JP2017108982A - 内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレ撮影が適切な条件下で行われたかどうかを事後的に検証することができる内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法を提供する。
【解決手段】内視鏡システムは、ＬＵＴ７５を用いて観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部７３を有し、酸素飽和度の算出に先立って観察対象を撮像して得る補正用画像８６を取得する画像取得部と、補正用画像８６を用いて酸素飽和度に対する酸素飽和度補正量を算出する酸素飽和度補正量算出部８２と、酸素飽和度補正量にしたがって酸素飽和度算出部７３が算出した酸素飽和度の補正をする酸素飽和度補正部８４と、補正用画像８６と、補正後の酸素飽和度を表す酸素飽和度画像９６とを関連付けて保存する保存部９２と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、観察対象の酸素飽和度を算出する内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システム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、及び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。特に、観察対象を自然に観察するだけでなく、照明光の波長を工夫したり、観察対象を撮影した画像に分光推定処理等の処理を施したりすることによって、血管や腺管構造等の特定の組織や構造を強調した画像を得る内視鏡システムが普及している。

近年では、観察対象を撮影した画像を用いて生体機能情報を得る内視鏡システムもある。例えば、観察対象が含むヘモグロビンの酸素飽和度を表す画像（以下、酸素飽和度画像という）を用いた病変の診断が行われつつある。酸素飽和度を算出するためには、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光係数が異なる波長帯域の照明光によってそれぞれ観察対象を撮影する。そして、得られた画像の画素値を用いて所定の演算値を算出し、演算値を酸素飽和度に対応付ける相関関係を表すルックアップテーブルを用いて、観察対象の酸素飽和度を算出する。演算値と酸素飽和度との相関関係は、食道、胃、大腸等の各種部位や、性別、年齢等の患者の個体差等によって異なる場合がある。このため、特許文献１では、実際に観察対象の酸素飽和度を算出する前に、観察対象の正常部を撮影するプレ撮影を行って、ルックアップテーブルを校正している。

特開２０１３−２２３４１号公報

特許文献１のようにプレ撮影を行って、演算値を酸素飽和度に対応付けるルックアップテーブルを校正する場合、プレ撮影では観察対象の正常な部分を適切に撮影することが必要であるが、プレ撮影では、露光量が極端に大きい又は小さい場合や、動きが生じた場合、観察距離が極端に遠い又は近い場合、付着物の写り込み等が生じる場合がある。その場合には、ルックアップテーブルの校正を正確に行うことが難しいため、酸素飽和度を正確に算出することが難しい。したがって、プレ撮影時の撮影条件が酸素飽和度の算出精度に大きく影響することから、プレ撮影が適切な条件下で行われたかどうかを事後的に検証できるようにすることが求められていた。

本発明は、プレ撮影が適切な条件下で行われたかどうかを事後的に検証することができる内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システム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、波長帯域が異なる複数の照明光によってそれぞれ観察対象を撮像して得る複数の生体特徴量算出用画像を用いて観察対象の生体特徴量を算出する生体特徴量算出部を有する内視鏡システムにおいて、観察対象を撮像して得る補正用画像を取得する画像取得部と、補正用画像を用いて、生体特徴量に対する生体特徴量補正量を算出する生体特徴量補正量算出部と、生体特徴量補正量にしたがって生体特徴量算出部が算出した生体特徴量の補正をする生体特徴量補正部と、補正用画像と、補正後の生体特徴量を表す生体特徴量画像とを関連付けて保存する保存部と、を備える。

生体特徴量とは形態的生体特徴量あるいは機能的生体特徴量である。形態的生体特徴量とは血管情報であり、機能的生体特徴量とは酸素飽和度である。

保存部は、生体特徴量画像に加え、生体特徴量画像の生成に用いる生体特徴量算出用画像、生体特徴量補正量算出部が算出した生体特徴量補正量、補正後の生体特徴量、補正前の生体特徴量、のいずれかを補正用画像に関連付けて保存することが好ましい。

補正用画像と生体特徴量画像とを表示する表示部を備えることが好ましい。

保存部が保存する補正用画像に対して、使用可能領域を設定する領域設定部を備え、生体特徴量補正量算出部は、領域設定部が使用可能領域を設定した場合、使用可能領域を用いて生体特徴量補正量の算出をやり直し、生体特徴量補正部は、生体特徴量補正量算出部が再算出した生体特徴量補正量を用いて生体特徴量の補正をやり直すことが好ましい。

領域設定部は、補正用画像に対して不使用領域を設定することで、不使用領域以外の領域を使用可能領域に設定することが好ましい。

保存部が補正用画像を複数セット保存しており、かつ、生体特徴量補正量算出部が生体特徴量補正量の算出に使用した補正用画像が不適切であった場合、生体特徴量補正量算出部は、補正用画像のセットを変えて生体特徴量補正量の算出をやり直し、生体特徴量補正部は、生体特徴量補正量算出部が再算出した生体特徴量補正量を用いて生体特徴量の補正をやり直すことが好ましい。

生体特徴量補正量算出部が生体特徴量補正量の算出に使用した補正用画像が不適切であった場合、画像取得部は、補正用画像を再取得し、生体特徴量補正量算出部は、画像取得部が再取得した新たな補正用画像を用いて生体特徴量補正量の算出をやり直し、生体特徴量補正部は、生体特徴量補正量算出部が再算出した生体特徴量補正量を用いて生体特徴量の補正をやり直すことが好ましい。

画像取得部が観察対象の観察中にリアルタイムに補正用画像及び生体特徴量算出用画像を取得する場合と、画像取得部が観察対象の観察の完了後に補正用画像及び生体特徴量算出用画像を取得する場合とで、生体特徴量補正量算出部が生体特徴量補正量の算出の精度を変更し、かつ生体特徴量補正部が生体特徴量の補正の精度を変更することが好ましい。

画像取得部が観察対象の観察の完了後に補正用画像及び生体特徴量算出用画像を取得した場合における生体特徴量補正量の算出の精度及び生体特徴量の補正の精度は、画像取得部が観察対象の観察中にリアルタイムに補正用画像及び生体特徴量算出用画像を取得した場合における生体特徴量補正量の算出の精度及び生体特徴量の補正の精度よりも高くすることが好ましい。

画像取得部は、生体特徴量算出部による生体特徴量の算出に先立って観察対象を撮像して得る補正用画像を取得することが好ましい。

本発明のプロセッサ装置は、波長帯域が異なる複数の照明光によってそれぞれ観察対象を撮像して得る複数の生体特徴量算出用画像を用いて観察対象の生体特徴量を算出する生体特徴量算出部を有するプロセッサ装置において、観察対象を撮像して得る補正用画像を取得する画像取得部と、補正用画像を用いて、生体特徴量に対する生体特徴量補正量を算出する生体特徴量補正量算出部と、生体特徴量補正量にしたがって生体特徴量算出部が算出した生体特徴量の補正をする生体特徴量補正部と、補正用画像と、補正後の生体特徴量を表す生体特徴量画像とを関連付けて保存する保存部と、を備える。

本発明の内視鏡システムの作動方法は、波長帯域が異なる複数の照明光によってそれぞれ観察対象を撮像して得る複数の生体特徴量算出用画像を用いて観察対象の生体特徴量を算出する生体特徴量算出部を有する内視鏡システムの作動方法において、画像取得部が、観察対象を撮像して得る補正用画像を取得するステップと、生体特徴量補正量算出部が、補正用画像を用いて、生体特徴量に対する生体特徴量補正量を算出するステップと、生体特徴量算出部が、生体特徴量を算出するステップと、生体特徴量補正部が、生体特徴量補正量にしたがって生体特徴量算出部が算出した生体特徴量の補正をするステップと、保存部が、補正用画像と、補正後の生体特徴量を表す生体特徴量画像とを関連付けて保存するステップと、を備える。

本発明の内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システムの作動方法は、プレ撮影が適切な条件下で行われたかどうかを事後的に検証することができる。

内視鏡システムの外観図である。 内視鏡システムのブロック図である。 特殊処理部のブロック図である。 酸素飽和度の算出に用いるＬＵＴの内容を示すグラフである。 理想的な観察対象と実際の観察対象のずれを表すグラフである。 検証モード非実行時のモニタの表示画面（ａ）と、検証モード実行時のモニタの表示画面（ｂ）である。 酸素飽和度観察モードの動作の流れを示すフローチャートである。 酸素飽和度画像と酸素飽和度算出用画像を補正用画像に関連付けて保存する保存部のブロック図である。 酸素飽和度画像と酸素飽和度補正量を補正用画像に関連付けて保存する保存部のブロック図である。 酸素飽和度画像と補正後の酸素飽和度を補正用画像に関連付けて保存する保存部のブロック図である。 酸素飽和度画像と補正前の酸素飽和度を補正用画像に関連付けて保存する保存部のブロック図である。 領域設定部を有する特殊処理部のブロック図である。 使用可能領域を指定する方法を説明する説明図である。 不使用領域以外の領域を使用可能領域に指定する方法を説明する説明図である。 酸素飽和度補正量の算出精度及び酸素飽和度の補正精度の変更を説明するフローチャートである。 第３実施形態の特殊処理部のブロック図である。 第３実施形態の酸素飽和度観察モードの動作の流れを示すフローチャートである。 第４実施形態の特殊処理部のブロック図である。 酸素飽和度の算出に用いるＬＵＴの校正方法を示すグラフである。 第５実施形態の内視鏡システムのブロック図である。 通常観察モード時に発する光のスペクトルを示すグラフである。 酸素飽和度観察モード時に発する光のスペクトルを示すグラフである。 第６実施形態の内視鏡システムのブロック図である。 回転フィルタを示す平面図である。 第７実施形態のカプセル内視鏡の概略図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、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（表示部）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た湾曲部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。この湾曲動作によって、先端部１２ｄが所望の方向に向けられる。

また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切り替えスイッチ１３ａ、ズーム操作部１３ｂが設けられている。モード切り替えスイッチ１３ａは、観察モードの切り替え操作に用いる。内視鏡システム１０は、通常観察モードと酸素飽和度観察モードの２つの観察モードを有している。通常観察モードは、白色光で観察対象を照明して、その観察対象を撮影し、自然な色合いの画像（以下、通常画像という）をモニタ１８に表示する。酸素飽和度観察モードは、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとで吸光係数が異なる波長帯域の光等で観察対象を照明して、観察対象を撮影して得た画像と、生体特徴量としての酸素飽和度との相関関係を用いて観察対象の酸素飽和度を算出し、酸素飽和度を表す酸素飽和度画像をモニタ１８に表示する。なお、生体特徴量は、例えば血管やピットパターンなどの大きさや形といった形態を表す情報、あるいは観察部位の働きや代謝などの機能を表す情報を示す。前者の生体特徴量は形態的生体特徴量ともいい、後者の生体特徴量は機能的生体特徴量ともいう。酸素飽和度は、機能的生体特徴量に含まれる。

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、各観察モードの画像や画像に付帯する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ユーザインタフェースとして機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像や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、照明光を発光する光源部２０と、光源部２０の駆動を制御する光源制御部２２と、を備えている。

光源部２０は、Ｂ１光源２０ａ、Ｂ２光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及び、Ｒ光源２０ｄの４個の光源を備える。本実施形態では、Ｂ１光源２０ａ、Ｂ２光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及び、Ｒ光源２０ｄはいずれもＬＥＤ(Light Emitting Diode)である。光源部２０には、これらのＬＥＤの代わりに、ＬＤ(Laser Diode)と蛍光体と帯域制限フィルタとの組み合わせや、キセノンランプ等の広帯域光源と帯域制限フィルタとの組み合わせ等を用いることができる。

Ｂ１光源２０ａ及びＢ２光源２０ｂは両方とも青色光を発光する青色光源である。但し、Ｂ１光源２０ａが発光する青色光（以下、Ｂ１光という）と、Ｂ２光源２０ｂが発光する青色光（以下、Ｂ２光という）とでは、中心波長及び波長帯域が異なる。Ｂ１光は、中心波長及び波長帯域が４７０±１０ｎｍの狭帯域な青色光である。このＢ１光の中心波長及び波長帯域は、青色波長帯域の中で酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数の差が概ね極大になる中心波長及び波長帯域である。したがって、Ｂ１光は、酸素飽和度観察モードで使用する。一方、Ｂ２光は、中心波長が約４５０±１０ｎｍであり、波長帯域が約４００〜５００ｎｍの広帯域な青色光である。Ｂ２光は、通常観察モード及び酸素飽和度観察モードで使用する。

Ｇ光源２０ｃは、中心波長が５４０±２０ｎｍであり、波長帯域が約４８０〜６００ｎｍの広帯域な緑色光（以下、Ｇ光という）を発光する緑色光源である。Ｒ光源２０ｄは、中心波長が６４０±２０ｎｍであり、波長帯域が約６００〜７００ｎｍの広帯域な赤色光（以下、Ｒ光という）を発する赤色光源である。Ｇ光及びＲ光は、通常観察モード及び酸素飽和度観察モードで使用する。なお、各色の光は、それぞれの中心波長とピーク波長とが同じであっても良いし、異なっていても良い。

光源制御部２２は、光源部２０を構成する各光源２０ａ〜２０ｄの点灯や消灯のタイミングや発光量等をそれぞれ制御することで、照明光の分光スペクトルや光量を制御する。

通常観察モードの場合、光源制御部２２は、Ｂ２光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及びＲ光源２０ｄを点灯する。このため、通常観察モードでは、Ｂ２光、Ｇ光、及びＲ光からなる白色光が照明光になる。

酸素飽和度観察モードの場合、光源制御部２２は、撮影フレームごとに照明光を切り替える。具体的には、ある撮影フレーム（以下、第１フレームという）ではＢ１光源２０ａを点灯し、次の撮影フレーム（以下、第２フレームという）ではＢ２光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及びＲ光源２０ｄを点灯する。すなわち、第１フレームの照明光はＢ１光であり、第２フレームの照明光は、Ｂ２光、Ｇ光、及びＲ光からなる白色光である。

また、通常観察モードから酸素飽和度観察モードに移行した場合には、光源制御部２２は、撮影フレームに合わせてＢ１光源２０ａ、Ｂ２光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及びＲ光源２０ｄを順次点灯し、照明光をＢ１光、Ｂ２光、Ｇ光、及びＲ光に順次切り替える。各種照明光の切り替えは、通常観察モードから酸素飽和度観察モードに移行した場合に少なくとも１回行う。これは、後述する酸素飽和度の補正のためである。

光源部２０が発光した上記各種照明光は、ライトガイド２４に入射する。ライトガイド２４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、照明光を内視鏡１２の先端部１２ｄまで伝搬する。なお、ライトガイド２４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経が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３２を有しており、この照明レンズ３２を介して照明光が観察対象に照射される。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ３４、ズームレンズ３６、イメージセンサ３８を有している。イメージセンサ３８は、対物レンズ３４及びズームレンズ３６を介して、観察対象から戻る照明光の反射光や散乱光等（観察対象が発する蛍光や観察対象に投与した薬剤による蛍光を含む）によって観察対象を撮影する。なお、ズームレンズ３６は、ズーム操作部１３ｂの操作によって移動し、イメージセンサ３８で撮影する観察対象を拡大または縮小する。

イメージセンサ３８は、原色系のカラーセンサであり、青色カラーフィルタが設けられたＢ画素（青色画素）、緑色カラーフィルタが設けられたＧ画素（緑色画素）、及び、赤色カラーフィルタが設けられたＲ画素（赤色画素）の３種類の画素を有する。このため、イメージセンサ３８で観察対象を撮影すると、Ｂ画像（青色画像）、Ｇ画像（緑色画像）、Ｒ画像（赤色画像）の３種類の画像が得られる。

なお、イメージセンサ３８は、原色系のカラーセンサであるが、補色系のカラーセンサを用いることもできる。補色系のカラーセンサは、例えば、シアンカラーフィルタが設けられたシアン画素、マゼンタカラーフィルタが設けられたマゼンタ画素、イエローカラーフィルタが設けられたイエロー画素、及びグリーンカラーフィルタが設けられたグリーン画素を有する。補色系カラーセンサを用いる場合に得られる各色の画像は、原色系のカラーセンサを用いる場合と同様のＢ画像、Ｇ画像、Ｒ画像に変換することができる。

酸素飽和度観察モードの場合、第１フレームの照明光はＢ１光であり、緑色光や赤色光を含まないので、酸素飽和度観察モードの第１フレームでは実質的にＢ画像のみが得られる。一方、酸素飽和度観察モードの第２フレームの照明光は白色光なので、Ｂ画像、Ｇ画像、Ｒ画像が得られる。以下、区別のため、第１フレームで得るＢ画像をＢ１画像といい、第２フレームで得るＢ画像をＢ２画像という。

酸素飽和度観察モードでは、上記のように実際に観察対象の酸素飽和度を算出し、酸素飽和度画像の生成に使用する酸素飽和度算出用画像を得る「本撮影」を行う他、酸素飽和度の補正に使用する補正用画像を得る「プレ撮影」を行う。なお、酸素飽和度画像は、特許請求の範囲に記載の「生体特徴量画像」に対応し、酸素飽和度算出用画像は、特許請求の範囲に記載の「生体特徴量算出用画像」に対応する。

プレ撮影は、酸素飽和度の補正用に行う撮影なので観察対象の正常な部分を撮影する。観察対象の正常な部分とは、明らかな病変や付着物等がなく酸素飽和度に異常が発生しないと考える部分である。以下、実際に酸素飽和度を算出する部分を本撮影して得るＢ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像を酸素飽和度算出用画像７６（図３参照）という。また、補正用に観察対象の正常な部分をプレ撮影して得るＢ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像を補正用画像８６（図３参照）という。本実施形態では、通常観察モードから酸素飽和度観察モードに移行すると、本撮影に先立ってプレ撮影を１回行う。プレ撮影を１回行うと、上記のように、４フレーム分の画像（Ｂ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像）が得られる。なお、プレ撮影は本撮影の後に行っても良い。また、１回のプレ撮影に対して、本撮影を１回行っても良いし複数回行っても良い。プレ撮影は、２回以上行っても良い。プレ撮影をコンソール１９等の入力操作により実行するようにしても良い。

プロセッサ装置１６は、制御部４２と、画像取得部４４と、画像処理部４６と、表示制御部４８と、を備える。制御部４２は、モード切り替えスイッチ１３ａからモード切り替え信号の入力を受け、光源制御部２２及びイメージセンサ３８を制御し、観察モードを切り替える。具体的には、制御部４２は、光源制御部２２に対する照明光の種類や光量の指定、イメージセンサ３８の露光時間の長さや画像出力時のゲイン等の制御、撮影フレームと照明光の切り替えタイミングの同期制御等をする。

画像取得部４４は、イメージセンサ３８から各色の画像を取得する。通常観察モードの場合には、Ｂ画像、Ｇ画像、Ｒ画像をイメージセンサ３８から取得する。酸素飽和度観察モードの場合、第１フレームではＢ１画像を取得し、第２フレームではＢ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像を取得する。通常観察モードから酸素飽和度観察モードに移行した場合、Ｂ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像を１フレームずつ順次に取得する。また、画像取得部４４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５２と、ノイズ低減部５４と、変換部５６と、を有し、これらによって取得した画像に各種処理を施す。

ＤＳＰ５２は、取得した画像に対して、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、及びＹＣ変換処理等の各種処理を施す。

欠陥補正処理は、イメージセンサ３８の欠陥画素に対応する画素の画素値を補正する処理である。オフセット処理は、欠陥補正処理をした画像から暗電流成分を除き、正確な零レベルを設定する処理である。ゲイン補正処理は、オフセット処理をした画像にゲインを乗じることにより各画像の信号レベルを整える処理である。リニアマトリクス処理は、オフセット処理をした画像の色再現性を高める処理である。ガンマ変換処理は、リニアマトリクス処理をした画像の明るさや彩度を整える処理である。デモザイク処理（等方化処理や同時化処理とも言う）は、欠落した画素の画素値を補間する処理であり、ガンマ変換処理後の画像に対して施す。欠落した画素とは、イメージセンサ３８において他の色の画素が配置されているために画素値がない画素である。例えば、Ｂ画像は、Ｂ画素から得る画像なので、イメージセンサ３８のＧ画素やＲ画素に対応する位置の画素には画素値がない。デモザイク処理は、Ｂ画像を補間して、イメージセンサ３８のＧ画素及びＲ画素の位置にある画素の画素値を生成する。ＹＣ変換処理は、デモザイク処理をした画像を、輝度画像Ｙと色差画像Ｃｂ及び色差画像Ｃｒに変換する処理である。

ノイズ低減部５４は、輝度画像Ｙ、色差画像Ｃｂ及び色差画像Ｃｒに対して、例えば、移動平均法やメディアンフィルタ法等によるノイズ低減処理を施す。変換部５６は、ノイズ低減処理後の輝度画像Ｙ、色差画像Ｃｂ及び色差画像Ｃｒを再びＢＧＲの各色の画像に再変換する。

画像処理部４６は、通常処理部６２と、特殊処理部６４とを有する。通常処理部６２は、通常観察モード時に作動し、ＢＧＲ各色の画像に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を施し、通常画像を生成する。色変換処理は、ＢＧＲ各色の画像に対して３×３のマトリックス処理、階調変換処理、及び３次元ＬＵＴ（ルックアップテーブル）処理などを行う。色彩強調処理は、画像の色彩を強調する処理であり、構造強調処理は、例えば、血管やピットパターン等の観察対象の構造を強調する処理である。表示制御部４８は、通常処理部６２から取得する通常画像を、表示に適した形式に変換してモニタ１８に入力する。これにより、モニタ１８は、通常画像を表示する。

特殊処理部６４は、酸素飽和度観察モード時に作動し、酸素飽和度算出用画像を用いて観察対象の酸素飽和度を算出し、酸素飽和度画像を生成する。図３に示すように、特殊処理部６４は、演算値算出部７１と、相関関係記憶部７２と、生体特徴量算出部としての酸素飽和度算出部７３と、酸素飽和度画像生成部７４とを備える。

演算値算出部７１は、画像取得部４４から酸素飽和度算出用画像７６を取得し、酸素飽和度算出用画像７６の画素値を用いて演算をし、酸素飽和度の算出に使用する演算値を算出する。具体的には、演算値算出部７１は、Ｂ１画像とＧ画像の比Ｂ１／Ｇと、Ｒ画像とＧ画像の比Ｒ／Ｇと、をそれぞれ画素毎に算出する。これらの比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇは、演算値算出部７１が算出する演算値であり、画像取得部４４が取得した画像の画素値を用いた演算の演算結果である。比Ｂ１／Ｇは主に酸素飽和度と血液量に依存し、比Ｒ／Ｇは主に血液量に依存する。このため、比Ｂ１／Ｇと比Ｒ／Ｇのバランスを見れば、血液量への依存性を除いて、観察対象の酸素飽和度を求めることができる。

相関関係記憶部７２は、演算値算出部７１の演算結果である比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇを、酸素飽和度に対応付ける相関関係をＬＵＴ（ルックアップテーブル）７５に記憶している。図４に示すように、ＬＵＴ７５が記憶する相関関係は、比Ｂ１／Ｇと比Ｒ／Ｇを軸とする２次元空間に、酸素飽和度の等値線を定義した２次元テーブルである。比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇに対する等値線の位置及び形状は、光散乱の物理的なシミュレーションによって予め得られる。なお、相関関係記憶部７２は、比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇと、酸素飽和度との相関関係は、例えばｌｏｇスケールで記憶している。

酸素飽和度算出部７３は、相関関係記憶部７２が記憶するＬＵＴ７５を参照して、演算値算出部７１が算出する比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇに対応する酸素飽和度を算出する。例えば、特定の画素において比Ｂ１／Ｇの値がＢ１^*／Ｇ^*であり、比Ｒ／Ｇの値がＲ^*／Ｇ^*である場合、ＬＵＴ７５を参照すると、この値に対応する酸素飽和度は「７０％」である（図４参照）。このため、酸素飽和度算出部７３は、この特定の画素の酸素飽和度を「７０％」と算出する。

なお、比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇが極めて大きい値になってしまったり、逆に極めて小さい値になったりすることは殆どない。すなわち、比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇの組み合わせが、酸素飽和度「１００％」を表す上限の等値線を上回る組み合わせや、酸素飽和度「０％」を表す下限の等値線を下回る組み合わせになってしまうことは殆どない。酸素飽和度算出部７３は、例えば酸素飽和度が１００％を超える場合には酸素飽和度を１００％とし、酸素飽和度が０％を下回る場合には酸素飽和度を０％とする。

酸素飽和度画像生成部７４は、酸素飽和度算出用画像７６と、酸素飽和度算出部７３が算出した酸素飽和度とを用いて、酸素飽和度画像を生成する。具体的には、酸素飽和度画像生成部７４は、酸素飽和度算出用画像７６のうち、第２フレームに得るＢ２画像とＧ画像とＲ画像を用いて酸素飽和度画像のベースになる画像（以下、ベース画像という）を生成する。ベース画像は、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を施して生成する。すなわち、ベース画像は、酸素飽和度観察モードの第２フレームで得る画像を用いて生成する通常画像である。ベース画像を生成すると、酸素飽和度画像生成部７４は、酸素飽和度算出部７３が算出した酸素飽和度を用いてベース画像に色付けをし、色によって酸素飽和度を表す酸素飽和度画像を生成する。

特殊処理部６４は、上記のように酸素飽和度観察モード時に酸素飽和度算出用画像７６を用いて酸素飽和度を算出すると、この酸素飽和度の補正をする。このため、特殊処理部６４は、上記各部の他に、生体特徴量補正量算出部としての酸素飽和度補正量算出部８２と、生体特徴量補正部としての酸素飽和度補正部８４と、を備える（図３参照）。

酸素飽和度補正量算出部８２は、生体特徴量補正量としての酸素飽和度補正量を算出する。具体的には、酸素飽和度補正量算出部８２は、画像取得部４４から補正用画像８６を取得し、補正用画像８６を用いて酸素飽和度算出部７３が算出した酸素飽和度の値を補正する酸素飽和度補正量を算出する。より具体的には、酸素飽和度補正量算出部８２は、補正用画像８６のＢ１画像、Ｇ画像、及びＲ画像を用いて、比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇを画素毎に算出し、かつ、算出した比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇの代表値を算出する。そして、ＬＵＴ７５を参照して、比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇの代表値に対応する酸素飽和度を求める。本実施形態では、比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇの代表値は平均値とするが、中央値や最頻値等、その他の統計量を代表値とすることができる。

例えば、図５に示すように、理想的な観察対象の正常な部分を撮影して得る画像を用いて算出する比Ｂ１／Ｇの代表値をＢ１^a／Ｇ^aとし、かつ、比Ｒ／Ｇの代表値をＲ^a／Ｇ^aとする。また、実際の補正用画像８６を用いて算出する比Ｂ１／Ｇの代表値をＢ１^b／Ｇ^bとし、かつ、実際の補正用画像８６を用いて算出する比Ｒ／Ｇの代表値をＲ^b／Ｇ^bとする。図５では、Ｂ１^a／Ｇ^a及びＲ^a／Ｇ^aに対応する酸素飽和度は７０％であり、Ｂ１^b／Ｇ^b及びＲ^b／Ｇ^bに対応する酸素飽和度は６０％である。

酸素飽和度補正量算出部８２は、理想的な観察対象の正常な部分を撮影した画像を用いる場合の基準となる酸素飽和度（７０％）と、実際の補正用画像８６を用いて算出する酸素飽和度（６０％）との関係から、酸素飽和度算出部７３が算出する酸素飽和度に対する酸素飽和度補正量８８を算出する。本実施形態では、酸素飽和度補正量８８は、例えば「＋１０％」である。

酸素飽和度補正部８４は、酸素飽和度算出部７３が酸素飽和度を算出すると、この酸素飽和度の値を補正する。具体的には、酸素飽和度補正部８４は、酸素飽和度補正量算出部８２が算出した酸素飽和度補正量８８にしたがって、酸素飽和度の値の補正をする。例えば、酸素飽和度算出部７３が酸素飽和度算出用画像７６を用いて、ある画素の酸素飽和度を「５０％」と算出した場合には、酸素飽和度補正部８４は、その酸素飽和度の値（５０％）を、上記の酸素飽和度補正量８８（＋１０％）にしたがって補正して「６０％（＝５０％＋１０％）」にする。

酸素飽和度画像生成部７４は、酸素飽和度算出用画像７６を用いてベース画像を生成し、生成したベース画像に酸素飽和度を用いて色付けをして酸素飽和度画像を生成する。但し、本実施形態では、酸素飽和度画像生成部７４は、酸素飽和度算出部７３が算出した酸素飽和度をそのまま使用するのではなく、酸素飽和度補正部８４が補正した酸素飽和度を用いる。

酸素飽和度補正部８４が酸素飽和度を正しく補正できるのは、補正用画像８６が観察対象の正常な部分を適切に撮影した画像の場合である。しかし、観察対象の正常な部分を撮影した場合でも、撮影条件によって、酸素飽和度を正しく補正できない場合がある。例えば観察距離が不適切な場合、光量が足りず補正用画像８６が暗すぎる場合がある。逆に、光量が多すぎて補正用画像８６が明るすぎる場合もある。このように補正用画像８６の明るさが適切でない場合、酸素飽和度補正部８４による酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正が不正確になることがある。

この他、観察対象の動きが大きい場合や、観察対象に残渣や残液等が付着している場合、内視鏡と観察対象との相対距離（以下、観察距離という）が極端に短い又は長い場合等でも、酸素飽和度補正量算出部８２による酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度補正部８４による酸素飽和度の補正が不正確になることがある。酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正が不正確であった場合には、その酸素飽和度画像は、観察対象の酸素飽和度を正確に表していない可能性が高いので、ドクターが診断後に再確認したい場合や詳細に観察したい場合等に用いる画像としては信頼できない。

このため、特殊処理部６４は、上記の酸素飽和度補正量算出部８２及び酸素飽和度補正部８４の他に、診断後においてドクターが事後的に画像を確認可能とするために、画像を保存する保存部９２を備える。

保存部９２は、酸素飽和度の補正に用いた補正用画像８６と、酸素飽和度画像とを関連付けて保存する。補正用画像８６と酸素飽和度画像は、画像圧縮処理部（図示省略）により圧縮したうえで保存部９２に保存される。ここで、補正用画像８６は、後述する検証モードにおいて診断後の事後的な確認のために用いられるので、圧縮による解像度の低下を抑えて保存部９２に保存することが求められる。これに対して、酸素飽和度画像は、酸素飽和度画像生成部７４により順次生成されるので、ファイル容量を小さくして保存部９２に保存することが求められる。このため、本実施形態では、酸素飽和度画像の圧縮率を、補正用画像８６の圧縮率よりも高くしている。保存部９２に保存する酸素飽和度画像のファイルフォーマットは、例えばＪＰＥＧ（Joint Photographic Experts Group）形式とする。また、保存部９２に保存する補正用画像８６のファイルフォーマットは、例えばビットマップ形式とする。なお、ファイルフォーマットは、上記の形式に限られない。

保存部９２は、上記のようにファイルフォーマットが互いに異なる補正用画像８６と酸素飽和度画像とに対して、同じファイル名（例えば、日付など）をつける。これにより、保存部９２には、ファイル名が同じであり、かつ拡張子が異なる補正用画像８６と酸素飽和度画像とが、関連付けされて保存される。

また、保存部９２は、例えば、１回のプレ撮影に対して１回の本撮影を行った場合には、１回分のプレ撮影で得た補正用画像８６と、１回分の本撮影で得た酸素飽和度画像とを関連付けて保存する。１回のプレ撮影に対して複数回の本撮影を行うことによって、１回分のプレ撮影で得た補正用画像８６に対して複数の酸素飽和度画像がある場合には、保存部９２は、各酸素飽和度画像を、その１回分のプレ撮影で得た補正用画像８６に関連付けて保存しても良い。

表示制御部４８は、酸素飽和度観察モードの場合に、保存部９２に保存されている酸素飽和度画像を表示に適した形式に変換してモニタ１８に入力することにより、図６（ａ）に示すように、モニタ１８に酸素飽和度画像９６を表示する。酸素飽和度画像９６をモニタ１８に表示する際には、表示制御部４８は、着色した色と酸素飽和度の高低との対応関係を示すカラースケール９７をモニタ１８に表示する。表示制御部４８は、酸素飽和度画像生成部７４により酸素飽和度画像が生成されるたびにモニタ１８に順次表示させることで、酸素飽和度画像を動画表示させる。

酸素飽和度画像９６をモニタ１８に表示することにより、ドクターは、モニタ１８に表示された酸素飽和度画像９６を見て診断を行うことができる。但し、プレ撮影が適切な条件下で行われていなかった場合、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正に使用する画像としては不適切な補正用画像８６を取得することがあり、その場合には、観察対象の酸素飽和度を正確に表していない酸素飽和度画像が表示されるので、不正確な情報をドクターに提供する可能性がある。

そこで、内視鏡システム１０では、図６（ｂ）に示すように、酸素飽和度観察モード中に検証モードを実行した場合に、表示制御部４８は、表示中の酸素飽和度画像９６と関連付けて保存部９２に保存した補正用画像８６を取得し、この補正用画像８６を酸素飽和度画像９６と並べてモニタ１８に表示する。検証モードとは、プレ撮影が適切な条件下で行われたかどうかを、酸素飽和度観察モード時に検証可能とするモードである。

プレ撮影が適切な条件下で行われなかった場合、補正用画像８６に例えば照明光の反射が強く、明るすぎる領域（以下、高輝度領域という）９８が含まれていることがあり（図６（ｂ）参照）、その場合には、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正を正しく行うことが難しい。したがって、補正用画像８６を酸素飽和度画像９６と並べてモニタ１８に表示することで、ドクターは、プレ撮影が適切な条件下で行われたかどうかや、酸素飽和度画像９６が信頼できるかどうかを判断して、観察対象の酸素飽和度を正確に表す酸素飽和度画像に基づき診断を行うことができる。なお、検証モードは、例えば、内視鏡１２の操作部１２ｂに設けられた切り替えスイッチ（図示省略）の操作や、コンソール１９等の入力操作により実行するようにしても良い。

次に、酸素飽和度画像によって観察対象を観察する場合の内視鏡システム１０の動作の流れを図７に示すフローチャートに沿って説明する。まず、モード切り替えスイッチ１３ａを用いて観察モードを酸素飽和度観察モードに切り替え（Ｓ１１）、アングルノブ１２ｅ等の操作により、内視鏡１２の先端部１２ｄを観察対象の正常な部分に向け、プレ撮影をすることにより（Ｓ１２）、画像取得部４４が補正用画像８６を取得する（Ｓ１３）。

酸素飽和度補正量算出部８２は、画像取得部４４から補正用画像８６を取得し、この補正用画像８６を用いて酸素飽和度算出部７３が算出する酸素飽和度に対する酸素飽和度補正量８８を算出する（Ｓ１４）。具体的には、酸素飽和度補正量算出部８２は、補正用画像８６を用いて比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇの代表値を算出し、ＬＵＴ７５を参照して、比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇの代表値に対応する酸素飽和度を求める。そして、酸素飽和度補正量算出部８２は、基準となる酸素飽和度と、実際の補正用画像８６を用いて算出した酸素飽和度との関係から、酸素飽和度補正量８８を算出する。

その後、制御部４２は各部を制御して本撮影をする（Ｓ１５）。画像取得部４４は酸素飽和度算出用画像７６を取得し（Ｓ１６）、演算値算出部７１は酸素飽和度算出用画像７６を用いて比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇを算出する（Ｓ１７）。酸素飽和度算出部７３は、比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／ＧとＬＵＴ７５を用いて観察対象の酸素飽和度を算出する（Ｓ１８）。酸素飽和度補正部８４は、酸素飽和度補正量算出部８２が算出した酸素飽和度補正量８８にしたがって、酸素飽和度算出部７３が算出した酸素飽和度を補正する（Ｓ１９）。

酸素飽和度画像生成部７４は、酸素飽和度算出用画像７６を用いてベース画像を生成し、生成したベース画像に酸素飽和度を用いて色付けをして酸素飽和度画像９６を生成する（Ｓ２０）。保存部９２は、酸素飽和度画像生成部７４が生成した酸素飽和度画像９６と、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正に用いた補正用画像８６とを関連付けて保存する（Ｓ２１）。表示制御部４８は、酸素飽和度画像９６をモニタ１８に表示する（Ｓ２２）。検証モードが実行された場合（Ｓ２３でＹＥＳ）、表示制御部４８は、保存部９２に保存された補正用画像８６と酸素飽和度画像９６とをモニタ１８に並べて表示する（Ｓ２４）。一方、検証モードが非実行の場合（Ｓ２３でＮＯ）、表示制御部４８は、酸素飽和度画像９６を表示したままとする。モード切り替えスイッチ１３ａを用いて観察モードを通常観察モードに切り替えるまで、酸素飽和度画像の生成及び表示を繰り返し行う（Ｓ２５）。

上記のように、内視鏡システム１０は、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正に用いる補正用画像８６を酸素飽和度画像９６に関連付けて保存部９２に保存しておき、検証モード時に、保存しておいた補正用画像８６と酸素飽和度画像９６とを並べて表示することで、プレ撮影が適切な条件下で行われたかどうかをドクターが事後的に検証することができる。

なお、上記第１実施形態では、保存部９２は、酸素飽和度画像９６と補正用画像８６とを関連付けて保存しているが、酸素飽和度画像９６の他にも、任意の画像や情報等を補正用画像８６に関連付けて保存しても良い。

例えば、図８に示すように、保存部９２は、酸素飽和度画像９６に加え、酸素飽和度画像９６の生成に用いる酸素飽和度算出用画像７６を補正用画像８６に関連付けて保存しても良い。すなわち、本撮影して得たＢ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像を、補正用画像８６に関連付けて保存しても良い。保存部９２に保存した酸素飽和度算出用画像７６は、検証モード時に、補正用画像８６及び酸素飽和度画像９６と並べてモニタ１８に表示することで、酸素飽和度画像９６が信頼に足るかどうかをドクターが判断する際に用いることができる。

また、図９に示すように、保存部９２は、酸素飽和度画像９６に加え、酸素飽和度補正量算出部８２が算出した酸素飽和度補正量８８を補正用画像８６に関連付けて保存しても良い。保存部９２に保存した酸素飽和度補正量８８は、検証モード時に、補正用画像８６及び酸素飽和度画像９６と並べてモニタ１８に表示することで、酸素飽和度画像９６が信頼に足るかどうかをドクターが判断する際に用いることができる。

また、図１０に示すように、保存部９２は、酸素飽和度画像９６に加え、酸素飽和度補正部８４による補正後の酸素飽和度１０２を補正用画像８６に関連付けて保存しても良い。保存部９２に保存した補正後の酸素飽和度１０２の値は、検証モード時に、補正用画像８６及び酸素飽和度画像９６と並べてモニタ１８に表示することで、酸素飽和度画像９６が信頼に足るかどうかをドクターが判断する際に用いることができる。

また、図１１に示すように、保存部９２は、酸素飽和度画像９６に加え、酸素飽和度算出部７３が算出した、酸素飽和度補正部８４による補正前の酸素飽和度１０４を補正用画像８６に関連付けて保存しても良い。保存部９２に保存した補正前の酸素飽和度１０４の値は、検証モード時に、補正用画像８６及び酸素飽和度画像９６と並べてモニタ１８に表示することで、酸素飽和度画像９６が信頼に足るかどうかをドクターが判断する際に用いることができる。

また、保存部９２は、上記した例の酸素飽和度算出用画像７６、酸素飽和度補正量８８、補正後の酸素飽和度１０２、及び補正前の酸素飽和度１０４の他、保存部９２に保存した画像の波長情報、平均画素値、露光量、観察距離、拡大率、診断（取得）日時、患者情報等も、補正用画像８６に関連付けて保存しても良い。上記のような各種画像や情報等を保存部９２に保存しておき、検証モード時に、補正用画像８６に代えて又は加えて、酸素飽和度画像９６と並べてモニタ１８に表示することで、ドクターは、モニタ１８に表示された酸素飽和度画像９６が信頼に足るかどうかを判断することができる。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、画像取得部４４から取得した補正用画像８６を用いて酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正をしているが、保存部９２に保存した補正用画像８６を用いて酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正をやり直すようにしても良い。

この場合、例えば、図１２に示すように、特殊処理部１１４は、第１実施形態の特殊処理部６４の各部に加え、領域設定部１１６を有する。なお、その他の部材は第１実施形態の特殊処理部６４と同様なので説明を省略する。

領域設定部１１６は、保存部９２に保存した補正用画像８６に対して使用可能領域を設定する。使用可能領域とは、観察対象の正常な部分において、適切な撮影条件を満たす領域である。適切な撮影条件は、例えば、暗すぎない又は明るすぎないこと、観察対象と内視鏡との相対的な動きによってぶれがないこと、観察距離が近すぎない又は遠すぎないこと、観察対象に残渣等の付着物がないこと等を含む。

観察対象の正常な部分を適切に撮影したつもりでも、例えば、図１３に示すように、撮影の瞬間に、補正用画像８６に明るすぎる高輝度領域１１８が発生してしまう場合がある。高輝度領域１１８の部分では比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇの値が観察対象の正常な部分を撮影した場合とは異なる値になってしまう。このため、補正用画像８６に高輝度領域１１８があると、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正を正しく行うことが難しい。領域設定部１１６は、補正用画像８６内の高輝度領域１１８が含まないように使用可能領域１１９を設定する。なお、領域設定部１１６は、コンソール１９等の入力操作に基づいて、使用可能領域１１９を設定するようにしても良い。

酸素飽和度補正量算出部８２は、領域設定部１１６が使用可能領域１１９を設定した場合、使用可能領域１１９を用いて酸素飽和度補正量８８の算出をやり直す。具体的には、酸素飽和度補正量算出部８２は、保存部９２に保存した補正用画像８６を用いて、使用可能領域１１９内の画素について比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇを算出することにより、使用可能領域１１９における酸素飽和度を算出する。そして、酸素飽和度補正量算出部８２は、算出した使用可能領域１１９の酸素飽和度と、基準となる酸素飽和度との関係から、酸素飽和度補正量８８を再算出する。

酸素飽和度補正部８４は、酸素飽和度補正量算出部８２が再算出した酸素飽和度補正量８８を用いて、上記と同様に、酸素飽和度算出部７３が算出した酸素飽和度の補正をする。このように、事後的に酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正をやり直すことによって、観察対象の酸素飽和度を正確に表す酸素飽和度画像を新たに生成することができる。なお、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正をやり直しは、診断中でも診断後でも実施可能である。

なお、領域設定部１１６は、上記のように高輝度領域１１８以外の領域を指定する他、例えば、暗すぎる低輝度領域以外の領域や、動きによるぶれが比較的大きい領域以外の領域、観察距離が近すぎる又は遠すぎる領域以外の領域、観察対象に残渣等の付着物がある領域以外の領域等を指定することにより、使用可能領域１１９を設定しても良い。

なお、領域設定部１１６は、図１４に示すように、補正用画像８６内の高輝度領域１１８を含む領域を不使用領域１２０に指定し、この不使用領域１２０以外の領域を、使用可能領域１１９として設定しても良い。この場合についても、上記同様に酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正をやり直すことによって、観察対象の酸素飽和度を正確に表す酸素飽和度画像を新たに生成することができる。

なお、上記第２実施形態では、酸素飽和度画像に関連付けられた補正用画像を用いて酸素飽和度補正量の算出のやり直しを行っているが、プレ撮影において、補正用画像が適切な条件下で取得できなかった場合に備えて、プレ撮影を複数回行って、複数セットの補正用画像を取得しておくことが好ましい。ここで、各セットの補正用画像とは、１回のプレ撮影で得られるＢ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像の４フレーム分の画像をひとまとめにしたものである。

上記のように、プレ撮影を複数回行った場合、保存部９２は、複数セットの補正用画像のうち、特定セットの補正用画像について酸素飽和度画像と関連付けて保存する一方で、その他の補正用画像については、酸素飽和度画像とは関連付けをせずに保存する。

そして、酸素飽和度観察モードにおいて、モニタ１８に表示中の酸素飽和度画像９６が信頼に足るかどうかを判断するために、ドクターが検証モードを実行した場合、上記と同様にして、酸素飽和度画像９６と、この酸素飽和度画像９６に関連付けられている補正用画像８６とをモニタ１８に並べて表示する。ドクターは、酸素飽和度画像９６と並べて表示された補正用画像８６を見て、プレ撮影が適切な条件下で行われたかどうかを判断する。プレ撮影が適切な条件下で行われていなかったと判断された補正用画像８６は、酸素飽和度補正量の算出に使用する画像としては不適切である。

酸素飽和度補正量の算出に使用した補正用画像８６が不適切であった場合、コンソール１９等の入力操作により、保存部９２に保存されている補正用画像のうち、酸素飽和度画像と関連付けされていない補正用画像を、酸素飽和度画像と並べてモニタ１８に表示する。例えば、プレ撮影の実行タイミングが古い補正用画像から順に表示する。これにより、ドクターは、コンソール１９等を入力操作することにより、酸素飽和度補正量の算出に適切な補正用画像を選択する。

なお、酸素飽和度画像と関連付けされていない補正用画像をランダムに表示しても良い。また、酸素飽和度画像と関連付けされていない全ての補正用画像をモニタ１８に一覧表示し、その中から選択した補正用画像を酸素飽和度画像と並べて表示しても良い。なお、上記適切な補正用画像が保存部９２に保存されてない場合、プレ撮影を再度実行するようにしても良い。

酸素飽和度補正量算出部８２は、選択された適切な補正用画像を用いて、酸素飽和度補正量の再算出をする。酸素飽和度補正部８４は、酸素飽和度補正量算出部８２が再算出した酸素飽和度補正量を用いて、酸素飽和度の補正をやり直す。上記のような酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正をやり直しは、診断中でも診断後でも実施可能である。

このように、酸素飽和度補正量算出部８２が酸素飽和度補正量の算出に使用する補正用画像のセットを変えて、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正をやり直すことによって、観察対象の酸素飽和度を正確に表す酸素飽和度画像を新たに生成することができる。

なお、画像取得部４４は、診断中にプレ撮影を再度実行することによって、補正用画像を再取得しても良い。具体的には、酸素飽和度補正量算出部８２が酸素飽和度補正量の算出に使用した画像が不適切な補正用画像８６であった場合に、画像取得部４４は、補正用画像の再取得をする。なお、補正用画像８６が不適切かどうかは、例えば、酸素飽和度観察モード中にドクターが検証モードを実行し、モニタ１８に並べて表示した酸素飽和度画像９６と補正用画像８６を見てドクターが判断するようにしても良い。補正用画像の再取得は、例えば、プレ撮影の指示をコンソール１９等の入力操作により実行する。

そして、酸素飽和度補正量算出部８２は、再取得した新たな補正用画像を用いて、酸素飽和度補正量の算出をやり直す。酸素飽和度補正部８４は、酸素飽和度補正量算出部８２が再算出した酸素飽和度補正量を用いて、酸素飽和度の補正をやり直す。これにより、診断中に、観察対象の酸素飽和度を正確に表す酸素飽和度画像を新たに生成することができる。

なお、保存部９２は、画像取得部４４が再取得した新たな補正用画像を、酸素飽和度画像に関連付けて保存しても良い。

なお、酸素飽和度画像は、診断中に観察対象をリアルタイムに観察するために用いるだけでなく、診断の完了後において、診断結果を再度確認する場合や、観察部位及びその周囲の状態をより詳細に観察したい場合等に用いることがある。診断中においては、リアルタイムに酸素飽和度画像の動画表示をすることが求められる一方で、診断後においては、観察対象の酸素飽和度を正確に表す酸素飽和度画像を表示することが求められる。

このため、画像取得部４４が酸素飽和度算出用画像７６及び補正用画像８６を、診断中にリアルタイムに取得した場合と診断後に取得した場合とで、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正の精度を変更しても良い。本実施形態では、酸素飽和度算出用画像７６及び補正用画像８６を診断中に取得した場合と診断後に取得した場合とで、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正を実行する画素の数を異ならせることにより、酸素飽和度補正量の算出の精度及び酸素飽和度の補正の精度を異ならせている。

具体的には、各画像を診断後に取得した場合は、全画素について、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正を実行する一方、各画像を診断中に取得した場合は、全画素のうちの一部（例えば、全画素のうちの１／２の画素や２／３の画素）について、酸素飽和度補正量の算出及び酸素飽和度の補正を実行する。これにより、各画像を診断後に取得した場合における酸素飽和度補正量の算出の精度及び酸素飽和度の補正の精度は、各画像を診断中にリアルタイムに取得した場合における酸素飽和度補正量の算出の精度及び酸素飽和度の補正の精度よりも高くされている。

図１５に示すように、画像取得部４４が酸素飽和度算出用画像７６及び補正用画像８６をリアルタイムに取得した場合（Ｓ３１でＹＥＳ）、酸素飽和度補正量算出部８２により酸素飽和度補正量の算出の精度が低い精度で行われ、かつ酸素飽和度補正部８４により酸素飽和度の補正の精度が低い精度で行われる（Ｓ３２）。これに対して、画像取得部４４が酸素飽和度算出用画像７６及び補正用画像８６をリアルタイムに取得していない場合（Ｓ３１でＮＯ）、酸素飽和度補正量算出部８２により酸素飽和度補正量の算出の精度が高い精度で行われ、かつ酸素飽和度補正部８４により酸素飽和度の補正の精度が高い精度で行われる（Ｓ３３）。

これにより、診断後において、観察対象の酸素飽和度を正確に表す酸素飽和度画像を表示することができる。また、診断中においては、リアルタイム性が低下して動画の画質が低下すること抑制できるので、酸素飽和度画像の動画を高画質に表示することができる。

［第３実施形態］
上記第１，第２実施形態では、補正後の酸素飽和度を表す酸素飽和度画像９６を補正用画像８６と関連付けて保存部９２に保存している。第３実施形態では、補正用画像８６に基づき酸素飽和度算出用画像７６を補正し、補正後の酸素飽和度算出用画像７６を用いて酸素飽和度を求めることにより酸素飽和度画像１３０（図１６参照）を生成するので、保存部９２には、酸素飽和度画像１３０を補正用画像８６に関連付けて保存する。なお、第３実施形態では、上記第１実施形態と同様に、本撮影に先立ってプレ撮影を行う例で説明するが、これに限られず、プレ撮影を本撮影の後に行っても良い。

図１６に示すように、第３実施形態の特殊処理部１２４は、第１実施形態の特殊処理部６４が備えている酸素飽和度補正量算出部８２と酸素飽和度補正部８４の代わりに、画像補正量算出部１２６と画像補正部１２８を有する。

画像補正量算出部１２６は、画像取得部４４から補正用画像８６を取得し、取得した補正用画像８６を用いて、酸素飽和度算出用画像７６を補正する画像補正量を算出する。具体的には、画像補正量算出部１２６は、プレ撮影で得た補正用画像８６のＢ１画像、Ｇ画像、及びＲ画像の画素値を用いて画像補正量を算出する。

プレ撮影は、第３実施形態では酸素飽和度算出用画像７６の補正用に行われる。プレ撮影では、観察対象の正常な部分を撮影するので、観察対象が理想的な観察対象であれば、Ｂ１画像、Ｇ画像、及びＲ画像の画素値は特定の値になる。例えば、理想的な観察対象の正常な部分を撮影して得るＢ１画像、Ｇ画像、及びＲ画像について、ある画素の画素値は、それぞれ画素値Ｂ１^a、画素値Ｇ^a、及び画素値Ｒ^aになる。一方、実際の観察対象には個体差等があり、実際の観察対象を撮影して得るＢ１画像、Ｇ画像、及びＲ画像の画素値は、例えば、それぞれ画素値Ｂ１^b、画素値Ｇ^b、画素値及びＲ^bであったとする。

この場合、画像補正量算出部１２６は、正常な部分を撮影した場合の画素値Ｂ１^aと、実際の観察対象を撮影した場合の画素値Ｂ１^bとから、画像補正量ΔＢ１を求める。同様に、画像補正量算出部１２６は、画素値Ｇ^aと画素値Ｇ^bとから画像補正量ΔＧを求め、画素値Ｒ^aと画素値Ｒ^bとから画像補正量ΔＲを求める。例えば、画像補正量算出部１２６は、画素値Ｂ１^aから画素値Ｂ１^bを引いた値を画像補正量ΔＢ１とする。同様に、画像補正量算出部１２６は、画素値Ｇ^aから画素値Ｇ^bを引いた値を画像補正量ΔＧとし、画素値Ｒ^aから画素値Ｒ^bを引いた値を画像補正量ΔＲとする。画像補正量算出部１２６は、補正用画像８６を取得するごとに画像補正量を算出する。

画像補正部１２８は、画像補正量算出部１２６が算出した画像補正量を用いて、画像取得部４４から取得した酸素飽和度算出用画像７６を補正する。具体的には、画像補正部１２８は、画像補正量ΔＢ１、ΔＧ、及びΔＲを用いて、酸素飽和度算出用画像７６のＢ１画像、Ｇ画像、及びＲ画像の各画素値Ｂ１、画素値Ｇ、及び画素値Ｒを補正する。

例えば、酸素飽和度算出用画像７６のＢ１画像、Ｇ画像、及びＲ画像について、ある画素の画素値が、それぞれ画素値Ｂ１^*、画素値Ｇ^*、及び画素値Ｒ^*であった場合、画像補正部１２８は、画素値Ｂ１^*に画像補正量ΔＢ１を加算して補正後の画素値Ｂ１^♯を求め、画素値Ｇ^*に画像補正量ΔＧを加算して補正後の画素値Ｇ^♯を求め、画素値Ｒ^*に画像補正量ΔＲを加算して補正後の画素値Ｒ^♯を求める。補正後の画素値Ｂ１^♯を有するＢ１^♯画像、補正後の画素値Ｇ^♯を有するＧ^♯画像、及び補正後の画素値Ｒ^♯を有するＲ^♯画像を、補正後の酸素飽和度算出用画像という。画像補正部１２８は、酸素飽和度算出用画像７６を取得するごとに、酸素飽和度算出用画像７６を補正する。なお、画像補正部１２８は、酸素飽和度算出用画像７６の画素値に画像補正量を加算する場合に、特定の係数を乗算しても良い。画像補正部１２８は、補正後の酸素飽和度算出用画像を演算値算出部７１に出力する。

次に、第３実施形態の酸素飽和度観察モードの動作の流れを図１７に示すフローチャートに沿って説明する。まず、第１実施形態と同様に、観察モードが酸素飽和度観察モードに切り替えられ（Ｓ１１）、プレ撮影をすることにより（Ｓ１２）、画像取得部４４が補正用画像８６を取得する（Ｓ１３）。

画像補正量算出部１２６は、画像取得部４４から補正用画像８６を取得し、この補正用画像８６を用いて、本撮影で取得する酸素飽和度算出用画像７６を補正する画像補正量を算出する（Ｓ４１）。その後、制御部４２は各部を制御して本撮影を行い（Ｓ１５）、画像取得部４４が酸素飽和度算出用画像７６を取得する（Ｓ１６）。

画像補正部１２８は、画像補正量算出部１２６が算出した画像補正量を用いて、画像取得部４４から取得した酸素飽和度算出用画像７６を補正する（Ｓ４２）。

演算値算出部７１は、補正後の酸素飽和度算出用画像の画素値を用いて演算をし、酸素飽和度の算出に使用する演算値を算出する（Ｓ１７）。具体的には、演算値算出部７１は、Ｂ１^♯画像とＧ^♯画像の比Ｂ１^♯／Ｇ^♯、及びＲ^♯画像とＧ^♯画像の比Ｒ^♯／Ｇ^♯をそれぞれ画素毎に算出する。

酸素飽和度算出部７３は、相関関係記憶部７２が記憶するＬＵＴ７５を参照して、演算値算出部７１が算出する比Ｂ１^♯／Ｇ^♯及び比Ｒ^♯／Ｇ^♯に対応する酸素飽和度を算出する（Ｓ１８）。これにより、酸素飽和度算出部７３が算出する酸素飽和度は、観察対象の個体差等の影響が低減される。

酸素飽和度画像生成部７４は、補正後の酸素飽和度算出用画像を用いて、酸素飽和度算出部７３で算出した酸素飽和度を表す酸素飽和度画像１３０を生成する（Ｓ２０）。

保存部９２は、補正用画像８６と酸素飽和度画像１３０とを関連付けて保存する（Ｓ２１）。以降のステップは第１実施形態のステップＳ２２〜ステップＳ２５と同じなので説明を省略する。これにより、上記各実施形態と同様に、検証モード時において、保存しておいた補正用画像８６と酸素飽和度画像１３０とを、表示部としてのモニタ１８に並べて表示することで、プレ撮影が適切な条件下で行われたかどうかを事後的に検証することができる。

なお、上記第３実施形態では、画像補正部１２８は、酸素飽和度算出用画像７６のＢ１画像、Ｇ画像、及びＲ画像を補正しているが、演算値算出部７１が算出する比Ｂ１／Ｇ、及び比Ｒ／Ｇを補正しても良い。

この場合、画像補正量算出部１２６は、理想的な観察対象の正常な部分を撮影した場合の比Ｂ１^a／Ｇ^aと実際の観察対象を撮影した場合の比Ｂ１^b／Ｇ^bとから画像補正量ΔＤ１を求め、理想的な観察対象の正常な部分を撮影した場合の比Ｒ^a／Ｇ^aと実際の観察対象を撮影した場合の比Ｒ^b／Ｇ^bとから画像補正量ΔＤ２を求める。例えば、画像補正量算出部１２６は、上記と同様に、比Ｂ１^a／Ｇ^aと比Ｂ１^b／Ｇ^bとの差を画像補正量ΔＤ１とし、比Ｒ^a／Ｇ^aと比Ｒ^b／Ｇ^bとの差を画像補正量ΔＤ２とする。

そして、画像補正部１２８は、比Ｂ１^*／Ｇ^*を画像補正量ΔＤ１で補正して比Ｂ１^♯／Ｇ^♯を求め、比Ｒ^*／Ｇ^*を画像補正量ΔＤ２で補正して比Ｒ^♯／Ｇ^♯を求める。画像補正部１２８は、求めた比Ｂ１^♯／Ｇ^♯及び比Ｒ^*／Ｇ^*を酸素飽和度算出部７３に出力する。

酸素飽和度算出部７３では、相関関係記憶部７２が記憶するＬＵＴ７５を参照して、比Ｂ１^♯／Ｇ^♯及び比Ｒ^*／Ｇ^*に対応する酸素飽和度を算出する。これにより、上記同様、酸素飽和度算出部７３が算出する酸素飽和度は、観察対象の個体差等の影響が低減される。

なお、上記第３実施形態では、酸素飽和度画像１３０を補正用画像８６に関連付けて保存部９２に保存しているが、酸素飽和度画像１３０の他にも、補正後の酸素飽和度算出用画像、補正前の酸素飽和度算出用画像、画像補正量、補正後の酸素飽和度算出用画像を用いて酸素飽和度算出部７３が算出した酸素飽和度などを、補正用画像８６に関連付けて保存部９２に保存しても良い。

なお、保存部９２に保存した補正用画像８６に対して、上記第２実施形態と同様に領域設定部１１６が使用可能領域を設定した場合には、画像補正量の算出及び酸素飽和度算出用画像の補正のやり直しを行うようにしても良い。すなわち、画像補正量算出部１２６は、領域設定部１１６が設定した使用可能領域を用いて、上記と同様の方法で画像補正量の算出をやり直す。画像補正部１２８では、画像補正量算出部１２６が再算出した画像補正量を用いて酸素飽和度算出用画像７６の補正をやり直す。なお、領域設定部１１６は、上記第２実施形態と同様に、補正用画像８６に対して不使用領域を設定することで、不使用領域以外の領域を使用可能領域に設定しても良い。

なお、プレ撮影において補正用画像８６が適切な条件下で取得できなかった場合に備えて、プレ撮影を複数回行って、複数セットの補正用画像８６を取得し、保存部９２に保存しておくことが好ましい。こうすることで、画像補正量算出部１２６による画像補正量の算出に使用した補正用画像８６が不適切であった場合でも、画像補正量算出部１２６は、補正用画像８６のセットを変えて画像補正量の算出をやり直すことができる。画像補正量が再算出された場合は、画像補正部１２８は、上記同様に酸素飽和度算出用画像７６の補正をやり直す。

なお、プレ撮影において補正用画像８６が適切な条件下で取得できなかった場合、診断中であれば、プレ撮影を再度実行することによって、画像取得部４４に補正用画像を再取得させても良い。この場合、画像補正量算出部１２６は、画像取得部４４が再取得した新たな補正用画像を用いて画像補正量の算出をやり直す。画像補正部１２８では、上記同様に、画像補正量算出部１２６が再算出した画像補正量を用いて酸素飽和度算出用画像７６の補正をやり直す。また、保存部９２は、画像取得部４４が再取得した新たな補正用画像を、酸素飽和度画像１３０に関連付けて保存しても良い。

なお、画像取得部４４が酸素飽和度算出用画像７６及び補正用画像８６をリアルタイムに取得したか否かによって、画像補正量算出部１２６による画像補正量の算出の精度、及び画像補正部１２８による酸素飽和度算出用画像７６の補正の精度を変更しても良い。具体的には、画像取得部４４が酸素飽和度算出用画像７６及び補正用画像８６を診断後に取得した場合における画像補正量の算出の精度及び酸素飽和度算出用画像７６の補正の精度は、画像取得部４４が酸素飽和度算出用画像７６及び補正用画像８６をリアルタイムに取得した場合における画像補正量の算出の精度及び酸素飽和度算出用画像７６の補正の精度よりも高くする。

［第４実施形態］
上記第１、第２実施形態では、酸素飽和度を補正しているが、酸素飽和度を補正する代わりに、ＬＵＴ７５を校正しても良い。図１８に示すように、第４実施形態の特殊処理部１３４は、第１実施形態の特殊処理部６４が備えている酸素飽和度補正量算出部８２と酸素飽和度補正部８４の代わりに、テーブル校正部１３６を有する。なお、その他の部材は第１実施形態の特殊処理部６４と同様なので説明を省略する。

テーブル校正部１３６は、画像取得部４４から補正用画像８６を取得し、補正用画像８６を用いてＬＵＴ７５の校正をする。具体的には、テーブル校正部１３６は、補正用画像８６のＢ１画像、Ｇ画像、及びＲ画像を用いて、比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇを画素毎に算出し、算出した比Ｂ１／Ｇの代表値及び比Ｒ／Ｇの代表値を用いてＬＵＴ７５の校正をする。比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇの代表値は、平均値や中央値、最頻値等でも良いし、その他の統計量を代表値としても良い。

プレ撮影では観察対象の正常な部分を撮影するので、観察対象がＬＵＴ７５を算出するシミュレーションで想定する理想的な観察対象であれば、比Ｂ１／Ｇの代表値、比Ｒ／Ｇの代表値、及び、ＬＵＴ７５がこれらの比の代表値を対応付ける酸素飽和度の値は、特定の値になる。例えば、図１９に示すように、理想的な観察対象の正常な部分を撮影して得る画像を用いて算出する比Ｂ１／Ｇの代表値はＢ１^a／Ｇ^aになり、かつ、比Ｒ／Ｇの代表値はＲ^a／Ｇ^aになり、その酸素飽和度は７０％である。一方、実際の観察対象には個体差等があるので、実際の観察対象を撮影した補正用画像８６を用いて算出する比Ｂ１／Ｇ及び比Ｒ／Ｇの代表値にはズレがあり、比Ｂ１／Ｇの代表値がＢ１^b／Ｇ^bであり、比Ｒ／Ｇの代表値はＲ^b／Ｇ^bであったとする。この場合、ＬＵＴ７５を用いて酸素飽和度を算出すると、酸素飽和度の値は６０％である。

しかし、酸素飽和度の値は観察対象の個体差等に影響され難く、正常な部分を観察すればどのような観察対象でも概ね一定（例えば７０％）になる。このため、図１９に示すように、テーブル校正部１３６は、ＬＵＴ７５が表す等値線を移動し、補正用画像８６を用いて算出した比Ｂ１^b／Ｇ^b及び比Ｒ^b／Ｇ^bから正常な部分を観察した場合の値（７０％）になるようにＬＵＴ７５の内容を修正する。これがテーブル校正部１３６の行う校正である。

なお、比Ｂ１^a／Ｇ^a及び比Ｒ^a／Ｇ^aに対する校正前のＬＵＴ７５の等値線の相対的な位置関係と、比Ｂ１^b／Ｇ^b及び比Ｒ^b／Ｇ^bに対する校正後のＬＵＴ１３８の等値線の相対的な位置関係は等しい。また、テーブル校正部１３６がＬＵＴ７５を校正した際には、酸素飽和度算出部７３は校正後のＬＵＴ１３８を使用して、上記と同様に酸素飽和度を算出する。このため、酸素飽和度算出部７３が算出する酸素飽和度は、観察対象の個体差等の影響が低減される。

酸素飽和度画像生成部７４は、酸素飽和度算出部７３により、校正後のＬＵＴ１３８を使用して算出された酸素飽和度を表す酸素飽和度画像１４０を生成する。

保存部９２は、補正用画像８６と、酸素飽和度画像１４０とを関連付けて保存する。これにより、上記各実施形態と同様に、検証モード時に、保存しておいた補正用画像８６と酸素飽和度画像１４０とを並べて表示することで、プレ撮影が適切な条件下で行われたかどうかを事後的に検証することができる。

［第５実施形態］
第５実施形態では、上記第１実施形態で示した４個の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２０に示すように、第５実施形態の内視鏡システム２００では、光源装置１４において、上記第１実施形態の内視鏡システム１０が備えている４個のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、中心波長４７３ｎｍの第１青色レーザ光を発する第１青色レーザ光源（図２０では「４７３ＬＤ」と表記）２０２と、中心波長４４５ｎｍの第２青色レーザ光を発する第２青色レーザ光源（図２０では「４４５ＬＤ」と表記）２０４とを備えている。なお、ＬＤは、レーザダイオードのことである。これらの半導体発光素子からなる第１青色レーザ光源２０２，第２青色レーザ光源２０４の発光は、光源制御部２２により個別に制御される。このため、第１青色レーザ光源２０２の光量と、第２青色レーザ光源２０４の光量の光量比は変更自在になっている。

光源制御部２２は、通常観察モードの場合には、第２青色レーザ光源２０４を点灯させる。これに対して、酸素飽和度観察モードの場合には、１フレーム間隔で、第１青色レーザ光源２０２と第２青色レーザ光源２０４を交互に点灯させる。

なお、第１青色レーザ光又は／及び第２青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、第１青色レーザ光源２０２及び第２青色レーザ光源２０４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、発光ダイオードなど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３２の他に、ライトガイド２４からの第１青色レーザ光又は第２青色レーザ光が入射する蛍光体２０６が設けられている。蛍光体２０６は、第２青色レーザ光によって励起され、蛍光を発する。また、蛍光体２０６は、第１青色レーザ光によっても励起されるが、その場合には、第２青色レーザ光により発せられる蛍光よりも発光量が小さい蛍光を発する。第２青色レーザ光の一部は、蛍光体２０６を励起させることなく透過する。第１青色レーザ光は、蛍光体２０６を励起させることなくほぼ透過する。蛍光体２０６を射出した光は、照明レンズ３２を介して、観察対象の体内を照明する。

なお、蛍光体２０６は、第１青色レーザ光及び第２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（ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇）などの蛍光体）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２０６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。

ここで、通常観察モードにおいては、第２青色レーザ光が蛍光体２０６に入射するため、図２１に示すスペクトルの白色光（第２白色光）によって観察対象を照明する。この第２白色光は、第２青色レーザ光と、この第２青色レーザ光により蛍光体２０６から励起発光する緑色〜赤色の第２蛍光とから構成される。したがって、第２白色光は、波長範囲が可視光全域に及んでいる。

一方、酸素飽和度観察モードにおいては、第１青色レーザ光と第２青色レーザ光とが交互に蛍光体２０６に入射するため、図２２に示すスペクトルの第１白色光と第２白色光によって交互に観察対象を照明する。第１白色光は、第１青色レーザ光と、この第１青色レーザ光により蛍光体２０６から励起発光する緑色〜赤色の第１蛍光とから構成される。したがって、第１白色光は、波長範囲が可視光全域に及んでいる。第２白色光は、通常観察モード時に照射される第２白色光と同様である。

光源制御部２２は、第１白色光と第２白色光とが切り替えられるように各光源の制御を行う。また、光源制御部２２は、イメージセンサ３８を制御する撮像制御部（図示せず）への同期信号の出力によって、照明光の発光タイミングと、イメージセンサ３８により撮像が行われるフレームとの同期や、イメージセンサ３８からの画像の出力を制御する。これにより、イメージセンサ３８は、１フレーム毎に、各色の画素から、各照明光に応じたＢＧＲ各色の画像を出力する。

１フレーム目では、光源制御部２２は、第１青色レーザ光源２０２を点灯させることによって、第１青色レーザ光と第１蛍光を含む第１白色光を用いて観察対象を照明する。イメージセンサ３８は、Ｂ画素で第１青色レーザ光を受光してＢ１画像を出力し、Ｇ画素で第１蛍光に含まれる緑色光Ｇに対応した波長帯域の成分を受光してＧ画像を出力し、Ｒ画素で第１蛍光に含まれる赤色光Ｒに対応した波長帯域の成分を受光してＲ画像を出力する。

２フレーム目では、光源制御部２２は、第２青色レーザ光源２０４を点灯させることによって、第２青色レーザ光と第２蛍光を含む第２白色光を用いて観察対象を照明する。イメージセンサ３８は、Ｂ画素で第２青色レーザ光を受光してＢ２画像を出力し、Ｇ画素で第２蛍光に含まれる緑色光Ｇに対応した波長帯域の成分を受光してＧ画像を出力し、Ｒ画素で第２蛍光に含まれる赤色光Ｒに対応した波長帯域の成分を受光してＲ画像を出力する。

第５実施形態では、プレ撮影時に得るＢ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像が補正用画像８６である。また、本撮影時に得るＢ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像が酸素飽和度算出用画像７６である。これらの画像に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、酸素飽和度補正量の算出、酸素飽和度の算出、酸素飽和度の補正、及び酸素飽和度画像の生成が行われる。そして、保存部９２は、補正用画像８６と、酸素飽和度画像９６とを関連付けて保存する。なお、上記第１実施形態と同様の方法に限らず、上記第２から第４実施形態のいずれかと同様の方法を用いても良い。

［第６実施形態］
第６実施形態では、上記第１実施形態で示した４個のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄの代わりに、キセノンランプ等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。また、カラーのイメージセンサ３８に代えて、モノクロのイメージ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２３に示すように、内視鏡システム３００において、光源装置１４は、第１実施形態の内視鏡システム１０が備えている４個のＬＥＤ２０ａ〜２０ｄに代えて、広帯域光源３０２と、回転フィルタ３０４と、フィルタ切替部３０６とを備えている。また、撮像光学系３０ｂには、カラーのイメージセンサ３８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イメージセンサ３０８が設けられている。

広帯域光源３０２は、白色ＬＥＤやキセノンランプ等であり、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３０４は、内側に内側フィルタ３１０、外側に外側フィルタ３１２を備えている（図２４参照）。

フィルタ切替部３０６は、光源制御部２２と電気的に接続されており、観察モードに応じて、回転フィルタ３０４を径方向に移動させる。通常観察モードの場合、フィルタ切替部３０６は、回転フィルタ３０４の内側フィルタ３１０を白色光の光路に挿入する。一方、酸素飽和度観察モードの場合、フィルタ切替部３０６は、外側フィルタ３１２を白色光の光路に挿入する。

図２４に示すように、内側フィルタ３１０には、周方向に沿って、白色光のうちＢ２光を透過させるＢ２フィルタ３１０ａ、白色光のうちＧ光を透過させるＧフィルタ３１０ｂ、白色光のうちＲ光を透過させるＲフィルタ３１０ｃが設けられている。したがって、通常観察モード時には、回転フィルタ３０４が回転することで、Ｂ２光、Ｇ光、及びＲ光により順次に観察対象を照射する。

外側フィルタ３１２には、周方向に沿って、白色光のうちＢ１光を透過させるＢ１フィルタ３１２ａ、白色光のうちＢ２光を透過させるＢ２フィルタ３１２ｂ、白色光のうちＧ光を透過させるＧフィルタ３１２ｃ、白色光のうちＲ光を透過させるＲフィルタ３１２ｄが設けられている。したがって、酸素飽和度観察モード時に、外側フィルタ３１２が白色光の光路に挿入された状態で回転フィルタ３０４が回転することで、Ｂ１光、Ｂ２光、Ｇ光、及びＲ光により順次に観察対象を照射する。

内視鏡システム３００では、通常観察モードの場合には、Ｂ２光、Ｇ光、及びＲ光で観察対象が照明される毎にモノクロのイメージセンサ３０８で観察対象を撮像する。これにより、Ｂ画像、Ｇ画像、Ｒ画像が得られる。そして、それら３色の画像に基づいて、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、酸素飽和度観察モードの場合には、プレ撮影時に、Ｂ１光、Ｂ２光、Ｇ光、及びＲ光で順次に観察対象が照明される毎にモノクロのイメージセンサ３０８で観察対象を撮像する。これにより得るＢ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像が補正用画像８６である。また、本撮影時に、Ｂ１光、Ｂ２光、Ｇ光、及びＲ光で順次に観察対象が照明される毎にモノクロのイメージセンサ３０８で観察対象を撮像する。これにより得るＢ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像が酸素飽和度算出用画像７６である。これらの画像に基づいて、上記第１実施形態と同様の方法で、酸素飽和度補正量の算出、酸素飽和度の算出、酸素飽和度の補正、及び酸素飽和度画像の生成が行われる。そして、保存部９２は、補正用画像８６と、酸素飽和度画像９６とを関連付けて保存する。なお、上記第１実施形態と同様の方法に限らず、上記第２から第４実施形態のいずれかと同様の方法を用いても良い。

［第７実施形態］
なお、上記第１〜第６実施形態では、イメージセンサが設けられた内視鏡１２を被検体内に挿入して観察を行う内視鏡システムによって本発明を実施しているが、カプセル内視鏡システムでも本発明は好適である。例えば、図２５に示すように、カプセル内視鏡システムでは、カプセル内視鏡４００と、プロセッサ装置（図示しない）とを少なくとも有する。

カプセル内視鏡４００は、光源４０２と、制御部４０３と、イメージセンサ４０４と、画像処理部４０６と、送受信アンテナ４０８と、を備えている。光源４０２は、光源部２０に対応する。制御部４０３は、光源制御部２２及び制御部４２と同様に機能する。また、制御部４０３は、送受信アンテナ４０８によって、カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置と無線で通信可能である。カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置は、上記第１〜第６実施形態のプロセッサ装置１６とほぼ同様であるが、画像取得部４４及び画像処理部４６に対応する画像処理部４０６はカプセル内視鏡４００に設けられ、生成した酸素飽和度画像等は、送受信アンテナ４０８を介してプロセッサ装置に送信される。イメージセンサ４０４はイメージセンサ３８と同様に構成される。

なお、上記各実施形態では、生体特徴量として、機能的生体特徴量としての酸素飽和度を例に説明を行っているが、本発明は、酸素飽和度に限られず、血管情報にも適用可能である。血管情報とは、例えば、血管の本数、分岐数、分岐角度、分岐点間距離、交差数、太さ、太さの変化、太さの変化の複雑度、長さ、間隔、粘膜を基準とした深さ、高低差、傾き、面積、密度、コントラスト、色、色の変化、蛇行度、血液濃度、動脈の割合、静脈の割合、投与した色素の濃度、走行パターン、または、血流量である。上記血管情報は、形態的生体特徴量に含まれる。また、上記血管情報は例であり、その他の血管に関する情報を血管情報として算出してもよい。

血管情報は、食道、胃、大腸等の各種部位や、性別、年齢等の患者の個体差等によって異なる場合がある。このため、酸素飽和度に代えて血管情報を算出する場合には、酸素飽和度の補正と同様に、プレ撮影で得た補正用画像を用いて血管情報の値を補正する補正量を求め、この補正量にしたがって血管情報の値の補正を行う。

この場合、特殊処理部は、例えば、図３において、相関関係記憶部７２を削除し、「酸素飽和度」を「血管情報」に読み替えた構成となる。また、処理内容としては、図７において、「酸素飽和度」を「血管情報」に読み替え、かつステップＳ１７を削除した処理となる。また、特殊処理部は、図１６において、相関関係記憶部７２を削除し、「酸素飽和度」を「血管情報」に読み替えた構成としても良い。その場合の処理内容としては、図１７において、「酸素飽和度」を「血管情報」に読み替え、かつステップＳ１７を削除した処理となる。

血管の本数とは、画像全体または関心領域（ROI : Region Of Interest）内の血管の数である。血管の本数は、例えば、血管の分岐点の個数（分岐数）や他の血管との交差点の個数（交差数）等を用いて算出する。血管の分岐角度は、２本の血管が分岐点においてなす角度である。分岐点間距離は、任意の分岐点とその隣の分岐点の直線距離、または、任意の分岐点とその隣の分岐点までの血管に沿った長さである。なお、関心領域は、ポインティングデバイスやキーボードなどにより指定可能である。

血管の交差数とは、粘膜下の深さが異なる血管が画像上で交差する交差点の個数である。より具体的には、血管の交差数とは、相対的に粘膜下の浅い位置にある血管が、深い位置にある血管を横切る数である。

血管の太さ（血管径）とは、血管と粘膜の境界線間の距離であり、例えば、血管のエッジから血管の中を通って血管の短手方向に沿って画素数を計数した値である。したがって、血管の太さは画素数であるが、画像を撮影した際の撮影距離やズーム倍率等が既知の場合には、必要に応じて「μｍ」等の長さの単位に換算可能である。

血管の太さの変化とは、血管の太さのばらつきに関する血管情報であり、口径不同度ともいう。血管の太さの変化は、例えば、血管径の変化率（拡張度ともいう）である。血管径の変化率は、血管の最も細い部分の太さ（最小径）と血管の最も太い部分の太さ（最大径）を用いて、「血管経の変化率（％）＝最小径／最大径×１００」で求める。

なお、過去の検査で観察対象を撮影して得た画像と、その後の新たな検査で同じ観察対象を撮影して得た画像と、を用いる場合、過去の検査で得た画像中の血管の太さに対して、その後の新たな検査で得た画像中の同じ血管の太さの時間的な変化を血管の太さの変化としてもよい。

また、血管の太さの変化として、細径部の割合、または太径部の割合を算出しても良い。細径部とは太さが閾値以下の部分であり、太径部とは太さが閾値よりも太い部分である。細径部の割合は、「細径部の割合（％）＝細径部の長さ／血管の長さ×１００」で求める。同様に、太径部の割合は、「太径部の割合（％）＝太径部の長さ／血管の長さ×１００」で求める。

血管の太さの変化の複雑度（以下、「太さ変化の複雑度」という）は、血管の太さ変化している場合に、その変化がどの程度複雑であるかを表す血管情報であり、血管の太さの変化を表す血管情報（すなわち血管径の変化率、細径部の割合、または太径部の割合）を複数組み合わせて算出する血管情報である。太さ変化の複雑度は、例えば、血管径の変化率と細径部の割合の積で求めることができる。

血管の長さとは、血管を長手方向に沿って計数した画素数である。

血管の間隔とは、血管のエッジ間にある粘膜を表す画素の画素数である。血管が１本の場合、血管の間隔は値を持たない。

血管の深さは、粘膜（より具体的には粘膜の表面）を基準として測る。この粘膜を基準とした血管の深さは、例えば、血管の色に基づいて算出することができる。

血管の高低差とは、血管の深さの差の大きさである。例えば、注目する１本の血管の高低差は、この血管の最も深い箇所の深さ（最大深さ）と、最も浅い箇所の深さ（最小深さ）の差で求める。深さが一定の場合、高低差は零である。

血管の傾きとは、血管の深さの変化率であり、血管の長さと血管の深さを用いて算出する。すなわち、血管の傾きは、「血管の傾き＝血管の深さ／血管の長さ」で求める。なお、血管を複数の区間に区切り、各区間で血管の傾きを算出してもよい。

血管の面積は、血管を表す画素の画素数、または、血管を表す画素の画素数に比例する値である。血管の面積は、関心領域内、関心領域外、または、画像全体について算出する。

血管の密度は、単位面積中にある血管の割合である。血管の密度を算出する画素を概ね中心に含む特定の大きさの領域（例えば単位面積の領域）を切り出し、この領域内の全画素に占める血管の割合を算出する。これを関心領域または画像全体の全画素に対して行うことで、各画素の血管の密度を算出することができる。

血管のコントラストとは、観察対象の粘膜に対する相対的なコントラストである。血管のコントラストは、血管の輝度Ｙ_Vと、粘膜の輝度Ｙ_Mと、を用いて、例えば「Ｙ_V／Ｙ_M」または「（Ｙ_V−Ｙ_M）／（Ｙ_V＋Ｙ_M）」で算出する。

血管の色とは、血管を表す画素のＲＧＢの各値である。そして、血管の色の変化とは、血管を表す画素のＲＧＢ各値の各々の最大値と最小値の差または比である。例えば、血管を表す画素のＢ値の最大値と最小値の比、Ｇ値の最大値と最小値の比、またはＲ値の最大値と最小値の比は、血管の色の変化を表す。もちろん、補色に変換して、シアン、マゼンタ、イエロー、グリーン等の各値について血管の色及び血管の色の変化を算出しても良い。

血管の蛇行度とは、血管が蛇行して走行する範囲の広さを表す血管情報である。血管の蛇行度は、例えば、蛇行度を算出する血管を含む最小の四角形の面積（画素数）である。また、血管の始点と終点の直線距離に対する血管の長さの比を血管の蛇行度としても良い。

血管の血液濃度とは、血管が含むヘモグロビンの量に比例する血管情報である。血管を表す画素のＲ値に対するＧ値の比（Ｇ／Ｒ）はヘモグロビンの量に比例するので、Ｇ／Ｒの値を算出することで、画素ごとに血液濃度を算出することができる。

動脈の割合とは、全血管の画素数に対する動脈の画素数の割合である。同様に、静脈の割合とは、全血管の画素数に対する静脈の画素数の割合である。動脈と静脈は、酸素飽和度によって区別することができる。例えば、酸素飽和度が７０％以上の血管を動脈とし、酸素飽和度が７０％未満の血管を静脈とすれば、血管を動脈と静脈に分けられるので、上記動脈の割合及び静脈の割合を算出するするこができる。

投与した色素の濃度とは、観察対象に対して散布した色素、または静脈注射により血管に注入した色素の濃度である。投与した色素の濃度は、例えば、色素色以外の画素の画素値に対する色素色の画素値の割合で算出する。例えば、青色に着色する色素を投与した場合は、Ｂ／ＧやＢ／Ｒ等が、観察対象に定着（あるいは一時的に付着）した色素の濃度を表す。

血管の走行パターンとは、血管の走行方向に関する血管情報である。血管の走行パターンは、例えば、任意に設定する基準線に対する血管の平均角度（走行方向）や、任意に設定する基準線に対して血管がなす角度の分散（走行方向のばらつき）等である。

血管の血流量（血流速度ともいう）は、単位時間あたりに赤血球が通り抜ける数である。超音波プローブを内視鏡１２の鉗子チャネル等を介して併用する場合等に、超音波プローブで得る信号を用いて画像の血管を表す各画素のドップラーシフト周波数を求めることができる。血管の血流量は上記ドップラーシフト周波数を用いることで算出することができる。

１０，２００，３００ 内視鏡システム
１６ プロセッサ装置
１８ モニタ
４４ 画像取得部
４６ 画像処理部
６４，１１４，１２４，１３４ 特殊処理部
７１ 演算値算出部
７２ 相関関係記憶部
７３ 酸素飽和度算出部
７４ 酸素飽和度画像生成部
７５，１３８ ＬＵＴ
８２ 酸素飽和度補正量算出部
８４ 酸素飽和度補正部
９２ 保存部
１１６ 領域設定部
１２６ 画像補正量算出部
１２８ 画像補正部
１３６ テーブル校正部

Claims (14)

1. 波長帯域が異なる複数の照明光によってそれぞれ観察対象を撮像して得る複数の生体特徴量算出用画像を用いて前記観察対象の生体特徴量を算出する生体特徴量算出部を有する内視鏡システムにおいて、
   前記観察対象を撮像して得る補正用画像を取得する画像取得部と、
   前記補正用画像を用いて、前記生体特徴量に対する生体特徴量補正量を算出する生体特徴量補正量算出部と、
   前記生体特徴量補正量にしたがって前記生体特徴量算出部が算出した前記生体特徴量の補正をする生体特徴量補正部と、
   前記補正用画像と、補正後の前記生体特徴量を表す生体特徴量画像とを関連付けて保存する保存部と、
   を備える内視鏡システム。
2. 前記生体特徴量とは形態的生体特徴量あるいは機能的生体特徴量である請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記形態的生体特徴量とは血管情報であり、前記機能的生体特徴量とは酸素飽和度である請求項２に記載の内視鏡システム。
4. 前記保存部は、前記生体特徴量画像に加え、前記生体特徴量画像の生成に用いる前記生体特徴量算出用画像、前記生体特徴量補正量算出部が算出した前記生体特徴量補正量、補正後の前記生体特徴量、補正前の前記生体特徴量、のいずれかを前記補正用画像に関連付けて保存する請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
5. 前記補正用画像と前記生体特徴量画像とを表示する表示部を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
6. 前記保存部が保存する前記補正用画像に対して、使用可能領域を設定する領域設定部を備え、
   前記生体特徴量補正量算出部は、前記領域設定部が前記使用可能領域を設定した場合、前記使用可能領域を用いて前記生体特徴量補正量の算出をやり直し、
   前記生体特徴量補正部は、前記生体特徴量補正量算出部が再算出した前記生体特徴量補正量を用いて前記生体特徴量の補正をやり直す請求項１〜５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
7. 前記領域設定部は、前記補正用画像に対して不使用領域を設定することで、前記不使用領域以外の領域を前記使用可能領域に設定する請求項６に記載の内視鏡システム。
8. 前記保存部が前記補正用画像を複数セット保存しており、かつ、前記生体特徴量補正量算出部が前記生体特徴量補正量の算出に使用した前記補正用画像が不適切であった場合、
   前記生体特徴量補正量算出部は、前記補正用画像のセットを変えて前記生体特徴量補正量の算出をやり直し、
   前記生体特徴量補正部は、前記生体特徴量補正量算出部が再算出した前記生体特徴量補正量を用いて前記生体特徴量の補正をやり直す請求項１〜５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
9. 前記生体特徴量補正量算出部が前記生体特徴量補正量の算出に使用した前記補正用画像が不適切であった場合、
   前記画像取得部は、前記補正用画像を再取得し、
   前記生体特徴量補正量算出部は、前記画像取得部が再取得した新たな補正用画像を用いて前記生体特徴量補正量の算出をやり直し、
   前記生体特徴量補正部は、前記生体特徴量補正量算出部が再算出した前記生体特徴量補正量を用いて前記生体特徴量の補正をやり直す請求項１〜５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
10. 前記画像取得部が前記観察対象の観察中にリアルタイムに前記補正用画像及び前記生体特徴量算出用画像を取得する場合と、前記画像取得部が前記観察対象の観察の完了後に前記補正用画像及び前記生体特徴量算出用画像を取得する場合とで、前記生体特徴量補正量算出部が前記生体特徴量補正量の算出の精度を変更し、かつ前記生体特徴量補正部が前記生体特徴量の補正の精度を変更する請求項１〜９のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
11. 前記画像取得部が前記観察対象の観察の完了後に前記補正用画像及び前記生体特徴量算出用画像を取得した場合における前記生体特徴量補正量の算出の精度及び前記生体特徴量の補正の精度は、前記画像取得部が前記観察対象の観察中にリアルタイムに前記補正用画像及び前記生体特徴量算出用画像を取得した場合における前記生体特徴量補正量の算出の精度及び前記生体特徴量の補正の精度よりも高くする請求項１０に記載の内視鏡システム。
12. 前記画像取得部は、前記生体特徴量算出部による前記生体特徴量の算出に先立って前記観察対象を撮像して得る前記補正用画像を取得する請求項１〜１１のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
13. 波長帯域が異なる複数の照明光によってそれぞれ観察対象を撮像して得る複数の生体特徴量算出用画像を用いて前記観察対象の生体特徴量を算出する生体特徴量算出部を有するプロセッサ装置において、
    前記観察対象を撮像して得る補正用画像を取得する画像取得部と、
    前記補正用画像を用いて、前記生体特徴量に対する生体特徴量補正量を算出する生体特徴量補正量算出部と、
    前記生体特徴量補正量にしたがって前記生体特徴量算出部が算出した前記生体特徴量の補正をする生体特徴量補正部と、
    前記補正用画像と、補正後の前記生体特徴量を表す生体特徴量画像とを関連付けて保存する保存部と、
    を備えるプロセッサ装置。
14. 波長帯域が異なる複数の照明光によってそれぞれ観察対象を撮像して得る複数の生体特徴量算出用画像を用いて前記観察対象の生体特徴量を算出する生体特徴量算出部を有する内視鏡システムの作動方法において、
    画像取得部が、前記観察対象を撮像して得る補正用画像を取得するステップと、
    生体特徴量補正量算出部が、前記補正用画像を用いて、前記生体特徴量に対する生体特徴量補正量を算出するステップと、
    前記生体特徴量算出部が、前記生体特徴量を算出するステップと、
    生体特徴量補正部が、前記生体特徴量補正量にしたがって前記生体特徴量算出部が算出した前記生体特徴量の補正をするステップと、
    保存部が、前記補正用画像と、補正後の前記生体特徴量を表す生体特徴量画像とを関連付けて保存するステップと、
    を備える内視鏡システムの作動方法。

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