JP2016120026A - 内視鏡システム及びその作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の観察対象の生体数値情報を算出する場合において、各観察対象での照明条件や撮影条件を同じ状態にして、生体数値情報算出用の画像を取得することができる内視鏡システム及びその作動方法を提供する。
【解決手段】照明光により観察対象を照明する。観察対象を撮像して取得した第１静止画は静止画記憶部に記憶される。部分静止画生成部は、第１静止画の一部を切り取って第１部分静止画を生成する。表示制御部は、リアルタイムの画像をモニタ１８の動画表示領域Ｒｘ上に動画表示するとともに、第１部分静止画をモニタ１８の部分静止画表示領域Ｒｙに表示する制御を行う。
【選択図】図５

Description

本発明は、病変部の診断に寄与する生体数値情報を取得する内視鏡システム及びその作動方法に関する。

医療分野においては、光源装置、内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いて、診断することが一般的になっている。この内視鏡システムを用いた診断では、モニタに表示された画像をドクターが観察して、病変部位か否かの判断を行っている。このような内視鏡画像に基づく診断はドクターの熟練度が大きく影響することから、ドクターの熟練度によらない新たな診断方法が求められている。

例えば、病変部とヘモグロビン量とは相関関係があることから、特許文献１では、ヘモグロビン量をＩＨｂ（Index of Hemoglobin）として定量化し、ＩＨｂを病変部の診断に用いることが記載されている。

特開２００３−２２００１９号公報

ＩＨｂなど生体数値情報を用いた診断においては、例えば、図４に示すように、観察対象である胃のうち、食道側から順に、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点の３つの地点の生体数値情報を算出し、それぞれの値を比較して、病変の進行度合いを把握することがある。この場合、各地点で撮像したときの観察対象の距離や各地点で発光したときの照明光の発光量など、各地点での照明条件や撮影条件も各地点で異なると、その影響を受けて、各地点で算出した生体数値情報を正確に比較することが難しくなる。

例えば、Ａ地点、Ｂ地点、Ｃ地点における病変の進行度合いが同じ場合であっても、各地点での照明条件や撮影条件が各地点で異なった場合には、各地点における生体数値情報は同じにはならないため、それら生体数値情報を正確に比較することが難しくなる。したがって、異なる複数の観察対象の生体数値情報を正確に比較するためには、各観察対象での照明条件や撮影条件を同じ状態にして、生体数値情報算出用の画像を取得できるようにすることが求められていた。

本発明は、複数の観察対象の生体数値情報を算出する場合において、各観察対象での照明条件や撮影条件を同じ状態にして、生体数値情報算出用の画像を取得することができる内視鏡システム及びその作動方法を提供することを目的とする。

本発明の内視鏡システムは、照明光を発する光源部と、照明光で照明された観察対象を撮像して第１静止画を取得する撮像部と、第１静止画を記憶する静止画記憶部と、第１静止画の一部を切り取って第１部分静止画を生成する部分静止画生成部と、観察対象を動画表示領域に動画表示し、且つ第１部分静止画を表示部に表示する制御を行う表示制御部と、を備える。

表示制御部は、動画表示領域とは別の部分静止画表示領域に、第１部分静止画を表示する制御を行うことが好ましい。表示制御部は、動画表示領域に、第１部分静止画を重畳表示する制御を行う。第１部分静止画の縁部には、動画表示と識別するための識別表示が設けられていることが好ましい。

撮像部は、前記第１部分静止画に対応する部位が動画表示領域に入ったときに撮像を行って、第２静止画を取得し、静止画記憶部は第２静止画を記憶し、部分静止画生成部は、第２静止画の一部を切り取って第２部分静止画を生成し、表示制御部は、第２静止画の取得後は、第１部分静止画の表示を停止し、第２部分静止画の表示を開始する制御を行うことが好ましい。

第１静止画から第１生体数値情報を算出し、第２静止画から第２生体数値情報を算出する生体数値情報算出部と、第１静止画を取得したときに発光した照明光の発光量と第２静止画を取得したときに発光した照明光の発光量とを比較する発光量比較部と、発光量比較部の比較結果に基づいて、第１生体数値情報又は第２生体数値情報の少なくとも一方を補正する数値補正部とを備えることが好ましい。撮像部は、第１部分静止画に対応する部位が動画表示領域に入ったときに撮像を行って、第２静止画を取得し、静止画記憶部は第２静止画を記憶することが好ましい。

本発明の内視鏡システムの作動方法は、撮像部が、照明光で照明された観察対象を撮像して第１静止画を取得する第１撮像ステップと、静止画記憶部が第１静止画を記憶する第１静止画記憶ステップと、部分静止画生成部が、第１静止画の一部を切り取って第１部分静止画を生成する第１部分静止画生成ステップと、表示制御部が、観察対象を動画表示領域に動画表示し、且つ第１部分静止画を表示部に表示する制御を行う第１表示制御ステップと、を備える。

第１表示制御ステップでは、画表示する動画表示領域とは別の部分静止画表示領域に、第１部分静止画を表示する制御を行うことが好ましい。第１表示制御ステップでは、動画表示する動画表示領域に、第１部分静止画を重畳表示する制御を行うことが好ましい。撮像部が、第１部分静止画に対応する部位が動画表示領域に入ったときに撮像を行って、第２静止画を取得する第２撮像ステップと、静止画記憶部が第２静止画を記憶する第２静止画記憶ステップと、部分静止画生成部が、第２静止画の一部を切り取って第２部分静止画を生成する第２部分静止画生成ステップと、表示制御部が、第２静止画の取得後は、第１部分静止画の表示を停止し、第２部分静止画の表示を開始する制御を行う第２表示制御ステップとを有することが好ましい。

本発明によれば、複数の観察対象の生体数値情報を算出する場合においても、各観察対象での照明条件や撮影条件を同じ状態にして、生体数値情報算出用の画像を取得することできるようになる。

内視鏡システムの外観図である。 第１実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。 紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒのスペクトルを示すグラフである。 観察対象のＡ地点、Ｂ地点、Ｃ地点を示す説明図である。 動画と第１部分静止画を並列表示するモニタの画像図である。 動画表示領域Ｒｘ上に第１部分静止画を表示するモニタの画像図である。 本発明の一連の流れを示すフローチャートである。 第１静止画と第１生体数値情報を表示するモニタの画像図である。 第１〜第３静止画を示す説明図である。 第２実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。 第２実施形態の通常モード又は測定用通常モードで発光する白色光のスペクトルを示すグラフである。 第２実施形態の特殊モード又は測定用特殊モードで発光する特殊光のスペクトルを示すグラフである。 第３実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。 回転フィルタの平面図である。 第４実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。 図３と異なる紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒのスペクトルを示すグラフである。

［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、モニタ１８と、コンソール１９とを有する。内視鏡１２は光源装置１４と光学的に接続されるとともに、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、被検体内に挿入される挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられる湾曲部１２ｃ及び先端部１２ｄを有している。操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃは湾曲動作する。この湾曲動作に伴って、先端部１２ｄが所望の方向に向けられる。なお、本発明の「表示部」はモニタ１８に対応する。

また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切替ＳＷ１３ａ、フリーズボタン１３ｂ、ズーム操作部１３ｃが設けられている。モード切替ＳＷ１３ａは、通常モードと、特殊モードと、測定用通常モード、測定用特殊モードの４種類のモード間の切り替え操作に用いられる。通常モードは、通常画像をモニタ１８上に表示するモードである。特殊モードは、特殊画像をモニタ１８上に表示するモードである。測定用通常モードは、通常画像の静止画を取得したときに、生体数値情報を算出してモニタ１８上に表示するモードである。測定用特殊モードは、特殊画像の静止画を取得したときに、生体数値情報を算出してモニタ１８上に表示するモードである。

フリーズボタン１３ｂは、観察対象の静止画を取得するときに用いられる。このフリーズボタン１３ｂを押圧操作することで、静止画取得指示が光源装置１４及びプロセッサ装置１６に送信され、その時点での観察対象の静止画が静止画記憶部７２に記録される。ズーム操作部１３ｃは、観察対象を拡大して観察する拡大観察を行う時に用いられる。このズーム操作部１３ｃを操作することで、ズームレンズ４７（図２参照）がテレ位置とワイド位置との間を移動する。

プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続される。モニタ１８は、画像情報等を出力表示する。コンソール１９は、機能設定等の入力操作を受け付けるUI（User Interface：ユーザーインターフェース）として機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。

図２に示すように、光源装置１４は、V-LED（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、B-LED（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、G-LED（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、R-LED（Red Light Emitting Diode）２０ｄ、これら４色のＬＥＤ２０a〜２０ｄの駆動を制御する光源制御部２１、及び４色のLED２０a〜２０ｄから発せられる４色の光の光路を結合する光路結合部２３を備えている。光路結合部２３で結合された光は、挿入部１２a内に挿通されたライトガイド（ＬＧ（Light Guide））４１及び照明レンズ４５を介して、被検体内に照射される。なお、LEDの代わりに、LD（Laser Diode）を用いてもよい。また、上記の「４色のＬＥＤ２０a〜２０ｄ」は本発明の「光源部」に対応する。

図３に示すように、V-LED２０ａは、中心波長４０５±１０nm、波長範囲３８０〜４２０nmの紫色光Ｖを発生する。B-LED２０ｂは、中心波長４６０±１０nm、波長範囲４２０〜５００nmの青色光Ｂを発生する。G-LED２０ｃは、波長範囲が４８０〜６００nmに及ぶ緑色光Ｇを発生する。R-LED２０ｄは、中心波長６２０〜６３０nmで、波長範囲が６００〜６５０nmに及ぶ赤色光Ｒを発生する。なお、４色の光を全て観察対象の照明に用いる必要は無い。例えば、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの３色の光で観察対象の照明を行ってもよい。

図２に示すように、光源制御部２１は、通常モードと、特殊モードと、測定用通常モードと、測定用特殊モードのいずれの観察モードにおいても、V-LED２０ａ、B-LED２０ｂ、G-LED２０ｃ、R-LED２０ｄを点灯する。したがって、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの４色の光が混色した光が、観察対象に照射される。また、光源制御部２１では、紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒ間の光量比は、通常観察モードと特殊観察モードとでそれぞれ異なるように設定する。通常観察モード時には、光量比がＶｃ、Ｂｃ、Ｇｃ、Ｒｃとなるように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御する。特殊観察モード時には、光量比がＶｓ、Ｂｓ、Ｇｓ、Ｒｓとなるように、各ＬＥＤ２０ａ〜２０ｄを制御する。

ライトガイド４１は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（内視鏡１２と光源装置１４及びプロセッサ装置１６とを接続するコード）内に内蔵されており、光路結合部２３で結合された光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。

内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０aと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは照明レンズ４５を有しており、この照明レンズ４５を介して、ライトガイド４１からの光が観察対象に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ４６、ズームレンズ４７、撮像センサ４８を有している。観察対象からの反射光は、対物レンズ４６及びズームレンズ４７を介して、撮像センサ４８に入射する。これにより、撮像センサ４８に観察対象の反射像が結像される。

撮像センサ４８（本発明の「撮像部」に対応する）はカラーの撮像センサであり、被検体の反射像を撮像して画像信号を出力する。この出力された画像信号に基づいて、静止画（本実施形態では、第１静止画、第２静止画、第３静止画）や動画が生成される。撮像センサ４８は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）撮像センサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）撮像センサ等であることが好ましい。本発明で用いられる撮像センサ４８は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の３色のＲＧＢ画像信号を得るためのカラーの撮像センサ、即ち、Ｒフィルタが設けられたＲ画素、Ｇフィルタが設けられたＧ画素、Ｂフィルタが設けられたＢ画素を備えた、いわゆるＲＧＢ撮像センサである。

なお、撮像センサ４８としては、RGBのカラーの撮像センサの代わりに、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）及びＧ（緑）の補色フィルタを備えた、いわゆる補色撮像センサであっても良い。補色撮像センサを用いる場合には、ＣＭＹＧの４色の画像信号が出力されるため、補色−原色色変換によって、CMYGの４色の画像信号をＲＧＢの３色の画像信号に変換する必要がある。また、撮像センサ４８はカラーフィルタを設けていないモノクロ撮像センサであっても良い。この場合、光源制御部２１は青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒを時分割で点灯させて、撮像信号の処理では同時化処理を加える必要がある。

撮像センサ４８から出力される画像信号は、ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０に送信される。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０は、アナログ信号である画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ（Correlated Double Sampling））や自動利得制御（ＡＧＣ（Auto Gain Control））を行う。ＣＤＳ・ＡＧＣ回路５０を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ（Analog /Digital）コンバータ）５２により、デジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換されたデジタル画像信号は、プロセッサ装置１６に入力される。

プロセッサ装置１６は、受信部５３と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６と、ノイズ除去部５８と、第１切替部６０と、通常画像処理部６２と、特殊画像処理部６４と、第２切替部６６と、表示制御部６８と、静止画記憶部７２と、部分静止画生成部７４と、生体数値情報算出部７６と、発光量比較部７８と、数値補正部８０とを備えている。

受信部５３は内視鏡１２からのデジタルのＲＧＢ画像信号を受信する。Ｒ画像信号は撮像センサ４８のＲ画素から出力される信号に対応し、Ｇ画像信号は撮像センサ４８のＧ画素から出力される信号に対応し、Ｂ画像信号は撮像センサ４８のＢ画素から出力される信号に対応している。

ＤＳＰ５６は、受信した画像信号に対して、欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、デモザイク処理等の各種信号処理を施す。欠陥補正処理では、撮像センサ４８の欠陥画素の信号が補正される。オフセット処理では、欠陥補正処理が施されたＲＧＢ画像信号から暗電流成分が除かれ、正確な零レベルが設定される。ゲイン補正処理では、オフセット処理後のＲＧＢ画像信号に特定のゲインを乗じることにより信号レベルが整えられる。ゲイン補正処理後のＲＧＢ画像信号には、色再現性を高めるためのリニアマトリクス処理が施される。その後、ガンマ変換処理によって明るさや彩度が整えられる。リニアマトリクス処理後のＲＧＢ画像信号には、デモザイク処理（等方化処理、画素補間処理とも言う）が施され、各画素で不足した色の信号が補間によって生成される。このデモザイク処理によって、全画素がＲＧＢ各色の信号を有するようになる。

ノイズ除去部５８は、ＤＳＰ５６でガンマ補正等が施されたＲＧＢ画像信号に対してノイズ除去処理（例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等）を施すことによって、ＲＧＢ画像信号からノイズを除去する。ノイズが除去されたＲＧＢ画像信号は、第１切替部６０に送信される。

第１切替部６０は、モード切替ＳＷ１３ａにより、通常モード又は測定用通常モードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を通常画像処理部６２に送信し、特殊モード又は測定用特殊モードにセットされている場合には、ＲＧＢ画像信号を特殊画像処理部６４に送信する。

通常画像処理部６２は、ＲＧＢ画像信号に対して、色変換処理、色彩強調処理、構造強調処理を行う。色変換処理では、デジタルのＲＧＢ画像信号に対しては、３×３のマトリックス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ処理などを行い、色変換処理済みのＲＧＢ画像信号に変換する。次に、色変換処理済みのＲＧＢ画像信号に対して、各種色彩強調処理を施す。この色彩強調処理済みのＲＧＢ画像信号に対して、空間周波数強調等の構造強調処理を行う。構造強調処理が施されたＲＧＢ画像信号は、通常画像のＲＧＢ画像信号として、通常画像処理部６２から第２切替部６６に入力される。

特殊画像処理部６４は、通常画像処理部６２と同様に、ＲＧＢ画像信号に対して、色変換処理、色彩強調処理、構造強調処理を行う。これら処理済みのＲＧＢ画像信号は、特殊画像のＲＧＢ画像信号として、特殊画像処理部６４から第２切替部６６に入力される。

第２切替部６６は、フリーズボタン１３ｂからの静止画取得指示を受信しない限り、通常画像のＲＧＢ画像信号を表示制御部６８に送信する。静止画取得指示を受信したときには、通常画像又は特殊画像のＲＧＢ画像信号を静止画記憶部７２に送信する。表示制御部６８は、通常モード又は特殊モードに設定されている場合には、通常画像又は特殊画像のＲＧＢ画像信号に基づいて、モニタ１８に通常画像又は特殊画像が表示されるように表示制御する。一方、測定用通常モード又は測定用特殊モードに設定されている場合には、表示制御部６８は、通常画像又は特殊画像のＲＧＢ画像と部分静止画生成部７４で生成した部分静止画とに基づいて、モニタ１８に、通常画像又は特殊画像と部分静止画が表示されるように表示制御する。この表示制御については、後述する。

静止画記憶部７２は、フリーズボタン１３ｂの操作時に、第２切替部６６から送信される静止画を記憶する。本実施形態では、静止画記憶部７２に記憶する静止画としては、図４に示す観察対象のうちＡ地点を撮像して取得した第１静止画と、Ａ地点に隣接するＢ地点を撮像して取得した第２静止画と、Ｂ地点に隣接するＣ地点を撮像して取得した第３静止画とが含まれる。

部分静止画生成部７４は、静止画記憶部７２に記憶した静止画の一部を切り取って、部分静止画を生成する。本実施形態では、観察対象のＡ地点の撮像により、第１静止画が静止画記憶部７２に記憶されたときに、部分静止画生成部７４が、第１静止画の一部を切り取って第１部分静止画を生成する。生成された第１部分静止画は表示制御部６８に送信される。

表示制御部６８は、第１静止画の取得後、フリーズボタン１３ｂが操作されて第２静止画を取得するまでの間、図５に示すように、モニタ１８上の中央の動画表示領域Ｒｘに通常画像又は特殊画像を動画表示する一方で、動画表示領域Ｒｘの側方に設けられた部分静止画表示領域Ｒｙに第１部分静止画を表示する。ドクターは、モニタ１８に表示された動画表示と第１部分静止画の両方を観察し、Ｂ地点と第２部分静止画に対応する部位が動画表示領域Ｒｘに入った時に、フリーズボタン１３ｂを操作する。これにより、Ｂ地点と第１部分静止画を含む第２静止画が静止画記憶部７２に記憶される。なお、仮に、モニタ１８上に動画とともに第１部分静止画を表示しない場合には、第１部分静止画を含むように、第２静止画を取得することは極めて難しくなる。

以上のように、第２静止画には、第１静止画との共通部分である第１部分静止画が含まれるため、第１静止画及び第２静止画のうち少なくとも第１部分静止画がある部分については、観察対象との距離が同じになり、また、観察対象からの反射光の光量も同じになる。したがって、第１静止画を取得したときの照明条件や撮影条件と、第２静止画を取得したときの照明条件や撮影条件をほぼ同じにすることができる。

また、部分静止画生成部７４は、Ｂ地点と第１部分静止画を含む第２静止画を取得して、静止画記憶部７２に記憶されたときには、第２静止画の一部を切り取って第２部分静止画を生成する。生成された第２部分静止画と通常画像又は特殊画像の動画がモニタ１８上に表示される。そして、次の観察対象であるＣ地点と第２部分静止画に対応する部位が動画表示領域Ｒｘに入って、ドクターがフリーズボタン１３ｂを操作したときに、Ｃ地点と第２部分静止画を含む第３静止画が静止画記憶部７２に記憶される。この第３静止画は、第２静止画との共通部分である第２部分静止画を含んでいるため、第２静止画を取得したときの照明条件や撮影条件と、第３静止画を取得したときの照明条件や撮影条件をほぼ同じになっている。

なお、部分静止画表示領域Ｒｙに部分静止画を表示することに代えて、部分静止画を動画表示領域Ｒｘに動画と重畳表示するようにしてもよい。この場合、部分静止画には、動画表示と識別するための識別表示を設けることが好ましい。例えば、図６に示すように、第１部分静止画を動画表示領域Ｒｘに動画と重畳表示した場合には、識別表示として、第１部分静止画の縁部に一定時間毎に点滅する識別点滅線Ｌａを設けることが好ましい。

生体数値情報算出部７６は、静止画記憶部７２に記憶された静止画に基づいて、生体数値情報を算出する。算出された生体数値情報は、モニタ１８上に表示される。本実施形態では、第１静止画から第１生体数値情報を算出し、第２静止画から第２生体数値情報を算出し、第３静止画から第３生体数値情報を算出する。ここで、第１静止画を取得したときの照明条件や撮影条件と、第２静止画を取得したときの照明条件や撮影条件と、第３静止画を取得したときの照明条件や撮影条件とはほぼ同じであることから、それら第１〜第３静止画から得られた第１〜第３生体数値情報については、仮に、それらの数値上の違いがあったとしても、それは、照明条件や撮影条件の違いによるものではなく、病変の進行度など生体要因に基づく違いによるものである。これにより、第１〜第３生体数値情報を正確に比較することができる。

なお、生体数値情報としては、ヘモグロビンインデックス（ＩＨｂ）、酸素飽和度、血管深さ、血管密度などを算出することが好ましい。例えば、ヘモグロビンインデックスについては、下記の式に基づいて、算出する。
（式）：ＩＨｂ＝３２×Ｌｏｇ_２（Ｒｘ／Ｇｘ）
ただし、「Ｒｘ」は静止画のＲ画像信号の画素値を、「Ｇｘ」は静止画のＧ画像信号の画素値を表している。

発光量比較部７８は、ある地点の静止画を取得したときに発光した照明光の発光量と、別の地点の静止画を取得したときに発光した照明光の発光量とを比較する。本実施形態では、第１静止画を取得したときに発光した紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの４色分の第１総発光量と、第２静止画を取得したときに発光した紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの４色分の第２総発光量とを比較して、第１比較結果を出力する。また、第２総発光量と、第３静止画を取得したときに発光した紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの４色分の第３総発光量とを比較して、第２比較結果を出力する。なお、第１〜第３総発光量は、光源装置１４又はプロセッサ装置１６のいずれかに設けられた発光量記憶部に記憶される。

数値補正部８０は、発光量比較部７８での比較結果に基づいて、生体数値情報を補正する。本実施形態では、第１比較結果に基づいて、第１生体数値情報又は第２生体数値情報の少なくとも一方を補正し、第２比較結果に基づいて、第２生体数値情報又は第３生体数値情報の少なくとも一方を補正する。例えば、第１総発光量と第２総発光量とが異なっている場合には、第１総発光量と第２総発光量との差分に応じて、第１生体数値情報又は第２生体数値情報の少なくとも一方を補正する。また、第１総発光量と第２総発光量とが同じである場合には、第１又は第２生体数値情報の補正を行う必要はない。

次に、観察対象のＡ地点、Ｂ地点、Ｃ地点の第１〜第３静止画を取得し、それら第１〜第３静止画から第１〜第３生体数値情報を算出する一連の流れについて、図７のフローチャートに沿って説明する。まず、通常モードにセットし、内視鏡１２の挿入部１２ａを検体内に挿入する。挿入部１２ａの先端部１２ｄが観察対象のＡ地点に到達したら、モード切替ＳＷ１３ａを操作して、通常モードから測定用通常モード又は測定用特殊モードに切り替える。

次に、フリーズボタン１３ｂを押圧操作して、Ａ地点を撮像することにより第１静止画を取得する。この第１静止画は静止画記憶部７２に記憶される。生体数値情報算出部７６は、第１静止画に基づいて、第１生体数値情報を算出する。表示制御部６８は、図８に示すように、モニタ１８の動画表示領域Ｒｘに対して、第１静止画を数秒間連続して表示するとともに、第１生体数値情報を表示するように制御する。第１静止画の連続表示後は、部分静止画生成部７４は、第１静止画の一部を切り取って第１部分静止画を生成する。そして、表示制御部６８は、動画表示領域Ｒｘに通常画像又は特殊画像の動画を表示するとともに、部分静止画表示領域Ｒｙに第１部分静止画を表示する制御を行う。

ドクターは、モニタ１８に表示された動画表示と第１部分静止画の両方を観察し、次の観察対象であるＢ地点と第１部分静止画に対応する部位が動画表示領域Ｒｘに入った時に、フリーズボタン１３ｂを押圧操作する。これにより、Ｂ地点と第１部分静止画を含む第２静止画が得られる。この第２静止画は静止画記憶部７２に記憶される。生体数値情報算出部７６は、第２静止画に基づいて、第２生体数値情報を算出する。また、数値補正部８０は、第１静止画取得時の紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの第１総発光量と、第２静止画取得時の紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの第２総発光量との比較結果から、第２生体数値情報を補正する。補正した第２生体数値情報は、第２静止画とともに、数秒間連続表示される。

第２生体数値情報と第２静止画の連続表示後は、モニタ１８の動画表示領域Ｒｘに動画表示され、また、部分静止画表示領域Ｒｙに第２部分静止画が表示される。第２部分静止画は第２静止画を一部切り取って生成される。そして、ドクターは、同様にして、次の観察対象であるＣ地点と第２部分静止画に対応する部位が動画表示領域Ｒｘに入った時に、フリーズボタン１３ｂを押圧操作する。これにより、Ｃ地点と第２部分静止画を含む第３静止画が得られる。この第３静止画は静止画記憶部７２に記憶される。上記と同様にして、第３静止画から第３生体数値情報が算出され、この第３生体数値情報は数値補正部８０で補正される。補正した第３生体数値情報は、第３静止画とともに、数秒間連続表示される。

第３静止画の連続表示後は、自動的に又はユーザーによるコンソール１９の操作により、図９に示すように、第１〜第３静止画と、これら第１〜第３静止画内に第１〜第３生体数値情報とがモニタ１８上に一覧表示される。ドクターは、第１〜第３生体数値情報をそれぞれ比較することによって、病変部がどの地点まで進行しているか等の診断を行う。

ここで、第１〜第３静止画のうち、第１静止画と第２静止画は共通する部分の画像として第１部分静止画を有していることから、第１静止画取得時の観察距離と第２静止画取得時の観察距離はほぼ同じとなり、また、第２静止画と第３静止画も共通する部分の画像として第２部分静止画を有していることから、第２静止画取得時の観察距離と第３静止画取得時の観察距離はほぼ同じになっている。したがって、第１〜第３静止画を取得したときの照明条件や撮影条件はほぼ同じであることから、第１〜第３静止画から得られた第１〜第３生体数値情報をそれぞれ正確に比較することができる。

また、算出した第１〜第３生体数値情報のうち、第２生体数値情報については、第１、第２静止画の取得時に発光した紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの第１、第２総発光量を比較した結果に基づいて、補正されており、また、第３生体数値情報については、第２、第３静止画の取得時に発光した紫色光Ｖ、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒの第２、第３総発光量を比較した結果に基づいて、補正されている。したがって、第１〜第３総発光量が異なったとしても、それら第１〜第３総発光量に基づく生体数値情報上の誤差が無くなるように第１〜第３生体数値情報が補正されることから、補正後の第１〜第３生体数値情報は、補正前の第１〜第３生体数値情報よりも、更に正確な比較が可能となる。

［第２実施形態］
第２実施形態では、第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、レーザ光源と蛍光体を用いて観察対象の照明を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。

図１０に示すように、内視鏡システム１００では、光源装置１４において、４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、中心波長４４５±１０ｎｍの青色レーザ光を発する青色レーザ光源（図１０では「４４５ＬＤ」と表記）１０４と、中心波長４０５±１０ｎｍの青紫色レーザ光を発する青紫色レーザ光源（図１０では「４０５ＬＤ」と表記）１０６とが設けられている。これら各光源１０４、１０６の半導体発光素子からの発光は、光源制御部１０８により個別に制御されており、青色レーザ光源１０４の出射光と、青紫色レーザ光源１０６の出射光の光量比は変更自在になっている。

光源制御部１０８は、通常モード及び測定用通常モードの場合には、青色レーザ光源１０４を駆動させる。これに対して、特殊モード及び測定用特殊モードの場合には、青色レーザ光源１０４と青紫色レーザ光源１０６の両方を駆動させるとともに、青色レーザ光の発光比率を青紫色レーザ光の発光比率よりも大きくなるように制御している。以上の各光源１０４、１０６から出射されるレーザ光は、集光レンズ、光ファイバ、合波器などの光学部材（いずれも図示せず）を介して、ライトガイド（ＬＧ）４１に入射する。

なお、青色レーザ光又は青紫色レーザ光の半値幅は±１０nm程度にすることが好ましい。また、青色レーザ光源１０４及び青紫色レーザ光源１０６は、ブロードエリア型の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を用いることもできる。また、上記光源として、発光ダイオード等の発光体を用いた構成としてもよい。

照明光学系３０aには、照明レンズ４５の他に、ライトガイド４１からの青色レーザ光又は青紫色レーザ光が入射する蛍光体１１０が設けられている。蛍光体１１０に、青色レーザ光が照射されることで、蛍光体１１０から蛍光が発せられる。また、一部の青色レーザ光は、そのまま蛍光体１１０を透過する。青紫色レーザ光は、蛍光体１１０を励起させることなく透過する。蛍光体１１０を出射した光は、照明レンズ４５を介して、検体内に照射される。なお、第２実施形態では、青色レーザ光源１０４、青紫色レーザ光源１０６、蛍光体１１０を含む構成が、本発明の「光源部」に対応する。

ここで、通常モード及び測定用通常モードにおいては、主として青色レーザ光が蛍光体１１０に入射するため、図１１に示すような、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した白色光が、観察対象に照射される。一方、特殊モード及び測定用特殊モードにおいては、青紫色レーザ光と青色レーザ光の両方が蛍光体１１０に入射するため、図１２に示すような、青紫色レーザ光、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した特殊光が、検体内に照射される。

なお、蛍光体１１０は、青色レーザ光の一部を吸収して、緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７）等の蛍光体）を含んで構成されるものを使用することが好ましい。本構成例のように、半導体発光素子を蛍光体１１０の励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度、色度の変化を小さく抑えることができる。

なお、第２実施形態においては、発光量比較部７８で、第１静止画取得時の発光量と第２静止画取得時の発光量とを比較する際、又は、第２静止画取得時の発光量と第３静止画取得時の発光量とを比較する際、第１〜第３静止画取得時の発光量としては、第１〜第３静止画取得時に得られるＡＥ（Auto Exposure）値に基づいて算出したものを用いることが好ましい。このＡＥ値は、第１〜第３静止画取得時に得られるＲＧＢ画像信号から算出する。

［第３実施形態］
第３実施形態では、第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、キセノンランプなどの広帯域光源と回転フィルタを用いて観察対象の照明を行う。この場合には、カラーの撮像センサ４８に代えて、モノクロの撮像センサで観察対象の撮像を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。

図１３に示すように、内視鏡システム２００では、光源装置１４において、４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄに代えて、広帯域光源２０２、絞り２０３、回転フィルタ２０４、フィルタ切替部２０５、光源制御部２０８が設けられている。また、撮像光学系３０ｂには、カラーの撮像センサ４８の代わりに、カラーフィルタが設けられていないモノクロの撮像センサ２０６が設けられている。

広帯域光源２０２はキセノンランプ、白色ＬＥＤなどであり、波長域が青色から赤色に及ぶ白色光を発する。回転フィルタ２０４は、内側に設けられた通常モード用フィルタ２０８と、外側に設けられた特殊モード用フィルタ２０９とを備えている（図１４参照）。フィルタ切替部２０５は、回転フィルタ２０４を径方向に移動させるものであり、モード切替ＳＷ１３ａにより通常モード又は測定用通常モードにセットされたときに、回転フィルタ２０４の通常モード用フィルタ２０８を白色光の光路に挿入し、特殊モード又は測定用特殊モードにセットされたときに、回転フィルタ２０４の特殊モード用フィルタ２０９を白色光の光路に挿入する。なお、第３実施形態では、広帯域光源２０２と回転フィルタ２０４を含む構成が、本発明の「光源部」に対応する。また、絞り２０３は光源制御部２０８によって制御され、この絞り２０３の調整によって、回転フィルタ２０３に入射する白色光の光量が調整される。

図１４に示すように、通常モード用フィルタ２０８には、周方向に沿って、白色光のうち青色光を透過させるＢフィルタ２０８ａ、白色光のうち緑色光を透過させるＧフィルタ２０８ｂ、白色光のうち赤色光を透過させるＲフィルタ２０８ｃが設けられている。したがって、通常モード又は測定用通常モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、青色光、緑色光、赤色光が交互に観察対象に照射される。

特殊モード用フィルタ２０９には、周方向に沿って、白色光のうちＢフィルタ２０８ａと異なる波長帯域の特殊青色光を透過させるＢフィルタ２０９ａと、白色光のうちＧフィルタ２０８ｂと異なる波長帯域の特殊緑色光を透過させるＧフィルタ２０９ｂ、白色光のうちＲフィルタ２０８ｃと異なる波長帯域の特殊赤色光を透過させるＲフィルタ２０９ｃが設けられている。したがって、特殊モード又は測定用特殊モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、特殊青色光、特殊緑色光、特殊赤色光が交互に観察対象に照射される。

内視鏡システム２００では、通常モード及び測定用通常モード時には、青色光、緑色光、赤色光が観察対象に照射される毎にモノクロの撮像センサ２０６で検体内を撮像する。これにより、ＲＧＢの３色の画像信号が得られる。そして、それらＲＧＢの画像信号に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、通常画像が生成される。

一方、特殊モード及び測定用特殊モード時には、特殊青色光、特殊緑色光、特殊赤色光が観察対象に照射される毎にモノクロの撮像センサ２０６で検体内を撮像する。これにより、ＲＧＢの３色の画像信号が得られる。これらＲＧＢ画像信号に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、特殊画像の生成が行われる。

なお、第３実施形態においては、発光量比較部７８で、第１静止画取得時の発光量と第２静止画取得時の発光量とを比較する際、又は、第２静止画取得時の発光量と第３静止画取得時の発光量とを比較する際、第１〜第３静止画取得時の発光量としては、第１〜第３静止画取得時に得られるＡＥ（Auto Exposure）値に基づいて算出したものを用いることが好ましい。ここで、ＡＥ値は、第２実施形態と同様、第１〜第３静止画取得時に得られるＲＧＢ画像信号から算出される。

［第４実施形態］
第４実施形態では、第１実施形態で示した４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、キセノンランプなどの広帯域光源を用いて観察対象の照明を行う。それ以外については、第１実施形態と同様である。

図１５に示すように、内視鏡システム３００では、光源装置１４において、４色のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄに代えて、第３実施形態と同様の広帯域光源２０２、絞り２０３、及び光源制御部２０８が設けられている。広帯域光源２０２から発せられた白色光は、絞り２０３、ライトガイド４１、及び照明レンズ４５を介して、観察対象に照射される。なお、第４実施形態では、広帯域光源２０２を含む構成が、本発明の「光源部」に対応する。

内視鏡システム３００では、通常モード及び測定用通常モード時には、絞り２０２で通常モード用光量に調整された白色光で観察対象を照明し、この観察対象をカラーの撮像センサ４８で撮像する。この撮像により得られたＲＧＢの画像信号に基づいて、上記第１実施形態とほぼ同様の方法で、通常画像が生成される。一方、特殊モード及び測定用特殊モード時には、絞り２０２で特殊モード用光量に調整された白色光で観察対象を照明し、この観察対象をカラーの撮像センサ４８で撮像する。この撮像により得られたＲＧＢの画像信号に基づいて、上記第１実施形態とほぼ同様の方法で、特殊画像の生成が行われる。

なお、第４実施形態では、発光量比較部７８で、第１静止画取得時の発光量と第２静止画取得時の発光量とを比較する際、又は、第２静止画取得時の発光量と第３静止画取得時の発光量とを比較する際、第１〜第３静止画取得時の白色光の発光量としては、第１〜第３静止画を取得したときの絞り２０３の開口度、又は、第１〜第３静止画を取得したときのＡＥ（Auto Exposure）値から求めたものを用いることが好ましい。

なお、上記実施形態では、図３に示すような発光スペクトルを有する４色の光を用いたが、発光スペクトルはこれに限られない。例えば、図１６に示すように、緑色光G及び赤色光Rについては、図３と同様のスペクトルを有する一方で、紫色光Ｖ^＊については、中心波長４１０〜４２０nmで、図３の紫色光Ｖよりもやや長波長側に波長範囲を有する光にしてもよい。また、青色光Ｂ^＊については、中心波長４４５〜４６０nmで、図３の青色光Ｂよりもやや短波長側に波長範囲を有する光にしてもよい。

１０，１００，２００ 内視鏡システム
７２ 静止画記憶部
７４ 部分静止画生成部
７６ 生体数値情報算出部
７８ 発光量比較部
８０ 数値比較部

Claims (11)

1. 照明光を発する光源部と、
   前記照明光で照明された観察対象を撮像して第１静止画を取得する撮像部と、
   前記第１静止画を記憶する静止画記憶部と、
   前記第１静止画の一部を切り取って第１部分静止画を生成する部分静止画生成部と、
   前記観察対象を動画表示領域に動画表示し、且つ前記第１部分静止画を表示部に表示する制御を行う表示制御部と、
   を備える内視鏡システム。
2. 前記表示制御部は、前記動画表示領域とは別の部分静止画表示領域に、前記第１部分静止画を表示する制御を行う請求項１記載の内視鏡システム。
3. 前記表示制御部は、前記動画表示領域に、前記第１部分静止画を重畳表示する制御を行う請求項１記載の内視鏡システム。
4. 前記第１部分静止画の縁部には、前記動画表示と識別するための識別表示が設けられている請求項３記載の内視鏡システム。
5. 前記撮像部は、前記第１部分静止画に対応する部位が前記動画表示領域に入ったときに撮像を行って、第２静止画を取得し、
   前記静止画記憶部は前記第２静止画を記憶し、
   前記部分静止画生成部は、前記第２静止画の一部を切り取って第２部分静止画を生成し、
   前記表示制御部は、前記第２静止画の取得後は、前記第１部分静止画の表示を停止し、前記第２部分静止画の表示を開始する制御を行う請求項１ないし４いずれか１項記載の内視鏡システム。
6. 前記第１静止画から第１生体数値情報を算出し、前記第２静止画から第２生体数値情報を算出する生体数値情報算出部と、
   前記第１静止画を取得したときに発光した照明光の発光量と前記第２静止画を取得したときに発光した照明光の発光量とを比較する発光量比較部と、
   前記発光量比較部の比較結果に基づいて、前記第１生体数値情報又は前記第２生体数値情報の少なくとも一方を補正する数値補正部とを備える請求項５記載の内視鏡システム。
7. 前記撮像部は、前記第２部分静止画に対応する部位が前記動画表示領域に入ったときに撮像を行って、第３静止画を取得し、
   前記静止画記憶部は前記第３静止画を記憶する請求項５または６記載の内視鏡システム。
8. 撮像部が、照明光で照明された観察対象を撮像して第１静止画を取得する第１撮像ステップと、
   静止画記憶部が前記第１静止画を記憶する第１静止画記憶ステップと、
   部分静止画生成部が、前記第１静止画の一部を切り取って第１部分静止画を生成する第１部分静止画生成ステップと、
   表示制御部が、前記観察対象を動画表示領域に動画表示し、且つ前記第１部分静止画を表示部に表示する制御を行う第１表示制御ステップと、
   を備える内視鏡システムの作動方法。
9. 前記第１表示制御ステップでは、前記動画表示領域とは別の部分静止画表示領域に、前記第１部分静止画を表示する制御を行う請求項８記載の内視鏡システムの作動方法。
10. 前記第１表示制御ステップでは、前記動画表示領域に、前記第１部分静止画を重畳表示する制御を行う請求項８記載の内視鏡システムの作動方法。
11. 前記撮像部が、前記第１部分静止画に対応する部位が前記動画表示領域に入ったときに撮像を行って、第２静止画を取得する第２撮像ステップと、
    前記静止画記憶部が前記第２静止画を記憶する第２静止画記憶ステップと、
    前記部分静止画生成部が、前記第２静止画の一部を切り取って第２部分静止画を生成する第２部分静止画生成ステップと、
    前記表示制御部が、前記第２静止画の取得後は、前記第１部分静止画の表示を停止し、前記第２部分静止画の表示を開始する制御を行う第２表示制御ステップとを有する請求項８ないし１０いずれか１項記載の内視鏡システムの作動方法。

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