４】
表示された絶対値酸素飽和度画像に対して、基準値領域設定部２１０は、操作者がコンソール２３のポインティングデバイス（例えば、マウス）によって、酸素飽和度の基準値を算出する基準値領域を設定することができるように、メッセージ等をモニタ１４に表示する。次に、操作者のポインティングデバイスの操作により、基準値領域が設定される（ステップＳ３８）。基準値領域としては、例えば、非病変部分の領域等が挙げられる。なお、メッセージ等を表示することなく、絶対値酸素飽和度画像が表示されたら、いつでも基準値領域が設定可能にしてもよい。
【００６５】
基準値領域が設定されると、相対値画像生成部２００は、基準値領域設定部２１０により設定された基準値領域内の画像データ（第２画像データ）の、絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂの平均値を算出し、基準値酸素飽和度情報Ｖａｖを生成する（ステップＳ４０）。相対値画像生成部２００は、血管領域内全ての画素の絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂと、基準値酸素飽和度情報Ｖａｖとの差分を算出し、血管領域内全ての画素の相対値酸素飽和度情報Ｖｒを生成する（ステップＳ４２）。
【００６６】
相対値酸素飽和度情報Ｖｒが生成されると、血管領域内全ての画素の相対値酸素飽和度情報Ｖｒに対応するカラー情報が相対値画像生成部２００のＣＭ２００ａから特定される。特定されたカラー情報は、プロセッサ装置１２内のＲＡＭ（図示省略）に記憶される（ステップＳ４４）。
【００６７】
そして、相対値画像生成部２００は、フレームメモリ５６から広帯域画像データを読み出し、この広帯域画像データに対して、ＲＡＭに記憶されたカラー情報を反映させることにより、擬似カラー画像である相対値酸素飽和度画像データを生成する。生成された相対値酸素飽和度画像データは、再度フレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ４６）。
【００６８】
そして、表示制御回路５８は、フレームメモリ５６から広帯域画像データ、絶対値酸素飽和度画像データ、および相対値酸素飽和度画像データを読み出し、これら読み出した画像データに基づいて、図８に示すような広帯域画像７２、絶対値酸素飽和度画像７３、および相対値酸素飽和度画像７４をモニタ１４に表示する（ステップＳ４８）。図８に示すモニタ１４では、通常光画像である広帯域画像７２と、絶対値酸素飽和度画像７３が同時に並列表示され、画像切替ＳＷ６８によって表示画像が切り替えられると（ステップＳ５０）、通常光画像である広帯域画像７２と、相対値酸素飽和度画像７４とが同時に並列表示される（ステップＳ５２）。なお、絶対値酸素飽和度画像７３と、相対値酸素飽和度画像７４とは、操作者によって任意に切り替えることができる。また、図９に示すモニタ１４のように、広帯域画像７２、絶対値酸素飽和度画像７３、および相対値酸素飽和度画像７４の３つの画像が同時に並列表示されてもよい。
【００６９】
本発明の第２実施形態は、図２に示す上述の第１実施形態の電子内視鏡システムと比べ、絶対値血管深さ情報を用いて、血管領域内の全ての画素について、表層血管領域（微細血管領域）か、非表層血管領域（中層血管、深層血管）であるかを判別し、非表層血管領域を自動的に基準値領域とするものであり、基本的に同様の構成を有するものである。よって、同様の構成要素には同一の符号を付し、図示およびその詳細な説明は省略する。
【００７０】
第２実施形態の電子内視鏡システムの動作は、第１実施形態の電子内視鏡システムの場合とほぼ同様であるから、繰り返しの説明は省略し、異なる部分である図１１および図１２に示すフローチャートの、ステップＳ１０およびＳ３８について説明する。
本発明の第２実施形態では、ステップＳ１０において、操作者のコンソール２３の操作によって、特殊光画像モードに切り替えられると、自動的にフリーズ操作がされるか（静止画）、あるいは、画像の出力を動画とする場合には、ＣＣＤ４４からの出力が順次、リアルタイム処理される。
【００７１】
ステップＳ３８では、基準値領域設定部２１０がステップＳ３２で取得した、血管領域内の全ての画素についての絶対値血管深さ情報を用いて、血管領域内の全ての画素について、表層血管領域か、非表層血管領域（中層血管、深層血管）であるかを判別し、非表層血管領域を自動的に基準値領域とする。ここで、基準値領域は、非表層血管領域全域でもよいし、非表層血管領域の中の所定位置および所定サイズの領域でもよい。
各画素が表層血管領域であるか否かは、波長４０５ｎｍと４７３ｎｍの２画像における画像信号の比を用いて判別することができる。つまり、表層の微細血管ならば、画素値の比Ｓ（４０５）／Ｓ（４７３）が小さくなる性質があるため、閾値処理により当該比が大きい領域を選択することで、非表層血管領域（中層血管、深層血管）を判別することができる。ここで、表層血管領域（微細血管領域）とは、対象とする消化管粘膜表層に存在する、太さ１０〜２０μｍ程度の血管部分をいう。また、非表層血管領域は、表層血管領域以外の領域、すなわち、中層血管および深層血管の領域をいう。なお、中層血管は直径２０〜１００μｍ程度、深層血管は、直径１００μｍ以上のものをいう。
【００７２】
その後、第１実施形態と同様に、基準値酸素飽和度情報が取得され、絶対値酸素飽和度情報と基準値酸素飽和度情報との差分から相対値酸素飽和度情報が取得されて、相対値酸素飽和度画像が生成される。
このように、第２実施形態では非表層血管領域を自動的に基準値領域とすることで、操作者による基準値領域の設定を不要とすることができる。
【００７３】
図１３は上述の第１および第２実施形態と異なる、本発明に係る電子内視鏡システム１１０の構成を表す第３実施形態のブロック図である。
電子内視鏡システム１１０は、図２に示す本発明の第２実施形態の電子内視鏡システムと比べ、照明光の光源に広帯域光源と光学フィルタを用いて、第２実施形態と波長の異なる３つの狭帯域光を発生させるものであり、基本的に同様の構成を有するものである。よって、同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７４】
フィルタ切替部２０２は、光学フィルタを切り替えるものであり、広帯域光源３０から発せられた広帯域光ＢＢが、集光レンズ３９により集光されて入射される。フィルタ切替部２０２は、光学フィルタを切り替えることで第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３を発生させ、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３および広帯域光ＢＢを切り替える。電子内視鏡システム１１０では、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３として、それぞれ、中心波長が５４０ｎｍ、５６０ｎｍ、５００ｎｍの狭帯域光を用いる。
【００７５】
光学フィルタは、例えば図１４に示すようなロータリーフィルタ１３０を用いることができる。ロータリーフィルタ１３０は、広帯域光源３０からの広帯域光ＢＢをそのまま透過させる広帯域光透過領域１３１と、広帯域光ＢＢのうち第１狭帯域光Ｎ１を透過させる第１狭帯域光透過領域１３２と、広帯域光ＢＢのうち第２狭帯域光Ｎ２を透過させる第２狭帯域光透過領域１３３と、広帯域光ＢＢのうち第３狭帯域光Ｎ３を透過させる第３狭帯域光透過領域１３４とを備えている。ロータリーフィルタ１３０は回転自在であり、広帯域光ＢＢを発生させるときには広帯域光透過領域１３１が、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３いずれかの光を発生させるときにはその光に対応する第１〜第３狭帯域光透過領域１３２〜１３４が、広帯域光源３０の光軸上にセットされるように、ロータリーフィルタ１３０を回転させる。
【００７６】
第３実施形態の電子内視鏡システム１１０の動作は、第２実施形態の電子内視鏡システムの場合と基本的に同様であるから、繰り返しの説明は省略し、異なる部分である図１１および図１２に示すフローチャートのステップＳ２６以降について説明する。
【００７７】
本発明の第３実施形態では、ステップＳ２６に代わり、輝度比算出部６０で第３輝度比Ｓ３＊／Ｓ１＊が算出される。
第３輝度比Ｓ３＊／Ｓ１＊は、波長５００ｎｍと５４０ｎｍの２画像における画像信号の所定画素の比であり、中層以深の太い血管ならば、画素値の比Ｓ（５００）／Ｓ（５４０）が特に小さくなる性質がある。なお、太い血管とは、対象とする消化管粘膜の中層以深（深さ１００μｍ以上）に存在する太さ１００μｍ以上の血管をいう。
基準値領域設定部２１０が、血管領域内の全ての画素について、第３輝度比の閾値処理を行って、当該比が小さい領域を判別する。つまり、太い血管（深層血管）領域であるかを判別する。次に、血管領域内のうち、該太い血管領域を自動的に基準値領域とする。ここで、基準値領域は、太い血管領域全域でもよいし、太い血管領域の中の所定位置および所定サイズの領域でもよい。
【００７８】
次に、輝度比算出部６０で基準値領域に設定された太い血管領域内について、第４輝度比Ｓ１＊／Ｓ２＊が算出される。第４輝度比Ｓ１＊／Ｓ２＊は、波長５４０ｎｍと５６０ｎｍの２画像における画像信号の所定画素の比であり、酸素飽和度が大きいほど、画素値の比Ｓ（５４０）／Ｓ（５６０）が大きくなる。
【００７９】
太い血管領域は動脈か静脈のいずれかであり、正常な状態であれば、それぞれ典型的に酸素飽和度は１００％、７０％程度になることが知られている。そこで、基準値領域内の第４輝度比の分布を求め、上位２０％の平均値を酸素飽和度１００％に、下位２０％の平均値を酸素飽和度７０％に割り当て、それぞれ、第１基準値酸素飽和度情報、および第２基準値酸素飽和度情報とする。すると、動脈は第１基準値酸素飽和度情報を基準として相対値で表され、静脈は第２基準値酸素飽和度情報を基準として相対値で表される。また、動脈と静脈以外の部分は、例えば、第１基準値酸素飽和度情報と第２基準値酸素飽和度情報の値の間を等間隔で分割して相対値を割り当てることで、血管領域全体の相対値酸素飽和度画像を生成することができる。
【００８０】
図１５は上述の第１〜第３実施形態と異なる、本発明に係る電子内視鏡システム１２０の構成を表す第４実施形態のブロック図である。
電子内視鏡システム１２０は、図２に示す本発明の第１実施形態の電子内視鏡システムと比べ、広帯域光を直接体腔内に照射すること、および狭帯域光の代わりにＣＣＤのＲチャンネルとＧチャンネルの画像を用いることを除いて、基本的に同様の構成を有するものである。よって、同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８１】
血液濃度画像生成部２１２は、第１実施形態の酸素飽和度画像生成部６４と同様に、血液濃度に応じてカラー情報が割り当てられたカラーマップ２１２ａ（ＣＭ（Color Map））を備えている。血液濃度画像生成部２１２は、カラーマップ２１２ａから輝度比算出部６０で算出された信号比Ｇ／Ｒ（絶対値血液濃度情報）に対応するカラー情報を特定する。
【００８２】
血液濃度画像生成部２１２は、血管領域内の全ての画素についてカラー情報が特定されると、フレームメモリ５６から広帯域画像データを読み出し、読み出された広帯域光画像データに対してカラー情報を反映させる。これにより、絶対値血液濃度の情報が反映された絶対値血液濃度画像データが生成される。
【００８３】
第４実施形態の電子内視鏡システム１２０の動作は、広帯域光を直接体腔内に照射すること、および狭帯域光の代わりにＣＣＤのＲチャンネルとＧチャンネルの画像を用いることを除いて、基本的に第１実施形態の電子内視鏡システムの場合と同様であるから、繰り返しの説明は省略して説明する。
【００８４】
本発明の第４実施形態では、広帯域光源３０から出射された広帯域光が体腔内に照射され、操作者のコンソール２３の操作により、静止画を取得するフリーズ操作が行われ、第１実施形態の通常光画像モードと同様の、広帯域画像信号が取得される。
輝度比算出部６０では、取得された広帯域画像信号の撮像信号Ｇ、および撮像信号Ｒの画素値の比である信号比Ｇ／Ｒが算出される。信号比Ｇ／Ｒは、絶対値血液濃度情報であり、第１実施形態の絶対値酸素飽和度情報に相当する。つまり、撮像信号Ｇおよび撮像信号Ｒによる画像データは、それぞれ第１実施形態の第１、第２狭帯域画像データに相当する。
ここで、信号比Ｇ／Ｒは、ＣＣＤ４４のＲチャンネルとＧチャンネルの２画像における画像信号の比であり、血液が濃くなると、つまり血中ヘモグロビン濃度が濃くなると、信号比Ｇ／Ｒは小さくなる性質がある。なお、絶対値血液濃度情報は、信号比Ｇ／Ｒだけでなく、信号比Ｇ／Ｒの対数でもよい。
【００８５】
その後、第１実施形態と同様に、血液濃度画像生成部２１２により絶対値血液濃度画像データが生成される。そして、操作者によってコンソール２３が操作されて、基準値領域設定部２１０により基準値領域が設定され、基準値領域内の絶対値血液濃度情報の平均値から、基準値血液濃度情報が生成される。また、血管領域内の全ての絶対値血液濃度情報と基準値血液濃度情報との差分が算出され、相対値血液濃度情報が生成されて、擬似カラー画像である相対値血液濃度画像を生成することができる。
【００８６】
上述のように、本発明の第１実施形態によれば、操作者の入力に応じて酸素飽和度の擬似カラー表示を絶対値表示と相対値表示とで、任意に切り替えることができる。また、本発明の第２実施形態によれば、自動的に非表層血管領域を判別し基準値領域として、相対値の酸素飽和度の擬似カラー表示をすることができる。さらに、本発明の第３実施形態によれば、太い血管領域を判別し、太い血管領域の相対値の酸素飽和度を擬似カラー表示することで、動脈と静脈を容易に判別することができる。また、本発明の第４実施形態によれば、操作者の入力に応じて血液濃度の擬似カラー表示を絶対値表示と相対値表示とで、任意に切り替えることができる。このように相対値表示を行うことで、酸素飽和度および血液濃度のロバスト性を向上させることができる。
【００８７】
なお、上記第１、第２実施形態では、第１〜第３狭帯域光源を用いて血管深さおよび酸素飽和度を求めたが、さらに波長が５３２ｎｍ近傍（例えば５３０±１０ｎｍ）に制限された第４狭帯域光Ｎ４を発生する第４狭帯域光源を追加し、第１〜第４狭帯域光Ｎ１〜Ｎ４の照射によって第１〜第４狭帯域画像データを生成し、これら画像データに基づいて血管深さおよび酸素飽和度を求めてもよい。なお、光は波長が長くなるほど被写体組織の深い層に到達する性質を有するため、第２狭帯域光Ｎ２よりも波長が長い第４狭帯域光Ｎ４を用いることで、更に深い位置にある血管に関する情報を得ることができる。
【００８８】
この場合、輝度比算出部６０は、第１〜第４狭帯域画像データから血管領域を特定する。そして、第１実施形態と同様に、第１および第２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３を求めるとともに、第１および第４狭帯域画像データ間の第３輝度比Ｓ４／Ｓ３を求める。ここで、Ｓ４は、第４狭帯域画像データの画素の輝度値を表している。そして、血管深さ−酸素飽和度算出部６２は、予め実験等により得られた第１〜第３輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３，Ｓ４／Ｓ３と血管深さおよび酸素飽和度との相関関係に基づき、第１実施形態と同様の手順で、輝度比算出部６０で算出した第１〜第３輝度比に対応する血管深さ情報および酸素飽和度情報を求める。
【００８９】
また、第１〜第４狭帯域光Ｎ１〜Ｎ４の照射毎に撮像を行なうのではなく、第１〜第４狭帯域光Ｎ１〜Ｎ４のいずれかを合成した光を照射して撮像することにより、撮像信号のフレーム数を減らしてもよい。例えば、まず、最初に第１狭帯域光Ｎ１と第４狭帯域光Ｎ４とを同時に体腔内に照射して撮像する。その後に、第２狭帯域光Ｎ２と第３狭帯域光Ｎ３とを同時に体腔内に照射して撮像をする。これにより、合計２フレームの撮像信号が得られる。
【００９０】
最初の撮像で得られる撮像信号は、以下に示すような輝度値を有する撮像信号Ｂ１と撮像信号Ｇ１である。また、次の撮像により得られる撮像信号は、以下のような輝度値を有する撮像信号Ｂ２と撮像信号Ｇ２である。
撮像信号Ｂ１＝第１狭帯域光Ｎ１による輝度値Ｌ１＋第４狭帯域光Ｎ４による輝度値Ｌ４
撮像信号Ｇ１＝第４狭帯域光Ｎ４による輝度値Ｌ４
撮像信号Ｂ２＝第２狭帯域光Ｎ２による輝度値Ｌ２＋第３狭帯域光Ｎ３による輝度値Ｌ３
撮像信号Ｇ２＝第２狭帯域光Ｎ２による輝度値Ｌ２
【００９１】
ここで、輝度値Ｌ２のみ有する撮像信号Ｇ２から第２狭帯域画像データが、輝度値Ｌ４のみ有する撮像信号Ｇ１から第４狭帯域画像データが生成される。また、Ｂ１−（定数）×Ｇ１の演算により、撮像信号Ｂ１から輝度値Ｌ４を分離することで、第１狭帯域画像データが生成される。ここで、「定数」は第１狭帯域光Ｎ１と第４狭帯域光Ｎ４の強度比から決められる。さらに、Ｂ２−（定数）×Ｇ２の演算により、撮像信号Ｂ２から輝度値Ｌ３を分離することで、第２狭帯域画像データが生成される。ここで、「定数」は第２狭帯域光Ｎ２と第３狭帯域光Ｎ３の強度比から決められる。
【００９２】
なお、上述の第１、第４実施形態では、絶対値酸素飽和度画像または絶対値血液濃度画像が一旦表示された後に基準値領域が操作者により設定されたが、絶対値酸素飽和度画像または絶対値血液濃度画像が表示される前に、広帯域画像上で基準値領域が操作者により設定されるようにしてもよい。また、第２実施形態では、広帯域画像の次に絶対値酸素飽和度画像が表示され、その後相対値酸素飽和度画像が表示されるのではなく、広帯域画像の次に相対値酸素飽和度画像が表示されてもよい。
【００９３】
また、第１、第２実施形態では、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３の発生に第１〜第３狭帯域光源を用いたが、第３実施形態と同様に、第１〜第３狭帯域光源を設置せず、図１４に示すロータリーフィルタ１３０を設けて、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３を発生させてもよい。
【００９４】
なお、本発明は、挿入部等を有する挿入型の電子内視鏡の他、ＣＣＤなどの撮像素子等をカプセルに内蔵させたカプセル型の電子内視鏡に対しても適用することができる。
【００９５】
以上、本発明の電子内視鏡システム、電子内視鏡用のプロセッサ装置、および血管情報取得方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０，１１０，１２０ 電子内視鏡システム
１１ 電子内視鏡
１２ プロセッサ装置
１３ 光源装置
１４ モニタ
１６ 挿入部
１６ａ 先端部
１７ 操作部
１８ ユニバーサルコード
１９ 湾曲部
２１ アングルノブ
２３ コンソール
２４ コネクタ
３０ 広帯域光源
３１ シャッター
３２ シャッター駆動部
３３〜３５ 第１〜第３狭帯域光源
３３ａ〜３５ａ 第１〜第３狭帯域用光ファイバ
３６ カプラー
３７ 光源切替部
３９ 集光レンズ
４０ 広帯域用光ファイバ
４３ ライトガイド
４４ ＣＣＤ
４４ａ 撮像面
４５ アナログ処理回路（ＡＦＥ）
４６ 撮像制御部
４８ 照射レンズ
４９ 照明窓
５０ 観察窓
５１ 集光レンズ
５２，５３，５４ 分光透過率
５５ デジタル信号処理部（ＤＳＰ）
５６ フレームメモリ
５７ 血管画像生成部
５８ 表示制御回路
５９ コントローラー
６０ 輝度比算出部
６１ 相関関係記憶部
６２ 血管深さ−酸素飽和度算出部
６４ 酸素飽和度画像生成部
６４ａ，２００ａ，２１２ａ カラーマップ
６６ 輝度座標系
６７ 血管情報座標系
６８ 画像切替ＳＷ
７０ 還元ヘモグロビン
７１ 酸化ヘモグロビン
７２ 広帯域画像
７３ 絶対値酸素飽和度画像
７４ 相対値酸素飽和度画像
７５，７６，７７，８０，８１，８２，８５ 血管画像
１３０ ロータリーフィルタ
１３１ 広帯域光透過領域
１３２ 第１狭帯域光透過領域
１３３ 第２狭帯域光透過領域
１３４ 第３狭帯域光透過領域
２００ 相対画像生成部
２０２ フィルタ切替部
２１０ 基準値領域設定部
２１２ 血液濃度画像生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡で撮像した画像から血管に関する情報を取得するとともに、取得した情報を画像化する電子内視鏡システム、電子内視鏡用のプロセッサ装置、および血管情報取得方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の医療分野では、電子内視鏡を用いた診断や治療が数多く行なわれている。電子内視鏡は、被検者の体腔内に挿入される細長の挿入部を備えており、この挿入部の先端にはＣＣＤなどの撮像装置が内蔵されている。また、電子内視鏡は光源装置に接続されており、光源装置で発せられた光は、挿入部の先端から体腔内部に対して照射される。このように体腔内部に光が照射された状態で、体腔内の被写体組織が、挿入部の先端の撮像装置によって撮像される。撮像により得られた画像は、電子内視鏡に接続されたプロセッサ装置で各種処理が施された後、モニタに表示される。したがって、電子内視鏡を用いることによって、被検者の体腔内の画像をリアルタイムに確認することができるため、診断などを確実に行うことができる。
【０００３】
光源装置には、波長が青色領域から赤色領域にわたる白色の広帯域光を発することができるキセノンランプなどの白色光源が用いられている。体腔内の照射に白色の広帯域光を用いることで、撮像画像から被写体組織全体を把握することができる。しかしながら、広帯域光を照射したときに得られる撮像画像からは、被写体組織全体を大まかに把握することはできるものの、微細血管、深層血管、ピットパターン（腺口構造）、陥凹や隆起といった凹凸構造などの被写体組織は明瞭に観察することが難しいことがある。このような被写体組織に対しては、波長を特定領域に制限した狭帯域光を照射することで、明瞭に観察できるようになることが知られている。また、狭帯域光を照射したときの画像データからは、血管中の酸素飽和度など被写体組織に関する各種情報を得られることが知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、内視鏡画像の信号レベルに基づき、血液情報量算出部で被検体における血液情報量を算出すると共に、領域設定部で内視鏡画像の所定領域を設定し、これらの所定領域の情報と算出された血液情報量から定量的な変化が認識可能な疑似画像データを疑似画像データ生成部で生成して、画像合成部で内視鏡画像と合成して出力している。
【０００５】
また、特許文献２では、酸素飽和度によって血管の吸光度が変化する近赤外領域の狭帯域光ＩＲ１，ＩＲ３と、血管の吸光度が変化しない近赤外領域の狭帯域光ＩＲ２とを照射し、各光の照射毎に撮像を行なっている。そして、血管の吸光度が変化する狭帯域光ＩＲ１，ＩＲ３を照射したきの画像と吸光度が変化しない狭帯域光ＩＲ２を照射したときの画像とに基づいて画像間の輝度の変化を算出し、算出した輝度の変化をモノクロあるいは擬似カラーで画像に反映させている。この画像から、血管中の酸素飽和度の情報を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−３７７１８号公報
【特許文献２】特許２６４８４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および２には、特定領域の血液情報量（血管情報）を基準として相対値を算出することはできず、血液情報量、例えば酸素飽和度のロバスト性に問題がある場合があった。
【０００８】
本発明の目的は、血管情報のロバスト性を向上させた分布画像を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は、体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する電子内視鏡と、前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする電子内視鏡システムを提供する。
【００１０】
また、前記画像生成手段は、さらに、前記血管情報生成手段により生成される血管情報から、該血管情報の絶対値を疑似カラーで表す絶対値血管情報画像を生成するものであり、当該電子内視鏡システムは、さらに、前記絶対値血管情報画像と前記相対値血管情報画像とを切り換える画像切換手段を備え、前記画像表示手段は、前記画像切換手段により切り換えられる前記絶対値血管情報画像および前記相対値血管情報画像の一方を表示するのが好ましい。
【００１１】
さらに、前記撮像信号は、波長帯域の異なる第１および第２狭帯域光に対応する、第１および第２狭帯域信号であるのが好ましい。
また、前記撮像信号は、さらに、前記第１および第２狭帯域光とは異なる波長領域を持つ第３狭帯域光に対応する第３狭帯域信号を含み、前記血管情報は、前記血管中の血中ヘモグロビンの酸素飽和度であるのが好ましい。
【００１２】
さらに、前記第１および第２狭帯域光は、酸素と結合した酸化ヘモグロビンと結合していない還元ヘモグロビンに対して異なる吸光度を示し、かつ、酸素飽和度によって各ヘモグロビンのそれぞれに対する吸光度に差が生じるような波長を含んでいるのが好ましい。
さらに、前記第１狭帯域光の波長領域は４４０±１０ｎｍであり、前記第２狭帯域光の波長領域は４７０±１０ｎｍであり、前記第３狭帯域光の波長領域は４００±１０ｎｍであるのが好ましい。
また、前記基準値領域設定手段は、第１および第３狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第１輝度比と、第２および第３狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第２輝度比とを算出し、さらに、前記第１輝度比と前記第２輝度比とから血管深さ情報を算出し、前記血管深さ情報から表層血管領域と非表層血管領域とを判別し、該非表層血管領域を前記基準値領域として設定するものであるのが好ましい。
【００１３】
また、前記第１狭帯域光の波長領域は５４０±１０ｎｍであり、前記第２狭帯域光の波長領域は５６０±１０ｎｍであり、前記第３狭帯域光の波長領域は５００±１０ｎｍであって、前記基準値領域設定手段は、さらに、第３および第１狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第３輝度比を算出し、前記第３輝度比に基づき太い血管領域を判別し、該太い血管領域を前記基準値領域として設定し、該基準値領域内の第１および第２狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第４輝度比を算出し、前記画像生成手段は、前記第４輝度比の分布に基づき相対値酸素飽和度画像を生成するのが好ましい。
【００１４】
また、前記撮像素子は、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の３色のカラーフィルタが設けられたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を有しており、前記撮像信号は、Ｇ画素の撮像信号ＧとＲ画素の撮像信号Ｒとを含み、前記血管情報は、血液濃度であるのが好ましい。
さらに、前記基準値領域設定手段は、該電子内視鏡システムの操作者により入力される、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を前記基準値領域として設定するものであるのが好ましい。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明は、体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射して、前記被写体組織に照射される照明光の反射光を電子内視鏡の撮像素子で撮像することにより得られる、前記反射光の輝度を表す撮像信号を前記電子内視鏡から受信する受信手段と、前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする電子内視鏡用のプロセッサ装置を提供する。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明は、体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射ステップと、前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を得る撮像ステップと、前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成ステップと、前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成ステップと、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定ステップと、前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出ステップと、前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出ステップと、前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成ステップと、前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示ステップとを有することを特徴とする血管情報取得方法を提供する。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明は、体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する観察手段と、前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする病理観察装置を提供する。
【００１８】
また、上記課題を解決するために、本発明は、体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する観察手段と、前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする病理顕微鏡装置を提供する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、血管情報の基準値領域の値を基準として、全領域について血管情報を相対値で算出することにより、血管情報のロバスト性を向上させた分布画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る第１実施形態の電子内視鏡システムの外観図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態および第２実施形態の電子内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図３】Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタの分光透過率を示すグラフである。
【図４】（Ａ）は通常光画像モード時におけるＣＣＤの撮像動作を、（Ｂ）は特殊光画像モード時におけるＣＣＤの撮像動作を説明する説明図である。
【図５】ヘモグロビンの吸収係数を示すグラフである。
【図６】第１および２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３と血管深さおよび酸素飽和度との相関関係を示すグラフである。
【図７】（Ａ）は第１および第２輝度比Ｓ１＊／Ｓ３＊，Ｓ２＊／Ｓ３＊から輝度座標系における座標（Ｘ＊，Ｙ＊）を求める方法を、（Ｂ）は座標（Ｘ＊，Ｙ＊）に対応する血管情報座標系の座標（Ｕ＊，Ｖ＊）を求める方法を説明する説明図である。
【図８】絶対値酸素飽和度画像または相対値酸素飽和度画像のいずれか一方が表示されるモニタの一例を示す画像図である。
【図９】絶対値酸素飽和度画像または相対値酸素飽和度画像の両方が同時表示されるモニタの一例を示す画像図である。
【図１０】血管に関する血管深さ情報および絶対値酸素飽和度情報が文字情報として同時表示されるモニタの一例を示す画像図である。
【図１１】絶対値、基準値、および相対値酸素飽和度情報を算出する手順と、それら情報を反映した絶対値および相対値酸素飽和度画像を生成する手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１１のフローの続きを示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係る第３実施形態の電子内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。
【図１４】ロータリーフィルタの概略図である。
【図１５】本発明に係る第４実施形態の電子内視鏡システムの電気的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明に係る電子内視鏡システムを、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の電子内視鏡システムの構成を表す第１実施形態の外観図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態の電子内視鏡システム１０は、被検者の体腔内を撮像する電子内視鏡１１と、撮像により得られた信号に基づいて体腔内の被写体組織の画像を生成するプロセッサ装置１２と、体腔内を照射する光を供給する光源装置１３と、体腔内の画像を表示するモニタ１４とを備えている。
電子内視鏡１１は、体腔内に挿入される可撓性の挿入部１６と、挿入部１６の基端部分に設けられた操作部１７と、操作部１７とプロセッサ装置１２および光源装置１３との間を連結するユニバーサルコード１８とを備えている。
【００２３】
挿入部１６の先端には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部１９が形成されている。湾曲部１９は、操作部のアングルノブ２１を操作することにより、上下左右方向に湾曲動作する。湾曲部１９の先端には、体腔内撮影用の光学系等を内蔵した先端部１６ａが設けられており、この先端部１６ａは、湾曲部１９の湾曲動作によって体腔内の所望の方向に向けられる。
【００２４】
ユニバーサルコード１８には、プロセッサ装置１２および光源装置１３側にコネクタ２４が取り付けられている。コネクタ２４は、通信用コネクタと光源用コネクタからなる複合タイプのコネクタであり、電子内視鏡１１は、このコネクタ２４を介して、プロセッサ装置１２および光源装置１３に着脱自在に接続される。
【００２５】
図２に示すように、光源装置１３は、広帯域光源３０と、シャッター３１と、シャッター駆動部３２と、第１〜第３狭帯域光源３３〜３５と、カプラー３６と、光源切替部３７とを備えている。
広帯域光源３０は、キセノンランプ、白色ＬＥＤ、マイクロホワイト光源などであり、波長が赤色領域から青色領域（約４７０〜７００ｎｍ）にわたる広帯域光ＢＢを発生する。広帯域光源３０は、電子内視鏡１１の使用中、常時点灯している。広帯域光源３０から発せられた広帯域光ＢＢは、集光レンズ３９により集光されて、広帯域用光ファイバ４０に入射する。
【００２６】
シャッター３１は、広帯域光源３０と集光レンズ３９との間に設けられており、広帯域光ＢＢの光路に挿入されて広帯域光ＢＢを遮光する挿入位置と、挿入位置から退避して広帯域光ＢＢが集光レンズ３９に向かうことを許容する退避位置との間で移動自在となっている。
シャッター駆動部３２は、プロセッサ装置１２内のコントローラー５９に接続されており、コントローラー５９からの指示に基づいてシャッター３１の駆動を制御する。
【００２７】
第１〜第３狭帯域光源３３〜３５は、レーザーダイオードなどであり、第１狭帯域光源３３は波長が４４０±１０ｎｍに、好ましくは４４５ｎｍに制限された狭帯域の光（以下「第１狭帯域光Ｎ１」とする）を、第２狭帯域光源３４は波長が４７０±１０ｎｍに、好ましくは４７３ｎｍに制限された狭帯域の光（以下「第２狭帯域光Ｎ２」とする）を、第３狭帯域光源３５は波長が４００±１０ｎｍに、好ましくは４０５ｎｍに制限された狭帯域の光（以下「第３狭帯域光Ｎ３」とする）を発生する。第１〜第３狭帯域光源３３〜３５はそれぞれ第１〜第３狭帯域用光ファイバ３３ａ〜３５ａに接続されており、各光源で発せられた第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３は第１〜第３狭帯域用光ファイバ３３ａ〜３５ａに入射する。
【００２８】
カプラー３６は、電子内視鏡内のライトガイド４３と、広帯域用光ファイバ４０および第１〜第３狭帯域用光ファイバ３３ａ〜３５ａとを連結する。これにより、広帯域光ＢＢは、広帯域用光ファイバ４０を介して、ライトガイド４３に入射することが可能となる。また、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３は、第１〜第３狭帯域用光ファイバ３３ａ〜３５ａを介して、ライトガイド４３に入射することが可能となる。
【００２９】
光源切替部３７は、プロセッサ装置内のコントローラー５９に接続されており、コントローラー５９からの指示に基づいて、第１〜第３狭帯域光源３３〜３５をＯＮ（点灯）またはＯＦＦ（消灯）に切り替える。広帯域光ＢＢを用いた通常光画像モードに設定されている場合には、広帯域光ＢＢが体腔内に照射されて通常光画像の撮像が行なわれる一方、第１〜第３狭帯域光源３３〜３５はＯＦＦにされる。これに対して、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３を用いた特殊光画像モードに設定されている場合には、広帯域光ＢＢの体腔内への照射が停止される一方、第１〜第３狭帯域光源３３〜３５が順次ＯＮに切り替えられて特殊光画像の撮像が行なわれる。
【００３０】
具体的には、まず、第１狭帯域光源３３が光源切替部３７によりＯＮに切り替えられる。そして、第１狭帯域光Ｎ１が体腔内に照射された状態で、被写体組織の撮像が行なわれる。撮像が完了すると、コントローラー５９から光源切替の指示がなされ、第１狭帯域光源３３がＯＦＦに、第２狭帯域光源３４がＯＮに切り替えられる。そして、第２狭帯域光Ｎ２を体腔内に照射した状態での撮像が完了すると、同様にして、第２狭帯域光源３４がＯＦＦに、第３狭帯域光源３５がＯＮに切り替えられる。さらに、第３狭帯域光Ｎ３を体腔内に照射した状態での撮像が完了すると、第３狭帯域光源３５がＯＦＦに切り替えられる。
【００３１】
電子内視鏡１１は、ライトガイド４３、ＣＣＤ４４、アナログ処理回路４５（ＡＦＥ：Analog Front End）、撮像制御部４６を備えている。
ライトガイド４３は、大口径光ファイバ、バンドルファイバなどであり、入射端が光源装置内のカプラー３６に挿入されており、出射端が先端部１６ａに設けられた照射レンズ４８に向けられている。光源装置１３で発せられた光は、ライトガイド４３により導光された後、照射レンズ４８に向けて出射する。照射レンズ４８に入射した光は、先端部１６ａの端面に取り付けられた照明窓４９を通して、体腔内に照射される。体腔内で反射した広帯域光ＢＢおよび第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３は、先端部１６ａの端面に取り付けられた観察窓５０を通して、集光レンズ５１に入射する。
【００３２】
ＣＣＤ４４は、集光レンズ５１からの光を撮像面４４ａで受光し、受光した光を光電変換して信号電荷を蓄積し、蓄積した信号電荷を撮像信号として読み出す。読み出された撮像信号は、ＡＦＥ４５に送られる。また、ＣＣＤ４４はカラーＣＣＤであり、撮像面４４ａには、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のいずれかのカラーフィルタが設けられたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素が配列されている。
【００３３】
Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタは、図３に示すような分光透過率５２，５３，５４を有している。集光レンズ５１に入射する光のうち、広帯域光ＢＢは波長が約４７０〜７００ｎｍにわたるため、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタは、広帯域光ＢＢのうちそれぞれの分光透過率５２，５３，５４に応じた波長の光を透過する。ここで、Ｒ画素で光電変換された信号を撮像信号Ｒ、Ｇ画素で光電変換された信号を撮像信号Ｇ、Ｂ画素で光電変換された信号を撮像信号Ｂとすると、ＣＣＤ４４に広帯域光ＢＢが入射した場合には、撮像信号Ｒ、撮像信号Ｇ、および撮像信号Ｂからなる広帯域撮像信号が得られる。
【００３４】
一方、集光レンズ５１に入射する光のうち第１狭帯域光Ｎ１は、波長が４４０±１０ｎｍであるため、Ｂ色のカラーフィルタのみを透過する。したがって、ＣＣＤ４４に第１狭帯域光Ｎ１が入射することで、撮像信号Ｂからなる第１狭帯域撮像信号が得られる。また、第２狭帯域光Ｎ２は、波長が４７０±１０ｎｍであるため、Ｂ色およびＧ色のカラーフィルタの両方を透過する。したがって、ＣＣＤ４４に第２狭帯域光Ｎ２が入射することで、撮像信号Ｂと撮像信号Ｇとからなる第２狭帯域撮像信号が得られる。また、第３狭帯域光Ｎ３は、波長が４００±１０ｎｍであるため、Ｂ色のカラーフィルタのみを透過する。したがって、ＣＣＤ４４に第３狭帯域光Ｎ３が入射することで、撮像信号Ｂからなる第３狭帯域撮像信号が得られる。
【００３５】
ＡＦＥ４５は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、自動ゲイン制御回路（ＡＧＣ）、およびアナログ／デジタル変換器（Ａ／Ｄ）（いずれも図示省略）から構成されている。ＣＤＳは、ＣＣＤ４４からの撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、ＣＣＤ４４の駆動により生じたノイズを除去する。ＡＧＣは、ＣＤＳによりノイズが除去された撮像信号を増幅する。Ａ／Ｄは、ＡＧＣで増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換してプロセッサ装置１２に入力する。
【００３６】
撮像制御部４６は、プロセッサ装置１２内のコントローラー５９に接続されており、コントローラー５９から指示がなされたときにＣＣＤ４４に対して駆動信号を送る。ＣＣＤ４４は、撮像制御部４６からの駆動信号に基づいて、所定のフレームレートで撮像信号をＡＦＥ４５に出力する。通常光画像モードに設定されている場合、図４（Ａ）に示すように、１フレームの取得期間内で、広帯域光ＢＢを光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷を広帯域撮像信号として読み出すステップとの合計２つの動作が行なわれる。この動作は、通常光画像モードに設定されている間、繰り返し行なわれる。
【００３７】
これに対して、通常光画像モードから特殊光画像モードに切り替えられると、図４（Ｂ）に示すように、まず最初に、１フレームの取得期間内で、第１狭帯域光Ｎ１を光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷を第１狭帯域撮像信号として読み出すステップとの合計２つの動作が行なわれる。第１狭帯域撮像信号の読み出しが完了すると、１フレームの取得期間内で、第２狭帯域光Ｎ２を光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷を第２狭帯域撮像信号として読み出すステップとが行なわれる。第２狭帯域撮像信号の読み出しが完了すると、１フレームの取得期間内で、第３狭帯域光Ｎ３を光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷を第３狭帯域撮像信号として読み出すステップとが行なわれる。
【００３８】
図２に示すように、プロセッサ装置１２は、デジタル信号処理部５５（ＤＳＰ（Digital Signal Processor））と、フレームメモリ５６と、血管画像生成部５７と、表示制御回路５８を備えており、コントローラー５９が各部を制御している。
ＤＳＰ５５は、電子内視鏡のＡＦＥ４５から出力された広帯域撮像信号および第１〜第３狭帯域撮像信号に対し、色分離、色補間、ホワイトバランス調整、ガンマ補正などを行うことによって、広帯域画像データおよび第１〜第３狭帯域画像データ（第１画像データ）を生成する。つまり、ＤＳＰ５５は第１画像データ生成手段である。
フレームメモリ５６は、ＤＳＰ５５で作成された広帯域画像データおよび第１〜第３狭帯域画像データを記憶する。広帯域画像データは、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色が含まれるカラー画像データである。
【００３９】
血管画像生成部５７は、輝度比算出部６０と、相関関係記憶部６１と、血管深さ−酸素飽和度算出部６２と、酸素飽和度画像生成部６４と、相対画像生成部２００と、基準値領域設定部２１０とを備えている。
輝度比算出部６０は、フレームメモリ５６に記憶した第１〜第３狭帯域光画像データから、血管が含まれる血管領域を特定する。そして、輝度比算出部６０は、血管領域内の同じ位置の画素について、第１および第３狭帯域画像データ間の第１輝度比Ｓ１／Ｓ３を求めるとともに、第２および第３狭帯域画像データ間の第２輝度比Ｓ２／Ｓ３を求める。ここで、Ｓ１は第１狭帯域光画像データの画素の輝度値を、Ｓ２は第２狭帯域光画像データの画素の輝度値を、Ｓ３は第３狭帯域光画像データの画素の輝度値を表している。なお、血管領域の特定方法としては、例えば、血管部分の輝度値とそれ以外の輝度値の差から血管領域を求める方法がある。
【００４０】
相関関係記憶部６１は、第１および第２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３と、血管中の酸素飽和度および血管深さとの相関関係を記憶している。この相関関係は、血管が図５に示すヘモグロビンの吸光係数を有する場合の相関関係であり、これまでの診断等で蓄積された多数の第１〜第３狭帯域光画像データを分析することにより得られたものである。図５に示すように、血管中のヘモグロビンは、照射する光の波長によって吸光係数μａが変化する吸光特性を持っている。吸光係数μａは、ヘモグロビンの光の吸収の大きさである吸光度を表すもので、ヘモグロビンに照射された光の減衰状況を表すＩ０ｅｘｐ（−μａ×ｘ）の式の係数である。ここで、Ｉ０は光源装置から被写体組織に照射される光の強度であり、ｘ（ｃｍ）は被写体組織内の血管までの深さである。
【００４１】
また、酸素と結合していない還元ヘモグロビン７０と、酸素と結合した酸化ヘモグロビン７１は、異なる吸光特性を持っており、同じ吸光度（吸光係数μａ）を示す等吸収点（図５における各ヘモグロビン７０，７１の交点）を除いて、吸光度に差が生じる。吸光度に差があると、同じ血管に対して、同じ強度かつ同じ波長の光を照射しても、輝度値が変化する。また、同じ強度の光を照射しても、波長が異なれば吸光係数μａが変わるので、輝度値が変化する。
【００４２】
以上のようなヘモグロビンの吸光特性を鑑みると、酸素飽和度によって吸光度に違いが出る波長が４４５ｎｍと４０５ｎｍにあること、および血管深さ情報抽出のためには深達度の短い短波長領域が必要となることから、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３には、中心波長が４５０ｎｍ以下の波長領域を持つ狭帯域光を少なくとも１つ含めることが好ましい。このような狭帯域光は、第１、第２実施形態では第１および第３狭帯域光に相当する。また、酸素飽和度が同じでも、波長が異なれば吸収係数の値も異なり、粘膜中の深達度も異なっている。したがって、波長によって深達度が異なる光の特性を利用することで、輝度比と血管深さの相関関係を得ることができる。
【００４３】
相関関係記憶部６１は、図６に示すように、第１および第２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３を表す輝度座標系６６の座標と、酸素飽和度および血管深さを表す血管情報座標系６７の座標との対応付けによって、相関関係を記憶している。輝度座標系６６はＸＹ座標系であり、Ｘ軸は第１輝度比Ｓ１／Ｓ３を、Ｙ軸は第２輝度比Ｓ２／Ｓ３を表している。血管情報座標系６７は輝度座標系６６上に設けられたＵＶ座標系であり、Ｕ軸は血管深さを、Ｖ軸は酸素飽和度を表している。Ｕ軸は、血管深さが輝度座標系６６に対して正の相関関係があることから、正の傾きを有している。このＵ軸に関して、右斜め上に行くほど血管は浅いことを、左斜め下に行くほど血管が深いことを示している。一方、Ｖ軸は、酸素飽和度が輝度座標系６６に対して負の相関関係を有することから、負の傾きを有している。このＶ軸に関して、左斜め上に行くほど酸素飽和度が低いことを、右斜め下に行くほど酸素飽和度が高いことを示している。
【００４４】
また、血管情報座標系６７においては、Ｕ軸とＶ軸とは交点Ｐで直交している。これは、第１狭帯域光Ｎ１の照射時と第２狭帯域光Ｎ２の照射時とで吸光の大小関係が逆転しているためである。即ち、図５に示すように、波長が４４０±１０ｎｍである第１狭帯域光Ｎ１を照射した場合には、還元ヘモグロビン７０の吸光係数は、酸素飽和度が高い酸化ヘモグロビン７１の吸光係数よりも大きくなるのに対して、波長が４７０±１０ｎｍである第２狭帯域光Ｎ２を照射した場合には、酸化ヘモグロビン７１の吸光係数のほうが還元ヘモグロビン７０の吸光係数よりも大きくなっているため、吸光の大小関係が逆転している。なお、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３に代えて、吸光の大小関係が逆転しない狭帯域光を照射したときには、Ｕ軸とＶ軸とは直交しなくなる。また、波長が４００±１０ｎｍである第３狭帯域光Ｎ３を照射したときには、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数はほぼ等しくなっている。
【００４５】
血管深さ−酸素飽和度算出部６２は、相関関係記憶部６１の相関関係に基づき、輝度比算出部６０で算出された第１および第２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３に対応する酸素飽和度と血管深さを特定する。ここで、輝度比算出部６０で算出された第１および第２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３のうち、血管領域内の所定画素についての第１輝度比をＳ１＊／Ｓ３＊とし、第２輝度比をＳ２＊／Ｓ３＊とする。
【００４６】
血管深さ−酸素飽和度算出部６２は、図７（Ａ）に示すように、輝度座標系６６において、第１および第２輝度比Ｓ１＊／Ｓ３＊，Ｓ２＊／Ｓ３＊に対応する座標（Ｘ＊，Ｙ＊）を特定する。座標（Ｘ＊，Ｙ＊）が特定されたら、図７（Ｂ）に示すように、血管情報座標系６７において、座標（Ｘ＊，Ｙ＊）に対応する座標（Ｕ＊，Ｖ＊）を特定する。これにより、血管領域内の所定位置の画素について、血管深さ情報Ｕ＊および酸素飽和度情報Ｖ＊が求まる。血管深さ情報Ｕ＊および酸素飽和度情報Ｖ＊は、基準値を求める場合、基準値血管深さ情報Ｕａｖ＊および基準値酸素飽和度情報Ｖａｖ＊であり、絶対値を求める場合、絶対値血管深さ情報Ｕａｂ＊および絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊となる。
【００４７】
血管深さ−酸素飽和度算出部６２では、後述する基準値領域設定部２１０で設定された基準値領域について、基準値血管深さ情報Ｕａｖ＊および基準値酸素飽和度情報Ｖａｖ＊が求められ、撮像された血管領域全体について、絶対値血管深さ情報Ｕａｂ＊および絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊が求められる。つまり、輝度比算出部６０、相関関係記憶部６１、および血管深さ−酸素飽和度算出部６２は、血管情報生成手段および基準値血管情報算出手段である。
ここで、血管深さ情報は、第２実施形態において表層血管領域（微細血管領域）か、非表層血管領域（中層血管、深層血管）であるかを判別するのに用いられる。
【００４８】
基準値領域設定部２１０は、基準値血管深さ情報Ｕａｖ＊および基準値酸素飽和度情報Ｖａｖ＊を求めるための、基準値領域を設定する。基準値領域は、相対値血管情報（酸素飽和度情報、血液濃度情報）を求めるための基準値を算出するための領域である。基準値領域は、コンソール２３からマウス等のポインティングデバイスによって入力されてもよいし、例えば、基準値領域を表層血管（微細血管）領域以外とするために、絶対値血管深さ情報Ｕａｂ＊が、中層血管（直径２０〜１００μｍ程度）または深層血管（直径１００μｍ以上）である領域が、自動的に基準値領域に選択されるようにしてもよい。なお、基準値領域に設定された領域内の画像データを、第２画像データとする。
【００４９】
酸素飽和度画像生成部６４は、酸素飽和度の程度に応じてカラー情報が割り当てられたカラーマップ６４ａ（ＣＭ（Color Map））を備えている。カラーマップ６４ａには、例えば、低酸素飽和度であるときにはシアン、中酸素飽和度であるときにはマゼンダ、高酸素飽和度であるときにはイエローというように、酸素飽和度の程度に応じて、明瞭に区別することができる色が割り当てられている。酸素飽和度画像生成部６４は、カラーマップ６４ａから血管深さ−酸素飽和度算出部６２で算出された絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊に対応するカラー情報を特定する。
【００５０】
酸素飽和度画像生成部６４は、血管領域内の全ての画素についてカラー情報が特定されると、フレームメモリ５６から広帯域画像データを読み出し、読み出された広帯域光画像データに対してカラー情報を反映させる。これにより、絶対値酸素飽和度の情報が反映された絶対値酸素飽和度画像データが生成される。生成された絶対値酸素飽和度画像データは再度フレームメモリ５６に記憶される。なお、カラー情報は、広帯域光画像データにではなく、第１〜第３狭帯域画像データのいずれか、あるいはこれらを合成した合成画像に対して反映させてもよい。
【００５１】
相対値画像生成部２００は、酸素飽和度の相対値に応じてカラー情報が割り当てられたカラーマップ２００ａ（ＣＭ（Color Map））を備えている。カラーマップ２００ａには、例えば、基準値よりも低酸素飽和度であるときには青色、基準値と同じ酸素飽和度であるときには黄色、基準値よりも高酸素飽和度であるときには赤色というように、酸素飽和度の相対値に応じて、明瞭に区別することができる色が割り当てられている。
相対画像生成部２００は、血管深さ−酸素飽和度算出部６２で算出された、絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊と、基準値酸素飽和度情報Ｖａｖ＊とから、差分である相対値酸素飽和度情報Ｖｒ＊を求める相対値血管情報算出手段である。
また、相対値画像生成部２００は、酸素飽和度画像生成部６４と同様に、カラーマップ２００ａから相対値酸素飽和度情報Ｖｒ＊に対応するカラー情報を特定する。そして、このカラー情報を広帯域画像データに反映させることにより、相対値酸素飽和度画像データを生成する。つまり、画像生成手段である。
生成された相対値酸素飽和度画像データは、絶対値酸素飽和度画像データと同様、フレームメモリ５６に記憶される。
【００５２】
表示制御回路５８は、フレームメモリ５６から１または複数の画像を読み出し、読み出した画像をモニタ１４に表示する。画像の表示形態としては様々なパターンが考えられる。例えば、図８に示すように、モニタ１４の一方の側に広帯域画像７２を表示させ、他方の側に、画像切替ＳＷ６８（図２参照）により選択された絶対値酸素飽和度画像７３または相対値酸素飽和度画像７４のいずれかを表示させるようにしてもよい。図８の絶対値酸素飽和度画像７３では、血管画像７５は低酸素飽和度を示すシアンで、血管画像７６は中酸素飽和度を示すマゼンダで、血管画像７７は高酸素飽和度を示すイエローで表されている。また、相対値酸素飽和度画像７４では、血管画像８０は基準値に対して低酸素飽和度を示すシアンで、血管画像８１は基準値と同じ酸素飽和度を示すマゼンダで、血管画像８２は基準値に対して高酸素飽和度を示すイエローで表されている。
【００５３】
図８に対して、図９に示すように、絶対値酸素飽和度画像７３および相対値酸素飽和度画像７４の両方を同時に表示するようにしてもよい。なお、図１０に示すように、絶対値酸素飽和度画像７３および相対値酸素飽和度画像７４を表示せず、広帯域画像７２のうち所定の血管画像８５を指定し、その指定した血管画像８５について酸素飽和度（ＳｔＯ２（Saturated Oxygen））を文字情報として表示するようにしてもよい。
【００５４】
次に、血管深さ−酸素飽和度情報を算出する手順と、それら情報を反映した絶対値酸素飽和度画像、および相対値酸素飽和度画像を生成する手順を、図１１および図１２に示すフローチャートを用いて説明する。
まず、操作者のコンソール２３の操作により、静止画を取得するフリーズ操作が行われ、併せて通常光画像モードから特殊光画像モードに切り替える（ステップＳ１０）。特殊光画像モードに切り替えられると、この切替時点での広帯域画像データが、酸素飽和度画像の生成に用いられる画像データとしてフレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ１２）。なお、酸素飽和度画像等の生成に用いる広帯域画像データは、コンソール操作前のものを使用してもよい。
【００５５】
そして、コントローラー５９からシャッター駆動部３２に対して照射停止信号が送られると、シャッター駆動部３２は、シャッター３１を退避位置から挿入位置に移動させ、体腔内への広帯域光ＢＢの照射を停止する。広帯域光ＢＢの照射が停止されると、コントローラー５９から光源切替部３７に対して照射開始指示が送られる。これにより、光源切替部３７は、第１狭帯域光源３３をＯＮにし、第１狭帯域光Ｎ１を体腔内に照射する（ステップＳ１４）。第１狭帯域光Ｎ１が体腔内に照射されると、コントローラー５９から撮像駆動部４６に対して撮像指示が送られる。これにより、第１狭帯域光Ｎ１が照射された状態で撮像が行なわれ、撮像により得られた第１狭帯域撮像信号は、ＡＦＥ４５を介して、ＤＳＰ５５に送られる。ＤＳＰ５５では第１狭帯域撮像信号に基づいて第１狭帯域画像データが生成される。生成された第１狭帯域画像データは、フレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ１６）。
【００５６】
第１狭帯域画像データがフレームメモリ５６に記憶されたら、光源切替部３７は、コントローラー５９からの光源切替指示により、体腔内に照射する光を第１狭帯域光Ｎ１から第２狭帯域光Ｎ２へと切り替える（ステップＳ１８）。そして、第１狭帯域光Ｎ１の場合と同様に撮像が行なわれ、撮像により得られた第２狭帯域撮像信号に基づいて第２狭帯域画像データが生成される。生成された第２狭帯域画像データは、フレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ２０）。
【００５７】
第２狭帯域画像データがフレームメモリ５６に記憶されたら、光源切替部３７は、コントローラー５９からの光源切替指示により、体腔内に照射する光を第２狭帯域光Ｎ２から第３狭帯域光Ｎ３へと切り替える（ステップＳ２２）。そして、第１および第２狭帯域光Ｎ１，Ｎ２の場合と同様に撮像が行なわれ、撮像により得られた第３狭帯域撮像信号に基づいて第３狭帯域画像データが生成される。生成された第３狭帯域画像データは、フレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ２４）。つまり、面順次で各波長ごとの画像データが取得される。
【００５８】
フレームメモリ５６に広帯域画像データ、第１〜第３狭帯域画像データが記憶されたら、輝度比算出部６０は、第１狭帯域画像データ、第２狭帯域画像データ、第３狭帯域画像データの３つの画像データから、血管を含む血管領域を特定する。そして、血管領域内の同じ位置の画素について、第１および第３狭帯域画像データ間の第１輝度比Ｓ１＊／Ｓ３＊と、第２および第３狭帯域画像データ間の第２輝度比Ｓ２＊／Ｓ３＊が算出される（ステップＳ２６）。
【００５９】
次に、血管深さ−酸素飽和度算出部６２は、相関関係記憶部６１の相関関係に基づいて、第１および第２輝度比Ｓ１＊／Ｓ３＊，Ｓ２＊／Ｓ３＊に対応する輝度座標系の座標（Ｘ＊，Ｙ＊）を特定する。さらに、座標（Ｘ＊，Ｙ＊）に対応する血管情報座標系の座標（Ｕ＊，Ｖ＊）を特定することにより、血管領域内の所定画素についての絶対値血管深さ情報Ｕａｂ＊および絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊が求められる（ステップＳ２８）。
【００６０】
絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊が求められると、絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊に対応するカラー情報が酸素飽和度画像生成部６４のＣＭ６４ａから特定される。特定されたカラー情報は、プロセッサ装置１２内のＲＡＭ（図示省略）に記憶される（ステップＳ３０）。
【００６１】
そして、カラー情報がＲＡＭに記憶されると、血管領域内の全ての画素について、上述した手順で、絶対値血管深さ情報Ｕａｂ＊および絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊を求めるとともに、絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂ＊に対応するカラー情報を特定する（ステップＳ３２）。
【００６２】
そして、血管領域内の全ての画素について絶対値酸素飽和度情報と対応するカラー情報が得られると、酸素飽和度画像生成部６４は、フレームメモリ５６から広帯域画像データを読み出し、この広帯域画像データに対して、ＲＡＭに記憶されたカラー情報を反映させることにより、擬似カラー画像である絶対値酸素飽和度画像データを生成する。生成された絶対値酸素飽和度画像データは、再度フレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ３４）。
【００６３】
そして、表示制御回路５８は、フレームメモリ５６から広帯域画像データ、および絶対値酸素飽和度画像データを読み出し、これら読み出した画像データに基づいて、絶対値酸素飽和度画像をモニタ１４に表示する（ステップＳ３６）。
【００６４】
表示された絶対値酸素飽和度画像に対して、基準値領域設定部２１０は、操作者がコンソール２３のポインティングデバイス（例えば、マウス）によって、酸素飽和度の基準値を算出する基準値領域を設定することができるように、メッセージ等をモニタ１４に表示する。次に、操作者のポインティングデバイスの操作により、基準値領域が設定される（ステップＳ３８）。基準値領域としては、例えば、非病変部分の領域等が挙げられる。なお、メッセージ等を表示することなく、絶対値酸素飽和度画像が表示されたら、いつでも基準値領域が設定可能にしてもよい。
【００６５】
基準値領域が設定されると、相対値画像生成部２００は、基準値領域設定部２１０により設定された基準値領域内の画像データ（第２画像データ）の、絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂの平均値を算出し、基準値酸素飽和度情報Ｖａｖを生成する（ステップＳ４０）。相対値画像生成部２００は、血管領域内全ての画素の絶対値酸素飽和度情報Ｖａｂと、基準値酸素飽和度情報Ｖａｖとの差分を算出し、血管領域内全ての画素の相対値酸素飽和度情報Ｖｒを生成する（ステップＳ４２）。
【００６６】
相対値酸素飽和度情報Ｖｒが生成されると、血管領域内全ての画素の相対値酸素飽和度情報Ｖｒに対応するカラー情報が相対値画像生成部２００のＣＭ２００ａから特定される。特定されたカラー情報は、プロセッサ装置１２内のＲＡＭ（図示省略）に記憶される（ステップＳ４４）。
【００６７】
そして、相対値画像生成部２００は、フレームメモリ５６から広帯域画像データを読み出し、この広帯域画像データに対して、ＲＡＭに記憶されたカラー情報を反映させることにより、擬似カラー画像である相対値酸素飽和度画像データを生成する。生成された相対値酸素飽和度画像データは、再度フレームメモリ５６に記憶される（ステップＳ４６）。
【００６８】
そして、表示制御回路５８は、フレームメモリ５６から広帯域画像データ、絶対値酸素飽和度画像データ、および相対値酸素飽和度画像データを読み出し、これら読み出した画像データに基づいて、図８に示すような広帯域画像７２、絶対値酸素飽和度画像７３、および相対値酸素飽和度画像７４をモニタ１４に表示する（ステップＳ４８）。図８に示すモニタ１４では、通常光画像である広帯域画像７２と、絶対値酸素飽和度画像７３が同時に並列表示され、画像切替ＳＷ６８によって表示画像が切り替えられると（ステップＳ５０）、通常光画像である広帯域画像７２と、相対値酸素飽和度画像７４とが同時に並列表示される（ステップＳ５２）。なお、絶対値酸素飽和度画像７３と、相対値酸素飽和度画像７４とは、操作者によって任意に切り替えることができる。また、図９に示すモニタ１４のように、広帯域画像７２、絶対値酸素飽和度画像７３、および相対値酸素飽和度画像７４の３つの画像が同時に並列表示されてもよい。
【００６９】
本発明の第２実施形態は、図２に示す上述の第１実施形態の電子内視鏡システムと比べ、絶対値血管深さ情報を用いて、血管領域内の全ての画素について、表層血管領域（微細血管領域）か、非表層血管領域（中層血管、深層血管）であるかを判別し、非表層血管領域を自動的に基準値領域とするものであり、基本的に同様の構成を有するものである。よって、同様の構成要素には同一の符号を付し、図示およびその詳細な説明は省略する。
【００７０】
第２実施形態の電子内視鏡システムの動作は、第１実施形態の電子内視鏡システムの場合とほぼ同様であるから、繰り返しの説明は省略し、異なる部分である図１１および図１２に示すフローチャートの、ステップＳ１０およびＳ３８について説明する。
本発明の第２実施形態では、ステップＳ１０において、操作者のコンソール２３の操作によって、特殊光画像モードに切り替えられると、自動的にフリーズ操作がされるか（静止画）、あるいは、画像の出力を動画とする場合には、ＣＣＤ４４からの出力が順次、リアルタイム処理される。
【００７１】
ステップＳ３８では、基準値領域設定部２１０がステップＳ３２で取得した、血管領域内の全ての画素についての絶対値血管深さ情報を用いて、血管領域内の全ての画素について、表層血管領域か、非表層血管領域（中層血管、深層血管）であるかを判別し、非表層血管領域を自動的に基準値領域とする。ここで、基準値領域は、非表層血管領域全域でもよいし、非表層血管領域の中の所定位置および所定サイズの領域でもよい。
各画素が表層血管領域であるか否かは、波長４０５ｎｍと４７３ｎｍの２画像における画像信号の比を用いて判別することができる。つまり、表層の微細血管ならば、画素値の比Ｓ（４０５）／Ｓ（４７３）が小さくなる性質があるため、閾値処理により当該比が大きい領域を選択することで、非表層血管領域（中層血管、深層血管）を判別することができる。ここで、表層血管領域（微細血管領域）とは、対象とする消化管粘膜表層に存在する、太さ１０〜２０μｍ程度の血管部分をいう。また、非表層血管領域は、表層血管領域以外の領域、すなわち、中層血管および深層血管の領域をいう。なお、中層血管は直径２０〜１００μｍ程度、深層血管は、直径１００μｍ以上のものをいう。
【００７２】
その後、第１実施形態と同様に、基準値酸素飽和度情報が取得され、絶対値酸素飽和度情報と基準値酸素飽和度情報との差分から相対値酸素飽和度情報が取得されて、相対値酸素飽和度画像が生成される。
このように、第２実施形態では非表層血管領域を自動的に基準値領域とすることで、操作者による基準値領域の設定を不要とすることができる。
【００７３】
図１３は上述の第１および第２実施形態と異なる、本発明に係る電子内視鏡システム１１０の構成を表す第３実施形態のブロック図である。
電子内視鏡システム１１０は、図２に示す本発明の第２実施形態の電子内視鏡システムと比べ、照明光の光源に広帯域光源と光学フィルタを用いて、第２実施形態と波長の異なる３つの狭帯域光を発生させるものであり、基本的に同様の構成を有するものである。よって、同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７４】
フィルタ切替部２０２は、光学フィルタを切り替えるものであり、広帯域光源３０から発せられた広帯域光ＢＢが、集光レンズ３９により集光されて入射される。フィルタ切替部２０２は、光学フィルタを切り替えることで第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３を発生させ、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３および広帯域光ＢＢを切り替える。電子内視鏡システム１１０では、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３として、それぞれ、中心波長が５４０ｎｍ、５６０ｎｍ、５００ｎｍの狭帯域光を用いる。
【００７５】
光学フィルタは、例えば図１４に示すようなロータリーフィルタ１３０を用いることができる。ロータリーフィルタ１３０は、広帯域光源３０からの広帯域光ＢＢをそのまま透過させる広帯域光透過領域１３１と、広帯域光ＢＢのうち第１狭帯域光Ｎ１を透過させる第１狭帯域光透過領域１３２と、広帯域光ＢＢのうち第２狭帯域光Ｎ２を透過させる第２狭帯域光透過領域１３３と、広帯域光ＢＢのうち第３狭帯域光Ｎ３を透過させる第３狭帯域光透過領域１３４とを備えている。ロータリーフィルタ１３０は回転自在であり、広帯域光ＢＢを発生させるときには広帯域光透過領域１３１が、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３いずれかの光を発生させるときにはその光に対応する第１〜第３狭帯域光透過領域１３２〜１３４が、広帯域光源３０の光軸上にセットされるように、ロータリーフィルタ１３０を回転させる。
【００７６】
第３実施形態の電子内視鏡システム１１０の動作は、第２実施形態の電子内視鏡システムの場合と基本的に同様であるから、繰り返しの説明は省略し、異なる部分である図１１および図１２に示すフローチャートのステップＳ２６以降について説明する。
【００７７】
本発明の第３実施形態では、ステップＳ２６に代わり、輝度比算出部６０で第３輝度比Ｓ３＊／Ｓ１＊が算出される。
第３輝度比Ｓ３＊／Ｓ１＊は、波長５００ｎｍと５４０ｎｍの２画像における画像信号の所定画素の比であり、中層以深の太い血管ならば、画素値の比Ｓ（５００）／Ｓ（５４０）が特に小さくなる性質がある。なお、太い血管とは、対象とする消化管粘膜の中層以深（深さ１００μｍ以上）に存在する太さ１００μｍ以上の血管をいう。
基準値領域設定部２１０が、血管領域内の全ての画素について、第３輝度比の閾値処理を行って、当該比が小さい領域を判別する。つまり、太い血管（深層血管）領域であるかを判別する。次に、血管領域内のうち、該太い血管領域を自動的に基準値領域とする。ここで、基準値領域は、太い血管領域全域でもよいし、太い血管領域の中の所定位置および所定サイズの領域でもよい。
【００７８】
次に、輝度比算出部６０で基準値領域に設定された太い血管領域内について、第４輝度比Ｓ１＊／Ｓ２＊が算出される。第４輝度比Ｓ１＊／Ｓ２＊は、波長５４０ｎｍと５６０ｎｍの２画像における画像信号の所定画素の比であり、酸素飽和度が大きいほど、画素値の比Ｓ（５４０）／Ｓ（５６０）が大きくなる。
【００７９】
太い血管領域は動脈か静脈のいずれかであり、正常な状態であれば、それぞれ典型的に酸素飽和度は１００％、７０％程度になることが知られている。そこで、基準値領域内の第４輝度比の分布を求め、上位２０％の平均値を酸素飽和度１００％に、下位２０％の平均値を酸素飽和度７０％に割り当て、それぞれ、第１基準値酸素飽和度情報、および第２基準値酸素飽和度情報とする。すると、動脈は第１基準値酸素飽和度情報を基準として相対値で表され、静脈は第２基準値酸素飽和度情報を基準として相対値で表される。また、動脈と静脈以外の部分は、例えば、第１基準値酸素飽和度情報と第２基準値酸素飽和度情報の値の間を等間隔で分割して相対値を割り当てることで、血管領域全体の相対値酸素飽和度画像を生成することができる。
【００８０】
図１５は上述の第１〜第３実施形態と異なる、本発明に係る電子内視鏡システム１２０の構成を表す第４実施形態のブロック図である。
電子内視鏡システム１２０は、図２に示す本発明の第１実施形態の電子内視鏡システムと比べ、広帯域光を直接体腔内に照射すること、および狭帯域光の代わりにＣＣＤのＲチャンネルとＧチャンネルの画像を用いることを除いて、基本的に同様の構成を有するものである。よって、同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８１】
血液濃度画像生成部２１２は、第１実施形態の酸素飽和度画像生成部６４と同様に、血液濃度に応じてカラー情報が割り当てられたカラーマップ２１２ａ（ＣＭ（Color Map））を備えている。血液濃度画像生成部２１２は、カラーマップ２１２ａから輝度比算出部６０で算出された信号比Ｇ／Ｒ（絶対値血液濃度情報）に対応するカラー情報を特定する。
【００８２】
血液濃度画像生成部２１２は、血管領域内の全ての画素についてカラー情報が特定されると、フレームメモリ５６から広帯域画像データを読み出し、読み出された広帯域光画像データに対してカラー情報を反映させる。これにより、絶対値血液濃度の情報が反映された絶対値血液濃度画像データが生成される。
【００８３】
第４実施形態の電子内視鏡システム１２０の動作は、広帯域光を直接体腔内に照射すること、および狭帯域光の代わりにＣＣＤのＲチャンネルとＧチャンネルの画像を用いることを除いて、基本的に第１実施形態の電子内視鏡システムの場合と同様であるから、繰り返しの説明は省略して説明する。
【００８４】
本発明の第４実施形態では、広帯域光源３０から出射された広帯域光が体腔内に照射され、操作者のコンソール２３の操作により、静止画を取得するフリーズ操作が行われ、第１実施形態の通常光画像モードと同様の、広帯域画像信号が取得される。
輝度比算出部６０では、取得された広帯域画像信号の撮像信号Ｇ、および撮像信号Ｒの画素値の比である信号比Ｇ／Ｒが算出される。信号比Ｇ／Ｒは、絶対値血液濃度情報であり、第１実施形態の絶対値酸素飽和度情報に相当する。つまり、撮像信号Ｇおよび撮像信号Ｒによる画像データは、それぞれ第１実施形態の第１、第２狭帯域画像データに相当する。
ここで、信号比Ｇ／Ｒは、ＣＣＤ４４のＲチャンネルとＧチャンネルの２画像における画像信号の比であり、血液が濃くなると、つまり血中ヘモグロビン濃度が濃くなると、信号比Ｇ／Ｒは小さくなる性質がある。なお、絶対値血液濃度情報は、信号比Ｇ／Ｒだけでなく、信号比Ｇ／Ｒの対数でもよい。
【００８５】
その後、第１実施形態と同様に、血液濃度画像生成部２１２により絶対値血液濃度画像データが生成される。そして、操作者によってコンソール２３が操作されて、基準値領域設定部２１０により基準値領域が設定され、基準値領域内の絶対値血液濃度情報の平均値から、基準値血液濃度情報が生成される。また、血管領域内の全ての絶対値血液濃度情報と基準値血液濃度情報との差分が算出され、相対値血液濃度情報が生成されて、擬似カラー画像である相対値血液濃度画像を生成することができる。
【００８６】
上述のように、本発明の第１実施形態によれば、操作者の入力に応じて酸素飽和度の擬似カラー表示を絶対値表示と相対値表示とで、任意に切り替えることができる。また、本発明の第２実施形態によれば、自動的に非表層血管領域を判別し基準値領域として、相対値の酸素飽和度の擬似カラー表示をすることができる。さらに、本発明の第３実施形態によれば、太い血管領域を判別し、太い血管領域の相対値の酸素飽和度を擬似カラー表示することで、動脈と静脈を容易に判別することができる。また、本発明の第４実施形態によれば、操作者の入力に応じて血液濃度の擬似カラー表示を絶対値表示と相対値表示とで、任意に切り替えることができる。このように相対値表示を行うことで、酸素飽和度および血液濃度のロバスト性を向上させることができる。
【００８７】
なお、上記第１、第２実施形態では、第１〜第３狭帯域光源を用いて血管深さおよび酸素飽和度を求めたが、さらに波長が５３２ｎｍ近傍（例えば５３０±１０ｎｍ）に制限された第４狭帯域光Ｎ４を発生する第４狭帯域光源を追加し、第１〜第４狭帯域光Ｎ１〜Ｎ４の照射によって第１〜第４狭帯域画像データを生成し、これら画像データに基づいて血管深さおよび酸素飽和度を求めてもよい。なお、光は波長が長くなるほど被写体組織の深い層に到達する性質を有するため、第２狭帯域光Ｎ２よりも波長が長い第４狭帯域光Ｎ４を用いることで、更に深い位置にある血管に関する情報を得ることができる。
【００８８】
この場合、輝度比算出部６０は、第１〜第４狭帯域画像データから血管領域を特定する。そして、第１実施形態と同様に、第１および第２輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３を求めるとともに、第１および第４狭帯域画像データ間の第３輝度比Ｓ４／Ｓ３を求める。ここで、Ｓ４は、第４狭帯域画像データの画素の輝度値を表している。そして、血管深さ−酸素飽和度算出部６２は、予め実験等により得られた第１〜第３輝度比Ｓ１／Ｓ３，Ｓ２／Ｓ３，Ｓ４／Ｓ３と血管深さおよび酸素飽和度との相関関係に基づき、第１実施形態と同様の手順で、輝度比算出部６０で算出した第１〜第３輝度比に対応する血管深さ情報および酸素飽和度情報を求める。
【００８９】
また、第１〜第４狭帯域光Ｎ１〜Ｎ４の照射毎に撮像を行なうのではなく、第１〜第４狭帯域光Ｎ１〜Ｎ４のいずれかを合成した光を照射して撮像することにより、撮像信号のフレーム数を減らしてもよい。例えば、まず、最初に第１狭帯域光Ｎ１と第４狭帯域光Ｎ４とを同時に体腔内に照射して撮像する。その後に、第２狭帯域光Ｎ２と第３狭帯域光Ｎ３とを同時に体腔内に照射して撮像をする。これにより、合計２フレームの撮像信号が得られる。
【００９０】
最初の撮像で得られる撮像信号は、以下に示すような輝度値を有する撮像信号Ｂ１と撮像信号Ｇ１である。また、次の撮像により得られる撮像信号は、以下のような輝度値を有する撮像信号Ｂ２と撮像信号Ｇ２である。
撮像信号Ｂ１＝第１狭帯域光Ｎ１による輝度値Ｌ１＋第４狭帯域光Ｎ４による輝度値Ｌ４
撮像信号Ｇ１＝第４狭帯域光Ｎ４による輝度値Ｌ４
撮像信号Ｂ２＝第２狭帯域光Ｎ２による輝度値Ｌ２＋第３狭帯域光Ｎ３による輝度値Ｌ３
撮像信号Ｇ２＝第２狭帯域光Ｎ２による輝度値Ｌ２
【００９１】
ここで、輝度値Ｌ２のみ有する撮像信号Ｇ２から第２狭帯域画像データが、輝度値Ｌ４のみ有する撮像信号Ｇ１から第４狭帯域画像データが生成される。また、Ｂ１−（定数）×Ｇ１の演算により、撮像信号Ｂ１から輝度値Ｌ４を分離することで、第１狭帯域画像データが生成される。ここで、「定数」は第１狭帯域光Ｎ１と第４狭帯域光Ｎ４の強度比から決められる。さらに、Ｂ２−（定数）×Ｇ２の演算により、撮像信号Ｂ２から輝度値Ｌ３を分離することで、第２狭帯域画像データが生成される。ここで、「定数」は第２狭帯域光Ｎ２と第３狭帯域光Ｎ３の強度比から決められる。
【００９２】
なお、上述の第１、第４実施形態では、絶対値酸素飽和度画像または絶対値血液濃度画像が一旦表示された後に基準値領域が操作者により設定されたが、絶対値酸素飽和度画像または絶対値血液濃度画像が表示される前に、広帯域画像上で基準値領域が操作者により設定されるようにしてもよい。また、第２実施形態では、広帯域画像の次に絶対値酸素飽和度画像が表示され、その後相対値酸素飽和度画像が表示されるのではなく、広帯域画像の次に相対値酸素飽和度画像が表示されてもよい。
【００９３】
また、第１、第２実施形態では、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３の発生に第１〜第３狭帯域光源を用いたが、第３実施形態と同様に、第１〜第３狭帯域光源を設置せず、図１４に示すロータリーフィルタ１３０を設けて、第１〜第３狭帯域光Ｎ１〜Ｎ３を発生させてもよい。
【００９４】
なお、本発明は、挿入部等を有する挿入型の電子内視鏡の他、ＣＣＤなどの撮像素子等をカプセルに内蔵させたカプセル型の電子内視鏡に対しても適用することができる。
【００９５】
以上、本発明の電子内視鏡システム、電子内視鏡用のプロセッサ装置、および血管情報取得方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。
【符号の説明】
【００９６】
１０，１１０，１２０ 電子内視鏡システム
１１ 電子内視鏡
１２ プロセッサ装置
１３ 光源装置
１４ モニタ
１６ 挿入部
１６ａ 先端部
１７ 操作部
１８ ユニバーサルコード
１９ 湾曲部
２１ アングルノブ
２３ コンソール
２４ コネクタ
３０ 広帯域光源
３１ シャッター
３２ シャッター駆動部
３３〜３５ 第１〜第３狭帯域光源
３３ａ〜３５ａ 第１〜第３狭帯域用光ファイバ
３６ カプラー
３７ 光源切替部
３９ 集光レンズ
４０ 広帯域用光ファイバ
４３ ライトガイド
４４ ＣＣＤ
４４ａ 撮像面
４５ アナログ処理回路（ＡＦＥ）
４６ 撮像制御部
４８ 照射レンズ
４９ 照明窓
５０ 観察窓
５１ 集光レンズ
５２，５３，５４ 分光透過率
５５ デジタル信号処理部（ＤＳＰ）
５６ フレームメモリ
５７ 血管画像生成部
５８ 表示制御回路
５９ コントローラー
６０ 輝度比算出部
６１ 相関関係記憶部
６２ 血管深さ−酸素飽和度算出部
６４ 酸素飽和度画像生成部
６４ａ，２００ａ，２１２ａ カラーマップ
６６ 輝度座標系
６７ 血管情報座標系
６８ 画像切替ＳＷ
７０ 還元ヘモグロビン
７１ 酸化ヘモグロビン
７２ 広帯域画像
７３ 絶対値酸素飽和度画像
７４ 相対値酸素飽和度画像
７５，７６，７７，８０，８１，８２，８５ 血管画像
１３０ ロータリーフィルタ
１３１ 広帯域光透過領域
１３２ 第１狭帯域光透過領域
１３３ 第２狭帯域光透過領域
１３４ 第３狭帯域光透過領域
２００ 相対画像生成部
２０２ フィルタ切替部
２１０ 基準値領域設定部
２１２ 血液濃度画像生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、
前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する電子内視鏡と、
前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、
前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、
前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、
前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、
前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、
前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項２】
前記画像生成手段は、さらに、前記血管情報生成手段により生成される血管情報から、該血管情報の絶対値を疑似カラーで表す絶対値血管情報画像を生成するものであり、
当該電子内視鏡システムは、さらに、前記絶対値血管情報画像と前記相対値血管情報画像とを切り換える画像切換手段を備え、
前記画像表示手段は、前記画像切換手段により切り換えられる前記絶対値血管情報画像および前記相対値血管情報画像の一方を表示することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡システム。
【請求項３】
前記撮像信号は、波長帯域の異なる第１および第２狭帯域光に対応する、第１および第２狭帯域信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子内視鏡システム。
【請求項４】
前記撮像信号は、さらに、前記第１および第２狭帯域光とは異なる波長領域を持つ第３狭帯域光に対応する第３狭帯域信号を含み、
前記血管情報は、前記血管中の血中ヘモグロビンの酸素飽和度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【請求項５】
前記第１および第２狭帯域光は、酸素と結合した酸化ヘモグロビンと結合していない還元ヘモグロビンに対して異なる吸光度を示し、かつ、酸素飽和度によって各ヘモグロビンのそれぞれに対する吸光度に差が生じるような波長を含んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記第１狭帯域光の波長領域は４４０±１０ｎｍであり、前記第２狭帯域光の波長領域は４７０±１０ｎｍであり、前記第３狭帯域光の波長領域は４００±１０ｎｍであることを特徴とする請求項４または５に記載の電子内視鏡システム。
【請求項７】
前記基準値領域設定手段は、第１および第３狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第１輝度比と、第２および第３狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第２輝度比とを算出し、さらに、前記第１輝度比と前記第２輝度比とから血管深さ情報を算出し、前記血管深さ情報から表層血管領域と非表層血管領域とを判別し、該非表層血管領域を前記基準値領域として設定するものであることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【請求項８】
前記第１狭帯域光の波長領域は５４０±１０ｎｍであり、前記第２狭帯域光の波長領域は５６０±１０ｎｍであり、前記第３狭帯域光の波長領域は５００±１０ｎｍであって、
前記基準値領域設定手段は、さらに、第３および第１狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第３輝度比を算出し、前記第３輝度比に基づき太い血管領域を判別し、該太い血管領域を前記基準値領域として設定し、該基準値領域内の第１および第２狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第４輝度比を算出し、
前記画像生成手段は、前記第４輝度比の分布に基づき相対値酸素飽和度画像を生成することを特徴とする請求項４または５に記載の電子内視鏡システム。
【請求項９】
前記撮像素子は、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の３色のカラーフィルタが設けられたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を有しており、
前記撮像信号は、Ｇ画素の撮像信号ＧとＲ画素の撮像信号Ｒとを含み、
前記血管情報は、血液濃度であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１０】
前記基準値領域設定手段は、該電子内視鏡システムの操作者により入力される、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を前記基準値領域として設定するものであることを特徴とする請求項１〜６、または９のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【請求項１１】
体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射して、前記被写体組織に照射される照明光の反射光を電子内視鏡の撮像素子で撮像することにより得られる、前記反射光の輝度を表す撮像信号を前記電子内視鏡から受信する受信手段と、
前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、
前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、
前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、
前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、
前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、
前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする電子内視鏡用のプロセッサ装置。
【請求項１２】
体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射ステップと、
前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を得る撮像ステップと、
前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成ステップと、
前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成ステップと、
前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定ステップと、
前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出ステップと、
前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出ステップと、
前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成ステップと、
前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示ステップとを有することを特徴とする血管情報取得方法。
【請求項１３】
体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、
前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する観察手段と、
前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、
前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、
前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、
前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、
前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、
前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする病理観察装置。
【請求項１４】
体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、
前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する観察手段と、
前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、
前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、
前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、
前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、
前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、
前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする病理顕微鏡装置。
【請求項１】
体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、
前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する電子内視鏡と、
前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、
前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、
前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、
前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、
前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、
前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする電子内視鏡システム。
【請求項２】
前記画像生成手段は、さらに、前記血管情報生成手段により生成される血管情報から、該血管情報の絶対値を疑似カラーで表す絶対値血管情報画像を生成するものであり、
当該電子内視鏡システムは、さらに、前記絶対値血管情報画像と前記相対値血管情報画像とを切り換える画像切換手段を備え、
前記画像表示手段は、前記画像切換手段により切り換えられる前記絶対値血管情報画像および前記相対値血管情報画像の一方を表示することを特徴とする請求項１に記載の電子内視鏡システム。
【請求項３】
前記撮像信号は、波長帯域の異なる第１および第２狭帯域光に対応する、第１および第２狭帯域信号であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子内視鏡システム。
【請求項４】
前記撮像信号は、さらに、前記第１および第２狭帯域光とは異なる波長領域を持つ第３狭帯域光に対応する第３狭帯域信号を含み、
前記血管情報は、前記血管中の血中ヘモグロビンの酸素飽和度であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【請求項５】
前記第１および第２狭帯域光は、酸素と結合した酸化ヘモグロビンと結合していない還元ヘモグロビンに対して異なる吸光度を示し、かつ、酸素飽和度によって各ヘモグロビンのそれぞれに対する吸光度に差が生じるような波長を含んでいることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記第１狭帯域光の波長領域は４４０±１０ｎｍであり、前記第２狭帯域光の波長領域は４７０±１０ｎｍであり、前記第３狭帯域光の波長領域は４００±１０ｎｍであることを特徴とする請求項４または５に記載の電子内視鏡システム。
【請求項７】
前記基準値領域設定手段は、第１および第３狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第１輝度比と、第２および第３狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第２輝度比とを算出し、さらに、前記第１輝度比と前記第２輝度比とから血管深さ情報を算出し、前記血管深さ情報から表層血管領域と非表層血管領域とを判別し、該非表層血管領域を前記基準値領域として設定するものであることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【請求項８】
前記第１狭帯域光の波長領域は５４０±１０ｎｍであり、前記第２狭帯域光の波長領域は５６０±１０ｎｍであり、前記第３狭帯域光の波長領域は５００±１０ｎｍであって、
前記基準値領域設定手段は、さらに、第３および第１狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第３輝度比を算出し、前記第３輝度比に基づき太い血管領域を判別し、該太い血管領域を前記基準値領域として設定し、該基準値領域内の第１および第２狭帯域信号に対応する、それぞれの前記第１画像データ間の第４輝度比を算出し、
前記画像生成手段は、前記第４輝度比の分布に基づき相対値酸素飽和度画像を生成することを特徴とする請求項４または５に記載の電子内視鏡システム。
【請求項９】
前記撮像素子は、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色の３色のカラーフィルタが設けられたＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を有しており、
前記撮像信号は、Ｇ画素の撮像信号ＧとＲ画素の撮像信号Ｒとを含み、
前記血管情報は、血液濃度であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子内視鏡システム。
【請求項１０】
前記基準値領域設定手段は、該電子内視鏡システムの操作者により入力される、前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を前記基準値領域として設定するものであることを特徴とする請求項１〜６、または９のいずれかに記載の電子内視鏡システム。
【請求項１１】
体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射して、前記被写体組織に照射される照明光の反射光を電子内視鏡の撮像素子で撮像することにより得られる、前記反射光の輝度を表す撮像信号を前記電子内視鏡から受信する受信手段と、
前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、
前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、
前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、
前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、
前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、
前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする電子内視鏡用のプロセッサ装置。
【請求項１２】
体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射ステップと、
前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を得る撮像ステップと、
前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成ステップと、
前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成ステップと、
前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定ステップと、
前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出ステップと、
前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出ステップと、
前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成ステップと、
前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示ステップとを有することを特徴とする血管情報取得方法。
【請求項１３】
体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、
前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する観察手段と、
前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、
前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、
前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、
前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、
前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、
前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする病理観察装置。
【請求項１４】
体腔内の血管を含む被写体組織に照明光を照射する照射手段と、
前記照射手段から前記被写体組織に照射される照明光の反射光を受光して該被写体組織の画像を撮像して、前記反射光の輝度を表す撮像信号を出力する撮像素子を有する観察手段と、
前記撮像信号から波長帯域の異なる複数の第１画像データを出力する第１画像データ生成手段と、
前記第１画像データから、前記血管に関する血管情報を生成する血管情報生成手段と、
前記電子内視鏡により撮像される画像内の所定の領域を基準値領域として設定する基準値領域設定手段と、
前記基準値領域設定手段により設定される基準値領域内の第２画像データに基づいて前記血管情報の基準値を算出し、基準値血管情報を取得する基準値血管情報算出手段と、
前記血管情報と前記基準値血管情報との差分から相対値血管情報を算出する相対値血管情報算出手段と、
前記相対値血管情報から、該血管情報の相対値を疑似カラーで表す相対値血管情報画像を生成する画像生成手段と、
前記画像生成手段により生成される相対値血管情報画像を表示する画像表示手段とを有することを特徴とする病理顕微鏡装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１９４０２８（Ｐ２０１１−１９４０２８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６４０４９（Ｐ２０１０−６４０４９）
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１９日（２０１０．３．１９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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