JP2020151250A - 内視鏡装置及びその作動方法並びに内視鏡装置用プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像画像上における誤差を考慮してより正確な被写体の大きさを計測することができる内視鏡装置及びその作動方法並び内視鏡装置用プログラムを提供する。【解決手段】信号処理部３９は、位置特定部５０と、観察距離検出部５２と、計測用マーカ設定部５４とを備えている。位置特定部５０は、被写体を撮像した撮像画像に基づいて、スポットＳＰの位置を特定する。観察距離検出部５２は、スポットＳＰの位置に基づいて観察距離を検出する。計測用マーカ設定部５４は、観察距離に応じて計測用マーカを設定し、設定した計測用マーカを重畳表示した撮像画像を生成する。【選択図】図６

Description

本発明は、被写体の大きさを測定する内視鏡装置及びその作動方法並びに内視鏡装置用プログラムに関する。

内視鏡装置では、観察対象物までの距離又は観察対象物の大きさなどを取得することが行われている。例えば、特許文献１では、被写体に対して計測補助光を照射し、被写体上にスポットを形成する。被写体を撮像して得られる撮像画像から、スポットの位置を特定する。そして、スポットの位置に応じて、被写体に含まれる観察対象における実サイズを示す指標図形を設定し、設定した計測用マーカを撮像画像上に表示することが行われている。撮像画像上に表示された計測用マーカを用いることで、観察対象の大きさを計測することが可能となる。

国際公開２０１８／０５１６８０号

内視鏡装置で被写体を撮像する際、ユーザーである医師が操作部又は挿入部を把持して操作するため、手振れ等の影響により内視鏡が移動してしまう。このため、上記特許文献１記載の内視鏡装置において撮像画像上に計測用マーカを表示する場合、撮像画像には手振れ等の影響分だけ誤差が含まれている。よって、計測用マーカを用いて計測される観察対象の寸法にも誤差が含まれている。特に、観察距離が近い程、手振れ等の影響が大きくなるため寸法の誤差も大きい。

本発明は、撮像画像上における誤差を考慮してより正確な被写体の大きさを計測することができる内視鏡装置及びその作動方法並び内視鏡装置用プログラムを提供することを目的とする。

本発明の内視鏡装置は、計測補助光光源部と、撮像素子と、位置特定部と、計測用マーカ設定部とを備え、計測用マーカ設定部は、内視鏡先端部と被写体との距離である観察距離に応じて計測用マーカを構成する線の表示を変更する。計測補助光光源部は、被写体の計測に用いる計測補助光を発する。撮像素子は、被写体を撮像する。位置特定部は、被写体上において計測補助光によって形成される特定領域の位置を特定する。計測用マーカ設定部は、位置特定部で特定した特定領域の位置に応じて、実寸サイズを表す計測用マーカを設定し、撮像素子により撮像した被写体の撮像画像に重畳表示させる。

位置特定部で特定した特定領域の位置から観察距離を検出する観察距離検出部を備え、計測用マーカは、観察距離検出部で検出した観察距離に対応する実寸サイズの計測用マーカを設定することが好ましい。計測用マーカ設定部は、計測用マーカを構成する線の幅を観察距離に反比例する値に設定することが好ましい。

計測用マーカ設定部は、計測用マーカを構成する線の幅は、実寸サイズに対して想定される寸法の誤差に応じて設定されていることが好ましい。

計測用マーカ設定部は、計測用マーカとして、大きさが異なる複数の同心円から構成する同心円型マーカを設定することが好ましい。

計測用マーカ設定部は、計測用マーカを構成する線に対して、線の幅方向中央から外側に向かって濃度が徐々に低くなるグラデーションを付けることが好ましい。

計測用マーカ設定部は、計測用マーカを構成する線を破線とし、破線を構成する隙間を観察距離に反比例する値に設定することが好ましい。

計測用マーカ設定部は、計測用マーカを構成する線の数を、観察距離に比例する値に設定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、被写体の計測に用いる計測補助光を発するステップと、被写体を撮像するステップと、被写体上において計測補助光によって形成される特定領域の位置を特定するステップと、特定領域の位置に応じて、実寸サイズを表す計測用マーカを設定し、撮像素子により撮像した被写体の撮像画像に重畳表示させるステップと、内視鏡先端部と被写体との距離である観察距離に応じて計測用マーカを構成する線の表示を変更するステップとを有する。

本発明は、内視鏡装置にインストールされる内視鏡装置用プログラムにおいて、コンピュータに、光源制御部が、被写体を撮像素子により撮像して得られる撮像画像を取得する際、被写体の計測に用いる計測補助光を点灯する制御をする機能と、位置特定部が、被写体上において、被写体の計測に用いる計測補助光によって形成される特定領域の位置を特定する機能と、計測用マーカ設定部が、特定領域の位置に応じて、実寸サイズを表す計測用マーカを設定し、撮像素子により撮像した被写体の撮像画像に重畳表示させる機能と、計測用マーカ設定部が、内視鏡先端部と被写体との距離である観察距離に応じて計測用マーカを構成する線の表示を変更する機能とを実現させる。

本発明によれば、撮像画像上における誤差を考慮してより正確な被写体の大きさを計測することができる。

内視鏡装置の外観図である。 内視鏡の先端部を示す平面図である。 内視鏡装置の機能を示すブロック図である。 計測補助光出射部を示すブロック図である。 内視鏡の先端部と観察距離の範囲Ｒ１内の近端ＰＮ、中央付近ＰＭ、及び遠端ＰＦとの関係を示す説明図である。 信号処理部の機能を示すブロック図である。 第１撮像画像、第２撮像画像、第３撮像画像の保存方法を示す説明図である。 測長モードにおいて観察距離に応じて計測用マーカの線の幅を設定する機能を示す説明図である。 第２実施形態における計測用マーカを示す説明図である。 第３実施形態における計測用マーカを示す説明図である。 第４実施形態における計測用マーカであり、観察距離に応じて破線の隙間を設定する計測用マーカを示す説明図である。 第５実施形態における計測用マーカであり、観察距離に応じて線の数を設定する計測用マーカを示す説明図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、内視鏡装置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、ユーザーインターフェース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、且つ、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。プロセッサ装置１６は、画像を表示するモニタ１８（表示部）に電気的に接続されている。ユーザーインターフェース１９は、プロセッサ装置１６に接続されており、プロセッサ装置１６に対する各種設定操作等に用いられる。なお、ユーザーインターフェース１９は図示したキーボードの他、マウスなどが含まれる。

各機器は、内視鏡装置１０の構成要素として機能させるためのアプリケーションプログラムがインストールされている。また、アプリケーションプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体からインストール、または、インターネット等のネットワーク経由で接続されたサーバの記憶装置からダウンロードされた後にインストールされてもよい。

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。

内視鏡１２は、通常モードと、測長モードとを備えており、これら２つのモードは内視鏡１２の操作部１２ｂに設けられたモード切替スイッチ１３ａによって切り替えられる。通常モードは、照明光によって観察対象を照明するモードである。測長モードは、照明光又は計測補助光を観察対象に照明し、且つ、観察対象の撮像により得られる撮像画像上に、観察対象の大きさなどの測定に用いられる計測用マーカを表示する。計測補助光は、被写体の計測に用いられる光である。

また、内視鏡１２の操作部１２ｂには、撮像画像の静止画の取得を指示する静止画取得指示を操作するためのフリーズスイッチ１３ｂ（静止画取得指示部）が設けられている。ユーザーがフリーズスイッチ１３ｂを操作することにより、モニタ１８の画面がフリーズ表示し、合わせて、静止画取得を行う旨のアラート音（例えば「ピー」）を発する。そして、フリーズスイッチ１３ｂの操作タイミング前後に得られる撮像画像の静止画が、プロセッサ装置１６内の静止画保存部４２（図３参照）に保存される。

なお、静止画保存部４２はハードディスクやＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリなどの記憶部である。プロセッサ装置１６がネットワークに接続可能である場合には、静止画保存部４２に代えて又は加えて、ネットワークに接続された静止画保存サーバ（図示しない）に撮像画像の静止画を保存するようにしてもよい。

なお、フリーズスイッチ１３ｂ以外の操作機器を用いて、静止画取得指示を行うようにしてもよい。例えば、プロセッサ装置１６にフットペダルを接続し、ユーザーが足でフットペダル（図示しない）を操作した場合に、静止画取得指示を行うようにしてもよい。モード切替についてもフットペダルで行うようにしてもよい。また、音声入力、視線入力、ジェスチャ入力等により、静止画取得指示またはモード切替を行うようにしてもよい。

図２に示すように、内視鏡１２の先端部は略円形となっており、内視鏡１２の撮像光学系を構成する光学部材のうち最も被写体側に位置する対物レンズ２１と、被写体に対して照明光を照射するための２つの照明レンズ２２と、後述する計測補助光を被写体に照明するための計測補助用レンズ２３と、処置具を被写体に向けて突出させるための開口２４と、送気送水を行うための送気送水ノズル２５とが設けられている。

対物レンズ２１の光軸ＬＩ（図５参照）は、紙面に対して垂直な方向に延びている。縦の第１方向Ｄ１は、光軸ＬＩに対して直交しており、横の第２方向Ｄ２は、光軸ＬＩ及び第１方向Ｄ１に対して直交する。対物レンズ２１と計測補助用レンズ２３とは、第１方向Ｄ１に沿って配列されている。

図３に示すように、光源装置１４は、光源部２６と、光源制御部２７とを備えている。光源部２６（照明光光源部）は、被写体を照明するための照明光を発生する。光源部２６から出射された照明光は、ライトガイド２８に入射され、照明レンズ２２を通って被写体に照射される。光源部２６としては、照明光の光源として、白色光を出射する白色光源、又は、白色光源とその他の色の光を出射する光源（例えば青色光を出射する青色光源）を含む複数の光源等が用いることが好ましい。光源制御部２７は、プロセッサ装置１６のシステム制御部４１と接続されている。光源制御部２７は、システム制御部４１からの指示に基づいて光源部２６を制御する。システム制御部４１（発光用制御部）は、光源制御部２７に対して、光源制御に関する指示を行う他に、計測補助光出射部３０の光源３０ａ（図４参照）も制御する。システム制御部４１による光源制御の詳細については後述する。

内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系２９ａ、撮像光学系２９ｂ、及び計測補助光出射部３０が設けられている。照明光学系２９ａは照明レンズ２２を有しており、この照明レンズ２２を介して、ライトガイド２８からの光が観察対象に照射される。撮像光学系２９ｂは、対物レンズ２１及び撮像素子３２を有している。観察対象からの反射光は、対物レンズ２１を介して、撮像素子３２に入射する。これにより、撮像素子３２に観察対象の反射像が結像される。

撮像素子３２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。この撮像素子３２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素子３２は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）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である。撮像素子３２は、撮像制御部３３によって制御される。なお、撮像素子３２として、補色のＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｇ（緑）のカラーフィルタが設けられた補色系の撮像素子を用いてもよい。

撮像素子３２から出力される画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３４に送信される。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路３４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３４を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ（Analog／Digital）コンバータ）３５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、通信Ｉ／Ｆ（Interface）３６を介して、プロセッサ装置１６に入力される。

プロセッサ装置１６は、内視鏡１２の通信Ｉ／Ｆ３６と接続される通信Ｉ／Ｆ（Interface）３８と、信号処理部３９と、表示制御部４０と、システム制御部４１とを備えている。通信Ｉ／Ｆは、内視鏡１２の通信Ｉ／Ｆ３６から伝送されてきた画像信号を受信して信号処理部３９に伝達する。信号処理部３９は、通信Ｉ／Ｆ３８から受けた画像信号を一時記憶するメモリを内蔵しており、メモリに記憶された画像信号の集合である画像信号群を処理して、撮像画像を生成する。なお、信号処理部３９では、測長モードに設定されている場合には、撮像画像に対して、血管などの構造を強調する構造強調処理や、観察対象のうち正常部と病変部などとの色差を拡張した色差強調処理を施すようにしてもよい。

表示制御部４０は、信号処理部３９によって生成された撮像画像をモニタ１８に表示する。システム制御部４１は、内視鏡１２に設けられた撮像制御部３３を介して、撮像素子３２の制御を行う。撮像制御部３３は、撮像素子３２の制御に合わせて、ＣＤＳ／ＡＧＣ３４及びＡ／Ｄ３５の制御も行う。静止画保存制御部４３は、静止画保存部４２に保存する撮像画像の静止画に関する制御を行う。静止画保存制御部４３は、測長モードにおいて1回の静止画取得指示が行われることにより、第１撮像画像、第２撮像画像、第３撮像画像を少なくとも２つ含む複数種類の画像を１度に保存する制御をする。測長モードにおける静止画取得指示の詳細については後述する。

図４に示すように、計測補助光出射部３０（計測補助光光源部）は、光源３０ａと、ＧＲＩＮ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ Ｉｎｄｅｘ；屈折率分布型）レンズ３０ｂと、プリズム３０ｃと、光ファイバ３０ｄと、計測補助用レンズ２３とを備える。光源３０ａは、撮像素子３２の画素によって検出可能な色の光（具体的には可視光）を出射するものであり、レーザー光源ＬＤ（Laser Diode）又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の発光素子と、この発光素子から出射される光を集光する集光レンズとを含む。

光源３０ａが出射する光の波長は、例えば、６００ｎｍ以上７５０ｎｍ以下であることが好ましく、６００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、６３０ｎｍ以上６６０ｎｍ以下の赤色光であることが最も好ましい。もしくは、４９５ｎｍ以上５７０ｎｍ以下の緑色光を用いてもよい。光源３０ａはシステム制御部４１によって制御され、システム制御部４１からの指示に基づいて光出射を行う。光ファイバ３０ｄは、光源３０ａからの光をＧＲＩＮレンズ３０ｂに導光する。ＧＲＩＮレンズ３０ｂは、光源３０ａから出射した光を、被写体の計測に用いられる計測補助光とするために、光ファイバ３０ｄによって光源３０ａから導光された光を再度コヒーレント性の高い光に変換するものである。

プリズム３０ｃは、ＧＲＩＮレンズ３０ｂで変換後の計測補助光の進行方向を変えるための光学部材である。プリズム３０ｃは、対物レンズ２１及びレンズ群を含む撮像光学系の視野と交差するように、計測補助光の進行方向を変更する。計測補助光の進行方向の詳細についても、後述する。プリズム３０ｃから出射した計測補助光は、計測補助用レンズ２３を通って、被写体へと照射される。計測補助光が被写体に照射されることにより、被写体において、円状領域（特定領域）としてのスポットＳＰが形成される（図７（Ｂ）参照）。このスポットＳＰの位置は、位置特定部５０によって特定され、また、スポットＳＰの位置に応じて、実寸サイズを表す計測用マーカが設定される。設定された計測用マーカは、撮像画像上に重畳表示される。

なお、計測補助用レンズ２３に代えて、内視鏡の先端部１２ｄに形成される計測補助用スリットとしてもよい。また、計測補助用レンズ２３には、反射防止コート（ＡＲ（Anti-Reflection）コート）（反射防止部）を施すことが好ましい。このように反射防止コートを設けるのは、計測補助光が計測補助用レンズ２３を透過せずに反射して、被写体に照射される計測補助光の割合が低下すると、後述する位置特定部５０が、計測補助光により被写体上に形成されるスポットＳＰの位置を認識し難くなるためである。

なお、計測補助光出射部３０は、計測補助光を撮像光学系の視野に向けて出射できるものであればよい。例えば、光源３０ａが光源装置に設けられ、光源３０ａから出射された光が光ファイバ３０ｄによってＧＲＩＮレンズ３０ｂにまで導光されるものであってもよい。また、プリズム３０ｃを用いずに、ＧＲＩＮレンズ３０ｂに代えてＤＯＥ（Diffractive Optical Element；回折光学素子）を使用し、光源３０ａ、ＤＯＥ、及び光源３０ａからの光をＤＯＥに導光する光ファイバの向きを光軸ＬＩに対して斜めに設置することで、撮像光学系の視野を横切る方向に計測補助光を出射させる構成としてもよい。

計測補助光の進行方向については、図５に示すように、計測補助光の光軸ＬＭが対物レンズ２１の光軸ＬＩと交差する状態で、計測補助光を出射する。内視鏡の先端部１２ｄと被写体との距離である観察距離の範囲Ｒ１において観察可能であるとすると、範囲Ｒ１の近端ＰＮ、中央付近ＰＭ、及び遠端ＰＦでは、各点での撮像範囲（矢印ＱＮ、ＱＭ、ＱＦで示す）における計測補助光によって被写体上に形成されるスポットＳＰの位置（各矢印ＱＮ、ＱＭ、ＱＦが光軸ＬＭと交わる点）が異なることが分かる。なお、撮像光学系の撮影画角は２つの実線４５で挟まれる領域内で表され、この撮影画角のうち収差の少ない中央領域（２つの点線４６で挟まれる領域）で計測を行うようにしている。

以上のように、計測補助光の光軸ＬＭを光軸ＬＩと交差する状態で、計測補助光を出射することによって、観察距離の変化に対するスポット位置の移動の感度が高いことから、被写体の大きさを高精度に計測することができる。そして、計測補助光が照明された被写体を撮像素子３２で撮像することによって、スポットＳＰを含む撮像画像が得られる。撮像画像では、スポットＳＰの位置は、対物レンズ２１の光軸ＬＩと計測補助光の光軸ＬＭとの関係、及び観察距離に応じて異なるが、観察距離が近ければ、同一の実寸サイズ（例えば５ｍｍ）を示すピクセル数が多くなり、観察距離が遠ければピクセル数が少なくなる。

図６に示すように、プロセッサ装置１６の信号処理部３９は、スポットＳＰ（特定領域）の位置認識、及び計測用マーカの設定を行うために、第２撮像画像におけるスポットＳＰの位置を特定する位置特定部５０と、スポットＳＰの位置に基づいて観察距離を検出する観察距離検出部５２と、観察距離に応じて計測用マーカを設定し、設定した計測用マーカを第２撮像画像に表示する第３撮像画像を生成する計測用マーカ設定部５４とを備えている。

位置特定部５０は、第２撮像画像に基づいて、スポットＳＰの位置を特定する。具体的には、スポットＳＰの位置に関する座標情報を特定する。スポットＳＰは、第２撮像画像において、計測補助光の色に対応する成分を多く含む略円状の赤色領域で表示される。したがって、略円状の赤色領域からスポットＳＰの位置を特定する。位置の特定方法としては、例えば、撮像画像を二値化し、二値化画像のうち白部分（信号強度が二値化用閾値より高い画素）の重心を、スポットＳＰの位置として特定する。

観察距離検出部５２は、スポットＳＰの位置に基づいて観察距離を検出する。観察距離検出部５２は、第２撮像画像におけるスポットＳＰの位置と観察距離との関係を記憶した観察距離テーブル５６を参照して、スポットＳＰの位置から観察距離を検出する。計測用マーカ設定部５４は、観察距離検出部５２で検出した観察距離に対応する実寸サイズの計測用マーカを設定する。さらに後述するように、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカを設定する際、計測用マーカを構成する線の表示を観察距離に応じて変更する。そして、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカを第２撮像画像に重畳表示した第３撮像画像を生成する。

システム制御部４１による光源制御及び撮像制御と静止画保存制御部４３による静止画保存制御について説明する。通常モードに設定されている場合には、システム制御部４１は、光源装置１４の光源部２６に対して、照明光を常時発するように指示する。これにより、光源部２６からは照明光が発せられる。照明光は、ライトガイド２８を介して、被写体に照射される。なお、通常モードの場合には、計測補助光出射部３０の光源３０ａは停止している。また、静止画保存制御部４３は、通常モードにおいて１回の静止画取得指示が行われることにより、照明光で照明された被写体を撮像して得られる第１撮像画像を静止画保存部４２に保存する。

一方、測長モードに設定されている場合には、システム制御部４１は、静止画取得指示が行われていない場合には、光源装置１４の光源部２６及び計測補助光出射部３０の光源３０ａに対して、照明光及び計測補助光を発光するように制御する。これに対して、フリーズスイッチ１３ｂが操作されて静止画取得指示が行われた場合には、照明光を点灯（on）する一方で、計測補助光を消灯（off）にした状態で第１撮像画像を撮像する。第１撮像画像を撮像した後または第１撮像画像を撮像する前に、照明光及び計測補助光を点灯した状態で第２撮像画像を撮像する。なお、第１撮像画像を撮像する際は、計測補助光を消灯するのではなく、計測補助光の光強度を一定値以下にする減光を行うようにしてもよい。

そして、図７に示すように、静止画保存制御部４３は、静止画保存部４２に保存する保存画像として、第１撮像画像の静止画と第２撮像画像の静止画を保存する。また、第２撮像画像に対して、スポットの位置に応じて設定される計測用マーカ（円形状の計測用マーカＭ１（例えば「５ｍｍ」の実寸サイズを表している））を表示した第３撮像画像の静止画を静止画保存部４２に保存する。また、静止画取得指示が行われてから一定時間の間は、静止画が記録されていることを報知するために、第１撮像画像と第３撮像画像をモニタ１８に表示することが好ましい。第１〜第３撮像画像の保存後は、そのまま測長モードを維持するが、通常モードに自動で切り替えるようにしてもよい。

なお、図７（Ａ）に示すように、第１撮像画像は、通常の内視鏡画像であり、色、形、範囲などに基づいて、腫瘍ｔｍに対する形態観察や診断に用いられる。図７（Ｂ）に示すように、第２撮像画像は、スポットＳＰが写り込んでいる画像であるが、計測用マーカが重畳表示されていない。例えば、第２撮像画像は、手技後など内視鏡診断の後において、腫瘍ｔｍに対して、計測用マーカを重畳表示するための後処理で詳細に大きさ、距離を計測したい場合に用いられる。内視鏡装置１０の他、ＰＣ（Personal Computer）などによって後処理を行うようにしてもよい。図７（Ｃ）に示すように、第３撮像画像は、腫瘍ｔｍに対して、計測用マーカＭ１が重畳表示されている。例えば、第３撮像画像は、腫瘍を切除する際に、その腫瘍を捨ててよいと判断した場合の証拠画像としてカルテに残すことが好ましい（所定の基準よりも大きい又は小さい場合の腫瘍など）。

なお、計測用マーカＭ１、及び後述する計測用マーカＭ１１〜Ｍ１５については、図示の都合上、円形状を構成する線にクロスハッチングを施しているが、実際は、１つの線に対して１色で塗り潰されている。

以上のように、１回の静止画取得指示により、３つの第１撮像画像、第２撮像画像、及び第３撮像画像が得られる。なお、１回の静止画取得指示により、第１撮像画像、第２撮像画像、又は第３撮像画像のうち少なくとも２つ静止画保存部４２に保存することが好ましい。例えば、第１撮像画像と第３撮像画像の２つを保存することが好ましい。

なお、静止画保存制御部４３は、第１〜第３撮像画像のうち少なくとも２つを保存する場合には、位置特定部５０で得られるスポットＳＰの位置に関する座標情報を、それら第１撮像画像、第２撮像画像、又は、第３撮像画像と関連付けて保存するようにしてもよい。このようにスポットＳＰの位置に関する座標情報を第１撮像画像等と関連付けて保存しておくことで、内視鏡装置１０以外のＰＣなどで後処理を行う場合には、第２撮像画像からスポットＳＰを特定することなく、第１撮像画像や第２撮像画像に計測用マーカを表示することが可能となる。なお、撮像画像のデータ形式として、例えば、Exif、DICOM形式などからなる単一画像ファイルを採用する場合には、スポットＳＰの位置に関する座標情報は、第１撮像画像、第２撮像画像、又は、第３撮像画像のメタデータとすることが好ましい。また、スポットＳＰの位置に関する座標情報を、iniファイルなどの別ファイルとする場合には、スポットＳＰの位置に関する座標情報を第１撮像画像、第２撮像画像、又は、第３撮像画像と関連付けて保存する。

内視鏡装置１０による撮像画像では、観測距離が近い程、実寸サイズに対する誤差が大きくなる可能性が高い。これは、主として、観測距離が近い程、ブレ（被写体ブレや操作者の手ブレ等）の影響を受けやすく、観察距離が遠い程、ブレの影響が少ないためである。また、観測距離が近い程、撮像光学系の歪曲収差の影響が大きいことも原因である。観測距離が近い場合、実寸サイズに対して最大約１０％の誤差を含むことがある。

計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカを設定する際、計測用マーカを構成する線の幅を観察距離検出部５２で検出した観察距離に反比例する値に設定する。すなわち、計測用マーカを構成する線の幅は、計測用マーカで計測される実寸サイズに対して想定される寸法の誤差に応じて設定されている。なお、計測用マーカ設定部５４が、観察距離に応じた計測用マーカを設定する場合、１種類の計測用マーカ（本実施形態では円形状の計測用マーカ）の大きさと、構成する線の幅を変更するのみであり、形状は同じである。

次に、測長モードにおいて静止画取得指示が行われた場合の流れについて、以下に説明する。ユーザーがモード切替スイッチ１３ａを操作することにより、測長モードに切り替えられると、計測補助光と照明光とが被写体に照射される。そして、ユーザーがフリーズスイッチ１３ｂを操作することにより、静止画取得指示が行われる。静止画取得指示が行われた場合には、静止画保存制御部４３が、通常の内視鏡画像である第１撮像画像の静止画と、スポットＳＰが写り込んでいる第２撮像画像の静止画を保存する。

一方、信号処理部３９は、第２撮像画像に対してスポット（特定領域）の位置を特定し、スポットの位置から観察距離を検出する。さらに、観察距離に対応する実寸サイズの計測用マーカを設定し、計測用マーカを重畳表示した第３撮像画像の静止画を静止画保存部４２に保存する。

上述したように、内視鏡装置１０による撮像画像では、観測距離が近い程、実寸サイズに対する誤差が大きい可能性が高い。そこで、図８に示すように、観察距離が小さいほど計測用マーカを構成する線の幅のピクセル数を大きく設定し、観察距離が大きいほど計測用マーカを構成する線の幅のピクセル数を小さく設定している。なお、図８においては、図５に示す観察距離の範囲Ｒ１における遠端ＰＦ、遠端ＰＦと中央付近ＰＭの間、中央付近ＰＭ、中央付近ＰＭと近端ＰＮの間、及び近端ＰＮの各点で撮像した場合における円形状の計測用マーカＭ１１、Ｍ１２、Ｍ１３、Ｍ１４、Ｍ１５をそれぞれ示している。また、計測用マーカＭ１１〜Ｍ１５の左下に付された「５」は実寸サイズの５ｍｍを表している。

図８（Ａ）に示す例では、範囲Ｒ１における遠端ＰＦであり観察距離が２１ｍｍ以上の場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ１１を構成する線の幅Ｗ１１を最も小さい設定値である１ピクセルに設定する。

図８（Ｂ）に示す例では、範囲Ｒ１における遠端ＰＦと中央付近ＰＭの間であり観察距離が１３ｍｍ〜２０ｍｍの場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ１２を構成する線の幅Ｗ１２を２ピクセルに設定する。

図８（Ｃ）に示す例では、範囲Ｒ１における中央付近ＰＭであり観察距離が８〜１２ｍｍの場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ１３を構成する線の幅Ｗ１３を設定の中間値である３ピクセルに設定する。

図８（Ｄ）に示す例では、範囲Ｒ１における中央付近ＰＭと近端ＰＮの間であり観察距離が４〜７ｍｍの場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ１４を構成する線の幅Ｗ１４を４ピクセルに設定する。

図８（Ｅ）に示す例では、範囲Ｒ１における近端ＰＮであり観察距離が３ｍｍ以下の場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ１５を構成する線の幅Ｗ１５を最も大きい設定値である５ピクセルに設定する。

上述したように、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ１１〜Ｍ１５を構成する線を、観察距離に応じて変更しているので、ユーザーである医師は、被写体の正確な寸法を計測しやすくなっている。さらに、計測用マーカＭ１１〜Ｍ１５を構成する線の幅Ｗ１１〜Ｗ１５を、観察距離に反比例する値に設定しているので、線の幅から、寸法の誤差の大きさを認識することが可能となる。例えば、認識した誤差を考慮して、腫瘍ｔｍが計測用マーカＭ１１〜Ｍ１５を構成する線の内側部分にあれば、設定された実寸サイズよりも確実に小さい（図８に示す例であれば、５ｍｍ以内である）ことが分かる。

［第２実施形態］
上記第１実施形態では、１つのスポットの位置に基づいて、１つの円形状の計測用マーカのみを設定しているが、第２実施形態では、図９に示すように、計測用マーカ設定部５４は、１つのスポットの位置に基づいて、大きさが異なる３つの同心円から構成する同心円型の計測用マーカＭ２を設定する。計測用マーカＭ２を構成する３つの同心円Ｍ２１、Ｍ２２、Ｍ２３は、例えば「５ｍｍ」、「１０ｍｍ」、「２０ｍｍ」の実寸サイズを表している。また、計測用マーカＭ２を構成する同心円Ｍ２１、Ｍ２２、Ｍ２３は、図示の都合上、円形状を構成する線にクロスハッチングを施しているが、実際は、１つの線に対して１色で塗り潰されている。

計測用マーカ設定部５４は、最内に位置する同心円Ｍ２１の１つ外側に位置する同心円Ｍ２２の幅Ｗ２２は、同心円Ｍ２１のＷ２１よりも大きく、最外に位置する同心円Ｍ２３の幅Ｗ２３は、同心円Ｍ２２の幅Ｗ２２よりも大きく設定する。図９に示す例では、幅Ｗ２３は、幅Ｗ２２の√２倍、かつ幅Ｗ２１の２倍の値に設定している。

そして、計測用マーカ設定部５４は、幅Ｗ２１〜Ｗ２３の比率（図９に示す例では、Ｗ２１：Ｗ２２：Ｗ２３＝１：√２：２の比率）を保ったまま、観察距離検出部５２で検出した観察距離に反比例する値に設定する。これにより、上記第１実施形態と同様に、線の幅から、寸法の誤差の大きさを認識することが可能となる。例えば、認識した誤差を考慮して、腫瘍ｔｍが同心円Ｍ２２を構成する線の外側かつ、同心円Ｍ２３を構成する線の外側であれば、設定された実寸サイズの範囲内（図９に示す例であれば、１０ｍｍ以上、２０ｍｍ以内）であることが確実に分かる。

［第３実施形態］
上記第１及び第２実施形態では、計測用マーカを構成する１つの線は、１色で塗り潰されているが、第３実施形態では、図１０に示すように、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ３を構成する線に対して、線の幅方向中央から外側に向かって濃度が徐々に低くなるグラデーションを付ける。そして、上記第１及び２実施形態と同様に、グラデーションを付けた線の幅を観察距離に応じて変更する。

［第４実施形態］
上記第１〜第３実施形態では、計測用マーカを構成する線は、連続した線、またはグラデーションを付けた線であるが、第４実施形態では、図１１に示すように、計測用マーカＭ４１〜Ｍ４３を構成する線を破線とし、破線を構成する隙間を観察距離に反比例する値に設定する。なお、図１１においては、図５に示す観察距離の範囲Ｒ１における遠端ＰＦ、中央付近ＰＭ、及び近端ＰＮの各点で撮像した場合における円形状の計測用マーカＭ４１、Ｍ４２、Ｍ４３をそれぞれ示している。

図１１（Ａ）に示す例では、範囲Ｒ１における遠端ＰＦの場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ４１を構成する破線の隙間G１を最も小さい設定値に設定する。なお、図１１（Ａ）に示す例では、計測用マーカＭ４１を破線から構成しているが、遠端ＰＦの場合のみ、隙間G１を０、すなわち計測用マーカＭ４１を実線から構成してもよい。

図１１（Ｂ）に示す例では、範囲Ｒ１における中央付近ＰＭの場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ４２を構成する破線の隙間G２を設定の中間値にする。

図１１（Ｃ）に示す例では、範囲Ｒ１における近端ＰＮの場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ４３を構成する破線の隙間G３を最も大きい設定値に設定する。

以上のように、計測用マーカＭ４１〜Ｍ４３を構成する破線の隙間G１〜G３を、観察距離に反比例する値に設定しているので、破線の隙間から、寸法の誤差の大きさを認識することが可能となる。

［第５実施形態］
上記第１〜第４実施形態では、計測用マーカを構成する線は、観察距離に寄らず、同じ数で構成されている、第５実施形態では、図１２に示すように、計測用マーカＭ５１〜Ｍ５３を構成する線の数を、観察距離に応じて変更する。なお、図１２においては、図５に示す観察距離の範囲Ｒ１における遠端ＰＦ、中央付近ＰＭ、及び近端ＰＮの各点で撮像した場合における計測用マーカＭ５１、Ｍ５２、Ｍ５３をそれぞれ示している。

図１２（Ａ）に示す例では、範囲Ｒ１における遠端ＰＦの場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ５１を３つの線、すなわち大きさの異なる３つの同心円から構成する。３つの同心円は、例えば「５ｍｍ」、「１０ｍｍ」、「２０ｍｍ」の実寸サイズを表している。

図１２（Ｂ）に示す例では、範囲Ｒ１における中央付近ＰＭの場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ５２を２つの線、すなわち、大きさの異なる２つの同心円から構成する。２つの同心円は、例えば「５ｍｍ」、「１０ｍｍ」の実寸サイズを表している。

図１２（Ｃ）に示す例では、範囲Ｒ１における近端ＰＮの場合、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカＭ５３を１つの線、すなわち、１つの円形状から構成する。１つの円形状は、例えば「５ｍｍ」の実寸サイズを表している。以上のように、計測用マーカＭ５１〜Ｍ５３を構成する線の数を、観察距離に比例する値に設定しているので、線の数から、寸法の誤差の大きさを認識することが可能となる。

なお、上記各実施形態では、計測用マーカ設定部５４は、観察距離検出部５２で検出した観察距離に応じて実寸サイズの計測用マーカを設定しているが、これに限らず、計測用マーカ設定部５４は、位置特定部５０で特定したスポットＳＰの位置に応じて、計測用マーカを設定してもよい。この場合、観察距離検出部５２を設けずに、計測用マーカ設定部５４がスポットＳＰの位置から観察距離に対応する実寸サイズの計測用マーカを直接設定する。上述したように、観察距離はスポットＳＰの位置から観察距離テーブル５６を参照して検出可能であり、計測用マーカのサイズは実寸サイズであることから当然観察距離に反比例する。すなわち、計測用マーカ設定部５４は、スポットＳＰの位置から計測用マーカの実寸サイズを特定するテーブルを参照することにより、観察距離に対応する実寸サイズの計測用マーカを設定することができる。

また、計測用マーカ設定部５４は、計測用マーカを構成する線の幅、破線の間隔、線の数を変更する場合においても、観察距離検出部５２で検出した観察距離に応じて変更するのではなく、スポットＳＰの位置から観察距離に応じた線の幅、破線の間隔、線の数を設定してもよい。

上記各実施形態では、計測用マーカを円形状または同心円型としているが、これに限らず、十字型、四角形型など、被写体の実寸サイズを計測可能な形状であればよい。

上記各実施形態において、信号処理部３９、表示制御部４０、システム制御部４１といった各種の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＧＰＵ（Graphical Processing Unit）、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。

１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ、またはＣＰＵとＧＰＵの組み合わせ等）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。

１０ 内視鏡装置
１２ 内視鏡
１２ａ 挿入部
１２ｂ 操作部
１２ｃ 湾曲部
１２ｄ 先端部
１２ｅ アングルノブ
１３ａ モード切替スイッチ
１３ｂ フリーズスイッチ
１４ 光源装置
１６ プロセッサ装置
１８ モニタ
１９ ユーザーインターフェース
２１ 対物レンズ
２２ 照明レンズ
２３ 計測補助用レンズ
２４ 開口
２５ 送気送水ノズル
２６ 光源部
２７ 光源制御部
２８ ライトガイド
２９ａ 照明光学系
２９ｂ 撮像光学系
３０ 計測補助光出射部
３０ａ 光源
３０ｂ ＧＲＩＮレンズ
３０ｃ プリズム
３０ｄ 光ファイバ
３２ 撮像素子
３３ 撮像制御部
３４ ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
３５ Ａ／Ｄ
３６ 通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
３８ 通信Ｉ／Ｆ（Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）
３９ 信号処理部
４０ 表示制御部
４１ システム制御部
４２ 静止画保存部
４３ 静止画保存制御部
４５ 実線
４６ 点線
５０ 位置特定部
５２ 観察距離検出部
５４ 計測用マーカ設定部
５６ 観察距離テーブル
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｇ１ 隙間
Ｇ２ 隙間
ＬＩ 光軸
ＬＭ 光軸
Ｍ１ 計測用マーカ
Ｍ１１ 計測用マーカ
Ｍ１２ 計測用マーカ
Ｍ１３ 計測用マーカ
Ｍ１４ 計測用マーカ
Ｍ１５ 計測用マーカ
Ｍ２ 計測用マーカ
Ｍ２１ 同心円
Ｍ２２ 同心円
Ｍ２３ 同心円
Ｍ３ 計測用マーカ
Ｍ４１ 計測用マーカ
Ｍ４２ 計測用マーカ
Ｍ４３ 計測用マーカ
Ｍ５１ 計測用マーカ
Ｍ５２ 計測用マーカ
Ｍ５３ 計測用マーカ
ＰＦ 遠端
ＰＭ 中央付近
ＰＮ 近端
ＱＮ 矢印
ＱＭ 矢印
ＱＦ 矢印
Ｒ１ 範囲
ＳＰ スポット
ｔｍ 腫瘍
Ｗ１１ 幅
Ｗ１２ 幅
Ｗ１３ 幅
Ｗ１４ 幅
Ｗ１５ 幅
Ｗ２１ 幅
Ｗ２２ 幅
Ｗ２３ 幅

Claims (10)

1. 被写体の計測に用いる計測補助光を発する計測補助光光源部と、
   前記被写体を撮像する撮像素子と、
   前記被写体上において前記計測補助光によって形成される特定領域の位置を特定する位置特定部と、
   前記位置特定部で特定した前記特定領域の位置に応じて、実寸サイズを表す計測用マーカを設定し、前記撮像素子により撮像した前記被写体の撮像画像に重畳表示させる計測用マーカ設定部とを備え、
   前記計測用マーカ設定部は、内視鏡先端部と被写体との距離である観察距離に応じて計測用マーカを構成する線の表示を変更する内視鏡装置。
2. 前記位置特定部で特定した前記特定領域の位置から観察距離を検出する観察距離検出部を備え、
   前記計測用マーカは、前記観察距離検出部で検出した前記観察距離に対応する実寸サイズの前記計測用マーカを設定する請求項１記載の内視鏡装置。
3. 前記計測用マーカ設定部は、前記計測用マーカを構成する線の幅を前記観察距離に反比例する値に設定する請求項１又は２記載の内視鏡装置。
4. 前記計測用マーカ設定部は、前記計測用マーカを構成する線の幅は、前記実寸サイズに対して想定される寸法の誤差に応じて設定されている請求項３記載の内視鏡装置。
5. 前記計測用マーカ設定部は、前記計測用マーカとして、大きさが異なる複数の同心円から構成する同心円型マーカを設定する請求項３または４記載の内視鏡装置。
6. 前記計測用マーカ設定部は、前記計測用マーカを構成する線に対して、前記線の幅方向中央から外側に向かって濃度が徐々に低くなるグラデーションを付ける請求項３ないし５のいずれか１項に記載の内視鏡装置。
7. 前記計測用マーカ設定部は、前記計測用マーカを構成する線を破線とし、破線を構成する隙間を前記観察距離に反比例する値に設定する請求項１又は２記載の内視鏡装置。
8. 前記計測用マーカ設定部は、前記計測用マーカを構成する線の数を、前記観察距離に比例する値に設定する請求項１又は２記載の内視鏡装置。
9. 被写体の計測に用いる計測補助光を発するステップと、
   前記被写体を撮像するステップと、
   前記被写体上において前記計測補助光によって形成される特定領域の位置を特定するステップと、
   前記特定領域の位置に応じて、実寸サイズを表す計測用マーカを設定し、前記撮像素子により撮像した前記被写体の撮像画像に重畳表示させるステップと、
   内視鏡先端部と被写体との距離である観察距離に応じて計測用マーカを構成する線の表示を変更するステップとを有する内視鏡装置の作動方法。
10. 内視鏡装置にインストールされる内視鏡装置用プログラムにおいて、
    コンピュータに、
    光源制御部が、被写体を撮像素子により撮像して得られる撮像画像を取得する際、前記被写体の計測に用いる計測補助光を点灯する制御をする機能と、
    位置特定部が、前記被写体上において、前記被写体の計測に用いる前記計測補助光によって形成される特定領域の位置を特定する機能と、
    計測用マーカ設定部が、前記特定領域の位置に応じて、実寸サイズを表す計測用マーカを設定し、前記撮像素子により撮像した前記被写体の撮像画像に重畳表示させる機能と、
    前記計測用マーカ設定部が、内視鏡先端部と被写体との距離である観察距離に応じて計測用マーカを構成する線の表示を変更する機能とを実現させるための内視鏡装置用プログラム。

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