DE112016004454B4

DE112016004454B4 - Endoskopsystem und Bewertungswertberechnungseinrichtung

Info

Publication number: DE112016004454B4
Application number: DE112016004454.2T
Authority: DE
Inventors: Takao Makino
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2016-09-30
Publication date: 2019-04-25
Anticipated expiration: 2036-10-01
Also published as: CN107072509A; US10918270B2; DE112016004454T5; WO2017057680A1; JP6125740B1; US20180279866A1; CN107072509B; JPWO2017057680A1

Abstract

Endoskopsystem miteiner Lichtquelleneinrichtung, die Beleuchtungslicht zu einem Objekt emittiert,einem Bilderhalteabschnitt, der an dem Objekt reflektiertes Licht durch ein Bildaufnahmeelement aufnimmt, und dadurch ein Farbbild mit zumindest drei Farbkomponenten erhält, undeinem Bewertungsabschnitt, der für jedes von Bildelementen, die das durch den Bilderhalteabschnitt erhaltene Farbbild bilden, ein Bewertungsergebnis hinsichtlich einer Zielerkrankung beruhend auf einem Winkel in einer Farbebene erhält, die durch zumindest zwei der zumindest drei Farbkomponenten definiert ist, der zwischen einer Strecke, die einen auf der Farbebene positionierten vorbestimmten Referenzpunkt mit einem entsprechenden Bildelementpunkt verbindet, der jedem der Bildelemente in der Farbebene entsprechend zugeordnet ist, und einer Referenzachse mit einer Korrelation mit der Zielerkrankung gebildet wird,wobei die Referenzachse zum Durchlaufen des vorbestimmten Referenzpunkts eingestellt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Endoskopsystem und eine Bewertungswertberechnungseinrichtung, die einen vorbestimmten Bewertungswert berechnet.
Technischer Hintergrund
Im Allgemeinen zeigt ein Läsionsabschnitt eine Farbe, die von der Farbe von normalem Schleimhautgewebe verschieden ist. Mit einer in den vergangenen Jahren erfolgten Leistungssteigerung einer Farbendoskopeinrichtung wurde es einem Bediener möglich, eine Diagnose durch visuelles Erkennen eines Läsionsabschnitts mit einer Farbe zu stellen, die lediglich ein bisschen von der Farbe von normalem Gewebe verschieden ist. Damit der Bediener aber eine Diagnose durch präzises visuelles Erkennen eines Läsionsabschnitts von normalem Gewebe entsprechend eines geringen Farbunterschieds bei einem durch ein Endoskop aufgenommenen Bild stellen kann, muss der Bediener über einen langen Zeitabschnitt unter Expertenführung trainiert werden. Selbst für einen Experten ist das Stellen einer Diagnose durch visuelles Erkennen eines Läsionsabschnitts beruhend auf einem geringen Farbunterschied nicht einfach, und daher ist umsichtiges Arbeiten bei der Diagnose erforderlich.
In Anbetracht dessen beschreibt beispielsweise die japanische Patent Provisional Offenlegung JP 2014- 18 332 A (die nachstehend als Patentdokument 1 bezeichnet wird) eine Vorrichtung zur Ausführung einer Auswertung für einen Läsionsabschnitt in einem aufgenommenen Bild zur Unterstützung der Diagnose des Läsionsabschnitts durch einen Bediener. Die im Patentdokument 1 beschriebene Vorrichtung führt insbesondere einen Farbtonsteigerungsprozess aus, indem eine nichtlineare Verstärkung bei Bildelementwerten von Bildelementen angewendet wird, die ein aufgenommenes Bild bilden, das durch ein Endoskop erhalten wird, um einen dynamischen Bereich in einem Abschnitt um einen Rand einer Region zu steigern, die Bildelementwerte enthält, die als Läsionsabschnitt beurteilt werden. Die Vorrichtung wandelt danach farbtonverstärkte Bildelementdaten in einem durch Primärfarben R, G und B definierten RGB-Raum in einen vorbestimmten Farbraum um, wie einen HIS-Farbraum oder einen HSV-Farbraum, um Informationen über Farbnuancierung und Farbsättigung zu erhalten, beurteilt beruhend auf den Informationen über Farbnuancierung und Farbsättigung, ob jedes Bildelement ein Bildelement des Läsionsabschnitts ist, und berechnet einen Bewertungswert (Läsionsindex) beruhend auf der Anzahl an Bildelementen, die als Läsionsabschnitt beurteilt werden.
Kurzzusammenfassung der Erfindung
Da ein nichtlinearer Berechnungsprozess, wie ein Farbtonsteigerungsprozess und ein Umwandlungsprozess eines Farbraums, allerdings eine hohe Verarbeitungslast aufweist, gibt es einen Nachteil, dass die Ausführung eines derartigen Prozesses eine große Menge an Hardwareressourcen erfordert. Als Ergebnis der Ausführung des Farbtonsteigerungsprozesses schwankt ferner der Bewertungswert des aufgenommenen Bildes in Abhängigkeit von Aufnahmebedingungen (beispielsweise wie Beleuchtungslicht auf ein Objekt trifft), die die Helligkeit des Bildes beeinflussen.
Vorliegende Erfindung beruht auf dem vorstehend beschriebenen Umstand, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Endoskopsystems und einer Bewertungswertberechnungseinrichtung, die eine Verarbeitungslast zur Berechnung eines Bewertungswerts senken können, während sie die Schwankung des Bewertungswerts in Abhängigkeit von der Helligkeit eines Bildes unterdrücken.
Ein durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bereitgestelltes Endoskopsystem umfasst eine Lichtquelleneinrichtung, die Beleuchtungslicht zu einem Objekt emittiert, einen Bilderhalteabschnitt, der an dem Objekt reflektiertes Licht durch ein Bildaufnahmeelement aufnimmt, und dadurch ein Farbbild erhält, das zumindest drei Farbkomponenten aufweist, und einen Bewertungsabschnitt, der für jedes von Bildelementen, die das Farbbild bilden, das durch den Bilderhalteabschnitt erhalten wird, ein Bewertungsergebnis bezüglich einer Zielerkrankung beruhend auf einem Winkel in einer Farbebene erhält, die durch zumindest zwei der zumindest drei Farbkomponenten definiert ist, wobei der Winkel zwischen einer Strecke, die einen vorbestimmten Referenzpunkt, der auf der Farbebene positioniert ist, mit einem entsprechenden Bildelementpunkt verbindet, der entsprechend jedem der Bildelemente in der Farbebene zugewiesen ist, und einer Referenzachse mit einer Korrelation mit der Zielerkrankung gebildet wird. Die Referenzachse ist zum Durchlaufen des vorbestimmten Referenzpunkts eingestellt.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration wird es möglich, eine Verarbeitungslast zur Berechnung eines Bewertungswerts zu senken, während eine Schwankung des Bewertungswerts in Abhängigkeit von der Helligkeit eines Bildes unterdrückt wird.
Die Referenzachse in der Farbebene kann eine Achse mit einer Korrelation mit der Zielerkrankung sein, deren Schweregrad ein vorgeschriebener Wert oder geringer ist, und/oder eine Achse mit einer Korrelation mit der Zielerkrankung sein, deren Schweregrad der vorgeschriebene Wert oder höher ist.
Die Referenzachse in der Farbebene kann eine erste Achse mit einer Korrelation mit einer sehr ernsten Erkrankung sein, wobei der Schweregrad der Zielerkrankung der vorgeschriebene Wert oder höher ist, und/oder eine zweite Achse mit einer Korrelation mit einer weniger ernsthaften Erkrankung sein, wobei der Schweregrad der Zielerkrankung geringer als die sehr ernsten Erkrankung und der vorgeschriebene Wert oder geringer ist. In diesem Fall erhält der Bewertungsabschnitt das Bewertungsergebnis für jedes der Bildelemente beruhend auf einem Winkel, der zwischen der Strecke und der ersten Achse und/oder der zweiten Achse gebildet ist.
Ein Beispiel des Referenzpunkts ist ein Schnittpunkt zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse.
Der Bewertungsabschnitt kann den zwischen der Strecke und der ersten Achse gebildeten Winkel derart normalisieren, dass ein normalisierter Winkel einen maximalen Wert annimmt, wenn der zwischen der Strecke und der ersten Achse gebildete Winkel null ist, und einen minimalen Wert annimmt, wenn der zwischen der Strecke und der ersten Achse gebildete Winkel gleich einem Winkel ist, der zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse gebildet ist, und kann das Bewertungsergebnis bezüglich der Zielerkrankung beruhend auf dem normalisierten Winkel erhalten, der dem jeweiligen der Bildelemente entspricht.
Das Endoskopsystem kann ferner einen Anzeigeabschnitt enthalten, der das Bewertungsergebnis dem durch den Bilderhalteabschnitt erhaltenen normalen Bild überlagert und anzeigt.
Das Bewertungsergebnis kann beispielsweise einen Schweregrad einer Entzündung betreffen.
Die erste Achse kann beispielsweise eine Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit Hämoglobinfarbstoff gegenüber einem anderen Bestandteil in einem Körperhohlraum sein.
Die zweite Achse kann beispielsweise eine Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit einem Farbton von Schleimhaut in einem Körperhohlraum gegenüber einem anderen Bestandteil in einem Körperhohlraum sein.
Das Endoskopsystem kann ferner einen Anzeigeabschnitt enthalten, der das Bewertungsergebnis auf dem durch den Bilderhalteabschnitt erhaltenen normalen Bild überlagert und anzeigt. In diesem Fall kann der Bewertungsabschnitt ein Bewertungsergebnis bezüglich jeder einer Vielzahl von Zielerkrankungen erhalten, und die Farbebene, der Referenzpunkt und die Referenzachse können für jede der Vielzahl der Zielerkrankungen eingestellt sein. In diesem Fall kann der Anzeigeabschnitt das Bewertungsergebnis hinsichtlich jeder der Vielzahl der Zielerkrankungen auf dem normalen Bild auf einem Bildschirm unterscheidbar überlagern.
Farbnuancierung und Farbsättigung können aus den Farbkomponenten ausgeschlossen sein, das heißt, in den Farbkomponenten nicht enthalten sein.
Eine Bewertungswertberechnungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst eine Zuordnungseinrichtung, die einen entsprechenden Bildelementpunkt, der jedem von Bildelementen entspricht, die ein Farbbild mit Komponenten Rot, Grün und Blau bilden, in einer Ebene zuordnet, die eine erste Achse, die eine Achse der Komponente R ist, und eine zweite Achse enthält, die eine Achse der Komponente G oder der Komponente B ist, und die senkrecht zur ersten Achse ist, wobei der entsprechende Bildelementpunkt in der Ebene beruhend auf den Komponenten Rot, Grün und Blau des entsprechenden Bildelements zugeordnet wird, eine Winkelberechnungseinrichtung, die eine dritte Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit einem Läsionsabschnitt mit dem höchsten Schweregrad in der Ebene einstellt und für jedes der Bildelemente einen zwischen der dritten Achse und einer Strecke gebildeten Winkel berechnet, die einen vorbestimmten Referenzpunkt, der auf der dritten Achse positioniert ist, mit dem entsprechenden Bildelementpunkt verbindet, und eine Bewertungswertberechnungseinrichtung, die einen vorbestimmten Bewertungswert für das Farbbild beruhend auf dem berechneten Winkel berechnet, der jedem der Bildelemente entspricht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Winkelberechnungseinrichtung eine vierte Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit einem Läsionsabschnitt mit geringstem Schweregrad einstellen, und kann den Winkel für jedes der Bildelemente durch Einstellen eines Schnittpunkts zwischen der dritten Achse und der vierten Achse als den Referenzpunkt berechnen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Bewertungswertberechnungseinrichtung den durch die Winkelberechnungseinrichtung berechneten Winkel derart normalisieren, dass ein normalisierter Winkel einen maximalen Wert annimmt, wenn der durch die Winkelberechnungseinrichtung berechnete Winkel null ist, und einen minimalen Wert annimmt, wenn der durch die Winkelberechnungseinrichtung berechnete Winkel gleich einem Winkel zwischen der dritten Achse und der vierten Achse ist, und kann den vorbestimmten Bewertungswert für das Farbbild beruhend auf dem normalisierten Winkel berechnen, der jedem der Bildelemente entspricht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die dritte Achse beispielsweise eine Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit Hämoglobinfarbstoff gegenüber einem anderen Bestandteil in einem Körperhohlraum.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die vierte Achse beispielsweise eine Achse mit hohem Korrelationsgrad mit einem Farbton von Schleimhaut in einem Körperhohlraum gegenüber einem anderen Bestandteil in einem Körperhohlraum.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der vorbestimmte Bewertungswert beispielsweise ein numerischer Wert, der einen anormalen Abschnitt in einem Körperhohlraum angibt.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Bewertungswertberechnungseinrichtung in einem elektronischen Endoskopsystem eingebettet sein.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält eine Bewertungswertberechnungseinrichtung eine Zuordnungseinrichtung, die einen entsprechenden Bildelementpunkt, der jedem von Bildelementen entspricht, die ein Farbbild mit Komponenten Rot, Grün und Blau bilden, in einer Ebene zuordnet, die eine erste Achse enthält, die eine Achse der Komponente R ist, und eine zweite Achse enthält, die eine Achse der Komponente G oder der Komponente B ist und senkrecht zur ersten Achse ist, wobei der entsprechende Bildelementpunkt in der Ebene beruhend auf den Komponenten Rot, Grün und Blau dem entsprechenden Bildelement zugeordnet wird, eine Winkelberechnungseinrichtung, die eine dritte Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit einem Läsionsabschnitt mit geringstem Schweregrad in der Ebene einstellt, und für jedes der Bildelemente einen zwischen der dritten Achse und einer Strecke gebildeten Winkel berechnet, die einen auf der dritten Achse positionierten vorbestimmten Referenzpunkt mit dem entsprechenden Bildelementpunkt verbindet, und eine Bewertungswertberechnungseinrichtung, die einen vorbestimmten Bewertungswert für das Farbbild beruhend auf dem berechneten Winkel berechnet, der jedem der Bildelemente entspricht.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind ein Endoskopsystem und eine Bewertungswertberechnungseinrichtung bereitgestellt, die eine Verarbeitungslast zur Berechnung eines Bewertungswerts senken können, während sie eine Schwankung des Bewertungswerts in Abhängigkeit von der Helligkeit eines Bildes unterdrücken.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines elektronischen Endoskopsystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines speziellen Bilderzeugungsprozesses gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung, der durch eine in einem Prozessor vorgesehene spezielle Bildverarbeitungsschaltung ausgeführt wird.
3 zeigt eine Darstellung einer RG-Ebene, in der entsprechende Bildelementpunkte gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgetragen sind.
4 zeigt eine Darstellung einer in der RG-Ebene eingestellten Referenzachse.
5 zeigt ein Beispiel einer Bildschirmdarstellung in einem speziellen Modus gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Im Folgenden wird beispielsweise ein elektronisches Endoskopsystem als Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
(Konfiguration des elektronischen Endoskopsystems 1)
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines elektronischen Endoskopsystems 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wie in 1 gezeigt, ist das elektronische Endoskopsystem 1 speziell für eine medizinische Verwendung konfiguriert und enthält ein elektronisches Scope 100, einen Prozessor 200 und einen Monitor 300. Das elektronische Scope 100 enthält einen Einführabschnitt mit einem distalen Endabschnitt und einem gebogenen Abschnitt. Ein LCB (Light Carrying Bundle) 102 erstreckt sich in dem Einführabschnitt. In dem distalen Endabschnitt sind eine Lichtverteilungslinse 104, eine Objektivlinse 106, eine Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108, usw. vorgesehen. Der Monitor 300 ist ein Beispiel eines Anzeigeanschnitts, der gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in dem elektronischen Endoskopsystem 1 enthalten ist. Im Folgenden wird das in 1 gezeigte elektronische Endoskopsystem als Beispiel eines elektronischen Endoskopsystems beschrieben, jedoch ist das elektronische Endoskopsystem gemäß vorliegender Erfindung nicht auf das in 1 gezeigte beschränkt. In der folgenden Beschreibung wird eine Entzündung als Beispiel einer Zielerkrankung zur Berechnung eines Bewertungswerts beschrieben, jedoch ist die Zielerkrankung nicht auf eine Entzündung beschränkt. Vorliegende Erfindung kann bei einer Zielerkrankung angewendet werden, die unter Verwendung von Farbkomponenten bewertet werden kann.
Der Prozessor 200 umfasst eine Systemsteuereinrichtung 202 und eine Zeitvorgabesteuereinrichtung 204. Die Systemsteuereinrichtung 202 führt verschiedene in einem Speicher 222 gespeicherte Programme aus und steuert das elektronische Endoskopsystem 1 insgesamt. Die Systemsteuereinrichtung 202 ist ferner mit einem Bedienfeld 218 verbunden. Gemäß einer durch einen Bediener über das Bedienfeld 218 eingegebenen Anweisung ändert die Systemsteuereinrichtung 202 den Betrieb des elektronischen Endoskopsystems 1 und Parameter für den Betrieb des elektronischen Endoskopsystems 1. Die durch den Bediener eingegebenen Anweisungen enthalten beispielsweise eine Anweisung zur Änderung von Betriebsarten des elektronischen Endoskopsystems 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel enthalten die Betriebsarten einen normalen Modus und einen speziellen Modus. Die Zeitvorgabesteuereinrichtung 204 gibt Taktimpulse zur Anpassung von Zeitvorgaben des Betriebs zu jeder Schaltung in dem elektronischen Endoskopsystem 1 aus.
Das elektronische Endoskopsystem 1 enthält eine Lichtquelleneinrichtung. Beispielsweise werden eine Leuchte 208, ein lichtemittierendes Halbleiterelement, usw. als Lichtquelleneinrichtung verwendet, jedoch ist die Art der Lichtquelleneinrichtung nicht auf diese beschränkt. Die in 1 gezeigte Leuchte 208 emittiert weißes Licht L, nachdem sie durch einen Leuchtleistungszünder 206 aktiviert wurde. Die Leuchte 208 ist eine Hochintensitätsleuchte, wie eine Xenonleuchte, eine Halogenleuchte, eine Quecksilberleuchte oder eine Halogen-Metalldampfleuchte. Das durch die Leuchte 208 emittierte weiße Licht L wird durch eine Sammellinse 210 konvergiert, und die Lichtmenge des weißen Lichts L wird durch eine Blende 212 auf eine geeignete Menge begrenzt. Es wird angemerkt, dass die Leuchte 208 durch ein lichtemittierendes Halbleiterelement, wie eine LD (Laserdiode) oder eine LED (lichtemittierende Diode) ersetzt werden kann. Das lichtemittierende Halbleiterelement weist Eigenschaften eines niedrigen Leistungsverbrauchs und einer geringen Hitzeerzeugung verglichen mit anderen Lichtquellenarten auf. Daher ist die Verwendung des lichtemittierenden Halbleiterelements von Vorteil, da ein helles Bild erhalten werden kann, während der Leistungsverbrauch und/oder die Wärmeerzeugungsmenge unterdrückt werden können. Die Fähigkeit, ein helles Bild zu erhalten, resultiert in einer Verbesserung der Genauigkeit eines Entzündungsbewertungswerts, was nachstehend beschrieben wird. Das lichtemittierende Halbleiterelement kann mit dem Prozessor 200 oder dem elektronischen Scope 100 vorgesehen sein. Ein Beispiel des lichtemittierenden Halbleiterelements kann im distalen Endabschnitt des elektronischen Scope 100 angeordnet sein.
Ein Motor 214 ist mit der Blende 212 mechanisch über eine (nicht gezeigte) Getriebeeinrichtung, wie Arm und Getriebe, verbunden. Der Motor 214 ist beispielsweise ein Gleichstrommotor und treibt die Blende 212 unter Ansteuerung einer Ansteuereinrichtung 216 an. Die Blende 212 wird aktiviert, und ein Öffnungsgrad der Blende 212 wird durch den Motor 214 verändert, sodass die Helligkeit eines auf einem Anzeigeschirm des Monitors 300 angezeigten Videos geeignet beibehalten wird. Die Menge des durch die Leuchte 208 emittierten weißen Lichts L wird gemäß dem Öffnungsgrad der Blende 212 eingeschränkt. Eine geeignete Videohelligkeitsreferenz ist eingestellt, und wird gemäß einer Intensitätsanpassungsbedienung durch einen Bediener über das Bedienfeld 218 geändert. Da eine Dimmersteuerschaltungsanpassung der Intensität durch Steuerung der Ansteuereinrichtung 216 im Stand der Technik gut bekannt ist, wird hier auf eine Beschreibung verzichtet.
Das durch die Blende 212 gefallene weiße Licht L wird an einer Eingangsendeseite des LCB 102 konvergiert und tritt in das Innere des LCB 102 ein. Das weiße Licht, das durch die Eingangsendeseite in das Innere des LCB 102 eingetreten ist, läuft durch das Innere des LCB 102. Das weiße Licht L, das durch das Innere des LCB 102 gelaufen ist, tritt aus einer Ausgangsendeseite des LCB 102 aus, die an einer Spitze des elektronischen Scope 100 angeordnet ist, und beleuchtet lebendes Gewebe über die Lichtverteilungslinse 104. Zurückkehrendes Licht von dem mit dem weißen Licht L beleuchteten lebenden Gewebe erzeugt über die Objektivlinse 106 ein optisches Bild auf einer Lichtaufnahmeoberfläche der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108.
Die Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108 ist beispielsweise ein Einzelbaustein-Farb-CCD(Ladungskopplungsbaustein)-Bildsensor mit einem Bildelementarray vom Bayer-Typ. Die Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108 akkumuliert Ladung entsprechend einer Lichtmenge eines optischen Bildes, die an jedem Bildelement der Lichtaufnahmeoberfläche konvergiert wird, und erzeugt Bildsignale von R (Rot), G (Grün) und B (Blau), und gibt sie aus. Im Folgenden wird das Bildsignal jedes Bildelements (jeder Bildelementadresse), das sequenziell aus der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108 ausgegeben wird, als „Bildelementsignal“ bezeichnet. Die Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108 ist nicht auf einen CCD beschränkt, sondern kann durch einen CMOS (komplementärer Metall-Oxid-Halbleiter)-Bildsensor oder eine andere Art Bildgebungseinrichtung ersetzt werden. Die Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108 kann eine Festkörperbildaufnahmeeinrichtung eines Typs sein, der mit einem Primärfarb(RGB)-Filter oder einem komplementären Farbfilter montiert ist. Ein Beispiel des komplementären Farbfilters ist ein CMYG(cyan, magenta, gelb und grün)-Filter.
Da Primärfarb(RGB)-Filter gute Farbgebungseigenschaften verglichen mit komplementären Farbfiltern haben, kann die Bewertungsgenauigkeit unter Verwendung eines RGB-Bildsignals, das durch eine mit dem Primärfarbfilter versehene Bildaufnahmeeinrichtung erzeugt wird, zur Berechnung des Bewertungswerts verbessert werden. Durch Verwendung des Primärfarbfilters müssen außerdem Signale bei einer Entzündungsbewertungswertberechnung nicht umgewandelt werden, was nachstehend beschrieben wird. Demnach wird eine Verringerung der Verarbeitungslast bei der Bewertungswertberechnung möglich.
Eine Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 112 ist in einem Verbindungsabschnitt des elektronischen Scope 100 vorgesehen. In die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 112 wird das Bildelementsignal des mit dem weißen Licht L beleuchteten lebenden Gewebes von der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 118 mit dem Vollbildzyklus eingegeben. Die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 112 gibt das Bildelementsignal von der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108 zu einer Frontstufen-Signalverarbeitungsschaltung 220 aus. In der folgenden Beschreibung kann das „Vollbild“ durch ein „Halbbild“ ersetzt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Vollbildzyklus und der Halbbildzyklus jeweils 1/30 Sekunden und 1/60 Sekunden.
Die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 112 greift ferner auf einen Speicher 114 zum Lesen besonderer Informationen des elektronischen Scope 100 zu. Die im Speicher 114 gespeicherten besonderen Informationen beinhalten beispielsweise die Bildelementanzahl und Empfindlichkeit der Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108, verfügbare Bildwechselfrequenzen und eine Modellnummer. Die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 112 gibt die aus dem Speicher 114 gelesenen besonderen Informationen zur Systemsteuereinrichtung 202 aus.
Die Systemsteuereinrichtung 202 führt beruhend auf den besonderen Informationen des elektronischen Scope 100 verschiedene Berechnungen aus und erzeugt Steuersignale. Die Systemsteuereinrichtung 202 steuert Betrieb und Zeitvorgaben verschiedener Schaltungen im Prozessor 200 unter Verwendung der erzeugten Steuersignale, sodass eine geeignete Verarbeitung für ein mit dem Prozessor 200 verbundenes elektronisches Scope durchgeführt wird.
Die Zeitvorgabesteuereinrichtung 204 führt der Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 112 in Übereinstimmung mit der Zeitvorgabesteuerung durch die Systemsteuereinrichtung 202 Taktimpulse zu. Die Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 112 steuert die Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108 gemäß den von der Zeitvorgabesteuereinrichtung 204 zugeführten Taktimpulsen zu Zeitvorgaben (an), die mit der Bildwechselfrequenz des auf der Prozessorseite 200 verarbeiteten Videos synchronisiert sind.
(Betrieb im Normalmodus)
Nachstehend wird ein Signalverarbeitungsbetrieb des Prozessors 200 im Normalmodus beschrieben.
Die Frontstufen-Signalverarbeitungsschaltung 220 führt für die von der Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 112 mit dem Vollbildzyklus eingegebenen Bildelementsignale R, G und B einen Demosaikprozess aus. Insbesondere wird für jedes Bildelementsignal R ein Interpolationsprozess durch Umgebungsbildelemente G und B ausgeführt. Für jedes Bildelementsignal G wird ein Interpolationsprozess durch Umgebungsbildelemente R und B ausgeführt. Für jedes Bildelementsignal B wird ein Interpolationsprozess durch Umgebungsbildelemente R und G ausgeführt. Infolgedessen werden die Bildelementsignale, die jeweils Informationen über eine Farbkomponente tragen, in Bildelementdaten mit Informationen über drei Farbkomponenten R, G und B umgewandelt. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben Bildelementdaten nach dem Demosaikprozess Informationen von 8 Bit (0 bis 255) jeweils für Komponenten R, G und B.
Die Frontstufen-Signalverarbeitungsschaltung 220 unterzieht die Bildelementdaten, die dem Demosaikprozess unterzogen wurden, einer vorbestimmten Signalverarbeitung, wie einer Matrixoperation, einem Weißabgleichprozess und einem Gammakorrekturprozess, und gibt die verarbeiteten Bildelementdaten zu einer speziellen Bildverarbeitungsschaltung 230 aus.
Die spezielle Bildverarbeitungsschaltung 230 lässt die von der Frontstufen-Signalverarbeitungsschaltung 220 eingegebenen Bildelementdaten durch, sodass sie in die Endstufen-Signalverarbeitungsschaltung 240 eingegeben werden.
Die Endstufen-Signalverarbeitungsschaltung 240 unterzieht die von der speziellen Bildverarbeitungsschaltung 230 eingegebenen Bildelementdaten einer vorbestimmten Bildverarbeitung zur Erzeugung von Bilddaten für eine Monitordarstellung, und wandelt die Bilddaten für die Monitordarstellung in ein vorbestimmtes Videoformatsignal um. Infolgedessen wird auf dem Monitor 300 ein Farbbild des lebenden Gewebes angezeigt. Es wird angemerkt, dass das Farbbild des lebenden Gewebes ein normales Bild ist, und aus zumindest drei Farbkomponenten gebildet ist.
Es wird angemerkt, dass der vorstehende Vorgang der Aufnahme eines Objekts durch die Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108, wodurch das Farbbild des Objekts erhalten wird, durch einen Bilderhalteabschnitt ausgeführt wird.
(Betrieb im speziellen Modus)
Als nächstes wird ein Signalverarbeitungsbetrieb des Prozessors 200 in dem speziellen Modus beschrieben.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Bewertungsergebnis hinsichtlich einer Zielerkrankung für jedes von Bildelementen, die das Farbbild bilden, das durch den Bilderhalteabschnitt erhalten wird, beruhend auf einem Winkel in einer Farbebene erhalten, die durch zumindest zwei einer Vielzahl von Farbkomponenten definiert ist, die in dem Farbbild eines lebenden Gewebes enthalten sind, der zwischen einer Strecke, die einen auf der Farbebene positionierten vorbestimmten Referenzpunkt mit einem entsprechenden Bildelementpunkt verbindet, der entsprechend jedem der Bildelemente in der Farbebene zugeordnet ist, und einer Referenzachse mit einer Korrelation mit der Zielerkrankung gebildet ist. In dem folgenden Ausführungsbeispiel ist die Farbebene beispielsweise durch die Komponente R und die Komponente G definiert, und die Referenzachse ist eine Achse mit einer Korrelation mit Entzündungserkrankungen, jedoch ist vorliegende Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.
Die Frontstufen-Signalverarbeitungsschaltung 220 unterzieht das in sie mit dem Vollbildzyklus von der Ansteuersignalverarbeitungsschaltung 112 eingegebene Bildelementsignal einer vorbestimmten Signalverarbeitung, wie einem Demosaikprozess, einer Matrixoperation, einem Weißabgleichprozess und einem Gammakorrekturprozess, und gibt das verarbeitete Bildelementsignal zu der speziellen Bildverarbeitungsschaltung 230 aus.
(Spezieller Bilderzeugungsprozess)
2 zeigt ein Beispielablaufdiagramm eines durch die spezielle Bildverarbeitungsschaltung 230 ausgeführten speziellen Bilderzeugungsprozesses. Der in 2 gezeigte spezielle Bilderzeugungsprozess beginnt, wenn die Betriebsart des elektronischen Endoskopsystems 1 in den speziellen Modus geschaltet wird.
(S11 in 2 (Eingabe von Bildelementdaten eines aktuellen Vollbildes)) In Schritt S11 werden Bildelementdaten jedes Bildelements eines aktuellen Vollbildes von der Frontstufen-Signalverarbeitungsschaltung 220 eingegeben.
(S12 in Fig. 2 (Auftragen in RG-Ebene))
3 stellt eine RG-Ebene dar, die durch die R-Achse und die G-Achse definiert ist, die einander rechtwinklig schneiden, das heißt, die RG-Ebene ist ein durch zwei Achsen der R-Achse und der G-Achse in der RG-Ebene definierter ebener Schnitt. Es wird angemerkt, dass die R-Achse eine Achse für die R-Komponente (ein Bildelementwert von R) ist, und die G-Achse eine Achse der G-Komponente (ein Bildelementwert von G) ist. In Schritt S12 werden die Bildelementdaten (dreidimensionalen Daten) jedes Bildelements in dem durch Primärfarben R, G und B definierten RGB-Raum in zweidimensionale Daten von RG umgewandelt, und werden in der RG-Ebene gemäß den kR- und G-Bildelementwerten wie in 3 gezeigt aufgetragen (orthogonal projiziert). Im Folgenden wird der Einfachheit halber ein Punkt der Bildelementdaten, der in der RG-Ebene aufgetragen ist, als „entsprechender Bildelementpunkt“ bezeichnet. In 3 sind aus Klarheitsgründen nicht alle entsprechenden Bildelementpunkte gezeigt, sondern die entsprechenden Bildelementpunkte sind teilweise dargestellt.
Wie vorstehend beschrieben, werden die Bildelementdaten (dreidimensionalen Daten) des Farbraums in Schritt S12 orthogonal in die Farbebene projiziert. Ein Punkt, der eine Senkrechte in der Farbebene schneidet, die sich von einem Punkt, der in dem den Bildelementdaten entsprechenden Farbraum aufgetragen ist, in die Farbebene herab erstreckt, ist ein entsprechender Bildelementpunkt (zweidimensionale Daten).
(S13 in Fig. 2 (Einstellung der Referenzachse))
In Schritt S13 wird eine für eine Berechnung eines Entzündungsgrades erforderliche Referenzachse in der RG-Ebene definiert. 4 zeigt eine Hilfsdarstellung, die die Referenzachse veranschaulicht.
In einem Körperhohlraum eines Patienten, der ein Bildaufnahmeziel darstellt, ist die R-Komponente bezüglich der anderen Komponenten (G- und B-Komponenten) aufgrund von Effekten durch Hämoglobinfarbstoff usw. eine dominante Komponente. Typischerweise wird die Röte (das heißt, die R-Komponente) größer als die anderen Farbtöne (das heißt, die G- und B-Komponenten), wenn der Entzündungsgrad stärker wird. Allerdings ändert sich der Farbton eines aufgenommenen Bildes des Inneren des Körperhohlraums in Abhängigkeit von der Aufnahmebedingung, die die Helligkeit beeinflusst (beispielsweise wie das weiße Licht L auf das lebende Gewebe trifft). Ein abgeschatteter Abschnitt, den das weiße Licht L nicht erreicht, wird beispielsweise schwarz (achromatische Farbe, deren R-, G- und B-Werte null oder ungefähr null sind). Andererseits wird ein Abschnitt, auf den das weiße Licht stark trifft, und dadurch eine reguläre Reflexion verursacht, weiß (achromatische Farbe, deren R-, G-, und B-Werte 255 oder ungefähr 255 sind). Das heißt, wenn derselbe anormale Abschnitt aufgenommen wird, in dem die Entzündung auftritt, wird der Bildelementwert des Bildes des anormalen Abschnitts größer, wenn die Intensität des darauf treffenden weißen Lichts L stärker wird. Der Bildelementwert kann daher in Abhängigkeit davon, wie das weiße Licht L auf das lebende Gewebe trifft, einen Wert annehmen, der nicht mit der Entzündungsstärke korreliert ist.
Normalerweise ist ein gesunder Abschnitt in einem Körperhohlraum, in dem keine Entzündung verursacht ist, mit einer geeigneten Menge an Schleimhaut bedeckt. Dagegen ist ein anormaler Abschnitt, in dem eine Entzündung verursacht ist, nicht mit einer passenden Menge an Schleimhaut bedeckt. In einem anormalen Abschnitt, wie einem Läsionsabschnitt, ist ein Entzündungsgrad höher je dünner die Schleimhaut wird. Die Schleimhaut hat einen Farbton beruhend auf weißer Farbe, geht aber etwas ins Gelbe. Daher ändert sich ein Farbton (ein gelber Farbton) der Schleimhaut, der auf ein Bild projiziert wird, in Abhängigkeit von einer Gelbabstufung (der Dicke der Schleimhaut). Es ist daher denkbar, dass die Abstufung einer Schleimhaut als Index zur Bewertung eines Entzündungsgrades dient.
Aus diesem Grund wird in Schritt S13 beispielsweise eine Gerade, die durch (50, 0) und (255, 76) in der RG-Ebene geht, als eine der Referenzachsen eingestellt, und eine Gerade, die durch (0, 0) und (255, 192) in der RG-Ebene geht, wird als eine der Referenzachsen eingestellt, wie es in 4 gezeigt ist. Der Einfachheit halber wird die erstgenannte Referenzachse als „Hämoglobinänderungsachse AX1“ bezeichnet, und die zweitgenannte Referenzachse wird als „Schleimhautänderungsachse AX2“ bezeichnet. Einstellungsdaten der Hämoglobinänderungsachse AX1 und der Schleimhautänderungsachse AX2 können vorab beispielsweise in einem Speichermedium, wie dem Speicher 222, gespeichert werden. Wie vorstehend beschrieben, sind (50, 0), (255, 76), (0, 0) und (255, 192) Beispiele eines Punkts, durch den die Referenzachse geht, aber nicht auf diese beschränkt, sondern können geeignet in andere Punkte geändert werden.
Die in 4 gezeigte Aufzeichnung wird als Ergebnis einer Analyse des Erfinders über eine Anzahl von Probenbildern in einem Körperhohlraum erhalten. Die für die Analyse des Erfinders verwendeten Probenbilder beinhalten Entzündungsbildbeispiele verschiedener Rangordnungen, wie ein Entzündungsbildbeispiel höchster Ernsthaftigkeit und ein Entzündungsbildbeispiel geringster Ernsthaftigkeit (das als im Wesentlichen gesunder Abschnitt bezeichnet werden kann). In den in 4 gezeigten Beispielen ist zum Zwecke der Klarheit ein Teil davon aufgezeichnet. Die als Ergebnis der Analyse des Erfinders erhaltene Aufzeichnungsanzahl ist sehr viel größer als die in 4 dargestellte.
Wie vorstehend beschrieben, wird ein Entzündungsgrad eines anormalen Abschnitts größer, je stärker die R-Komponente gegenüber den anderen Komponenten (den G- und B-Komponenten) wird. Von Achsen, die eine Grenzlinie zwischen einem Bereich, in dem aufgetragene Punkte verteilt sind, und einem Bereich darstellen, in dem kein aufgetragener Punkt verteilt ist, wird eine Achse näher an der R-Achse (das heißt, eine Achse auf einer durch (50, 0) und (255, 76) in 4 gehenden Grenzlinie) als Achse mit hohem Korrelationsgrad mit einem Läsionsabschnitt mit dem höchsten Schweregrad einer Entzündung eingestellt (das heißt, einem Entzündungs-(anormalen)Abschnitt mit dem höchsten Schweregrad). Die Achse ist die Hämoglobinänderungsachse AX1. Auf der Hämoglobinänderungsachse AX1 sind Punkte aufgetragen, die dem Entzündungsabschnitt mit dem höchsten Schweregrad entsprechen, der mit verschiedenen Bedingungstypen aufgenommen wird (beispielsweise einer Bedingung, wie das weiße Licht L auf das lebende Gewebe trifft).
Wenn ein Entzündungsgrad näher an einen gesunden Zustand kommt, wird andererseits seine G-Komponente (oder B-Komponente) relativ zu der R-Komponente stärker. Von Achsen, die eine Grenzlinie zwischen einem Bereich, in dem aufgetragene Punkte verteilt sind, und einem Bereich darstellen, in dem keine aufgetragenen Punkte verteilt sind, wird daher eine Achse auf einer Grenzlinie näher an der G-Achse gegenüber der R-Achse (das heißt, einer Achse auf einer durch (0, 0) und (255, 192) in 4 gehenden Grenzlinie) als Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit einem Läsionsabschnitt eingestellt, dessen Schweregrad der geringste ist (das heißt, einem Entzündungsabschnitt mit dem geringsten Schweregrad, der als im Wesentlichen gesunder Abschnitt gesehen werden kann). Diese Achse ist die Schleimhautänderungsachse AX2. Auf der Schleimhautänderungsachse AX2 sind Punkte aufgetragen, die dem Entzündungsabschnitt mit dem niedrigsten Schweregrad entsprechen (dem Entzündungsabschnitt, der als im Wesentlichen gesunder Abschnitt gesehen werden kann), der unter Verschiedenen Bedingungstypen aufgenommen wird (beispielsweise einer Bedingung, wie das weiße Licht L auf das lebende Gewebe trifft).
Es gibt Fälle, in denen ein Entzündungsabschnitt mit dem höchsten Schweregrad eine Blutung verursacht. Da ein Entzündungsabschnitt mit dem niedrigsten Schweregrad andererseits im Wesentlichen gleich einem gesunden Abschnitt ist, ist der Entzündungsabschnitt dieses Typs mit einer adäquaten Menge an Schleimhaut bedeckt. Daher können die in 4 gezeigten aufgetragenen Punkte in der RG-Ebene derart betrachtet werden, als ob sie in einem Bereich verteilt sind, der mit einer Achse mit dem höchsten Korrelationsgrad mit Blut (Hämoglobinfarbstoff) und einer Achse mit dem höchsten Korrelationsgrad mit der Farbe von Schleimhaut umgeben ist. Von Grenzlinien zwischen einem Bereich, in dem aufgetragene Punkte verteilt sind und einem Bereich, in dem keine aufgetragenen Punkte verteilt sind, entspricht daher eine Grenzlinie näher an der R-Achse (deren R Komponente stark ist) einer Achse (Hämoglobinänderungsachse AX1), die einen Entzündungsabschnitt mit dem höchsten Schweregrad darstellt, und eine Grenzlinie näher der G-Achse (deren G-Komponente stark ist) entspricht einer Achse (der Schleimhautänderungsachse AX2), die einen Entzündungsabschnitt mit dem niedrigsten Schweregrad darstellt.
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel sind die Referenzachsen Beispiele der Achse, die einen Entzündungsabschnitt mit dem höchsten Schweregrad darstellt, und der Achse, die einen Entzündungsabschnitt mit dem niedrigsten Schweregrad darstellt, sind aber nicht auf diese beschränkt.
Die Referenzachse kann beispielsweise zumindest eine Achse mit einer Korrelation mit einer Entzündung eines Bewertungsobjekts sein. Beispielsweise kann zumindest eine der Achsen, die eine Achse mit einer Korrelation mit einem Bildelement, das einen Abschnitt darstellt, wo ein Schweregrad einer Entzündung ein vorgeschriebener Wert oder geringer ist, und eine Achse mit einer Korrelation mit einem Bildelement enthalten, das einen Abschnitt darstellt, wo ein Schweregrad einer Entzündung ein vorgeschriebener Wert oder höher ist, als Referenzachse eingestellt sein.
Wenn der Abschnitt, in dem der Entzündungsschweregrad ein vorgeschriebener Wert oder höher ist, einem Abschnitt einer sehr ernsten Entzündung entspricht, und der Abschnitt, in dem der Entzündungsschweregrad ein vorgeschriebener Wert oder geringer ist, und geringer als die sehr ernste Entzündung ist, können eine Achse, die den Abschnitt der sehr ernsten Entzündung darstellt, und eine Achse, die den Abschnitt der wenig ernsten Entzündung darstellt, als die Referenzachse eingestellt werden.
Wird eine Vielzahl von Referenzachsen eingestellt, wird bevorzugt, dass ein zwischen der Vielzahl der Referenzachsen gebildeter Winkel kleiner als ein Winkel ist, der zwischen den Achsen gebildet wird, die die Farbkomponenten darstellen, die die Farbebene definieren. Wenn der zwischen den Referenzachsen gebildete Winkel kleiner wird, kann ein genauerer Bewertungswert erhalten werden, indem seine Auflösung verbessert wird. Der zwischen den Referenzachsen gebildete Winkel ist vorzugsweise kleiner als 90 Grad, noch besser 60 Grad oder kleiner.
(S14 in Fig. 2 (Auswahl des Zielbildelements))
In Schritt S14 wird ein Zielbildelement in vorbestimmter Reihenfolge aus allen Bildelementen ausgewählt.
(S15 in Fig. 2 (Winkelberechnung))
In Schritt S15 wird für das in Schritt S14 (Auswahl des Zielbildelements) ausgewählte Zielbildelement ein Winkel zur Berechnung des Entzündungsgrades berechnet. Insbesondere wird in Schritt S15 ein Winkel θ berechnet, der zwischen der Hämoglobinänderungsachse AX1 und einer Strecke L gebildet ist, die einen Schnittpunkt (Referenzpunkt) O' zwischen der Hämoglobinänderungsachse AX1 und der Schleimhautänderungsachse AX2 mit einem entsprechenden Bildelementpunkt des Zielbildelements verbindet (vergleiche 3). Der Referenzpunkt O' befindet sich an der Koordinate (-150, -75).
Wie vorstehend als Beispiel beschrieben, befindet sich der Referenzpunkt O' an der Koordinate (-150, -75), ist aber nicht darauf beschränkt, und kann geeignet in einen anderen Koordinatenpunkt geändert werden.
Es wird angemerkt, dass der Referenzpunkt eine Fehlerunterdrückung des Bewertungsergebnisses in Abhängigkeit von einer Schwankung einer Helligkeit eines Bildes verursacht, indem ein bevorzugter Koordinatenpunkt positioniert wird. Das heißt, vorzugsweise wird ein Punkt vorab bestimmt und als Referenzpunkt eingestellt, der Fehler zwischen einem Bewertungsergebnis, das dunklen Abschnitten entspricht (deren Helligkeit des Bildes unter einem vorgeschriebenen Wert liegt), und einem Bewertungsergebnis minimiert, das nichtdunklen Abschnitten entspricht (deren Helligkeit des Bildes über dem vorgeschriebenen Wert liegt).
Wenn beispielsweise der Referenzpunkt O' zwischen der Koordinate (-10, -10) und der Koordinate (10, 10) positioniert wird, ist es möglich, ein genaues Bewertungsergebnis zu erhalten, da eine Winkeländerung θ in Abhängigkeit von einer Änderung des entsprechenden Bildelementpunkts größer ist und die Auflösung stärker verbessert ist, als wenn eine Koordinate (-150, -75) als Referenzpunkt O' eingestellt ist.
Wenn der Referenzpunkt O' andererseits zwischen einer Koordinate (-50, -50) und einer Koordinate (-200, -200) eingestellt wird, ist es möglich, Effekte durch Rauschen zu unterdrücken, das in dem Bewertungsergebnis enthalten ist, das durch eine Bewertungseinrichtung erhalten wird.
(S16 in Fig. 2 (Normalisierung))
Wenn sich die Helligkeit des aufgenommenen Bildes in dem Körperhohlraum in Abhängigkeit davon ändert, wie das weiße Licht L auf das lebende Gewebe des Körperhohlraums trifft, ändert sich die Farbe des aufgenommenen Bildes in der RG-Ebene im Allgemeinen entlang der Hämoglobinänderungsachse AX1 in einem Entzündungsabschnitt mit dem höchsten Schweregrad, und ändert sich entlang der Schleimhautänderungsachse AX2 in einem Entzündungsabschnitt mit dem geringsten Schweregrad, wobei sie durch individuelle Unterschiede zwischen Patienten, aufgenommenen Abschnitten in dem Körperhohlraum und Entzündungszustände beeinflusst wird. Ferner wird erwartet, dass die Farbe eines Entzündungsabschnitts mit einem mittleren Schweregrad sich auf dieselbe Weise ändert. Das heißt, wenn die Bedingung, wie das weiße Licht L darauf trifft, sich ändert, verschiebt sich der einem Entzündungsabschnitt entsprechende entsprechende Bildelementpunkt in einer Azimutwinkelrichtung, deren Basispunkt der Referenzpunkt O' ist. Das heißt, wenn sich die Bedingung, wie das weiße Licht darauf trifft, ändert, bewegt sich der entsprechende Bildelementpunkt in einem Entzündungsabschnitt unter Beibehaltung des Winkels θ und Änderungen der Entfernung zwischen dem Referenzpunkt O' und dem entsprechenden Bildelementpunkt. Das heißt, der Winkel θ ist ein Parameter, der durch die Helligkeit des aufgenommenen Bildes nicht wesentlich beeinflusst wird.
Wenn der Winkel θ kleiner wird, wird die R-Komponente bezüglich der G-Komponente stärker, und dies bedeutet, dass der Schweregrad des Entzündungsabschnitts hoch ist. Wenn der Winkel θ größer wird, wird die G-Komponente bezüglich der R-Komponente stärker, und dies bedeutet, dass die schwere des Entzündungsabschnitts gering ist. Aus diesem Grund wird der Winkel θ in Schritt S16 derart normalisiert, dass der Winkel θ einen Wert 255 annimmt, wenn der Winkel θ null ist, und einen Wert null annimmt, wenn der Winkel θ θ_max ist. θ_max ist gleich einem Winkel, der zwischen der Hämoglobinänderungsachse AX1 und der Schleimhautänderungsachse AX2 gebildet ist. Infolgedessen wird für ein Zielbildelement der Entzündungsgrad (8-Bit-Informationen) erhalten, der in den Bereich von 0 bis 255 fällt.
(S17 in Fig. 2 (Bestimmung der Anzeigefarbe auf einer Farbkarte))
Bei diesem Ausführungsbeispiel kann ein Farbkartenbild angezeigt werden, das durch Mosaikbildung des aufgenommenen Bildes mit Farben entsprechend dem Entzündungsgrad erhalten wird. Um das Farbkartenbild anzuzeigen, wurde eine Tabelle in einem Speicherbereich, wie dem Speicher 222, gespeichert, in der Werte des Entzündungsgrades und vorbestimmte Farben miteinander verknüpft sind. In der Tabelle sind verschiedene Farben beispielsweise in 5er Intervallen zugewiesen. In dem Beispiel ist die Farbe Gelb dem Bereich der Werte des Entzündungsgrades von 0 bis 5 zugewiesen, und verschiedene Farben sind in dem 5er Intervall, das inkrementiert wird, in der Reihenfolge der Farbanordnung des Farbkreises zugewiesen. Die Farbe Rot ist dem Bereich der Werte von 250 bis 255 zugewiesen.
In Schritt S17 wird die Anzeigefarbe des in Schritt S14 (Auswahl des Zielbildelements) ausgewählten Zielbildelements auf dem Farbkartenbild beruhend auf der vorstehend beschriebenen Tabelle auf eine Farbe eingestellt, die dem in Schritt S16 (Normalisierung) erhaltenen Wert des Entzündungsgrades des Zielbildelements entspricht.
(S18 in Fig. 2 (Beendungsbeurteilung der Ausführung des Prozesses für alle Bildelemente))
In Schritt S18 wird beurteilt, ob die Schritte S14 bis S17 für alle Bildelemente des aktuellen Vollbildes verarbeitet wurden.
Verbleibt ein Bildelement, für das die Schritte S14 bis S17 nicht verarbeitet wurden (S18: NEIN), kehrt der in 2 gezeigte spezielle Bilderzeugungsprozess zu Schritt S14 (Auswahl des Zielbildelements) zur Ausführung der Schritte S14 bis S17 für ein nächstes Zielbildelement zurück.
(S19 in Fig. 2 (Berechnung des Entzündungsbewertungswerts))
Schritt S19 wird ausgeführt, wenn in Schritt S18 (Beendungsbeurteilung der Ausführung des Prozesses für alle Bildelemente) geurteilt wird, dass die Schritte S14 bis S17 für alle Bildelemente des aktuellen Vollbildes verarbeitet wurden (S18: JA). In Schritt S19 wird der Durchschnittswert, der durch Durchschnittsbildung des Entzündungsgrades aller Bildelemente des aktuellen Vollbildes definiert ist, als Entzündungsbewertungswert des gesamten aufgenommenen Bildes berechnet, und Anzeigedaten (Beispielsweise „Auswertung: oo“) für den berechneten Entzündungsbewertungswert werden erzeugt. Es wird angemerkt, dass der vorstehende Vorgang des Erhaltens des Entzündungsbewertungswerts als Bewertungsergebnis hinsichtlich der Zielerkrankung durch einen Bewertungsabschnitt ausgeführt wird.
(S20 in Fig. 2 (Überlagerungsprozess))
In Schritt S20 werden unter Verwendung eines Verhältnisses zur Überlagerung eines normalen Bildes beruhend auf den Bildelementdaten (das heißt, Bildelementdaten mit den drei Farbkomponenten RGB), die von der Frontstufen-Signalverarbeitungsschaltung 220 eingegeben werden, und des Farbkartenbildes beruhend auf den Bildelementdaten, denen in Schritt S17 die vorbestimmten Farben (Bestimmung der Anzeigefarbe auf Farbkarte) zugeordnet werden, als Koeffizient die erstgenannten Bildelementdaten (die normalen Bildelementdaten) und die zweitgenannten Bildelementdaten (die Farbkartenbildelementdaten) addiert. Der Koeffizient kann über eine Benutzerbedienung nach Bedarf verändert werden. Wenn eine tiefere Anzeige des normalen Bildes erforderlich ist, wird der Koeffizient für das normale Bild auf einen höheren Wert eingestellt. Wenn andererseits die tiefere Anzeige des Farbkartenbildes erforderlich ist, wird der Koeffizient für die Farbkartenbildelementdaten auf einen höheren Wert eingestellt.
(S21 in Fig. 2 (Beendungsbeurteilung))
In Schritt S21 wird beurteilt, ob die Betriebsart des elektronischen Endoskopsystems 1 in einen von dem speziellen Modus verschiedenen anderen Modus geändert wurde. Wird beurteilt, dass die Betriebsart nicht in einen anderen Modus geändert wurde (S21: NEIN), kehrt der in 2 gezeigte spezielle Moduserzeugungsprozess zu Schritt S11 (Eingabe von Bildelementdaten eines aktuellen Vollbildes) zurück. Wird andererseits geurteilt, dass die Betriebsart in einen anderen Modus geändert wurde (S21: JA), wird der in 2 gezeigte spezielle Moduserzeugungsprozess beendet.
(Bildschirmanzeigebeispiel)
Die Endstufen-Signalverarbeitungsschaltung 240 erzeugt ein überlagertes Bild des normalen Bildes und des Farbkartenbildes beruhend auf den Bildelementdaten, die dem Addierungsprozess in Schritt S20 (Überlagerungsprozess) unterzogen wurden, und führt einen Maskierungsprozess aus, bei dem ein Randbereich (eine Peripherie eines Bildanzeigebereichs) des angezeigten Bildes maskiert wird. Die Endstufen-Signalverarbeitungsschaltung 240 erzeugt ferner die Bilddaten für eine Monitordarstellung, bei der der Bewertungswert der Entzündung einem durch den Maskierungsprozess erzeugten Maskierungsbereich überlagert ist. Die Endstufen-Signalverarbeitungsschaltung 240 wandelt die erzeugten Bilddaten für die Monitordarstellung in ein vorbestimmtes Videoformatsignal um, und gibt das Videoformatsignal zu dem Monitor 300 aus.
5 zeigt ein Beispiel einer Bildschirmdarstellung in dem speziellen Modus. Wie in 5 gezeigt, wird das aufgenommene Bild (das überlagerte Bild, in dem das normale Bild und das Farbkartenbild überlagert sind) in dem Körperhohlraum auf dem Anzeigebildschirm des Monitors 300 in einem zentralen Abschnitt angezeigt, und der Randabschnitt des Bildanzeigebereichs ist maskiert. In dem maskierten Bereich wird ferner der Bewertungswert (eine Auswertung) der Entzündung angezeigt.
Wie vorstehend beschrieben, kann der Bewertungswert der Entzündung (bei diesem Beispiel ein Wert, der mit einer Erhöhung/Verringerung von Blutfarbstoff in einem aufgenommenen Bereich korreliert ist) bei diesem Ausführungsbeispiel durch Ausführen einer einfachen Berechnung ohne Ausführung einer nichtlinearen Berechnung, wie eines Farbtonsteigerungsprozesses und eines komplizierten Farbraumumwandlungsprozesses, erhalten werden. Das heißt, zur Berechnung des Bewertungswerts der Entzündung erforderliche Hardwareressourcen können signifikant reduziert werden. Da der Bewertungswert der Entzündung ferner in Abhängigkeit von der Aufnahmebedingung nicht wesentlich schwankt (beispielsweise wie Beleuchtungslicht auf ein Objekt trifft), die die Helligkeit des aufgenommenen Bildes in einem Körperhohlraum beeinflusst, kann der Bediener eine genaue und objektive Beurteilung hinsichtlich der Entzündung treffen.
Das elektronische Endoskopsystem gemäß dem Ausführungsbeispiel bringt die folgenden Wirkungen und Problemlösungen auf dem Gebiet vorliegender Technik wie nachstehend beschrieben mit sich.
Das elektronische Endoskopsystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel dient erstens als Diagnoseunterstützung für eine frühe Erkennung einer Entzündungserkrankung.
Gemäß der Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels wird zweitens ein Entzündungsgrad auf einem Bildschirm angezeigt, oder ein Bild eines Bereichs, in dem eine Entzündung auftritt, ist hervorgehoben, sodass ein Bediener eine milde Entzündung entdecken kann, die visuell schwer zu erkennen ist. Da die milde Entzündung von einem normalen Bereich schwer zu unterscheiden ist, sind die durch die Konfiguration vorliegenden Ausführungsbeispiels hinsichtlich der Bewertung der milden Entzündung hervorgebrachten Wirkungen signifikant.
Gemäß der Konfiguration vorliegenden Ausführungsbeispiels wird es drittens möglich, einem Bediener einen objektiven Bewertungswert als Bewertung des Entzündungsgrades bereitzustellen, wodurch Diagnoseunterschiede unter einer Vielzahl von Bedienern reduziert werden können. Es ist insbesondere von großem Vorteil, dass der objektive Bewertungswert gemäß der Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels einem unerfahrenen Bediener zugeführt werden kann.
Da gemäß der Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels viertens ein Entzündungsbereich als Bild in Echtzeit angezeigt werden kann, da die Last der Bildverarbeitung reduziert ist, kann eine Diagnosegenauigkeit verbessert werden.
Da gemäß der Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels fünftens die Last der Berechnung des Bewertungswerts verglichen mit dem vorstehend angeführten Hintergrundverfahren erleichtert ist, können ein Farbkartenbild (das heißt, ein den Entzündungsgrad angebendes Bild) und ein normales Bild Seite an Seite oder auf synthetisierte Weise ohne Verzögerung angezeigt werden. Infolgedessen wird die Anzeige des Farbkartenbildes ohne Verlängerung eines Diagnosezeitabschnitts möglich, und eine Erhöhung der Belastung eines Patienten kann vermieden werden.
Die Zielbereiche einer Beobachtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel beinhalten beispielsweise Atmungsorgane, Verdauungsorgane und dergleichen. Die Atmungsorgane beinhalten beispielsweise Lungen, Ohren, Nase und Hals. Die Verdauungsorgane enthalten beispielsweise den Dickdarm, den Dünndarm, den Zwölffingerdarm und den Uterus. Das elektronische Endoskopsystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat einen erheblichen Effekt, wenn der Dickdarm das Beobachtungsziel darstellt. Dies ist genauer gesagt aus dem folgenden Grund so.
Beim Dickdarm gibt es Erkrankungen, die beruhend auf der Entzündung bewertet werden können, und der Vorteil der Entdeckung des Entzündungsbereichs ist gegenüber den anderen Organen größer. Der Entzündungsbewertungswert gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist insbesondere als Index einer chronisch entzündlichen Darmerkrankung (CED) effektiv, die durch die eiternde Dickdarmentzündung dargestellt wird. Da es für die eiternde Dickdarmentzündung kein Behandlungsverfahren gibt, ist es sehr effektiv, diese zu entdecken und das Fortschreiten der Erkrankung zu unterdrücken, indem das elektronische Endoskopsystem gemäß der Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels verwendet wird.
Da der Dickdarm ein Organ ist, das ein relativ enges und langes Organ verglichen mit dem Magen ist, weist ein davon erhaltenes Bild eine Tiefe auf, und je tiefer ein Abschnitt des Bildes ist, desto dunkler ist das Bild. Gemäß der Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels ist es möglich, eine Schwankung des Bewertungswerts aufgrund einer Schwankung der Helligkeit in dem Bild zu unterdrücken, und ein erheblicher Effekt kann durch dieses Ausführungsbeispiel erzielt werden, wenn das elektronische Endoskopsystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel zur Betrachtung des Dickdarms verwendet wird. Es ist also von Vorteil, wenn das elektronische Endoskopsystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel für das Atmungsorgan oder das Verdauungsorgan und insbesondere den Dickdarm verwendet wird.
Im Allgemeinen ist eine Diagnose einer milden Entzündung schwierig. Mit der Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels wird es beispielsweise durch Anzeigen eines Ergebnisses einer Bewertung des Entzündungsgrades aber möglich, einen Fall zu vermeiden, in dem ein Bediener die milde Entzündung übersieht. Die milde Entzündung betreffend ist insbesondere eine Tatsache, dass ihr Entscheidungskriterium nicht klar ist, ein definitiver Faktor zur Steigerung individueller Diagnoseunterschiede unter Bedienern. Hinsichtlich dieses Punkts kann mit der Konfiguration vorliegenden Ausführungsbeispiels ein objektiver Bewertungswert den Bedienern bereitgestellt werden, wodurch Diagnoseschwankungen unter Bedienern verringert werden können.
Die vorstehend beschriebene Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels kann zur Berechnung von Bewertungswerten nicht nur des Entzündungsgrades sondern verschiedener mit Farbänderung verbundenen Läsionen angewendet werden, wie Krebs und Polypen, und vorteilhafte Effekte wie die vorstehend beschriebenen können erzielt werden. Das heißt, die Bewertungswerte gemäß diesem Ausführungsbeispiel sind vorzugsweise Bewertungswerte der mit der Farbänderung verknüpften Läsionen, und beinhalten vorzugsweise den Bewertungswert des Entzündungsgrades, von Krebs und/oder der Polypen.
Vorstehend wurde das Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann in vielerlei Hinsicht innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung verändert werden. Ausführungsbeispiele dieser Anmeldung beinhalten beispielsweise eine Kombination der explizit hier beschriebenen Ausführungsbeispiele oder aus dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel leicht zu realisierende Ausführungsbeispiele.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Entzündungsbewertungswert unter Verwendung von R- und G-Komponenten berechnet, die in jedem Bildelement enthalten sind, jedoch können in einem anderen Ausführungsbeispiel anstelle der Verwendung der R- und G-Komponenten die R- und B-Komponenten verwendet werden, und so kann ein Bewertungswert bezüglich eines anderen Untersuchungszieltyps, der von dem des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels verschieden ist, berechnet werden. Da in einem derartigen Fall beispielsweise eine Verteilung der Aufzeichnung der Probenbilder von dem in 4 gezeigten verschieden ist, sind auch in Schritt S13 (Einstellung der Referenzachse) in 2 einzustellende Referenzachsen von jenen im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel veranschaulichten verschieden.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Bewertungswerte der Entzündung und dergleichen unter Verwendung der Primärfarbkomponenten R, G und B berechnet. Eine Konfiguration der Berechnung des Bewertungswertes gemäß vorliegender Erfindung muss aber nicht auf die Verwendung der Primärfarbkomponenten R, G und B beschränkt sein. Anstelle der Verwendung der Primärfarbkomponenten R, G und B können beispielsweise komplementäre Farbkomponenten C (cyan), M (magenta), Y (gelb) und G (grün) verwendet werden, und der Bewertungswert der Entzündung und dergleichen kann gemäß dem Verfahren ähnlich dem im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendeten berechnet werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die Bildelementdaten jedes Bildelements in dem RGB-Farbraum in die Bildelementdaten in der RG-Ebene umgewandelt, und der Entzündungsbewertungswert wird unter Verwendung der Komponenten R und G berechnet, die in den umgewandelten Bildelementdaten enthalten sind. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann anstelle der Verwendung des RGB-Farbraums ein anderer Farbraum verwendet werden (der durch n (n ≥ 3) Arten von Farbkomponenten definiert ist), wie ein CIE 1976 L*a*b*-Farbraum, ein CIE LCh-Farbraum, ein CIE 1976 L*u*v*-Farbraum, ein HSB-Farbraum, ein sRGB-Farbraum, ein CMK-Farbraum, ein CMYK-Farbraum und ein CMYG-Farbraum, und Bildelementdaten jedes Bildelements in dem anderen Farbraum können in Bildelementdaten in einem Farbraum umgewandelt werden, der eine kleinere Dimension als der andere Farbraum hat, und durch m (n > m ≥ 2) Arten von Farbkomponenten definiert ist. Unter Verwendung der Bildelementdaten in dem kleiner dimensionierten Farbraum, der durch Umwandeln der Bildelementdaten in dem anderen Farbraum erhalten wird, kann ein Bewertungswert hinsichtlich eines anderen Typs Zielerkrankung berechnet werden, die dem anderen von dem des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels verschiedenen Farbraum entspricht (Magenatrophie, Dickdarmtumor, usw.).
Die Referenzachse wird beispielsweise vorzugsweise gemäß einem Farbraum, einer Farbebene, einem Erkrankungstyp eines Bewertungsobjekts geeignet ausgewählt und eingestellt. Die Referenzachse kann als Achse eingestellt werden, die durch eine Koordinate (0, 0) in der Farbebene läuft, wodurch die Befestigung an einer Einrichtung effektiv vereinfacht werden kann.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist eine Lichtquelleneinrichtung mit dem Lichtleistungszünder 206, der Leuchte 208, der Sammellinse 210, der Blende 212, dem Motor 214 und dergleichen integral mit dem Prozessor vorgesehen. Die Lichtquelleneinrichtung kann jedoch auch als eine von dem Prozessor separate Einrichtung vorgesehen sein.
Wie in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschrieben, kann anstelle des CCD-Bildsensors der CMOS-Bildsensor als Festkörperbildaufnahmeeinrichtung 108 verwendet werden. Der CMOS-Bildsensor hat im Allgemeinen eine Tendenz dazu, dass das Bild verglichen mit dem CCD-Bildsensor insgesamt dunkler ist. Daher zeigt sich der vorteilhafte Effekt der Unterdrückung von Änderungen des Bewertungswerts in Abhängigkeit von der Helligkeit des Bildes mit der Konfiguration des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels merklicher in einem Fall, in dem der CMOS-Bildsensor als Festkörperbildaufnahmeeinrichtung verwendet wird.
Zur akkuraten Durchführung einer Diagnose wird vorzugsweise ein Hochauflösungsbild erhalten. In Anbetracht der Verbesserung der Diagnosegenauigkeit ist die Auflösung des Bildes vorzugsweise eine Million Bildelemente oder mehr, besser noch zwei Millionen Bildelemente oder mehr, und noch besser acht Millionen Bildelemente oder mehr. Je höher die Auflösung des Bildes ist, desto größer ist die Verarbeitungslast zur Ausführung der vorstehend beschriebenen Bewertungsberechnung für alle Bildelemente. Mit der Konfiguration des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels kann die Verarbeitungslast aber gesenkt werden, und die vorteilhaften Effekte gemäß der Konfiguration dieses Ausführungsbeispiels bei der Verarbeitung des Hochauflösungsbildes zeigen sich merklich.
Bei der speziellen Bildverarbeitung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden alle Bildelemente in dem Bild der Bildverarbeitung unterzogen. Allerdings können Bildelemente mit äußerst hoher Helligkeit und äußerst niedriger Helligkeit von den der Verarbeitung unterzogenen ausgeschlossen werden. Indem beispielsweise die Bildelemente mit einer bestimmten Helligkeit innerhalb eines vorbestimmten Referenzhelligkeitsbereichs der Bewertungswertberechnung unterzogen werden, ist es insbesondere möglich, die Genauigkeit der Bewertungswerte zu verbessern.
Wie in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel angeführt, können verschiedenen Arten von Lichtquellen als die im Endoskopsystem 1 verwendete Lichtquelle verwendet werden. Es kann aber einen Fall geben, bei dem die Art der Lichtquelle in Abhängigkeit vom Zweck der Beobachtung des Endoskopsystems 1 beschränkt ist (beispielsweise ist Laser als Lichtquellentyp ausgeschlossen).
Hinsichtlich der zur Berechnung des Bewertungswerts verwendeten Farbkomponenten kann es einen Fall geben, in dem die Berechnung des Bewertungswerts ohne Verwendung von Farbnuancierung und Farbsättigung durchgeführt wird.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Entzündungsbewertungswert beruhend auf dem Winkel θ berechnet, der als Winkel zwischen der Hämoglobinänderungsachse AX1 und der Strecke L berechnet wird, die den Referenzpunkt O' und den entsprechenden Bildelementpunkt des Zielbildelements verbindet, jedoch ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann ein Winkel zwischen der Strecke L und der Schleimhautänderungsachse AX2 berechnet werden, und der Entzündungsbewertungswert kann beruhend auf dem berechneten Winkel berechnet werden. In diesem Fall wird die G-Komponente hinsichtlich der R-Komponente immer größer, je kleiner der berechnete Winkel wird, was bedeutet, dass der Schweregrad des Entzündungsabschnitts niedrig ist. Wenn der berechnete Winkel andererseits größer wird, wird die R-Komponente gegenüber der G-Komponente größer, was bedeutet, dass der Schweregrad des Entzündungsabschnitts hoch ist. Daher wird der berechnete Winkel in Schritt S16 (Normalisierung) in 2 derart normalisiert, dass der normalisierte Winkel einen Wert von null annimmt, wenn der berechnete Winkel null ist, und der normalisierte Winkel einen Wert 255 annimmt, wenn der berechnete Winkel θ_max ist.
Das heißt, die Referenzachse in der Farbebene kann eine Achse mit einer Korrelation mit der Zielerkrankung sein, deren Schweregrad ein vorgeschriebener Wert oder geringer ist, und/oder eine Achse mit einer Korrelation mit der Zielerkrankung sein, deren Schweregrad der vorgeschriebene Wert oder höher ist. Das heißt, die Referenzachse in der Farbebene kann eine erste Achse mit einer Korrelation mit einer sehr ernsten Erkrankung sein, wobei der Schweregrad der Zielerkrankung der vorgeschriebene Wert oder höher ist, und/oder eine zweite Achse mit einer Korrelation mit einer wenig ernsten Erkrankung sein, wobei der Schweregrad der Zielerkrankung geringer als die sehr ernste Erkrankung und der vorgeschriebene Wert oder geringer ist. In diesem Fall ist ein ein Bewertungsergebnis erhaltender Bewertungsabschnitt zum Erhalten des Bewertungsergebnisses für jedes der Bildelemente beruhend auf einem Winkel eingerichtet, der zwischen der vorstehenden Strecke (die einen vorbestimmten Referenzpunkt auf der Farbebene, die durch zumindest zwei einer Vielzahl von Farbkomponenten definiert ist, die in dem Farbbild des lebenden Gewebes enthalten sind, mit einem entsprechenden Bildelementpunkt verbindet, der in der Farbebene zugeordnet ist, wobei der entsprechende Bildelementpunkt jedem der Bildelemente entspricht, die das durch den Bilderhalteabschnitt erhaltene Farbbild bilden), und der ersten Achse und/oder der zweiten Achse gebildet ist.
In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist ferner der Schnittpunkt zwischen der Hämoglobinänderungsachse AX1 und der Schleimhautänderungsachse AX2 als Referenzpunkt O' zur Unterdrückung des Effekts aufgrund von Helligkeit des aufgenommenen Bildes bei dem Entzündungsbewertungswert eingestellt, jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann der Ursprung (0, 0) in der RG-Ebene auf der Schleimhautänderungsachse AX2 als Referenzpunkt O' eingestellt werden. Da in diesem Fall eine einzelne Achse (das heißt, die Schleimhautänderungsachse AX2) für die erforderliche Referenzachse ausreicht, wird die Verarbeitungslast des in 2 gezeigten speziellen Bilderzeugungsprozesses verringert, und dadurch kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöht werden.
Der Bewertungsabschnitt kann zum Erhalten jedes Bewertungsergebnisses hinsichtlich einer Vielzahl von Zielerkrankungen konfiguriert sein. In diesem Fall werden die Farbebene, der Referenzpunkt und die Referenzachse für jede Zielerkrankung eingestellt. In diesem Fall kann ein Monitor mit einem Anzeigeabschnitt ferner eine Vielzahl von Bewertungsergebnissen auf dem normalen Bild auf dem Bildschirm unterscheidbar überlagern. Mit einer derartigen Konfiguration kann ein Bediener einen Abschnitt, der die Möglichkeit verschiedener Arten von Erkrankungen aufweist, auf demselben Bildschirm beispielsweise ohne Änderung einer Anzeigebildeinstellung erkennen. Infolgedessen ist es möglich, eine Diagnose durch den Bediener zu unterstützen, ohne die Belastung des Patienten zu erhöhen.
Bezugszeichenliste

1: elektronische Endoskopsystem
100: elektronisches Scope
102: LCB
104: Lichtverteilungslinse
106: Objektivlinse
108: Festkörperbildaufnahmeeinrichtung
112: Ansteuersignalverarbeitungsschaltung
114: Speicher
200: Prozessor
202: Systemsteuereinrichtung
204: Zeitvorgabesteuereinrichtung
206: Leuchtleistungszünder
208: Leuchte
210: Sammellinse
212: Blende
214: Motor
216: Ansteuereinrichtung
218: Bedienfeld
220: Frontstufen-Signalverarbeitungsschaltung
222: Speicher
230: spezielle Bildverarbeitungsschaltung
240: Endstufen-Signalverarbeitungsschaltung

Claims

Endoskopsystem mit einer Lichtquelleneinrichtung, die Beleuchtungslicht zu einem Objekt emittiert, einem Bilderhalteabschnitt, der an dem Objekt reflektiertes Licht durch ein Bildaufnahmeelement aufnimmt, und dadurch ein Farbbild mit zumindest drei Farbkomponenten erhält, und einem Bewertungsabschnitt, der für jedes von Bildelementen, die das durch den Bilderhalteabschnitt erhaltene Farbbild bilden, ein Bewertungsergebnis hinsichtlich einer Zielerkrankung beruhend auf einem Winkel in einer Farbebene erhält, die durch zumindest zwei der zumindest drei Farbkomponenten definiert ist, der zwischen einer Strecke, die einen auf der Farbebene positionierten vorbestimmten Referenzpunkt mit einem entsprechenden Bildelementpunkt verbindet, der jedem der Bildelemente in der Farbebene entsprechend zugeordnet ist, und einer Referenzachse mit einer Korrelation mit der Zielerkrankung gebildet wird, wobei die Referenzachse zum Durchlaufen des vorbestimmten Referenzpunkts eingestellt ist.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, wobei die Referenzachse in der Farbebene eine Achse mit einer Korrelation mit der Zielerkrankung, deren Schweregrad ein vorgeschriebener Wert oder geringer ist, und/oder eine Achse mit einer Korrelation mit der Zielerkrankung umfasst, deren Schweregrad der vorgeschriebene Wert oder höher ist.
Endoskopsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Referenzachse in der Farbebene eine erste Achse mit einer Korrelation mit einer sehr ernsten Erkrankung, wobei ein Schweregrad der Zielerkrankung der vorgeschriebene Wert oder größer ist, und/oder eine zweite Achse mit einer Korrelation mit einer wenig ernsten Erkrankung umfasst, wobei ein Schweregrad der Zielerkrankung geringer als die sehr ernste Erkrankung und der vorgeschriebene Wert oder geringer ist, wobei der Bewertungsabschnitt das Bewertungsergebnis für jedes der Bildelemente beruhend auf einem Winkel erhält, der zwischen der Strecke und der ersten Achse und/oder der zweiten Achse gebildet ist.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, wobei der Referenzpunkt ein Schnittpunkt zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse ist.
Endoskopsystem nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Bewertungsabschnitt den zwischen der Strecke und der ersten Achse gebildeten Winkel derart normalisiert, dass ein normalisierter Winkel einen maximalen Wert annimmt, wenn der zwischen der Strecke und der ersten Achse gebildete Winkel null ist, und einen minimalen Wert annimmt, wenn der zwischen der Strecke und der ersten Achse gebildete Winkel gleich einem zwischen der ersten Achse und der zweiten Achse gebildeten Winkel ist, und das Bewertungsergebnis hinsichtlich der Zielerkrankung beruhend auf dem normalisierten Winkel erhält, der jedem der Bildelemente entspricht.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner mit einem Anzeigeabschnitt, der das Bewertungsergebnis auf dem durch den Bilderhalteabschnitt erhaltenen normalen Bild überlagert und anzeigt.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Bewertungsergebnis einen Entzündungsschweregrad betrifft.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, Anspruch 6, wenn abhängig von Anspruch 3, oder Anspruch 7, wenn abhängig von Anspruch 3, wobei die erste Achse eine Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit Blutfarbstoff ist.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, Anspruch 6, wenn abhängig von Anspruch 3, Anspruch 7, wenn abhängig von Anspruch 3, oder Anspruch 8, wobei die zweite Achse eine Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit einem Farbton von Schleimhaut in einem Körperhohlraum ist.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einem Anzeigeabschnitt, der das Bewertungsergebnis auf dem durch den Bilderhalteabschnitt erhaltenen normalen Bild überlagert und anzeigt, wobei der Bewertungsabschnitt ein Bewertungsergebnis hinsichtlich jeder einer Vielzahl von Zielerkrankungen erhält, wobei die Farbebene, der Referenzpunkt und die Referenzachse für jede der Vielzahl der Zielerkrankungen eingestellt werden, wobei der Anzeigeabschnitt das Bewertungsergebnis hinsichtlich jeder der Vielzahl der Zielerkrankungen auf dem normalen Bild auf einem Bildschirm unterscheidbar überlagert.
Bewertungswertberechnungseinrichtung mit einer Zuordnungseinrichtung, die einen entsprechenden Bildelementpunkt, der jedem von Bildelementen, die ein Farbbild mit Komponenten Rot, Grün und Blau bilden, in einer Ebene mit einer ersten Achse, die eine Achse der Komponente R ist, und einer zweiten Achse, die eine Achse der Komponente G oder der Komponente B ist und senkrecht zu der ersten Achse ist, zuordnet, wobei der entsprechende Bildelementpunkt in der Ebene beruhend auf den Komponenten Rot, Grün und Blau des entsprechenden Bildelements zugeordnet wird, einer Winkelberechnungseinrichtung, die eine dritte Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit einem Läsionsabschnitt mit dem höchsten Schweregrad in der Ebene einstellt, und für jedes der Bildelemente einen Winkel berechnet, der zwischen der dritten Achse und einer Strecke gebildet wird, die einen auf der dritten Achse positionierten vorbestimmten Referenzpunkt mit dem entsprechenden Bildelementpunkt verbindet, und einer Bewertungswertberechnungseinrichtung, die einen vorbestimmten Bewertungswert für das Farbbild beruhend auf dem berechneten Winkel berechnet, der jedem der Bildelemente entspricht.
Bewertungswertberechnungseinrichtung nach Anspruch 11, wobei die Winkelberechnungseinrichtung eine vierte Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit einem Läsionsabschnitt mit dem geringsten Schweregrad einstellt, und den Winkel für jedes der Bildelemente durch Einstellen eines Schnittpunkts zwischen der dritten Achse und der vierten Achse als Referenzpunkt berechnet.
Bewertungswertberechnungseinrichtung nach Anspruch 12, wobei die dritte Achse eine Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit Blutfarbstoff ist, wobei die vierte Achse eine Achse mit einem hohen Korrelationsgrad mit einem Farbton einer Schleimhaut in einem Körperhohlraum ist.