CN115209778A - 内窥镜系统及内窥镜系统的工作方法 - Google Patents

内窥镜系统及内窥镜系统的工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种内窥镜系统及内窥镜系统的工作方法，所述内窥镜系统中，通过1次的命令以适合比较或叠加的状态保存多种静止图像。在发出第1照明光的期间中，在至少1帧的期间与第1照明光切换而发出第2照明光。按每一帧获取拍摄由第1照明光或第2照明光照明的观察对象而获得的第1图像(96)或第2图像(95)。从在图像保存处理的处理开始操作时刻之前的预先设定期间获取的多个第1图像(96)及第2图像(95)中，将满足预先设定的选择条件的第1图像(96)及第2图像(95)分别至少各一个进行选择并保存。

Description

内窥镜系统及内窥镜系统的工作方法
技术领域
本发明涉及一种根据命令保存多种静止图像的内窥镜系统及内窥镜系统的工作方法。
背景技术
在医疗领域，广泛进行使用具备光源装置、内窥镜及处理器装置的内窥镜系统的诊断。在使用内窥镜系统的诊断中，有时通过对照明光等下工夫的图像增强观察(IEE，image enhanced endoscopy：图像增强内镜)，使用用内窥镜拍摄观察对象而获得的图像(以下，称为内窥镜图像)，获得与观察对象的表面结构或粘膜表层等相关的各种信息。
在使用IEE的诊断中，有时能够通过获取由多种照明光等获得的多种图像，并详细地比较或叠加这些图像来进行适当的诊断。作为使用由通过白色光观察获得的正常图像及通过IEE获得的图像等构成的多种图像的技术，公开了一种内窥镜系统等，其在表示装置上并列显示氧饱和度观察动态图像、正常观察动态图像及血管增强观察动态图像，当在动态图像显示中操作冻结按钮时，在设定曝光条件后将各观察动态图像作为静止图像而保存(专利文献1)。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-188364号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
在现有技术中，从在动态图像显示中通过操作冻结按钮来命令保存静止图像的时点，例如追溯到过去一定期间，选择并保存模糊少的多种静止图像。在多个照明光中，例如，通过对基于用于强调观察对象的表层血管等的照明光的图像和基于用于强调相同的观察对象的中深层血管等的照明光的图像这2种图像进行比较，可获得与观察对象的深度方向相关的信息，因此在对病变的范围进行诊断时等是有效的。
为了保存与多个照明光对应的多种静止图像，例如，如现有技术那样，通过切换照明光按每个照明光进行静止图像的保存并保存各种静止图像。在反复切换多个照明光的同时对观察对象进行观察并拍摄的情况下，由于光过敏等问题，优选尽可能延长用于观察的照明光的切换周期。然而，在该情况下，需要选择在进行静止图像获取命令时没有用于观察的照明光的图像，照明光的切换周期越长，所保存的多种图像之间的时间差越大。所保存的多种图像之间的时间差越大，由于观察对象的移动等，图像之间的位置较大偏离的可能性越高，可能会保存不适合于比较或叠加的静止图像。
另一方面，为了减小所保存的多种图像之间的时间差，可以考虑缩短多种照明光的切换周期，以缩短各照明光的照明时间。然而，该方法可能发生光闪烁或光过敏的问题，成为与图像之间的时间差的权衡。
并且，在专利文献1中，除了上述以外，根据规定的顺序自动切换多种照明光，并且在显示器上同时显示与各照明光对应的动态图像。在该情况下，作为1个照明光，与不切换照明光的情况相比，帧速率成为一半以下，例如，有时难以通过多种图像之间的比较或叠加来诊断可能移动的观察对象。
鉴于上述实际情况，本发明的目的在于提供一种内窥镜系统及内窥镜系统的工作方法，所述内窥镜系统中，将多种静止图像按照1次命令以适合比较或叠加的状态保存。
用于解决技术课题的手段
本发明为一种内窥镜系统，具备光源用处理器和图像用处理器。光源用处理器进行如下控制：在发出多个半导体光源的光强度比的组合相互不同的多个照明光中的第1照明光的第1期间中，在至少1帧的期间与第1照明光切换而发出组合与第1照明光相互不同的第2照明光。图像用处理器按每一帧获取拍摄由第1照明光或第2照明光照明的观察对象而获得的第1图像或第2图像，进行保存第1图像及第2图像的图像保存处理，当进行了用于开始图像保存处理的处理开始操作时，从在处理开始操作时刻之前的预先设定期间获取的多个第1图像及多个第2图像中，将满足预先设定的选择条件的第1图像及第2图像分别至少各一个进行选择并保存。
优选选择条件设为在所获取的多个第1图像及多个第2图像中模糊最少的第1图像或第2图像。
优选选择条件设为在从所获取的多个第1图像及多个第2图像中选择的第1图像和第2图像中位置偏移最少的第1图像及第2图像。
优选选择条件设为在从所获取的多个第1图像及多个第2图像中选择的第1图像和第2图像中获取时刻的差最小的第1图像及第2图像。
优选光源用处理器交替重复第1期间和发出第2照明光的第2期间，并且在发出第2照明光的期间中进行在至少1帧的期间与第2照明光切换而发出第1照明光的控制。
优选图像用处理器进行在显示器上显示所获取的第1图像和/或第2图像的控制，在第2期间中在显示器上至少显示第2图像。
优选图像用处理器进行在显示器上显示所获取的第1图像和/或第2图像的控制，在第1期间中在显示器上至少显示第1图像。
优选半导体光源包括第1半导体光源和第2半导体光源，所述第1半导体光源发出波段的中心波长为410±10nm且波长范围为420～500nm的第1窄带光，所述第2半导体光源发出波段的中心波长为450±10nm且波长范围为380～420nm的第2窄带光。
优选图像用处理器在赋予与所使用的照明光相关的信息的基础上保存第1图像及第2图像。
并且，本发明为一种内窥镜系统的工作方法，其具备发出相互不同的波段的光的多个半导体光源、光源用处理器及图像用处理器。光源用处理器进行如下控制：在发出多个半导体光源的光强度比的组合相互不同的多个照明光中的第1照明光的第1期间中，在至少1帧的期间与第1照明光切换而发出组合与第1照明光相互不同的第2照明光。图像用处理器按每一帧获取拍摄由第1照明光或第2照明光照明的观察对象而获得的第1图像或第2图像，进行保存第1图像及第2图像的图像保存处理，当进行了用于开始图像保存处理的处理开始操作时，从在处理开始操作时刻之前的预先设定期间获取的多个第1图像及多个第2图像中，将满足预先设定的选择条件的第1图像及第2图像分别至少各一个进行选择并保存。
发明效果
根据本发明，能够通过1次命令以适合比较或叠加的状态保存多种静止图像。
附图说明
图1是内窥镜系统的外观图。
图2是内窥镜的操作部的外观图。
图3是表示内窥镜系统的功能的框图。
图4是说明光源部所包含的4色LED的说明图。
图5是表示紫色光V、蓝色光B、绿色光G及红色光R的光谱的图表。
图6是表示第1照明光的光谱的图表。
图7是表示第2照明光的光谱的图表。
图8是说明第1特殊观察模式下的照明光的说明图。
图9是说明第2特殊观察模式下的照明光的说明图。
图10是说明多观察模式下的照明光的说明图。
图11是表示发光期间设定菜单的说明图。
图12是表示第1特殊观察图像的图像图。
图13是表示照明第1照明光时所获得的紫色及蓝色光图像和绿色及红色光图像的说明图。
图14是表示第2特殊观察图像的图像图。
图15是表示照明第2照明光时所获得的紫色及蓝色光图像和绿色及红色光图像的说明图。
图16是说明第1特殊观察模式下的静止图像的保存的一例的说明图。
图17是说明第1特殊观察模式下的静止图像的保存的另一例的说明图。
图18是说明多观察模式下的静止图像的保存的例子的说明图。
图19是说明在第1特殊观察模式下显示于显示器上的图像的说明图。
图20是说明在多观察模式下显示于显示器上的图像的说明图。
图21是表示第1特殊观察模式下的静止图像的保存的一连串的流程的流程图。
具体实施方式
在图1中，内窥镜系统10具有内窥镜12、光源装置14、处理器装置16、显示器18及键盘19。内窥镜12与光源装置14光学连接，且与处理器装置16电连接。内窥镜12具有插入于观察对象的体内的插入部12a、设置于插入部12a的基端部分的操作部12b以及设置于插入部12a的前端侧的弯曲部12c及前端部12d。弯曲部12c通过操作操作部12b的弯角钮12e(参考图2)来进行弯曲动作。前端部12d通过弯曲部12c的弯曲动作而朝向所期望的方向。
如图2所示，操作部12b除了弯角钮12e以外还具有用于观察模式的切换操作的模式切换开关12g、用于变更摄像倍率的变焦操作部12h及进行静止图像获取命令的静止图像获取命令部12f。另外，观察模式的切换操作、变焦操作、或静止图像获取命令可以设为除了使用模式切换开关12g、或静止图像获取命令部12f的观测器开关以外，还使用键盘19、或脚踏开关(未图示)等的操作或命令。
内窥镜系统10具有正常观察模式、特殊观察模式及多观察模式这3个模式。正常观察模式是在显示器18上显示正常观察图像(以下称为正常图像)的模式，所述正常观察图像为作为照明光使用白色光拍摄观察对象而获得的自然色彩的图像。特殊观察模式包括第1特殊观察模式和第2特殊观察模式。第1特殊观察模式是在显示器18上显示强调表层血管等表层信息的第1特殊观察图像(以下称为第1图像)的模式，第2特殊观察模式是在显示器18上显示强调深层血管等深层信息的第2特殊观察图像(以下称为第2图像)的模式。多观察模式是自动切换第1特殊观察模式和第2特殊观察模式的模式。
处理器装置16与显示器18及键盘19电连接。显示器18输出并显示正常图像、第1图像、第2图像和/或这些图像所附带的信息等。键盘19作为接受功能设定等的输入操作的用户界面而发挥作用。另外，在处理器装置16中也可以连接记录图像或图像信息等的外置记录部(省略图示)。
在图3中，光源装置14是发出向观察对象照射的照明光的装置，具备光源部20和控制光源部20的光源用处理器21。光源部20例如由多色LED(Light Emitting Diode，发光二极管)等半导体光源、激光二极管与荧光体的组合、或氙气灯、卤素光源构成。并且，光源部20包括用于调整由LED等发射的光的波段的滤光器等。光源用处理器21通过各LED等的开/关、各LED等的驱动电流和驱动电压的调整来控制照明光的光量。并且，光源用处理器21通过滤光器的变更等来控制照明光的波段。
如图4所示，在本实施方式中，光源部20具有V-LED(Vio0et Light EmittingDiode：紫色发光二极管)20a、B-LED(Blue Light Emitting Diode：蓝色发光二极管)20b、G-LED(Green Light Emitting Diode：绿色发光二极管)20c及R-LED(Red Light EmittingDiode：红色发光二极管)20d这4种颜色的LED。
如图5所示，V-LED20a产生中心波长410±10nm、波长范围380～420nm的紫色光V。B-LED20b产生中心波长450±10nm、波长范围420～500nm的蓝色光B。G-LED20c产生波长范围达到480～600nm的绿色光G。R-LED20d产生中心波长620～630nm且波长范围达到600～650nm的红色光R。另外，在本说明书中，“～”记号表示包括前后的数值的范围，例如，“420～500nm”是指“420nm以上且500nm以下”。
光源用处理器21控制V-LED20a、B-LED20b、G-LED20e及R-LED20d。当为正常观察模式时，光源用处理器21以发出紫色光V、蓝色光B、绿色光G及红色光R之间的光强度比的组合成为Vc∶Bc∶Gc∶Rc的正常光的方式，控制各LED20a～20d。
当为第1特殊观察模式时，光源用处理器21以发出紫色光V、蓝色光B、绿色光G及红色光R之间的光强度比的组合成为Vs1∶Bs1∶Gs1∶Rs1的第1照明光的方式，控制各LED20a～20d。第1照明光优选强调表层血管。因此，第1照明光优选使紫色光V的光强度大于蓝色光B的光强度。例如，如图6所示，将紫色光V的光强度Vs1与蓝色光B的光强度Bs1的比率设为“4∶1”。
另外，在本说明书中，光强度比的组合包括至少1个半导体光源的比率为0(零)的情况。因此，包括各半导体光源中的任一个或2个以上不点亮的情况。例如，如紫色光V、蓝色光B、绿色光G及红色光R之间的光强度比的组合为1∶0∶0∶0的情况那样，仅点亮半导体光源中的1个，且不点亮其他3个的情况下也具有光强度比，是光强度比的组合之一。
并且，当为第2特殊观察模式时，光源用处理器21以发出紫色光V、蓝色光B、绿色光G及红色光R之间的光强度比的组合成为Vs2：Bs2：Gs2：Rs2的第2照明光的方式，控制各LED20a～20d。第2照明光优选强调深层血管。因此，第2照明光优选使蓝色光B的光强度大于紫色光V的光强度。例如，如图7所示，将紫色光V的光强度Vs2与蓝色光B的光强度Bs2的比率设为“1∶3”。
在正常观察模式、第1特殊观察模式或第2特殊观察模式中，紫色光V、蓝色光B、绿色光G及红色光R的光强度比的组合、即照明光的种类相互不同。光源用处理器21进行如下控制：在发出特定种类的照明光，例如第1照明光的第1期间中，在至少1帧的期间与第1照明光切换而发出光强度比的组合与第1照明光相互不同的照明光例如第2照明光。例如，进行如下控制：在发出第2照明光的第2期间中，在至少1帧的期间与第2照明光切换而发出光强度比的组合与第2照明光相互不同的照明光例如第1照明光。光源用处理器21在发出特定种类的照明光的期间中切换其他种类的照明光而发光时，只要是至少1帧的期间则可以在任何时点切换为其他种类的照明光，也可以控制成根据预先设定的周期周期性地发出其他种类的照明光。另外，由于发出特定种类的照明光的期间中是连续发出特定种类的照明光的期间，因此可以在发出特定种类的照明光的期间中切换其他种类的照明光而发光后，再次发出特定种类的照明光。
另外，“帧”是指，用于控制拍摄观察对象的摄像传感器45(参考图3)的单位，例如，“1帧”是指，至少包含由来自观察对象的光曝光摄像传感器45的曝光期间和读出图像信号的读取期间的期间。在本实施方式中，与作为拍摄的单位的“帧”对应地分别定义第1期间或第2期间。
在特殊观察模式中，具体说明通过光源用处理器21进行的如上所述的第1期间中的发光控制或第2期间中的发光控制，如图8所示，连续发出第1照明光的第1期间中，以相对于5帧的第1照明光发光期间71的1帧的第2照明光发光期间72的周期与第1照明光切换而发出第2照明光，并重复该周期。或者，如图9所示，在连续发出第2照明光的第2期间中，以相对于5帧的第2照明光发光期间73的1帧的第1照明光发光期间74的周期，与第2照明光切换而发出第1照明光，并重复该周期。另外，在图中，为了避免图变得复杂而只对一部分附加符号。
当设置为多观察模式时，光源用处理器21交替重复连续发出特定种类的照明光，例如第1照明光的第1期间与连续发出第2照明光的第2期间。在多观察模式中，光源用处理器21例如进行在第1期间中，在至少1帧的期间与第1照明光切换而发出第2照明光的控制，并且进行在第2期间中在至少1帧的期间与第2照明光切换而发出第1照明光的控制。
具体说明基于光源用处理器21的多观察模式下的发光控制，如图10所示，连续发出第1照明光的第1期间75中，以相对于5帧的第1照明光发光期间71的1帧的第2照明光发光期间72的周期与第1照明光切换而发出第2照明光，并在第1期间75中重复该周期。然后，在连续发出第2照明光的第2期间76中，以相对于5帧的第2照明光发光期间73的1帧的第1照明光发光期间74的周期，与第2照明光切换而发出第1照明光，并在第2期间76中重复该周期。然后，返回到再次连续发出第1照明光的第1期间75，并交替重复第1期间75和第2期间。在本实施方式中，第1期间75和第2期间76分别为20帧。
作为第1照明光的发光期间的第1期间和作为第2照明光的发光期间的第2期间能够根据连接于光源用处理器21的发光期间设定部22而适当地变更。若通过键盘19的操作而接收发光期间的变更操作，则发光期间设定部22将如图11所示的发光期间设定菜单显示于显示器18上。第1期间例如能够在2帧至60帧之间进行变更，对于各发光期间，分配到滑杆81a上。第2期间例如也能够在2帧至60帧之间进行变更，对于各发光期间，分配到滑杆81b上。
在变更第1期间的情况下，通过操作键盘19而在示出滑杆81a上的希望变更的发光期间的位置对准滑块82a，从而第1期间被变更。对于第2期间，也通过操作键盘19而在示出滑杆81b上的希望变更的发光期间的位置对准滑块82b，从而第2期间被变更。另外，滑杆81b例如也从被分配2帧至60帧的发光期间。在本实施方式中，在多观察模式中，第1期间通过滑杆81a分配20帧的发光期间，第2期间通过滑杆81b分配20帧的发光期间。
各LED20a～20e发出的光经由由反射镜、透镜等构成的光路耦合部(未图示)入射到光导件41。光导件41内置于内窥镜12及通用塞绳(连接内窥镜12与光源装置14及处理器装置16的塞绳)。光导件41将来自光路耦合部的光传播到内窥镜12的前端部12d。
在内窥镜12的前端部12d设置有照明光学系统30a及摄像光学系统30b。照明光学系统30a具有照明透镜42，通过光导件41传播的照明光经由照明透镜42照射到观察对象。摄像光学系统30b具有物镜43、变焦透镜44及摄像传感器45。来自观察对象的反射光、散射光及荧光等各种光经由物镜43及变焦透镜44入射到摄像传感器45。由此，观察对象的图像成像在摄像传感器45中。变焦透镜44通过操作变焦操作部12h而在望远端与广角端之间自由移动，并且放大或缩小在摄像传感器45上成像的观察对象。
摄像传感器45是按每个像素设置有R(红色)、G(绿色)或B(蓝色)的滤色器中的任一个的彩色摄像传感器，拍摄观察对象并输出RGB各色的图像信号。作为摄像传感器45，能够利用CCD(Charge Coupled Device：电荷耦合元件)摄像传感器或CMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)摄像传感器。并且，代替设置有原色的滤色器的摄像传感器45，可以使用具备C(青色)、M(品红色)、Y(黄色)及G(绿色)的补色滤波器的补色摄像传感器。当使用补色摄像传感器时，输出CMYG这4种颜色的图像信号。因此，通过补色-原色颜色转换，将CMYG这4种颜色的图像信号转换为RGB这3种颜色的图像信号，从而能够获得与摄像传感器45相同的RGB图像信号。并且，代替摄像传感器45也可以使用没有设置滤色器的单色传感器。
摄像传感器45由摄像用处理器(未图示)驱动控制。通过摄像用处理器的控制根据各模式而不同。在正常观察模式中，摄像用处理器控制摄像传感器45以拍摄被正常光照射的观察对象。由此，从摄像传感器45的B像素输出Bc图像信号，从G像素输出Gc图像信号，从R像素输出Rc图像信号。在特殊观察模式或多观察模式中，摄像用处理器控制摄像传感器45以拍摄被特殊光照射的观察对象。由此，在第1特殊观察模式中，从摄像传感器45的B像素输出Bs1图像信号，从G像素输出Gs1图像信号，从R像素输出Rs1图像信号。同样地，在第2特殊观察模式中，从摄像传感器45的B像素输出Bs2图像信号，从G像素输出Gs2图像信号，从R像素输出Rs2图像信号。
CDS/AGC(Correlated Double Sampling(相关双采样)/Automatic Gain Control(自动增益控制))电路46对由摄像传感器45获得的模拟的图像信号进行相关双采样(CDS)或自动增益控制(AGC)。经过了CDS/AGC电路46的图像信号通过A/D(Analog/Digital：模拟/数字)变频器47转换为数字图像信号。A/D转换后的数字图像信号输入于处理器装置16。
在处理器装置16中，与图像保存处理等的处理相关的程序存储于程序用存储器(未图示)。在处理器装置16中，通过由图像用处理器构成的中央控制部62使程序用存储器内的程序动作，从而实现图像信号获取部51、DSP(Digital Signa]Processor：数字信号处理器)52、降噪部53、存储器54、信号处理部55、图像保存部56、图像保存控制部61、显示控制部57及视频信号生成部58的功能。并且，中央控制部62接收来自内窥镜12及光源装置14的信息，并根据接收到的信息，除了进行处理器装置16的各部的控制以外，还进行内窥镜12或光源装置14的控制。并且，还接收来自键盘19的命令等的信息。
图像信号获取部51获取从内窥镜12输入的内窥镜图像的数字图像信号。图像信号获取部51按每一帧获取拍摄通过各照明光照明的观察对象而得的图像信号。获取的图像信号被发送到DSP52。DSP52对接收的图像信号进行偏移处理、缺陷校正处理、去马赛克处理、线性矩阵处理、增益校正处理、伽马转换处理及YC转换处理等各种信号处理。在偏移处理中，从接收到的图像信号去除暗电流成分，并设定准确的零电平。在缺陷校正处理中，校正摄像传感器45的缺陷像素的信号。对缺陷校正处理之后的图像信号实施去马赛克处理(也称为各向同性化处理、同步化处理)，并通过插值生成各像素的缺失的颜色的信号。通过去马赛克处理，变得所有像素具有RGB各颜色的信号。
对去马赛克处理之后的各颜色的图像信号实施提高颜色再现性的线性矩阵处理。增益校正处理通过对去马赛克处理之后的各颜色的图像信号乘以特定的增益而调整各图像信号的信号电平。然后，通过伽马转换处理调整各图像信号的亮度或彩度。DSP52对伽马转换处理后的各图像信号实施YC转换处理，并将亮度信号Y和色差信号Cb及色差信号Cr输出到降噪部53。
降噪部53对通过DSP52实施伽马转换处理等的图像信号实施例如基于移动平均法和中值滤波法等的降噪处理。降低噪声的图像信号存储于存储器54。
信号处理部55从存储器54获取降噪后的图像信号。并且，根据需要对所获取的图像信号实施颜色转换处理、色彩强调处理及结构强调处理等信号处理，并生成拍摄有观察对象的彩色的内窥镜图像。颜色转换处理是通过3×3的矩阵处理、灰度转换处理及3维LUT(查找表)处理等对图像信号进行颜色的转换的处理。对颜色转换处理完毕的图像信号进行色彩强调处理。结构强调处理是强调例如血管和凹坑图案等观察对象中所包含的特定的组织和结构的处理，对色彩强调处理后的图像信号进行。
在信号处理部55中，在正常观察模式中，对所输入的1帧量的降噪后的图像信号实施正常图像用图像处理。正常图像用图像处理包括3×3的矩阵处理、灰度转换处理、三维LUT处理等颜色转换处理、色彩强调处理及空间频率强调等结构强调处理。被实施正常图像用图像处理的图像信号作为正常图像输入到图像保存部56。
在信号处理部55中，在特殊观察模式中，对在第1特殊观察模式或第2特殊观察模式中输入的1帧的降噪后的图像信号分别实施特殊图像用图像处理。特殊图像用图像处理包括3×3的矩阵处理、灰度转换处理、三维LUT处理等颜色转换处理、色彩强调处理、空间频率强调等结构强调处理。实施了特殊图像用图像处理的图像信号作为第1图像或第2图像输入到图像保存部56。
信号处理部55所生成的内窥镜图像在观察模式为正常观察模式时为正常观察图像，当观察模式为特殊观察模式时为特殊观察图像，因此颜色转换处理、色彩强调处理及结构强调处理的内容根据观察模式而不同。在正常观察模式的情况下，信号处理部55实施使观察对象呈自然的色彩的上述各种信号处理而生成正常观察图像。在特殊观察模式的情况下，信号处理部55例如实施强调观察对象的血管的上述各种信号处理而生成包含第1图像及第2图像的特殊观察图像。
半导体光源由于包括发出波段为中心波长410±10nm且波长范围420～500nm的紫色光V(第1窄带光)的第1半导体光源及发出波段为中心波长450±10nm且波长范围380～420nm的蓝色光B(第2窄带光)的第2半导体光源，因此在由信号处理部55生成的特殊观察图像中，在第1图像中，以粘膜的表面为基准位于观察对象内的比较浅的位置的血管(所谓的表层血管)或血液成为品红色系的颜色(例如褐色)，在第2图像中，以粘膜的表面为基准位于观察对象内的比较深的位置的血管(所谓的中深层血管)成为青色系的颜色(例如绿色)。因此，相对于以粉红色系颜色表示的粘膜，观察对象的血管或出血(血液)通过颜色的差异来强调。
如图12所示，通过第1图像显示示出观察对象中背景粘膜BM及表层血管VS1的图像。第1图像根据包括紫色光、蓝色光、绿色光及红色光的第1照明光来获得。如图13所示，第1照明光照射到观察对象时，第1照明光中紫色光V及蓝色光B深入至表层血管VS1所分布的表层。因此，根据紫色光V及蓝色光B的反射光所获得的紫色光图像VP包括表层血管VS1的图像。另外，在此，紫色光V的光强度比蓝色光B的光强度强，因此设为紫色光图像VP。并且，第1照明光中绿色光G和红色光R深入至分布于比表层血管VS1及深层血管VS2(位于比表层血管VS1更深的位置的血管)更深的位置的背景粘膜BM。因此，根据绿色光G和红色光R的反射光所获得的绿色及红色光图像GRP包括背景粘膜BM的图像。根据以上内容，第1图像为将紫色光图像VP和绿色及红色光图像GRP组合而成的图像，因此显示背景粘膜BM及表层血管VS1的图像。
如图14所示，通过第2图像显示示出观察对象中背景粘膜BM及深层血管VS2的图像。第2图像根据包括紫色光、蓝色光、绿色光及红色光的第2照明光来获得。如图15所示，第2照明光照射到观察对象时，第2照明光中紫色光V及蓝色光B深入至深层血管VS2所分布的深层。因此，根据紫色光V及蓝色光B的反射光所获得的蓝色光图像BP包括深层血管VS2的图像。另外，在此，蓝色光B的光强度比紫色光V的光强度强，因此采用蓝色光图像BP。并且，第2照明光中绿色光G和红色光R深入至分布于比表层血管VS1及深层血管VS2(位于比表层血管VS1更深的位置的血管)更深的位置的背景粘膜BM。因此，根据绿色光G和红色光R的反射光所获得的绿色及红色光图像GRP包括背景粘膜BM的图像。根据以上内容，第2图像为将蓝色光图像BP和绿色及红色光图像GRP组合而成的图像，因此显示背景粘膜BM及深层血管VS2的图像。
图像保存部56进行图像保存处理。图像保存处理为保存图像的处理，例如为保存第1图像及第2图像的处理。图像保存控制部61控制图像保存处理。具体而言，图像保存控制部61进行如下控制：在进行用于开始图像保存处理的处理开始操作时，从在处理开始操作时刻之前的规定期间获取的多种图像、例如多个第1图像及多个第2图像中分别选择至少各一个满足预先设定的选择条件的第1图像及第2图像而保存于图像保存部56。
处理开始操作例如为基于静止图像获取命令部12f的静止图像获取命令(冻结命令或释放命令)操作。通过操作静止图像获取命令部12f来输入静止图像获取命令时，成为进行了处理开始操作，并开始图像保存处理。图像保存部56通过图像保存控制部61的控制，将通过预先设定的选择条件选择的第1图像及第2图像等内窥镜图像保存于图像保存部56或存储器(未图示)。存储器是经由LAN(Local Area Network，局域网)等与处理器装置16连接的外部存储装置，例如，是将PACS(Picture Archiving and Communication System，图像存储与通讯系统)等内窥镜图像进行归档的系统的文件服务器、NAS(Network AttachedStorage，网络附加存储)等。
如图16所示，通过图像保存控制部61进行的图像保存处理具体如下进行。在第1特殊观察模式中，作为照明光，在连续发出第1照明光的第1期间中，以相对于5帧的第1照明光发光期间71的1帧的第2照明光发光期间72的周期，与第1照明光切换而发出第2照明光，并重复该周期。摄像传感器45通过对每帧进行电荷的积蓄和读出来获取图像信号。另外，在图16中，以实线表示了基于摄像传感器45的第1图像信号获取，以虚线表示了第2图像信号获取。并且，图是示意性地示出的，例如，积蓄与读出的时间不一定是相同程度的时间。如上所述，图像信号获取部51在期间91获取多个拍摄由第1照明光照明的观察对象而得的第1图像，在期间92获取多个拍摄通过第2照明光照明的观察对象而得的第2图像。
进行静止图像获取命令93时，图像保存控制部61进行如下控制：从在预先设定的规定期间94获取的多个第1图像及第2图像分别选择至少各一个满足选择条件的第1图像或第2图像而保存于图像保存部56。选择条件能够预先设置，但是设为所保存的第1图像和第2图像以适合比较或叠加的状态保存的条件。例如，图像保存控制部61优选将选择条件设为所获取的多个第1图像及多个第2图像中分别模糊最少的第1图像及第2图像。
作为选择在第1图像或第2图像中模糊最少的第1图像及第2图像的方法，能够使用公知的方法。例如，能够计算各图像中的模糊量，选择模糊量最少的图像。作为模糊量的计算方法，主要有基于图像分析的方法和基于摄像传感器45的方法等，作为基于图像分析的方法，有如下方法：对图像中的多个区域的每一个估计点扩散函数(PSF(Point SpreadFunction))，并且从该点扩散函数高精度地估计模糊的方向及大小(参考日本专利5499050号公报)。并且，有从图像信号检测移动矢量并基于移动矢量检测图像模糊量的方法(参考日本特开平3-16470号公报)。并且，还优选使用计算对比度并将对比度大的图像作为模糊量少的图像而检测的方法。
在图16中，在从静止图像获取命令93在规定期间94的期间获取的多个第1图像及多个第2图像中选择模糊最少的第1图像96及第2图像95。由图像保存控制部61选择的第1图像96和第2图像95由图像保存控制部61保存于图像保存部56。另外，图像保存部56将从信号处理部55发送的图像信号除了用于图像保存处理以外还将其发送到显示控制部57以用于显示。
另外，由图像信号获取部51获取的图像或由图像保存部56保存的图像具有作为图像的附带信息获取的时间，但是优选图像保存部56在赋予与对应的照明光相关的信息的基础上保存第1图像及第2图像。在该情况下，优选具有照明光或观察模式的信息也作为附带信息。并且，也可以在图像的文件名上附加与照明光或观察模式相关联的标签等识别信息或标识符等。基于以上，能够容易地识别所获取或保存的图像是第1图像还是第2图像。
显示控制部57控制在作为显示机构的显示器18上的图像的显示。例如，进行如下控制：在正常观察模式中，将正常图像作为动态图像连续显示在显示器18上，在特殊观察模式中，将第1图像或第2图像作为动态图像连续显示在显示器18上，在多观察模式中，自动切换第1图像或第2图像中的任一个而作为动态图像显示在显示器18上。并且，当进行静止图像获取命令93时，进行将通过选择条件选择的第1图像及第2图像等内窥镜图像作为静止图像显示在显示器18的控制。
显示控制部57在显示第1图像及第2图像等静止图像的情况下，除了在显示器18上并排显示以外，还控制显示以成为根据目的而设定的显示方法，例如调整各个图像的透射率并重叠显示、或者在显示器18的相同区域以1秒以下的短时间进行切换以动画那样显示等。
视频信号生成部58将从显示控制部57输出的正常图像、特殊图像、保存于图像保存部56的第1图像和第2图像和/或这些图像所附带的信息等转换成能够在显示器18中以全色显示的视频信号。转换完的视频信号输入到显示器18。由此，在显示器18上显示正常图像、特殊图像或附带信息等。
如上所述，在内窥镜系统10中，延长用于观察的照明光的照明期间，另一方面，在该照明期间中，例如仅在1帧等的瞬间切换为其他照明光来获取图像，因此能够简单地获取与多种照明光对应的多种图像。此外，照明光的切换是1帧等的瞬间的期间，除此以外连续发出1种照明光，因此用户不会识别照明的切换，不易产生光过敏的问题。因此，内窥镜系统10通过设为上述结构，能够通过1次静止图像获取命令93以适合比较或叠加的状态保存多种静止图像。
另外，优选图像保存控制部61将选择条件设为在从所获取的多个第1图像或多个第2图像中选择的第1图像和第2图像中位置偏移最少的第1图像及第2图像。由于所选择的第1图像与第2图像的位置偏移少，能够以适合比较或叠加的状态保存第1图像和第2图像。
作为选择位置偏移最少的第1图像和第2图像的方法，能够使用公知的方法。例如，在基于图像分析的方法中，可以举出分割第1图像和第2图像，并且比较在各个区域中信号特性相似的第1图像的Gs1图像信号和第2图像的Gs2图像信号的累积量而求出的方法等。
并且，优选图像保存控制部61将选择条件设为在从所获取的多个第1图像及多个第2图像中选择的第1图像和第2图像中获取时刻的差最小的第1图像及第2图像。所选择的第1图像与第2图像的获取时刻的差越小，越不易产生第1图像与第2图像的位置偏移，因此能够以适合比较或叠加的状态保存第1图像和第2图像。
如图17所示，通过与图16相同的照明光、摄像传感器45及图像信号获取部51，在期间91获取多个第1图像，在期间92获取多个第2图像时，在获取时刻的差最小的第1图像及第2图像中，选择接近静止图像获取命令93的时刻的第1图像96及第2图像95。由图像保存控制部61选择的第1图像96和第2图像95由图像保存控制部61保存于图像保存部56。
如上所述的选择条件可以单独使用，也可以组合多个而使用。例如，当获取时刻的差最小的第1图像及第2图像的组合存在多个时，可以选择其中模糊少的图像。
另外，在多观察模式中，基于图像保存控制部61的图像保存处理具体如图18所示那样进行。照明光为多观察模式下的照明光。在图中，相同的符号表示相同的部分。因此，在图18中，与图10相同的符号表示相同的部分。摄像传感器45通过对每帧进行电荷的积蓄和读出来获取图像信号。另外，在图18中，以实线表示了基于摄像传感器45的第1图像信号获取，以虚线表示了第2图像信号获取。因此，图像信号获取部51在期间91获取多个拍摄由第1照明光照明的观察对象而得的第1图像，在期间92获取多个拍摄由第2照明光照明的观察对象而得的第2图像，并且，在期间97获取多个拍摄由第2照明光照明的观察对象而得的第2图像，在期间98获取多个拍摄由第1照明光照明的观察对象而得的第2图像。
进行静止图像获取命令93时，图像保存控制部61进行如下控制：从在预先设定的规定期间94获取的多个第1图像及第2图像分别选择至少各一个满足选择条件的第1图像及第2图像而保存于图像保存部56。选择条件等与上述特殊观察模式的情况相同。
如上所述，即使在多观察模式中，也能够由内窥镜系统10通过1次静止图像获取命令93以适合比较或叠加的状态保存多种静止图像。
另外，显示控制部57也可以进行在第1期间中在显示器18上连续地显示第1图像的控制。在第1期间中，在至少1帧的期间与第1照明光切换而发出第2照明光，摄像传感器45按每帧获取图像信号，但是在显示器18上连续显示第1图像。
如图19所示，在第1特殊观察模式中，图像信号获取部51在期间91获取多个拍摄通过第1照明光照明的观察对象而得的第1图像，在期间92获取多个拍摄通过第2照明光照明的观察对象而得的第2图像。显示控制部57除了进行在显示器18上显示所获取的图像的控制以外，在本实施方式中，还进行在显示器18上不显示所获取的第2图像的控制。在这种情况下，在获取第2图像的期间可以直接延长显示获取第2图像之前的第1图像。另外，在第2特殊观察模式中也同样地连续地显示第2图像。
在多观察模式中，如图20所示，显示控制部57在第1期间75在显示器18上连续地显示第1图像，在第2期间76在显示器上连续地显示第2图像。
如上所述，显示控制部57通过进行在第1期间中在显示器18上连续地显示第1图像的控制，能够在获取与观察中的模式不同的模式的图像信号的同时，在显示器18上不闪烁等地显示内窥镜图像。因此，用户能够更稳定地进行观察等。
接着，沿着图21所示的流程图对静止图像保存的一连串的流程进行说明。在第1特殊观察模式的情况下，在第1特殊观察模式下进行观察(步骤ST110)。在观察中，图像信号获取部51获取第1图像和第2图像(步骤ST120)。在该情况下，显示于显示器18上的内窥镜图像可以连续地显示第1图像，也可以根据图像的获取，切换显示第1图像和第2图像。
当有静止图像获取命令时(步骤ST130中为“是”)，静止图像获取命令为图像保存处理的处理开始操作，因此在静止图像获取命令的时刻之前的规定期间，从由图像信号获取部51获取的多个第1图像和第2图像中分别选择各一个满足预先设定的选择条件的第1图像及第2图像(步骤ST140)。当没有静止图像获取命令时(步骤ST130中为“否”)，继续观察和第1图像及第2图像的获取。所选择的第1图像及第2图像由图像保存部56保存(步骤ST150)。显示控制部57在显示器18上显示所保存的第1图像及第2图像(步骤ST160)。显示形式为预先设定的形式，例如，将2个图像叠加显示在显示器18。若观察结束(步骤ST170中为“是”)，则一连串的流程结束。当继续观察时(步骤ST170中为“否”)，返回到第1特殊模式下的观察。
另外，在上述实施方式中，在保存静止图像时，将本发明适用于进行内窥镜图像的处理的内窥镜系统，但是也可以将本发明适用于对除了内窥镜图像以外的医学图像进行处理的医学图像处理系统。
在上述实施方式中，处理器装置16中所包含的中央控制部62、图像信号获取部51、DSP52、降噪部53、存储器54、信号处理部55、图像保存部56、图像保存控制部61、显示控制部57及视频信号生成部58等执行各种处理的处理部(processing unit)、光源用处理器21、以及摄像用处理器的硬件结构为如下所示的各种处理器(processor)。各种处理器包括执行软件(程序)而作为各种处理部发挥功能的通用的处理器即CPU(Central ProcessingUnit：中央处理单元)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等能够在制造之后变更电路结构的处理器即可编程逻辑器件(Programmable Logic Device：PLD)、具有为了执行各种处理而专门设计的电路结构的处理器即专用电路等。
一个处理部可以由这些各种处理器中的一个构成，也可以由相同种类或不同种类的两个以上的处理器的组合(例如，多个FPGA、CPU与FPGA的组合)构成。并且，也可以将多个处理部由一个处理器来构成。作为将多个处理部由一个处理器构成的例子，第1，有如以客户端或服务器等计算机为代表，由一个以上的CPU与软件的组合来构成一个处理器，且该处理器作为多个处理部而发挥功能的方式。第2，有如以片上系统(System On Chip：SoC)等为代表，使用将包含多个处理部的整个系统的功能由一个IC(Integrated Circuit/集成电路)芯片来实现的处理器的方式。如此，各种处理部作为硬件结构使用一个以上上述各种处理器而构成。
而且，更具体而言，这些各种处理器的硬件结构为组合了半导体元件等电路元件的方式的电气电路(circuitry)。
符号说明
10-内窥镜系统，12-内窥镜，12a-插入部，12b-操作部，12c-弯曲部，12d-前端部，12e-弯角钮，12f-静止图像获取命令部，12g-模式切换开关，12h-变焦操作部，14-光源装置，16-处理器装置，18-显示器，19-键盘，20-光源部，20a-V-LED，20b-B-LED，20c-G-LED，20d-R-LED，21-光源用处理器，22-发光期间设定部，30a-照明光学系统，30b-摄像光学系统，41-光导件，42-照明透镜，43-物镜，44一变焦透镜，45-摄像传感器，46-CDS/AGC电路，47-A/D变频器，51-图像信号获取部，52-DSP，53-降噪部，54-存储器，55-信号处理部，56-图像保存部，57-显示控制部，58-视频信号生成部，61-图像保存控制部，62-中央控制部，71、74-第1照明光发光期间，72、73-第2照明光发光期间，81a、81b-滑杆，82a、82b-滑块，91、92、97、98-期间，93-静止图像获取命令，94-规定期间，95-第2图像，96-第1图像，BM-背景粘膜，VS1-表层血管，VS2-深层血管，VP-紫色光图像，GRP-绿色及红色光图像，ST110～ST200-步骤。

Claims (10)

1.一种内窥镜系统，其具备：
多个半导体光源，发出相互不同的波段的光；
光源用处理器，进行如下控制：在发出所述多个半导体光源的光强度比的组合相互不同的多个照明光中的第1照明光的第1期间中，在至少1帧的期间与所述第1照明光切换而发出所述组合与所述第1照明光相互不同的第2照明光；及
图像用处理器，
所述图像用处理器按每一帧获取拍摄由所述第1照明光或所述第2照明光照明的观察对象而获得的第1图像或第2图像，进行保存所述第1图像及所述第2图像的图像保存处理，当进行了用于开始所述图像保存处理的处理开始操作时，从在所述处理开始操作时刻之前的预先设定期间获取的多个所述第1图像及多个所述第2图像中，将满足预先设定的选择条件的所述第1图像及所述第2图像分别至少各一个进行选择并保存。
2.根据权利要求1所述的内窥镜系统，其中，
所述选择条件设为所获取的多个所述第1图像及多个所述第2图像中模糊最少的所述第1图像及所述第2图像。
3.根据权利要求1或2所述的内窥镜系统，其中，
所述选择条件设为在从所获取的多个所述第1图像及多个所述第2图像中选择的所述第1图像和所述第2图像中位置偏移最少的所述第1图像及所述第2图像。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的内窥镜系统，其中，
所述选择条件设为在从所获取的多个所述第1图像及多个所述第2图像中选择的所述第1图像和所述第2图像中获取时刻的差最小的所述第1图像及所述第2图像。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的内窥镜系统，其中，
所述光源用处理器交替重复所述第1期间和发出所述第2照明光的第2期间，并且在所述第2期间中进行在至少1帧的期间与所述第2照明光切换而发出所述第1照明光的控制。
6.根据权利要求5所述的内窥镜系统，其中，
所述图像用处理器进行在显示器上显示所获取的所述第1图像和/或所述第2图像的控制，
在所述第2期间中在所述显示器上至少显示所述第2图像。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的内窥镜系统，其中，
所述图像用处理器进行在显示器上显示所获取的所述第1图像和/或所述第2图像的控制，
在所述第1期间中在所述显示器上至少显示所述第1图像。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的内窥镜系统，其中，
所述半导体光源包括第1半导体光源和第2半导体光源，所述第1半导体光源发出所述波段的中心波长为410±10nm且波长范围为420～500nm的第1窄带光，所述第2半导体光源发出所述波段的中心波长为450±10nm且波长范围为380～420nm的第2窄带光。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的内窥镜系统，其中，
所述图像用处理器在赋予与所使用的所述照明光相关的信息的基础上保存所述第1图像及所述第2图像。
10.一种内窥镜系统的工作方法，所述内窥镜系统具备：
多个半导体光源，发出相互不同的波段的光；
光源用处理器；及
图像用处理器，
在所述内窥镜系统的工作方法中，
所述光源用处理器进行如下控制：在发出所述多个半导体光源的光强度比的组合相互不同的多个照明光中的第1照明光的第1期间中，在至少1帧的期间与所述第1照明光切换而发出所述组合与所述第1照明光相互不同的第2照明光，
所述图像用处理器按每一帧获取拍摄由所述第1照明光或所述第2照明光照明的观察对象而获得的第1图像或第2图像，进行保存所述第1图像及所述第2图像的图像保存处理，当进行了用于开始所述图像保存处理的处理开始操作时，从在所述处理开始操作时刻之前的预先设定期间获取的多个所述第1图像及多个所述第2图像中，将满足预先设定的选择条件的所述第1图像及所述第2图像分别至少各一个进行选择并保存。
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