JP2012152279A - 内視鏡装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 内視鏡で撮影した画像から血管(腺口)を抽出して、癌の進達度に応じた血管パターンとのパターンマッチングを行い、マッチングの結果に応じて、血管の強調表示、好適な撮影条件の示唆、診断を支援する表示等を行なうことにより、前記課題を解決する。
【選択図】 図4
Description
この特殊光観察によれば、粘膜層あるいは粘膜下層に発生する新生血管の表層微細構造、病変部の強調等、通常の観察像では得られない生体情報を簡単に可視化できる。例えば、観察対象が癌病変部である場合、表層組織の観察に適した青色(B)の狭帯域光と中層組織及び表層組織の観察に適した緑色(G)の狭帯域光とを粘膜組織に照射することにより、組織表層の微細血管や微細構造の状態がより詳細に観察できるため、病変部をより正確に診断することができる。
この内視鏡装置は、白色光を照射する光源と、白色光を赤(R)光にするRフィルタ、同緑(G)光にするGフィルタ、および、同青(B)光にするBフィルタを有する回転フィルタとを有する光源装置、ならびに、モノクロCCDセンサで画像を撮影する内視鏡を用いる内視鏡装置である。
他方、内視鏡では、光源装置から供給された観察光(R光、G光およびB光)を観察部位に照射し、いわゆる面順次によって、観察部位のR画像、G画像およびB画像を、順次、撮像素子で撮影する。
外周側の第1のフィルタ組は、各色の波長領域が互いに重なる(オーバーラップする)分光特性を有する、通常光観察用のフィルタとなっている。他方、内周側の第2のフィルタ組は、各色の波長領域が互いに離間する、離散的な狭帯域の分光特性を有する、特殊光観察用のフィルタとなっている。
従って、この内視鏡装置によれば、回転フィルタの回転軸を移動により、通常光観察を行なう場合には第1のフィルタ組を光路に作用させ、特殊光観察を行なう場合には、第2のフィルタ組を光路に作用させることで、通常光観察および特殊光観察の両方を行なうことができる。
ここで、癌の診断では、以降の治療を適正に行なうために、癌の進達度診断が行なわれる。近年の内視鏡による診断の進歩によって、癌の進達度は、内視鏡で観察した表層微細血管の走行状態等から、診断することが可能になっている。
そのため、内視鏡を用いる癌の診断に熟練した医師でないと、正確な癌の進達度診断は、難しいという問題が有る。
この際において、前記撮影条件の調整が、前記内視鏡での撮影倍率の変更、前記内視鏡での絞りの変更、前記光源装置による観察光の光量調整、前記光源装置による観察光の分光分布の調整の、1以上であるのが好ましい。また、前記画像処理手段での画像処理の調整が、前記記憶手段が記憶する血管パターン分類の血管パターンと一致する血管の強調処理、および、腺口パターン分類の腺口パターンと一致する腺口の強調処理の、少なくとも一方であるのが好ましい。また、前記表示装置の表示による診断支援が、前記マッチング手段によるパターンマッチング結果の表示であるのが好ましく、また、前記表示装置の表示による診断支援が、前記内視鏡における撮影倍率の変更、前記内視鏡における絞りの変更、前記光源装置による観察光光量の変更、および、前記光源装置による観察光の分光分布の変更の、少なくとも1つを促す表示であるのも好ましい。
また、前記抽出手段による抽出の実行、および、前記マッチング手段によるパターンマッチングの実行を選択する選択手段を有するのが好ましい。
また、前記マッチング手段は、前記抽出手段が抽出した血管の量および腺口の量の少なくとも一方に応じて、前記パターンマッチングを行なうのは好ましい。
また、前記記憶手段は、少なくとも2カ所の診断部位の個々に対応して、前記血管パターン分類および腺口パターン分類の少なくとも一方を記憶するのが好ましい。
さらに、前記内視鏡による観察部位を指示する指示手段を有するのが好ましい。
そのため、本発明の内視鏡装置によれば、内視鏡による癌の診断の経験が少ない医師でも、内視鏡による観察画像から、適正な、癌の進達度診断を行なうことが可能になる。
また、プロセッサ装置14には、内視鏡が撮影した画像を表示する表示装置18と、各種の指示等を入力するための入力装置20とが接続される。さらに、プロセッサ装置14には、内視鏡が撮影した画像をハードコピーとして出力するプリンタ(記録装置)が接続されてもよい。
内視鏡12は、観察時(診断時)には、ビデオコネクタ36がプロセッサ装置14の接続部14aに、コネクタ32が光源装置16の接続部16aに、それぞれ接続される。なお、コネクタ32には、通常の内視鏡と同様、観察部位の吸引や送気を行なう吸引手段や送気手段、観察部位に水を噴射するための吸水手段等が接続される。
鉗子チャンネルは、スコープ部42から、湾曲部40および軟性部38を通って操作部28に設けられる鉗子挿入口に連通する。また、送気/送水チャンネルは、スコープ部42から、湾曲部40、軟性部38、操作部28、およびユニバーサルコード30を通って、コネクタ32の吸引手段、送気手段、送水手段との接続部に連通する。
後述する光源装置16が照射する観察光(励起光)は、コネクタ32から光ファイバ52に入射して、光ファイバ52で伝搬されて、スコープ部42において、光ファイバ52の先端部から、蛍光体54に入射する。
後に詳述するが、光源装置16は、励起光として、中心波長445nmのB光(Bのレーザ光)を照射する。蛍光体54は、このB光によって励起されて、緑色〜黄色の励起発光光を発光する。この緑色〜黄色の励起発光光と、蛍光体24で吸収されずに透過したB光とが合わされて、疑似的な白色光が生成され、通常光観察の観察光となる。
この蛍光体54に関しては、後に光源装置16と共に詳述する。
CCDセンサ48は、R(赤)光、G(緑)光およびB(青)光の3原色に分光して同時に測光することにより、カラー画像を撮像(撮影)する、一般的な内視鏡やデジタルカメラ等に利用されている通常のカラーのCCDセンサである。従って、CCDセンサ48からは、R画像、G画像、およびB画像の信号が出力される。
AFE基板56には、一例として、相関二重サンプリング回路、アンプ(自動利得制御回路)、およびA/D変換器が配置される。CCDセンサ48の出力信号は、AFE基板56において、相観二重サンプリングによるノイズ除去、アンプによる増幅を行なわれ。さらに、A/D変換器によってアナログ信号からデジタル信号に変換されて、デジタルの画像信号として、プロセッサ装置14(後述するDSP72)に、出力される。
なお、本発明の内視鏡装置において、これらの処理は、ビデオコネクタ36ではなく、コネクタ32で行なってもよく、あるいは、プロセッサ装置14で行なってもよい。
光源装置16は、生体内での観察を行なうための観察光を内視鏡12に供給するものである。前述のように、光源装置16から内視鏡12に供給された観察光(励起光)は、コネクタ32から光ファイバ52に入射して伝搬されて、スコープ部42から観察部位に照射される。
445LD60が照射したB光は光ファイバ60aによって伝搬され、405LD62が照射したBV光は光ファイバ62aによって伝搬され、共に、合波器64によって1本に合波される。
ここで、前述のように、内視鏡12において、光ファイバ52の先端部には、蛍光体54が配置されている。蛍光体54は、B光の一部を吸収して、緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体(例えばYAG系蛍光体、或いはBAM(BaMgAl10O17)等の蛍光体)を含んで構成される。これにより、前述のように、B光を励起光とする緑色〜黄色の励起発光光と、蛍光体24で吸収されずに透過したB光とが合わされて、疑似的な白色光となる。
図3に示すように、405LD62が照射するBV光は、中心波長405nmの輝線(プロファイル(A))で表される、BVの狭帯域光である。このBV光は、蛍光体54には殆ど吸収されずに、透過する。
他方、445LD60が照射したB光は、中心波長445nmの輝線で表される。さらに、B光による蛍光体24からの励起発光光は、概ね450nm〜700nmの波長帯域で発光強度が増大する分光強度分布となる。
また、445LD60と405LD62との両者を点灯した場合には、さらに、プロファイル(A)で示すBVの狭帯域光が観察光に加わり、特殊光撮影が可能となる。
さらに、445LD60をonにした状態で、405LD62を所定周期でon/offすることにより、通常光観察と特殊光観察とを(略)同時に行なうことができる。
この点に関しては、後に詳述する。
CCDセンサ48が撮影した画像(CCDセンサ48の出力信号)は、前述のように、AFE56によってA/D変換等の処理を行なわれて、デジタルの画像信号(画像データ/画像情報)として、プロセッサ装置16に供給される。
図4に示すように、処理部14aは、DSP72と、画像記憶部74と、通常光画像生成部76と、特殊光画像生成部78と、表示信号生成部80と、パターン記憶部82と、抽出部84と、マッチング部86と、支援情報生成部90とを有する。
DSP72は、公知のDSP(Digital Signal Processor)であって、供給された画像に、ガンマ補正、色補正処理等の所定の処理を施した後、画像記憶部(メモリ)74の所定領域に記憶させる。
前述のように、445LD60によるB光は蛍光体54に入射/励起して、蛍光体54にが緑色〜黄色の励起発光光を発光し、この励起発光光と、蛍光体24で吸収されずに透過したB光とが合わされて、疑似的な白色光となる。また、405LD62が照射した狭帯域のBV光は、蛍光体54には殆ど吸収されずに透過し、従って、405LD62がonの際には、白色光に加え、BVの狭帯域光(Bの狭帯域光)が観察光に加わる。
すなわち、図示例の内視鏡装置10によれば、所定の周期で405LD62をon/offし、このon/offの周期に同期してCCDセンサ48での撮影を行い、かつ、この撮影の周期に同期して、通常光画像生成部76および特殊光画像生成部78が画像を読み出すことにより、同時(略同時)に撮影された通常光観察画像および特殊光観察画像を得ることができる。
読み出し部80aは、前述のように、405LD62がoffの際に画像記憶部74が記憶した画像から、R画像、G画像およびB画像を読み出し、画像処理部76bに供給する部位である。
読み出し部78aは、前述のように、405LD62がon(高出力)の際に画像記憶部74に記憶した画像から、B画像(すなわち、狭帯域のBV光による画像 以下、便宜的に、狭帯域BV画像とする)およびG画像を読み出して、画像処理部80bに供給する部位である。
表示画像(プロセッサ装置14からの出力画像)は、R、GおよびBの3つのサブピクセルで1つの画素を構成する。しかしながら、図示例においては、特殊光観察画像となる画像は、狭帯域BV画像およびG画像しか無い。そのため、画像処理部78bは、最初に、G画像を表示に対応するR画素に割り付け、狭帯域BV画像を表示に対応するG画素およびB画素に割り付けて、表示に対応するR、GおよびBの3つのサブピクセルを1画素とする画像とする。
なお、狭帯域BV画像およびG画像の割り付けに先立ち、必要に応じて、画像に所定の係数を乗じる、所定のLUTで処理する等、画像の処理(補正)を行なってもよい。
なお、以下に説明する癌の血管パターン等とのパターンマッチングは、好ましい態様として、表層の微細血管等の情報が得やすい(観察し易い)、特殊光観察画像(狭帯域光観察画像)で行なっているが、本発明は、これに限定はされず、通常光観察画像で、同様の処理を行なってもよい。
なお、診断が終了して内視鏡12の挿入部26を抜き出す際など、特殊光観察画像における血管や腺口のパターンマッチングの実施を指示されていない場合や、後述する血管や腺口のパターンマッチングの結果に応じた血管等の強調処理などの画像処理が指示されていない場合には、画像処理部78bが生成した特殊光観察画像が、そのまま、表示信号生成部80に供給される。
従って、パターンマッチングの実施を指示されていない場合には、抽出部84には、特殊光観察画像は供給されない。
一例として、BV光等のBの狭帯域光は、血管に吸収されるので、その領域は、暗くなる。従って、このような血管や腺口による狭帯域光の変化を利用して、画像(画像信号)を、適宜設定した閾値で二値化して、血管や腺口を抽出してもよい。あるいは、画像の平均値を算出して、平均値よりも暗い領域や色味が異なる領域などを血管や腺口として抽出してもよい。
それに応じて、特殊光観察画像を、適宜、分割して、血管や腺口の抽出を行い、各領域の抽出結果を統合して、特殊光観察画像からの血管や腺口の抽出結果としてもよい。
すなわち、抽出部84は、パターン記憶部82に記憶しているパターン分類に応じて、血管および腺口のいずれか一方のみを抽出するものであってもよい。また、入力装置20や内視鏡12の操作部28での操作によって、血管の抽出(血管パターンマッチング)と腺口の抽出(腺口パターンマッチング)とを、選択可能にしてもよい。
マッチング部86には、パターン記憶部82が接続される。パターン記憶部82は、癌の進達度(深達度)に応じた血管パターンからなる血管パターン分類、および/または、癌の進達度に応じた腺口パターンからなる腺口パターン分類を記憶する部位である。
マッチング部86は、パターン記憶部82が記憶している血管パターン分類の血管パターンおよび/または腺口パターン分類の腺口パターンと、抽出部84が抽出した血管および/または腺口との、パターンマッチングを行なう部位である。
また、このような癌に起因して生成される血管の形状(癌による新生血管の走行パターン)や腺口の形状(癌による不整pit様構造)は、癌の進達度に応じた、特有のパターンを有する。
従って、パターン記憶部82は、食道、胃、小腸および大腸など、診断を行なう部位毎に(少なくとも2つの部位に対応して)、このような血管パターン分類や腺口パターン分類を記憶するのが好ましい。
この血管パターン分類において、type1は、細く直線的な乳頭内血管が観察される血管パターンである。type2は、血管の延長・分岐や拡張、密度の上昇が有るが、構造が保たれ、また、配列の規則性が、比較的、保たれている血管パターンである。type3aは、壊れた糸くず状の血管パターン; 同bは、潰れた赤丸状の血管パターン; 同cは、前記bが伸長・癒合する血管パターン; 同dは、集簇する乳頭状隆起の中に螺旋条血管が見られるイクラ状の形態の血管パターン; である。type4MLは、多重状の血管パターン; 同IBは、不整樹枝状の血管パターン; さらに、同Rは、網状の血管パターン; である。
この微細血管パターン分類では、type1からtype4に向けて、順次、食道癌の進達度が高くなる。
また、この食道癌の血管パターン分類において、type4では、無血管領域(avascluar area AVA)の大きさで、さらに、S(0.5mm以下)、M(0.5mm超3mm以下)およびL(3mm超)の亜分類を加えてもよい。
この腺口パターン分類において、Atypeは、正色〜褐色調を呈した腺口パターンであり、微細血管は不可視である。Btypeは、間接的に明瞭で整った腺口様構造(pit様構造)が観察される腺口パターンであり、網目状の微細血管模様を有する。Ctype1は、間接的に、不整な腺口様構造を有する腺口パターンであり、血管は、太さおよび分布が比較的均一な網目模様を有し; 同2は、間接的に不整の強い腺口様構造を有する腺口パターンであり、血管は、太さおよび分布が不均一な網目模様を有し; さらに、同3は、不整腺口様構造が不明瞭で観察不可能な腺口パターンであり、血管は不整で太さおよび分布が不均一であり、無血管領域が出現し、また、断片化した微細血管が散在する。
この腺口パターン分類では、AtypeからCtypeに向けて、順次、大腸癌の進達度が高くなり、また、Ctypeでは、1から3に向けて、順次、大腸癌の進達度が高くなる。
この血管パターン分類において、CPtypeIは、微細血管が確認できない血管パターンである。CPtypeIIは、血管が腺管周囲を取り巻くように観察でき、血管径が均一な血管パターンである。CPtypeIIIAは、血管が不整で、かつ、不規則な血管が明瞭な血管パターンである。CPtypeIIIBは、血管が不整で、かつ、不規則な血管が不明瞭な血管パターンである。
この血管パターン分類では、CPtypeIからCPtypeIIIに向けて、順次、大腸癌の進達度が高くなり、また、CPtypeIIIでは、AよりBの方が進達度が高い。
この血管パターン分類において、1型は、血管走行が認識されない血管パターンである。2型は、血管径の軽度の拡張が認められる血管パターンである。3型は、血管径の明らかな拡張が認められる血管パターンであり、この3型において、V型は、繊毛状構造を呈し、腺管の間質に一致して、拡張血管が規則的に走行する血管パターンで; I型は、不規則な拡張血管の走行を有する血管パターン; である。 4型は、血管分布が疎で、血管走行を認識できない血管パターンである。
この血管パターン分類では、1型から4型に向けて、順次、大腸癌の進達度が高くなり、また、3型では、I型の方がV型よりも進達度が高い。
すなわち、入力装置20に登録ボタン等を設けて、実際の診断画像を、パターン分類を構成する血管パターンや腺口パターンとして登録できるようにしてもよい。
また、このように、実際の診断画像からパターン分類を作成する際には、拡大率、観察光の光量、光源装置16における445LD60と405LD62との光量比(出力比)、CCDセンサ48の電子シャッタスピード等の撮影条件も、パターン分類に対応付けして記憶しておくのが好ましい。
従って、スクリーニング等における低倍率な撮影画像でのパターンマッチングが可能なように、各パターン分類において、血管パターンや腺口パターンは、内視鏡装置10に設定されている倍率に応じて、例えば、20倍、40倍、60倍および80倍のように、複数の倍率に対応して、記憶するのが好ましい。
なお、このような各倍率毎の血管パターンや腺口パターンは、各パターンを撮影した際の撮影倍率に応じて、各パターンを拡大/縮小して、鮮鋭化処理、スムージング処理、明るさ調整等を、適宜、施すことで、生成すればよい。
例えば、公知の方法で血管(腺口)パターンと抽出した血管(腺口)との一致度を検出し、この一致度が、適宜、設定した閾値以上である場合を一致、閾値未満である場合を不一致とすればよい。
すなわち、抽出部84が行なう抽出に応じて、血管のマッチングのみを行なうものでもよく、あるいは、腺口のマッチングのみを行なうものでもよい。また、抽出部84での抽出と同様に、血管のマッチングおよび腺口のマッチングを、選択可能にしてもよい。
このマッチング部86におけるパターン分類の選択方法には、特に限定はなく、各種の方法が利用可能である。
また、通常の内視鏡装置10では、プロセッサ装置14(あるいは、光源装置16)に内視鏡12を接続した時点で、プロセッサ装置14が内視鏡12の機種(あるいは個体)を識別できる。これを利用して、プロセッサ装置14による内視鏡12の識別結果に応じて、内視鏡12が対応する診断部位のパターン分類を読み出すようにしてもよい。
あるいは、内視鏡12が、挿入部26の挿入長が検出可能な物である場合には、検出した挿入長から、診断部位(現在、観察している部位)を検出し、対応するパターン分類を読み出すようにしてもよい。挿入部26の挿入長が検出可能な内視鏡としては、一例として、特開2009−77859号公報に記載される、内視鏡の挿入部に配列した光センサによって挿入長が検出可能な内視鏡等が例示される。
また、これらの方法を併用、あるいは、選択して、対応する診断部位のパターン分類を読み出すようにしてもよい。
例えば、前述のように、診断が終了して内視鏡12の挿入部26を抜き出す場合などで、血管のマッチング等(特殊光観察画像のパターンマッチング(パターンマッチングによる診断支援))の実施が指示されていない場合には、当然、血管のマッチングや腺口のマッチングは行なわない。
あるいは、入力指示等に応じて、静止画を撮影した場合のみ、この静止画に対して血管のマッチングや腺口のマッチングを行なうようにしてもよい。
一般的に、癌の進達度が高い程、病変部には微細血管等が多く、かつ、複雑な血管走行状態等となる場合が多い。従って、抽出部84が特殊光観察画像から血管や腺口を抽出したら、マッチング部86(あるいは抽出部84)において、その抽出量(あるいは密度)を検出し、血管や腺口の量が、所定の閾値を超えた場合のみ、マッチング部86が血管のマッチングや腺口のマッチングを行なうようにしてもよい。
なお、この際において、血管や腺口の量は、例えば、画像中における血管や腺口の面積比等によって判断すればよい。
なお、血管等の抽出量が多い領域は、単位面積での血管や腺口の面積比等、上記画像毎のパターンマッチングの実施/不実施に準じて決定すればよい。
この場合には、入力装置20や内視鏡12の操作部28に選択手段を設け、この選択手段によって選択されたパターン分類を用いて、血管のマッチングや腺口のマッチングを行なえばよい。もしくは、全て(あるいは、適宜、選択された複数)のパターン分類を用いて、血管のマッチングや腺口のマッチングを行い、各パターン分類による結果のうち、最も信頼性の高いものを血管のマッチングや腺口のマッチングの結果としてもよい。あるいは、全て(同前)のパターン分類を用いた結果の平均から、血管のマッチングや腺口のマッチングの結果を導出してもよい。
また、パターン分類の選択と、複数のパターン分類を用いた処理とを、選択できるようにしてもよい。
支援情報生成部90は、マッチング部86におけるマッチングの結果(血管パターンに応じた癌の進達度)に応じて、その後の観察や診断を容易かつ確実なものとするための診断支援を設定し、設定した診断支援の指示を、対応する部位に供給するものである。
このような診断支援は、1つのみを行なっても、複数の診断支援を行なってもよい。また、複数の診断支援(複数の診断支援の組み合わせも含む)を内視鏡装置10に設定しておき、入力装置10や操作部28に設定された選択手段によって、選択/指示された診断支援(複数でも可)を行なうようにしてもよい。
すなわち、支援情報生成部90は、マッチング部86からマッチングの結果を受け取り、血管パターンと一致する血管の形状および位置、および、この血管の強調処理を行なう旨の指示を、支援画像生成部78cに供給する。これに応じて、支援画像生成部78cは、画像処理部78bから供給された特殊光観察画像において、血管パターンと一致する血管に対して、強調処理を行なう。
支援画像生成部78cは、特殊光観察画像に強調処理を行なって、表示信号生成部80に、特殊観察画像(その画像信号)を供給する。これにより、医師が、癌の病変部を、容易に検出することが可能になる。
画像処理は、いずれも公知の方法で行なえばよい。
例えば、癌の進達度が高いほど、血管を高濃度にする、血管を高彩度にする、血管の鮮鋭度を高くする、血管と周囲の色味の違いを大きくする、これらの複数を併用する等のように、画像処理を行なう。これにより、特殊光観察画像を見た医師が、癌の進達度を容易に把握することが可能になる。
なお、このような血管の強調処理において、進達度に応じた、強調処理の強度は、血管パターンが対応する進達度に応じて、適宜、設定しておけばよい。
具体的には、光源装置16による観察光の光量調整、同観察光(445LD60と405LD62)の光量比の調整、内視鏡12における撮影倍率の調整、および、同絞り(CCDセンサ48の蓄積時間(シャッタースピード))の調整の1以上が例示される。
支援情報生成部90は、マッチングの結果に応じて、撮影条件の調整方法を設定して、内視鏡12および/または光源装置16(制御部14b)に、撮影条件の調整を行なうように指示を出す。
従って、この場合には、観察光の光量を所定量、向上して、画像を明るくし、より観察/診断を行い易くなるようにしてもよい。もしくは、あるいは同時に、絞りを所定値まで絞って(CCDセンサ48の蓄積時間を短くして)、画像の鮮鋭度を向上してもよい。さらに、光量の向上および/または絞り具合は、血管と一致した血管パターンの進達度が高いほど、強くなるようにしてもよい。
従って、血管パターンと一致する血管が見つかった場合には、405LD62の光量比を所定値まで高くして、より微細血管が観察し易いようにしてもよい。さらに、血管と一致した血管パターンの進達度が高いほど、405LD62の光量比が高くなるように、光源装置16での光量調整を行なってもよい。
従って、血管パターンと一致する血管が見つかった場合には、自動的に、内視鏡12での撮影倍率を予め定めた所定倍率まで向上して、より、詳細な観察が可能なようにしてもよい。さらに、この観察倍率の向上は、血管と一致した血管パターンの進達度が高いほど、高倍率になるようにしてもよい。
すなわち、血管パターンと一致する血管が見つかった場合には、この血管パターンを有するパターン分類を作成した際の撮影条件と同じ(もしくは近く)なるように、撮影条件を自動調整してもよい。
前述のように、一般的な内視鏡12での診断では、低倍率でスクリーニングを行なって、病変部と考えられる箇所が見つかった時点で、観察倍率の向上等を行なって、より詳細な観察を行なう。従って、この構成によれば、病変部と疑われる血管が見つかったら、パターン分類を作成した、内視鏡による診断経験が豊富な医師による観察と、同条件での詳細な観察が可能になり、経験の少ない医師でも、正確な診断を行なうことが可能になる。
もしくは、使用するパターン分類を指定された場合には、最初から、指定されたパターン分類を作成した際と同じ撮影条件となるように、撮影条件を自動調整してもよい。あるいは、最初は、医師による操作に任せておき、医師による撮影条件変更の入力指示に応じて、指定されたパターン分類を作成した際と同じ撮影条件となるように、撮影条件を調整してもよい。
なお、表示装置18への表示に変えて、警告音の発生や音声出力でマッチングの結果を出力してもよく、音声出力等と表示装置18への表示とを併用してもよい。この点に関しては、後述する、好ましい撮影条件の示唆においても、同様である。
これに応じて、表示信号生成部80は、指示されたマッチング結果の表示を表示装置18にさせる。これにより、経験の少ない医師でも、病変部となっている血管を容易に検出して、正確な診断を行なうことが可能になる。
このようなマッチング結果の表示(出力)は、1つのパターン分類でのマッチング結果についてのみ行なってもよく、あるいは、複数のパターン分類でのマッチング結果について行なってもよい。
具体的には、支援情報生成部90は、前述のような撮影条件の自動調整を行わず、マッチングの結果に応じて、前述の撮影条件の自動調整と同じような撮影条件の調整を、医師が行なうように(医師に勧めるように)、『観察光の光量を向上して下さい』、『観察倍率を向上して下さい』などの表示を行なう指示を、表示信号生成部80に出す。
この際においても、血管と一致した血管パターンが対応する癌の進達度に応じて、進達度が高いほど、大きな調整を行なうように撮影条件の示唆を行なってもよい。
これに応じて、支援情報生成部90は、病変部が観察視野から外れないように、もしくは観察視野から外れた病変部を観察視野に戻すように、『観察視野を右に移動して下さい』、『観察視野を上方に移動して下さい』のような表示を表示装置18にさせて、内視鏡12の挿入部26の操作に関する診断支援を行なってもよい。この挿入部26の操作に関する診断支援は、前述の撮影条件の自動調整を行なう場合にも、利用可能である。
一例として、マッチング結果の表示と、好ましい撮影条件の示唆とを組み合わせて、表示装置18に、『東京慈恵医大のパターン分類における、3I型と思われる血管が見つかりました。 撮影倍率を向上して下さい』のような表示を行なうようにしてもよい。
また、好ましい撮影条件の示唆と、撮影条件の自動調整とを組み合わせて、『撮影倍率を向上します』のような表示をした後に、撮影倍率を自動で向上するようにしてもよい。この組み合わせの際には、『撮影倍率を向上しますか?』のような問い掛けをする表示を行い、医師によって、撮影倍率の向上を指示された場合のみ、撮影倍率を自動で向上するようにしてもよい。
この際にも『東京慈恵医大のパターン分類における、3I型と思われる血管が見つかりました。 強調表示をしますか?』のような問い掛けをする表示を行い、医師によって、撮影倍率の向上を指示された場合のみ、血管の強調処理を行なうようにしてもよい。
さらに、各パターン分類を作成した際の撮影条件を記憶している場合には、『東京慈恵医大のパターン分類における、3I型と思われる血管が見つかりました。 撮影条件を東京慈恵医大のパターン分類に合せて変更します』のような表示をした後に、撮影条件の変更を行なってもよい。
これらの場合にも、前述のような問い掛けを行って、医師による指示に応じて、撮影条件の変更を行なうようにしてもよい。
また、被検者が、過去に血管パターンと一致する血管が検出されたことが有る被検者である場合には、前回の撮影条件に合わせるように、自動で撮影条件を設定するようにしてもよい。この際にも、撮影条件の設定を示唆する表示を行なった後に、撮影条件の変更を行なうようにしてもよく、もしくは、前述のような問い掛けを行って、医師による指示に応じて、撮影条件の変更を行なうようにしてもよい。
また、表示信号生成部80は、マッチングの結果に応じた診断支援表示を指示されている場合には、この診断支援を行なうための文字情報の組み込みも行なった、表示用の画像を生成し、表示装置18に、この画像を表示させる。
従って、この2以上をモード化して、選択可能にするのが好ましい。
表示信号生成部80は、選択された表示形態(モード)に応じた画像を生成して、表示装置18に表示させる。さらに、表示装置18が、複数、有る場合や表示領域に余裕が有る場合には、参考図として。血管パターン分類の各血管パターンを表示してもよい。
また、診断支援表示が指示されている場合には、表示信号生成部80は、いずれの表示形態が選択された場合でも、マッチングの結果に応じた診断支援表示を行なう。
入力装置20によって、内視鏡12による撮影開始が指示されると、光源装置16の445LD60および405LD62が点灯する。また、内視鏡12のCCDセンサ48が、撮影(測光)を開始する。
ここで、445LD60が照射したB光は、蛍光体54を励起して、蛍光体54が緑色〜黄色に励起発光光を発生し、蛍光体54を透過したB光と共に疑似の白色光となって、観察光として照明用レンズ50によって観察部位(生体内)に照射される。また、405LD62が照射したBV光は、殆ど蛍光体54を透過して特殊光観察のBVの狭帯域の観察光として、照明用レンズ50によって観察部位に照射される。
観察光が照射された観察部位の画像は、撮影レンズ46によってCCDセンサ48の受光面に結像され、CCDセンサ48によって撮影(測光)され、R画像、G画像、および、B画像として、撮影される。
CCDセンサ48の出力信号は、AFE基板56に供給される。AFE基板56は、CCDセンサ48の出力信号に、相関二重サンプリングによるノイズ除去、増幅、A/D変換等を行い、されて、デジタルの画像信号として、プロセッサ装置14(処理部14a)のDSP72に供給する。
画像信号が画像記憶部74に記憶されると、特殊光画像生成部78の読み出し部78aが、画像記憶部74から狭帯域BV画像およびG画像を読み出して、画像処理部78bに供給する。
狭帯域BV画像およびG画像を供給された画像処理部78bは、G画像を表示のR画素に割り付け、狭帯域BV画像を表示のBおよびG画素に割りつけて、3つのサブピクセルからなる画像とし、さらに、画像に、色変換処理、色彩強調処理および像構造強調処理を行い、特殊光観察画像とする。
本例においては、マッチングの結果から、診断支援表示および血管パターンと一致する血管の強調処理を行なうことが指示されているとして、画像処理部78bは、生成した特殊光観察画像を、抽出部84および支援画像生成部78cに供給する。
抽出部84が抽出した血管を受け取ったマッチング部86は、パターン記憶部82から血管パターン分類を読み出して、血管と血管パターンとの(パターン)マッチングを行なう。なお、予め、使用する血管パターン分類を指定されている場合には、指定された血管パターン分類を読み出して、血管とのマッチングを行なう。
本例においては、一例として、東京慈恵医大のパターン分類における、3I型の血管パターンと一致する血管が検出されたとする。マッチングの結果を受け取った支援情報生成部90は、マッチングの結果に応じて、例えば、『東京慈恵医大のパターン分類における、3I型と思われる血管が見つかりました。 撮影倍率を向上しますか?』という診断支援表示を行なうように、表示信号生成部80に指示を出す。
また、支援情報生成部90は、血管パターンと一致する血管を、高濃度化および高彩度化して強調するように、血管の位置情報等と共に支援画像生成部78cに指示を出す。
強調処理済の特殊光観察画像、および、『東京慈恵医大のパターン分類における、3I型と思われる血管が見つかりました。 撮影倍率を向上しますか?』という診断支援表示をする旨の指示を受けた表示信号生成部80は、強調処理済の特殊光観察画像、および、前記診断支援表示を組み込んだ表示用の画像を生成し、この画像を、表示装置18に表示させる。
また、医師によって撮影倍率の向上を指示された場合には、支援情報生成部90は、内視鏡に、東京慈恵医大のパターン分類における3I型の血管パターンの進達度に対応ずる倍率まで、撮影倍率を向上するように、指示を出す。
すなわち、本発明の内視鏡装置は、血管や腺口と、進達度に応じた血管パターンや腺口パターンとのマッチング、および、マッチング結果に応じた診断支援を行なうものであれば、公知の内視鏡装置が、各種、利用可能である。
12 内視鏡
14 プロセッサ装置
16 光源装置
18 表示装置
20 入力装置
26 挿入部
28 操作部
30 ユニバーサルコード
32 コネクタ
36 ビデオコネクタ
38 軟性部
40 湾曲部
42 スコープ部
46 撮影レンズ
48 CCDセンサ
50 照明用レンズ
52,68 光ファイバ
54 蛍光体
56 AFE基板
60 445LD
62 405LD
64 合波器
72 DSP
74 画像記憶部
76 通常光画像生成部
76a,78a 読み出し部
76b,78b 画像処理部
78 特殊光画像生成部
78c 支援画像生成部
82 パターン記憶部
84 抽出部
86 マッチング部
90 支援情報生成部
Claims (12)
- 画像を光電的に撮影する撮像素子を有する内視鏡と、前記内視鏡が撮影を行なうための観察光を前記内視鏡に供給する光源装置と、前記内視鏡が撮影した画像を処理して表示用の画像とする画像処理手段と、前記画像処理手段が処理した画像を表示する表示装置とを有し、かつ、
前記画像処理手段は、病気の進達度に応じた複数の血管パターンを有する血管パターン分類、および、病気の進達度に応じた複数の腺口パターンを有する腺口パターン分類の、少なくとも一方を記憶する記憶手段; 前記内視鏡が撮影した画像から、血管および腺口の少なくとも一方を抽出する抽出手段; 前記抽出手段が抽出した血管および腺口の少なくとも一方と、前記記憶手段が記憶する血管パターン分類の血管パターンおよび腺口パターン分類の腺口パターンの少なくとも一方とのパターンマッチングを行うマッチング手段; ならびに、前記マッチング手段からパターンマッチングの結果を受け取り、このパターンマッチングの結果に応じて、診断を支援するための支援操作を、前記内視鏡、光源装置、画像処理手段、および、表示装置の1以上に行なわせる診断支援手段; を有することを特徴とする内視鏡装置。 - 前記光源装置は、特殊光観察を行なうための狭帯域光を前記内視鏡に供給する機能を有する請求項1に記載の内視鏡装置。
- 前記支援操作が、撮影条件の調整、前記画像処理手段での画像処理の調整、および、前記表示装置の表示による診断支援の1以上である請求項1または2に記載の内視鏡装置。
- 前記撮影条件の調整が、前記内視鏡での撮影倍率の変更、前記内視鏡での絞りの変更、前記光源装置による観察光の光量調整、前記光源装置による観察光の分光分布の調整の、1以上である請求項3に記載の内視鏡装置。
- 前記画像処理手段での画像処理の調整が、前記記憶手段が記憶する血管パターン分類の血管パターンと一致する血管の強調処理、および、前記記憶手段が記憶する腺口パターン分類の腺口パターンと一致する腺口の強調処理の、少なくとも一方である請求項3に記載の内視鏡装置。
- 前記表示装置の表示による診断支援が、前記マッチング手段によるパターンマッチング結果の表示である請求項3に記載の内視鏡装置。
- 前記表示装置の表示による診断支援が、前記内視鏡における撮影倍率の変更、前記内視鏡における絞りの変更、前記光源装置による観察光光量の変更、および、前記光源装置による観察光の分光分布の変更の、少なくとも1つを促す表示である請求項3または6に記載の内視鏡装置。
- 前記血管に一致した血管パターンが対応する病気の進達度、および、前記腺口が一致した腺口パターンが対応する病気の進達度の少なくとも一方に応じて、前記支援操作の程度を変更する請求項1〜6のいずれかに記載の内視鏡装置。
- 前記抽出手段による抽出の実行、および、前記マッチング手段によるパターンマッチングの実行を選択する選択手段を有する請求項1〜8のいずれかに記載の内視鏡装置。
- 前記マッチング手段は、前記抽出手段が抽出した血管の量および腺口の量の少なくとも一方に応じて、前記パターンマッチングを行なう請求項1〜9のいずれかに記載の内視鏡装置。
- 前記記憶手段は、少なくとも2カ所の診断部位の個々に対応して、前記血管パターン分類および腺口パターン分類の少なくとも一方を記憶する請求項1〜10のいずれかに記載の内視鏡装置。
- 前記内視鏡による観察部位を指示する指示手段を有する請求項1〜12のいずれかに記載の内視鏡装置。
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