JP2021108793A - 医療画像生成装置、医療画像生成方法および医療画像生成プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光観察において、視認性が高い医療画像を生成すること。【解決手段】本願に係る医療画像生成装置は、取得部と、算出部と、生成部とを備える。取得部は、所定の波長の蛍光によって撮像された第１の医療画像と、所定の波長とは異なる波長の蛍光によって撮像された第２の医療画像とを取得する。算出部は、取得部によって取得された第１の医療画像と第２の医療画像とに含まれる生体の蛍光のぼけ具合を示す散乱度を算出する。生成部は、算出部によって算出された散乱度のうち、少なくともいずれか一方の散乱度に基づいて、出力画像を生成する。【選択図】図７

Description

本発明は、医療画像生成装置、医療画像生成方法および医療画像生成プログラムに関する。

医療分野において、生体に特定の波長帯域を有する特殊光（例えば近赤外光）を照射して撮影した特殊光画像を医師等が見ることで病変部等を視認する場合がある。しかし、白色光よりも波長帯域が狭い特殊光で撮影した特殊光画像は、一般に白色光画像よりも暗く、生体の深部の微弱な蛍光が視認しにくい場合等がある。

この視認性の向上を促進するために、波長が異なる医療画像を取得し、その医療画像から、出力画像を生成する技術が知られている。具体的には、波長が異なる医療画像の輝度比に応じて合成比率を制御することで、出力画像を生成する技術が知られている。

特開２０１８−１７５７６２号公報

しかしながら、上述の方法で出力画像を生成すると、波長が異なる医療画像のうち、より明るい医療画像である短波長の医療画像の合成比率が高くなり、散乱度の大きい医療画像が生成され、生体の深部の視認性が下がることがあった。

本願は、上記に鑑みてなされたものであって、蛍光観察において、視認性が高い医療画像を生成することができる医療画像生成装置、医療画像生成方法および医療画像生成プログラムを提案する。

本願に係る医療画像生成装置は、所定の波長の蛍光によって撮像された第１の医療画像と、当該所定の波長とは異なる波長の蛍光によって撮像された第２の医療画像とを取得する取得部と、前記取得部によって取得された第１の医療画像と第２の医療画像とに含まれる生体の蛍光のぼけ具合を示す散乱度を算出する算出部と、前記算出部によって算出された散乱度のうち、少なくともいずれか一方の散乱度に基づいて、出力画像を生成する生成部と、を備えることを特徴とする。

実施形態に係る技術思想を用いた手術室システムが適用された手術の様子の一例を示す図である。 図１に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る医療画像生成システム１を示す図である。 実施形態に係る撮像部の構成例（単板撮像の場合）を示す図である。 実施形態に係る撮像部の構成例（２板撮像の場合）を示す図である。 実施形態に係るフィルタが透過する波長帯域の一例を示す図である。 実施形態に係る医療画像生成装置の構成例を示す図である。 実施形態に係る波長と蛍光強度との関係性を示す図である。 実施形態に係る波長の異なる蛍光で撮像された医療画像の特性を示す図である。 実施形態に係る波長の異なる蛍光で撮像された医療画像の一例を示す図である。 実施形態に係る散乱度とぼけ幅との関係性を示す図である。 実施形態に係る散乱度とぼけ幅との関係性を示す図である。 実施形態に係る情報処理の一例を示す図である。 実施形態に係る散乱度とフィルタ係数との関係性を示す図である。 実施形態に係る出力画像の一例を示す図である。 実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る医療画像生成装置の構成例を示す図である。 実施形態に係る情報処理の一例を示す図である。 実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る医療画像生成装置の構成例を示す図である。 実施形態に係る情報処理の一例を示す図である。 実施形態に係る散乱度の差と合成比率との関係性を示す図である。 実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る医療画像生成装置の構成例を示す図である。 実施形態に係る散乱度と深度との関係性を示す図である。 実施形態に係る散乱度の差と重みとの関係性を示す図である。 実施形態に係る散乱抑制効果を視認可能な状態で示す出力画像の一例（カラーマップ）を示す図である。 実施形態に係る散乱抑制効果を視認可能な状態で示す出力画像の一例（単色）を示す図である。 実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。 実施形態に係る波長と蛍光強度との関係性（５−Ａｌａ）を示す図である。 実施形態に係る波長と蛍光強度との関係性（フルオレセイン）を示す図である。 医療画像生成装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

以下に、本願に係る医療画像生成装置、医療画像生成方法および医療画像生成プログラムを実施するための形態（以下、「実施形態」と呼ぶ）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本願に係る医療画像生成装置、医療画像生成方法および医療画像生成プログラムが限定されるものではない。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

以下に示す項目順序に従って本開示を説明する。
１．適用例
２．実施形態に係るシステムの構成
３．情報処理の一例
３．１．医療画像生成装置
３．２．処理手順
４．変形例
４．１．変形例１：散乱度を近づける場合
４．１．１．医療画像生成装置
４．１．２．逆フィルタ係数を用いた出力画像の生成
４．２．変形例２：散乱度の差に基づく出力画像の生成
４．２．１．医療画像生成装置
４．２．２．処理手順
４．３．変形例３：出力画像における散乱抑制効果の可視化
４．３．１．医療画像生成装置
４．３．２．処理手順
５．処理のバリエーション
５．１．領域ごと、画素ごとにぼけを除去する
５．２．ぼけ幅が所定の閾値未満の場合の情報処理
５．３．学習モデルを用いた散乱度の算出
５．４．ＩＣＧ蛍光以外の蛍光例
５．５．分光板の限定
５．６．フィルタ強度
６．ハードウェア構成
７．その他

（実施形態）
〔１．適用例〕
本開示の各実施形態に共通する技術思想の適用例について説明する。図１は、本開示に係る技術思想を用いた手術室システム５１００が適用された手術の様子の一例を示す図である。シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９は、手術室の天井に設けられ、患者ベッド５１８３上の患者５１８５の患部に対して処置を行う術者（医者）５１８１の手元及び手術室全体の様子を撮影可能である。シーリングカメラ５１８７及び術場カメラ５１８９には、倍率調整機能、焦点距離調整機能、撮影方向調整機能等が設けられ得る。照明５１９１は、手術室の天井に設けられ、少なくとも術者５１８１の手元を照射する。照明５１９１は、その照射光量、照射光の波長（色）及び光の照射方向等を適宜調整可能であってよい。

内視鏡手術システム５１１３、患者ベッド５１８３、シーリングカメラ５１８７、術場カメラ５１８９及び照明５１９１は、視聴覚コントローラ及び手術室制御装置（図示せず）を介して互いに連携可能に接続されている。手術室内には、集中操作パネル５１１１が設けられており、ユーザは、当該集中操作パネル５１１１を介して、手術室内に存在するこれらの装置を適宜操作することが可能である。

以下、内視鏡手術システム５１１３の構成について詳細に説明する。図示するように、内視鏡手術システム５１１３は、内視鏡５１１５と、その他の術具５１３１と、内視鏡５１１５を支持する支持アーム装置５１４１と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート５１５１と、から構成される。

内視鏡手術では、腹壁を切って開腹する代わりに、トロッカ５１３９ａ〜５１３９ｄと呼ばれる筒状の開孔器具が腹壁に複数穿刺される。そして、トロッカ５１３９ａ〜５１３９ｄから、内視鏡５１１５の鏡筒５１１７や、その他の術具５１３１が患者５１８５の体腔内に挿入される。図示する例では、その他の術具５１３１として、チューブ５１３３、エネルギー処置具５１３５及び鉗子５１３７が、患者５１８５の体腔内に挿入されている。ここで、チューブ５１３３は、体控内に生じた煙を体腔外に排煙するための構成であってよい。また、一方で、チューブ５１３３は、体控内にガスを注入し体腔を膨らませる機能を有してよい。また、エネルギー処置具５１３５は、高周波電流や超音波振動により、組織の切開及び剥離、又は血管の封止等を行う処置具である。ただし、図示する術具５１３１はあくまで一例であり、術具５１３１としては、例えば攝子、レトラクタ等、一般的に内視鏡下手術において用いられる各種の術具が用いられてよい。

内視鏡５１１５によって撮影された患者５１８５の体腔内の術部の画像が、表示装置５１５５に表示される。術者５１８１は、表示装置５１５５に表示された術部の画像をリアルタイムで見ながら、エネルギー処置具５１３５や鉗子５１３７を用いて、例えば患部を切除する等の処置を行う。なお、図示は省略しているが、チューブ５１３３、エネルギー処置具５１３５及び鉗子５１３７は、手術中に、術者５１８１又は助手等によって支持される。

（支持アーム装置）
支持アーム装置５１４１は、ベース部５１４３から延伸するアーム部５１４５を備える。図示する例では、アーム部５１４５は、関節部５１４７ａ、５１４７ｂ、５１４７ｃ、及びリンク５１４９ａ、５１４９ｂから構成されており、アーム制御装置５１５９からの制御により駆動される。アーム部５１４５によって内視鏡５１１５が支持され、その位置及び姿勢が制御される。これにより、内視鏡５１１５の安定的な位置の固定が実現され得る。

（内視鏡）
内視鏡５１１５は、先端から所定の長さの領域が患者５１８５の体腔内に挿入される鏡筒５１１７と、鏡筒５１１７の基端に接続されるカメラヘッド５１１９と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒５１１７を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡５１１５を図示しているが、内視鏡５１１５は、軟性の鏡筒５１１７を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。

鏡筒５１１７の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡５１１５には光源装置５１５７が接続されており、当該光源装置５１５７によって生成された光が、鏡筒５１１７の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者５１８５の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡５１１５は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。

カメラヘッド５１１９の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：Camera Control Unit）５１５３に送信される。なお、カメラヘッド５１１９には、その光学系を適宜駆動させることにより、倍率及び焦点距離を調整する機能が搭載される。

なお、例えば立体視（３Ｄ表示）等に対応するために、カメラヘッド５１１９には撮像素子が複数設けられてもよい。この場合、鏡筒５１１７の内部には、当該複数の撮像素子のそれぞれに観察光を導光するために、リレー光学系が複数系統設けられる。

（カートに搭載される各種の装置）
ＣＣＵ５１５３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって構成され、内視鏡５１１５及び表示装置５１５５の動作を統括的に制御する。具体的には、ＣＣＵ５１５３は、カメラヘッド５１１９から受け取った画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。ＣＣＵ５１５３は、当該画像処理を施した画像信号を表示装置５１５５に提供する。また、ＣＣＵ５１５３には、上述した視聴覚コントローラが接続される。ＣＣＵ５１５３は、画像処理を施した画像信号を視聴覚コントローラ５１０７にも提供する。また、ＣＣＵ５１５３は、カメラヘッド５１１９に対して制御信号を送信し、その駆動を制御する。当該制御信号には、倍率や焦点距離等、撮像条件に関する情報が含まれ得る。当該撮像条件に関する情報は、入力装置５１６１を介して入力されてもよいし、上述した集中操作パネル５１１１を介して入力されてもよい。

表示装置５１５５は、ＣＣＵ５１５３からの制御により、当該ＣＣＵ５１５３によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。内視鏡５１１５が例えば４Ｋ（水平画素数３８４０×垂直画素数２１６０）又は８Ｋ（水平画素数７６８０×垂直画素数４３２０）等の高解像度の撮影に対応したものである場合、及び／又は３Ｄ表示に対応したものである場合には、表示装置５１５５としては、それぞれに対応して、高解像度の表示が可能なもの、及び／又は３Ｄ表示可能なものが用いられ得る。４Ｋ又は８Ｋ等の高解像度の撮影に対応したものである場合、表示装置５１５５として５５インチ以上のサイズのものを用いることで一層の没入感が得られる。また、用途に応じて、解像度、サイズが異なる複数の表示装置５１５５が設けられてもよい。

光源装置５１５７は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、術部を撮影する際の照射光を内視鏡５１１５に供給する。

アーム制御装置５１５９は、例えばＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、所定のプログラムに従って動作することにより、所定の制御方式に従って支持アーム装置５１４１のアーム部５１４５の駆動を制御する。

入力装置５１６１は、内視鏡手術システム５１１３に対する入力インターフェイスである。ユーザは、入力装置５１６１を介して、内視鏡手術システム５１１３に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、入力装置５１６１を介して、患者の身体情報や、手術の術式についての情報等、手術に関する各種の情報を入力する。また、例えば、ユーザは、入力装置５１６１を介して、アーム部５１４５を駆動させる旨の指示や、内視鏡５１１５による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示、エネルギー処置具５１３５を駆動させる旨の指示等を入力する。

入力装置５１６１の種類は限定されず、入力装置５１６１は各種の公知の入力装置であってよい。入力装置５１６１としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、スイッチ、フットスイッチ５１７１及び／又はレバー等が適用され得る。入力装置５１６１としてタッチパネルが用いられる場合には、当該タッチパネルは表示装置５１５５の表示面上に設けられてもよい。

あるいは、入力装置５１６１は、例えばメガネ型のウェアラブルデバイスやＨＭＤ（Head Mounted Display）等の、ユーザによって装着されるデバイスであり、これらのデバイスによって検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。また、入力装置５１６１は、ユーザの動きを検出可能なカメラを含み、当該カメラによって撮像された映像から検出されるユーザのジェスチャや視線に応じて各種の入力が行われる。更に、入力装置５１６１は、ユーザの声を収音可能なマイクロフォンを含み、当該マイクロフォンを介して音声によって各種の入力が行われる。このように、入力装置５１６１が非接触で各種の情報を入力可能に構成されることにより、特に清潔域に属するユーザ（例えば術者５１８１）が、不潔域に属する機器を非接触で操作することが可能となる。また、ユーザは、所持している術具から手を離すことなく機器を操作することが可能となるため、ユーザの利便性が向上する。

処置具制御装置５１６３は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具５１３５の駆動を制御する。排煙装置５１６５は、内視鏡５１１５による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者５１８５の体腔を膨らめるために、チューブ５１３３を介して当該体腔内にガスを送り込む。また、排煙装置５１６５は、内視鏡５１１５による視野の確保のため、体腔内に生じた煙を排煙する機能を有する。レコーダ５１６７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ５１６９は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。

以下、内視鏡手術システム５１１３において特に特徴的な構成について、更に詳細に説明する。

（支持アーム装置）
支持アーム装置５１４１は、基台であるベース部５１４３と、ベース部５１４３から延伸するアーム部５１４５と、を備える。図示する例では、アーム部５１４５は、複数の関節部５１４７ａ、５１４７ｂ、５１４７ｃと、関節部５１４７ｂによって連結される複数のリンク５１４９ａ、５１４９ｂと、から構成されているが、図１では、簡単のため、アーム部５１４５の構成を簡略化して図示している。実際には、アーム部５１４５が所望の自由度を有するように、関節部５１４７ａ〜５１４７ｃ及びリンク５１４９ａ、５１４９ｂの形状、数及び配置、並びに関節部５１４７ａ〜５１４７ｃの回転軸の方向等が適宜設定され得る。例えば、アーム部５１４５は、好適に、６自由度以上の自由度を有するように構成され得る。これにより、アーム部５１４５の可動範囲内において内視鏡５１１５を自由に移動させることが可能になるため、所望の方向から内視鏡５１１５の鏡筒５１１７を患者５１８５の体腔内に挿入することが可能になる。

関節部５１４７ａ〜５１４７ｃにはアクチュエータが設けられており、関節部５１４７ａ〜５１４７ｃは当該アクチュエータの駆動により所定の回転軸まわりに回転可能に構成されている。当該アクチュエータの駆動がアーム制御装置５１５９によって制御されることにより、各関節部５１４７ａ〜５１４７ｃの回転角度が制御され、アーム部５１４５の駆動が制御される。これにより、内視鏡５１１５の位置及び姿勢の制御が実現され得る。この際、アーム制御装置５１５９は、力制御又は位置制御等、各種の公知の制御方式によってアーム部５１４５の駆動を制御することができる。

例えば、術者５１８１が、入力装置５１６１（フットスイッチ５１７１を含む）を介して適宜操作入力を行うことにより、当該操作入力に応じてアーム制御装置５１５９によってアーム部５１４５の駆動が適宜制御され、内視鏡５１１５の位置及び姿勢が制御されてよい。当該制御により、アーム部５１４５の先端の内視鏡５１１５を任意の位置から任意の位置まで移動させた後、その移動後の位置で固定的に支持することができる。なお、アーム部５１４５は、いわゆるマスタースレイブ方式で操作されてもよい。この場合、アーム部５１４５は、手術室から離れた場所に設置される入力装置５１６１を介してユーザによって遠隔操作され得る。

また、力制御が適用される場合には、アーム制御装置５１５９は、ユーザからの外力を受け、その外力にならってスムーズにアーム部５１４５が移動するように、各関節部５１４７ａ〜５１４７ｃのアクチュエータを駆動させる、いわゆるパワーアシスト制御を行ってもよい。これにより、ユーザが直接アーム部５１４５に触れながらアーム部５１４５を移動させる際に、比較的軽い力で当該アーム部５１４５を移動させることができる。従って、より直感的に、より簡易な操作で内視鏡５１１５を移動させることが可能となり、ユーザの利便性を向上させることができる。

ここで、一般的に、内視鏡下手術では、スコピストと呼ばれる医師によって内視鏡５１１５が支持されていた。これに対して、支持アーム装置５１４１を用いることにより、人手によらずに内視鏡５１１５の位置をより確実に固定することが可能になるため、術部の画像を安定的に得ることができ、手術を円滑に行うことが可能になる。

なお、アーム制御装置５１５９は必ずしもカート５１５１に設けられなくてもよい。また、アーム制御装置５１５９は必ずしも１つの装置でなくてもよい。例えば、アーム制御装置５１５９は、支持アーム装置５１４１のアーム部５１４５の各関節部５１４７ａ〜５１４７ｃにそれぞれ設けられてもよく、複数のアーム制御装置５１５９が互いに協働することにより、アーム部５１４５の駆動制御が実現されてもよい。

（光源装置）
光源装置５１５７は、内視鏡５１１５に術部を撮影する際の照射光を供給する。光源装置５１５７は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成される。このとき、ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置５１５７において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド５１１９の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。

また、光源装置５１５７は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド５１１９の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。

また、光源装置５１５７は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow Band Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察するもの（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得るもの等が行われ得る。光源装置５１５７は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。

（カメラヘッド及びＣＣＵ）
図２を参照して、内視鏡５１１５のカメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３の機能についてより詳細に説明する。図２は、図１に示すカメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３の機能構成の一例を示すブロック図である。

図２を参照すると、カメラヘッド５１１９は、その機能として、レンズユニット５１２１と、撮像部５１２３と、駆動部５１２５と、通信部５１２７と、カメラヘッド制御部５１２９と、を有する。また、ＣＣＵ５１５３は、その機能として、通信部５１７３と、画像処理部５１７５と、制御部５１７７と、を有する。カメラヘッド５１１９とＣＣＵ５１５３とは、伝送ケーブル５１７９によって双方向に通信可能に接続されている。

まず、カメラヘッド５１１９の機能構成について説明する。レンズユニット５１２１は、鏡筒５１１７との接続部に設けられる光学系である。鏡筒５１１７の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド５１１９まで導光され、当該レンズユニット５１２１に入射する。レンズユニット５１２１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。レンズユニット５１２１は、撮像部５１２３の撮像素子の受光面上に観察光を集光するように、その光学特性が調整されている。また、ズームレンズ及びフォーカスレンズは、撮像画像の倍率及び焦点の調整のため、その光軸上の位置が移動可能に構成される。

撮像部５１２３は撮像素子によって構成され、レンズユニット５１２１の後段に配置される。レンズユニット５１２１を通過した観察光は、当該撮像素子の受光面に集光され、光電変換によって、観察像に対応した画像信号が生成される。撮像部５１２３によって生成された画像信号は、通信部５１２７に提供される。

撮像部５１２３を構成する撮像素子としては、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）タイプのイメージセンサであり、Ｂａｙｅｒ配列を有するカラー撮影可能なものが用いられる。なお、当該撮像素子としては、例えば４Ｋ以上の高解像度の画像の撮影に対応可能なものが用いられてもよい。術部の画像が高解像度で得られることにより、術者５１８１は、当該術部の様子をより詳細に把握することができ、手術をより円滑に進行することが可能となる。

また、撮像部５１２３を構成する撮像素子は、３Ｄ表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成される。３Ｄ表示が行われることにより、術者５１８１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部５１２３が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット５１２１も複数系統設けられる。

また、撮像部５１２３は、必ずしもカメラヘッド５１１９に設けられなくてもよい。例えば、撮像部５１２３は、鏡筒５１１７の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。

駆動部５１２５は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部５１２９からの制御により、レンズユニット５１２１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部５１２３による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。

通信部５１２７は、ＣＣＵ５１５３との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５１２７は、撮像部５１２３から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル５１７９を介してＣＣＵ５１５３に送信する。この際、術部の撮像画像を低レイテンシで表示するために、当該画像信号は光通信によって送信されることが好ましい。手術の際には、術者５１８１が撮像画像によって患部の状態を観察しながら手術を行うため、より安全で確実な手術のためには、術部の動画像が可能な限りリアルタイムに表示されることが求められるからである。光通信が行われる場合には、通信部５１２７には、電気信号を光信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。画像信号は当該光電変換モジュールによって光信号に変換された後、伝送ケーブル５１７９を介してＣＣＵ５１５３に送信される。

また、通信部５１２７は、ＣＣＵ５１５３から、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を受信する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。通信部５１２７は、受信した制御信号をカメラヘッド制御部５１２９に提供する。なお、ＣＣＵ５１５３からの制御信号も、光通信によって伝送されてもよい。この場合、通信部５１２７には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられ、制御信号は当該光電変換モジュールによって電気信号に変換された後、カメラヘッド制御部５１２９に提供される。

なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ５１５３の制御部５１７７によって自動的に設定される。つまり、いわゆるＡＥ（Auto Exposure）機能、ＡＦ（Auto Focus）機能及びＡＷＢ（Auto White Balance）機能が内視鏡５１１５に搭載される。

カメラヘッド制御部５１２９は、通信部５１２７を介して受信したＣＣＵ５１５３からの制御信号に基づいて、カメラヘッド５１１９の駆動を制御する。例えば、カメラヘッド制御部５１２９は、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報及び／又は撮像時の露光を指定する旨の情報に基づいて、撮像部５１２３の撮像素子の駆動を制御する。また、例えば、カメラヘッド制御部５１２９は、撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報に
基づいて、駆動部５１２５を介してレンズユニット５１２１のズームレンズ及びフォーカスレンズを適宜移動させる。カメラヘッド制御部５１２９は、更に、鏡筒５１１７やカメラヘッド５１１９を識別するための情報を記憶する機能を備えてもよい。

なお、レンズユニット５１２１や撮像部５１２３等の構成を、気密性及び防水性が高い密閉構造内に配置することで、カメラヘッド５１１９について、オートクレーブ滅菌処理に対する耐性を持たせることができる。

次に、ＣＣＵ５１５３の機能構成について説明する。通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９から、伝送ケーブル５１７９を介して送信される画像信号を受信する。この際、上記のように、当該画像信号は好適に光通信によって送信され得る。この場合、光通信に対応して、通信部５１７３には、光信号を電気信号に変換する光電変換モジュールが設けられる。通信部５１７３は、電気信号に変換した画像信号を画像処理部５１７５に提供する。

また、通信部５１７３は、カメラヘッド５１１９に対して、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を送信する。当該制御信号も光通信によって送信されてよい。

画像処理部５１７５は、カメラヘッド５１１９から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。当該画像処理としては、例えば現像処理、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の公知の信号処理が含まれる。また、画像処理部５１７５は、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢを行うための、画像信号に対する検波処理を行う。

画像処理部５１７５は、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサによって構成され、当該プロセッサが所定のプログラムに従って動作することにより、上述した画像処理や検波処理が行われ得る。なお、画像処理部５１７５が複数のＧＰＵによって構成される場合には、画像処理部５１７５は、画像信号に係る情報を適宜分割し、これら複数のＧＰＵによって並列的に画像処理を行う。

制御部５１７７は、内視鏡５１１５による術部の撮像、及びその撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部５１７７は、カメラヘッド５１１９の駆動を制御するための制御信号を生成する。この際、撮像条件がユーザによって入力されている場合には、制御部５１７７は、当該ユーザによる入力に基づいて制御信号を生成する。あるいは、内視鏡５１１５にＡＥ機能、ＡＦ機能及びＡＷＢ機能が搭載されている場合には、制御部５１７７は、画像処理部５１７５による検波処理の結果に応じて、最適な露出値、焦点距離及びホワイトバランスを適宜算出し、制御信号を生成する。

また、制御部５１７７は、画像処理部５１７５によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部の画像を表示装置５１５５に表示させる。この際、制御部５１７７は、各種の画像認識技術を用いて術部画像内における各種の物体を認識する。例えば、制御部５１７７は、術部画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具５１３５使用時のミスト等を認識することができる。制御部５１７７は、表示装置５１５５に術部の画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させる。手術支援情報が重畳表示され、術者５１８１に提示されることにより、より安全かつ確実に手術を進めることが可能になる。

カメラヘッド５１１９及びＣＣＵ５１５３を接続する伝送ケーブル５１７９は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。

ここで、図示する例では、伝送ケーブル５１７９を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド５１１９とＣＣＵ５１５３との間の通信は無線で行われてもよい。両者の間の通信が無線で行われる場合には、伝送ケーブル５１７９を手術室内に敷設する必要がなくなるため、手術室内における医療スタッフの移動が当該伝送ケーブル５１７９によって妨げられる事態が解消され得る。

以上、本開示に係る技術が適用され得る手術室システム５１００の一例について説明した。なお、ここでは、一例として手術室システム５１００が適用される医療用システムが内視鏡手術システム５１１３である場合について説明したが、手術室システム５１００の構成はかかる例に限定されない。例えば、手術室システム５１００は、内視鏡手術システム５１１３に代えて、検査用軟性内視鏡システムや顕微鏡手術システムに適用されてもよい。

上述のように、医療用光源装置が内視鏡に接続される例として挙げた内視鏡手術システムでは、医療用光源装置（図１における光源装置５１５７）はカートに搭載される。本技術の小型化された医療用光源装置が搭載されることにより、医療用光源装置を含む各種装置が搭載されるカート全体を小型化することができる。更に、医療用光源装置の小型化の実現により医療用光源装置の設置範囲の自由度が増し、例えばカートに搭載することができ、術場の乱雑さが解消され、手術環境がより良好なものとなる。

〔２．実施形態に係るシステムの構成〕
図３を用いて、実施形態に係る医療画像生成システム１について説明する。図３は、実施形態に係る医療画像生成システム１を示す図である。図３に示すように、医療画像生成システム１は、カメラヘッド５１１９と、表示装置５１５５と、医療画像生成装置１００とを含む。

カメラヘッド５１１９は、撮像した医療画像を医療画像生成装置１００へ提供する。その他のカメラヘッド５１１９に関する説明は、図１のカメラヘッド５１１９に関する説明と同様である。

撮像部５１２３は、カメラヘッド型のカメラであり、例えば病院や研究所で、体内を撮像するために用いられる。撮像部５１２３は、近赤外線を用いて、例えば血管中に流れるＩＣＧなどの色素を発色させる。そして、撮像部５１２３は、発色した蛍光を撮像することで、医療画像を取得する。図３に示すように、撮像部５１２３は、光源１１と、フィルタ１２と、撮像素子１３とを含む。

光源１１は、ＩＣＧなどの色素の蛍光を発色させる光を発する光源である。光源１１は、例えば近赤外線を発する光源である。

フィルタ１２は、特定の波長の蛍光のみを透過するフィルタである。例えば、フィルタ１２は、長波長側の波長を透過させ、短波長側の波長を遮断するフィルタである。フィルタ１２は、光源１１によって発色された蛍光のうち、特定の波長の蛍光のみを透過するために用いられる。光学特性として、長波長側の蛍光ほど散乱が抑制されるため、蛍光波長の全域ではなく、そのうちの長波長側の蛍光のみを透過して、撮像する技術が考えられる。しかしながら、長波長側のみの蛍光で撮像する場合、蛍光強度が小さくなるため、医療画像の画質が悪くなり得る。また、医療画像も暗くなる。このため、長波長側の蛍光のみで撮像する技術では、視認性の向上を促進するために改善の余地がある。

撮像素子１３は、体内の観察対象物を撮像し、医療画像（例えば、病理画像）を取得する撮像装置である。なお、観察対象物とは、例えば、血管、組織、細胞等である。撮像素子１３は、フィルタ１２によって透過された特定の波長の蛍光で撮像するために用いられる。また、撮像素子１３は、取得した医療画像を、医療画像生成装置１００に送る。

表示装置５１５５は、医療画像生成装置１００から出力画像を受信し、受信した出力画像を表示する。その他の表示装置５１５５に関する説明は、図１の表示装置５１５５に関する説明と同様である。

医療画像生成装置１００は、ＰＣ、ＷＳ（Work Station）等の情報処理装置である。医療画像生成装置１００は、撮像部５１２３で撮像された医療画像を取得する。具体的には、医療画像生成装置１００は、撮像素子１３によって、波長の異なる蛍光で撮像された医療画像を取得する。そして、医療画像生成装置１００は、波長の異なる蛍光で撮像された医療画像の散乱度に基づいて、出力画像を生成する。また、医療画像生成装置１００は、出力画像を、表示装置５１５５に送信する。医療画像生成装置１００は、例えば、図１で説明したようにＣＣＵ５１５３であってもよい。

ここで、撮像部５１２３の構成の詳細を説明する。撮像部５１２３の構成は、２通りある。この２通りの構成とは、単板撮像と呼ばれる１種類の撮像素子に基づく撮像方法を用いる構成と、２板撮像と呼ばれる２種類の撮像素子に基づく撮像方法を用いる構成である。この撮像素子は、可視光画像撮像用撮像素子でもよいし、蛍光画像撮像用撮像素子でもよい。可視光画像撮像用撮像素子に可視光波長帯域に属する光が結像することで、可視光画像が生成される。また、蛍光画像撮像用撮像素子に蛍光波長帯域に属する光が結像することで、蛍光画像が生成される。具体的には、撮像素子が可視光画像撮像用撮像素子である場合、フィルタを透過した可視光波長帯域の光が可視光画像撮像用撮像素子に結合することで、可視光画像である医療画像が生成される。同様に、撮像素子が蛍光画像撮像用撮像素子である場合、フィルタを透過した蛍光波長帯域の光が蛍光画像撮像用撮像素子に結合することで、蛍光画像である医療画像が生成される。以下、図４及び５を用いて、撮像部５１２３が単板撮像を用いる構成と、２板撮像を用いる構成とを説明する。本実施形態では、撮像部５１２３による撮像方法は、単板撮像と２板撮像とを含むものとする。

図４は、単板撮像を用いた撮像部５１２３の構成を示す。図４では、一つの撮像素子１３に対して、２つのフィルタ１２（フィルタＡとフィルタＢ）を用いる。フィルタＡとフィルタＢでは、それぞれのフィルタが透過する蛍光が波長に応じて異なるものとする。フィルタＡとフィルタＢとを定期的（例えば、所定の時間間隔ごと）に入れ替えることによって、波長の異なる蛍光が撮像素子１３に入力される。ここで、フィルタＡが短波長を透過するフィルタであり、フィルタＢが長波長を透過するフィルタとする。この場合、短波長と長波長の蛍光が別々に撮像素子１３に入力される。このため、撮像部５１２３は、波長の異なる蛍光で撮像された医療画像を取得することができる。そして、撮像部５１２３は、取得した医療画像を外部の情報処理装置（例えば、医療画像生成装置１００）に提供する。

なお、単板撮像の場合、フィルタＡとフィルタＢとを定期的（例えば、所定の時間間隔ごと）に入れ替えることによって、波長の異なる蛍光が撮像素子１３に入力されるため、波長の異なる蛍光の入力に、フィルタＡとフィルタＢとを入れ替えることによる時間差が生じる。このため、撮像部５１２３は、波長の異なる蛍光で撮像された医療画像を同時に取得することが困難である。この時間差による制限を解消するために、撮像部５１２３は、どちらか一方の波長の蛍光で撮像された医療画像を一旦記憶することにより、他方の波長の蛍光で撮像された医療画像の取得と同時に、双方の医療画像を外部の情報処理装置に提供することができる。すなわち、撮像部５１２３は、フィルタＡで撮像された医療画像と、フィルタＢで撮像された医療画像とを同時に外部の情報処理装置に提供することができる。

図５は、２板撮像を用いた撮像部５１２３の構成を示す。なお、単板撮像と同様の説明は適宜省略する。図５では、単板撮像の場合とは異なり、２つのフィルタ１２（フィルタＡとフィルタＢ）に対して、２つの撮像素子１３（撮像素子Ａと撮像素子Ｂ）を用いる。なお、２つの撮像素子１３は同一であるものとする。２板撮像の場合には、撮像部５１２３は、分光板１４を含む。分光板１４は、蛍光に含まれる特定の波長の蛍光を反射させて、その蛍光に含まれる特定の波長以外のその他の波長の蛍光を透過させるために用いられる。分光板１４は、例えばダイクロイックミラーである。撮像部５１２３では、分光板１４は、光源１１によって発色された蛍光のうち、特定の波長の蛍光を反射させて、特定の波長以外のその他の波長の蛍光を透過させるために用いられる。以下、分光板１４が、短波長の蛍光を反射させて、長波長の蛍光を透過させる場合を説明する。

この場合、分光板１４で反射された短波長の蛍光は、フィルタＡで透過される。なお、フィルタＡは、短波長を透過するフィルタであるものとする。分光板１４では、特定の波長の蛍光のみを完全に反射させることができない場合がある。このため、分光板１４で反射された短波長の蛍光には、波長に誤差がある場合がある。フィルタＡは、分光板１４による反射の誤差を補正するために用いられる。そして、フィルタＡで透過された短波長の蛍光が撮像素子１３に入力される。この場合、撮像素子１３では、短波長で撮像された医療画像が取得される。一方、分光板１４で透過された長波長の蛍光は、フィルタＢで透過される。なお、フィルタＢは、長波長を透過するフィルタであるものとする。分光板１４で透過された長波長の蛍光にも、反射と同様に、波長に誤差がある場合がある。フィルタＢは、分光板１４による透過の誤差を補正するために用いられる。そして、フィルタＢで透過された長波長の蛍光が撮像素子１３に入力される。この場合、撮像素子１３では、長波長で撮像された医療画像が取得される。

なお、２板撮像の場合、分光板１４で分光された蛍光は、それぞれの撮像素子１３に別々に入力されるため、それぞれの撮像素子１３に対する蛍光の入力に、時間差が生じないように調整することができる。例えば、分光板１４からそれぞれの撮像素子１３への距離を同一にすることによって、それぞれの撮像素子１３に対する蛍光の入力に、時間差が生じないように調整することができる。このため、撮像部５１２３は、波長の異なる蛍光で撮像された医療画像を同時に取得することができる。それゆえ、撮像部５１２３は、異なる撮像素子１３で取得された医療画像を同時に外部の情報処理装置に提供することができる。

ここで、図６を用いて、フィルタＡ及びフィルタＢが透過の対象とする波長について説明する。図６では、縦軸が蛍光強度を示し、横軸が波長を示す。図６では、それぞれのフィルタが透過の対象とする蛍光の分光強度に、それぞれのフィルタの特性を乗じた値がプロットされる。フィルタＡが透過の対象とする短波長は、波長の異なる蛍光のうち、長波長の帯域を含む、より広い波長の帯域を対象とする波長である。一方、フィルタＢが透過の対象とする長波長は、波長の異なる蛍光のうち、より長い波長の帯域を対象とする波長である。図６のＦＡ１では、約８００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長の蛍光が、フィルタＡとフィルタＢに入光される。この波長は、約８５０ｎｍで蛍光強度が最大になるものとする。このうち、フィルタＡが透過の対象とする波長は、８０８ｎｍより長い波長である。この波長の帯域は、入光される蛍光の波長の全域とする。このため、フィルタＡが透過の対象とする波長は、全域を示す波長ＦＡ１１と同一になる。また、フィルタＢが透過の対象とする波長は、８７５ｎｍより長い波長である。このように、フィルタＡは、フィルタＢよりも短波長側に感度を有するフィルタであることが望まれる。フィルタＡは、フィルタＢよりも短波長側に感度を有するフィルタであれば、どのような帯域の波長を透過の対象とするフィルタであってもよい。図６のＦＡ２及びＦＡ３の場合も同様であるので、説明を適宜省略する。ここで、図６のＦＡ３では、フィルタＡが透過の対象とする波長は、８７５ｎｍよりも長い波長であり、全域を示す波長ＦＡ１１と同一ではない。このため、図６のＦＡ３では、３つのプロットを示す。この３つのプロットとは、全域を示す波長ＦＡ１１と、フィルタＡが透過の対象とする波長と、フィルタＢが透過の対象とする波長である。なお、図６のＦＡ３では、フィルタＡが透過の対象とする波長は、８７５ｎｍよりも長い波長であるため、フィルタＡとフィルタＢが対象とする波長のどちらにも、蛍光強度が最大となる８５０ｎｍの波長は含まれない。

以下、医療画像生成装置１００が、波長の異なる蛍光で撮像された医療画像の散乱度に基づいて、低散乱かつ低ノイズである出力画像を生成する処理について説明する。

〔３．情報処理の一例〕
〔３−１．医療画像生成装置〕
次に、図７を用いて、実施形態に係る医療画像生成装置１００について説明する。図７は、実施形態に係る医療画像生成装置１００の一例を示す図である。図７に示すように、医療画像生成装置１００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部１３０とを有するコンピュータである。

通信部１１０は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）等によって実現される。通信部１１０は、図示しないネットワークＮと有線又は無線で接続され、ネットワークＮを介して、カメラヘッド５１１９等との間で情報の送受信を行う。後述する制御部１３０は、通信部１１０を介して、これらの装置との間で情報の送受信を行う。

記憶部１２０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory)、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。記憶部１２０は、撮像部５１２３から送信された医療画像を記憶する。また、記憶部１２０は、制御部１３０によって生成された出力画像を記憶する。この出力画像の詳細については後述する。

制御部１３０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＰＵ(Micro Processing Unit)によって、医療画像生成装置１００内部に記憶されたプログラム（医療画像生成プログラムの一例）がＲＡＭ等を作業領域として実行されることにより実現される。また、制御部１３０は、例えばＡＳＩＣ（Application specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable gate Array）等の集積回路により実行されてもよい。

図７に示すように、制御部１３０は、取得部１３１と、算出部１３２と、設定部１３３と、生成部１３４と、提供部１３５とを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部１３０の内部構成は、図７に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。

取得部１３１は、通信部１１０を介して、撮像部５１２３から送信された医療画像を取得する。具体的には、取得部１３１は、波長の異なる蛍光で撮像された複数の医療画像を取得する。ここで、波長の異なる蛍光で撮像された医療画像の特性を説明する。波長の異なる蛍光で撮像された医療画像の特性を説明するために、図８を用いて、波長と蛍光強度との関係性を説明する。

図８は、波長と蛍光強度との関係性を示す。図８では、縦軸が蛍光強度を示し、横軸が波長を示す。図８では、蛍光強度と波長との関係性がプロットされる。図８に示すように、蛍光強度は、波長ＨＡ１で最大となる。具体的には、８００ｎｍから９００ｎｍの間にある波長ＨＡ１で蛍光強度が最大となる。そして、蛍光強度が最大となる波長以上の波長では、波長が長くなるほど蛍光強度は減少する。実施形態では、取得部１３１は、波長の異なる蛍光で撮像された医療画像として、長波長で撮像された医療画像と、短波長で撮像された医療画像とを取得する。図８では、長波長よりも短波長の方が、より蛍光強度が大きい波長の帯域を対象とする。この場合には、長波長の蛍光で撮像された医療画像よりも、短波長の蛍光で撮像された医療画像の方が明るくなる。すなわち、短波長で撮像された医療画像の方が、散乱度が大きくなる。なお、散乱度の算出は、後述する算出部１３２で行われる。この場合には、取得部１３１は、短波長で撮像された散乱度の大きい医療画像と、長波長で撮像された散乱度の小さい医療画像とを取得する。

図９は、長波長の蛍光で撮像された医療画像と、短波長の蛍光で撮像された医療画像の特性を示す。ここで、医療画像の視認性を高くする特性をメリットとし、医療画像の視認性を低くする特性をデメリットとする。図９に示すように、短波長の蛍光で撮像された医療画像では、ノイズが小さくなるメリットがあるが、散乱度が大きくなるデメリットがある。一方、長波長の蛍光で撮像された医療画像では、散乱度が小さくなるメリットがあるが、ノイズが大きくなるデメリットがある。

図１０は、血管などの生体が写る医療画像を示す。図１０を用いて、波長の異なる蛍光で撮像された医療画像を説明する。図１０（ａ）は、短波長の蛍光で撮像された医療画像ＬＡ１を示す。図１０（ａ）では、医療画像の蛍光の散乱度が大きいため、例えば医療画像ＬＡ１に写る生体ＬＬ１や生体ＬＬ２等がぼける。ここで、実施形態に係る「ぼけ」について説明する。医療画像に含まれる所定領域の特徴量が、医療画像の一画素にマッピングできる場合を、ぼけていないとする。また、医療画像に含まれる所定領域の特徴量が、医療画像の複数の画素にマッピングされる必要がある場合、一画素で表現するものを複数の画素で表現するため、その部分の画像がにじむ。このにじみを、ぼけとする。医療画像に含まれる所定領域の特徴量を表現するための画素数が多いほど、医療画像はぼける。このため、医療画像の視認性の向上させるために更なる改善の余地がある。一方、図１０（ｂ）は、長波長の蛍光で撮像された医療画像ＬＡ１１を示す。図１０（ｂ）に示す医療画像ＬＡ１１は、図１０（ａ）に示す医療画像ＬＡ１と同一の生体の領域を写す医療画像である。図１０（ｂ）では、医療画像の蛍光の散乱度が小さいため、医療画像ＬＡ１１に写る生体ＬＬ１や生体ＬＬ２等はぼけていない（すなわち、くっきりしている）が、医療画像にノイズが増える。このため、図１０（ｂ）でも、医療画像の視認性の向上させるために更なる改善の余地がある。

算出部１３２は、取得部１３１によって取得された異なる蛍光の波長を撮像した医療画像のそれぞれの散乱度を算出する。この散乱度は、医療画像に写る生体のぼけ具合を示すぼけ幅により算出される。ここで、ぼけ幅とは、生体がぼけていない医療画像を基準として、基準となる医療画像からのぼけ具合を示す。ぼけ幅は、基準となる医療画像の特徴量と、対象となる医療画像の特徴量との差に基づいて算出部１３２により算出される。なお、実施形態では、医療画像の特徴量とは、ぼけ幅に関する情報を算出するための特徴量とする。以下、図１１及び１２を用いて、ぼけ幅に基づく散乱度の算出について説明する。

図１１は、ぼけ幅と散乱度との関係性を示す。図１１に示すぼけ幅は、医療画像に対してフィルタを適用した適用前後の差分である。図１１では、縦軸がぼけ幅（フィルタ適用前後の差分）を示し、横軸が散乱度を示す。算出部１３２は、散乱させるためのフィルタとして、小さく散乱させるための弱めのフィルタから、大きく散乱させるための強めのフィルタなどを医療画像に適用することにより、ぼけ幅を算出する。ここで、算出部１３２は、ぼけが大きい医療画像に、弱めのフィルタを適用しても、ぼけ幅は変化しない可能性が高い。このように、算出部１３２は、ぼけが大きい医療画像ほど、強めのフィルタを適用しないと、ぼけ幅は変化しない。算出部１３２は、変化したぼけ幅の度合に基づいて、散乱度を算出する。また、算出部１３２は、適用するフィルタの強さのランクと散乱度との関係性に基づいて、散乱度を算出してもよい。例えば、算出部１３２は、フィルタの強さのランクが最も弱い「１」のフィルタでぼけ幅が変化する場合には、散乱度をそのフィルタに相当する散乱度とする。図１１に示すように、散乱度を増加させていくと、散乱度がＴ１を過ぎたところで、ぼけ幅が増加し始める。算出部１３２は、このぼけ幅に基づいて、散乱度を算出する。例えば、撮像部５１２３は、透過させる蛍光の波長が異なる複数のフィルタ１２を用いることで、ぼけ幅の異なる医療画像を生成することができる。この場合には、取得部１３１は、ぼけ幅の小さい医療画像からぼけ幅の大きい医療画像までのぼけ幅の異なる複数の医療画像を取得する。そして、算出部１３２は、複数のフィルタ１２を用いることにより生成された医療画像のぼけ幅に基づいて、散乱度を算出する。また、後述する生成部１３４は、このぼけ幅が所定の閾値Ｔ２以上となる医療画像を、散乱度の大きい医療画像として出力画像の生成に用いてもよい。なお、この所定の閾値Ｔ２は、医療画像のノイズなどの画質に基づいて算出部１３２により算出される。

図１２は、ぼけ幅と散乱度との関係性を示す。図１２では、ぼけ幅が大きくなるにつれて、散乱度が大きくなることを示す。図１２（ａ）は、ぼけ幅を算出するための基準となる散乱度の幅ＡＡ１を示す。すなわち、図１２（ａ）では、ぼけ幅はゼロである。算出部１３２は、ＡＡ１を用いて、ぼけている医療画像の散乱度を算出する。図１２（ｂ）では、算出部１３２は、「ＡＡ２−ＡＡ１」により算出されるぼけ幅に基づいて、対象となる医療画像の散乱度を算出する。図１２（ｃ）では、算出部１３２は、「ＡＡ３−ＡＡ１」により算出されるぼけ幅に基づいて、対象となる医療画像の散乱度を算出する。

図１３は、複数の医療画像に基づいて、出力画像を生成する場合を示す。図１３では、フィルタ係数を設定することにより、対象となる医療画像にフィルタ係数を適用することで、医療画像Ａのぼけを除去することで、出力画像を生成する。以下、フィルタ係数の設定について説明する。

図１４は、医療画像の散乱度とフィルタとの関係性を示す。図１４では、縦軸が医療画像Ｂの散乱度を示す、横軸が医療画像Ａの散乱度を示す。図１４では、医療画像Ａと医療画像Ｂの散乱度の組み合わせに基づいて、対象となる医療画像に適用する係数（以下、適宜、「フィルタ係数」とする。）が定められる。例えば、医療画像Ａの散乱度が小さく、医療画像Ｂの散乱度が大きい場合には、フィルタ係数０２等が定められる。また、医療画像Ａの散乱度が大きく、医療画像Ｂの散乱度が小さい場合には、フィルタ係数２０等が定められる。設定部１３３は、算出部１３２により算出された医療画像の散乱度の組み合わせと、医療画像の散乱度とフィルタとの関係性を示す情報とに基づいて、対象となる医療画像に適用するフィルタ係数を設定する。図１４の例では、設定部１３３は、医療画像Ａの散乱度が小さく、医療画像Ｂの散乱度が大きい場合には、例えばフィルタ係数０２を設定する。また、設定部１３３は、医療画像Ａの散乱度が大きく、医療画像Ｂの散乱度が小さい場合には、例えばフィルタ係数２０を設定する。

設定部１３３は、算出部１３２により算出された複数の医療画像の散乱度に基づいて、どちらか一方の医療画像に適用することにより、その医療画像の散乱度とは異なる散乱度を再現するためのフィルタ係数を設定する。そして、生成部１３４は、散乱度の大きい医療画像の散乱度と、散乱度の小さい医療画像の散乱度との差に基づいて、出力画像を生成する。

生成部１３４は、設定部１３３によって設定されたフィルタ係数と、散乱度の大きい医療画像の特徴量とに基づいて、出力画像を生成する。これにより、生成部１３４は、散乱度が小さく、かつ、ノイズが少ない出力画像を生成することができる。具体的には、生成部１３４は、ＬＡ１のぼけを小さくしたものがＬＡ１１であり、ＬＡ１のぼけをＬＡ１１のぼけにするためのフィルタ係数が設定部１３３により設定されたため、このフィルタ係数をＬＡ１に適用することにより、ＬＡ１のぼけを適切に除去することができる。これにより、生成部１３４は、高散乱かつ低ノイズであるＬＡ１の特徴のうち低ノイズの特徴と、低散乱かつ高ノイズであるＬＡ１１の特徴のうち低散乱の特徴とを組み合わせた双方の利点を有する出力画像を生成することができる。これにより、生成部１３４は、視認性が高い医療画像を生成することができる。

図１５は、生成部１３４により生成される出力画像の一例を示す。図１５に示す出力画像ＬＡ２は、図１０に示す医療画像ＬＡ１又は医療画像ＬＡ１１と同一の生体の領域を写す出力画像である。出力画像ＬＡ２は、蛍光の散乱度が小さいため、例えば出力画像ＬＡ２に写る生体ＬＬ１や生体ＬＬ２等がぼけない。また、出力画像ＬＡ２は、出力画像にノイズが少ない。これにより、生成部１３４は、蛍光観察において、視認性が高い医療画像を生成することができる。

提供部１３５は、生成部１３４によって生成された出力画像を表示装置５１５５へ提供する。表示装置５１５５は、提供部１３５から提供された出力画像をリアルタイムに表示する。これにより、ユーザは、提供部１３５から提供される出力画像を、表示装置５１５５を介してリアルタイムに観察することができる。

〔３−２．処理手順〕
次に、図１６を用いて、実施形態に係る処理手順を説明する。図１６は、実施形態に係る処理手順を示すフローチャートである。図１６に示すように、医療画像生成装置１００は、波長の異なる蛍光で撮像された複数の医療画像を取得する（ステップＳ１０１）。

また、医療画像生成装置１００は、取得された複数の医療画像のそれぞれの散乱度を、対応するそれぞれの医療画像の特徴量に基づいてそれぞれ算出する（ステップＳ１０２）。続いて、医療画像生成装置１００は、算出された散乱度に基づいて、散乱度の大きい医療画像のぼけ幅を小さくするための最適なフィルタ係数を設定する（ステップＳ１０３）。そして、医療画像生成装置１００は、設定されたフィルタ係数と、散乱度の大きい医療画像の特徴量とに基づいて、出力画像を生成する（ステップＳ１０４）。

〔４．変形例〕
上述した実施形態に係る医療画像生成システム１は、上記実施形態以外にも種々の異なる形態にて実施されてよい。そこで、以下では、医療画像生成システム１の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点については説明を省略する。

〔４−１．変形例１：散乱度を近づける場合〕
上述した例では、設定部１３３が、散乱度の組み合わせとフィルタ係数との関係性に基づいて、フィルタ係数を設定する場合を示した。ここで、設定部１３３は、複数の医療画像の散乱度に基づいて、散乱度の大きい医療画像のぼけ幅を小さくするための最適なフィルタ係数を設定してもよい。なお、変形例１では、正確な散乱度の値を求める必要がないため、医療画像の散乱度の算出を行わない。

〔４−１−１．医療画像生成装置〕
次に、図１７を用いて、変形例１に係る医療画像生成装置２００について説明する。図１７は、変形例１に係る医療画像生成装置２００の一例を示す図である。図１７に示すように、医療画像生成装置２００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部２３０とを有するコンピュータである。以下、上記実施形態と同様の説明は、適宜省略する。

図１７に示すように、制御部２３０は、取得部１３１と、導出部２３３と、設定部１３３と、生成部１３４と、提供部１３５とを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部２３０の内部構成は、図１７に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。

導出部２３３は、複数の医療画像の散乱度に基づいて、一方の散乱度の医療画像に適用することで、他方の医療画像の散乱度を再現するためのフィルタ係数を導出する。例えば、導出部２３３は、散乱度の大きい医療画像で、小さい散乱度を再現するためのフィルタ係数のうち、散乱度の小さい医療画像の散乱度を再現するための最適なフィルタ係数を導出する。

設定部１３３は、導出部２３３により導出されたフィルタ係数に基づいて、散乱度の大きい医療画像で、散乱度の小さい医療画像の散乱度を再現するための最適なフィルタ係数を設定する。

生成部１３４は、設定部１３３により設定されたフィルタ係数と、散乱度の大きい医療画像の特徴量とに基づいて、出力画像を生成する。

〔４−１−２．逆フィルタ係数を用いた出力画像の生成〕
また、医療画像生成装置２００は、散乱度の小さい医療画像で、散乱度の大きい医療画像の散乱度を再現するための最適なフィルタ係数を導出することにより、散乱度の大きい医療画像のぼけ幅を小さくするための最適なフィルタ係数を設定してもよい。

図１８に示すように、導出部２３３は、複数の医療画像の散乱度に基づいて、散乱度の小さい医療画像で、大きな散乱度を再現するためのフィルタ係数（以下、適宜、「散乱フィルタ係数」とする。）のうち、散乱度の大きい医療画像の散乱度を再現するための最適なフィルタ係数（以下、適宜、「差分最小フィルタ係数」とする。）を導出する。すなわち、図１８では、導出部２３３は、散乱度の小さい医療画像に散乱フィルタ係数を適用することによって再現される複数の散乱度のうち、散乱度の大きい医療画像の散乱度との差が最小となる差分最小フィルタ係数を導出する。

設定部１３３は、導出部２３３により導出された差分最小フィルタ係数に基づいて、散乱度の大きい医療画像で、散乱度の小さい医療画像の散乱度を再現するための最適なフィルタ係数を設定する。このような、差分最小フィルタ係数に基づくフィルタ係数を、適宜、「逆フィルタ係数」とする。

生成部１３４は、設定部１３３により設定された逆フィルタ係数と、散乱度の大きい医療画像の特徴量とに基づいて、出力画像を生成する。

次に、図１９を用いて、変形例１に係る処理手順を説明する。図１９は、変形例１に係る処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ２０１及び２０２は、上記実施形態と同様であるため、記載を省略する。

図１９に示すように、医療画像生成装置１００は、算出された散乱度に基づいて、散乱度の小さい医療画像に散乱フィルタ係数を適用することによって再現される複数の散乱度のうち、散乱度の大きい医療画像の散乱度との差が最小となる差分最小フィルタ係数を導出する（ステップＳ２０３）。また、医療画像生成装置１００は、導出された差分最小フィルタに基づいて、逆フィルタ係数を設定する（ステップＳ２０４）。そして、医療画像生成装置１００は、設定された逆フィルタ係数と、散乱度の大きい医療画像の特徴量とに基づいて、出力画像を生成する（ステップＳ２０５）。

〔４−２．変形例２：散乱度の差に基づく出力画像の生成〕
上述した例では、生成部１３４が、散乱度の大きい医療画像の特徴量と、フィルタ係数とに基づいて、出力画像を生成する場合を示した。このように、上述した例では、生成部１３４は、設定部１３３により設定されたフィルタ係数を用いて、出力画像を生成した。ここで、医療画像生成装置３００は、散乱度の大きい医療画像と、散乱度の小さい医療画像とを合成するための比率である合成比率に基づいて、出力画像を生成してもよい。具体的には、医療画像生成装置３００は、散乱度の大きい医療画像と、散乱度の小さい医療画像との散乱度の差に応じた合成比率に基づいて、出力画像を生成してもよい。

〔４−２−１．医療画像生成装置〕
次に、図２０を用いて、変形例２に係る医療画像生成装置３００について説明する。図２０は、変形例２に係る医療画像生成装置３００の一例を示す図である。図２０に示すように、医療画像生成装置３００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部３３０とを有するコンピュータである。以下、上記実施形態と同様の説明は、適宜省略する。

図２０に示すように、制御部３３０は、取得部１３１と、算出部１３２と、生成部１３４と、提供部１３５とを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。なお、医療画像生成装置３００は、設定部１３３を有しなくてもよい。なお、制御部３３０の内部構成は、図２０に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。

図２１は、算出部１３２と生成部１３４とが行う情報処理を説明するための図である。算出部１３２は、散乱度の大きい医療画像と、散乱度の小さい医療画像との散乱度の差を算出する。そして、算出部１３２は、この散乱度の差と、合成比率と散乱度の差との関係性を示す情報とに基づいて、合成比率を算出する。

図２２は、合成比率と散乱度の差との関係性を示す情報の一例を示す。図２２では、縦軸が医療画像Ａの合成比率を示し、横軸が医療画像Ａと医療画像Ｂとの散乱度の差を示す。なお、図２２では、医療画像Ａが、散乱度の大きい医療画像の一例であり、医療画像Ｂが、散乱度の小さい医療画像の一例とする。図２１では、医療画像Ａと医療画像Ｂとの散乱度の差に応じて、医療画像Ａの合成比率がプロットされている。算出部１３２は、対象となる複数の医療画像の散乱度の差と、合成比率と散乱度の差との関係性を示す情報とを比較することにより、対象となる複数の医療画像の合成比率を算出する。

また、算出部１３２は、合成比率と散乱度の差との関係性を学習することにより生成された学習モデルＭ２を用いて、合成比率を算出してもよい。例えば、算出部１３２は、散乱度の差を入力情報とし、合成比率を出力情報として学習することにより生成された学習モデルＭ２を用いて、合成比率を算出してもよい。算出部１３２は、対象となる複数の医療画像の散乱度の差を学習モデルＭ２に入力することにより、対象となる複数の医療画像の合成比率を算出してもよい。

生成部１３４は、算出部１３２により算出された合成比率に基づいて、散乱度の大きい医療画像と、散乱度の小さい医療画像とを合成することにより、出力画像を生成する。

〔４−２−２．処理手順〕
次に、図２３を用いて、変形例２に係る処理手順を説明する。図２３は、変形例２に係る処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ３０１及び３０２は、上記実施形態と同様であるため、記載を省略する。

図２３に示すように、医療画像生成装置１００は、算出された複数の医療画像の散乱度の差を算出する（ステップＳ３０３）。また、医療画像生成装置１００は、算出された散乱度の差と、合成比率と散乱度の差との関係性を示す情報とに基づいて、合成比率を算出する（ステップＳ３０４）。そして、医療画像生成装置１００は、算出された合成比率に基づいて、出力画像を生成する（ステップＳ３０５）。

〔４−３．変形例３：出力画像における散乱抑制効果の可視化〕
上述した例では、生成部１３４が、低散乱かつ低ノイズである出力画像を生成する場合を示す。これにより、生成部１３４は、蛍光観察において、生体の深部の蛍光の視認性が高い出力画像を生成することができる。ただし、上述した例では、蛍光の散乱が抑制されたことで、出力画像の奥行き感が低減してしまう可能性も否定できない。以下、医療画像生成装置４００が、蛍光の散乱が抑制された効果（以下、適宜、「散乱抑制効果」とする。）を視認可能な状態で表示するための情報を付加することで、出力画像の奥行き感を向上させることができる情報処理を説明する。

〔４−３−１．医療画像生成装置〕
次に、図２４を用いて、変形例３に係る医療画像生成装置４００について説明する。図２４は、変形例３に係る医療画像生成装置４００の一例を示す図である。図２４に示すように、医療画像生成装置４００は、通信部１１０と、記憶部１２０と、制御部４３０とを有するコンピュータである。以下、上記実施形態と同様の説明は、適宜省略する。

図２４に示すように、制御部４３０は、取得部１３１と、算出部１３２と、設定部１３３と、生成部１３４と、可視化部４３５と、提供部１３５とを有し、以下に説明する情報処理の機能や作用を実現または実行する。なお、制御部４３０の内部構成は、図２３に示した構成に限られず、後述する情報処理を行う構成であれば他の構成であってもよい。

算出部１３２は、以下の２つの処理のいずれかを用いて、散乱抑制効果を示す散乱抑制効果値を算出する。

算出部１３２は、複数の医療画像の散乱度の差を、散乱抑制効果値として算出する。

図２５は、医療画像の散乱度と、医療画像が撮像された深度との関係性を示す情報の一例を示す。なお、医療画像が撮像された深度とは、観察対象物の表面からの深度である。図２５では、縦軸が深度を示し、横軸が散乱度を示す。図２５では、医療画像の散乱度と深度との関係性がプロットされている。算出部１３２は、対象となる医療画像の散乱度と、医療画像の散乱度と深度との関係性を示す情報とを比較することにより、対象となる医療画像の深度を算出する。

図２６は、散乱度の差と、散乱抑制効果値を算出するための重みとの関係性を示す情報の一例を示す。図２６では、縦軸が重みを示し、横軸が散乱度の差を示す。図２６では、医療画像の散乱度の差に応じて、重みがプロットされている。算出部１３２は、対象となる複数の医療画像の散乱度の差と、散乱度の差と重みとの関係性を示す情報とを比較することにより、散乱抑制効果値を算出するための重みを算出する。

算出部１３２は、対象となる医療画像の深度と、散乱抑制効果値を算出するための重みとを乗じることにより、散乱抑制効果値を算出する。

可視化部４３５は、算出部１３２により算出された散乱抑制効果値に基づいて、生成部１３４により生成された出力画像に、散乱抑制効果を視認可能な状態で表示するための情報を付加する。ここで、散乱抑制効果を視認可能な状態で表示するための情報とは、例えば色情報である。この色情報は、カラーマップで色付けされる色情報であってもよいし、単色で色付けされる色情報であってもよい。

図２７は、散乱抑制効果を、カラーマップを用いて視認可能な状態で表示した出力画像ＬＡ３を示す。図２７では、散乱抑制効果値が小さいほど赤色で色付けされ、散乱抑制効果値が大きいほど青色で色付けされる。図２７では、生体ＬＬ１を点線で囲む領域ＣＣ１は、緑色を示すＣＣ１１で色付けされる。また、生体ＬＬ２を点線で囲む領域ＣＣ２は、青色を示すＣＣ２２で色付けされる。また、生体ＬＬ３を点線で囲む領域ＣＣ３は、赤色を示すＣＣ３３で色付けされる。これにより、出力画像ＬＡ３に写る生体では、生体ＬＬ２が最もぼけていなく、生成ＬＬ３が最もぼけていたことを視覚的に理解することができる。

図２８は、散乱抑制効果を、単色を用いて視認可能な状態で表示した出力画像ＬＡ３を示す。図２８では、散乱抑制効果値が小さいほど暗色で色付けされ、散乱抑制効果値が大きいほど明色で色付けされる。図２８では、生体ＬＬ１を点線で囲む領域ＤＤ１は、明暗の中間色を示すＤＤ１１で色付けされる。また、生体ＬＬ２を点線で囲む領域ＤＤ２は、明色を示すＤＤ２２で色付けされる。また、生体ＬＬ３を点線で囲む領域ＤＤ３は、暗色を示すＤＤ３３で色付けされる。これにより、出力画像ＬＡ３に写る生体では、生体ＬＬ２が最もぼけていなく、生成ＬＬ３が最もぼけていたことを視覚的に理解することができる。

提供部１３５は、可視化部４３５によって、散乱抑制効果を視認可能な状態で表示するための情報が付加された出力画像を表示装置５１５５へ提供する。

〔４−３−２．処理手順〕
次に、図２９を用いて、変形例３に係る処理手順を説明する。図２９は、変形例３に係る処理手順を示すフローチャートである。ステップＳ４０１及び４０２は、上記実施形態と同様であるため、記載を省略する。

図２９に示すように、医療画像生成装置１００は、算出された複数の医療画像の散乱度の差に基づいて散乱抑制効果値を算出する（ステップＳ４０３）。また、医療画像生成装置１００は、算出された散乱抑制効果値に基づいて、散乱抑制効果を視認可能な状態で表示するための情報を付加する（ステップＳ４０４）。そして、医療画像生成装置１００は、散乱抑制効果を視認可能な状態で示す出力画像を提供する（ステップＳ４０５）。

〔５．処理のバリエーション〕
〔５−１．領域ごと、画素ごとにぼけを除去する〕
上記実施形態では、設定部１３３が、複数の医療画像の散乱度に基づいて、医療画像のぼけを除去するための処理を行う場合を示した。ここで、設定部１３３は、複数の医療画像に含まれる領域ごと又は画素ごとの医療画像の散乱度に基づいて、領域ごと又は画素ごとに医療画像のぼけを除去するための処理を行ってもよい。以下、設定部１３３が、領域ごとにぼけを除去するための具体的な処理を一例として説明するが、画素ごとにぼけを除去する場合も同様である。なお、上記実施形態と同様の説明は、適宜省略する。

算出部１３２は、複数の医療画像に含まれる領域ごとに、医療画像の散乱度を算出する。具体的には、算出部１３２は、それぞれの医療画像に含まれる同一の位置情報に対応する領域ごとに、医療画像の散乱度を算出する。また、設定部１３３は、算出部１３２により算出された領域ごとの散乱度に基づいて、領域ごとに最適なフィルタ係数を設定する。これにより、設定部１３３は、領域ごとに医療画像のぼけを除去するための最適なフィルタ係数を設定することができるため、より高精度にぼけを除去することができる。そして、生成部１３４は、設定部１３３により設定された領域ごとのフィルタ係数を、領域ごとに対象となる医療画像に適用することにより、出力画像を生成する。

〔５−２．ぼけ幅が所定の閾値未満の場合の情報処理〕
上記実施形態では、生成部１３４が、ぼけ幅が所定の閾値以上となる医療画像を、散乱度が大きい医療画像として出力画像の生成に用いる場合を示した。ここで、算出部１３２により算出される散乱度が最大となるフィルタ１２を用いても、ぼけ幅が所定の閾値を上回らない場合には、生成部１３４は、このフィルタ１２が適用された医療画像を、散乱度が大きい医療画像として出力画像の生成に用いてもよい。

〔５−３．学習モデルを用いた散乱度の算出〕
上記実施形態では、算出部１３２が、予め定められたぼけ幅と散乱度の関係性に基づいて、散乱度を算出する場合を示した。ここで、算出部１３２は、ぼけ幅と散乱度との関係性を学習することにより生成された学習モデルＭ１を用いて、散乱度を算出してもよい。例えば、算出部１３２は、複数のフィルタ１２を用いることにより生成される複数の医療画像に基づくぼけ幅を入力情報とし、散乱度を出力情報として学習することにより生成された学習モデルＭ１を用いて、散乱度を算出してもよい。上述したように、ぼけ幅は、複数のフィルタ１２を用いることにより生成される複数の医療画像に基づいて算出され得る。このため、算出部１３２は、対象となる医療画像を含む複数の医療画像から算出されるぼけ幅を学習モデルＭ１に入力することにより、対象となる医療画像の散乱度を算出してもよい。

〔５−４．ＩＣＧ蛍光以外の蛍光例〕
上記実施形態では、ＩＣＧによる蛍光観察に用いるための情報処理の一例を示したが、この例に限られない。すなわち、実施形態に係る蛍光は、ＩＣＧによる蛍光に限らず、どのようなものであってもよい。例えば、実施形態に係る蛍光は、５−Ａｌａ（ＰｐＩＸ）やフルオレセインなどによる蛍光であってもよい。図３０は、５−Ａｌａ（ＰｐＩＸ）を用いた場合の、波長と蛍光強度との関係性を示す。図３０に示すように、５−Ａｌａ（ＰｐＩＸ）は、波長が６３５ｎｍと、７００ｎｍとの辺りで、蛍光強度がピークとなる。また、図３１は、フルオレセインを用いた場合の、波長と蛍光強度との関係性を示す。図３０に示すように、フルオレセインは、波長が５２０ｎｍの辺りで、蛍光強度がピークとなる。図３０及び３１では、ＩＣＧの場合と同様に、フィルタＡは、フィルタＢよりも短波長側に感度を有するフィルタであれば、どのような帯域の波長を透過の対象とするフィルタであってもよい。

〔５−５．分光板の限定〕
上記実施形態では、分光板１４が、蛍光に含まれる特定の波長の蛍光を反射させて、その蛍光に含まれる特定の波長以外のその他の波長の蛍光を透過させる場合を示した。ここで、分光板１４は、特定の波長の蛍光を反射させるものではなくて、入光された蛍光自体を、フィルタＡとフィルタＢとの２方向に反射させるものであってもよい。この場合、フィルタＡとフィルタＢには、同一の蛍光が入光される。そして、フィルタＡとフィルタＢを用いて、それぞれの撮像素子で撮像するための波長の選択を行ってもよい。この場合、フィルタＡとフィルタＢでは、所望の波長の蛍光のみが透過される。

〔５−６．フィルタ強度〕
上記実施形態では、設定部１３３が、対象となる医療画像に適用するフィルタ係数を設定する場合を示した。この場合、生成部１３４は、医療画像の特徴量にフィルタ係数を適用することにより、ぼけの少ない出力画像を生成した。ここで、設定部１３３は、対象となる医療画像に適用するフィルタの強度を設定してもよい。この場合、生成部１３４は、設定部１３３により設定された強度のフィルタを対象となる医療画像に適用することにより、出力画像を生成する。

〔６．ハードウェア構成〕
また、上述してきた実施形態に係る医療画像生成装置１００（２００、３００、４００）やカメラヘッド５１１９は、例えば、図３２に示すような構成のコンピュータ１０００によって実現される。図３２は、医療画像生成装置１００（２００、３００、４００）の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。コンピュータ１０００は、ＣＰＵ１１００、ＲＡＭ１２００、ＲＯＭ１３００、ＨＤＤ１４００、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１５００、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｆ）１６００、及びメディアインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１７００を有する。

ＣＰＵ１１００は、ＲＯＭ１３００またはＨＤＤ１４００に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＲＯＭ１３００は、コンピュータ１０００の起動時にＣＰＵ１１００によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ１０００のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。

ＨＤＤ１４００は、ＣＰＵ１１００によって実行されるプログラム、及び、かかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。通信インターフェイス１５００は、所定の通信網を介して他の機器からデータを受信してＣＰＵ１１００へ送り、ＣＰＵ１１００が生成したデータを所定の通信網を介して他の機器へ送信する。

ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、ディスプレイやプリンタ等の出力装置、及び、キーボードやマウス等の入力装置を制御する。ＣＰＵ１１００は、入出力インターフェイス１６００を介して、入力装置からデータを取得する。また、ＣＰＵ１１００は、生成したデータを入出力インターフェイス１６００を介して出力装置へ出力する。

メディアインターフェイス１７００は、記録媒体１８００に格納されたプログラムまたはデータを読み取り、ＲＡＭ１２００を介してＣＰＵ１１００に提供する。ＣＰＵ１１００は、かかるプログラムを、メディアインターフェイス１７００を介して記録媒体１８００からＲＡＭ１２００上にロードし、ロードしたプログラムを実行する。記録媒体１８００は、例えばＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＰＤ（Phase change rewritable Disk）等の光学記録媒体、ＭＯ（Magneto-Optical disk）等の光磁気記録媒体、テープ媒体、磁気記録媒体、または半導体メモリ等である。

例えば、コンピュータ１０００が実施形態に係る医療画像生成装置１００として機能する場合、コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、ＲＡＭ１２００上にロードされたプログラムを実行することにより、取得部１３１、算出部１３２、設定部１３３、生成部１３４、提供部１３５等の機能を実現する。コンピュータ１０００のＣＰＵ１１００は、これらのプログラムを記録媒体１８００から読み取って実行するが、他の例として、他の装置から所定の通信網を介してこれらのプログラムを取得してもよい。また、ＨＤＤ１４００には、本開示に係る医療画像生成プログラムや、記憶部１２０内のデータが格納される。

〔７．その他〕
また、上記実施形態および変形例において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を手動的に行うこともでき、あるいは、手動的に行われるものとして説明した処理の全部または一部を公知の方法で自動的に行うこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。例えば、各図に示した各種情報は、図示した情報に限られない。

また、図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。

また、上述してきた実施形態および変形例は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。

以上、本願の実施形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、発明の開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

また、上述してきた「部（section、module、unit）」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、取得部は、取得手段や取得回路に読み替えることができる。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
所定の波長の蛍光によって撮像された第１の医療画像と、当該所定の波長とは異なる波長の蛍光によって撮像された第２の医療画像とを取得する取得部と、
前記取得部によって取得された第１の医療画像と第２の医療画像とに含まれる生体の蛍光のぼけ具合を示す散乱度を算出する算出部と、
前記算出部によって算出された散乱度のうち、少なくともいずれか一方の散乱度に基づいて、出力画像を生成する生成部と、
を備える医療画像生成装置。
（２）
前記取得部は、
前記所定の波長よりも長波長の蛍光によって撮像された前記第２の医療画像と、当該長波長の蛍光よりも短波長である当該所定の波長の蛍光によって撮像された前記第１の医療画像とを取得する
前記（１）に記載の医療画像生成装置。
（３）
前記生成部は、
前記第１の医療画像の散乱度である第１の散乱度と、前記第２の医療画像の散乱度である第２の散乱度との差に基づいて、前記出力画像を生成する
前記（１）又は（２）に記載の医療画像生成装置。
（４）
前記第１の医療画像又は前記第２の医療画像のどちらか一方に適用することにより、他方の当該第１の医療画像の散乱度である第１の散乱度又は当該第２の医療画像の散乱度である第２の散乱度を再現するためのフィルタ係数を設定する設定部と、を更に備え、
前記生成部は、
前記設定部によって設定されたフィルタ係数と、前記第１の医療画像とに基づいて、前記出力画像を生成する
前記（１）〜（３）のいずれか１つに記載の医療画像生成装置。
（５）
前記設定部は、
前記第２の医療画像よりも散乱度の大きい前記第１の医療画像に適用することにより、前記第１の医療画像で前記第２の散乱度を再現するための前記フィルタ係数を設定する
前記（４）に記載の医療画像生成装置。
（６）
前記設定部は、
前記第１の医療画像よりも散乱度の小さい前記第２の医療画像に適用することにより、前記第２の医療画像で前記第１の散乱度を再現するための前記フィルタ係数に基づく逆フィルタ係数を設定し、
前記生成部は、
前記設定部によって設定された逆フィルタ係数と、前記第１の医療画像とに基づいて、前記出力画像を生成する
前記（４）に記載の医療画像生成装置。
（７）
前記設定部は、
前記第１の医療画像よりも散乱度の小さい前記第２の医療画像に適用することによって再現される複数の前記第２の散乱度のうち、前記第１の散乱度と当該第２の散乱度との差が最小となる前記フィルタ係数に基づく逆フィルタ係数を設定する
前記（６）に記載の医療画像生成装置。
（８）
前記生成部は、
前記第１の散乱度と前記第２の散乱度とに基づいて、前記第１の医療画像と前記第２の医療画像とを合成するための合成比率に基づいて、前記出力画像を生成する
前記（３）に記載の医療画像生成装置。
（９）
前記生成部は、
前記第１の散乱度と前記第２の散乱度との差に応じて、前記出力画像を生成する
前記（８）に記載の医療画像生成装置。
（１０）
前記算出部は、
前記第１の医療画像の散乱度である第１の散乱度と、前記第２の医療画像の散乱度である第２の散乱度との差に関する情報に基づいて、蛍光の散乱が抑制された効果を示す散乱抑制効果値を算出し、
前記算出部によって算出された散乱抑制効果値に基づいて、蛍光の散乱が抑制された効果を視認可能な状態で表示するための情報が付加された前記出力画像を提供する提供部と、
前記（１）〜（９）のいずれか１つに記載の医療画像生成装置。
（１１）
前記算出部は、
前記第１の医療画像と前記第２の医療画像とに含まれる同一の位置情報に対応する領域ごとの医療画像の散乱度を算出する
前記（１）〜（１０）のいずれか１つに記載の医療画像生成装置。
（１２）
前記算出部は、
前記第１の医療画像と前記第２の医療画像とに含まれる同一の位置情報に対応する画素ごとの医療画像の散乱度を算出する
前記（１）〜（１１）のいずれか１つに記載の医療画像生成装置。
（１３）
前記取得部は、
前記蛍光として、ＩＣＧ（インドシアニングリーン）、５−Ａｌａ（ＰｐＩＸ）、又は、フルオレセインによる蛍光によって撮像された前記第１の医療画像と前記第２の医療画像とを取得し、
前記生成部は、
ＩＣＧ、５−Ａｌａ（ＰｐＩＸ）、又は、フルオレセインによる蛍光観察のための前記出力画像を生成する
前記（１）〜（１２）のいずれか１つに記載の医療画像生成装置。
（１４）
コンピュータが実行する医療画像生成方法であって、
所定の波長の蛍光によって撮像された第１の医療画像と、当該所定の波長とは異なる波長の蛍光によって撮像された第２の医療画像とを取得する取得工程と、
前記取得工程によって取得された第１の医療画像と第２の医療画像とに含まれる生体の蛍光のぼけ具合を示す散乱度を算出する算出工程と、
前記算出工程によって算出された散乱度のうち、少なくともいずれか一方の散乱度に基づいて、出力画像を生成する生成工程と、
を含むことを特徴とする医療画像生成方法。
（１５）
所定の波長の蛍光によって撮像された第１の医療画像と、当該所定の波長とは異なる波長の蛍光によって撮像された第２の医療画像とを取得する取得手順と、
前記取得手順によって取得された第１の医療画像と第２の医療画像とに含まれる生体の蛍光のぼけ具合を示す散乱度を算出する算出手順と、
前記算出手順によって算出された散乱度のうち、少なくともいずれか一方の散乱度に基づいて、出力画像を生成する生成手順と、
をコンピュータに実行させることを特徴とする医療画像生成プログラム。

１ 医療画像生成システム
１０ 撮像部
１１ 光源
１２ フィルタ
１３ 撮像素子
１００ 医療画像生成装置（２００、３００、４００）
１１０ 通信部
１２０ 記憶部
１３０ 制御部（２３０、３３０、４３０）
１３１ 取得部
１３２ 算出部
１３３ 設定部
１３４ 生成部
１３５ 提供部
２３３ 導出部
４３５ 可視化部
Ｎ ネットワーク

Claims (15)

1. 所定の波長の蛍光によって撮像された第１の医療画像と、当該所定の波長とは異なる波長の蛍光によって撮像された第２の医療画像とを取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された第１の医療画像と第２の医療画像とに含まれる生体の蛍光のぼけ具合を示す散乱度を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された散乱度のうち、少なくともいずれか一方の散乱度に基づいて、出力画像を生成する生成部と、
   を備える医療画像生成装置。
2. 前記取得部は、
   前記所定の波長よりも長波長の蛍光によって撮像された前記第２の医療画像と、当該長波長の蛍光よりも短波長である当該所定の波長の蛍光によって撮像された前記第１の医療画像とを取得する
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療画像生成装置。
3. 前記生成部は、
   前記第１の医療画像の散乱度である第１の散乱度と、前記第２の医療画像の散乱度である第２の散乱度との差に基づいて、前記出力画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療画像生成装置。
4. 前記第１の医療画像又は前記第２の医療画像のどちらか一方に適用することにより、他方の当該第１の医療画像の散乱度である第１の散乱度又は当該第２の医療画像の散乱度である第２の散乱度を再現するためのフィルタ係数を設定する設定部と、を更に備え、
   前記生成部は、
   前記設定部によって設定されたフィルタ係数と、前記第１の医療画像とに基づいて、前記出力画像を生成する
   ことを特徴とする請求項１に記載の医療画像生成装置。
5. 前記設定部は、
   前記第２の医療画像よりも散乱度の大きい前記第１の医療画像に適用することにより、前記第１の医療画像で前記第２の散乱度を再現するための前記フィルタ係数を設定する
   ことを特徴とする請求項４に記載の医療画像生成装置。
6. 前記設定部は、
   前記第１の医療画像よりも散乱度の小さい前記第２の医療画像に適用することにより、前記第２の医療画像で前記第１の散乱度を再現するための前記フィルタ係数に基づく逆フィルタ係数を設定し、
   前記生成部は、
   前記設定部によって設定された逆フィルタ係数と、前記第１の医療画像とに基づいて、前記出力画像を生成する
   ことを特徴とする請求項４に記載の医療画像生成装置。
7. 前記設定部は、
   前記第１の医療画像よりも散乱度の小さい前記第２の医療画像に適用することによって再現される複数の前記第２の散乱度のうち、前記第１の散乱度と当該第２の散乱度との差が最小となる前記フィルタ係数に基づく逆フィルタ係数を設定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の医療画像生成装置。
8. 前記生成部は、
   前記第１の散乱度と前記第２の散乱度とに基づいて、前記第１の医療画像と前記第２の医療画像とを合成するための合成比率に基づいて、前記出力画像を生成する
   ことを特徴とする請求項３に記載の医療画像生成装置。
9. 前記生成部は、
   前記第１の散乱度と前記第２の散乱度との差に応じて、前記出力画像を生成する
   ことを特徴とする請求項８に記載の医療画像生成装置。
10. 前記算出部は、
    前記第１の医療画像の散乱度である第１の散乱度と、前記第２の医療画像の散乱度である第２の散乱度との差に関する情報に基づいて、蛍光の散乱が抑制された効果を示す散乱抑制効果値を算出し、
    前記算出部によって算出された散乱抑制効果値に基づいて、蛍光の散乱が抑制された効果を視認可能な状態で表示するための情報が付加された前記出力画像を提供する提供部と、
    を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の医療画像生成装置。
11. 前記算出部は、
    前記第１の医療画像と前記第２の医療画像とに含まれる同一の位置情報に対応する領域ごとの医療画像の散乱度を算出する
    ことを特徴とする請求項１に記載の医療画像生成装置。
12. 前記算出部は、
    前記第１の医療画像と前記第２の医療画像とに含まれる同一の位置情報に対応する画素ごとの医療画像の散乱度を算出する
    ことを特徴とする請求項１に記載の医療画像生成装置。
13. 前記取得部は、
    前記蛍光として、ＩＣＧ（インドシアニングリーン）、５−Ａｌａ（ＰｐＩＸ）、又は、フルオレセインによる蛍光によって撮像された前記第１の医療画像と前記第２の医療画像とを取得し、
    前記生成部は、
    ＩＣＧ、５−Ａｌａ（ＰｐＩＸ）、又は、フルオレセインによる蛍光観察のための前記出力画像を生成する
    ことを特徴とする請求項１に記載の医療画像生成装置。
14. コンピュータが実行する医療画像生成方法であって、
    所定の波長の蛍光によって撮像された第１の医療画像と、当該所定の波長とは異なる波長の蛍光によって撮像された第２の医療画像とを取得する取得工程と、
    前記取得工程によって取得された第１の医療画像と第２の医療画像とに含まれる生体の蛍光のぼけ具合を示す散乱度を算出する算出工程と、
    前記算出工程によって算出された散乱度のうち、少なくともいずれか一方の散乱度に基づいて、出力画像を生成する生成工程と、
    を含むことを特徴とする医療画像生成方法。
15. 所定の波長の蛍光によって撮像された第１の医療画像と、当該所定の波長とは異なる波長の蛍光によって撮像された第２の医療画像とを取得する取得手順と、
    前記取得手順によって取得された第１の医療画像と第２の医療画像とに含まれる生体の蛍光のぼけ具合を示す散乱度を算出する算出手順と、
    前記算出手順によって算出された散乱度のうち、少なくともいずれか一方の散乱度に基づいて、出力画像を生成する生成手順と、
    をコンピュータに実行させることを特徴とする医療画像生成プログラム。

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