DE112017004403T5

DE112017004403T5 - Endoskopsystem und charakteristischer betrag-berechnungsverfahren

Info

Publication number: DE112017004403T5
Application number: DE112017004403.0T
Authority: DE
Inventors: Masaaki Fukuda
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2016-09-02
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2019-05-23
Also published as: US20190239735A1; CN109310305B; US10827914B2; WO2018043728A1; JPWO2018043728A1; CN109310305A

Abstract

Dieses Endoskopsystem bildet lebendes Gewebe ab, das mit erstem bis drittem Licht beleuchtet wurde, und erzeugt erste bis dritte Farbbilddaten. Ein erstes Korrekturverhältnis wird durch Verwenden eines ersten Lichtintensitätsverhältnisses zwischen dem ersten Licht und dem zweiten Licht und/oder eines Abbildungselement-Abbildungsempfindlichkeitsverhältnisses zwischen dem ersten Licht und dem zweiten Licht zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der ersten und zweiten Farbbilddaten des lebenden Gewebes erhalten, wobei das erste Verhältnis für eine erste Merkmalsmenge des lebenden Gewebes empfindlich ist. Die erste Merkmalsmenge wird auf der Grundlage des ersten Korrekturverhältnisses berechnet. Ein zweites Korrekturverhältnis wird durch Verwenden eines zweiten Lichtintensitätsverhältnisses zwischen dem zweiten Licht und dem dritten Licht zum Korrigieren eines zweiten Verhältnisses unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der zweiten und dritten Farbbilddaten des lebenden Gewebes erhalten, wobei das zweite Verhältnis für eine zweite Merkmalsmenge des lebenden Gewebes empfindlich ist. Die zweite Merkmalsmenge wird auf der Grundlage des zweiten Korrekturverhältnisses und der ersten Merkmalsmenge berechnet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Endoskopsystem, das biologische Informationen (charakteristische Beträge) von biologischem Gewebe beruhend auf durch Abbilden des biologischen Gewebes erzeugten Bilddaten beschafft, und ein charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahren zum Erhalten biologischer Informationen (charakteristischer Beträge) von biologischem Gewebe aus Bilddaten.
Technischer Hintergrund
Ein Endoskopsystem ist bekannt, das eine Funktion eines Erhaltens von Informationen über eine biologische Substanz in biologischem Gewebe, das ein Abbildungssubjekt darstellt, wie Informationen über eine Menge an Hämoglobin und eine Sauerstoffsättigung von Hämoglobin, beruhend auf durch ein Endoskop erhaltenen Bilddaten enthält. Ein Beispiel dieser Art Endoskopsystem ist im Patentdokument 1 offenbart.
Mit dem im Patentdokument 1 offenbarten Endoskopsystem wird eine Blutmenge (Menge an Hämoglobin) beruhend auf einem Verhältnis R2/G2 zwischen einem Rot-Farbsignal R2 in einem Wellenlängenbereich von 590 bis 700 nm und einem Grün-Farbsignal G2 in einem Wellenlängenbereich von 540 bis 580 nm unter Bildelementsignalen eines aufgenommenen Bildes von mit weißem Licht beleuchtetem biologischem Gewebe berechnet, und ferner wird eine Sauerstoffsättigung des Hämoglobins beruhend auf einem Verhältnis B1/G2 zwischen einem Blau-Farbsignal B1 unter Bildelementsignalen eines aufgenommenen Bildes von biologischem Gewebe, das mit Sauerstoffkonzentrationsmesslicht (schmalbandigem Licht von 473 nm) beleuchtet wird, und dem Grün-Farbsignal G2 unter den Bildelementsignalen des aufgenommenen Bildes des mit dem weißen Licht beleuchteten biologischen Gewebes berechnet. So können Informationen über die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins angezeigt werden.
Zitierliste
Patentdokumente
Patentdokument 1: JP 5302984 A
Kurzzusammenfassung der Erfindung
Technische Aufgabe
Wenn sich bei dem vorstehend beschriebenen Endoskopsystem die Lichtintensität des Sauerstoffsättigungsmesslichts und des weißen Lichts in Abhängigkeit von der Vorrichtung unterscheiden (wenn eine von der Vorrichtung abhängige Schwankung vorhanden ist), verändert sich auch das Verhältnis B1/G2 in Abhängigkeit von der Vorrichtung, da das Verhältnis B1/G2 unter Verwendung des Sauerstoffsättigungsmesslichts und des weißen Lichts berechnet wird. Die Schwankung der Lichtintensität kann nicht vollständig beseitigt werden. Aus diesem Grund besteht ein Risiko, dass auch die beruhend auf dem Verhältnis B1/G2 berechnete Sauerstoffsättigung des Hämoglobins zwischen Vorrichtungen variiert. Aus diesem Grund kann die Sauerstoffsättigung nicht genau erhalten werden. Ein bösartiger Tumor oder dergleichen wird insbesondere unter Verwendung der Tatsache bestimmt, dass die Sauerstoffsättigung gering ist, und daher ist die Durchführung einer geeigneten Bestimmung schwieriger.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehenden Umstände getätigt, und ihre Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Endoskopsystems und eines charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahrens, mit denen es möglich ist, äußerst genaue Informationen über einen charakteristischen Betrag zu erhalten, wenn ein charakteristischer Betrag, wie eine Sauerstoffsättigung von Hämoglobin in biologischem Gewebe beruhend auf Bilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird, das unter Verwendung einer Vielzahl von Lichtarten beleuchtet wird.
Lösung der Aufgabe
Das Endoskopsystem der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Ausgestaltungen.
Ausgestaltung 1
Endoskopsystem mit:

einer Lichtquellenvorrichtung zum Emittieren von zumindest erstem Licht und zweitem Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen,
einem Endoskop mit einer Abbildungseinheit mit einem Bildsensor zur Erzeugung erster Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe und zur Erzeugung zweiter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem zweiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes; und
einer Verarbeitungseinrichtung mit einer Speichereinheit, die ein erstes Lichtintensitätsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des ersten Lichts und einer Lichtintensität des zweiten Lichts ist, und einer charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit zum Beschaffen eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das durch Verwenden des ersten Lichtintensitätsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das empfindlich für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes ist, unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten erhalten wird.

Gemäß einem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht beispielsweise die Menge an Hämoglobin oder die Sauerstoffsättigung von Hämoglobin dem ersten charakteristischen Betrag. Wenn die Menge an Hämoglobin dem ersten charakteristischen Betrag entspricht, entsprechen das weiße Licht WL und das breite Licht des nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels dem ersten Licht und dem zweiten Licht. Wenn die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins dem ersten charakteristischen Betrag entspricht, entsprechen das breite Licht und das enge Licht des nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels dem ersten Licht und dem zweiten Licht.
Ausgestaltung 2
Endoskopsystem nach Ausgestaltung 1, wobei das erste Lichtintensitätsverhältnis ein Verhältnis zwischen Komponenten von Farbbilddaten eines Referenzsubjekts ist, wobei die Farbbilddaten durch Abbilden des Referenzsubjekts erzeugt werden, das mit dem ersten Licht und dem zweiten Licht beleuchtet wird, wobei der Bildsensor oder ein Referenzbildsensor verwendet wird.
Das erste Lichtintensitätsverhältnis G1 oder das zweite Lichtintensitätsverhältnis G2 des nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels entspricht beispielsweise dem ersten Lichtintensitätsverhältnis.
Ausgestaltung 3
Endoskopsystem nach Ausgestaltung 1 oder 2, wobei das erste Lichtintensitätsverhältnis ein Verhältnis zum Einstellen eines Verhältnisses zwischen einem Wert einer Luminanzkomponente der ersten Farbbilddaten und einem Wert einer Luminanzkomponente der zweiten Farbbilddaten des Referenzsubjekts auf einen bestimmten Wert ist.
Ausgestaltung 4
Endoskopsystem mit:

einer Lichtquellenvorrichtung zum Emittieren von Licht mit zumindest zwei Lichtkomponenten mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen;
einem Endoskop mit einer Abbildungseinheit mit einem Bildsensor zur Erzeugung von Farbbilddaten durch Abbilden des beleuchteten biologischen Gewebes; und
einer Verarbeitungseinrichtung mit einer Speichereinheit, die ein Empfindlichkeitsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen Abbildungsempfindlichkeiten in verschiedenen Wellenlängenbereichen der Lichtkomponenten des Bildsensors darstellt, und einer charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit zum Beschaffen eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das unter Verwendung des Empfindlichkeitsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das empfindlich für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes ist, unter Verhältnissen entsprechender Komponenten erhalten wird, die Wellenlängenbereichen der Lichtkomponenten der Farbbilddaten des biologischen Gewebes entsprechen.

Ausgestaltung 5
Endoskopsystem mit:

einer Lichtquellenvorrichtung zum Emittieren von zumindest erstem Licht und zweitem Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen;
einem Endoskop mit einer Bildaufnahmeeinheit mit einem Bildsensor zur Erzeugung erster Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe und zur Erzeugung zweiter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem zweiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes; und
einer Verarbeitungseinrichtung mit einer Speichereinheit, die ein Empfindlichkeitsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Abbildungsempfindlichkeit für das erste Licht und einer Abbildungsempfindlichkeit für das zweite Licht des Bildsensors darstellt, und einer charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit zum Beschaffen eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das unter Verwendung des Empfindlichkeitsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das empfindlich für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes ist, unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird.

Gemäß dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht das Empfindlichkeitsverhältnis G2 beispielsweise dem Empfindlichkeitsverhältnis. Gemäß dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht beispielsweise die Menge an Hämoglobin dem ersten charakteristischen Betrag, und das weiße Licht WL und das breite Licht des nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels entsprechen dem ersten Licht und dem zweiten Licht.
Ausgestaltung 6
Endoskopsystem nach Ausgestaltung 5, wobei
die Speichereinheit ein erstes Lichtintensitätsverhältnis zwischen einer Lichtintensität des ersten Lichts und einer Lichtintensität des zweiten Lichts speichert, und
das Empfindlichkeitsverhältnis ein Verhältnis ist, das unter Verwendung des ersten Lichtintensitätsverhältnisses zum Korrigieren eines Verhältnisses zwischen Komponenten von Farbbilddaten eines Referenzsubjekts erhalten wird, wobei die Farbbilddaten durch Abbilden des Referenzsubjekts erzeugt werden, das mit dem ersten Licht und dem zweiten Licht beleuchtet wird, wobei der Lichtsensor verwendet wird.
Ausgestaltung 7
Endoskopsystem nach Ausgestaltung 6, wobei die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit das erste korrigierte Verhältnis durch Korrigieren des ersten Verhältnisses unter Verwendung des Empfindlichkeitsverhältnisses und des ersten Lichtintensitätsverhältnisses beschafft.
Ausgestaltung 8
Endoskopsystem nach einer der Ausgestaltungen 4 bis 7, wobei das Empfindlichkeitsverhältnis ein derart eingestelltes Verhältnis ist, dass der Wert des ersten korrigierten Verhältnisses, der erhalten wird, wenn ein Referenzsubjekt, für das der Wert des ersten Verhältnisses ein bekannter Referenzwert ist, unter Verwendung des Bildsensors abgebildet wird, der Referenzwert des Referenzsubjekts ist.
Ausgestaltung 9
Endoskopsystem mit:

einer Lichtquellenvorrichtung zum Emittieren von erstem Licht, zweitem Licht und drittem Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen,
einem Endoskop mit einer Bildaufnahmeeinheit mit einem Bildsensor zur Erzeugung zweiter Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem zweiten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe und zur Erzeugung dritter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem dritten Licht beleuchteten biologischen Gewebes; und
einer Verarbeitungseinrichtung mit einer Speichereinheit, die ein zweites Lichtintensitätsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des zweiten Lichts und einer Lichtintensität des dritten Lichts ist, und einer charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit zum Beschaffen eines zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem zweiten korrigierten Verhältnis, das unter Verwendung des zweiten Lichtintensitätsverhältnisses zum Korrigieren eines zweiten Verhältnisses, das für den zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnisses zwischen einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der dritten Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird.

Gemäß dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel entsprechen beispielsweise das weiße Licht WL, das breite Licht und das enge Licht dem ersten Licht, dem zweiten Licht und dem dritten Licht. Gemäß dem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht beispielsweise die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins dem zweiten charakteristischen Betrag, und das zweite Lichtintensitätsverhältnis G2 entspricht dem zweiten Lichtintensitätsverhältnis.
Ausgestaltung 10
Endoskopsystem nach Ausgestaltung 9, wobei das zweite Lichtintensitätsverhältnis ein Verhältnis zwischen Komponenten von Farbbilddaten eines Referenzsubjekts ist, wobei die Farbbilddaten durch Abbilden des Referenzsubjekts erzeugt werden, das unter Verwendung des Bildsensors oder eines Referenzbildsensors mit dem zweiten Licht und dem dritten Licht beleuchtet wird.
Ausgestaltung 11
Endoskopsystem nach Ausgestaltung 9 oder 10, wobei
die Abbildungseinheit zur Erzeugung erster Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe unter Verwendung des Bildsensors eingerichtet ist,
die Speichereinheit ein erstes Lichtintensitätsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des ersten Lichts und der Lichtintensität des zweiten Lichts ist, und
die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit einen ersten Abschnitt zur Beschaffung eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das durch Verwenden des ersten Lichtintensitätsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird, und einen zweiten Abschnitt zur Beschaffung des zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten charakteristischen Betrag und dem zweiten korrigierten Verhältnis enthält.
Gemäß einem nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht die Menge an Hämoglobin beispielsweise dem ersten charakteristischen Betrag, und das erste Lichtintensitätsverhältnis G1 entspricht dem ersten Lichtintensitätsverhältnis.
Ausgestaltung 12
Endoskopsystem nach Ausgestaltung 9 oder 10, wobei
die Abbildungseinheit erste Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe unter Verwendung des Bildsensors erzeugt,
die Speichereinheit ein Empfindlichkeitsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das erste Licht und einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das zweite Licht ist, und
die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit einen ersten Abschnitt zur Beschaffung eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das durch Verwenden des Empfindlichkeitsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird, und einen zweiten Abschnitt zur Beschaffung des zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten charakteristischen Betrag und dem zweiten korrigierten Verhältnis enthält.
Ausgestaltung 13
Endoskopsystem nach Ausgestaltung 9 oder 10, wobei
die Abbildungseinheit erste Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe unter Verwendung des Bildsensors erzeugt,
die Speichereinheit ein erstes Lichtintensitätsverhältnis, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des ersten Lichts und der Lichtintensität des zweiten Lichts ist, und ein Empfindlichkeitsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das erste Licht und einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das zweite Licht ist, und
die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit einen ersten Abschnitt zur Beschaffung eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das durch Verwenden des Empfindlichkeitsverhältnisses und des ersten Lichtintensitätsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird, und einen zweiten Abschnitt zur Beschaffung des zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten charakteristischen Betrag und dem zweiten korrigierten Verhältnis enthält.
Ausgestaltung 14
Endoskopsystem nach Ausgestaltung 12 oder 13, wobei das Empfindlichkeitsverhältnis ein derart eingestelltes Verhältnis ist, dass der Wert des ersten korrigierten Verhältnisses, der erhalten wird, wenn ein Referenzsubjekt, für das der Wert des ersten Verhältnisses ein bekannter Referenzwert ist, unter Verwendung des Bildsensors abgebildet wird, der Referenzwert des Referenzsubjekts ist.
Ausgestaltung 15
Endoskopsystem nach einer der Ausgestaltungen 1 bis 8 und 11 bis 13, wobei
der erste charakteristische Betrag eine Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe ist, und
das erste Verhältnis ein Verhältnis zwischen einer Luminanzkomponente der zweiten Farbbilddaten und einer R-Komponente oder der gesamten Komponenten der R-Komponente und einer G-Komponente der ersten Farbbilddaten ist.
Ausgestaltung 16
Endoskopsystem nach einer der Ausgestaltungen 9 bis 15, wobei
der zweite charakteristische Betrag eine Sauerstoffsättigung von Hämoglobin in dem biologischen Gewebe ist, und
das zweite Verhältnis ein Verhältnis zwischen einer Luminanzkomponente der dritten Farbbilddaten und einer Luminanzkomponente der zweiten Farbbilddaten ist.
Ausgestaltung 17
Endoskopsystem nach einer der Ausgestaltungen 9 bis 16, wobei der Wellenlängenbereich des dritten Lichts in dem Wellenlängenbereich des zweiten Lichts enthalten ist.
Ausgestaltung 18
Endoskopsystem nach einer der Ausgestaltungen 1 bis 17, wobei in dem Wellenlängenbereich des zweiten Lichts eine Komponente der zweiten Farbbilddaten einen Wellenlängenbereich enthält, der für eine Änderung der Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe empfindlich ist, aber nicht für eine Änderung der Sauerstoffsättigung des Hämoglobins empfindlich ist.
Ausgestaltung 19
Endoskopsystem nach einer der Ausgestaltungen 9 bis 18, wobei in dem Wellenlängenbereich des dritten Lichts eine Komponente der dritten Farbbilddaten einen Wellenlängenbereich enthält, der für eine Änderung der Sauerstoffsättigung des biologischen Gewebes empfindlich ist.
Ausgestaltung 20
Endoskopsystem nach einer der Ausgestaltungen 1 bis 19, wobei die Lichtquellenvorrichtung eine Konfiguration zum Emittieren von Licht mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen durch sequenzielles Umschalten einer Vielzahl optischer Filter auf einem Strahlengang aufweist.
Ausgestaltung 21
Endoskopsystem nach Ausgestaltung 20, wobei das zweite Licht gefiltertes Licht des ersten Lichts ist, das durch Verwenden eines der optischen Filter zum Übertragen eines ersten Wellenlängenbereichs innerhalb eines Bereichs von 500 nm bis 600 nm im Wellenlängenbereich des ersten Lichts erhalten wird, und das dritte Licht gefiltertes Licht des ersten Lichts ist, das durch Verwenden eines der optischen Filter zum Übertragen eines zweiten Wellenlängenbereichs erhalten wird, der enger als der erste Wellenlängenbereich ist und innerhalb des Bereichs des ersten Wellenlängenbereichs liegt.
Das charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahren der vorliegenden Erfindung umfasst ferner die folgenden Ausgestaltungen.
Ausgestaltung 22
Biologisches-Gewebe-Charakteristischer-Betrag-Berechnungsverfahren, mit:

einem Schritt eines Beleuchtens von biologischem Gewebe mit zumindest erstem Licht und zweitem Licht mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen,
einem Schritt eines Erzeugens erster Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe und Erzeugens zweiter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem zweiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes, wobei ein Bildsensor verwendet wird,
einem Schritt eines Erzeugens eines ersten korrigierten Verhältnisses, das durch Verwenden eines zuvor beschafften ersten Lichtintensitätsverhältnisses erhalten wird, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des ersten Lichts und einer Lichtintensität des zweiten Lichts ist, um ein erstes Verhältnis, das für einen ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes zu korrigieren, und
einem Schritt eines Berechnens des ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis.

Ausgestaltung 23
Biologisches-Gewebe-Charakteristischer-Betrag-Berechnungsverfahren, mit:

einem Schritt eines Beleuchtens von biologischem Gewebe mit zumindest erstem Licht und zweitem Licht mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen,
einem Schritt eines Erzeugens erster Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe unter Verwendung eines Bildsensors und eines Erzeugens zweiter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem zweiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes,
einem Schritt eines Erzeugens eines ersten korrigierten Verhältnisses, das durch Verwenden eines zuvor beschafften ersten Lichtintensitätsverhältnisses erhalten wird, das ein Verhältnis zwischen einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das erste Licht und einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das zweite Licht ist, um ein erstes Verhältnis, das für einen ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes zu korrigieren, und
einem Schritt eines Berechnens des ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis.

Ausgestaltung 24
Biologisches-Gewebe-Charakteristischer-Betrag-Berechnungsverfahren, mit:

einem Schritt eines Beleuchtens von biologischem Gewebe mit Licht mit zumindest zwei Lichtkomponenten mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen,
einem Schritt eines Erzeugens von Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem Licht beleuchteten biologischen Gewebes unter Verwendung eines Bildsensors,
einem Schritt eines Erzeugens eines ersten korrigierten Verhältnisses, das durch Verwenden eines zuvor erfassten Empfindlichkeitsverhältnisses erhalten wird, das ein Verhältnis zwischen Abbildungsempfindlichkeiten in verschiedenen Wellenlängenbereichen der Lichtkomponenten des Bildsensors ist, um ein erstes Verhältnis, das für einen ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen zwischen entsprechenden Komponenten zu korrigieren, die Wellenlängenbereichen der Lichtkomponenten der Farbbilddaten des biologischen Gewebes entsprechen, und
einem Schritt eines Berechnens des ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis.

Ausgestaltung 25
Biologisches-Gewebe-Charakteristischer-Betrag-Berechnungsverfahren, mit:

einem Schritt eines Beleuchtens von biologischem Gewebe mit erstem Licht, zweitem Licht und drittem Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen,
einem Schritt eines Erzeugens zweiter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem zweiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes unter Verwendung eines Bildsensors und eines Erzeugens dritter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem dritten Licht beleuchteten biologischen Gewebes,
einem Schritt eines Erzeugens eines zweiten korrigierten Verhältnisses, das durch Verwenden eines zuvor beschafften zweiten Lichtintensitätsverhältnisses erhalten wird, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des zweiten Lichts und einer Lichtintensität des dritten Lichts ist, um ein zweites Verhältnis, das für einen zweiten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der dritten Farbbilddaten des biologischen Gewebes zu korrigieren, und
einem Schritt eines Berechnens des zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem zweiten korrigierten Verhältnis.

Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Mit dem vorstehend beschriebenen Endoskopsystem und dem charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahren können sehr genaue Informationen über den charakteristischen Betrag erhalten werden, wenn der charakteristische Betrag des biologischen Gewebes aus Bilddaten des biologischen Gewebes zu beschaffen ist, das unter Verwendung einer Vielzahl von Lichtarten beleuchtet wird.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Beispiels eines Endoskopsystems eines Ausführungsbeispiels.
2 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Transmissionsspektrums eines in einem Bildsensor eingebauten Farbfilters, das bei einem Ausführungsbeispiel zu verwenden ist.
3 zeigt eine Außenansicht eines bei einem Ausführungsbeispiel zu verwendenden Rotationsfilters.
4 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Absorptionsspektrums von Hämoglobin nahe 550 nm.
5 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Korrelation zwischen einer Menge an Hämoglobin und einem ersten korrigierten Verhältnis, die bei einem Ausführungsbeispiel Verwendung finden.
6 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Korrelation zwischen einer Sauerstoffsättigung Sat von Hämoglobin und einem zweiten korrigierten Verhältnis, die bei einem Ausführungsbeispiel Verwendung finden.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Beispiels einer Verarbeitung in einem Endoskopsystem eines Ausführungsbeispiels.
8 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Bildes, das durch eine Anzeigeeinrichtung eines Endoskopsystems eines Ausführungsbeispiels angezeigt wird.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Nachstehend wird das vorliegende Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Ein Endoskopsystem eines nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels ist ein System, bei dem biologische Daten von biologischem Gewebe (beispielsweise ein charakteristischer Betrag von biologischem Gewebe, wie eine Menge an Hämoglobin oder eine Sauerstoffsättigung) beruhend auf einer Vielzahl von Stücken von Farbbilddaten quantitativ analysiert werden, die durch Beleuchten des biologischen Gewebes mit Lichtarten mit verschiedenen Wellenlängenregionen und Abbilden des biologischen Gewebes als Abbildungssubjekt erhalten werden, und das Analyseergebnis in ein Bild geformt und angezeigt wird. Sind die Menge an Hämoglobin und die Sauerstoffsättigung, die nachstehend zu beschreiben sind, zu quantifizieren, wird eine Eigenschaft ausgenutzt, bei der die spektrale Eigenschaft von Blut (d.h. die spektrale Eigenschaft von Hämoglobin) sich gemäß der Menge an Hämoglobin und der Sauerstoffsättigung kontinuierlich ändert.
Zum Quantifizieren der charakteristischen Beträge des biologischen Gewebes (der Menge an Hämoglobin und der Sauerstoffsättigung) wird bei einem Ausführungsbeispiel ein Bild des biologischen Gewebes, das mit einer Vielzahl von Beleuchtungslichtarten (erstem bis drittem Licht) mit verschiedenen Wellenlängenbereichen beleuchtet wird, über eine Abbildung erhalten, und Verhältnisse (erstes Verhältnis und zweites Verhältnis) zwischen Komponenten der Farbbilddaten des biologischen Gewebes werden berechnet. Zum Unterdrücken einer Schwankung der charakteristischen Beträge (der Menge an Hämoglobin und der Sauerstoffsättigung) des biologischen Gewebes, die dadurch verursacht wird, dass die Lichtintensität des Beleuchtungslichts oder die Abbildungsempfindlichkeit des Abbildungssensors im Endoskopsystem variiert, wird zu diesem Zeitpunkt die Menge an Hämoglobin oder die Sauerstoffsättigung unter Verwendung eines korrigierten Verhältnisses (erstes korrigiertes Verhältnis, zweites korrigiertes Verhältnis) erhalten, das durch Korrigieren des Verhältnisses (ersten Verhältnisses, zweiten Verhältnisses) zwischen den Komponenten der Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird. Demnach können sehr genaue Informationen über den charakteristischen Betrag erhalten werden. Es wird angemerkt, dass wie nachstehend beschrieben, die Sauerstoffsättigung beruhend auf dem zweiten korrigierten Verhältnis und der berechneten Menge an Hämoglobin berechnet wird, jedoch aufgrund der Tatsache, dass die Menge an Hämoglobin beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis berechnet wird, die Berechnung der Sauerstoffsättigung auch umfasst, dass die Sauerstoffsättigung beruhend auf dem zweiten korrigierten Verhältnis und dem ersten korrigierten Verhältnis berechnet wird.
Konfiguration des Endoskopsystems
1 zeigt ein Blockschaltbild einer Konfiguration eines Endoskopsystems 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Endoskopsystem 1 umfasst ein elektronisches Endoskop (Endoskop) 100; eine Verarbeitungseinrichtung 200; eine Anzeigeeinrichtung 300 und eine Lichtquellenvorrichtung 400. Das elektronische Endoskop 100 und die Anzeigeeinrichtung 300 sind mit der Verarbeitungseinrichtung 200 lösbar verbunden. Die Verarbeitungseinrichtung 200 enthält auch eine Bildverarbeitungseinheit 500. Die Lichtquellenvorrichtung 400 ist mit der Verarbeitungseinrichtung 200 lösbar verbunden. Die Lichtquellenvorrichtung 400 kann auch im Gehäuse der Verarbeitungseinrichtung 200 untergebracht sein.
Das elektronische Endoskop 100 umfasst einen Einführschlauch 110, der in den Körper einer Untersuchungsperson einzuführen ist. Eine Lichtführung 131, die sich über ungefähr die gesamte Länge des Einführschlauchs 110 erstreckt, ist in dem Einführschlauch 110 vorgesehen. Ein vorderer Endabschnitt 131a, der einen Endabschnitt der Lichtführung 131 darstellt, befindet sich nahe dem vorderen Endabschnitt des Einführschlauchs 110, oder anders gesagt, nahe dem vorderen Einführschlauchendabschnitt 111, und ein Basisendabschnitt 131b, der der andere Endabschnitt der Lichtführung 131 ist, befindet sich an dem Abschnitt, an dem die Lichtführung 131 mit der Lichtquellenvorrichtung 400 verbunden ist. Die Lichtführung 131 erstreckt sich demnach von dem Abschnitt, an dem die Lichtführung 131 mit der Lichtquellenvorrichtung 400 verbunden ist, zur nächsten Umgebung des vorderen Einführschlauchendabschnitts 111. Die Lichtquellenvorrichtung 400 umfasst eine Lichtquellenlampe 430 als Lichtquelle, die Licht mit einer hohen Lichtausbeute erzeugt, wie eine Xenonlampe. Das von der Lichtquellenvorrichtung 400 emittierte Licht fällt in den Basisendabschnitt 131b der Lichtführung 131 als Beleuchtungslicht IL ein. Das in den Basisendabschnitt 131b der Lichtführung 131 einfallende Licht wird durch die Lichtführung 131 zum vorderen Endabschnitt 131a geführt und aus dem vorderen Endabschnitt 131a emittiert. Eine Lichtverteilungslinse 132, die gegenüber dem vorderen Endabschnitt 131a der Lichtführung 131 angeordnet ist, ist am vorderen Einführschlauchendabschnitt 111 des elektronischen Endoskops 100 vorgesehen. Das aus dem vorderen Endabschnitt 131a der Lichtführung 131 emittierte Beleuchtungslicht IL fällt durch die Lichtverteilungslinse 132 und beleuchtet biologisches Gewebe T nahe dem vorderen Einführschlauchendabschnitt 111.
Eine Objektlinsengruppe 121 und ein Bildsensor 141 sind am vorderen Einführschlauchendabschnitt 111 des elektronischen Endoskops 100 vorgesehen. Die Objektlinsengruppe 121 und der Bildsensor 141 bilden eine Abbildungseinheit. Das durch die Oberfläche des biologischen Gewebes T in dem Beleuchtungslicht IL reflektierte oder gestreute Licht fällt auf die Objektlinsengruppe 121, wird kondensiert und erzeugt ein Bild auf einer Lichtempfangsfläche des Bildsensors 141. Als Bildsensor 141 kann ein bekannter Bildsensor verwendet werden, wie ein CCD-(Ladungskopplungsbaustein-)Bildsensor oder ein CMOS-(Komplementärmetalloxidhalbleiter-)Bildsensor für eine Farbbildabbildung, mit einer Lichtempfangsfläche, die mit einem Farbfilter 141a versehen ist.
Der Farbfilter 141a ist ein sogenannter Filter innerhalb des Chips, in dem R-Farbfilter, die eine Transmission von Licht roter Farbe erlauben, G-Farbfilter, die eine Transmission von Licht grüner Farbe erlauben, und B-Farbfilter, die eine Transmission von Licht blauer Farbe erlauben, in einem Array angeordnet und direkt auf den Lichtempfangselementen des Bildaufnahmeelements 141 gebildet sind. 2 zeigt eine Darstellung eines Beispiels spektraler Eigenschaften roter (R), grüner (G) und blauer (B) Filter eines Bildsensors, der bei einem Ausführungsbeispiel verwendet wird. Das R-Farbfilter ist ein Filter, das eine Transmission von Licht mit einer Wellenlänge erlaubt, die länger als eine Wellenlänge von ungefähr 570 nm ist (beispielsweise 580 nm bis 700 nm), das G-Farbfilter ist ein Filter, das eine Transmission von Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 470 nm bis 620 nm erlaubt, und das B-Farbfilter ist ein Filter, das eine Transmission von Licht mit einer Wellenlänge erlaubt, die kürzer als eine Wellenlänge von ungefähr 530 nm ist (beispielsweise 420 nm bis 520 nm).
Der Bildsensor 141 ist eine Abbildungseinrichtung zur Abbildung des biologischen Gewebes T, das mit der Vielzahl von Lichtarten beleuchtet wird, und Erzeugung von Farbbilddaten, die den Lichtarten entsprechen, und ist eine Bilddatenerzeugungseinrichtung zur Erzeugung von Farbbilddaten, die dem Licht entsprechen, das aufgrund dessen, dass das biologische Gewebe T mit der Vielzahl von Lichtarten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen beleuchtet wird, durch das biologische Gewebe T reflektiert oder auf dem biologischen Gewebe T gestreut wird. Der Bildsensor 141 wird zur Durchführung einer Ansteuerung synchron mit der Bildverarbeitungseinheit 500 gesteuert, was nachstehend beschrieben wird, und gibt periodisch (beispielsweise in Intervallen von 1/30 einer Sekunde) die Farbbilddaten aus, die dem Bild des biologischen Gewebes T entsprechen, das auf der Lichtempfangsfläche erzeugt wird. Die aus dem Bildsensor 141 ausgegebenen Farbbilddaten werden über ein Kabel 142 zu der Bildverarbeitungseinheit 500 der Verarbeitungseinrichtung 200 übertragen.
Die Bildverarbeitungseinheit 500 umfasst hauptsächlich eine A/D-Umwandlungsschaltung 502; eine Vorbildverarbeitungseinheit 504; eine Bildspeichereinheit 506; eine Nachbildverarbeitungseinheit 508; eine charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510; einen Speicher 512; eine Bildanzeigesteuereinheit 514 und eine Steuereinrichtung 516.
Die A/D-Umwandlungsschaltung 502 führt bei den über das Kabel 142 vom Bildsensor 141 des elektronischen Endoskops 100 eingegebenen Farbbilddaten eine A/D-Umwandlung durch und gibt digitale Bilddaten aus. Die aus der A/D-Umwandlungsschaltung 502 ausgegebenen digitalen Daten werden zu der Vorbildverarbeitungseinheit 504 übertragen.
Die Vorbildverarbeitungseinheit 504 verwendet die digitalen Daten zur Erzeugung von Farbbilddaten von R-, G- und B-Komponenten, die ein Bild bilden, über eine Demosaikverarbeitung aus digitalen R-Bilddaten, die durch die Lichtempfangselemente im Bildsensor 141 abgebildet werden, an denen die R-Farbfilter angebracht sind, digitalen G-Bilddaten, die durch die Lichtempfangselemente im Bildsensor 141 abgebildet werden, an denen die G-Farbfilter angebracht sind, und digitalen B-Bilddaten, die durch die Lichtempfangselemente im Bildsensor 141 abgebildet werden, an denen die B-Farbfilter angebracht sind. Die Vorbildverarbeitungseinheit 504 ist ferner ein Abschnitt, der eine vorbestimmte Signalverarbeitung, wie eine Farbkorrektur, eine Matrixoperation und eine Weißabgleichkorrektur, bei den Farbbilddaten der erzeugten R-, G- und B-Komponenten implementiert.
Die Bildspeichereinheit 506 speichert vorübergehend Farbbilddaten jedes Bildes, das durch den Bildsensor 141 abgebildet und einer Signalverarbeitung unterzogen wurde.
Die Nachbildverarbeitungseinheit 508 erzeugt Bildschirmdaten für eine Anzeige auf einer Anzeigeeinheit durch Auslesen der in der Bildspeichereinheit 506 gespeicherten Farbbilddaten oder Durchführen einer Signalverarbeitung (γ-Korrektur, usw.) bei den durch eine nachstehend beschriebene Bildanzeigesteuereinheit 514 erzeugten Bilddaten. Wie nachstehend beschrieben, enthalten die durch die Bildanzeigesteuereinheit 514 erzeugten Bilddaten die Daten des Verteilungsbildes des charakteristischen Betrags, wie der Sauerstoffsättigung des Hämoglobins in dem biologischen Gewebe T. Die erzeugten Bilddaten (Videoformatsignal) werden zu der Anzeigeeinrichtung 300 ausgegeben. Dementsprechend werden ein Bild des biologischen Gewebes T, ein Verteilungsbild des charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes T und dergleichen auf dem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung 300 angezeigt.
Im Ansprechen auf eine Anweisung von der Steuereinrichtung 516 berechnet die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510, wie nachstehend beschrieben, einen charakteristischen Betrag des abgebildeten biologischen Gewebes T, wie die Menge an Hämoglobin oder die Menge an Hämoglobin und die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins, und erzeugt Bilddaten eines Verteilungsbildes auf dem aufgenommenen Bild des abgebildeten biologischen Gewebes T. Die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 berechnet die charakteristischen Beträge durch Durchführen einer Berechnung unter Verwendung der Farbbilddaten des biologischen Gewebes T, das mit einer Vielzahl von Lichtarten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen beleuchtet wird, und daher werden die Farbbilddaten und verschiedene Arten von Informationen, die durch die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 zu verwenden sind, aus der Bildspeichereinheit 506 oder dem Speicher 512 abgerufen.
Die Bildanzeigesteuereinheit 514 steuert den Anzeigemodus des Verteilungsbildes auf dem aufgenommenen Bild des biologischen Gewebes T, wobei das Verteilungsbild für den durch die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 berechneten charakteristischen Betrag vorgesehen ist, gemäß einer Anweisung von der Steuereinrichtung 516. Die Bildanzeigesteuereinheit 514 führt beispielsweise eine derartige Steuerung durch, dass das Verteilungsbild für den charakteristischen Betrag auf dem aufgenommenen Bild des biologischen Gewebes T überlagert wird. Die Steuereinrichtung 516 ist ein Abschnitt, der zusätzlich zur Durchführung einer Betriebsanweisung und Betriebssteuerung für die Abschnitte der Bildverarbeitungseinheit 500 eine Betriebsanweisung und Betriebssteuerung der Abschnitte des elektronischen Endoskops 100 durchführt, das die Lichtquellenvorrichtung 400 und den Bildsensor 141 enthält. Es wird angemerkt, dass die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 und die Bildanzeigesteuereinheit 514 durch ein Softwaremodul gebildet sein können, das die vorstehend beschriebenen Funktionen ausführt, indem es ein Programm in einem Computer startet und ausführt, und durch Hardware gebildet sein können.
So enthält die Verarbeitungseinrichtung 200 sowohl eine Funktion eines Verarbeitens der aus dem Bildsensor 141 des elektronischen Endoskops 100 ausgegebenen Farbbilddaten, als auch eine Funktion eines Anweisens und Steuerns eines Betriebs des elektronischen Endoskops 100, der Lichtquellenvorrichtung 400 und der Anzeigeeinrichtung 300.
Die Lichtquellenvorrichtung 400 ist eine Lichtemissionseinrichtung zum Emittieren von erstem Licht, zweitem Licht und drittem Licht, die verschiedene Wellenlängenbereiche aufweisen, und veranlasst das erste Licht, das zweite Licht und das dritte Licht zum Einfallen in die Lichtführung 131. Die Lichtquellenvorrichtung 400 des vorliegenden Ausführungsbeispiels emittiert das erste Licht, das zweite Licht und das dritte Licht, die verschiedene Wellenlängenbereiche aufweisen, die Lichtquellenvorrichtung 400 kann aber auch vier oder mehr Lichtarten emittieren. In diesem Fall kann das vierte Licht Licht mit demselben Wellenlängenbereich wie das erste Licht sein. Zusätzlich zu der Lichtquellenlampe 430 enthält die Lichtquellenvorrichtung 400: eine Lichtkondensatorlinse 440; ein Rotationsfilter 410; eine Filtersteuereinheit 420; und eine Lichtkondensatorlinse 450. Das Licht, das ungefähr paralleles Licht ist und aus der Lichtquellenlampe 430 emittiert wird, ist beispielsweise weißes Licht, und wird durch die Lichtkondensatorlinse 440 kondensiert, läuft durch das Rotationsfilter 410 und wird danach noch einmal durch die Lichtkondensatorlinse 450 kondensiert und fällt in das Basisende 131b der Lichtführung 131 ein. Es wird angemerkt, dass das Rotationsfilter 410 zwischen einer Position auf dem Strahlengang des aus der Lichtquellenlampe 430 abgestrahlten Lichts aufgrund einer (nicht gezeigten) Bewegungseinrichtung, wie einer linearen Führungsbahn, an eine zurückgenommene Position weg vom Strahlengang bewegt werden kann. Da das Rotationsfilter 410 eine Vielzahl von Filtern mit verschiedenen Transmissionseigenschaften enthält, unterscheidet sich der Wellenlängenbereich des von der Lichtquellenvorrichtung 400 emittierten Lichts in Abhängigkeit vom Typ des Rotationsfilters 410, der den Strahlengang des von der Lichtquellenlampe 430 abgestrahlten Lichts kreuzt.
Es wird angemerkt, dass die Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung 400 nicht auf die in 1 Gezeigte beschränkt ist. Beispielsweise kann eine Lampe, die konvergierendes Licht anstelle von parallelem Licht erzeugt, ebenso als Lichtquellenlampe 430 verwendet werden. In diesem Fall kann beispielsweise eine Konfiguration Verwendung finden, bei der das von der Lichtquellenlampe 430 abgestrahlte Licht vor der Kondensatorlinse 440 kondensiert wird, und das Licht als diffuses Licht auf die Lichtkondensatorlinse 440 einfällt. Es kann auch eine Konfiguration Anwendung finden, bei der die Lichtkondensatorlinse 440 nicht verwendet wird, und durch die Lichtquellenlampe 430 erzeugtes, nahezu paralleles Licht direkt auf das Rotationsfilter 410 einfällt. Auch im Fall der Verwendung einer Lampe, die konvergierendes Licht erzeugt, kann eine Konfiguration Verwendung finden, bei der eine Kollimatorlinse anstelle der Lichtkondensatorlinse 440 verwendet wird, und das Licht in nahezu parallelem Zustand auf das Rotationsfilter 410 einfällt. Im Fall der Verwendung eines optischen Filters vom Interferenztyp, wie eines dielektrischen Mehrschichtfilters als Rotationsfilter 410, fällt beispielsweise das nahezu parallele Licht auf das Rotationsfilter 410 ein, wodurch der Einfallswinkel des Lichts auf dem optischen Filter gleichförmig gemacht wird, und so eine noch bessere Filtereigenschaft erhalten werden kann. Es kann auch eine Lampe, die diffuses Licht erzeugt, als Lichtquellenlampe 430 verwendet werden. Auch in diesem Fall kann eine Konfiguration angewendet werden, bei der eine Kollimatorlinse anstelle der Lichtkondensatorlinse 440 verwendet wird, und das Licht auf das Rotationsfilter 410 in einem nahezu parallelen Zustand einfällt.
Obwohl die Lichtquellenvorrichtung 400 zum Emittieren einer Vielzahl von Lichtarten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen konfiguriert ist, indem das von der einen Lichtquellenlampe 430 abgestrahlte Licht zum Durchlaufen des optischen Filters veranlasst wird, kann auch eine Halbleiterlichtquelle, wie beispielsweise eine lichtemittierende Diode oder ein Laserelement, das Laserlicht ausgibt, anstelle der Lichtquellenlampe 430 als Lichtquellenvorrichtung 400 verwendet werden. In diesem Fall muss das Rotationsfilter 410 nicht verwendet werden. Die Lichtquellenvorrichtung 400 kann beispielsweise auch zum separaten Emittieren von weißem Licht, das Anregungslicht mit einem vorbestimmten Längenwellenbereich und fluoreszierendes Licht enthält, das zum Emittieren von Licht durch das Anregungslicht angeregt wird, und Licht mit einem vorbestimmten engen Wellenlängenbereich konfiguriert sein. Die Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung 400 ist nicht besonders eingeschränkt, solange eine Vielzahl von Lichtarten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen emittiert wird. Obwohl die Lichtquellenvorrichtung 400 eine an dem elektronischen Endoskop 100 angebrachte externe Vorrichtung ist, kann die Lichtquellenvorrichtung 400, wenn sie durch eine kleine Lichtquelle, wie ein Laserelement, gebildet ist, an dem vorderen Einführschlauchendabschnitt 111 des elektronischen Endoskops 100 vorgesehen sein. In diesem Fall ist das Erfordernis der Lichtführung 131 beseitigt.
Das Rotationsfilter 410 ist eine runde scheibenförmige optische Einheit mit einer Vielzahl optischer Filter, und ist derart konfiguriert, dass die Transmissionswellenlängenregion gemäß dem Rotationswinkel umgeschaltet wird. Das Rotationsfilter 410 enthält drei optische Filter mit verschiedenen Transmissionswellenlängenbereichen, jedoch kann das Rotationsfilter 410 vier, fünf, sechs oder mehr optische Filter enthalten. Der Rotationswinkel des Rotationsfilters 410 wird durch die mit der Steuereinrichtung 516 verbundene Filtersteuereinheit 420 gesteuert. Da die Steuereinrichtung 516 den Rotationswinkel des Rotationsfilters 410 über die Filtersteuereinheit 420 steuert, wird der Wellenlängenbereich des der Lichtführung 131 zugeführten Beleuchtungslichts IL umgeschaltet, indem es durch das Rotationsfilter 410 hindurchgeht.
3 zeigt eine Außenansicht (Vorderansicht) des Rotationsfilters 410. Das Rotationsfilter 410 umfasst einen nahezu runden scheibenförmigen Rahmen 411, und drei fächerförmige optische Filter 415, 416 und 418. Drei fächerförmige Fenster 414a, 414b und 414c sind an gleichen Intervallen um die Mittenachse des Rahmens 411 gebildet, und die optischen Filter 415, 416 und 418 sind in die jeweiligen Fenster 414a, 414b und 414c eingepasst. Es wird angemerkt, dass die optischen Filter dielektrische Mehrschichtfilter sind, jedoch kann auch ein anderer Typ optisches Filter (beispielsweise ein optisches Filter vom Absorptionstyp oder ein Etalonfilter, bei dem ein dielektrischer Mehrschichtfilm als Reflexionsfilm verwendet wird, usw.) verwendet werden.
An der Mittenachse des Rahmens 411 ist auch eine Aufsatzbohrung 412 geformt. Eine Antriebswelle eines (nicht gezeigten) Servomotors, der in der Filtersteuereinheit 420 enthalten ist, ist fixiert, indem er in die Aufsatzbohrung 412 eingeführt ist, und das Rotationsfilter 410 rotiert zusammen mit der Antriebswelle des Servomotors.
Wenn das Rotationsfilter 410 in der durch den Pfeil in 3 angegebenen Richtung rotiert, werden die optischen Filter, auf die das Licht einfällt, in der folgenden Reihenfolge umgeschaltet: optische Filter 415, 416 und 418, und dadurch werden die Wellenlängenbereiche des durch das Rotationsfilter fallenden Beleuchtungslichts IL sequenziell umgeschaltet.
Die optischen Filter 415 und 416 sind optische Bandpassfilter, die wahlweise eine Transmission von Licht im 550 nm Bereich erlauben. Wie es in 4 gezeigt ist, ist das optische Filter 415 derart konfiguriert, dass es eine Transmission von Licht in einem Wellenlängenbereich R0 (W-Bereich) von den isosbestischen Punkten E1 bis E4 mit geringem Verlust erlaubt, und Licht anderer Wellenregionen blockiert. Das optische Filter 416 ist auch konfiguriert, dass es eine Transmission von Licht im Wellenlängenbereich R2 (N-Bereich) von dem isosbestischen Punkt E2 zu dem isosbestischen Punkt E3 mit geringem Verlust erlaubt, und Licht anderer Wellenregionen blockiert. Das optische Filter 418 ist ferner ein Ultraviolettabschneidefilter, und in der sichtbaren Lichtwellenlängenregion fällt das von der Lichtquellenlampe 430 emittierte Licht durch das optische Filter 418. Das Licht, das durch das optische Filter 418 gegangen ist, wird als weißes Licht zum Aufnehmen eines normalen Beobachtungsbildes verwendet. Es wird angemerkt, dass auch eine Konfiguration Anwendung finden kann, bei der das optische Filter 418 nicht verwendet wird, und das Fenster 414c des Rahmens 411 offen ist. Das Licht aus dem von der Lichtquellenlampe 430 abgestrahlten Licht, das durch das optische Filter 415 gegangen ist, wird demnach nachstehend als „breites Licht“ bezeichnet, das Licht aus dem von der Lichtquellenlampe 430 abgestrahlten Licht, das durch das optische Filter 416 gegangen ist, wird nachstehend als „enges Licht“ bezeichnet, und Licht aus dem von der Lichtquellenlampe 430 abgestrahlten Licht, das durch das optische Filter 418 gegangen ist, wird nachstehend als „weißes Licht WL“ bezeichnet.
Wie in 4 gezeigt, ist der Wellenlängenbereich R1 ein Bereich, in dem die Spitzenwellenlänge einer Absorptionsspitze P1 enthalten ist, die oxidiertem Hämoglobin entspringt, ist der Wellenlängenbereich R2 ein Bereich, in dem die Spitzenwellenlänge einer Absorptionsspitze P2 enthalten ist, die reduziertem Hämoglobin entspringt, und ist der Wellenlängenbereich R3 ein Bereich, in dem die Spitzenwellenlänge einer Absorptionsspitze P3 enthalten ist, die oxidiertem Hämoglobin entspringt. Die Spitzenwellenlängen der drei Absorptionsspitzen P1, P2 und P3 sind auch in der Wellenlängenregion R0 enthalten. 4 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines Absorptionsspektrums von Hämoglobin nahe 550 nm.
Der Wellenlängenbereich R0 des optischen Filters 415 und der Wellenlängenbereich R2 des optischen Filters 416 sind auch in der Transmissionswellenlängenregion (2) des G-Farbfilters des Farbfilters 141a enthalten. Bilder des biologischen Gewebes T, die durch Licht erzeugt werden, das durch die optischen Filter 415 und 416 gegangen ist, werden demnach als Bilder der G-Komponente der Farbbilddaten erhalten, die durch den Bildsensor 141 aufgenommen werden. Es wird angemerkt, dass die Transmissionsgrade und Öffnungsgrößen des optischen Filters 415 und des optischen Filters 418 derart angepasst werden können, dass die Lichtintensität des von dem optischen Filter 415 erzeugten breiten Lichts und die Lichtintensität des von dem optischen Filter 418 erzeugten weißen Lichts WL ungefähr denselben Grad haben. Die Lichtintensität des breiten Lichts und die Lichtintensität des engen Lichts sind unterschiedlich.
Eine Durchgangsbohrung 413 ist am umlaufenden Randabschnitt des Rahmens 411 gebildet. Die Durchgangsbohrung 413 ist an derselben Position (Phase) wie der Begrenzungsabschnitt zwischen dem Fenster 414a und dem Fenster 414c in Rotationsrichtung des Rahmens 411 gebildet. Eine Lichtschranke 422 zur Erfassung der Durchgangsbohrung 413 ist an der Peripherie des Rahmens 411 zum Umgeben eines Teils des umlaufenden Randabschnitts des Rahmens 411 angeordnet. Die Lichtschranke 422 ist mit der Filtersteuereinheit 420 verbunden.
Eine Konfiguration ist daher wünschenswert, bei der die Lichtquellenvorrichtung 400 Lichtarten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen, d.h. das breite Licht, das enge Licht und das weiße Licht WL, als Beleuchtungslicht IL emittiert, indem die Vielzahl optischer Filter 415, 416 und 418 auf dem Strahlengang des durch die Lichtquellenlampe 430 abgestrahlten Lichts sequenziell umgeschaltet werden.
Berechnung des charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes
Ein charakteristischer Betrag des biologischen Gewebes T wird durch die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 der Bildverarbeitungseinheit 500 berechnet. Eine Verarbeitung zur Berechnung der Menge an Hämoglobin und der Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins in dem biologischen Gewebe T als die charakteristischen Beträge aus einem aufgenommenen Bild des biologischen Gewebes T wird nachstehend beschrieben.
Wie in 4 gezeigt, weist Hämoglobin starke Absorptionsbereiche nahe 550 nm auf, die Q-Bereiche genannt werden, die Porphyrin entspringen. Das Absorptionsspektrum von Hämoglobin ändert sich gemäß der Sauerstoffsättigung Sat, die den Prozentsatz von oxidiertem Hämoglobin HbO in dem gesamten Hämoglobin angibt. Der Signalverlauf mit der durchgezogenen Linie in 4 stellt das Absorptionsspektrum einer Sauerstoffsättigung Sat von 100% dar, d.h. oxidiertes Hämoglobin bO, und der Signalverlauf mit der gestrichelten Linie stellt das Absorptionsspektrum einer Sauerstoffsättigung Sat von 0% dar, d.h. reduziertes Hämoglobin Hb. Die kurzen gestrichelten Linien stellen die Absorptionsspektren von Hämoglobin mit dazwischenliegenden Sauerstoffsättigungen Sat von 10%, 20%, 30%, ... und 90% dar, d.h. eine Mischung aus oxidiertem Hämoglobin HbO und reduziertem Hämoglobin Hb.
Wie in 4 gezeigt, haben das oxidierte Hämoglobin HbO und das reduzierte Hämoglobin Hb in dem Q-Band voneinander verschiedene Spitzenwellenlängen. Insbesondere hat das oxidierte Hämoglobin HbO eine Absorptionsspitze P1 nahe der Wellenlänge 542 nm und eine Absorptionsspitze P3 nahe der Wellenlänge 576 nm. Andererseits hat das reduzierte Hämoglobin Hb eine Absorptionsspitze P2 nahe 556 nm. Da 4 Absorptionsspektren in dem Fall zeigt, wenn die Summe der Konzentrationen des oxidierten Hämoglobins HbO und des reduzierten Hämoglobins Hb konstant ist, erscheinen isosbestische Punkte E1, E2, E3 und E4, an denen der Lichtabsorptionsgrad ungeachtet des Verhältnisses des oxidierten Hämoglobins HbO und des reduzierten Hämoglobins Hb konstant ist, d.h., ungeachtet der Sauerstoffsättigung. Der zwischen den isosbestischen Punkten E1 und E2 liegende Wellenlängenbereich ist der Wellenlängenbereich R1, der vorstehend für das optische Filter 410 beschrieben wurde, der zwischen den isosbestischen Punkten E2 und E3 liegende Wellenlängenbereich ist der Wellenlängenbereich R2, der zwischen den isosbestischen Punkten E3 und E4 liegende Wellenlängenbereich ist der Wellenlängenbereich R3, und der zwischen den isosbestischen Punkten E1 und E4 liegende Wellenlängenbereich, d.h., der durch Kombinieren der Wellenlängenbereiche R1, R2 und R3 erhaltene Bereich, ist der Wellenlängenbereich R0. Der Wellenlängenbereich des breiten Lichts, das das Transmissionslicht, das durch das optische Filter 415 geht, unter dem von der Lichtquellenlampe 430 abgestrahlten Licht darstellt, ist demnach der Wellenlängenbereich R0, und der Wellenlängenbereich des engen Lichts, das das Transmissonslicht, das durch das optische Filter 416 geht, unter dem von der Lichtquellenlampe 430 abgestrahlten Licht darstellt, ist der Wellenlängenbereich R2.
Wie in 4 gezeigt, steigt oder fällt die Absorption des Hämoglobins in den Wellenlängenbereichen R1, R2 und R3 hinsichtlich der Sauerstoffsättigung linear. Insbesondere erhöhen sich Absorptionen AR1 und AR3 des Hämoglobins in den Wellenlängenbereichen R1 und R3 linear hinsichtlich der Konzentration des oxidierten Hämoglobins, d.h. der Sauerstoffsättigung. Auch die Absorption AR2 des Hämoglobins im Wellenlängenbereich R2 steigt hinsichtlich der Konzentration des reduzierten Hämoglobins linear an.
Hier ist die Sauerstoffsättigung unter Verwendung der folgenden Gleichung (1) definiert.
Gleichung (1): $S a t = \frac{[H b O]}{[H b] + [H b O]}$
wobei

Sat: Sauerstoffsättigung
[Hb]: Konzentration von reduziertem Hämoglobin
[HbO]: Konzentration von oxidiertem Hämoglobin
[Hb] + [HbO]: Menge an Hämoglobin (tHb)

Ferner werden Gleichung (2) und Gleichung (3), die die Konzentrationen des oxidierten Hämoglobins HbO und des reduzierten Hämoglobins Hb angeben, unter Verwendung von Gleichung (1) erhalten.
Gleichung (2): $[H b O] = S a t \cdot ([H b] + [H b O])$

Gleichung (3): $[H b] = (1 - S a t) \cdot ([H b] + [H b O])$
Die Absorptionen AR1, AR2 und AR3 des Hämoglobins sind demnach charakteristische Beträge, die sowohl von der Sauerstoffsättigung als auch der Menge an Hämoglobin abhängen.
Es ist evident, dass der Gesamtwert des Lichtabsorptionsgrads im Wellenlängenbereich R0 ein Wert ist, der nicht von der Sauerstoffsättigung Sat abhängt, und durch die Menge an Hämoglobin bestimmt wird. Demnach kann die Menge an Hämoglobin beruhend auf dem Gesamtwert des Lichtabsorptionsgrads im Wellenlängenbereich R0 quantifiziert werden. Ferner kann die Sauerstoffsättigung Sat beruhend auf dem Gesamtwert der Lichtabsorptionsgrade im Wellenlängenbereich R1, im Wellenlängenbereich R2 oder im Wellenlängenbereich R3 und der Menge an Hämoglobin quantifiziert werden, die beruhend auf dem Gesamtwert des Wellenlängenbereichs R0 quantifiziert ist.
Die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 umfasst eine Hämoglobinmengenberechnungseinheit (einen ersten Abschnitt) 510a, die die Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe T beruhend auf einem nachstehend beschriebenen ersten Verhältnis berechnet und beschafft, das für eine Änderung der Menge an Hämoglobin (des ersten charakteristischen Betrags) des biologischen Gewebes T empfindlich ist, und eine Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit (einen zweiten Abschnitt) 510b, die die Sauerstoffsättigung des Hämoglobins in dem biologischen Gewebe T beruhend auf einem nachstehend beschriebenen zweiten Verhältnis berechnet und erfasst, das für eine Änderung der berechneten Menge an Hämoglobin (des ersten charakteristischen Betrags) und der Sauerstoffsättigung des Hämoglobins (zweiten charakteristischen Betrags) empfindlich ist. Das erste Verhältnis oder das zweite Verhältnis, das für eine Änderung der Menge an Hämoglobin oder eine Änderung der Sauerstoffsättigung empfindlich ist, bedeutet, dass das erste Verhältnis oder das zweite Verhältnis sich bezüglich der Änderung der Menge an Hämoglobin oder der Änderung der Sauerstoffsättigung ändert.
Aufgrund der Tatsache, dass der Wert der Luminanzkomponente der Farbbilddaten des mit dem breiten Licht (dem Licht im Wellenlängenbereich R0, das durch das optische Filter 415 geht) beleuchteten biologischen Gewebes T dem Gesamtwert der Lichtabsorptionsgrade in dem vorstehend beschriebenen Wellenlängenbereich R0 entspricht, berechnet die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 des vorliegenden Ausführungsbeispiels die Menge an Hämoglobin beruhend auf der Luminanzkomponente der Farbbilddaten in dem Wellenlängenbereich R0. Die Luminanzkomponente kann hier durch Multiplizieren eines vorbestimmten Koeffizienten mit der R-Komponente der Farbbilddaten, Multiplizieren eines vorbestimmten Koeffizienten mit der G-Komponente der Farbbilddaten, Multiplizieren eines vorbestimmten Koeffizienten mit dem Wert der B-Komponente der Farbbilddaten und Zusammenaddieren der Multiplikationsergebnisse berechnet werden.
Die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 berechnet insbesondere die Menge an Hämoglobin beruhend auf einem Verhältnis Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)} (ersten Verhältnis), das durch Teilen der Luminanzkomponente Breit(Yh) der Farbbilddaten (zweiten Farbbilddaten) des biologischen Gewebes T, bei dem das breite Licht (zweite Licht) als Beleuchtungslicht IL verwendet wird, durch eine R-Komponente WL(R) oder eine Gesamtkomponente WL(R)+WL(G) der R-Komponente WL(R) und einer G-Komponente WL(G) der Farbbilddaten (ersten Farbbilddaten) des biologischen Gewebes T, bei dem das weiße Licht WL (erste Licht) als Beleuchtungslicht IL verwendet wird. Das Verhältnis Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)}, das durch Teilen der Luminanzkomponente Breit(Yh) durch WL(R) oder {WL(R)+WL(G)} erhalten wird, wird bei der Berechnung der Menge an Hämoglobin zum Beseitigen von Änderungen der spektralen Eigenschaft des biologischen Gewebes T gemäß dem Grad verwendet, mit dem das Beleuchtungslicht IL durch die Oberfläche des biologischen Gewebes T gestreut wird. Insbesondere wird das Reflexionsspektrum von biologischem Gewebe T der Innenwand eines Verdauungsorgans oder dergleichen leicht durch die Wellenlängeneigenschaft der Diffusion des Beleuchtungslichts durch das biologische Gewebe T zusätzlich zu der Wellenlängeneigenschaft (insbesondere der Absorptionsspektrumeigenschaft des oxidierten Hämoglobins und des reduzierten Hämoglobins) der Absorption durch die das biologische Gewebe T bildenden Komponenten beeinflusst. Die R-Komponente WL(R) oder die Gesamtkomponente WL(R)+WL(G) der R-Komponente und der G-Komponente der Farbbilddaten (ersten Farbbilddaten) des biologischen Gewebes T, bei dem das weiße Licht WL (erste Licht) als Beleuchtungslicht IL verwendet wird, wird nicht durch die Menge an Hämoglobin und die Sauerstoffsättigung Sat beeinflusst und gibt den Grad der Diffusion des Beleuchtungslichts IL durch das biologische Gewebe T an. Zum Beseitigen des Einflusses der Diffusion des Beleuchtungslichts IL durch das biologische Gewebe T aus dem Reflexionsspektrum des biologischen Gewebes T wird der Wellenlängenbereich des weißen Lichts WL (Referenzlichts) daher vorzugsweise derart eingestellt, dass eine Komponente der ersten Farbbilddaten einen Wellenlängenbereich enthält, der nicht für eine Änderung der Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe T empfindlich ist. Zusätzlich wird der Wellenlängenbereich des weißen Lichts WL (Referenzlichts) vorzugsweise derart eingestellt, dass eine Komponente der ersten Farbbilddaten einen Wellenlängenbereich enthält, der für eine Änderung der Sauerstoffsättigung nicht empfindlich ist. Bei dem Ausführungsbeispiel wird eine Referenztabelle, die die Korrelation zwischen Informationen des vorstehend beschriebenen ersten Verhältnisses (genauer gesagt, des nachstehend beschriebenen ersten korrigierten Verhältnisses) und der Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe T mit einer bekannten Menge an Hämoglobin angibt, vorab im Speicher 512 gespeichert, und die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 verwendet die Referenztabelle zur Berechnung der Menge an Hämoglobin in den durch Abbilden des biologischen Gewebes T erhaltenen Farbbilddaten beruhend auf dem vorstehend beschriebenen ersten Verhältnis.
Bei der Berechnung der Menge an Hämoglobin wird vorzugsweise als das erste Verhältnis ein Verhältnis Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)} der Luminanzkomponente Breit(Yh) der Farbbilddaten (zweiten Farbbilddaten) des biologischen Gewebes T, bei dem das breite Licht (zweite Licht) als Beleuchtungslicht IL verwendet wird, und der R-Komponente WL(R) oder der Gesamtkomponenten WL(R)+WL(G) der R-Komponente und der G-Komponente der Farbbilddaten (ersten Farbbilddaten) des biologischen Gewebes T, bei dem das weiße Licht WL (erste Licht) als Beleuchtungslicht IL verwendet wird, verwendet, jedoch wird bevorzugt auch die G-Komponente Breit(G) anstelle der Luminanzkomponente Breit(Yh) der Farbbilddaten (zweiten Farbbilddaten) des biologischen Gewebes T verwendet, bei dem das breite Licht (zweite Licht) als Beleuchtungslicht IL verwendet wird.
Aufgrund der Tatsache, dass der Gesamtwert des Lichtabsorptionsgrads im Wellenlängenbereich R2 zusammen mit einer Erhöhung der Sauerstoffsättigung Sat fällt, und dass der Gesamtwert des Lichtabsorptionsgrads im Wellenlängenbereich R0 sich gemäß der Menge an Hämoglobin ändert, aber ungeachtet einer Änderung der Sauerstoffsättigung Sat konstant bleibt, berechnet die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 ferner, wie vorstehend beschrieben, die Sauerstoffsättigung beruhend auf dem nachstehend bestimmten zweiten Verhältnis. Das heißt, die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 berechnet als zweites Verhältnis ein Verhältnis Eng(Yh)/Breit(Yh) der Luminanzkomponente Eng(Yh) der Farbbilddaten (dritten Farbbilddaten) des biologischen Gewebes, das mit dem engen Licht beleuchtet wird, das das Licht in dem Wellenlängenbereich R2 ist, das durch das optische Filter 416 geht, und der Luminanzkomponente Breit(Yh) der Farbbilddaten (zweiten Farbbilddaten) des mit dem breiten Licht (dem Licht in dem Wellenlängenbereich R0, das durch das optische Filter 416 geht) beleuchteten biologischen Gewebes T. Andererseits wird eine Korrelation, die die Beziehung zwischen der Menge an Hämoglobin, dem unteren Grenzwert des zweiten Verhältnisses, bei dem die Sauerstoffsättigung Sat = 0% ist, und dem oberen Grenzwert des zweiten Verhältnisses Eng(Yh)/Breit(Yh) angibt, bei dem die Sauerstoffsättigung Sat = 100% ist, aus einer bekannten Probe erhalten und vorab im Speicher 512 gespeichert. Die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 erhält den unteren Grenzwert und den oberen Grenzwert des zweiten Verhältnisses unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Korrelation und des Berechnungsergebnisses der Menge an Hämoglobin, das aus den durch Abbilden des biologischen Gewebes T erzeugten Farbbilddaten erhalten wird, und berechnet die Position in dem Bereich zwischen dem oberen Grenzwert und dem unteren Grenzwert, bei dem sich der Wert des zweiten Verhältnisses Eng(Yh)/Breit(Yh) des abgebildeten biologischen Gewebes T befindet, unter Berücksichtigung der Tatsache, dass sich die Sauerstoffsättigung Sat gemäß dem zweiten Verhältnis zwischen dem erhaltenen unteren Grenzwert und dem oberen Grenzwert linear ändert. Auf diese Weise berechnet die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 die Sauerstoffsättigung Sat. Eine Referenztabelle, die die Menge an Hämoglobin und eine Korrelation zwischen den Informationen über das zweite Verhältnis (genauer gesagt, ein nachstehend beschriebenes zweites korrigiertes Verhältnis) und einer Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins angibt, kann auch beruhend auf einer bekannten Probe erhalten und vorab im Speicher 512 gespeichert werden, und die Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins kann auch beruhend auf dem berechneten zweiten Verhältnis durch Bezugnahme auf die Referenztabelle berechnet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird das zweite Verhältnis als Verhältnis zwischen der Luminanzkomponente Eng(Yh) der Farbbilddaten (dritten Farbbilddaten) des biologischen Gewebes T, das mit dem engen Licht beleuchtet wird, und der Luminanzkomponente Breit(Yh) der Farbbilddaten (zweiten Farbbilddaten) des mit dem breiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes T verwendet, es ist aber auch möglich, das Verhältnis zwischen der G-Komponente Eng(G) der Farbbilddaten (dritten Farbbilddaten) des mit dem engen Licht beleuchteten biologischen Gewebes T und der G-Komponente Breit(G) der Farbbilddaten (zweiten Farbbilddaten) des mit dem breiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes T zu verwenden.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird zur Berechnung des zweiten Verhältnisses auch das enge Licht in dem Wellenlängenbereich R2 zum Beleuchten des biologischen Gewebes T verwendet, es gibt aber keine Beschränkung auf das enge Licht. Beispielsweise ist es auch möglich, Licht zu verwenden, dessen Wellenlängenbereich der Wellenlängenbereich R1 oder der Wellenlängenbereich R2 ist, mit der Absicht, den Wellenlängenbereich R1 oder den Wellenlängenbereich R2 zu verwenden, in dem sich der Gesamtwert des Lichtabsorptionsgrads hinsichtlich einer Änderung der Sauerstoffsättigung Sat ändert. In diesem Fall wird die Filtereigenschaft des optischen Filters 416 vorzugsweise auf den Wellenlängenbereich R1 oder den Wellenlängenbereich R2 eingestellt.
Zur genauen Berechnung der Sauerstoffsättigung Sat ist es also wünschenswert, dass der Wellenlängenbereich des engen Lichts (dritten Lichts) in dem Wellenlängenbereich des breiten Lichts (zweiten Lichts) enthalten ist. Hinsichtlich der Tatsache, dass die Sauerstoffsättigung Sat genau berechnet werden kann, wird der Wellenlängenbereich des breiten Lichts (zweiten Lichts) vorzugsweise auch derart eingestellt, dass eine Komponente der zweiten Farbbilddaten, wie die Luminanzkomponente oder G-Komponente, den Wellenlängenbereich R0 enthält, der für eine Änderung der Menge an Hämoglobin empfindlich ist, aber für eine Änderung der Sauerstoffsättigung nicht empfindlich ist. Hinsichtlich der Tatsache, dass die Sauerstoffsättigung Sat genau berechnet werden kann, wird der Wellenlängenbereich des engen Lichts (dritten Lichts) derart eingestellt, dass eine Komponente der dritten Farbdaten, wie die Luminanzkomponente oder die G-Komponente, den Wellenlängenbereich R2 enthält, der für eine Änderung der Sauerstoffsättigung Sat des biologischen Gewebes T empfindlich ist.
Ferner ist es wünschenswert, dass das vorstehend beschriebene breite Licht (zweite Licht) gefiltertes weißes Licht WL (erstes Licht) ist, das dadurch erhalten wird, dass dem ersten Wellenlängenbereich in der Region von 500 nm bis 600 nm, beispielsweise dem Wellenlängenbereich zwischen dem isosbestischen Punkt E1 und dem isosbestischen Punkt E4, in dem Wellenlängenbereich des weißen Lichts WL (ersten Lichts) das Durchlaufen eines optischen Filters erlaubt wird, und das enge Licht (dritte Licht) gefiltertes Licht des weißen Lichts WL (ersten Lichts) ist, das dadurch erhalten wird, dass einem zweiten Wellenlängenbereich, der enger als der erste Wellenlängenbereich in dem Bereich des ersten Wellenlängenbereichs ist, wie dem Wellenlängenbereich zwischen dem isosbestischen Punkt E2 und dem isosbestischen Punkt E3, das Durchlaufen eines optischen Filters erlaubt wird. Der erste Wellenlängenbereich ist vorzugsweise ein Bereich in dem Bereich von 510 nm bis 590 nm. Der zweite Wellenlängenbereich ist beispielsweise vorzugsweise ein Bereich in dem Bereich von 510 nm bis 590 nm, noch besser ein Bereich in dem Bereich von 530 nm bis 580 nm.
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Menge und die Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins unter Verwendung des Lichtabsorptionsgrads des Hämoglobins berechnet werden, wird ferner das Licht in dem Wellenlängenbereich nahe 550 nm als Beleuchtungslicht wie in 4 gezeigt verwendet, es gibt aber keine Beschränkung auf dieses Frequenzband. Bei dem Lichtabsorptionsgrad des Hämoglobins existiert auch außerhalb des Wellenlängenbereichs nahe 550 nm eine große Absorptionsspitze bei 420 bis 450 nm und enthält isosbestische Punkte. In der Umgebung der isosbestischen Punkte wechseln sich die Signalverläufe der Absorptionsspektren des oxidierten Hämoglobins und des reduzierten Hämoglobins ab. Aus diesem Grund werden bei einem Ausführungsbeispiel die Hämoglobinmenge und die Sauerstoffsättigung auch vorzugsweise unter Verwendung von Licht mit anderen Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen in dem Wellenlängenbereich von 400 bis 460 nm als Beleuchtungslicht verwendet. Auch in diesem Fall können bei der Berechnung der Hämoglobinmenge und der Sauerstoffsättigung, wie nachstehend beschrieben, das erste Verhältnis und das zweite Verhältnis unter Verwendung eines ersten Lichtintensitätsverhältnisses G1, eines Empfindlichkeitsverhältnisses G2 und eines zweiten Lichtintensitätsverhältnisses G3 korrigiert werden, was nachstehend beschrieben wird.
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel die Menge an Hämoglobin und die Sauerstoffsättigung Sat zu erhalten sind, werden als Beleuchtungslicht drei Lichtarten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen verwendet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird zum Erhalten der Menge an Hämoglobin und der Sauerstoffsättigung Sat allerdings auch bevorzugt, dass die Lichtquellenvorrichtung 400 als Beleuchtungslicht ein erstes Licht mit zwei Lichtkomponenten mit voneinander verschiedenen Wellenlängenbereichen und ein zweites Licht mit einem anderen Wellenlängenbereich emittiert, der von den zwei Wellenlängenbereichen der vorstehend beschriebenen Lichtkomponente verschieden ist. In diesem Fall kann die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a das erste Korrekturverhältnis unter Verwendung des nachstehend beschriebenen Empfindlichkeitsverhältnisses G2 zum Korrigieren des ersten Verhältnisses erhalten, das beruhend auf dem Verhältnis zwischen der Komponente A und der Komponente B erhalten wird, die entsprechende Komponenten sind, die den zwei Wellenlängenbereichen entsprechen, die aus den Farbbilddaten extrahiert werden, die erzeugt werden, wenn das erste Licht als Beleuchtungslicht verwendet wird. Die vorstehend beschriebene Komponente A und die Komponente B werden durch Durchführen einer Matrixoperation bei einer Komponente der Farbbilddaten in der in 1 gezeigten Vorbildverarbeitungseinheit 504 extrahiert.
In dem ersten Licht sind beispielsweise eine Lichtkomponente (rote Lichtkomponente) im Wellenlängenbereich von 620 bis 670 nm und eine Lichtkomponente (grüne Lichtkomponente) in dem Wellenlängenbereich von 525 bis 582 nm enthalten. Der Wellenlängenbereich des zweiten Lichts beträgt 545 bis 570 nm. In diesem Fall kann gemäß dem Ausführungsbeispiel das erste Verhältnis, das ein Index zum Erhalten der Menge an Hämoglobin sein soll, als Verhältnis der entsprechenden Komponente, die der grünen Lichtkomponente (Komponente im Wellenlängenbereich von 525 bis 582 nm) entspricht, unter den entsprechenden Komponenten bezüglich der Summe der entsprechenden Komponente, die der grünen Lichtkomponente (Komponente im Wellenlängenbereich von 525 bis 582 nm) entspricht, und der entsprechenden Komponente, die der roten Lichtkomponente (Komponente im Wellenlängenbereich von 620 bis 670 nm) entspricht, d.h. der zusammengesetzten entsprechenden Komponente eingestellt werden. Das zweite Verhältnis, das ein Index zum Erhalten der Sauerstoffsättigung Sat sein soll, kann als Verhältnis der Komponente, die dem Wellenlängenbereich von 545 bis 570 nm der Farbbilddaten entspricht, die dem zweiten Licht entsprechen, bezüglich der entsprechenden Komponente eingestellt werden, die der grünen Lichtkomponente (Komponente im Wellenlängenbereich von 525 bis 582 nm) der dem ersten Licht entsprechenden Farbbilddaten entspricht.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, die Hämoglobinmenge und die Sauerstoffsättigung Sat unter Verwendung der Komponente der Farbbilddaten durch Erhalten eines Stücks von Farbbilddaten unter Verwendung einer Lichtart mit drei Lichtkomponenten anstelle der als Beleuchtungslicht zu verwendenden drei Lichtarten zu erhalten. In diesem Fall wird eine Lichtart als Beleuchtungslicht verwendet, und da daher die Konfiguration der Lichtquellenvorrichtung 400 vereinfacht ist, und die Vielzahl an Stücken von Farbbilddaten nicht erzeugt werden muss, ist die Konfiguration der Abschnitte der Verarbeitungseinrichtung 200 vereinfacht. In diesem Fall kann die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a das erste Korrekturverhältnis durch Verwenden des nachstehend beschriebenen Empfindlichkeitsverhältnisses G1 zum Korrigieren des ersten Verhältnisses erhalten, das beruhend auf dem Verhältnis zwischen der Komponente A und der Komponente B erhalten wird, die entsprechende Komponenten sind, die den zwei Wellenlängenbereichen entsprechen, die aus den Farbbilddaten extrahiert werden, die erzeugt werden, wenn das erste Licht als Beleuchtungslicht verwendet wird. Beispielsweise sind eine Lichtkomponente (blaue Lichtkomponente) im Wellenlängenbereich von 450 bis 500 nm, eine Lichtkomponente (grüne Lichtkomponente) im Wellenlängenbereich von 525 bis 582 nm und eine Lichtkomponente (rote Lichtkomponente) im Wellenlängenbereich von 620 bis 670 nm in einer Lichtart enthalten. Die drei entsprechenden Komponenten der Farbbilddaten, die den vorstehend beschriebenen Wellenlängenbereichen entsprechen, können aufgrund der Farbbilddaten erhalten werden, die mit dieser Lichtart erhalten werden, und durch die in 1 gezeigte Vorbildverarbeitungseinheit 504 einer Matrixoperation unterzogen werden. In diesem Fall kann das erste Verhältnis, das ein Index zum Erhalten einer Menge an Hämoglobin sein soll, gemäß einem Ausführungsbeispiel als Verhältnis der entsprechenden Komponente, die der grünen Lichtkomponente (Komponente mit einem Wellenlängenbereich von 525 bis 582 nm) entspricht, bezüglich einer zusammengesetzten entsprechenden Komponente eingestellt werden, die beruhend auf den drei entsprechenden Komponenten erhalten wird (beispielsweise der entsprechenden Komponente mit einem Wert, der durch Auffinden eines gewichteten Mittels von drei entsprechenden Komponenten erhalten wird). Das zweite Verhältnis, das ein Index zum Erhalten der Sauerstoffsättigung Sat sein soll, kann ferner auf ein Verhältnis der entsprechenden Komponente, die der blauen Lichtkomponente (Komponente mit dem Wellenlängenbereich von 450 bis 500 nm) entspricht, bezüglich der entsprechenden Komponente eingestellt werden, die der grünen Lichtkomponente (Komponente mit dem Wellenlängenbereich von 525 bis 582 nm) entspricht.
Nachstehend wird eine Korrektur des ersten Verhältnisses und des zweiten Verhältnisses beruhend auf einem Ausführungsbeispiel beschrieben, bei dem das weiße Licht WL (erste Licht), das breite Licht (zweite Licht) und das enge Licht (dritte Licht) als Beleuchtungslicht verwendet werden.
Korrektur des ersten Verhältnisses: Lichtintensität
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe T beruhend auf dem Verhältnis Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)} berechnet, welches das erste Verhältnis zwischen Komponenten der Farbbilddaten des aufgenommenen Bildes des biologischen Gewebes T ist, das mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) und dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchtet wird, die verschiedene Wellenlängenbereiche aufweisen, und zur Berechnung einer zuverlässigen Menge an Hämoglobin ist es daher wünschenswert, dass das Verhältnis der Lichtintensitäten der zwei Lichtarten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen ein vorbestimmter Wert ist, d.h., dass das Verhältnis der Lichtintensitäten konstant ohne Schwankung zwischen einer Vielzahl von Endoskopsystemen ist. Allerdings schwankt das Verhältnis zwischen der Lichtintensität des weißen Lichts WL (ersten Lichts) und der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) in manchen Fällen aufgrund eines Herstellungsfehlers oder dergleichen in jedem Endoskopsystem ein wenig. Aus diesem Grund tendiert die Menge an Hämoglobin, die beruhend auf dem ersten Verhältnis Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)} berechnet wird, dazu, unter einer Vielzahl von Endoskopsystemen zu variieren. In diesem Fall kann eine Schwankung in den Berechnungsergebnissen des Hämoglobins zwischen Endoskopsystemen durch Korrigieren der Referenztabelle unterdrückt werden, die zur Berechnung der Menge an Hämoglobin verwendet wird, so dass sie mit der Schwankung der Lichtintensität des weißen Licht WL (ersten Lichts) und der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) übereinstimmt. Die Neuerzeugung der Referenztabelle für jedes Endoskopsystem ist allerdings kompliziert. Aus diesem Grund korrigiert die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 das Verhältnis Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)}, welches das erste Verhältnis darstellt. Insbesondere wird das erste Lichtintensitätsverhältnis G1, das das Verhältnis zwischen der Lichtintensität des weißen Lichts WL (ersten Lichts) und der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) ist, vorab gemessen, und das Messergebnis wird im Speicher 512 gespeichert. Wenn die Menge an Hämoglobin unter Verwendung des ersten Verhältnisses zu berechnen ist, verwendet die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a ein erstes korrigiertes Verhältnis Breit(Yh)/{WL(R)·G1} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)}·G1], das durch Verwenden des ersten Lichtintensitätsverhältnisses G1 zum Korrigieren (Teilen) des Verhältnisses Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)} erhalten wird, welches das erste Verhältnis ist, als Informationen über das erste Verhältnis, und berechnet und beschafft die Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe T (den ersten charakteristischen Betrag) unter Verwendung der Referenztabelle beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis. Es wird angemerkt, dass das Verhältnis Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)} ein Parameter ist, der für die Menge an Hämoglobin empfindlich ist. Empfindlich sein bedeutet, dass bei Änderung der Menge an Hämoglobin sich auch das Verhältnis Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)} gemäß der Änderung ändert.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Menge an Hämoglobin beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis Breit(Yh)/{WL(R)·G1} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)}·G1] berechnet, und daher ist das Ergebnis der Berechnung der Menge an Hämoglobin dasselbe, selbst wenn das Verhältnis zwischen der Lichtintensität des weißen Lichts WL (ersten Lichts) und der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) unter Endoskopsystemen schwankt. Bei der Lichtquellenvorrichtung 400 sind das weiße Licht WL und das breite Licht Transmissionslicht in dem von der ersten Lichtquellenlampe 430 abgestrahlten Licht, das durch die optischen Filter 415 und 418 durchgelaufen ist, und daher wird die Schwankung im Verhältnis zwischen der Lichtintensität des weißen Lichts WL (ersten Lichts) und der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichtintensität) durch eine Schwankung im Lichttransmissionsgrad des optischen Filters 410 und dem Lichttransmissionsgrad des optischen Filters 418 und eine Schwankung in den Größen (Öffnungsgrößen) eines Fensters 414a und eines Fensters 414c des Rotationsfilters 410 verursacht.
Das im Speicher 512 gespeicherte erste Lichtintensitätsverhältnis G1 ist vorzugsweise das Verhältnis einer Komponente der Farbbilddaten eines Referenzsubjekts, die durch Abbilden des Referenzsubjekts, das mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) und dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchtet wird, unter Verwendung des Bildsensors 141 oder eines Referenzbildsensors erzeugt werden, oder ein durch Multiplizieren dieses Verhältnisses mit einer Konstanten erhaltener Wert. Das erste Lichtintensitätsverhältnis G1 ist insbesondere ein Wert, der durch Teilen des Werts einer Komponente der Farbbilddaten des Referenzsubjekts, die durch Abbilden des Referenzsubjekts, das mit dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchtet wird, unter Verwendung des Bildsensors 141 oder eines Referenzbildsensors erzeugt werden, durch den Wert einer Komponente der Farbbilddaten des Referenzsubjekts, die durch Abbilden des Referenzsubjekts, das mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) beleuchtet wird, unter Verwendung des Bildsensors 141 oder des Referenzbildsensors erzeugt werden, erhalten wird, oder ein durch Multiplizieren dieses Werts mit einer Konstanten erhaltener Wert. Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das erste Lichtintensitätsverhältnis G1 daher ein Koeffizient, der das erste Verhältnis derart korrigiert, dass der Wert des ersten Verhältnisses der Wert des ersten Verhältnisses ist, das beruhend auf Komponenten der Farbbilddaten, die dem weißen Licht WL und dem breiten Licht mit einer vorbestimmten Lichtintensität entsprechen, erhalten wird, selbst wenn die Lichtintensitäten des weißen Lichts WL (ersten Lichts) und des breiten Lichts (zweiten Lichts) variieren. Wenn beispielsweise der Wert der Komponente der Farbbilddaten, die durch Abbilden des Referenzsubjekts erhalten werden, das mit dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchtet wird, bezüglich des Werts der Komponenten der Farbbilddaten, die durch Abbilden des Referenzsubjekts erhalten werden, das mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) beleuchtet wird, beispielsweise ein Zehntel ist, ist das erste Lichtintensitätsverhältnis G1 ein Zehntel oder ein durch Multiplizieren eines Zehntels mit einer Konstanten (beispielsweise „a“) erhaltener Wert. Das erste Verhältnis, das durch Abbilden eines Abbildungssubjekts unter Verwendung des weißen Lichts WL und des breiten Lichts erhalten wird, wird durch das erste Lichtintensitätsverhältnis G1 für eine Korrektur geteilt, und daher wird das erste Verhältnis mit 10 oder einem Wert multipliziert, der beispielsweise durch Multiplizieren von 10 mit einer Konstanten (beispielsweise „1/a“) erhalten wird. Die Komponente der Farbbilddaten kann hier die G-Komponente der Farbbilddaten sein, die den Wellenlängenbereich R0 als Wellenlängenbereich enthält, ist jedoch in Anbetracht der Tatsache, dass das Verhältnis des Lichtintensitätsgrads genau beschafft wird, vorzugsweise die Luminanzkomponente. Das Referenzsubjekt muss lediglich ein derart bestimmtes Subjekt sein, dass es in einer Vielzahl von Endoskopsystemen bei der Durchführung einer Untersuchung zur Unterdrückung einer Schwankung in einem Produkt zwischen einer Vielzahl von Endoskopsystemen gemeinsam verwendet wird, und das Referenzsubjekt kann beispielsweise auch eine weiße Referenzplatte sein, die für einen Weißabgleich verwendet wird, und kann vorab bestimmtes biologisches Gewebe oder eine vorab bestimmte Probe sein. Hier ist das erste korrigierte Verhältnis Breit(Yh)/{WL(R)·G1} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)}·G1] das Verhältnis zwischen der Luminanzkomponente und der R-Komponente oder den Gesamtkomponenten der R-Komponente und der G-Komponente, und wenn die Abbildungsempfindlichkeit (Wert der aufgenommenen Bilddaten des mit Licht mit derselben Lichtintensität beleuchteten Subjekts) des Lichtempfangselements des Abbildungselements 141 unter der Vielzahl von Endoskopsystemen variiert, tendiert das erste korrigierte Verhältnis Breit(Yh)/{WL(R)·G1} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)}·G1] auch zum Variieren unter der Vielzahl von Endoskopsystemen. Aus diesem Grund wird im Fall der Untersuchung einer Vielzahl von Endoskopsystemen zum Gleichförmig-Machen der Abbildungsempfindlichkeiten der Bildsensoren ein Referenzbildsensor verwendet, bei dem die Abbildungsempfindlichkeit garantiert eine Sollempfindlichkeit ist, der bei der Durchführung einer Untersuchung eines Endoskopsystems anstelle des Bildsensors 141 gemeinsam verwendet wird. Wenn die Abbildungsempfindlichkeit des Abbildungssensors 141 mit der Sollempfindlichkeit übereinstimmt, kann auch der Bildsensor 141 verwendet werden.
Es wird angemerkt, dass das erste Lichtintensitätsverhältnis G1 ein Verhältnis ist, das das Verhältnis zwischen dem Wert der Luminanzkomponente der Farbbilddaten (ersten Farbbilddaten) des mit dem ersten Licht beleuchteten Referenzsubjekts und dem Wert der Luminanzkomponente der Farbbilddaten (zweiten Farbbilddaten) des mit dem zweiten Licht beleuchteten Referenzsubjekts auf einen vorbestimmten Wert, wie 1,0, setzt. Selbst wenn das Verhältnis zwischen den Lichtintensitäten des ersten Lichts und des zweiten Lichts unter den Endoskopsystemen schwankt, kann demnach eine Menge an Hämoglobin, die nicht unter Endoskopsystemen schwankt, unter Verwendung der Korrelation zwischen dem ersten korrigierten Verhältnis und der Menge an Hämoglobin, wie in 5 gezeigt, berechnet werden. Wie in 5 gezeigt, ist eine Referenztabelle im Speicher 512 gespeichert, die die Korrelation zwischen dem ersten korrigierten Verhältnis und der Menge an Hämoglobin angibt. 5 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Korrelation zwischen einer Menge an Hämoglobin und einem ersten Korrekturverhältnis, die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Korrektur des ersten Verhältnisses: Abbildungsempfindlichkeit
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe T beruhend auf dem ersten Verhältnis zwischen den Komponenten der Farbbilddaten des aufgenommenen Bildes berechnet, die durch Abbilden des biologischen Gewebes T, das mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) und dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchtet wird, die verschiedene Wellenlängenbereiche haben, mit dem Bildsensor 141 erzeugt werden, und wenn die Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors 141 unter der Vielzahl von Endoskopsystemen, die eine Untersuchung durchführen, schwankt, tendiert auch die Menge an Hämoglobin, die beruhend auf dem ersten Verhältnis berechnet wird, dazu, unter der Vielzahl von Endoskopsystemen zu schwanken. In diesem Fall kann eine Schwankung in den Ergebnissen der Berechnung des Hämoglobins zwischen der Vielzahl von Endoskopen durch separates Korrigieren der Referenztabellen, die zur Berechnung des Hämoglobins verwendet werden, für jedes Endoskopsystem derart, dass sie mit der Schwankung der Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors 141 übereinstimmen, unterdrückt werden, jedoch ist eine Neuerzeugung der Referenztabelle für jedes Endoskopsystem kompliziert. Aus diesem Grund korrigiert die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 das Verhältnis Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)}, das das erste Verhältnis darstellt. Insbesondere wird das Empfindlichkeitsverhältnis zwischen der Abbildungsempfindlichkeit für das weiße Licht WL (erste Licht) des Bildsensors 141 und der Abbildungsempfindlichkeit für das breite Licht (zweite Licht) des Bildsensors 141 vorab gemessen, und das Ergebnis wird im Speicher 512 gespeichert. Wenn die Menge an Hämoglobin unter Verwendung des gespeicherten Empfindlichkeitsverhältnisses G2 zu berechnen ist, berechnet und beschafft die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 die Menge an Hämoglobin (den ersten charakteristischen Betrag) des biologischen Gewebes T unter Verwendung der Referenztabelle beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis Breit(Yh)/{WL(R)·G2} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)}·G2], das durch Verwenden des Empfindlichkeitsverhältnisses G2 zum Korrigieren (Teilen) des Verhältnisses Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)}, das das erste Verhältnis ist, erhalten wird. Demnach kann eine Menge an Hämoglobin selbst dann mit geringer Schwankung berechnet werden, wenn die Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors 141 unter Endoskopsystemen schwankt. Die Abbildungsempfindlichkeit bezieht sich auf den Wert der Farbbilddaten, wenn Licht derselben Lichtintensität zur selben Zeit durch den Bildsensor 141 empfangen wird. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das erste Verhältnis zur Berechnung der Menge an Hämoglobin verwendet, und daher reicht es aus, als Abbildungsempfindlichkeit das Empfindlichkeitsverhältnis zwischen der Abbildungsempfindlichkeit für das weiße Licht WL (erste Licht) und der Abbildungsempfindlichkeit für das breite Licht (zweite Licht) des Bildsensors 141 zu verwenden. Obwohl die Luminanzkomponente der Farbbilddaten und die R-Komponente und die G-Komponente als das Empfindlichkeitsverhältnis G2 in Übereinstimmung mit der für das erste Verhältnis verwendeten Komponente der Farbbilddaten verwendet werden, gibt es keine besondere Einschränkung für die zu verwendende Komponente.
Vorzugsweise wird die vorstehend beschriebene Korrektur des ersten Verhältnisses unter Verwendung dieser Art Empfindlichkeitsverhältnis G2 unter der Bedingung durchgeführt, dass sich das Intensitätsverhältnis der Lichtintensität des weißen Lichts WL (ersten Lichts) und des breiten Lichts (zweiten Lichts) auf einem Sollwert befindet. Allerdings schwankt das Intensitätsverhältnis der Lichtintensitäten unter Endoskopsystemen und ist, wie vorstehend beschrieben, in vielen Fällen nicht konstant. In diesem Fall speichert die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 dieses Ausführungsbeispiels vorzugsweise das vorstehend beschriebene erste Lichtintensitätsverhältnis G1 im Speicher 512 und verwendet das erste Lichtintensitätsverhältnis G1 und das Empfindlichkeitsverhältnis G2 zur Berechnung und Beschaffung der Menge an Hämoglobin (des ersten charakteristischen Betrags) des biologischen Gewebes T unter Verwendung der Referenztabelle beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis Breit(Yh)/{WL(R)·G1·G2} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)] ·G1·G2}, das durch Korrigieren (Teilen) des Verhältnisses Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)} unter Verwendung des ersten Lichtintensitätsverhältnisses G1 und des Empfindlichkeitsverhältnisses G2 erhalten wird. Es wird angemerkt, dass, wenn das erste Lichtintensitätsverhältnis G1 1,0 ist, die Menge an Hämoglobin (der erste charakteristische Betrag) des biologischen Gewebes T unter Verwendung der Referenztabelle beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis Breit(Yh)/{WL(R)·G2} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)] ·G2} berechnet und beschafft werden kann, wobei lediglich das Empfindlichkeitsverhältnis G2 verwendet wird. Es wird angemerkt, dass das Empfindlichkeitsverhältnis G2 vorzugsweise ein Verhältnis ist, das durch Verwenden des ersten Lichtintensitätsverhältnisses G1 zum Korrigieren eines Verhältnisses zwischen Komponenten der Farbbilddaten des Referenzsubjekts erhalten wird, die durch Abbilden des Referenzsubjekts unter Verwendung des Bildsensors 141 erzeugt werden, das mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) und dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchtet wird. Wenn beispielsweise das Verhältnis zwischen der R-Komponente WL(R) oder den Gesamtkomponenten WL(R)+WL(G) der R-Komponente und der G-Komponente der Farbbilddaten eines Referenzsubjekts, die durch Abbilden des Referenzsubjekts erzeugt werden, das eine Hämoglobinmenge von 0 aufweist und mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) beleuchtet wird, wobei der Bildsensor 141 verwendet wird, und der Luminanzkomponente Breit(Yh) der Farbbilddaten des Referenzsubjekts, die durch Abbilden des Referenzsubjekts erzeugt werden, das eine Hämoglobinmenge von 0 aufweist und mit dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchtet wird, wobei der Bildsensor 141 verwendet wird, auf Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)} eingestellt ist, ist das Empfindlichkeitsverhältnis G2 auf Breit(Yh)/{WL(R)·G1·0,6} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)}·G1·0,6] eingestellt. Es wird angemerkt, dass, wenn das erste Lichtintensitätsverhältnis G1 1,0 ist, das Empfindlichkeitsverhältnis G2 auf Breit(Yh)/{WL(R)·0,6} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)}·0,6] eingestellt werden kann. Hier wird in den vorstehenden Gleichungen 0,6 verwendet, da der Wert des ersten korrigierten Verhältnisses bei einer Hämoglobinmenge von 0, wie in 5 gezeigt, 0,6 beträgt. Selbst wenn die vorstehend beschriebene Abbildungsempfindlichkeit unter Endoskopsystemen schwankt, kann das erste korrigierte Verhältnis demnach, wie in 5 gezeigt, bei einer Menge an Hämoglobin von 0 auf 0,6 gesetzt werden, und eine Menge an Hämoglobin, die nicht unter einer Vielzahl von Endoskopsystemen schwankt, kann unter Verwendung einer Referenztabelle berechnet werden, die unter den Endoskopsystemen gemeinsam verwendet wird. Auf diese Weise ist das Empfindlichkeitsverhältnis G2 vorzugsweise ein derart eingestelltes Verhältnis, dass der Wert des ersten korrigierten Verhältnisses, das erhalten wird, wenn ein Referenzsubjekt, beispielsweise eine Referenzplatte, die nicht dieselbe Farbkomponente wie das Pigment von Hämoglobin hat, und für die der Wert des ersten Verhältnisses ein bekannter Referenzwert, beispielsweise 0,6 ist, mit dem Bildsensor 104 abgebildet wird, der Referenzwert des Referenzsubjekts, beispielsweise 0,6, ist. Mit dem ersten Verhältnis, das das Korrekturziel darstellt, wird die Luminanzkomponente als die Komponente der zweiten Farbbilddaten verwendet, jedoch ist es auch möglich, eine G-Komponente, die die Wellenlängenregion R0 als Wellenlängenregion enthält, als Komponente der zweiten Farbbilddaten zu verwenden.
Das Problem der Schwankung der Abbildungsempfindlichkeit des vorstehend beschriebenen Bildsensors 141 ist nicht auf den Fall der Verwendung von zwei Lichtarten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen als Beleuchtungslicht beschränkt. Das Problem der Schwankung tritt beispielsweise auch in dem Fall auf, in dem die Farbbilddaten unter Verwendung von Licht erzeugt werden, das Lichtkomponenten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen enthält, und die Menge an Hämoglobin durch Erhalten eines ersten Verhältnisses beruhend auf den entsprechenden Komponenten der Farbbilddaten, die den Wellenlängenbereichen der vorstehend beschriebenen Lichtkomponenten entsprechen, aus den Farbbilddaten berechnet wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel speichert der Speicher 512 vorab das Empfindlichkeitsverhältnis, das das Verhältnis zwischen den Abbildungsempfindlichkeiten bei verschiedenen Wellenlängenbereichen der in dem Licht des Bildsensors 141 enthaltenen Lichtkomponenten darstellt. Zu diesem Zeitpunkt beschafft die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 vorzugsweise die Menge an Hämoglobin beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis, das durch Verwenden des Empfindlichkeitsverhältnisses zum Korrigieren des ersten Verhältnisses, das für die Menge an Hämoglobin empfindlich ist, aus den Verhältnissen der entsprechenden Komponenten erhalten wird, die den Wellenlängenbereichen der Lichtkomponenten der Farbbilddaten entsprechen.
Korrektur des zweiten Verhältnisses: Lichtintensität
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins in dem biologischen Gewebe T beruhend auf der Menge von Hämoglobin und dem Verhältnis Eng(Yh)/Breit(Yh) berechnet, was das zweite Verhältnis zwischen den Komponenten der Farbbilddaten des aufgenommenen Bildes des biologischen Gewebes T darstellt, das mit dem breiten Licht (zweiten Licht) und dem engen Licht (dritten Licht) beleuchtet wird, die verschiedene Wellenlängenbereiche aufweisen, und daher ist es zur Berechnung einer zuverlässigen Sauerstoffsättigung Sat wünschenswert, dass das Verhältnis zwischen den Lichtintensitäten des vorstehend beschriebenen breiten Lichts (zweiten Lichts) und des engen Lichts (dritten Lichts), die verschiedene Wellenlängenbereiche aufweisen, ein vorbestimmter Wert ist, d.h., dass das Verhältnis zwischen den Lichtintensitäten konstant ohne Schwankung zwischen einer Vielzahl von Endoskopsystemen ist. Allerdings schwankt das Verhältnis zwischen der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) und der Lichtintensität des engen Lichts (dritten Lichts) aufgrund eines Herstellungsfehlers oder dergleichen in jedem Endoskopsystem in manchen Fällen ein wenig. Aus diesem Grund tendiert die beruhend auf dem zweiten Verhältnis Eng(Yh)/Breit(Yh) berechnete Sauerstoffsättigung Sat zum Variieren zwischen einer Vielzahl von Endoskopsystemen. In diesem Fall kann die Schwankung im Ergebnis der Berechnung der Sauerstoffsättigung Sat unter Endoskopsystemen durch Korrigieren des unteren Grenzwerts und des oberen Grenzwerts des zur Berechnung der Sauerstoffsättigung Sat verwendeten zweiten Verhältnisses zum Übereinstimmen mit der Schwankung der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) und der Lichtintensität des engen Lichts (dritten Lichts) unterdrückt werden. Allerdings ist eine Neuerzeugung des vorstehend beschriebenen oberen Grenzwerts und unteren Grenzwerts in jedem Endoskopsystem kompliziert. Aus diesem Grund korrigiert die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 dieses Ausführungsbeispiels das Verhältnis Eng(Yh)/Breit(Yh), das das zweite Verhältnis darstellt. Insbesondere wird das zweite Lichtintensitätsverhältnis G3, das das Verhältnis zwischen der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) und der Lichtintensität des engen Lichts (dritten Lichts) darstellt, vorab gemessen, und das Ergebnis der Messung wird im Speicher 512 gespeichert. Wenn die Sauerstoffsättigung Sat unter Verwendung des zweiten Verhältnisses berechnet wird, berechnet und beschafft die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 die Sauerstoffsättigung Sat (den zweiten charakteristischen Betrag) des Hämoglobins in dem biologischen Gewebe T unter Verwendung des oberen Grenzwerts und des unteren Grenzwerts beruhend auf dem zweiten korrigierten Verhältnis Eng(Yh)/{Breit(Yh)·G3}, das durch Verwenden des zweiten Lichtintensitätsverhältnisses G3 zum Korrigieren (Teilen) des Verhältnisses Eng(Yh)/Breit(Yh), das das zweite Verhältnis darstellt, erhalten wird. Es wird angemerkt, dass das Verhältnis Eng(Yh)/Breit(Yh) ein Parameter ist, der für die Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins empfindlich ist. Empfindlich sein bedeutet, dass bei einer Änderung der Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins sich auch das Verhältnis von Eng(Yh)/Breit(Yh) gemäß der Änderung ändert.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Sauerstoffsättigung Sat beruhend auf dem zweiten korrigierten Verhältnis Eng(Yh)/{Breit(Yh)·G3} berechnet, und selbst dann, wenn das Verhältnis zwischen der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) und der Lichtintensität des engen Lichts (dritten Lichts) unter Endoskopsystemen schwankt, kann daher dieselbe Sauerstoffsättigung Sat berechnet werden. Mit der Lichtquellenvorrichtung 400 dieses Ausführungsbeispiels sind das breite Licht und das enge Licht Transmissionslicht, das durch die optischen Filter 415 und 416 gelaufen ist, in dem von der einen Lichtquellenlampe 430 abgestrahlten Licht, und daher wird eine Schwankung im Verhältnis zwischen der Lichtintensität des breiten Lichts und der Lichtintensität des engen Lichts durch eine Schwankung im Lichttransmissionsgrad des optischen Filters 415 und des optischen Filters 416 oder eine Schwankung in der Größe (Öffnungsgröße) des Fensters 414a und des Fensters 414b des Rotationsfilters 410 verursacht.
Das im Speicher 512 gespeicherte zweite Lichtintensitätsverhältnis G3 ist vorzugsweise das Verhältnis zwischen Komponenten der Farbbilddaten eines Referenzsubjekts, die durch Abbilden des mit dem breiten Licht (zweiten Licht) und dem engen Licht (dritten Licht) beleuchteten Referenzsubjekts unter Verwendung des Bildsensors 141 oder eines Referenzbildsensors erzeugt werden. Insbesondere ist das zweite Lichtintensitätsverhältnis G3 ein Wert, der durch Teilen des Werts einer Komponente der Farbbilddaten des Referenzsubjekts, die durch Abbilden des mit dem engen Licht (dritten Licht) beleuchteten Referenzsubjekts unter Verwendung des Bildsensors 141 oder eines Referenzbildsensors erzeugt werden, durch den Wert einer Komponente der Farbbilddaten des Referenzsubjekts erhalten wird, die durch Abbilden des mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) beleuchteten Referenzsubjekts mit dem Bildsensor 141 oder dem Referenzbildsensor erzeugt werden, oder ein Wert, der durch Multiplizieren dieses Werts mit einer Konstanten erhalten wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das zweite Lichtintensitätsverhältnis G3 somit ein Koeffizient, der das zweite Verhältnis derart korrigiert, dass selbst dann, wenn die Lichtintensitäten des breiten Lichts (zweiten Lichts) und des engen Lichts (dritten Lichts) variieren, der Wert des zweiten Verhältnisses der Wert des zweiten Verhältnisses ist, das aus einer Komponente der Farbbilddaten erhalten wird, die dem breiten Licht und dem engen Licht der vorab bestimmten Lichtintensität entspricht. Wenn beispielsweise der Wert der Komponente der Farbbilddaten, die durch Abbilden des Referenzsubjekts erhalten werden, das mit dem engen Licht (dritten Licht) beleuchtet wird, bezüglich des Werts der Komponente der Farbbilddaten, die durch Abbilden des Referenzsubjekts erhalten werden, das mit dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchtet wird, ein Zehntel ist, ist das zweite Lichtintensitätsverhältnis G3 ein Zehntel oder beispielsweise ein durch Multiplizieren eines Zehntels mit einer Konstanten (beispielsweise „a“) erhaltener Wert. Das zweite Verhältnis, das durch Abbilden des Abbildungssubjekts unter Verwendung dieser Art breiten Lichts und engen Lichts erhalten wird, wird durch das zweite Lichtintensitätsverhältnis G3 für eine Korrektur geteilt, und daher wird ein durch Multiplizieren beispielsweise mit 10 oder durch Multiplizieren einer Konstanten (beispielsweise „1/a“) mit 10 erhaltener Wert mit dem zweiten Verhältnis multipliziert. Hier kann die Komponente der Farbbilddaten die G-Komponente der Farbbilddaten mit dem Wellenlängenbereich R0 als Wellenlängenbereich sein, ist jedoch vorzugsweise die Luminanzkomponente in Hinblick auf die Tatsache, dass das Verhältnis des Lichtintensitätsgrads genau beschafft wird. Das Referenzsubjekt muss lediglich ein derart bestimmtes Abbildungssubjekt sein, dass es in der Vielzahl von Endoskopsystemen bei der Durchführung einer Untersuchung zum Unterdrücken einer Schwankung in einem Produkt unter einer Vielzahl von Endoskopsystemen gemeinsam verwendet wird, und das Referenzsubjekt kann beispielsweise auch eine weiße Referenzplatte sein, die für einen Weißabgleich verwendet wird, und kann vorab bestimmtes biologisches Gewebe oder eine Probe sein.
Das zweite Lichtintensitätsverhältnis G3 wird insbesondere vorzugsweise derart bestimmt, dass das Verhältnis zwischen den Luminanzkomponenten der Farbbilddaten des Referenzsubjekts, das eine Sauerstoffsättigung Sat von 0% aufweist und mit dem breiten Licht (zweiten Licht) und dem engen Licht (dritten Licht) beleuchtet wird, 0,49 beträgt (in 6 beträgt die Sauerstoffsättigung Sat 0% bei einem zweiten korrigierten Verhältnis von 0,49). Wenn das Verhältnis zwischen der Luminanzkomponente der Farbbilddaten des vorstehend beschriebenen mit dem breiten Licht (zweiten Licht) und dem engen Licht (dritten Licht) beleuchteten Referenzsubjekts auf Eng(Yh)/Breit(Yh) eingestellt ist, wird das zweite Lichtintensitätsverhältnis G3 insbesondere zu Eng(Yh)/{Breit(Yh)·0,49} bestimmt. Selbst wenn das Verhältnis zwischen der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) und der Lichtintensität des engen Lichts (dritten Lichts) unter Endoskopsystemen variiert, kann das zweite korrigierte Verhältnis demnach wie in 6 gezeigt, wenn die Sauerstoffsättigung Sat 0% ist, gleichmäßig auf 0,49 eingestellt werden, und die Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins ohne Schwankung zwischen Endoskopsystemen kann berechnet werden. 6 zeigt eine Darstellung eines Beispiels einer Korrelation zwischen einer Sauerstoffsättigung Sat von Hämoglobin und einem zweiten Korrekturverhältnis, die bei einem Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Das zweite korrigierte Verhältnis Eng(Yh)/{Breit(Yh)·G3} ist auch das Verhältnis zwischen zwei Luminanzkomponenten, und wenn die Abbildungsempfindlichkeit der Lichtempfangselemente des Bildsensors 141 (der Wert der aufgenommenen Bilddaten des mit derselben Lichtintensität beleuchteten Abbildungssubjekts) zwischen einer Vielzahl von Endoskopsystemen variiert, tendiert das zweite korrigierte Verhältnis Eng(Yh)/{Breit(Yh)·G3} demnach auch dazu, zwischen einer Vielzahl von Endoskopsystemen zu variieren. Wird eine Vielzahl von Endoskopsystemen untersucht, wird aus diesem Grund die Verwendung eines Referenzbildsensors zur Vereinheitlichung der Abbildungsempfindlichkeiten der Bildsensoren bevorzugt, für den die Abbildungsempfindlichkeit eine garantierte Sollempfindlichkeit ist, und der bei der Durchführung einer Untersuchung eines Endoskopsystems anstelle des Bildsensors 141 gemeinsam verwendet wird. Wenn die Abbildungsempfindlichkeit des Abbildungssensors 141 mit der Sollempfindlichkeit übereinstimmt, kann auch der Bildsensor 141 verwendet werden.
Die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 berechnet die Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins beruhend auf der Menge an Hämoglobin und dem zweiten korrigierten Verhältnis, das durch Korrigieren des zweiten Verhältnisses unter Verwendung des zweiten Lichtintensitätsverhältnisses G3 erhalten wird, wenn aber die zu diesem Zeitpunkt zu verwendende Menge an Hämoglobin berechnet wird, ist es wünschenswert, dass die Menge an Hämoglobin beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis, das unter Verwendung des ersten Lichtintensitätsverhältnisses G1 korrigiert ist, beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis, das unter Verwendung des Empfindlichkeitsverhältnisses G2 korrigiert ist, oder beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis berechnet wird, das unter Verwendung des ersten Lichtintensitätsverhältnisses und des Empfindlichkeitsverhältnisses G2 korrigiert ist.
Charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahren 1
Bei dieser Art Endoskopsystem 1 wird eine Berechnung der charakteristischen Beträge wie folgt durchgeführt.
Das biologische Gewebe T wird mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) und dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchtet, die verschiedene Wellenlängenbereiche haben und durch den Einführschlauch 110 des elektronischen Endoskops 100 von der Lichtquellenvorrichtung 430 emittiert werden.
Zu diesem Zeitpunkt werden die ersten Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) beleuchteten biologischen Gewebes T unter Verwendung des Bildsensors 141 erzeugt, und werden die zweiten Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchteten biologischen Gewebes T unter Verwendung des Bildsensors 141 erzeugt.
Die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 der Verarbeitungseinrichtung 200 erzeugt ein erstes korrigiertes Verhältnis, wie Breit(Yh)/{WL(R)·G1} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)}·G1], das unter Verwendung eines zuvor beschafften ersten Lichtintensitätsverhältnisses G1 erhalten wird, welches das Verhältnis zwischen der Lichtintensität des weißen Lichts WL (ersten Lichts) und der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) ist, um das erste Verhältnis, wie Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)}, welches für die Menge an Hämoglobin (erster charakteristischer Betrag) des biologischen Gewebes T empfindlich ist, unter den Verhältnissen zwischen der Vielzahl an Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes T und der Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes T zu korrigieren.
Die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 berechnet ferner die Menge an Hämoglobin (den ersten charakteristischen Betrag) des biologischen Gewebes T beruhend auf dem erzeugten ersten korrigierten Verhältnis unter Verwendung einer Referenztabelle, die beispielsweise eine Beziehung wie die in 5 gezeigte angibt.
Charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahren 2
In dem Endoskopsystem 1 wird eine Berechnung der charakteristischen Beträge, die vom charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahren 1 verschieden ist, auch wie folgt durchgeführt.
Das biologische Gewebe T wird mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) und dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchtet, die verschiedene Wellenlängenbereiche haben und durch den Einführschlauch 110 des elektronischen Endoskops 100 von der Lichtquellenvorrichtung 430 emittiert werden.
Zu diesem Zeitpunkt werden die ersten Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem weißen Licht WL (ersten Licht) beleuchteten biologischen Gewebes T unter Verwendung des Bildsensors 141 erzeugt, und werden die zweiten Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem breiten Licht (zweiten Licht) beleuchteten biologischen Gewebes T unter Verwendung des Bildsensors 141 erzeugt.
Die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 der Verarbeitungseinrichtung 200 erzeugt ein erstes korrigiertes Verhältnis, wie Breit(Yh)/{WL(R)·G2} oder Breit(Yh)/[{WL(R)+WL(G)}·G2], das unter Verwendung eines zuvor beschafften Empfindlichkeitsverhältnisses G2, das das Verhältnis zwischen der Abbildungsempfindlichkeit für das weiße Licht WL (erste Licht) und der Abbildungsempfindlichkeit für das breite Licht (zweite Licht) des Bildsensors 141 ist, zum Korrigieren des ersten Verhältnisses, wie des Verhältnisses Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)}, das für die Menge an Hämoglobin (den ersten charakteristischen Betrag) des biologischen Gewebes T empfindlich ist, unter den Verhältnissen zwischen der Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes T und der Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes T erhalten wird.
Die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 berechnet ferner die Menge an Hämoglobin (den ersten charakteristischen Betrag) des biologischen Gewebes T beruhend auf dem erzeugten ersten korrigierten Verhältnis unter Verwendung einer Referenztabelle, die beispielsweise eine Beziehung wie die in 5 gezeigte angibt.
Charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahren 3
In dem Endoskopsystem 1 wird ferner eine Berechnung der charakteristischen Beträge, die von den charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahren 1 und 2 verschieden ist, wie folgt durchgeführt.
Das biologische Gewebe T wird mit dem weißen Licht WL (ersten Licht), dem breiten Licht (zweiten Licht) und dem engen Licht (dritten Licht) beleuchtet, die verschiedene Wellenlängenbereiche aufweisen und durch den Einführschlauch 110 des elektronischen Endoskops 100 von der Lichtquellenvorrichtung 430 emittiert werden.
Dann werden die zweiten Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem breiten Licht WL (zweiten Licht) beleuchteten biologischen Gewebes T unter Verwendung des Bildsensors 141 erzeugt, und werden die dritten Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem engen Licht (dritten Licht) beleuchteten biologischen Gewebes T erzeugt.
Die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 der Verarbeitungseinrichtung 200 erzeugt das zweite korrigierte Verhältnis, beispielsweise Eng(Yh)/{Breit(Yh)·G3}, das unter Verwendung des zuvor beschafften zweiten Lichtintensitätsverhältnisses G3, welches das Verhältnis zwischen der Lichtintensität des breiten Lichts (zweiten Lichts) und der Lichtintensität des engen Lichts (dritten Lichts) ist, zum Korrigieren des zweiten Verhältnisses, beispielsweise Eng(Yh)/Breit(Yh), das für die Sauerstoffsättigung Sat (den zweiten charakteristischen Betrag) des Hämoglobins im biologischen Gewebe T empfindlich ist, unter den Verhältnissen zwischen der Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes T und der Vielzahl von Komponenten der dritten Farbbilddaten des biologischen Gewebes T erhalten wird.
Die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 berechnet ferner die Sauerstoffsättigung Sat (den zweiten charakteristischen Betrag) des Hämoglobins im biologischen Gewebes T beruhend auf dem zweiten korrigierten Verhältnis.
Zu diesem Zeitpunkt wird das weiße Licht WL (erste Licht) zusammen mit dem breiten Licht (zweiten Licht) zum Erhalten des vorstehend beschriebenen ersten Verhältnisses, beispielsweise Breit(Yh)/WL(R) oder Breit(Yh)/{WL(R)+WL(G)} erhalten, welches für die Menge an Hämoglobin empfindlich ist, wobei die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a verwendet wird. Das erste Verhältnis wird zum Erhalten der Menge an Hämoglobin unter Verwendung der charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahren 1 und 2 verwendet. Die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b verwendet die Menge an Hämoglobin zur Berechnung der Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen charakteristischer Betrag-Berechnungsverfahren 1 bis 3 kann als Ausführungsbeispiel die folgende Berechnung des charakteristischen Betrags durchgeführt werden.
Das heißt, die Lichtquellenvorrichtung 400 beleuchtet biologisches Gewebe mit Licht mit zumindest zwei Lichtkomponenten mit verschiedenen Wellenlängenbereichen. Durch Abbilden des beleuchteten biologischen Gewebes unter Verwendung des Bildsensors 104 erzeugt die Bildverarbeitungseinheit 500 Farbbilddaten. Zu diesem Zeitpunkt erzeugt die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510, oder genauer die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a, das erste korrigierte Verhältnis, das durch Verwenden des zuvor beschafften Empfindlichkeitsverhältnisses G3, welches das Verhältnis von Abbildungsempfindlichkeiten des Bildsensors 104 zwischen Wellenlängenbereichen verschiedener Lichtkomponenten ist, zum Korrigieren des ersten Verhältnisses, das für die Menge an Hämoglobin im biologischen Gewebe empfindlich ist, unter den Verhältnissen der entsprechenden Komponenten, die den Wellenlängenbereichen der Lichtkomponenten der Farbbilddaten des biologischen Gewebes entsprechen, erhalten wird. Die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a berechnet die Menge an Hämoglobin im biologischen Gewebe beruhend auf dem erzeugten ersten korrigierten Verhältnis.
Betrieb des Endoskopsystems
Das Endoskopsystem 1 weist zwei Betriebsarten auf, d.h. einen normalen Betrachtungsmodus und einen Analysemodus. Der normale Betrachtungsmodus ist eine Betriebsart, bei der ein Farbbild unter Verwendung von weißem Licht WL aufgenommen wird, welches durch das optische Filter 418 erzeugt wird. Der Analysemodus ist ein Modus, in dem eine Analyse beruhend auf digitalen Bilddaten durchgeführt wird, die durch Durchführen einer Abbildung unter Verwendung des breiten Lichts, des engen Lichts und des weißen Lichts WL erhalten werden, das durch die optischen Filter 415, 416 und 418 gegangen sind, und ein Verteilungsbild (beispielsweise ein Sauerstoffsättigungsverteilungsbild) biologischer Informationen des biologischen Gewebes T angezeigt wird. Die Betriebsart des Endoskopsystems 1 wird über eine Benutzerbedienung umgeschaltet, die beispielsweise bei einem (nicht gezeigten) Bedienfeld der Verarbeitungseinrichtung 200 oder einer (nicht gezeigten) Bedientaste des elektronischen Endoskops 100 durchgeführt wird.
In dem normalen Betrachtungsmodus steuert die Steuereinrichtung 516 eine Bewegungseinrichtung in der Lichtquellenvorrichtung 400 zum Bewegen des Rotationsfilters 410 von einer Anwendungsposition in eine zurückgenommene Position. Es wird angemerkt, dass das Rotationsfilter 410 im Analysemodus an der Anwendungsposition angeordnet ist. Wenn das Rotationsfilter 410 keine Bewegungseinrichtung enthält, ist die Steuereinrichtung 516 auch zum Anhalten des Rotationsfilters 410 an der Position eingerichtet, an der das von der Lichtquellenlampe 430 abgestrahlte Licht auf das optische Filter 418 einfällt, indem sie die Filtersteuereinheit 420 steuert. Nachdem eine vorbestimmte Bildverarbeitung, wie eine Demosaikverarbeitung, bei den digitalen Bilddaten implementiert wurde, die durch eine durch das Abbildungselement 141 durchgeführte Abbildung erzeugt werden, wird das Ergebnis in ein Videosignal umgewandelt und einer Bildschirmanzeige auf der Anzeigeeinrichtung 300 unterworfen.
Im Analysemodus steuert die Steuereinrichtung 516 die Filtersteuereinheit 420 und führt sequenziell eine Abbildung des biologischen Gewebes T unter Verwendung des Lichts durch, das durch die optischen Filter 410, 416 und 418 gegangen ist, während sie das Rotationsfilter 410 zum Rotieren mit einer bestimmten Rotationsrate ansteuert. Die Steuereinrichtung 516 erzeugt auch ein Bild, das eine Verteilung biologischer Informationen im biologischen Gewebe T zeigt, beruhend auf den digitalen Bilddaten, die unter Verwendung des breiten Lichts und des engen Lichts beschafft werden, das jeweils durch die optischen Filter 415 und 416 erzeugt wird. Die Bildanzeigesteuereinheit 514 erzeugt ein Anzeigebild, in dem ein Bild, das die Verteilung der biologischen Informationen angibt, mit dem unter Verwendung des optischen Filters 418 beschafften normalen Betrachtungsbildes ausgerichtet oder diesem überlagert ist. Die Nachbildverarbeitungseinheit 508 wandelt ferner die Daten des erzeugten Anzeigebildes in ein Videosignal um und sendet es zu der Anzeigeeinrichtung 300, so dass die Anzeigeeinrichtung 300 es einer Bildschirmanzeige unterzieht.
In dem Analysemodus werden die Zeitvorgaben der optischen Filter 515, 516 und 518, die den Strahlengang des Lichts von der Lichtquellenlampe 430 kreuzen, oder anders gesagt, wird die Phase der Rotation des Rotationsfilters 410 mit der Phase eines Zeitvorgabesignals verglichen, das mit der Ansteuerung des Bildsensors 141 synchronisiert ist und von der Steuereinrichtung 516 durch die Filtersteuereinheit 420 zugeführt wird, und wird angepasst.
Nun wird die im Analysemodus ausgeführte Analyseverarbeitung beschrieben. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Prozedur einer Analyseverarbeitung.
Wird der Analysemodus über eine Benutzerbedienung wie vorstehend beschrieben ausgewählt, steuert die Filtersteuereinheit 420 das Rotationsfilter 410 zum Rotieren mit einer bestimmten Rotationsrate an. Ferner werden die Arten des Beleuchtungslichts IL (breites Licht, enges Licht und weißes Licht WL), das durch die optischen Filter 415, 416 und 418 hindurchgegangen ist, der Lichtquellenvorrichtung 400 sequenziell zugeführt, und eine Abbildung unter Verwendung jeder Art des Beleuchtungslichts IL wird sequenziell durchgeführt (Schritt S1). Insbesondere werden Daten über die R-Komponente, die G-Komponente und die B-Komponente der zweiten, dritten und ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes T, das unter Verwendung des breiten Lichts, des engen Lichts und des weißen Lichts WL abgebildet wurde, das durch die optischen Filter 415, 416 und 418 hindurchgegangen ist, und die einer Vorbildverarbeitung unterzogen wurden, im Speicher 512 gespeichert. Das weiße Licht WL ist nicht strikt auf weißes Licht mit allen Frequenzkomponenten von sichtbarem Licht beschränkt. Das weiße Licht WL muss lediglich Licht bestimmter Wellenlängenbereiche enthalten, wie beispielsweise R (rot), G (grün) und B (blau), die Referenzfarben darstellen. Das heißt, das zweite Licht WL enthält beispielsweise auch Licht, das Wellenlängenkomponenten von grünem Licht bis rotem Licht enthält, Licht, das Wellenlängenkomponenten von blauem Licht bis grünem Licht enthält, und dergleichen.
Dann ruft die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 die ersten Farbbilddaten des weißen Lichts WL aus dem Speicher 512 ab und führt eine Bildelementauswahlverarbeitung S2 zum Auswählen der der nachstehenden Analyseverarbeitung zu unterziehenden Bildelemente (Prozesse S3 bis S8) aus den Bildelementen der ersten Farbbilddaten durch. Selbst wenn die Sauerstoffsättigung und die Blutflussmenge beruhend auf den Farbinformationen der Bildelemente berechnet werden, werden keine signifikanten Werte für Orte, die kein Blut in dem biologischen Gewebe enthalten, und Orte erhalten, in denen die Farbe des biologischen Gewebes einen auslöschenden Einfluss von einer von Hämoglobin verschiedenen Substanz erfahren, und diese Orte ergeben lediglich Rauschen. Wird dem Bediener diese Art Rauschen bereitgestellt, behindert dies nicht nur die Beurteilung durch den Bediener, sondern verringert auch die Verarbeitungsgeschwindigkeit, weil die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 mit einem nicht erforderlichen Aufwand beaufschlagt wird. In Anbetracht dessen wird bei der in 7 gezeigten Analyseverarbeitung eine Konfiguration angewendet, bei der Bildelemente, die für eine Analyseverarbeitung geeignet sind, oder anders gesagt, Bildelemente, in denen Spektraleigenschaften von Hämoglobin gespeichert sind, ausgewählt werden, und die Analyseverarbeitung wird nur bei den ausgewählten Bildelementen durchgeführt.
Bei der Bildelementauswahlverarbeitung S2 werden insbesondere nur die Bildelemente als Zielbildelemente für die Analyseverarbeitung ausgewählt, die alle der folgenden drei Bedingungsgleichungen erfüllen.
Gleichung (4): $B (x, y) /G (x, y) > a_{1}$
Gleichung (5): $R (x, y) /G (x, y) > a_{2}$
Gleichung (6): $R (x, y) /B (x, y) > a_{3}$
Hier sind a₁, a₂ und a₃ positive Konstanten.
Die vorstehend beschriebenen drei Bedingungsgleichungen sind beruhend auf den Größenbeziehungen der Werte, d.h. G-Komponente < B-Komponente < R-Komponente, in dem Transmissionsspektrum von Blut eingestellt. Es wird angemerkt, dass die Bildelementauswahlverarbeitung S2 auch unter Verwendung von lediglich einer oder zwei der vorstehend beschriebenen drei Bedingungsgleichungen durchgeführt werden kann (beispielsweise unter Verwendung lediglich von Gleichung 5 und Gleichung 6 unter Berücksichtigung der für Blut eindeutigen roten Farbe).
Dann ruft die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 die ersten Farbbilddaten und die zweiten Farbbilddaten aus dem Speicher 512 ab und führt die erste Analyseverarbeitung (S3) bei den ausgewählten Bildelementen durch. Die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a erhält insbesondere die R-Komponente WL(R) der ersten Farbbilddaten oder die Gesamtkomponenten WL(R)+WL(G) der R-Komponente und der G-Komponente und erhält ferner die Luminanzkomponente Breit(Yh) der zweiten Farbbilddaten und erhält das erste Verhältnis. Die Hämoglobinmengenberechnungseinheit 510a berechnet ferner ein erstes korrigiertes Verhältnis unter Verwendung des ersten Lichtintensitätsverhältnisses G1 und/oder des Empfindlichkeitsverhältnisses G2, die im Speicher 512 gespeichert sind, und berechnet und erhält die Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe T durch Bezugnahme auf die im Speicher 512 gespeicherte Referenztabelle beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis.
Die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b der charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit 510 führt dann die zweite Analyseverarbeitung S4 bei den ausgewählten Bildelementen durch. Die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b erhält insbesondere die Luminanzkomponente Breit(Yh) der zweiten Farbbilddaten und erhält ferner die Luminanzkomponente Eng(Yh) der dritten Farbbilddaten und erhält das zweite Verhältnis. Die Sauerstoffsättigungsberechnungseinheit 510b berechnet ferner das zweite korrigierte Verhältnis unter Verwendung des im Speicher 512 gespeicherten zweiten Lichtintensitätsverhältnisses G3, ruft den oberen Grenzwert und den unteren Grenzwert, die im Speicher 512 gespeichert sind, beruhend auf dem zweiten korrigierten Verhältnis ab, und berechnet und erhält die Sauerstoffsättigung Sat des Hämoglobins im biologischen Gewebe T.
Die Daten des Verteilungsbildes der berechneten Sauerstoffsättigung Sat und des Verteilungsbildes der Menge an Hämoglobin werden zusammen mit den ersten Farbbilddaten zu der Bildanzeigesteuereinheit 514 gesendet.
Die Bildanzeigesteuereinheit 514 empfängt über die Steuereinrichtung 516 eine Eingabeanweisung vom Bediener und erzeugt die biologischen Informationsbilddaten (S5). Die Nachbildverarbeitungseinheit 508 erzeugt ferner Bildschirmdaten zum Anzeigen einer Anzeige durch Durchführen einer Signalverarbeitung (γ-Korrektur, usw.) bei den biologischen Informationsbildschirmdaten. Die erzeugten Bildschirmdaten werden zu der Anzeigeeinrichtung 300 gesendet, und die Anzeigeeinrichtung 300 zeigt das biologische Informationsbild an. Im Ansprechen auf die Eingabeanweisung des Bedieners kann die Bildanzeigesteuereinheit 514 verschiedene Arten von Bildschirmdaten erzeugen, wie einen Anzeigebildschirm zum Anzeigen lediglich eines Verteilungsbildes der Menge an Hämoglobin oder eines Sauerstoffsättigungsverteilungsbildes, eines Anzeigebildschirms, der nur ein normales Betrachtungsbild anzeigt, oder eines Anzeigebildschirms, der zusätzlich Informationen anzeigt, wie ID-Informationen des Patienten, Betrachtungsbedingungen, und dergleichen, die auf einem Verteilungsbild der Menge an Hämoglobin, dem Sauerstoffsättigungsverteilungsbild und/oder dem normalen Betrachtungsbild überlagert sind.
8 zeigt eine Darstellung eines Beispiels eines durch die Anzeigeeinrichtung 300 angezeigten Bildes. 8 zeigt ein Beispiel einer Anzeige des Sauerstoffsättigungsverteilungsbildes (zweidimensionale Anzeige), das aus der durch die vorstehend beschriebene Verarbeitung beschafften Sauerstoffsättigung Sat erzeugt wird. Das normale Betrachtungsbild (linke Seite in 8), das erhalten wird, wenn das weiße Licht WL als Beleuchtungslicht verwendet wird, und das Sauerstoffsättigungsverteilungsbild (rechte Seite in 8) werden parallel angezeigt. Das Sauerstoffsättigungsverteilungsbild wird einer Gradationsanzeige unterzogen, bei der sich der Farbton mit der Sauerstoffsättigung ändert. Abschnitte mit hoher Sauerstoffsättigung und geringer Sauerstoffsättigung können unter Verwendung des Sauerstoffsättigungsverteilungsbildes spezifiziert werden.
Es ist bekannt, dass in einem Läsionsabschnitt eines bösartigen Tumors aufgrund der Angiogenese die Menge an Hämoglobin größer als die von normalem biologischen Gewebe ist, und die Sauerstoffsättigung Sat geringer als die von normalem biologischen Gewebe ist, da Sauerstoffmetabolismus auftritt. Aus diesem Grund ist die Anzeige des Verteilungsbildes der Menge an Hämoglobin und des Sauerstoffsättigungsverteilungsbildes von Bedeutung. Die Bildanzeigesteuereinheit 514 kann auch eine Hervorhebungsanzeigeverarbeitung bei den Bildelementen implementieren, die vorbestimmte Bedingungen der Verteilungsbilder erfüllen, und das Ergebnis anzeigen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zur Durchführung einer sehr genauen Diagnose unter Verwendung des Endoskopsystems 1 erforderlich, dass das die Verteilung der Sauerstoffsättigung Sat angebende Sauerstoffsättigungsverteilungsbild eine hohe Bildqualität aufweist. Aus diesem Grund umfasst das Sauerstoffsättigungsverteilungsbild vorzugsweise 1 Million Bildelemente oder mehr, besser 2 Millionen Bildelemente oder mehr, und noch besser 8 Millionen Bildelemente oder mehr. Je größer die Anzahl an Bildelementen in dem verarbeiteten Bild aber ist, desto größer werden die Arithmetikschaltung der Verarbeitungseinrichtung 200 und auch der Verarbeitungsaufwand. Insbesondere bei einer großen Anzahl an Bildelementen (hohen Bildqualität) von 1 Million Bildelementen oder mehr fällt die vorstehend beschriebene Tendenz auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden, wie vorstehend beschrieben, eine Referenztabelle, in der die Menge an Hämoglobin, die Sauerstoffsättigung Sat und die Farbbilddaten assoziiert sind, und Informationen über die Korrelation vorab bereitgestellt, und die Menge an Hämoglobin und die Sauerstoffsättigung Sat werden unter Verwendung der Referenztabelle und der Korrelation berechnet, und so können die Menge an Hämoglobin und die Sauerstoffsättigung Sat bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel verglichen mit dem Fall effektiv berechnet werden, bei dem die Menge an Hämoglobin und die Sauerstoffsättigung jedes Mal dann berechnet werden, wenn die Farbbilddaten beschafft werden, ohne die Referenztabelle und die Korrelation anzuwenden. Die Arithmetikschaltung der Verarbeitungseinrichtung 200 kann daher kleiner ausgestaltet werden, und somit kann eine Verarbeitungseinrichtung 200 mit geringen Kosten, geringer Hitzeentwicklung und geringem Energieverbrauch bereitgestellt werden, selbst wenn ein Bild mit hoher Bildqualität zu erzeugen ist.
Vorstehend wurde ein Ausführungsbeispiel beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Konfiguration beschränkt, und es sind verschiedene Abwandlungen innerhalb des Bereichs der technischen Idee der vorliegenden Erfindung möglich.
Bezugszeichenliste

1: Endoskopsystem
100: Elektronisches Endoskop
110: Einführschlauch
111: Vorderer Einführschlauchendabschnitt
121: Objektlinsengruppe
131: Lichtführung
131a: Vorderer Endabschnitt
131b: Basisendabschnitt
132: Linse
141: Bildsensor
141a: Farbfilter
142: Kabel
200: Verarbeitungseinrichtung
300: Anzeigeeinrichtung
400: Lichtquellenvorrichtung
410: Rotationsfilter
420: Filtersteuereinheit
430: Lichtquellenlampe
440: Lichtkondensatorlinse
450: Lichtkondensatorlinse
500: Lichtverarbeitungseinheit
502: A/D-Umwandlungsschaltung
504: Vorbildverarbeitungseinheit
506: Bildspeichereinheit
508: Nachbildverarbeitungseinheit
510: Charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit
512: Speicher
514: Bildanzeigesteuereinheit
516: Steuereinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 5302984 A [0004]

Claims

Endoskopsystem mit: einer Lichtquellenvorrichtung zum Emittieren von zumindest erstem Licht und zweitem Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen, einem Endoskop mit einer Abbildungseinheit mit einem Bildsensor zur Erzeugung erster Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe und zur Erzeugung zweiter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem zweiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes; und einer Verarbeitungseinrichtung mit einer Speichereinheit, die ein erstes Lichtintensitätsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des ersten Lichts und einer Lichtintensität des zweiten Lichts ist, und einer charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit zum Beschaffen eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das durch Verwenden des ersten Lichtintensitätsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das empfindlich für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes ist, unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten erhalten wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 1, wobei das erste Lichtintensitätsverhältnis ein Verhältnis zwischen Komponenten von Farbbilddaten eines Referenzsubjekts ist, wobei die Farbbilddaten durch Abbilden des Referenzsubjekts erzeugt werden, das mit dem ersten Licht und dem zweiten Licht beleuchtet wird, wobei der Bildsensor oder ein Referenzbildsensor verwendet wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Lichtintensitätsverhältnis ein Verhältnis zum Einstellen eines Verhältnisses zwischen einem Wert einer Luminanzkomponente der ersten Farbbilddaten und einem Wert einer Luminanzkomponente der zweiten Farbbilddaten des Referenzsubjekts auf einen bestimmten Wert ist.
Endoskopsystem mit: einer Lichtquellenvorrichtung zum Emittieren von Licht mit zumindest zwei Lichtkomponenten mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen; einem Endoskop mit einer Abbildungseinheit mit einem Bildsensor zur Erzeugung von Farbbilddaten durch Abbilden des beleuchteten biologischen Gewebes; und einer Verarbeitungseinrichtung mit einer Speichereinheit, die ein Empfindlichkeitsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen Abbildungsempfindlichkeiten in verschiedenen Wellenlängenbereichen der Lichtkomponenten des Bildsensors darstellt, und einer charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit zum Beschaffen eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das unter Verwendung des Empfindlichkeitsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das empfindlich für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes ist, unter Verhältnissen entsprechender Komponenten erhalten wird, die Wellenlängenbereichen der Lichtkomponenten der Farbbilddaten des biologischen Gewebes entsprechen.
Endoskopsystem mit: einer Lichtquellenvorrichtung zum Emittieren von zumindest erstem Licht und zweitem Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen; einem Endoskop mit einer Bildaufnahmeeinheit mit einem Bildsensor zur Erzeugung erster Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe und zur Erzeugung zweiter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem zweiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes; und einer Verarbeitungseinrichtung mit einer Speichereinheit, die ein Empfindlichkeitsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Abbildungsempfindlichkeit für das erste Licht und einer Abbildungsempfindlichkeit für das zweite Licht des Bildsensors darstellt, und einer charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit zum Beschaffen eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das unter Verwendung des Empfindlichkeitsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das empfindlich für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes ist, unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 5, wobei die Speichereinheit ein erstes Lichtintensitätsverhältnis zwischen einer Lichtintensität des ersten Lichts und einer Lichtintensität des zweiten Lichts speichert, und das Empfindlichkeitsverhältnis ein Verhältnis ist, das unter Verwendung des ersten Lichtintensitätsverhältnisses zum Korrigieren eines Verhältnisses zwischen Komponenten von Farbbilddaten eines Referenzsubjekts erhalten wird, wobei die Farbbilddaten durch Abbilden des Referenzsubjekts erzeugt werden, das mit dem ersten Licht und dem zweiten Licht beleuchtet wird, wobei der Lichtsensor verwendet wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 6, wobei die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit das erste korrigierte Verhältnis durch Korrigieren des ersten Verhältnisses unter Verwendung des Empfindlichkeitsverhältnisses und des ersten Lichtintensitätsverhältnisses beschafft.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Empfindlichkeitsverhältnis ein derart eingestelltes Verhältnis ist, dass der Wert des ersten korrigierten Verhältnisses, der erhalten wird, wenn ein Referenzsubjekt, für das der Wert des ersten Verhältnisses ein bekannter Referenzwert ist, unter Verwendung des Bildsensors abgebildet wird, der Referenzwert des Referenzsubjekts ist.
Endoskopsystem mit: einer Lichtquellenvorrichtung zum Emittieren von erstem Licht, zweitem Licht und drittem Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen, einem Endoskop mit einer Bildaufnahmeeinheit mit einem Bildsensor zur Erzeugung zweiter Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem zweiten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe und zur Erzeugung dritter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem dritten Licht beleuchteten biologischen Gewebes; und einer Verarbeitungseinrichtung mit einer Speichereinheit, die ein zweites Lichtintensitätsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des zweiten Lichts und einer Lichtintensität des dritten Lichts ist, und einer charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit zum Beschaffen eines zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem zweiten korrigierten Verhältnis, das unter Verwendung des zweiten Lichtintensitätsverhältnisses zum Korrigieren eines zweiten Verhältnisses, das für den zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnisses zwischen einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der dritten Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 9, wobei das zweite Lichtintensitätsverhältnis ein Verhältnis zwischen Komponenten von Farbbilddaten eines Referenzsubjekts ist, wobei die Farbbilddaten durch Abbilden des Referenzsubjekts erzeugt werden, das unter Verwendung des Bildsensors oder eines Referenzbildsensors mit dem zweiten Licht und dem dritten Licht beleuchtet wird.
Endoskopsystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Abbildungseinheit zur Erzeugung erster Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe unter Verwendung des Bildsensors eingerichtet ist, die Speichereinheit ein erstes Lichtintensitätsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des ersten Lichts und der Lichtintensität des zweiten Lichts ist, und die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit einen ersten Abschnitt zur Beschaffung eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das durch Verwenden des ersten Lichtintensitätsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird, und einen zweiten Abschnitt zur Beschaffung des zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten charakteristischen Betrag und dem zweiten korrigierten Verhältnis enthält.
Endoskopsystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Abbildungseinheit erste Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe unter Verwendung des Bildsensors erzeugt, die Speichereinheit ein Empfindlichkeitsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das erste Licht und einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das zweite Licht ist, und die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit einen ersten Abschnitt zur Beschaffung eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das durch Verwenden des Empfindlichkeitsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird, und einen zweiten Abschnitt zur Beschaffung des zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten charakteristischen Betrag und dem zweiten korrigierten Verhältnis enthält.
Endoskopsystem nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Abbildungseinheit erste Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe unter Verwendung des Bildsensors erzeugt, die Speichereinheit ein erstes Lichtintensitätsverhältnis, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des ersten Lichts und der Lichtintensität des zweiten Lichts ist, und ein Empfindlichkeitsverhältnis speichert, das ein Verhältnis zwischen einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das erste Licht und einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das zweite Licht ist, und die charakteristischer Betrag-Beschaffungseinheit einen ersten Abschnitt zur Beschaffung eines ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf einem ersten korrigierten Verhältnis, das durch Verwenden des Empfindlichkeitsverhältnisses und des ersten Lichtintensitätsverhältnisses zum Korrigieren eines ersten Verhältnisses, das für den ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes erhalten wird, und einen zweiten Abschnitt zur Beschaffung des zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten charakteristischen Betrag und dem zweiten korrigierten Verhältnis enthält.
Endoskopsystem nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Empfindlichkeitsverhältnis ein derart eingestelltes Verhältnis ist, dass der Wert des ersten korrigierten Verhältnisses, der erhalten wird, wenn ein Referenzsubjekt, für das der Wert des ersten Verhältnisses ein bekannter Referenzwert ist, unter Verwendung des Bildsensors abgebildet wird, der Referenzwert des Referenzsubjekts ist.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 11 bis 13, wobei der erste charakteristische Betrag eine Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe ist, und das erste Verhältnis ein Verhältnis zwischen einer Luminanzkomponente der zweiten Farbbilddaten und einer R-Komponente oder der gesamten Komponenten der R-Komponente und einer G-Komponente der ersten Farbbilddaten ist.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei der zweite charakteristische Betrag eine Sauerstoffsättigung von Hämoglobin in dem biologischen Gewebe ist, und das zweite Verhältnis ein Verhältnis zwischen einer Luminanzkomponente der dritten Farbbilddaten und einer Luminanzkomponente der zweiten Farbbilddaten ist.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei der Wellenlängenbereich des dritten Lichts in dem Wellenlängenbereich des zweiten Lichts enthalten ist.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 17, wobei in dem Wellenlängenbereich des zweiten Lichts eine Komponente der zweiten Farbbilddaten einen Wellenlängenbereich enthält, der für eine Änderung der Menge an Hämoglobin in dem biologischen Gewebe empfindlich ist, aber nicht für eine Änderung der Sauerstoffsättigung des Hämoglobins empfindlich ist.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 9 bis 18, wobei in dem Wellenlängenbereich des dritten Lichts eine Komponente der dritten Farbbilddaten einen Wellenlängenbereich enthält, der für eine Änderung der Sauerstoffsättigung des biologischen Gewebes empfindlich ist.
Endoskopsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Lichtquellenvorrichtung eine Konfiguration zum Emittieren von Licht mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen durch sequenzielles Umschalten einer Vielzahl optischer Filter auf einem Strahlengang aufweist.
Endoskopsystem nach Anspruch 20, wobei das zweite Licht gefiltertes Licht des ersten Lichts ist, das durch Verwenden eines der optischen Filter zum Übertragen eines ersten Wellenlängenbereichs innerhalb eines Bereichs von 500 nm bis 600 nm im Wellenlängenbereich des ersten Lichts erhalten wird, und das dritte Licht gefiltertes Licht des ersten Lichts ist, das durch Verwenden eines der optischen Filter zum Übertragen eines zweiten Wellenlängenbereichs erhalten wird, der enger als der erste Wellenlängenbereich ist und innerhalb des Bereichs des ersten Wellenlängenbereichs liegt.
Biologisches-Gewebe-Charakteristischer-Betrag-Berechnungsverfahren, mit: einem Schritt eines Beleuchtens von biologischem Gewebe mit zumindest erstem Licht und zweitem Licht mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, einem Schritt eines Erzeugens erster Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe und Erzeugens zweiter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem zweiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes, wobei ein Bildsensor verwendet wird, einem Schritt eines Erzeugens eines ersten korrigierten Verhältnisses, das durch Verwenden eines zuvor beschafften ersten Lichtintensitätsverhältnisses erhalten wird, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des ersten Lichts und einer Lichtintensität des zweiten Lichts ist, um ein erstes Verhältnis, das für einen ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes zu korrigieren, und einem Schritt eines Berechnens des ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis.
Biologisches-Gewebe-Charakteristischer-Betrag-Berechnungsverfahren, mit: einem Schritt eines Beleuchtens von biologischem Gewebe mit zumindest erstem Licht und zweitem Licht mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, einem Schritt eines Erzeugens erster Farbbilddaten durch Abbilden von mit dem ersten Licht beleuchtetem biologischem Gewebe unter Verwendung eines Bildsensors und eines Erzeugens zweiter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem zweiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes, einem Schritt eines Erzeugens eines ersten korrigierten Verhältnisses, das durch Verwenden eines zuvor beschafften ersten Lichtintensitätsverhältnisses erhalten wird, das ein Verhältnis zwischen einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das erste Licht und einer Abbildungsempfindlichkeit des Bildsensors für das zweite Licht ist, um ein erstes Verhältnis, das für einen ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der ersten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes zu korrigieren, und einem Schritt eines Berechnens des ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis.
Biologisches-Gewebe-Charakteristischer-Betrag-Berechnungsverfahren, mit: einem Schritt eines Beleuchtens von biologischem Gewebe mit Licht mit zumindest zwei Lichtkomponenten mit unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, einem Schritt eines Erzeugens von Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem Licht beleuchteten biologischen Gewebes unter Verwendung eines Bildsensors, einem Schritt eines Erzeugens eines ersten korrigierten Verhältnisses, das durch Verwenden eines zuvor erfassten Empfindlichkeitsverhältnisses erhalten wird, das ein Verhältnis zwischen Abbildungsempfindlichkeiten in verschiedenen Wellenlängenbereichen der Lichtkomponenten des Bildsensors ist, um ein erstes Verhältnis, das für einen ersten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen zwischen entsprechenden Komponenten zu korrigieren, die Wellenlängenbereichen der Lichtkomponenten der Farbbilddaten des biologischen Gewebes entsprechen, und einem Schritt eines Berechnens des ersten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem ersten korrigierten Verhältnis.
Biologisches-Gewebe-Charakteristischer-Betrag-Berechnungsverfahren, mit: einem Schritt eines Beleuchtens von biologischem Gewebe mit erstem Licht, zweitem Licht und drittem Licht mit verschiedenen Wellenlängenbereichen, einem Schritt eines Erzeugens zweiter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem zweiten Licht beleuchteten biologischen Gewebes unter Verwendung eines Bildsensors und eines Erzeugens dritter Farbbilddaten durch Abbilden des mit dem dritten Licht beleuchteten biologischen Gewebes, einem Schritt eines Erzeugens eines zweiten korrigierten Verhältnisses, das durch Verwenden eines zuvor beschafften zweiten Lichtintensitätsverhältnisses erhalten wird, das ein Verhältnis zwischen einer Lichtintensität des zweiten Lichts und einer Lichtintensität des dritten Lichts ist, um ein zweites Verhältnis, das für einen zweiten charakteristischen Betrag des biologischen Gewebes empfindlich ist, unter Verhältnissen zwischen einer Vielzahl von Komponenten der zweiten Farbbilddaten des biologischen Gewebes und einer Vielzahl von Komponenten der dritten Farbbilddaten des biologischen Gewebes zu korrigieren, und einem Schritt eines Berechnens des zweiten charakteristischen Betrags des biologischen Gewebes beruhend auf dem zweiten korrigierten Verhältnis.