JP2013102897A - Endoscopic diagnostic apparatus - Google Patents

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JP2013102897A JP2011248073A JP2011248073A JP2013102897A JP 2013102897 A JP2013102897 A JP 2013102897A JP 2011248073 A JP2011248073 A JP 2011248073A JP 2011248073 A JP2011248073 A JP 2011248073A JP 2013102897 A JP2013102897 A JP 2013102897A
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孝 室岡
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an endoscopic diagnostic apparatus capable of acquiring an image with an excellent diagnostic capability by measuring different fluorescence characteristics depending on an observed region of a subject and the state of lesion (the stage of progression, etc.) with measuring light in advance and by performing autogenous fluorescent observation based on optimum observation conditions.SOLUTION: The endoscopic diagnostic apparatus includes: a light source part 12 capable of emitting excitation light; imaging parts 56, 80, 74, 58 and 62 for capturing autogenous fluorescent images by imaging autogenous fluorescent light; an optical path separation/integration means 80 for separating the incoming autogenous fluorescence into a plurality of paths before imaging, or integrating the autogenous fluorescence; a plurality of rotary filters 74 set in the respective separated paths and having a plurality of spectroscopic filters 76 with different wavelength bands for transmitting light; a contrast calculation means 69 for calculating the contrast of the autogenous fluorescent image based on the autogenous fluorescent image acquired in pre-imaging; and a filter determination means 71 for determining a combination of the spectroscopic filters 76 for main imaging based on the contrast.

Description

本発明は、被写体(生体)の被観察領域に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する内視鏡診断装置に関するものである。   The present invention relates to an endoscope diagnosis apparatus that captures autofluorescence emitted from an autofluorescent substance contained in an observation region of a subject (living body) and acquires an autofluorescence image.

従来、光源装置から発せられる通常光(白色光)を内視鏡先端部まで導光して被験者の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像(白色光画像)を取得し、通常光観察(白色光観察)を行う内視鏡が用いられている。これに対し、近年では通常光観察に加えて、自家蛍光観察用の励起光(特殊光)を被写体の被観察領域に照射し、自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光の合成画像(自家蛍光画像、特殊光画像)を取得し、自家蛍光観察(特殊光観察)を行う内視鏡診断装置が活用されている。   Conventionally, normal light (white light) emitted from the light source device is guided to the distal end of the endoscope and irradiated on the subject's observation area, and the reflected light is imaged to obtain a normal light image (white light image). In addition, an endoscope that performs normal light observation (white light observation) is used. On the other hand, in recent years, in addition to normal light observation, excitation light (special light) for autofluorescence observation is irradiated to the observation area of the subject, and autofluorescence emitted from the autofluorescent material is imaged to synthesize autofluorescence. An endoscope diagnostic apparatus that acquires an image (autofluorescence image, special light image) and performs autofluorescence observation (special light observation) is used.

例えば、特許文献1には、自家蛍光観察を含む蛍光観察を行う内視鏡診断装置であって、通常光観察と蛍光観察(特殊光観察)とを切替て行うことのできる内視鏡診断装置が記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses an endoscope diagnostic apparatus that performs fluorescence observation including autofluorescence observation, and can perform switching between normal light observation and fluorescence observation (special light observation). Is described.

また、特許文献2には、自家蛍光観察を行うことのできる内視鏡診断装置であって、複数の励起光源を有する内視鏡診断装置が記載されている。   Further, Patent Document 2 describes an endoscope diagnostic apparatus that can perform autofluorescence observation and has a plurality of excitation light sources.

また、特許文献3には、自家蛍光観察を行うことのできる内視鏡診断装置であって、自家蛍光を利用して被写体の正常組織と異常組織とを識別可能な内視鏡診断装置が記載されており、さらに、特許文献4には、自家蛍光観察ではないものの、ラマン分光法において、検出器の前に被写体となる組織に応じて、フィルタを設置する旨が記載されている。   Patent Document 3 describes an endoscope diagnostic apparatus that can perform autofluorescence observation and that can distinguish between normal tissue and abnormal tissue of a subject using autofluorescence. Furthermore, Patent Document 4 describes that, although it is not autofluorescence observation, in Raman spectroscopy, a filter is installed in accordance with the tissue that is the subject before the detector.

特開2011−62408号公報JP 2011-62408 A 特開2006−187598号公報JP 2006-187598 A 特許3810337号公報Japanese Patent No. 3810337 特開2010−249835号公報JP 2010-249835 A

しかし、特許文献1、2には、自家蛍光観察を行うことのできる内視鏡診断装置については記載されているものの、励起光源の波長帯域や、励起光源の強度比は被写体(観察部位)や観察条件によらずに固定化されており、観察部位や病変の状態によって、つまり、粘膜の厚みや血液量、自家蛍光物質の種類や量が異なることに対して、最適な観察条件下において自家蛍光観察をすることができなかった。
また、特許文献3では、自家蛍光を利用して、異状組織の検出を容易にしているが、観察部位に最適な受光フィルタを選択し、設置することは何ら記載されていない。
そして、特許文献4では、観察部位に応じて検出器側のフィルタを変更する旨は記載されているが、病変の状態によってフィルタを変更する旨の記載はなく、また、自家蛍光観察ではなくラマン分光法に基づくラマン散乱光の観察であり、組織蛍光(自家蛍光)の除去や補正を行っている。
However, although Patent Documents 1 and 2 describe an endoscope diagnostic apparatus capable of performing autofluorescence observation, the wavelength band of the excitation light source and the intensity ratio of the excitation light source are the subject (observation site) and It is fixed regardless of the observation conditions, and it depends on the observation site and the state of the lesion, that is, the thickness of the mucous membrane, the blood volume, and the type and amount of the autofluorescent substance. Fluorescence observation was not possible.
In Patent Document 3, autofluorescence is used to facilitate detection of abnormal tissue, but there is no description of selecting and installing an optimal light receiving filter for an observation site.
In Patent Document 4, it is described that the filter on the detector side is changed according to the observation site, but there is no description that the filter is changed depending on the state of the lesion, and Raman is used instead of autofluorescence observation. This is observation of Raman scattered light based on spectroscopy, and tissue fluorescence (autofluorescence) is removed and corrected.

本発明の目的は、観察部位や病変の状態に対応した最適な観察条件によって自家蛍光観察を行うため、事前にプレ撮影(プレ測光)を行って最適な観察条件を計測し、計測された最適な観察条件に基づいて自家蛍光観察を行うことを特徴とする内視鏡診断装置を提供することにある。   The purpose of the present invention is to perform autofluorescence observation under the optimum observation conditions corresponding to the observation site and the state of the lesion, so pre-photographing (pre-photometry) is performed in advance to measure the optimum observation conditions, and the measured optimum Another object of the present invention is to provide an endoscope diagnostic apparatus characterized by performing autofluorescence observation based on various observation conditions.

上記課題を解決するために、本発明は、白色光及び所定の狭帯域の励起光をそれぞれ照射可能な光源部と、前記光源部から励起光が生体組織に照射されることによって、該生体組織に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する撮像部と、前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に複数の経路に分離し、また、統合する光経路分離統合手段と、前記複数の経路の途中にそれぞれ設置され、透過する光の波長帯域が異なる複数の分光フィルタを備える複数の回転フィルタと、前記撮像部によりプレ撮影で取得された自家蛍光画像に基づいて自家蛍光画像のコントラストを算出するコントラスト算出手段と、算出された自家蛍光画像のコントラストに基づいて、本撮影用の前記複数の経路に設置された前記複数の回転フィルタの分光フィルタの組合せを決定するフィルタ決定手段と、を備え、前記光源部から照射する励起光の種類及びその発光強度を所定として該励起光を照射し、前記複数の回転フィルタを回転させて前記複数の分光フィルタの組合せを順次設置して、前記撮像部により複数回のプレ撮影を行って、設置された前記分光フィルタの組合せの異なる複数の自家蛍光画像を取得し、前記コントラスト算出手段により、プレ撮影で取得された複数の自家蛍光画像のコントラストを算出し、前記フィルタ決定手段により、算出された複数の自家蛍光画像のコントラストに基づいて本撮影用の前記複数の回転フィルタの前記分光フィルタの組合せを決定する内視鏡診断装置を提供する。   In order to solve the above problems, the present invention provides a light source unit capable of irradiating white light and predetermined narrow band excitation light, respectively, and the biological tissue is irradiated with excitation light from the light source unit. An image capturing unit that captures auto-fluorescence emitted from the auto-fluorescent substance contained in the image to acquire an auto-fluorescence image, and light that separates and integrates auto-fluorescence incident on the image capturing unit into a plurality of paths before imaging Path separation / integration means, a plurality of rotary filters each provided with a plurality of spectral filters having different wavelength bands of transmitted light, respectively, in the middle of the plurality of paths, and autofluorescence images acquired by pre-imaging by the imaging unit The contrast calculation means for calculating the contrast of the autofluorescence image based on the above, and the above-mentioned installed in the plurality of paths for the main photographing based on the calculated contrast of the autofluorescence image Filter determining means for determining a combination of spectral filters of a plurality of rotary filters, irradiating the excitation light with a predetermined type and emission intensity of the excitation light emitted from the light source unit, and Rotating and sequentially installing a combination of the plurality of spectral filters, performing a plurality of pre-photographing by the imaging unit, obtaining a plurality of autofluorescence images having different combinations of the installed spectral filters, and the contrast The calculation means calculates the contrast of the plurality of autofluorescence images acquired in the pre-photographing, and the filter determination means calculates the contrast of the plurality of rotation filters for main photographing based on the calculated contrast of the plurality of autofluorescence images. An endoscope diagnostic apparatus for determining a combination of the spectral filters is provided.

また、前記光経路分離統合手段は、前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に光量の等しい、第1の経路及び第2の経路からなる2つの経路に分離し、前記複数の回転フィルタは、前記第1の経路に設置される第1の回転フィルタと、前記第2の経路に設置される第2の回転フィルタとからなることが好ましい。   The optical path separation and integration unit separates the autofluorescence incident on the imaging unit into two paths including a first path and a second path having the same amount of light before imaging, and the plurality of rotation filters. Is preferably composed of a first rotary filter installed in the first path and a second rotary filter installed in the second path.

また、前記回転フィルタは、透過する光の波長帯域の中心が450nmである第1の分光フィルタと、透過する光の波長帯域の中心が500nmである第2の分光フィルタとを含むことが好ましい。   The rotary filter preferably includes a first spectral filter whose center of the wavelength band of the transmitted light is 450 nm and a second spectral filter whose center of the wavelength band of the transmitted light is 500 nm.

また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(1)を計算することで算出されることが好ましい。

Figure 2013102897
The contrast calculation means calculates the contrast by creating a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculating the following equation (1) from the high pixel value Lmax and the low pixel value Lmin in the histogram. It is preferable to be calculated by
Figure 2013102897

また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(2)を計算することで算出されることが好ましい。

Figure 2013102897
The contrast calculation by the contrast calculation means is performed by creating a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculating the following equation (2) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. It is preferable to calculate by doing.
Figure 2013102897

また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(3)を計算することで算出されることが好ましい。

Figure 2013102897
The contrast calculation by the contrast calculation means is performed by creating a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculating the following expression (3) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. It is preferable to calculate by doing.
Figure 2013102897

また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(4)を計算することで算出されることが好ましい。

Figure 2013102897
The contrast calculation by the contrast calculation means is performed by creating a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculating the following formula (4) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. It is preferable to calculate by doing.
Figure 2013102897

また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(5)を計算することで算出されることが好ましい。

Figure 2013102897
The contrast calculation in the contrast calculation means is performed by creating a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculating the following equation (5) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. It is preferable to calculate by doing.
Figure 2013102897

また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(6)を計算することで算出されることが好ましい。

Figure 2013102897
The contrast calculation by the contrast calculation means is performed by creating a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculating the following equation (6) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. It is preferable to calculate by doing.
Figure 2013102897

また、前記低い画素値Lminは、前記ヒストグラムから高い値5%を除いた後のヒストグラムにおける低い値10%の平均値であり、前記高い画素値Lmaxは、前記ヒストグラムから高い値5%を除いた後のヒストグラムにおける高い値10%の平均値であることが好ましい。 Further, the low pixel value L min is an average value of the low value 10% in the histogram after removing the high value 5% from the histogram, and the high pixel value L max is the high value 5% from the histogram. It is preferable that the average value is a high value of 10% in the histogram after removal.

また、前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムから高い値10%を除いた後のヒストグラムの高い値30%の平均値を前記コントラストとすることで算出されることが好ましい。   The contrast calculation by the contrast calculation means is performed by creating a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and removing an average value of 30% from the histogram after removing a high value of 10% from the histogram. It is preferable to be calculated as follows.

また、前記コントラスト算出手段において前記コントラストの算出に用いられる自家蛍光画像は、前記撮像部において低解像度で出力された自家蛍光画像であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the autofluorescence image used for the contrast calculation in the contrast calculation unit is an autofluorescence image output at a low resolution in the imaging unit.

また、前記コントラスト算出手段において前記コントラストの算出に用いられる前記自家蛍光画像は、前記撮像部において前記撮像画像の中心領域のみが出力された前記自家蛍光画像であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the autofluorescence image used for the contrast calculation in the contrast calculation means is the autofluorescence image in which only the central region of the captured image is output in the imaging unit.

また、前記自家蛍光画像は、前記撮像部において撮像される通常光の画像信号と自家蛍光の画像信号とに基づいて、画像処理部により生成される合成画像であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said autofluorescence image is a synthesized image produced | generated by the image process part based on the image signal of the normal light imaged in the said imaging part, and the image signal of autofluorescence.

また、前記第1の回転フィルタの分光フィルタを前記第1の分光フィルタとし、前記第2の回転フィルタの分光フィルタを前記第1の分光フィルタとする第1の組合せ、前記第1の回転フィルタの分光フィルタを前記第1の分光フィルタとし、前記第2の回転フィルタの分光フィルタを前記第2の分光フィルタとする、又は、前記第1の回転フィルタの分光フィルタを前記第2の分光フィルタとし、前記第2の回転フィルタの分光フィルタを前記第1の分光フィルタとする第2の組合せ、及び前記第1の回転フィルタの分光フィルタを前記第2の分光フィルタとし、前記第2の回転フィルタの分光フィルタを前記第2の分光フィルタとする第3の組合せ、のそれぞれにおいて撮像を行い、前記コントラスト算出手段は、前記第1の組合せに対する第1のコントラストと、前記第2の組合せに対する第2のコントラストと、前記第3の組合せに対する第3のコントラストとをそれぞれ算出し、前記フィルタ決定手段は、前記第1のコントラスト、前記第2のコントラスト、及び第3のコントラストのうち、最もコントラストの大きいフィルタの組合せを決定し、前記決定されたフィルタ組合せに基づいて自家蛍光観察が行われることが好ましい。   In addition, a first combination in which the spectral filter of the first rotary filter is the first spectral filter, and the spectral filter of the second rotary filter is the first spectral filter. The spectral filter is the first spectral filter, the spectral filter of the second rotating filter is the second spectral filter, or the spectral filter of the first rotating filter is the second spectral filter, A second combination in which the spectral filter of the second rotary filter is the first spectral filter, and the spectral filter of the first rotary filter is the second spectral filter, and the spectral of the second rotary filter Imaging is performed in each of the third combinations in which a filter is the second spectral filter, and the contrast calculation unit is provided for the first combination. A first contrast, a second contrast for the second combination, and a third contrast for the third combination, respectively, and the filter determining means is configured to calculate the first contrast and the second contrast. It is preferable that a combination of filters having the largest contrast is determined among the contrasts of the third and third contrasts, and autofluorescence observation is performed based on the determined filter combination.

また、前記光経路分離統合手段は、前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に光量の等しい、第1の経路、第2の経路、第3の経路、及び第4の経路からなる4つの経路に分離し、前記複数の回転フィルタは、前記第1の経路に設置される第1の回転フィルタと、前記第2の経路に設置される第2の回転フィルタと、前記第3の経路に設置される第3の回転フィルタと、前記第4の経路に設置される第4の回転フィルタとからなることが好ましい。   In addition, the optical path separation / integration unit includes the first path, the second path, the third path, and the fourth path, which have the same amount of light before the imaging. The plurality of rotary filters are separated into one path, and the plurality of rotary filters include a first rotary filter installed in the first path, a second rotary filter installed in the second path, and the third path. It is preferable to comprise a third rotary filter installed in the fourth path and a fourth rotary filter installed in the fourth path.

本発明によれば、被写体の観察部位や病変の状態(進行度等)に依存して異なる蛍光特性を、事前のプレ撮影(プレ測光)によって計測し、最適な観察条件に基づいて自家蛍光観察を行うことができるため、より診断能のよい撮像画像を得ることができる。   According to the present invention, different fluorescence characteristics depending on the observation region of the subject and the state of the lesion (such as progress) are measured by prior pre-photographing (pre-photometry), and autofluorescence observation is performed based on optimal observation conditions. Therefore, it is possible to obtain a captured image with better diagnostic ability.

本発明に係る内視鏡診断装置の全体構成の一実施形態を示す外観図である。1 is an external view showing an embodiment of an overall configuration of an endoscope diagnostic apparatus according to the present invention. 図1に示す本実施形態の内視鏡診断装置の内部構成を模式的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows typically the internal structure of the endoscope diagnostic apparatus of this embodiment shown in FIG. 図1に示す内視鏡診断装置の内視鏡挿入部の先端部を表す概念図である。It is a conceptual diagram showing the front-end | tip part of the endoscope insertion part of the endoscope diagnostic apparatus shown in FIG. 本発明に係る内視鏡装置の光経路分離統合手段の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the optical path isolation | separation integration means of the endoscope apparatus which concerns on this invention. (A)は、本発明に係る内視鏡装置の光経路分離統合手段の経路において設置される回転フィルタの一実施例の外観図であり、(B)は、本発明に係る内視鏡装置において設置される回転フィルタの他の実施例の外観図である。(A) is an external view of an embodiment of a rotary filter installed in the path of the optical path separating and integrating means of the endoscope apparatus according to the present invention, and (B) is an endoscope apparatus according to the present invention. It is an external view of the other Example of the rotary filter installed in FIG. 図1に示す内視鏡診断装置のコントラスト算出手段におけるコントラスト算出の一例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining an example of the contrast calculation in the contrast calculation means of the endoscope diagnostic apparatus shown in FIG. 図1に示す内視鏡診断装置のコントラスト算出手段におけるコントラスト算出の他の例を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the other example of the contrast calculation in the contrast calculation means of the endoscope diagnostic apparatus shown in FIG. 本発明に係る内視鏡装置の光経路分離統合手段の他の実施例の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the other Example of the optical path separation integration means of the endoscope apparatus which concerns on this invention.

本発明に係る内視鏡診断装置を、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。   An endoscope diagnostic apparatus according to the present invention will be described in detail below based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る内視鏡診断装置の全体構成を表す一実施形態の外観図であり、図2は、その内部構成を表す本実施形態のブロック図である。
これらの図に示す内視鏡診断装置10は、通常光又は自家蛍光観察用の複数の励起光を発する光源装置12と、光源装置12から発せられる光を導光して被写体の被観察領域に照射し、被写体からの反射光又は自家蛍光を撮像する内視鏡本体14と、内視鏡本体14で撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力するプロセッサ装置16と、プロセッサ装置16から出力される内視鏡画像を表示する表示装置18と、入力操作を受け付ける入力装置20とによって構成される。
FIG. 1 is an external view of an embodiment showing an overall configuration of an endoscope diagnosis apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the embodiment showing an internal configuration thereof.
The endoscope diagnosis apparatus 10 shown in these drawings includes a light source device 12 that emits a plurality of excitation lights for normal light or autofluorescence observation, and guides light emitted from the light source device 12 to an observation area of a subject. An endoscope body 14 that irradiates and images reflected light or autofluorescence from a subject, a processor device 16 that performs image processing on an image captured by the endoscope body 14 and outputs an endoscope image, and a processor device 16 includes a display device 18 that displays an endoscopic image output from 16 and an input device 20 that receives an input operation.

ここで、内視鏡診断装置10は、通常光(白色光)を被写体に照射し、その反射光を撮像して通常光画像(白色光画像)を表示(観察)する通常光観察モード(白色光観察モード)と、自家蛍光観察用の励起光(特殊光)を被写体に照射し、その励起光によって励起された自家蛍光を撮像して自家蛍光の合成画像(自家蛍光画像)を表示する自家蛍光観察モード(特殊光観察モード)とを備え、通常光観察モードから自家蛍光観察モードに切り替えられた際に、励起光の照射範囲の被写体について自家蛍光観察に最適な分光フィルタ76を決定するプレ撮影(プレ測光)を行う。各モードは、内視鏡本体14の後述する切り替えスイッチ66や入力装置20から入力される指示に基づいて、適宜切り替えられる。   Here, the endoscope diagnosis apparatus 10 irradiates a subject with normal light (white light), images the reflected light, and displays (observes) a normal light image (white light image) (normal light observation mode (white). A self-illumination mode) and an excitation light (special light) for self-fluorescence observation, illuminate the subject, image the self-fluorescence excited by the excitation light, and display a self-fluorescence composite image (autofluorescence image) A fluorescence observation mode (special light observation mode), and when the normal light observation mode is switched to the auto-fluorescence observation mode, a pre-determining spectral filter 76 that is optimal for auto-fluorescence observation is determined for the subject in the excitation light irradiation range. Take a photo (pre-metering). Each mode is appropriately switched based on an instruction input from the selector switch 66 (described later) of the endoscope body 14 or the input device 20.

なお、詳細については後述するが、本発明の内視鏡診断装置10は、回転フィルタ74として、プレ撮影に用いる複数の分光フィルタ76を備えており、自家蛍光観察モードに切り替えると、これら複数の分光フィルタ76を順次切り替えてプレ撮影がなされる。   Although details will be described later, the endoscope diagnosis apparatus 10 of the present invention includes a plurality of spectral filters 76 used for pre-imaging as the rotation filter 74, and when switching to the auto-fluorescence observation mode, the plurality of the plurality of spectral filters 76 are used. Pre-photographing is performed by sequentially switching the spectral filter 76.

(光源装置)
図2に示す、光源装置12は、光源制御部22と、それぞれ中心波長の異なるレーザ光を発する2種類のレーザ光源LD1(中心波長405nm)、LD2(中心波長445nm)と、コンバイナ(合波器)24と、カプラ(分波器)26とによって構成されている。ただ、本発明では、LD2(中心波長445nm)は、後述する蛍光体54と組み合わせて白色光源として用いられる。よって、励起光の他に白色光の照射が可能であれば、レーザ光源は、2種類である必要はなく、1種類であってもよい(つまり、LD2は必要なく、LD1のみであってもよい)。もちろん、3種類以上あってもよい。そして、白色光源としては、上述のように励起光源を利用するのではなく、例えば、キセノン光源等の白色光源を利用してもよい。
(Light source device)
The light source device 12 shown in FIG. 2 includes a light source control unit 22, two types of laser light sources LD1 (center wavelength 405 nm) and LD2 (center wavelength 445 nm) that emit laser beams having different center wavelengths, and a combiner (multiplexer). ) 24 and a coupler (demultiplexer) 26. However, in the present invention, LD2 (center wavelength 445 nm) is used as a white light source in combination with a phosphor 54 described later. Therefore, if white light can be irradiated in addition to the excitation light, the laser light source does not need to be two types, and may be one type (that is, LD2 is not necessary, and only LD1 is possible). Good). Of course, there may be more than two types. As the white light source, instead of using the excitation light source as described above, for example, a white light source such as a xenon light source may be used.

本実施形態において、レーザ光源LD1、LD2からは、上述のとおり、それぞれ中心波長が405nm、445nmである、所定の波長範囲(例えば、中心波長±10nm)の狭帯域光が発せられる。レーザ光源LD1は、被写体の被観察領域に含まれる複数の自家蛍光物質、例えば、FAD(Flavin Adenin Dinucleotide)、ポルフィリン(Porphyrin)等から自家蛍光を同時に発光させるための励起光を照射する光源である。レーザ光源LD2は、上述のLD1と同じく、被写体の被観察領域に含まれる複数の自家蛍光物質等から自家蛍光を同時に発光させるための励起光を照射する光源としても働き、また、後述するように、蛍光体から白色光(疑似白色光)を発生させるための励起光を発生する光源としても働く。   In the present embodiment, as described above, the laser light sources LD1 and LD2 emit narrowband light in a predetermined wavelength range (for example, center wavelength ± 10 nm) having center wavelengths of 405 nm and 445 nm, respectively. The laser light source LD1 is a light source that irradiates excitation light for simultaneously emitting autofluorescence from a plurality of autofluorescent substances, for example, FAD (Flavin Adenin Dinucleotide), porphyrin (PAD), and the like included in the observation region of the subject. . The laser light source LD2 also functions as a light source for irradiating excitation light for simultaneously emitting autofluorescence from a plurality of autofluorescent materials or the like included in the observation area of the subject, as with the above-described LD1, and as will be described later. Also, it functions as a light source for generating excitation light for generating white light (pseudo white light) from the phosphor.

被写体の被観察領域に含まれる自家蛍光物質としては、例えば、FADは、約330〜400nmの波長範囲に含まれる、所定の中心波長の励起光が照射された場合に、約450〜550nmの波長範囲の自家蛍光を発する。また、ポルフィリンは、約350〜550nmの波長範囲に含まれる、所定の中心波長の励起光が照射された場合に、約610〜640nmの自家蛍光を発する。
被写体の被観察領域に含まれるこれら自家蛍光物質の量は、観察部位によっても異なるし、その被観察領域が病変か否かによっても、病変の進行度合いによっても、そして、各個人によっても異なるため、励起光の中心波長や照射強度を所定とした場合、後述する撮像素子58の前に設置される分光フィルタ76の透過波長帯域によって、観察される自家蛍光画像のコントラストは異なる。
As an autofluorescent substance included in the observed region of the subject, for example, FAD has a wavelength of about 450 to 550 nm when irradiated with excitation light having a predetermined center wavelength included in a wavelength range of about 330 to 400 nm. Exhibits autofluorescence of the range. Porphyrin emits autofluorescence of about 610 to 640 nm when irradiated with excitation light having a predetermined center wavelength included in a wavelength range of about 350 to 550 nm.
The amount of these autofluorescent substances contained in the observed area of the subject varies depending on the observation site, and also varies depending on whether the observed area is a lesion, the degree of progression of the lesion, and each individual. When the central wavelength and the irradiation intensity of the excitation light are predetermined, the contrast of the observed autofluorescence image varies depending on the transmission wavelength band of the spectral filter 76 installed in front of the image sensor 58 described later.

また、自家蛍光物質としては、ポルフィリン、FADを挙げたが、自家蛍光物質がこれらに限定されるわけではない。
例えば、他の自家蛍光物質として、NADHやコラーゲンがあり、それぞれ波長範囲が約250〜400nm、約200〜400nmの励起光を受けて、自家蛍光を発する。
Moreover, although porphyrin and FAD were mentioned as an autofluorescent substance, an autofluorescent substance is not necessarily limited to these.
For example, other autofluorescent materials include NADH and collagen, which emit autofluorescence upon receiving excitation light having a wavelength range of about 250 to 400 nm and about 200 to 400 nm, respectively.

レーザ光源LD1、LD2は、後述するプロセッサ装置16の制御部70によって制御される光源制御部22によりそれぞれ個別にオンオフ制御、照射強度及び照射時間に基づく光量制御が行われる。
光源LD1、LD2としては、ブロード型のInGaN系レーザダイオードが利用でき、また、InGaNAs系レーザダイオードやGaNAs系レーザダイオード等を用いることもできる。
The laser light sources LD1 and LD2 are individually subjected to on / off control, light intensity control based on irradiation intensity, and irradiation time by a light source control unit 22 controlled by a control unit 70 of the processor device 16 described later.
As the light sources LD1 and LD2, broad type InGaN laser diodes can be used, and InGaNAs laser diodes, GaNAs laser diodes, and the like can also be used.

なお、通常光観察モードにおいて通常光(白色光)を発生するための通常光光源は、上述のとおり、励起光及び蛍光体の組合せに限定されず、白色光を発するものであればよく、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、白色LED(発光ダイオード)などを利用することもできる。自家蛍光観察モード(プレ撮影時を含む)において励起光を発生するための励起光光源も、レーザ光源(半導体レーザ)に限定されず、自家蛍光物質を励起して自家蛍光を発光させることができる十分な強度の励起光を照射できる各種の光源、例えば、白色光光源と帯域制限フィルタとの組合せ等を利用することができる。   In addition, the normal light source for generating normal light (white light) in the normal light observation mode is not limited to the combination of excitation light and phosphor as described above, and any light source that emits white light may be used. A xenon lamp, a halogen lamp, a white LED (light emitting diode), or the like can also be used. The excitation light source for generating the excitation light in the auto fluorescence observation mode (including pre-photographing) is not limited to the laser light source (semiconductor laser), and the autofluorescence substance can be excited to emit autofluorescence. Various light sources capable of emitting excitation light with sufficient intensity, for example, a combination of a white light source and a band limiting filter can be used.

また、通常光観察モードの励起光の波長(中心波長、狭帯域光の波長範囲)は、特に制限はなく、蛍光体から疑似白色光を発生させることができる波長の励起光が、全て利用可能である。自家蛍光観察モードの励起光の波長も、特に制限はなく、複数の自家蛍光物質を同時に励起して自家蛍光を発光させることができる波長の励起光が、全て利用可能であり、例えば、中心波長405±10nmの光、又は中心波長445nm±10nmの光を好適に利用することができる。   In addition, the wavelength of the excitation light in the normal light observation mode (center wavelength, narrow-band light wavelength range) is not particularly limited, and all excitation light having a wavelength capable of generating pseudo white light from the phosphor can be used. It is. The wavelength of the excitation light in the autofluorescence observation mode is not particularly limited, and all excitation lights having wavelengths that can simultaneously excite a plurality of autofluorescent substances to emit autofluorescence can be used. Light having a wavelength of 405 ± 10 nm or light having a central wavelength of 445 nm ± 10 nm can be preferably used.

また、1種類の中心波長の励起光を被写体に照射して、複数の自家蛍光物質から同時に自家蛍光を発光させることに限定されず、光源装置12から、複数の自家蛍光を同時に発光させるための、中心波長の異なる複数の励起光を同時に照射する構成としてもよい。また、本実施形態では、通常光光源と励起光光源とを共通の光源で構成しているが、通常光光源と励起光光源とを別々に設けることも可能である。   Further, the present invention is not limited to irradiating a subject with excitation light of one kind of central wavelength and simultaneously emitting autofluorescence from a plurality of autofluorescent materials, but for simultaneously emitting a plurality of autofluorescence from the light source device 12. A configuration may be employed in which a plurality of excitation lights having different center wavelengths are simultaneously irradiated. In the present embodiment, the normal light source and the excitation light source are configured as a common light source, but the normal light source and the excitation light source may be provided separately.

光源制御部22は、通常光観察モードの場合、レーザ光源LD1を消灯、レーザ光源LD2を点灯し、コンバイナ24及びカプラ26を制御して、レーザ光源LD2からの狭帯域光が後述する蛍光体54A及び54Bを備える後述する光ファイバ48A及び48Bから照射されるように制御する。
また、光源制御部22は、自家蛍光観察モード(プレ撮影時を含む)の場合、レーザ光源LD1を点灯し、コンバイナ24及びカプラ26を制御して、これらレーザ光源LD1から照射された狭帯域光が分波され、後述する光ファイバ46A及び46Bから照射されるように制御する。
なお、プレ撮影の場合は、後述する撮像素子58の前に設置された、後述する光経路分離統合手段80において予め複数の分光フィルタ76が、その組合せも含めて準備されているため、光源制御部22は、複数の分光フィルタ76を所定の組合せで設置して、順次プレ撮影(自家蛍光の撮像)を行う。プレ撮影により得られた自家蛍光の画像データは、後述する画像処理部68において、通常光観察モードで撮影された通常光画像と合成されて自家蛍光画像とされ、後述するコントラスト算出手段において、自家蛍光画像(通常光画像との合成画像)のコントラストが算出される。
そして、算出されたコントラストに基づいて制御部70の後述するフィルタ決定手段71において、自家蛍光観察に最適なフィルタの組合せが決定され、決定された分光フィルタ76の組合せに基づいて光源制御部22において自家蛍光撮影が行われる。
In the normal light observation mode, the light source control unit 22 turns off the laser light source LD1, turns on the laser light source LD2, controls the combiner 24 and the coupler 26, and the narrow band light from the laser light source LD2 is phosphor 54A described later. And 54B, which will be described later, are controlled to be irradiated from optical fibers 48A and 48B.
Further, the light source control unit 22 turns on the laser light source LD1 and controls the combiner 24 and the coupler 26 in the auto fluorescence observation mode (including pre-photographing mode), and narrowband light emitted from these laser light sources LD1. Is demultiplexed and controlled to be irradiated from optical fibers 46A and 46B described later.
In the case of pre-photographing, a plurality of spectral filters 76 including a combination thereof are prepared in advance in an optical path separation / integration unit 80 (described later) installed in front of an image sensor 58 (described later). The unit 22 installs a plurality of spectral filters 76 in a predetermined combination, and sequentially performs pre-photographing (autofluorescence imaging). The image data of the autofluorescence obtained by the pre-photographing is combined with the normal light image captured in the normal light observation mode in the image processing unit 68 to be described later to be an autofluorescence image. The contrast of the fluorescence image (composite image with the normal light image) is calculated.
Based on the calculated contrast, a filter determination unit 71 (to be described later) of the control unit 70 determines a filter combination that is optimal for autofluorescence observation. The light source control unit 22 determines the combination of spectral filters 76 that has been determined. Autofluorescence photography is performed.

各レーザ光源LD1、LD2から発せられるレーザ光は、集光レンズ(図示略)を介してそれぞれ対応する光ファイバに入力され、コンバイナ24により合波され、カプラ26により4系統の光に分波されてコネクタ部32Aに伝送される。コンバイナ24及びカプラ26は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。また、コンバイナ24及びカプラ26は、光源制御部22によって制御され、各レーザ光源LD1、LD2から発せられるレーザ光は、所望の光ファイバから照射されるように制御される。なお、これらに限らず、コンバイナ24及びカプラ26を用いずに、各レーザ光源LD1、LD2からのレーザ光を直接コネクタ部32Aに送出する構成としてもよい。   Laser light emitted from each of the laser light sources LD1 and LD2 is input to the corresponding optical fiber via a condenser lens (not shown), combined by a combiner 24, and demultiplexed into four systems of light by a coupler 26. Is transmitted to the connector portion 32A. The combiner 24 and the coupler 26 are configured by a half mirror, a reflection mirror, or the like. Further, the combiner 24 and the coupler 26 are controlled by the light source controller 22, and the laser light emitted from each of the laser light sources LD1 and LD2 is controlled to be emitted from a desired optical fiber. However, the present invention is not limited thereto, and the laser light from each of the laser light sources LD1 and LD2 may be sent directly to the connector portion 32A without using the combiner 24 and the coupler 26.

(内視鏡本体)
続いて、図2に示すように、内視鏡本体14は、被写体内に挿入される内視鏡挿入部28の先端から4系統(4灯)の光(通常光、ないし、自家蛍光観察用(プレ撮影用を含む)の励起光)を出射する照明光学系と、被観察領域の内視鏡画像を撮像する1系統(1眼)の撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡本体14は、内視鏡挿入部28と、内視鏡挿入部28の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部30と、内視鏡本体14を光源装置12及びプロセッサ装置16に着脱自在に接続するコネクタ部32A、32Bとを備える。
(Endoscope body)
Subsequently, as shown in FIG. 2, the endoscope main body 14 has four systems (four lights) of light (normal light or for autofluorescence observation) from the distal end of the endoscope insertion portion 28 inserted into the subject. An electronic endoscope having an illumination optical system (including excitation light (including pre-photographing)) and one system (one eye) of an imaging optical system that captures an endoscopic image of an observation region . The endoscope main body 14 includes an endoscope insertion section 28, an operation section 30 that performs an operation for bending and observing the distal end of the endoscope insertion section 28, and the endoscope main body 14 as a light source device 12 and a processor. Connector portions 32A and 32B that are detachably connected to the device 16 are provided.

内視鏡挿入部28は、可撓性を持つ軟性部34と、湾曲部36と、先端部(以降、内視鏡先端部とも表記する)38とから構成されている。   The endoscope insertion portion 28 includes a flexible soft portion 34, a bending portion 36, and a distal end portion (hereinafter also referred to as an endoscope distal end portion) 38.

湾曲部36は、軟性部34と先端部38との間に設けられ、操作部30に配置されたアングルノブ40の回転操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部36は、内視鏡本体14が使用される被写体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部38を、所望の観察部位に向けることができる。   The bending portion 36 is provided between the flexible portion 34 and the distal end portion 38 and is configured to be bent by a rotation operation of the angle knob 40 disposed in the operation portion 30. The bending portion 36 can be bent in an arbitrary direction and an arbitrary angle depending on a portion of the subject in which the endoscope main body 14 is used, and the endoscope distal end portion 38 can be directed to a desired observation portion. it can.

なお、図示していないが、操作部30及び内視鏡挿入部28の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。   Although not shown, various channels such as a forceps channel for inserting a tissue collection treatment instrument and the like and a channel for air supply / water supply are provided inside the operation unit 30 and the endoscope insertion unit 28. It has been.

内視鏡先端部38の先端面には、図3に示すように、被観察領域へ光を照射する2系統の照明窓42A、42B、被観察領域からの反射光ないし自家蛍光を撮像する1系統の観察窓44の他、鉗子口45等が配置されている。   As shown in FIG. 3, two systems of illumination windows 42 </ b> A and 42 </ b> B that irradiate light to the observation region, and reflected light or autofluorescence 1 from the observation region are imaged on the distal end surface of the endoscope distal end portion 38. In addition to the system observation window 44, a forceps port 45 and the like are arranged.

照明窓42Aの奥には、2系統の光ファイバ46A、48Aが収納されている。光ファイバ46A、48Aは、光源装置12からコネクタ部32Aを介してスコープ先端部38まで敷設されている。光ファイバ46Aの先端部(照明窓42A側)にはレンズ50A等の光学系が取り付けられている。一方、光ファイバ48Aの先端部には蛍光体54Aが配置され、さらに、蛍光体54Aの先にレンズ52A等の光学系が取り付けられている。   Two systems of optical fibers 46A and 48A are housed behind the illumination window 42A. The optical fibers 46A and 48A are laid from the light source device 12 to the scope distal end portion 38 via the connector portion 32A. An optical system such as a lens 50A is attached to the tip of the optical fiber 46A (on the illumination window 42A side). On the other hand, a phosphor 54A is disposed at the tip of the optical fiber 48A, and an optical system such as a lens 52A is attached to the tip of the phosphor 54A.

同様に、照明窓42Bの奥には、先端部にレンズ50B等の光学系を有する光ファイバ46Bと、先端部に蛍光体54B及びレンズ52B等の光学系を有する光ファイバ48Bの、2系統の光ファイバが収納されている。   Similarly, in the back of the illumination window 42B, there are two systems, an optical fiber 46B having an optical system such as a lens 50B at the tip, and an optical fiber 48B having an optical system such as a phosphor 54B and a lens 52B at the tip. An optical fiber is housed.

蛍光体54A、54Bは、レーザ光源LD2からの青色レーザ光(例えば、中心波長445±10nm)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物質(例えば、YAG系蛍光物質、或いはBAM(BaMgAl1017)等の蛍光物質)を含んで構成される。通常光観察用の励起光が蛍光体54A、54Bに照射されると、蛍光体54A、54Bから発せられる緑色〜黄色の励起発光光(蛍光)と、蛍光体54A、54Bにより吸収されず透過した青色レーザ光とが合わされて、白色光(疑似白色光)が生成される。 The phosphors 54A and 54B absorb a part of blue laser light (for example, center wavelength 445 ± 10 nm) from the laser light source LD2 and excite and emit green to yellow light (for example, YAG-based fluorescent material). Or a fluorescent material such as BAM (BaMgAl 10 O 17 ). When excitation light for normal light observation is irradiated onto the phosphors 54A and 54B, green to yellow excitation emission light (fluorescence) emitted from the phosphors 54A and 54B and the phosphors 54A and 54B are transmitted without being absorbed. Combined with the blue laser light, white light (pseudo white light) is generated.

照明窓42A側及び照明窓42B側の照明光学系は同等の構成及び作用のものであって、照明窓42A、42Bから同時に同等の照明光を照射させることで照明ムラを防止することができる。なお、照明窓42A、42Bからそれぞれ異なる照明光を照射させることもできる。また、4系統の照明光を出射する照明光学系でも同等の機能を実現することができる。   The illumination optical systems on the illumination window 42A side and the illumination window 42B side have the same configuration and operation, and illumination unevenness can be prevented by irradiating the illumination light from the illumination windows 42A and 42B simultaneously. Different illumination lights can be irradiated from the illumination windows 42A and 42B. An equivalent function can be realized even in an illumination optical system that emits four systems of illumination light.

一方、観察窓44の奥には、レンズ56等の光学系が取り付けられ、レンズ56の奥には、光経路分離統合手段80が設けられている。
光経路分離統合手段80は、図4に詳細に示すように、ハーフミラー82A、82Bと、ミラー84A、84Bによって構成され、ハーフミラー82A、ミラー84A、ハーフミラー82Bからなる第1の経路と、ハーフミラー82A、ミラー84B、ハーフミラー82Bからなる第2の経路とのそれぞれの間に、第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bがそれぞれ設置される。好ましくは、ハーフミラー82Aとミラー84Aとの間に第1の回転フィルタ74Aが設置され、ハーフミラー82Aとミラー84Bとの間に第2の回転フィルタ74Bが設置される。
On the other hand, an optical system such as a lens 56 is attached to the back of the observation window 44, and an optical path separation and integration unit 80 is provided to the back of the lens 56.
As shown in detail in FIG. 4, the optical path separation / integration unit 80 includes half mirrors 82A and 82B and mirrors 84A and 84B, and includes a first path including the half mirror 82A, the mirror 84A, and the half mirror 82B. The first rotary filter 74A and the second rotary filter 74B are respectively installed between the second path including the half mirror 82A, the mirror 84B, and the half mirror 82B. Preferably, the first rotary filter 74A is installed between the half mirror 82A and the mirror 84A, and the second rotary filter 74B is installed between the half mirror 82A and the mirror 84B.

上述のレンズ56を通った光は、同量ずつ、ハーフミラー82Aによって2つの経路に分離され、第1の経路、第2の経路をそれぞれ通って、再びハーフミラー82Bによって統合される。
統合された光は、光経路分離統合手段80の後ろに設置された、被観察領域の画像情報を取得するCCD(Carge1 Coupled Device)イメージセンサや、CMOS(Charge Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子58によって撮像される。
撮像素子58は、時間を分けてフレームごとで利用されるため、通常光観察にも自家蛍光観察(プレ撮影を含む)にも用いられる。
なお、本発明における撮像部は、観察窓44、レンズ56、光経路分離統合手段80、回転フィルタ(分光フィルタ76)74、撮像素子58、後述するスコープケーブル62、後述するA/D変換器64、及び後述する画像処理部68等により構成される。
The light passing through the lens 56 is separated into two paths by the same amount by the half mirror 82A, and is again integrated by the half mirror 82B through the first path and the second path.
The integrated light is a CCD (Carge1 Coupled Device) image sensor, a CMOS (Charge Metal-Oxide Semiconductor) image sensor, or the like that is installed behind the optical path separation and integration unit 80 and acquires image information of the observation region. An image is picked up by the image pickup device 58.
Since the image sensor 58 is used for each frame by dividing time, it is used for both normal light observation and autofluorescence observation (including pre-photographing).
In the present invention, the imaging unit includes an observation window 44, a lens 56, an optical path separation and integration unit 80, a rotation filter (spectral filter 76) 74, an imaging element 58, a scope cable 62 described later, and an A / D converter 64 described later. , And an image processing unit 68 described later.

また、図5(A)に示すように、第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bは、通常光観察モードの際に設置され、被写体組織からの反射光をそのまま通す透過部78と、自家蛍光観察モード(プレ撮影時を含む)の際に設置され、被写体組織からの反射光である励起光をカットする第1の分光フィルタ76A及び第2の分光フィルタ76Bとをそれぞれ備える。第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bは、後述する入力装置20又は切り替えスイッチ66からの撮像モードの切り替え指示により、透過部78、第1の分光フィルタ76A、及び第2の分光フィルタ76Bがそれぞれ切り替えて用いられ、また、第1の回転フィルタ74Aと第2の回転フィルタ74Bとの間で分光フィルタの組合せを変えて用いられる。また、自家蛍光観察モードにおいて、通常光観察と自家蛍光観察とを交互に行う場合には、通常光観察と自家蛍光観察との周期に併せて、図示しない回転手段により回転させて用いられる。   Further, as shown in FIG. 5A, the first rotary filter 74A and the second rotary filter 74B are installed in the normal light observation mode, and a transmission unit 78 that directly passes the reflected light from the subject tissue. The first spectroscopic filter 76A and the second spectroscopic filter 76B are provided in the auto-fluorescence observation mode (including pre-photographing), and cut off the excitation light that is reflected light from the subject tissue. The first rotary filter 74A and the second rotary filter 74B are configured to transmit the transmission unit 78, the first spectral filter 76A, and the second spectral filter according to an imaging mode switching instruction from the input device 20 or the selector switch 66 described later. 76B is used while being switched, and the combination of spectral filters is changed between the first rotary filter 74A and the second rotary filter 74B. In the autofluorescence observation mode, when the normal light observation and the autofluorescence observation are alternately performed, the autofluorescence observation mode is rotated by a rotating unit (not shown) in accordance with the period of the normal light observation and the autofluorescence observation.

例えば、自家蛍光観察する生体の部位として、大腸を選んだ場合、第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bの第1の分光フィルタ76Aとして、例えば、450nmを中心として所定の波長帯域(例えば、中心波長±20nmの波長帯域)の光を透過する分光干渉フィルタを選択してもよく、また、第2の分光フィルタ76Bは、例えば、500nmを中心として所定の波長帯域(例えば、中心波長±20nmの波長帯域)の光を透過する分光干渉フィルタを選択してもよい。なお、第1の分光フィルタ76Aの具体例としては、OmegaOptical社のバンドパス型フィルタ3RD430LP−470SPが考えられ、また、分光フィルタ76Bの具体例としては、同社のバンドパス型フィルタ3RD480LP−520SPが考えられる。
もちろん、第1の分光フィルタ76A、第2の分光フィルタ76Bの透過波長帯域は、上述のものに限られない。例えば、透過波長帯域が更に狭いものであっても、また、更に広いものであってもよく、また、透過波長帯域が更に長波長側に寄っているものでもよい。具体的には、透過波長帯域が450nm〜600nmの分光フィルタ(OmegaOptical社:3RD450LP−600SP)や、透過波長帯域が610nm〜640nmの分光フィルタ(OmegaOptical社:3RD610LP−640SP)などが考えられる。
また、本実施形態において自家蛍光観察の対象となる生体の部位は、大腸に限らず、食道や胃など、どの部位でもよいが、もちろん、所定の部位に応じて上述の分光フィルタの分光特性を変更してもよい。所定の部位に応じて、分光フィルタの分光特性を適切なものに変えることで、より鮮明な自家蛍光画像を取得することができる。
For example, when the large intestine is selected as the part of the living body for autofluorescence observation, the first spectral filter 76A of the first rotary filter 74A and the second rotary filter 74B is, for example, a predetermined wavelength band centered on 450 nm ( For example, a spectral interference filter that transmits light having a center wavelength of ± 20 nm may be selected, and the second spectral filter 76B may have a predetermined wavelength band (for example, a center wavelength) centered on, for example, 500 nm. A spectral interference filter that transmits light in a wavelength band of ± 20 nm may be selected. A specific example of the first spectral filter 76A is a bandpass filter 3RD430LP-470SP manufactured by Omega Optical, and a specific example of the spectral filter 76B is a bandpass filter 3RD480LP-520SP of the same company. It is done.
Of course, the transmission wavelength bands of the first spectral filter 76A and the second spectral filter 76B are not limited to those described above. For example, the transmission wavelength band may be narrower or wider, and the transmission wavelength band may be closer to the longer wavelength side. Specifically, a spectral filter (Omega Optical: 3RD450LP-600SP) having a transmission wavelength band of 450 nm to 600 nm, a spectral filter (Omega Optical: 3RD610LP-640SP) having a transmission wavelength band of 610 nm to 640 nm, and the like are conceivable.
Further, in this embodiment, the part of the living body that is the target of autofluorescence observation is not limited to the large intestine, but may be any part such as the esophagus or stomach. It may be changed. A clearer autofluorescence image can be acquired by changing the spectral characteristics of the spectral filter to an appropriate one according to a predetermined part.

上述のとおり、光経路分離統合手段80は、通常光観察モードの場合、上述の第1の経路及び第2の経路には、第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bの透過部78がそれぞれ設置されており、自家蛍光を含め、被写体からの戻り光をそのまま撮像素子58へ通す。
また、上述のプレ撮影の場合、第1の経路の第1の回転フィルタ74A及び第2の経路の第2の回転フィルタ74Bのそれぞれにおいて、第1の分光フィルタ76Aが設置される第1の組合せ、第1の回転フィルタ74Aにおいて第1の分光フィルタ76Aが設置され、第2の回転フィルタ74Bにおいて第2の分光フィルタ76Bが設置される(又は、第1の回転フィルタ74Aにおいて第2の分光フィルタ76Bが設置され、第2の回転フィルタ74Bにおいて第1の分光フィルタ76Aが設置される)第2の組合せ、及び第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bのそれぞれにおいて、第2の分光フィルタ76Bが設置される第3の組合せの3つの組合せを順次切り替えて撮影が行われる。
そして、プレ撮影終了後の自家蛍光観察モードでは、上述の3つの組合せのうち、後述するフィルタ決定手段71において、最も撮影に適したフィルタの組合せが設定される。
なお、光経路分離統合手段80は、上述の構成に限られず、また、回転フィルタ74も、複数の分光フィルタ76及び透過部をそれぞれ切り替えて、前述の分離後の経路に設置できれば、回転フィルタの構成に限られない。
As described above, in the normal light observation mode, the optical path separation / integration unit 80 includes the transmission unit 78 of the first rotary filter 74A and the second rotary filter 74B in the first path and the second path described above. Are installed, and return light from the subject including the autofluorescence is directly passed to the image sensor 58.
In the case of the above-described pre-photographing, the first combination in which the first spectral filter 76A is installed in each of the first rotary filter 74A in the first path and the second rotary filter 74B in the second path. The first spectral filter 76A is installed in the first rotary filter 74A, and the second spectral filter 76B is installed in the second rotary filter 74B (or the second spectral filter in the first rotary filter 74A). 76B and the second spectral filter 76A is installed in the second rotary filter 74B) and the second spectral filter in each of the first rotary filter 74A and the second rotary filter 74B. Shooting is performed by sequentially switching the three combinations of the third combination in which the filter 76B is installed.
Then, in the autofluorescence observation mode after the end of pre-photographing, among the above three combinations, the filter combination that is most suitable for photographing is set in the filter determination means 71 described later.
The optical path separation / integration unit 80 is not limited to the above-described configuration, and the rotation filter 74 can be installed in the path after the separation by switching the plurality of spectral filters 76 and the transmission unit, respectively. It is not limited to the configuration.

撮像素子58は、通常光(反射光)及び自家蛍光を受光面(撮像面)で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号(アナログ信号)を出力するものであって、R画素、G画素、B画素の3色の画素を1組として、複数組の画素がマトリクス上に配列されている。撮像素子58の受光面には、R画素、G画素、B画素に対応して、それぞれ被観察領域からの可視光の370〜720nmの波長範囲の反射光を3つの波長領域に分割してそれぞれを透過する分光透過特性を有する、図示しないR色、G色、B色のカラーフィルタが設けられている。   The imaging element 58 receives normal light (reflected light) and autofluorescence on a light receiving surface (imaging surface), photoelectrically converts the received light, and outputs an imaging signal (analog signal). A plurality of sets of pixels are arranged on a matrix, with a set of three colors of G and B pixels. On the light receiving surface of the image sensor 58, the reflected light in the wavelength range of 370 to 720 nm of the visible light from the observation region is divided into three wavelength regions corresponding to the R pixel, G pixel, and B pixel, respectively. R, G, and B color filters (not shown) having spectral transmission characteristics that transmit light are provided.

また、自家蛍光観察モードのプレ撮影時においては、撮像素子58は、ビニング処理を行って画素数を少なくした上で自家蛍光画像の撮像データを出力してもよく、また、撮像素子58の中央部分において取得された自家蛍光画像の撮像データのみを出力してもよい。
プレ撮影は、あくまで複数の回転フィルタ74の分光フィルタ76の組合せの決定を目的とするものであって自家蛍光画像等を取得することを目的とするものではなく、また、出力する撮像データのデータ容量が小さくなれば、後述する画像処理部68のコントラスト算出手段69におけるコントラストの算出も迅速に行うことができるためである。
Further, at the time of pre-photographing in the autofluorescence observation mode, the image sensor 58 may perform binning processing to reduce the number of pixels and output the image data of the autofluorescence image. You may output only the imaging data of the autofluorescence image acquired in the part.
The pre-photographing is intended only for the purpose of determining the combination of the spectral filters 76 of the plurality of rotary filters 74, not for obtaining an autofluorescence image or the like. This is because if the capacity is reduced, the contrast calculation unit 69 of the image processing unit 68 (to be described later) can quickly calculate the contrast.

なお、撮像素子58として、カラーの撮像素子を使用してR色、G色、B色の画像を同時に撮像することは必須ではなく、モノクロの撮像素子と、R色、G色、B色のカラーフィルタとを組み合わせて、R色、G色、B色の画像を面順次で撮像してもよい。   Note that it is not essential to simultaneously capture R, G, and B images using a color image sensor as the image sensor 58, and a monochrome image sensor and R, G, and B colors may be used. In combination with a color filter, R, G, and B color images may be taken in a frame sequential manner.

光源装置12から光ファイバ46A、46B、及び48A、48Bによって、導光された光は、内視鏡先端部38から、被写体の被観察領域に向けて照射される。そして、光が照射された被観察領域からの反射光、もしくは、被観察領域の自家蛍光物質から発せされる自家蛍光がレンズ56を通り、光経路分離統合手段80(途中に、第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bが設置される)を経て撮像素子58の受光面上に結像され、撮像素子58により光電変換されて撮像される。撮像素子58からは、撮像された被写体の被観察領域の撮像信号(アナログ信号)が出力される。   The light guided from the light source device 12 by the optical fibers 46A and 46B and 48A and 48B is irradiated from the endoscope distal end portion 38 toward the observation area of the subject. Then, the reflected light from the observation region irradiated with light or the autofluorescence emitted from the autofluorescent material in the observation region passes through the lens 56 and passes through the optical path separation and integration means 80 (in the middle of the first rotation). An image is formed on the light receiving surface of the image sensor 58 through a filter 74A and a second rotary filter 74B), and is imaged by photoelectric conversion by the image sensor 58. The imaging element 58 outputs an imaging signal (analog signal) of the observed area of the imaged subject.

通常光観察モードの場合、レーザ光源LD2から発せられた通常光観察用の励起光が光ファイバ48A、48Bによって導光されて蛍光体54A、54Bに照射され、蛍光体54A、54Bから発せられる白色光が、照明窓42A、42Bから被写体の被観察領域に照射される。そして、白色光が照射された被写体の被観察領域からの反射光がレンズ56により集光され、光経路分離統合手段80に入り、第1の経路と第2の経路とに分離され、第1の経路の第1の回転フィルタ74Aの透過部78と、第2の経路の第2の回転フィルタ74Bの透過部78とをそれぞれ通って統合され、光経路分離統合手段80を出て撮像素子58表面の図示しないカラーフィルタにより分光されて、撮像素子58によって通常光が撮像される。   In the normal light observation mode, excitation light for normal light observation emitted from the laser light source LD2 is guided by the optical fibers 48A and 48B and applied to the phosphors 54A and 54B, and white light emitted from the phosphors 54A and 54B. Light is emitted from the illumination windows 42A and 42B to the observation area of the subject. Then, the reflected light from the observation area of the subject irradiated with white light is collected by the lens 56 and enters the optical path separation / integration means 80 to be separated into the first path and the second path, and the first path Are integrated through the transmission part 78 of the first rotation filter 74A of the second path and the transmission part 78 of the second rotation filter 74B of the second path. The light is dispersed by a color filter (not shown) on the surface, and normal light is imaged by the image sensor 58.

一方、自家蛍光観察モード(プレ撮影時を含む)の場合、レーザ光源LD1(中心波長405nm)から発せられた自家蛍光観察用の励起光が光ファイバ46A、46Bによって導光され、内視鏡先端部38から、被写体の被観察領域に向けて照射される。そして、励起光が照射された被写体の被観察領域に含まれる複数の自家蛍光物質から同時に発せられる自家蛍光の合成光がレンズ56により集光され、光経路分離統合手段80に入り、第1の経路と第2の経路とに分離され、第1の経路の第1の回転フィルタ74Aの第1の分光フィルタ76A及び第2の分光フィルタ76Bのいずれかと、第2の経路の第2の回転フィルタ74Bの第1の分光フィルタ76A及び第2の分光フィルタ76Bのいずれかとをそれぞれ通って、前述の分光フィルタ76のそれぞれによって、励起光(405±10nm)の成分を含む所定の波長帯域の光がカットされ、それぞれの光が統合されて、光経路分離統合手段80を出て、その後ろに設置された撮像素子58によって自家蛍光が撮像される。   On the other hand, in the autofluorescence observation mode (including pre-photographing), the excitation light for autofluorescence observation emitted from the laser light source LD1 (center wavelength 405 nm) is guided by the optical fibers 46A and 46B, and the distal end of the endoscope The light is emitted from the portion 38 toward the observation area of the subject. Then, the combined light of autofluorescence emitted simultaneously from a plurality of autofluorescent substances included in the observation region of the subject irradiated with the excitation light is collected by the lens 56 and enters the optical path separation / integration unit 80, and the first The first and second spectral filters 76A and 76B of the first rotary filter 74A in the first path and the second rotary filter in the second path are separated into a path and a second path. The light having a predetermined wavelength band including the component of the excitation light (405 ± 10 nm) is passed through each of the first spectral filter 76A and the second spectral filter 76B of 74B, and each of the spectral filters 76 described above. The light is cut, the respective lights are integrated, exit the light path separation and integration means 80, and the autofluorescence is imaged by the image sensor 58 installed behind the light path separation and integration means 80.

なお、プレ撮影時においては、予め記憶部72に記憶された全ての分光フィルタの組合せに基づいて上述のとおり順次自家蛍光が撮像され、後述する画像処理部68のコントラスト算出手段69において自家蛍光画像のコントラストが算出され、算出されたコントラストに基づいて、制御部70の後述するフィルタ決定手段71において、被写体の被対象領域の自家蛍光観察に最適なフィルタ(フィルタの組合せ含む)が決定される。
そして、プレ撮影終了後、決定された最適なフィルタ(分光フィルタ)の組合せに基づいて、最適な自家蛍光観察がなされる。
At the time of pre-photographing, autofluorescence is sequentially captured as described above based on the combination of all the spectral filters stored in advance in the storage unit 72, and the autofluorescence image is captured by the contrast calculation means 69 of the image processing unit 68 described later. Based on the calculated contrast, a filter determining unit 71 (to be described later) of the control unit 70 determines a filter (including a combination of filters) that is optimal for autofluorescence observation of the target region of the subject.
Then, after the pre-photographing is completed, the optimum autofluorescence observation is performed based on the determined optimum filter (spectral filter) combination.

なお、本実施形態における自家蛍光観察の励起光は、上述のとおり中心波長405±10nmのレーザ光(LD1)であり、自家蛍光は、分光フィルタ76を通して、例えば、約460〜640nmの波長範囲の合成光を受光して撮像される。そのため、自家蛍光画像には、主にFAD及びポルフィリンの自家蛍光成分が含まれる。   The excitation light for autofluorescence observation in the present embodiment is laser light (LD1) having a center wavelength of 405 ± 10 nm as described above, and the autofluorescence passes through the spectral filter 76, for example, in a wavelength range of about 460 to 640 nm. The combined light is received and imaged. Therefore, the autofluorescence image mainly contains autofluorescence components of FAD and porphyrin.

また、撮像素子58から出力される画像(通常光画像、自家蛍光画像)の撮像信号(アナログ信号)は、それぞれ、スコープケーブル62を通じてA/D変換器64に入力される。A/D変換器64は、撮像素子58からの撮像信号(アナログ信号)を画像信号(デジタル信号)に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部32Bを介してプロセッサ装置16の画像処理部68に入力される。   In addition, an image signal (analog signal) of an image (normal light image, autofluorescence image) output from the image sensor 58 is input to the A / D converter 64 through the scope cable 62. The A / D converter 64 converts an image signal (analog signal) from the image sensor 58 into an image signal (digital signal). The converted image signal is input to the image processing unit 68 of the processor device 16 via the connector unit 32B.

(プロセッサ装置)
続いて、プロセッサ装置16は、画像処理部68と、制御部70と、記憶部72とを備え、画像処理部68はコントラスト算出手段69を、制御部70はフィルタ決定手段71を、それぞれ備える。制御部70には、表示装置18、入力装置20、及び光経路分離統合手段80の第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bの図示しない回転手段が接続されており、入力装置20は、上述のとおり、撮像モード(通常光観察モード、及び自家蛍光観察モード)の切り替えはもちろん、入力装置20を介して特定のフィルタの設定(フィルタの組合せ)をすることもできる。
プロセッサ装置16は、内視鏡本体14の切り替えスイッチ66や入力装置20から入力される指示に基づき、光源装置12の光源制御部22を制御するとともに、回転フィルタ74を制御して所定の分光フィルタ76を設置し、内視鏡本体14から入力される画像信号を画像処理し、表示用画像を生成して、記憶部72に記憶し、また、表示装置18に出力する。
(Processor unit)
Subsequently, the processor device 16 includes an image processing unit 68, a control unit 70, and a storage unit 72. The image processing unit 68 includes a contrast calculation unit 69, and the control unit 70 includes a filter determination unit 71. The control unit 70 is connected to the display device 18, the input device 20, and rotation means (not shown) of the first rotation filter 74 </ b> A and the second rotation filter 74 </ b> B of the optical path separation and integration means 80. As described above, not only switching of the imaging mode (normal light observation mode and autofluorescence observation mode) but also setting of specific filters (filter combinations) can be performed via the input device 20.
The processor device 16 controls the light source control unit 22 of the light source device 12 based on an instruction input from the changeover switch 66 of the endoscope body 14 or the input device 20, and also controls the rotation filter 74 to control a predetermined spectral filter. 76 is installed, the image signal input from the endoscope body 14 is subjected to image processing, a display image is generated, stored in the storage unit 72, and output to the display device 18.

画像処理部68は、通常光観察モードの場合においても、自家蛍光観察モードの場合においても、通常光画像、自家蛍光画像の画像種別に応じて、内視鏡本体14のA/D変換器64から供給される画像信号(画像データ)に対して、通常光画像及び自家蛍光画像のそれぞれに適した所定の画像処理を施し、通常光画像信号(通常光画像)及び自家蛍光画像信号(自家蛍光画像)を出力(生成)する。
なお、自家蛍光画像信号(自家蛍光画像)は、内視鏡本体より供給される上述の通常光の画像信号と自家蛍光の画像信号とを画像処理部68で合成することで生成される合成画像信号(合成画像)である。
In both the normal light observation mode and the autofluorescence observation mode, the image processing unit 68 performs the A / D converter 64 of the endoscope main body 14 according to the image type of the normal light image and the autofluorescence image. The image signal (image data) supplied from is subjected to predetermined image processing suitable for each of the normal light image and the autofluorescence image, and the normal light image signal (normal light image) and the autofluorescence image signal (autofluorescence) Image).
The autofluorescence image signal (autofluorescence image) is a composite image generated by synthesizing the above-described normal light image signal and autofluorescence image signal supplied from the endoscope body by the image processing unit 68. It is a signal (composite image).

画像処理部68で処理された画像信号は、制御部70に送られる。制御部70では、観察モードに従って、通常光画像信号、自家蛍光画像信号に基づき、通常光画像、もしくは、自家蛍光画像が表示装置18に表示される。また、制御部70の制御により、通常光画像信号、自家蛍光画像信号は、必要に応じて、例えば、1枚(1フレーム)の画像を単位として、メモリやストレージ装置からなる記憶部72に記憶される。   The image signal processed by the image processing unit 68 is sent to the control unit 70. In the control unit 70, the normal light image or the autofluorescence image is displayed on the display device 18 based on the normal light image signal and the autofluorescence image signal according to the observation mode. Further, under the control of the control unit 70, the normal light image signal and the autofluorescence image signal are stored in the storage unit 72 including a memory or a storage device, for example, in units of one (one frame) image as necessary. Is done.

また、画像処理部68は、コントラスト算出手段69を備え、内視鏡診断装置10が自家蛍光観察モードに切り替えられ、プレ撮影を行う場合には、プレ撮影により取得される自家蛍光画像信号に基づいて、自家蛍光画像のコントラスを算出する。   Further, the image processing unit 68 includes a contrast calculating unit 69. When the endoscope diagnosis apparatus 10 is switched to the autofluorescence observation mode and performs pre-imaging, the image processor 68 is based on the autofluorescence image signal acquired by pre-imaging. Then, the contrast of the autofluorescence image is calculated.

コントラスト算出手段69におけるコントラストの算出は、図5に示すように、自家蛍光画像信号(自家蛍光画像データ)から画素値と画素の数に対応するヒストグラムを作成し、まず、ヒストグラムの画素値の上位5%を切り捨て、残りの画像データ(図5の点線枠内のヒストグラム)から、上位10%の画素値の平均値(輝度値の平均値)Lmaxと、下位10%の画素値の平均値(輝度値の平均値)Lminとを算出する。
maxとLminとを算出した上で、これらの値を基に、Micalsonコントラストの式(1)を計算する。

Figure 2013102897
すると、自家蛍光画像のコントラストが求められる。 As shown in FIG. 5, the contrast calculation unit 69 calculates the contrast by creating a histogram corresponding to the pixel value and the number of pixels from the autofluorescence image signal (autofluorescence image data). 5% is cut off, and from the remaining image data (histogram in the dotted frame in FIG. 5), the average value of the upper 10% pixel values (average value of luminance values) L max and the average value of the lower 10% pixel values (Average value of luminance values) L min is calculated.
After calculating L max and L min , Micson contrast formula (1) is calculated based on these values.
Figure 2013102897
Then, the contrast of an autofluorescence image is calculated | required.

画像処理部68で処理された画像信号及びコントラスト算出手段69で算出された自家蛍光画像のコントラストは、自家蛍光画像の撮像時のフィルタの組合せと共に制御部70を通じて記憶部72に記憶される。   The contrast of the image signal processed by the image processing unit 68 and the autofluorescence image calculated by the contrast calculating unit 69 is stored in the storage unit 72 through the control unit 70 together with the combination of filters at the time of capturing the autofluorescence image.

また、コントラスト算出手段69におけるコントラストの算出は、図6に示すように、図5と同様、自家蛍光画像データから画素値と画素の数に対応するヒストグラムを作成し、上位10%を切り捨て、残りの画像データ(図6の点線枠内のヒストグラム)から、上位30%の画素値の平均値をとって、自家蛍光画像のコントラストとしてもよい。
前述と同様、算出された自家蛍光画像のコントラストは、自家蛍光画像データ及び自家蛍光画像の撮像時のフィルタの組合せと共に制御部70を通じて記憶部72に記憶される。
As shown in FIG. 6, the contrast calculation unit 69 calculates the contrast by creating a histogram corresponding to the pixel value and the number of pixels from the autofluorescence image data as shown in FIG. The average of the upper 30% pixel values may be taken from the image data (histogram in the dotted frame in FIG. 6) to obtain the contrast of the autofluorescence image.
As described above, the calculated contrast of the autofluorescence image is stored in the storage unit 72 through the control unit 70 together with the combination of the autofluorescence image data and the filter at the time of capturing the autofluorescence image.

なお、コントラスト算出手段69におけるコントラストの算出は、上述の(1)式の他にも、LmaxとLminとの単純な差分をとって、

Figure 2013102897
としてもよく、また、(1)式の各Lに対して対数(常用対数、自然対数どちらでも可)をとって、
Figure 2013102897
としてもよく、また、同様に、(2)式の各Lに対して対数(常用対数、自然対数どちらでも可)をとって、
Figure 2013102897
としてもよい。 Note that the contrast calculation in the contrast calculation means 69 is performed by taking a simple difference between L max and L min in addition to the above-described equation (1).
Figure 2013102897
Also, taking a logarithm (either common logarithm or natural logarithm is acceptable) for each L in the equation (1),
Figure 2013102897
Similarly, taking a logarithm (either common logarithm or natural logarithm is acceptable) for each L in equation (2),
Figure 2013102897
It is good.

また、(1)式の各Lをx(xは任意の数)の累乗として、

Figure 2013102897
としてもよい。
上述の他にも、LmaxとLminとの単純な比率(Lmax/Lmin)を
Figure 2013102897
としてもよく、また、Lmaxを、そのまま用いて、
Figure 2013102897
としてもよい。
また、前述の画素値と画素の数に対応するヒストグラムの全面積、つまり、自家蛍光画像の全画素数と、自家蛍光画像の全画素値の積算値とを用いて、画素値の平均値を算出し、その平均値を自家蛍光画像のコントラストとしてもよい。 Further, each L in the equation (1) is set to a power of x (x is an arbitrary number),
Figure 2013102897
It is good.
In addition to the above, a simple ratio (L max / L min ) between L max and L min
Figure 2013102897
It is also possible to use L max as it is,
Figure 2013102897
It is good.
Further, using the total area of the histogram corresponding to the above-described pixel value and the number of pixels, that is, the total number of pixels of the autofluorescence image and the integrated value of all the pixel values of the autofluorescence image, the average value of the pixel values is calculated. The average value may be calculated as the contrast of the autofluorescence image.

また、上述のコントラストの算出に用いる自家蛍光画像として、ビニング等の処理を行った(或いは、高解像度の撮像素子の他に、低解像度の撮像素子がある場合には、低解像度の撮像素子によって撮像された)低解像度の自家蛍光画像を用いても良く、また、撮像された自家蛍光画像のうち、中心領域のみを抜き出した自家蛍光画像を用いてもよい。コントラストの算出に用いる画素数が減るため処理を早く行うことができる。
また、コントラスト算出手段69におけるコントラストの算出方法の切り替えは、入力装置20を通じて行うことができる。
In addition, the autofluorescence image used for the above-described contrast calculation is subjected to processing such as binning (or, if there is a low-resolution image sensor in addition to a high-resolution image sensor, A captured low-resolution autofluorescence image may be used, or an autofluorescence image obtained by extracting only the central region of the captured autofluorescence image may be used. Since the number of pixels used to calculate contrast is reduced, processing can be performed quickly.
The contrast calculation method in the contrast calculation unit 69 can be switched through the input device 20.

なお、自家蛍光画像データに基づくコントラストの算出は、撮像された自家蛍光画像に基づいて、つまり、予め記憶されたフィルタの組合せの数だけ行われ、自家蛍光画像データと共に記憶部72に記憶される。   The contrast calculation based on the autofluorescence image data is performed based on the captured autofluorescence image, that is, the number of combinations of filters stored in advance, and is stored in the storage unit 72 together with the autofluorescence image data. .

制御部70は、内視鏡本体14の切り替えスイッチ66や入力装置20からの指示、例えば、観察モード等の指示(通常光観察モード、及び自家蛍光観察モード(プレ撮影を含む))に基づいて、画像処理部68及び光源装置12の光源制御部22の動作を制御し、また、上述した、光経路分離統合手段80の第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bの図示しない回転手段を制御して、第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bを設定(透過部78、第1の分光フィルタ76A、及び第2の分光フィルタ76Bのいずれかをそれぞれ設定)する。
また、制御部70は、画像処理部68で画像処理され表示可能となった表示用画像を記憶部72に記憶し、また、入力装置20等の指示により必要に応じて表示装置18で表示する。
The control unit 70 is based on an instruction from the changeover switch 66 of the endoscope body 14 or the input device 20, for example, an instruction such as an observation mode (normal light observation mode and autofluorescence observation mode (including pre-imaging)). The operation of the image processing unit 68 and the light source control unit 22 of the light source device 12 is controlled, and the first rotation filter 74A and the second rotation filter 74B (not shown) of the optical path separation / integration unit 80 described above. To set the first rotary filter 74A and the second rotary filter 74B (set any one of the transmission part 78, the first spectral filter 76A, and the second spectral filter 76B).
In addition, the control unit 70 stores the display image that has been subjected to image processing by the image processing unit 68 and can be displayed in the storage unit 72, and displays the display image on the display device 18 as required by an instruction from the input device 20 or the like. .

そして、制御部70は、プレ撮影時において、予め記憶部72に記憶された複数のフィルタの組合せに基づいて、プレ撮影(自家蛍光画像の撮像)を行い、画像処理部68及びコントラスト算出手段69において算出された、設定されたフィルタの組合せに対応する自家蛍光画像、及びそのコントラストを記憶部72で記憶し、フィルタ決定手段71において、最もコントラストの高いフィルタの組合せを決定する。
制御部70が、決定されたフィルタの組合せに基づいて第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bの図示しない回転手段を制御することで、被写体の被観察領域の観察に最適なフィルタの組合せで自家蛍光観察を行うことができる。
以上が、本発明の内視鏡診断装置10の構成である。
Then, the control unit 70 performs pre-photographing (automatic fluorescence image capturing) based on a combination of a plurality of filters stored in advance in the storage unit 72 at the time of pre-photographing, and the image processing unit 68 and the contrast calculating unit 69. The self-fluorescent image corresponding to the set combination of filters calculated in step S1 and the contrast thereof are stored in the storage unit 72, and the filter determination unit 71 determines the combination of filters with the highest contrast.
The control unit 70 controls the rotation means (not shown) of the first rotation filter 74A and the second rotation filter 74B based on the determined combination of filters, so that the optimum filter for observing the observation area of the subject can be obtained. Autofluorescence observation can be performed in combination.
The above is the configuration of the endoscope diagnostic apparatus 10 of the present invention.

次に、本発明の内視鏡診断装置10の動作を観察モード別に説明する。   Next, the operation of the endoscope diagnosis apparatus 10 of the present invention will be described for each observation mode.

(通常光観察モード)
通常光観察モードの場合、光源制御部22の制御により、レーザ光源LD1が消灯され、レーザ光源LD2が点灯される。レーザ光源LD2から発せられた中心波長445±10nmのレーザ光は、蛍光体54A、54Bに照射され、蛍光体54A、54Bから白色光が発せられる。蛍光体54A、54Bから発せられた白色光は被写体に照射され、その反射光が、レンズ56を通って光経路分離統合手段80に入って分離され、分離された光が、第1の経路の第1の回転フィルタ74Aの透過部78と、第2の経路の第2の回転フィルタ74Bの透過部78とをそれぞれ通り、再び統合され、光経路分離統合手段80を出て、撮像素子58で受光されて、R、G、Bチャンネルの画像信号を含む通常光画像が取得される。通常光画像は、そのR、G、Bチャンネルの画像信号に基づいてカラー表示される。
(Normal light observation mode)
In the normal light observation mode, under the control of the light source control unit 22, the laser light source LD1 is turned off and the laser light source LD2 is turned on. Laser light having a central wavelength of 445 ± 10 nm emitted from the laser light source LD2 is applied to the phosphors 54A and 54B, and white light is emitted from the phosphors 54A and 54B. The white light emitted from the phosphors 54A and 54B is applied to the subject, and the reflected light enters the light path separation / integration means 80 through the lens 56 and is separated, and the separated light passes through the first path. The transmission unit 78 of the first rotation filter 74A and the transmission unit 78 of the second rotation filter 74B of the second path are respectively integrated again, exit the optical path separation and integration unit 80, and then the image sensor 58 The normal light image including the image signals of the R, G, and B channels is acquired by receiving the light. The normal light image is displayed in color based on the R, G, and B channel image signals.

(自家蛍光観察モード)
自家蛍光観察モードのプレ撮影の場合、例えば、記憶部72に予めフィルタの組合せが3つ記憶されており、フィルタの組合せ3つに基づいてプレ撮影がなされるとすると(例えば、第1の組合せ:450nm(励起光の発光強度1.0)、第2の組合せ:450nm(0.5)+500nm(0.5)、及び第3の組合せ:500nm(1.0))、フィルタの組合せの数である3フレームを単位として、光源制御部22を通じてレーザ光源LD1の発光、照射強度及び照射時間を制御し、また、第1の回転フィルタ74A及び第2の回転フィルタ74Bの図示しない回転手段を制御して、第1の組合せ、第2の組合せ、及び第3の組合せの順で撮像を行う。
(Autofluorescence observation mode)
In the case of pre-photographing in the autofluorescence observation mode, for example, if three combinations of filters are stored in the storage unit 72 in advance, and pre-photographing is performed based on the three combinations of filters (for example, the first combination) : 450 nm (emission intensity of excitation light 1.0), second combination: 450 nm (0.5) +500 nm (0.5), and third combination: 500 nm (1.0)), number of filter combinations The light emission, irradiation intensity and irradiation time of the laser light source LD1 are controlled through the light source control unit 22 in units of three frames, and the rotation means (not shown) of the first rotation filter 74A and the second rotation filter 74B are controlled. Then, imaging is performed in the order of the first combination, the second combination, and the third combination.

なお、上述の例では、プレ撮影において、第1の組合せから第3の組合せまで、全てのフィルタの組合せを1度に撮像したが、例えば、通常光観察とプレ撮影とを1フレームごと交互に切り替えて、第1フレーム:通常光観察、第2フレーム:第1の組合せでの撮像、第3フレーム:通常光観察、第4フレーム:第2の組合せでの撮像、第5フレーム:通常光観察、第6フレーム:第3の組合せでの撮像、の順で撮像を行ってもよい。   In the above-described example, in the pre-shooting, all filter combinations from the first combination to the third combination are picked up at a time. For example, normal light observation and pre-shooting are alternately performed for each frame. Switch, first frame: normal light observation, second frame: imaging with the first combination, third frame: normal light observation, fourth frame: imaging with the second combination, fifth frame: normal light observation , Sixth frame: imaging in the third combination may be performed in this order.

そして、画像処理部68において、記憶部72に記憶された通常光画像信号(通常光画像データ)と、FAD又はポルフィリンの自家蛍光の画像信号(画像データ)とが合成され、両者の合成画像(つまり、自家蛍光画像)が表示装置18に表示される。
例えば、ここで、自家蛍光の画像信号を合成画像のGチャンネル、通常光画像のRチャンネル及びBチャンネルの画像信号を、それぞれ、合成画像のRチャンネル及びBチャンネルに割り当てることによって、合成画像が疑似カラー表示される。
Then, in the image processing unit 68, the normal light image signal (normal light image data) stored in the storage unit 72 and the FAD or porphyrin autofluorescence image signal (image data) are combined, and a combined image ( That is, the autofluorescence image is displayed on the display device 18.
For example, here, by assigning the auto-fluorescent image signal to the G channel of the composite image and the R and B channels of the normal light image to the R channel and B channel of the composite image, respectively, the composite image is simulated. Displayed in color.

なお、合成画像(自家蛍光画像)を疑似カラー表示する場合に、どの画像の画像信号を、合成画像のどの色のチャンネルに割り当てるのかは任意である。また、合成画像を疑似カラー表示することも必須ではない。   It should be noted that when displaying a composite image (autofluorescent image) in pseudo color, it is arbitrary which image signal of which image is assigned to which color channel of the composite image. Further, it is not essential to display the synthesized image in pseudo color.

以上のように、画像処理部68は、フィルタの組合せに対応する自家蛍光画像を画像処理し、また、コントラスト算出手段69において自家蛍光画像のコントラストを算出して、制御部72を通じて、第1の組合せから第3の組合せに対応する自家蛍光画像及びそのコントラストを記憶部72に記憶する。   As described above, the image processing unit 68 performs image processing on the autofluorescence image corresponding to the combination of filters, calculates the contrast of the autofluorescence image in the contrast calculation unit 69, and passes the first fluorescence through the control unit 72. From the combination, the autofluorescence image corresponding to the third combination and the contrast thereof are stored in the storage unit 72.

第1の組合せから第3の組合せまでに対応する自家蛍光画像のコントラストが記憶部72に記憶されると、制御部70は、記憶部72からそれらのコントラストを入手し、フィルタ決定手段71によって、最もコントラストの高くなるフィルタの組合せを自家蛍光観察に最適なフィルタの組合せとして決定する。
以下の表1の場合では、第3の組合せのコントラストが最も高いため、第3の組合せが自家蛍光観察に最適なフィルタの組合せとして決定される。
When the contrasts of the autofluorescence images corresponding to the first combination to the third combination are stored in the storage unit 72, the control unit 70 obtains the contrasts from the storage unit 72, and the filter determination unit 71 The filter combination with the highest contrast is determined as the optimum filter combination for autofluorescence observation.
In the case of Table 1 below, since the third combination has the highest contrast, the third combination is determined as the optimum filter combination for autofluorescence observation.

Figure 2013102897
Figure 2013102897

制御部70は、決定されたフィルタの組合せ(表1の例では、第3の組合せ)を設定し、光源制御部22を通じてレーザ光源LD1の照射強度及び照射時間を制御し、自家蛍光観察を行う。   The control unit 70 sets the determined filter combination (third combination in the example of Table 1), controls the irradiation intensity and irradiation time of the laser light source LD1 through the light source control unit 22, and performs autofluorescence observation. .

プレ撮影が行われた後の自家蛍光観察は、例えば、2フレームを単位として、撮像が繰り返し行われる。2フレームのうち、1フレーム目は通常光観察モードと同じ観察モードであり、2フレーム目が自家蛍光観察モードに固有の観察モードである。   In the autofluorescence observation after the pre-photographing is performed, for example, imaging is repeatedly performed in units of two frames. Of the two frames, the first frame is the same observation mode as the normal light observation mode, and the second frame is an observation mode unique to the autofluorescence observation mode.

まず、1フレーム目の通常光観察モードでは、前述のように、白色光が被写体に照射され、R,G,Bチャンネルの画像信号を含む通常光画像が撮像される。そして、その通常光画像信号が、制御部70の制御により記憶部72に記憶される。   First, in the normal light observation mode of the first frame, as described above, the subject is irradiated with white light, and a normal light image including R, G, and B channel image signals is captured. Then, the normal light image signal is stored in the storage unit 72 under the control of the control unit 70.

続いて、2フレーム目の自家蛍光観察モードでは、光源制御部22の制御により、プレ撮影時において最もコントラストの高かったフィルタの組合せ(例えば、表1では第3の組合せ)が設定され、レーザ光源LD1の発光、照射強度、及び照射時間が制御される。レーザ光源LD1から発せられたレーザ光(励起光)が被写体の被観察領域に照射されることによって、被観察領域に含まれるFAD及びポルフィリンから同時に自家蛍光が発せられる。そして、両者の自家蛍光の合成光が撮像素子58で受光されて、自家蛍光が撮像される。   Subsequently, in the auto-fluorescence observation mode of the second frame, the combination of filters having the highest contrast (for example, the third combination in Table 1) at the time of pre-imaging is set by the control of the light source control unit 22, and the laser light source The light emission, irradiation intensity, and irradiation time of the LD 1 are controlled. By irradiating the observation area of the subject with the laser light (excitation light) emitted from the laser light source LD1, autofluorescence is simultaneously emitted from the FAD and porphyrin included in the observation area. Then, the combined light of both autofluorescences is received by the image sensor 58 and the autofluorescence is imaged.

自家蛍光の撮像データ(アナログデータ)は、A/D変換器58において画像データ(デジタルデータ)に変換され、画像処理部68に入力され、画像処理部68において画像処理され、また、通常光画像と合成されて、表示用画像に変換されて、制御部70を通じて、表示装置18及び記憶部72へ出力される。プレ撮影に基づいて決定された最適なフィルタの組合せで撮像されたため、表示装置18において表示される自家蛍光画像は、コントラストの高く観察し易い自家蛍光画像である。   Autofluorescence imaging data (analog data) is converted into image data (digital data) by an A / D converter 58, input to an image processing unit 68, image processed by an image processing unit 68, and a normal light image. And converted into a display image, and output to the display device 18 and the storage unit 72 through the control unit 70. Since the image is captured with the optimal combination of filters determined based on the pre-photographing, the autofluorescence image displayed on the display device 18 is an autofluorescence image that has high contrast and is easy to observe.

以上、本発明の内視鏡診断装置10について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよい。   As mentioned above, although the endoscope diagnostic apparatus 10 of this invention was demonstrated in detail, this invention is not limited to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various improvement and change are performed. May be.

例えば、本発明の光経路分離統合手段180は、例えば、図8に示すように、第1の経路〜第4の経路の4つの経路に分離され、それぞれの経路において、回転フィルタ174A〜174Dがそれぞれ設置されてもよい。   For example, the optical path separation / integration unit 180 of the present invention is separated into four paths of a first path to a fourth path as shown in FIG. 8, for example, and the rotary filters 174A to 174D are provided in each path. Each may be installed.

図8に示す光経路分離統合手段180は、6つのハーフミラー182A〜182Fと、2つのミラー184A、184Bと、4つの回転フィルタ174A〜174Dとによって構成され、ハーフミラー182A、182B、ミラー184A、ハーフミラー184D、184Fを通る第1の経路、ハーフミラー182A、182B、184E、184Fを通る第2の経路、ハーフミラー182A、182C、184D、184Fを通る第3の経路、及び、ハーフミラー182A、182C、ミラー184B、ハーフミラー184E、184Fを通る第4の経路の4つの経路を備える。   8 includes six half mirrors 182A to 182F, two mirrors 184A and 184B, and four rotary filters 174A to 174D. The half mirrors 182A, 182B, the mirror 184A, A first path through half mirrors 184D, 184F, a second path through half mirrors 182A, 182B, 184E, 184F, a third path through half mirrors 182A, 182C, 184D, 184F, and half mirror 182A, There are four paths of a fourth path passing through 182C, mirror 184B, and half mirrors 184E and 184F.

また、回転フィルタ174A〜174Dは、図5(A)に示す回転フィルタでもよく、図示しない回転手段によって制御され、好ましくは、ハーフミラー182B、182Cの後ろ側に等距離で配置される。
光経路分離統合手段180が、光の経路を4つに分けることで、より細かいフィルタの組合せを設定することができる。
なお、光の経路の分離及び統合には、特に制限はなく、また、設置される分光フィルタについても特に制限はない。
Further, the rotary filters 174A to 174D may be the rotary filters shown in FIG. 5A and are controlled by a rotating means (not shown), and are preferably arranged at an equal distance behind the half mirrors 182B and 182C.
The optical path separation and integration unit 180 can set a finer filter combination by dividing the light path into four.
In addition, there is no restriction | limiting in particular in isolation | separation and integration of a light path, and there is no restriction | limiting in particular also about the installed spectral filter.

また、本発明において設置される分光フィルタは、例えば、それぞれの分光フィルタの透過波長帯域幅自体が異なるフィルタであってもよい。例えば、図5(B)に示すように、バンドパスフィルタであって、透過波長帯域が420〜450nmと狭い第1のフィルタ276A、透過波長帯域が430〜490nmの第2のフィルタ276Bと、透過波長帯域が450〜600nmと広い第3のフィルタ276Cと、透過部278とを備える回転フィルタ274であってもよい。また、これらの分光フィルタの他に、透過波長帯域の帯域幅自体は狭く、また、波長帯域自体が長波長側に寄っている分光フィルタ(例えば、透過波長帯域が610nm〜640nm等)を使用してもよい。
上述と同様、第1のフィルタ276A〜第3のフィルタ276Bのそれぞれが設置され場合において、プレ撮影がなされ、自家蛍光画像のコントラストが算出され、最もコントラストの大きい自家蛍光画像を撮像できたフィルタが自家蛍光観察のためのフィルタとして設定される。
透過波長帯域や、帯域幅自体を変更するために撮像側の分光フィルタを変更することで、コントラストのそれぞれ異なる自家蛍光画像を撮像することができ、所定の被写体に対応した、自家蛍光観察に最適な分光フィルタを設定することができる。
Moreover, the spectral filters installed in the present invention may be, for example, filters in which the transmission wavelength bandwidths of the respective spectral filters are different. For example, as shown in FIG. 5B, a band-pass filter, which has a transmission wavelength band as narrow as 420 to 450 nm, a first filter 276A, a transmission wavelength band as 430 to 490 nm, a second filter 276B, A rotary filter 274 including a third filter 276 </ b> C having a wide wavelength band of 450 to 600 nm and a transmission unit 278 may be used. In addition to these spectral filters, a spectral filter whose transmission wavelength band itself is narrow and whose wavelength band itself is closer to the longer wavelength side (for example, a transmission wavelength band of 610 nm to 640 nm, etc.) is used. May be.
Similarly to the above, when each of the first filter 276A to the third filter 276B is installed, pre-shooting is performed, the contrast of the autofluorescence image is calculated, and the filter that can capture the autofluorescence image with the highest contrast is obtained. It is set as a filter for autofluorescence observation.
By changing the spectral filter on the imaging side to change the transmission wavelength band or the bandwidth itself, it is possible to capture autofluorescence images with different contrasts, ideal for autofluorescence observation corresponding to a predetermined subject A simple spectral filter can be set.

10 内視鏡診断装置
12 光源装置
14 内視鏡本体
16 プロセッサ装置
18 表示装置
20 入力装置
22 光源制御部
24 コンバイナ(合波器)
26 カプラ(分波器)
28 内視鏡挿入部
30 操作部
32A、32B コネクタ部
34 軟性部
36 湾曲部
38 先端部(内視鏡先端部)
40 アングルノブ
42A、42B 照明窓
44 観察窓
45 鉗子口
46A、46B、48A、48B 光ファイバ
50A、50B、52A、52B、56 レンズ
54A、54B 蛍光体
58 撮像素子
62 スコープケーブル
64 A/D変換器
66 切り替えスイッチ
68 画像処理部
69 コントラスト算出手段
70 制御部
71 フィルタ決定手段
72 記憶部
74 回転フィルタ
74A 第1の回転フィルタ
74B 第2の回転フィルタ
76 分光フィルタ
76A 第1の分光フィルタ
76B 第2の分光フィルタ
78 透過部
80 光経路分離統合手段
82A、82B ハーフミラー
84A、84B ミラー
LD1、LD2 レーザ光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Endoscope diagnostic apparatus 12 Light source apparatus 14 Endoscope main body 16 Processor apparatus 18 Display apparatus 20 Input apparatus 22 Light source control part 24 Combiner (multiplexer)
26 Coupler
28 Endoscope insertion part 30 Operation part 32A, 32B Connector part 34 Soft part 36 Bending part 38 End part (Endoscope end part)
40 Angle knob 42A, 42B Illumination window 44 Observation window 45 Forceps port 46A, 46B, 48A, 48B Optical fiber 50A, 50B, 52A, 52B, 56 Lens 54A, 54B Phosphor 58 Image sensor 62 Scope cable 64 A / D converter 66 changeover switch 68 image processing unit 69 contrast calculation unit 70 control unit 71 filter determination unit 72 storage unit 74 rotating filter 74A first rotating filter 74B second rotating filter 76 spectral filter 76A first spectral filter 76B second spectral Filter 78 Transmitter 80 Optical path separation and integration means 82A, 82B Half mirror 84A, 84B Mirror LD1, LD2 Laser light source

Claims (16)

白色光及び所定の狭帯域の励起光をそれぞれ照射可能な光源部と、
前記光源部から励起光が生体組織に照射されることによって、該生体組織に含まれる自家蛍光物質から発せられる自家蛍光を撮像して自家蛍光画像を取得する撮像部と、
前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に複数の経路に分離し、また、統合する光経路分離統合手段と、
前記複数の経路の途中にそれぞれ設置され、透過する光の波長帯域が異なる複数の分光フィルタを備える複数の回転フィルタと、
前記撮像部によりプレ撮影で取得された自家蛍光画像に基づいて自家蛍光画像のコントラストを算出するコントラスト算出手段と、
算出された自家蛍光画像のコントラストに基づいて、本撮影用の前記複数の経路に設置された前記複数の回転フィルタの分光フィルタの組合せを決定するフィルタ決定手段と、を備え、
前記光源部から照射する励起光の種類及びその発光強度を所定として該励起光を照射し、前記複数の回転フィルタを回転させて前記複数の分光フィルタの組合せを順次設置して、前記撮像部により複数回のプレ撮影を行って、設置された前記分光フィルタの組合せの異なる複数の自家蛍光画像を取得し、前記コントラスト算出手段により、プレ撮影で取得された複数の自家蛍光画像のコントラストを算出し、前記フィルタ決定手段により、算出された複数の自家蛍光画像のコントラストに基づいて本撮影用の前記複数の回転フィルタの前記分光フィルタの組合せを決定する内視鏡診断装置。
A light source unit capable of irradiating white light and a predetermined narrow-band excitation light, and
An imaging unit that captures autofluorescence emitted from an autofluorescent material contained in the living tissue by irradiating the living tissue with excitation light from the light source unit, and acquires an autofluorescence image;
Auto-fluorescence incident on the imaging unit is separated into a plurality of paths before imaging, and optical path separation and integration means for integrating,
A plurality of rotary filters each having a plurality of spectral filters installed in the middle of the plurality of paths and having different wavelength bands of transmitted light;
Contrast calculation means for calculating the contrast of the autofluorescence image based on the autofluorescence image acquired by pre-shooting by the imaging unit;
Filter determining means for determining a combination of spectral filters of the plurality of rotary filters installed in the plurality of paths for the main imaging based on the calculated contrast of the autofluorescence image;
The type of excitation light emitted from the light source unit and the emission intensity thereof are set as predetermined, the excitation light is irradiated, the plurality of rotation filters are rotated, the combination of the plurality of spectral filters is sequentially installed, and the imaging unit A plurality of pre-photographing is performed to obtain a plurality of autofluorescence images with different combinations of the installed spectral filters, and the contrast calculation means calculates the contrast of the plurality of autofluorescence images obtained by pre-photographing. An endoscope diagnosis apparatus for determining a combination of the spectral filters of the plurality of rotation filters for main photographing based on the calculated contrasts of the plurality of autofluorescence images by the filter determining means.
前記光経路分離統合手段は、前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に光量の等しい、第1の経路及び第2の経路からなる2つの経路に分離し、
前記複数の回転フィルタは、前記第1の経路に設置される第1の回転フィルタと、前記第2の経路に設置される第2の回転フィルタとからなることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡診断装置。
The light path separation and integration means separates the autofluorescence incident on the imaging unit into two paths consisting of a first path and a second path having the same amount of light before imaging,
2. The plurality of rotary filters include a first rotary filter installed in the first path and a second rotary filter installed in the second path. Endoscope diagnostic device.
前記回転フィルタは、透過する光の波長帯域の中心が450nmである第1の分光フィルタと、
透過する光の波長帯域の中心が500nmである第2の分光フィルタとを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の内視鏡診断装置。
The rotary filter includes a first spectral filter whose center of a wavelength band of light to be transmitted is 450 nm;
The endoscope diagnostic apparatus according to claim 1, further comprising: a second spectral filter having a center of a wavelength band of transmitted light of 500 nm.
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(1)を計算することで算出されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内視鏡診断装置。
Figure 2013102897
The calculation of the contrast in the contrast calculation means is to create a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculate the following equation (1) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. The endoscope diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the endoscope diagnosis apparatus is calculated by:
Figure 2013102897
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(2)を計算することで算出されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内視鏡診断装置。
Figure 2013102897
The calculation of the contrast in the contrast calculation means is to create a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculate the following equation (2) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. The endoscope diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the endoscope diagnosis apparatus is calculated by:
Figure 2013102897
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(3)を計算することで算出されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内視鏡診断装置。
Figure 2013102897
The calculation of the contrast in the contrast calculation means is to create a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculate the following expression (3) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. The endoscope diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the endoscope diagnosis apparatus is calculated by:
Figure 2013102897
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(4)を計算することで算出されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内視鏡診断装置。
Figure 2013102897
The calculation of the contrast in the contrast calculation means is to create a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculate the following equation (4) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. The endoscope diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the endoscope diagnosis apparatus is calculated by:
Figure 2013102897
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(5)を計算することで算出されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内視鏡診断装置。
Figure 2013102897
The calculation of the contrast in the contrast calculation means is to create a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculate the following equation (5) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. The endoscope diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the endoscope diagnosis apparatus is calculated by:
Figure 2013102897
前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムにおける高い画素値Lmaxと低い画素値Lminとから以下の式(6)を計算することで算出されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内視鏡診断装置。
Figure 2013102897
The calculation of the contrast in the contrast calculation means is to create a histogram from the pixel values of the autofluorescence image and calculate the following equation (6) from the high pixel value L max and the low pixel value L min in the histogram. The endoscope diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the endoscope diagnosis apparatus is calculated by:
Figure 2013102897
前記低い画素値Lminは、前記ヒストグラムから高い値5%を除いた後のヒストグラムにおける低い値10%の平均値であり、前記高い画素値Lmaxは、前記ヒストグラムから高い値5%を除いた後のヒストグラムにおける高い値10%の平均値であることを特徴とする請求項4〜9のいずれか1項に記載の内視鏡診断装置。 The low pixel value L min is an average value of the low value 10% in the histogram after removing the high value 5% from the histogram, and the high pixel value L max is the high value 5% excluded from the histogram. The endoscope diagnosis apparatus according to any one of claims 4 to 9, wherein an average value of a high value of 10% in a later histogram is used. 前記コントラスト算出手段における前記コントラストの算出は、前記自家蛍光画像の画素値からヒストグラムを作成し、前記ヒストグラムから高い値10%を除いた後のヒストグラムの高い値30%の平均値を前記コントラストとすることで算出されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の内視鏡診断装置。   The calculation of the contrast in the contrast calculation means creates a histogram from the pixel values of the autofluorescence image, and uses the average value of 30% of the high value of the histogram after removing the high value of 10% from the histogram as the contrast. The endoscope diagnosis apparatus according to claim 1, wherein the endoscope diagnosis apparatus is calculated as described above. 前記コントラスト算出手段において前記コントラストの算出に用いられる自家蛍光画像は、前記撮像部において低解像度で出力された自家蛍光画像であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の内視鏡診断装置。   12. The endoscopy according to claim 1, wherein the autofluorescence image used for calculating the contrast in the contrast calculation means is an autofluorescence image output at a low resolution in the imaging unit. Mirror diagnostic device. 前記コントラスト算出手段において前記コントラストの算出に用いられる前記自家蛍光画像は、前記撮像部において前記撮像画像の中心領域のみが出力された前記自家蛍光画像であることを特徴とする請求項1〜11のいずれかに記載の内視鏡診断装置。   The autofluorescence image used for calculating the contrast in the contrast calculation means is the autofluorescence image in which only the central region of the captured image is output in the imaging unit. The endoscope diagnosis apparatus according to any one of the above. 前記自家蛍光画像は、前記撮像部において撮像される通常光の画像信号と自家蛍光の画像信号とに基づいて、画像処理部により生成される合成画像であることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の内視鏡診断装置。   The self-fluorescent image is a composite image generated by an image processing unit based on an image signal of normal light and an image signal of auto-fluorescence captured by the imaging unit. The endoscopic diagnostic apparatus according to any one of the above. 前記第1の回転フィルタの分光フィルタを前記第1の分光フィルタとし、前記第2の回転フィルタの分光フィルタを前記第1の分光フィルタとする第1の組合せ、
前記第1の回転フィルタの分光フィルタを前記第1の分光フィルタとし、前記第2の回転フィルタの分光フィルタを前記第2の分光フィルタとする、又は、前記第1の回転フィルタの分光フィルタを前記第2の分光フィルタとし、前記第2の回転フィルタの分光フィルタを前記第1の分光フィルタとする第2の組合せ、及び
前記第1の回転フィルタの分光フィルタを前記第2の分光フィルタとし、前記第2の回転フィルタの分光フィルタを前記第2の分光フィルタとする第3の組合せ、のそれぞれにおいて撮像を行い、
前記コントラスト算出手段は、前記第1の組合せに対する第1のコントラストと、前記第2の組合せに対する第2のコントラストと、前記第3の組合せに対する第3のコントラストとをそれぞれ算出し、
前記フィルタ決定手段は、前記第1のコントラスト、前記第2のコントラスト、及び第3のコントラストのうち、最もコントラストの大きいフィルタの組合せを決定し、前記決定されたフィルタ組合せに基づいて自家蛍光観察が行われることを特徴とする請求項3に記載の内視鏡診断装置。
A first combination in which the spectral filter of the first rotary filter is the first spectral filter and the spectral filter of the second rotary filter is the first spectral filter;
The spectral filter of the first rotary filter is the first spectral filter, the spectral filter of the second rotary filter is the second spectral filter, or the spectral filter of the first rotary filter is the The second spectral filter, the second combination of the second rotating filter as the first spectral filter, and the second rotating filter as the second spectral filter, Imaging is performed in each of the third combinations in which the spectral filter of the second rotation filter is the second spectral filter,
The contrast calculating means calculates a first contrast for the first combination, a second contrast for the second combination, and a third contrast for the third combination;
The filter determining means determines a combination of filters having the highest contrast among the first contrast, the second contrast, and the third contrast, and autofluorescence observation is performed based on the determined filter combination. The endoscope diagnosis apparatus according to claim 3, wherein the endoscope diagnosis apparatus is performed.
前記光経路分離統合手段は、前記撮像部に入射した自家蛍光を、撮像前に光量の等しい、第1の経路、第2の経路、第3の経路、及び第4の経路からなる4つの経路に分離し、
前記複数の回転フィルタは、前記第1の経路に設置される第1の回転フィルタと、前記第2の経路に設置される第2の回転フィルタと、前記第3の経路に設置される第3の回転フィルタと、前記第4の経路に設置される第4の回転フィルタとからなることを特徴とする請求項1に記載の内視鏡診断装置。
The optical path separation / integration unit is configured to provide four paths including a first path, a second path, a third path, and a fourth path, in which the autofluorescence incident on the imaging unit has the same amount of light before imaging. Separated into
The plurality of rotary filters include a first rotary filter installed in the first path, a second rotary filter installed in the second path, and a third installed in the third path. The endoscope diagnosis apparatus according to claim 1, comprising: a rotation filter of the first rotation filter, and a fourth rotation filter installed in the fourth path.
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