JP2008264213A - 内視鏡画像ファイリングシステム - Google Patents

Abstract

【課題】特定の機種と異なる機種により撮影された画像であっても、その特定の機種で撮影された画像と同等の画質を有する画像を取得することができる内視鏡画像ファイリングシステムを提供する。
【解決手段】原画像ファイル部３０８には、撮像素子３０１を備えた電子スコープ３０２から出力され、画像処理回路３０６に入力されるデジタル画像と同等のデジタル画像が格納される。ライブラリ部３１４には、複数の画像処理ソフトが格納されている。選択部３１５は、ライブラリ部３１４に格納された複数の画像処理ソフトの中からいずれかの画像処理ソフトを選択する。画像再生部３１６は、選択された画像処理ソフトに従ってデジタル画像を表示可能に処理する。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像素子を備えた電子内視鏡によって撮像されたデジタル画像を保存する内視鏡画像ファイリングシステムに関する。

近年、医療分野において電子内視鏡が広く用いられている。電子内視鏡により撮像された画像は、印画紙、磁気テープ、磁気ディスク等の外部の記録媒体に保存され、医師による診断の際に必要に応じて参照される。患者の患部の時間的な経過を観察する際には、これらの過去に取得した画像と現在の画像とを比較するが、この比較の際に、画像の取得に使用した内視鏡の機種が異なっていると正確な比較が行えない。機種間の微妙な色調の違いが、医師の診断の妨げになる可能性があるためである。

内視鏡で観察する内臓の色は赤系統がほとんどであるが、その同じような色をした観察画像の中から、病変部の微妙な色合いの違いを、医師は経験的に認識できるようになる。よって、新しい機種を使用した場合、それまでに使用していた機種とのわずかな色調の違いが、診断に何らかの影響をあたえる可能性は否定できない。

また、将来的に内視鏡を用いた遠隔診断が実用化された場合、普段使用している内視鏡とは異なる機種で撮影された画像による診断を行わなければならないことも起こりうる。当然、そのような場合でも、正確な診断が行えなくてはならない。

そこで、異なる機種で撮影された画像の相違を吸収して表示する装置が必要となる。そのような装置としては、特許文献１に開示されている医用画像表示装置および医用画像ファイリングシステムがある。

特許文献１に記載の医用画像表示装置および医用画像ファイリングシステムの構成を図５に示す。演算装置６０１、ディスプレイ６０２、入力デバイス６０３、およびインターフェース６０４を備えた医用画像表示装置６００はネットワーク６１０に接続され、このネットワーク６１０には、内視鏡６６０ａ，６６０ｂや種々の検査装置（Ｘ線ＣＴ装置６３０、Ｘ線撮像装置６４０、超音波診断装置６５０）と、医用画像データベース用のファイルサーバ６２０とが接続されている。そして、各検査装置で得られた医用画像は、医用画像ファイルとしてファイルサーバ６２０に保管されるようになっている。

医用画像表示装置６００は、医用画像ファイルを読み出して表示する際に、ファイル装置６２１に格納されている予め設定済みの表示パレットテーブルを参照して色調整を行ってから表示する。このパレットテーブルは、例えば、赤レベル、緑レベル、青レベル、コントラスト等からなっている。なお、この表示パレットテーブルは、検査装置番号などの属性データにより検査装置ごとに設定されており、さらに、ユーザが任意に設定することもできる。これにより、機種ごとに利用者が好みの色調を設定できるため、機種ごとの色調の相違を吸収した画像を表示することができる。
特開平８−２３８２２３号公報

従来技術では、内視鏡の最終的な画像出力に対して補正処理を行っている。しかし、内視鏡に限らず、画像処理は、その過程で演算の量子化誤差等によって、原画像が元々備えている情報が少なからず損なわれていくものである。そのため、種々の画像処理が施された画像データに対する補正処理では、その効果にも限度がある。さらに、内視鏡の画像処理は、内臓の主要な色である赤や黄色の微妙な色調表現に特化したものである。そのような画像に対し、赤、緑、青のレベルを単純に調整する程度の処理をしたのでは、かえって元の画像の微妙な色調表現を損なう恐れもある。また、調整の基準が利用者の「好み」というあいまいなものでは、診断を行う際に、調整された画像に対して絶対的な信頼を置くことができない。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、特定の機種と異なる機種により撮影された画像であっても、その特定の機種で撮影された画像と同等の画質を有する画像を取得することができる内視鏡画像ファイリングシステムを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、撮像素子を備えた電子内視鏡から出力され、画像処理回路に入力されるデジタル画像と同等のデジタル画像が格納される原画像ファイル部と、複数の画像処理ソフトが格納されたライブラリ部と、前記ライブラリ部に格納された前記複数の画像処理ソフトの中からいずれかの前記画像処理ソフトを選択する選択部と、選択された前記画像処理ソフトに従って、前記原画像ファイル部に格納された前記デジタル画像を表示可能に処理する画像再生部とを有する内視鏡画像ファイリングシステムである。

また、本発明の内視鏡画像ファイリングシステムは、前記画像再生部により処理された前記デジタル画像を表示する表示部をさらに有する。

本発明によれば、画像処理を施される前の、機種依存性のないデジタル画像が原画像ファイル部に格納され、そのデジタル画像に対して、選択部により選択された画像処理ソフトに従った画像処理を画像再生部が施すことによって、異なる機種により撮影された画像であっても、同一の機種で撮影された画像と同等の画質を有する画像を取得することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
（第１の実施形態）

まず、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態による内視鏡画像ファイリングシステムの構成を示している。本実施形態による内視鏡画像ファイリングシステムは内視鏡システム３１０と画像再生装置３１１を備えている。

まず、内視鏡システム３１０の構成を説明する。内視鏡システム３１０は、電子スコープ３０２（電子内視鏡）、画像処理プロセッサ３０５、および動画観察用モニター３０７を備えている。電子スコープ３０２は、対物光学系３００、固体撮像素子３０１、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３０３、およびＡ／Ｄ変換回路３０４を備えている。対物光学系３００は被写体像を結像する。固体撮像素子３０１はＣＣＤ等を備え、対物光学系３００によって結像された被写体像を光電変換し、画像信号を出力する。ＣＤＳ／ＡＧＳ回路３０３は、固体撮像素子３０１から出力された画像信号に対して相関二重サンプリング（ＣＤＳ）と自動利得制御（ＡＧＣ）を施す。Ａ／Ｄ変換回路３０４は、ＣＤＳ／ＡＧＳ回路３０３から出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。

画像処理プロセッサ３０５は、画像処理回路３０６および原画像ファイル部３０８を備えている。画像処理回路３０６は、電子スコープ３０２から連続的に入力されるデジタル画像信号に対し、所定の画像処理をリアルタイムで施して、観察に適した画像に変換する。原画像ファイル部３０８は、電子スコープ３０２からのデジタル画像信号を、所定のフォーマットを有する原画像ファイル３０９として記憶する。画像処理プロセッサ３０５からの動画像出力は動画観察用モニター３０７に入力され、利用者はこの動画観察用モニター３０７に表示される画像を見ながら電子スコープ３０２を操作する。

次に、画像再生装置３１１の構成を説明する。ライブラリ部３１４には、複数の画像処理ソフト３１２，３１３（画像処理プログラム）が格納されている。これらの画像処理ソフトは、画像処理プロセッサ３０５の画像処理回路３０６に相当する画像処理を行うソフトウェア（プログラム）であるが、各画像処理ソフトの処理内容は、内視鏡の機種ごとに異なっている。

選択部３１５は、利用者の指示に基づいて、上記の画像処理ソフトの中からいずれかの画像処理ソフトを選択し、選択した画像処理ソフトをライブラリ部３１４から読み出して画像再生部３１６にロードする。画像再生部３１６は、原画像ファイル３０９に対して、選択部３１５が選択した画像処理ソフトに従って、画像を表示可能とするための所定の画像処理を施す。画像再生部３１６の処理結果は、表示部３１７により画像として表示される。

処理画像ファイル部３１８は、原画像ファイル３０９に対して画像再生部３１６が画像処理を施した結果を処理画像ファイル３１９として記憶する。操作部３２０は、利用者が所望の画像処理ソフトを選択するために操作するキーボードやマウス、あるいはスイッチ等を備えている。選択部３１５は、操作部３２０から出力される、利用者による画像処理ソフトの選択結果を示す信号に基づいて画像処理ソフトを選択する。

なお、内視鏡システム３１０と画像再生装置３１１との間の原画像ファイル３０９の受け渡しについては、画像再生装置３１１が内視鏡システム３１０と通信を行い、内視鏡システム３１０から原画像ファイル３０９を受信するようにしてもよいし、メモリカード等の外部記録媒体に内視鏡システム３１０が記録した原画像ファイル３０９を画像再生装置３１１が読み込むようにしてもよい。

次に、原画像ファイル３０９のフォーマットを説明する。図２に原画像ファイル３０９のフォーマットの一例を示す。原画像ファイル３０９は、画像データそのものを格納する画像領域３０９ａと、画像に付随する情報を格納するヘッダ領域３０９ｂとにより構成されている。

電子スコープの画像取得方式には、ＲＧＢ回転フィルタを用いたタイプ（以下、回転式と記載）、撮像素子を３枚使用するタイプ（以下、３板式と記載）、カラーフィルタ（原色フィルタまたは補色フィルタ）を貼った撮像素子を１枚使用するタイプ（以下、単板式と記載）等がある。さらに、撮像素子の画素数や有効ビット長等も様々である。よって、どのようなデータが格納されているのかを、何らかの形でファイル中に記録しておく必要がある。

また、撮影開始前に白いものを撮像してホワイトバランスを調整することがあるが、その際に取得したホワイトバランス係数等も保存しておくことが望ましい。そこで、ヘッダ領域３０９ｂには、電子スコープのタイプ（回転式、３板式、単板式）、総画素数、有効ビット長、および、ホワイトバランス係数等を保存しておく。電子スコープに搭載されている撮像素子の型番を合わせて記録しても良い。

次に、本実施形態による内視鏡画像ファイリングシステムの動作を説明する。観察画像は、対物光学系３００、固体撮像素子３０１、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３０３、およびＡ／Ｄ変換回路３０４を経てデジタル画像信号として画像処理プロセッサ３０５に入力される。入力されたデジタル画像信号は、画像処理回路３０６により観察に適した画像に変換されて動画観察用モニター３０７へ出力され、観察画像が動画観察用モニター３０７に表示される。

利用者は、この動画観察用モニター３０７によって表示される画像を見て電子スコープ３０２を操作し、病変箇所を見つけた場合に画像処理プロセッサ３０５に対して画像の取り込みを指示する。この時の電子スコープ３０２からのデジタル画像信号が、原画像ファイル部３０８により原画像ファイル３０９として保存される。

このようにして保存された画像を再表示する際に、利用者は、どの画像処理ソフトを使用するか（どの画像処理プロセッサの画像処理を再現するか）を、操作部３２０の操作により選択部３１５に指示する。選択部３１５は、利用者が指定した画像処理ソフトをライブラリ部３１４から読み出し、画像再生部３１６にロードする。画像再生部３１６は、選択部３１５により選択された画像処理ソフトに従った所定の画像処理を原画像ファイル３０９のデータに施し、処理結果を表示部３１７に出力する。また、画像再生部３１６によって処理された画像は、必要に応じて処理画像ファイル部３１８により処理画像ファイル３１９として保存される。

上述したように、画像処理を施される前の、機種依存性のないデジタル画像が原画像ファイル部３０８に原画像ファイル３０９として格納され、その原画像ファイル３０９に対して、選択部３１５により選択された画像処理ソフトに従った画像処理を画像再生部３１６が施すことによって、特定の機種と異なる機種により撮影された画像であっても、その特定の機種で撮影された画像と同等の画質を有する画像を取得することができる。これにより、撮影した機種を問わずに一貫したカルテを作成することができ、遠隔診断時の信頼性も向上する。また、画像再生部３１６によって処理された画像が表示部３１７によって表示されるので、利用者は、画像再生部３１６による画像処理結果を目視確認することができる。

例えば、ある患者のカルテが、画像処理プロセッサＡで処理した画像として記録されている場合、画像処理プロセッサＡとは異なる画像処理プロセッサＢで処理した画像を混ぜてしまうと、カルテの一貫性が損なわれる。しかし、本実施形態によれば、機種変更等で画像処理プロセッサＡが利用できない場合でも、画像処理プロセッサＢで取り込んだ原画像を、画像処理プロセッサＡと同等の処理を実行する画像処理ソフトで処理することによって、画像処理プロセッサＡで処理した画像と同等の画像を得ることができる。よって、利用者は過去のカルテ画像と照らし合わせる継続的な診断を、機種を変更する前と同様に行うことができる。

また、本実施形態のように、画像処理を施す前の原画像を保存しておくことで、その画像データに対して行える画像処理の自由度が広がる。そのため、実際に撮影を行った機種とは別の機種で撮影を行ったかのような画像を生成することも可能になる。さらに、画像再生時に使用する画像処理ソフトウェアは、既存の画像処理プロセッサで行われる処理を厳密に再現したものであり、利用者の主観のような曖昧性を排除することができる。よって、診断時の信頼性は非常に高い。

なお、図１に示した内視鏡システム３１０は原画像のみを保存しているが、通常の内視鏡のように、画像処理回路３０６の出力画像を保存できるようにしてもよい。例えば、原画像のみ、原画像と画像処理後の画像の両方、画像処理後の画像のみ、というように、保存する対象を切り替えられるようにし、利用者が適宜保存方法を選択できるようにしてもよい。また、図１に示したライブラリ部３１４には２種類の画像処理ソフトが格納されているが、画像処理ソフトの種類数はこれより多くてもよい。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図３は、本実施形態による内視鏡システム（内視鏡画像ファイリングシステム）の構成を示している。図３において、制御ＣＰＵ４０２は、動画観察モードでは内視鏡システム３１０全体の制御をしているが、画像再生モードでは画像再生部の機能を担当する。画面選択部４００は、利用者の指示により設定された動作モードに応じて、画像処理回路３０６からの動画像を出力するか（動画観察モード）、制御ＣＰＵ４０２が処理した画像を出力するか（画像再生モード）を選択する。表示部４０１は、画面選択部４００が出力した画像を表示する。

次に、本実施形態による内視鏡システム３１０の動作を説明する。原画像ファイルの取り込みに関しては、第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。画像再生時には、第１の実施形態と同様に、選択部３１５は、操作部３２０から出力される、利用者による画像処理ソフトの選択結果を示す信号に基づいて画像処理ソフトをライブラリ部３１４から選択し、制御ＣＰＵ４０２のプログラムを格納するためのメモリ４０３にロードする。制御ＣＰＵ４０２は、原画像ファイル部３０８から原画像ファイル３０９を読み出し、メモリ４０３にロードされた画像処理ソフトに従った画像処理を施す。

制御ＣＰＵ４０２によって処理された画像は画面選択部４００に入力される。画面選択部４００は、画像再生モード時には制御ＣＰＵ４０２からの再生画像を選択し、表示部４０１に出力する。なお、制御ＣＰＵ４０２は、ソフト処理の特性上、表示部４０１がそのまま表示することが可能なタイミングで画像データを出力することができない。よって、画面選択部４００は、画像データを一時的に保存するバッファメモリ、および表示部４０１が画像を表示できるタイミングで表示部４０１へ画像を出力する機構を備えているものとする。

画像処理回路３０６によって実行される画像処理はリアルタイム動画処理であり、同じ処理をＣＰＵ等によるソフトウェア処理で実現するのは難しい。しかし、画像再生モード時には静止画処理となるため、この場合はＣＰＵが演算を行ってもシステムの動作は破綻しない。

本実施形態による内視鏡システム３１０では、動画観察モード時には、利用者が表示部４０１の画像を確認して、患部を撮影（画像を保存）するか否かを判定する必要がある。しかし、動画観察モード時に表示部４０１が表示する画像は、観察に使用している画像処理プロセッサ３０５に搭載されている画像処理回路３０６が画像処理を施したものであり、利用者がその画像処理後の色調に不慣れな場合には、微妙な判定が難しい。そのような場合、撮影した画像をとりあえず原画像ファイル３０９として保存し、その後、所望の画像処理後の色調に変換して診断することになる。

第１の実施形態では、図１に示したように内視鏡システム３１０と画像再生装置３１１が分かれており、画像の変換には、外部記録媒体あるいは通信機能を利用して原画像ファイル３０９を画像再生装置３１１に転送する必要があった。そのため、電子スコープ３０２の操作が行われている間に画像の変換を行うことが難しい。これに対して、本実施形態では、画像再生装置は内視鏡システム３１０内に統合されており、ファイル転送の必要がない。よって、撮影するべきか否かの微妙な判定が必要になった場合でも、観察を中断することなしに、使い慣れた画像処理プロセッサが行う画像処理によって得られる観察画像と同等の観察画像を作り出せるため、病変部の見落としの危険性を減らすことができる。

なお、本実施形態による内視鏡システム３１０は原画像ファイル３０９のみを保存しているが、第１の実施形態と同様に、必要に応じて制御ＣＰＵ４０２による画像処理結果をファイルに保存するようにしてもよい。また、第１の実施形態と同様に、通常の内視鏡のように画像処理回路３０６の出力画像を保存できるようにしてもよい。また、第1の実施形態と同様に、ライブラリ部３１４に格納される画像処理ソフトは２種類より多くてもよい。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。図４は、本実施形態による内視鏡画像ファイリングシステムの構成を示している。本実施形態では、画像処理回路３０６および原画像ファイル部３０８の前段にＲＧＢ変換回路５００が設けられている。電子スコープ３０２からの画像信号は、前述した通り種々の形式で画像処理プロセッサ３０５に入力される。回転式および３板式で取得した画像と単板式で取得した画像とでは、同じ画素数であってもデータ量が異なる。さらに、単板式で取得した画像にはカラーフィルタ（原色、補色）の違いもある。そこで、本実施形態では、画像処理回路３０６および原画像ファイル部３０８の前段に設けられたＲＧＢ変換回路５００が、単板式の電子スコープからの画像を、回転式（および３板式）と同じ原色のＲＧＢ信号に変換する。回転式および３板式の画像に対しては、当然のことながら何もしない。なお、原色ではなく補色の画像信号に変換するようにしてもよい。

本実施形態によれば、原画像ファイル部３０８に格納される原画像ファイル３０９のフォーマットが電子スコープのタイプによらず共通になるため、画像再生部３１６による原画像ファイル３０９の画像取得が単純になる。なお、図４では、図１に示した内視鏡システム３１０に対してＲＧＢ変換回路５００を設けているが、図３に示した内視鏡システム３１０に対してＲＧＢ変換回路５００を設けてもよい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明の第１の実施形態による内視鏡画像ファイリングシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態における原画像ファイルのフォーマットを示す参考図である。 本発明の第２の実施形態による内視鏡システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態による内視鏡画像ファイリングシステムの構成を示すブロック図である。 従来の医用画像表示装置および医用画像ファイリングシステムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

３００・・・対物光学系、３０１・・・撮像素子、３０２・・・電子スコープ、３０３・・・ＣＤＳ／ＡＧＣ回路、３０４・・・Ａ／Ｄ変換回路、３０５・・・画像処理プロセッサ、３０６・・・画像処理回路、３０７・・・動画観察用モニター、３０８・・・原画像ファイル部、３１０・・・内視鏡システム、３１１・・・画像再生装置、３１４・・・ライブラリ部、３１５・・・選択部、３１６・・・画像再生部、３１７，４０１・・・表示部、３１８・・・処理画像ファイル部、３２０・・・操作部、４００・・・画面選択部、４０２・・・制御ＣＰＵ、４０３・・・メモリ、５００・・・ＲＧＢ変換回路

Claims (2)

1. 撮像素子を備えた電子内視鏡から出力され、画像処理回路に入力されるデジタル画像と同等のデジタル画像が格納される原画像ファイル部と、
   複数の画像処理ソフトが格納されたライブラリ部と、
   前記ライブラリ部に格納された前記複数の画像処理ソフトの中からいずれかの前記画像処理ソフトを選択する選択部と、
   選択された前記画像処理ソフトに従って、前記原画像ファイル部に格納された前記デジタル画像を表示可能に処理する画像再生部と、
   を有する内視鏡画像ファイリングシステム。
2. 前記画像再生部により処理された前記デジタル画像を表示する表示部をさらに有する請求項１に記載の内視鏡画像ファイリングシステム。

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