JP2021145726A - 医療用画像処理装置、医療用観察システム及び医療用画像処理装置の作動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】視認性を維持しつつ、データ処理に係る負荷を抑制することができる医療用画像処理装置、医療用観察システム及び医療用画像処理装置の作動方法を提供すること。【解決手段】本開示にかかる医療用画像処理装置は、表示装置に表示させる画像を生成する画像処理装置であって、表示装置から対象までの距離と、表示装置における表示画面のサイズとに基づいて、距離が大きく、かつ、表示画面のサイズが小さいほど画質を低くした表示画像を生成する画像処理部、を備える。【選択図】図１

Description

本開示は、医療用画像処理装置、医療用観察システム及び医療用画像処理装置の作動方法に関する。

従来、医療分野や工業用分野において、撮像素子を用いて被写体像を撮像する内視鏡装置や、医療用顕微鏡装置などの医療装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このうち、内視鏡装置は、例えば、内視鏡と、撮像装置と、表示装置と、制御装置と、光源装置とを備える。内視鏡装置では、内視鏡に接続されるライトガイドを介して光源装置から照明光が供給され、照明光を照射して被写体像を撮像する。内視鏡装置によって撮像された画像は、表示装置において表示される。

特開２０１６−２０９５４２号公報

ところで、表示装置の高画素化によって表示画像のデータ量も大きくなっている。データ量が大きくなると、画像の解像度が高くなって視認性が向上する一方、データ伝送や、データの処理に対する負荷が大きくなる。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、視認性を維持しつつ、データ処理に係る負荷を抑制することができる医療用画像処理装置、医療用観察システム及び医療用画像処理装置の作動方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかる医療用画像処理装置は、表示装置に表示させる画像を生成する画像処理装置であって、前記表示装置から対象までの距離と、前記表示装置における表示画面のサイズとに基づいて、前記距離が大きく、かつ、前記表示画面のサイズが小さいほど画質を低くした表示画像を生成する画像処理部、を備える。

また、本開示にかかる医療用観察システムは、上記開示にかかる医療用画像処理装置と、前記医療用画像処理装置が生成した画像を表示する表示装置と、を備える。

また、本開示にかかる医療用画像処理装置の作動方法は、表示装置に表示させる画像を生成する画像処理装置の作動方法であって、前記表示装置から対象までの距離と、前記表示装置における表示画面のサイズとに基づいて、前記距離が大きく、かつ、前記表示画面のサイズが小さいほど画質を低くした表示画像を生成する。

本開示によれば、視認性を維持しつつ、データ処理に係る負荷を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる内視鏡装置の概略構成を示す図である。 図２は、カメラヘッド、制御装置及び光源装置の構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係る内視鏡装置の使用態様を説明するための図（その１）である。 図４は、実施の形態１に係る内視鏡装置の使用態様を説明するための図（その２）である。 図５は、実施の形態１の変形例１にかかる内視鏡装置のカメラヘッド、制御装置及び光源装置の構成を示すブロック図である。 図６は、実施の形態１の変形例２にかかる内視鏡装置のカメラヘッド、制御装置及び光源装置の構成を示すブロック図である。 図７は、実施の形態１の変形例２に係る医療用観察システムの顕微鏡装置の使用態様を説明するための図である。 図８は、実施の形態２に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。 図９は、実施の形態３に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示す図である。

以下、本開示を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）を説明する。実施の形態では、本開示にかかる医療用画像処理装置を備える医療用観察システムの一例として、患者等の被検体内の画像を撮像して表示する医療用の内視鏡システムについて説明する。また、この実施の形態により、この開示が限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる内視鏡システム１の概略構成を示す図である。内視鏡システム１は、医療分野において用いられ、人等の観察対象物の内部（生体内）の被写体を観察する装置である。この内視鏡システム１は、図１に示すように、内視鏡２と、撮像装置３と、表示装置４と、制御装置５と、光源装置６とを備え、撮像装置３と制御装置５とで、医療用観察システムを構成している。

光源装置６は、ライトガイド７の一端が接続され、当該ライトガイド７の一端に生体内を照明するための例えば白色光を供給する。なお、光源装置６と制御装置５とは、図１に示すように別体とし相互に通信する構成としてもよいし、一体化した構成であってもよい。

ライトガイド７は、一端が光源装置６に着脱自在に接続されるとともに、他端が内視鏡２に着脱自在に接続される。そして、ライトガイド７は、光源装置６から供給された光を一端から他端に伝達し、内視鏡２に供給する。

撮像装置３は、内視鏡２からの被写体像を撮像して当該撮像結果を出力する。この撮像装置３は、図１に示すように、信号伝送部である伝送ケーブル８と、カメラヘッド９とを備える。本実施の形態１では、伝送ケーブル８とカメラヘッド９とにより医療用撮像装置が構成される。

内視鏡２は、硬質で細長形状を有し、生体内に挿入される。この内視鏡２の内部には、１または複数のレンズを用いて構成され、被写体像を集光する観察光学系が設けられている。内視鏡２は、ライトガイド７を介して供給された光を先端から出射し、生体内に照射する。そして、生体内に照射された光（被写体像）は、内視鏡２内の観察光学系（レンズユニット９１）により集光される。

カメラヘッド９は、内視鏡２の基端に着脱自在に接続される。そして、カメラヘッド９は、制御装置５による制御の下、内視鏡２にて集光された被写体像を撮像し、当該撮像による撮像信号を出力する。なお、カメラヘッド９の詳細な構成については、後述する。内視鏡２とカメラヘッド９とは、図１に示すように着脱自在に構成してもよいし、一体化した構成であってもよい。

伝送ケーブル８は、一端がコネクタを介して制御装置５に着脱自在に接続されるとともに、他端がコネクタを介してカメラヘッド９に着脱自在に接続される。具体的に、伝送ケーブル８は、最外層である外被の内側に複数の電気配線（図示略）が配設されたケーブルである。当該複数の電気配線は、カメラヘッド９から出力される撮像信号を制御装置５に、制御装置５から出力される制御信号、同期信号、クロック、及び電力をカメラヘッド９にそれぞれ伝送するための電気配線である。

表示装置４は、制御装置５による制御のもと、制御装置５により生成された画像を表示する。表示装置４は、映像ケーブル（図示略）によって制御装置５に接続される。表示装置４は、観察時の没入感を得やすくするために、表示部が５５インチ以上を有するものが好ましいが、これに限らない。

制御装置５は、カメラヘッド９から伝送ケーブル８を経由して入力された撮像信号を処理し、表示装置４へ画像信号を出力するとともに、カメラヘッド９及び表示装置４の動作を統括的に制御する。なお、制御装置５の詳細な構成については、後述する。

次に、撮像装置３、制御装置５及び光源装置６の構成について説明する。図２は、カメラヘッド９、制御装置５及び光源装置６の構成を示すブロック図である。なお、図２では、カメラヘッド９及び伝送ケーブル８同士を着脱可能とするコネクタの図示を省略している。

以下、制御装置５の構成、及びカメラヘッド９の構成の順に説明する。なお、以下では、制御装置５の構成として、本開示の要部を主に説明する。制御装置５は、図２に示すように、信号処理部５１と、画像処理部５２と、通信モジュール５３と、入力部５４と、出力部５５と、制御部５６と、メモリ５７とを備える。なお、制御装置５には、制御装置５及びカメラヘッド９を駆動するための電源電圧を生成し、制御装置５の各部にそれぞれ供給するとともに、伝送ケーブル８を介してカメラヘッド９に供給する電源部（図示略）などが設けられていてもよい。

信号処理部５１は、カメラヘッド９が出力した撮像信号に対してノイズ除去や、必要に応じてＡ／Ｄ変換等の信号処理を行うことによって、デジタル化された撮像信号（パルス信号）を画像処理部５２に出力する。

また、信号処理部５１は、撮像装置３及び制御装置５の同期信号、及びクロックを生成する。撮像装置３への同期信号（例えば、カメラヘッド９の撮像タイミングを指示する同期信号等）やクロック（例えばシリアル通信用のクロック）は、図示しないラインで撮像装置３に送られ、この同期信号やクロックをもとに、撮像装置３が駆動する。

画像処理部５２は、信号処理部５１から入力される撮像信号をもとに、表示装置４が表示する表示用の画像信号を生成する。画像処理部５２は、最適画素数算出部５２１と、出力画素数算出部５２２と、表示画像生成部５２３とを有する。

最適画素数算出部５２１は、視聴距離、及びヒトの目の限界解像度に基づいて、使用する表示装置４に応じた最適な画素数を算出する。
視聴距離は、ユーザ（ここでは術者）と表示装置４との間の距離に相当する。本実施の形態１では、視聴距離は、入力部５４を介して入力され、メモリ５７に格納される。
限界解像度は、公知の視覚の空間周波数特性に基づいて決まる値である。一般に、縦縞模様のコントラスト差を認識できる縞の本数は、視野角１°あたり５ペア近辺が最も視認性がよいとされており、特に高周波側では３０ペア（ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅ）を超えると視認性が低下するとされる。本実施の形態１では、ヒトの目の限界解像度Ｆ_{eye_lim}は、例えば、２０≦Ｆ_{eye_lim}≦３０（ｃｙｃｌｅｓ／ｄｅｇｒｅｅ）の範囲で設定される。

最適画素数算出部５２１は、例えば、ヒトの目の限界解像度とユーザの視聴距離とに基づいて視聴するのに最適な画素数（最適画素数）を算出する。最適画素数は、ユーザと表示装置４との距離が遠いほど、その値が小さくなる。なお、限界解像度は、予め設定される値であるため、最適画素数は、実質的には視聴距離によって変化する。

出力画素数算出部５２２は、最適画素数算出部５２１が算出した最適画素数と、表示装置４の表示画面のサイズとに基づいて、表示装置４に表示させる画像に適した出力画素数を算出する。ここで、表示画面のサイズは、使用する表示装置４の種類によって決まるものである。表示画面のサイズは、入力部５４を介して入力されるか、映像ケーブルによって接続した表示装置４からその情報を取得する。出力画素数は、同一の表示画面において、最適画素数が小さいほど、その値が小さくなる。出力画素数が小さくなると、表示装置４に表示される画像の画質も低下する。

表示画像生成部５２３は、信号処理部５１から入力される撮像信号をもとに、表示装置４が表示する表示用の画像信号を生成する。表示画像生成部５２３は、撮像信号に対して、所定の信号処理を実行して被写体画像を含む表示用の画像信号を生成する。ここで、表示画像生成部５２３は、検波処理や、補間処理、色補正処理、色強調処理、ノイズ低減処理、及び輪郭強調処理等の各種画像処理等の公知の画像処理を行うとともに、出力画素数算出部５２２が算出した出力画素数に応じた画素数の画像となる画像信号を生成する。

ここで、表示装置４に表示される画像は、画面上の複数の光（ドット）によって表現される。本実施の形態１において、ドットの数は、出力画素数に対応する。ドットは、表示装置４における画素によって構成される。１つのドットを構成する画素の数によって、表示装置４が表示する画像の解像度が変わる。
表示画像生成部５２３は、出力画素数に基づいて、一つのドットを構成する画素の数を設定することによって、出力画素数に対応する画像を生成する。生成される画像は、出力画素数が小さいほど、解像度の低い、低画質の画像となる。表示画像生成部５２３は、生成した画像信号を表示装置４に出力する。

通信モジュール５３は、制御部５６から送信された後述する制御信号を含む制御装置５からの信号を撮像装置３に出力する。また、撮像装置３からの信号を制御装置５内の各部に出力する。つまり通信モジュール５３は、撮像装置３へ出力する制御装置５の各部からの信号を、例えばパラレルシリアル変換等によりまとめて出力し、また撮像装置３から入力される信号を、例えばシリアルパラレル変換等により振り分けて制御装置５の各部に出力する、中継デバイスである。

入力部５４は、キーボード、マウス、タッチパネル等のユーザインタフェースを用いて実現され、各種情報の入力を受け付ける。

出力部５５は、スピーカーやプリンタ、ディスプレイ等を用いて実現され、各種情報を出力する。出力部５５は、制御部５６の制御のもと、アラーム音声、アラーム光の出力や、画像表示を行う。なお、カメラヘッド９が生成した画像は、主として表示装置４に表示される。

制御部５６は、制御装置５及びカメラヘッド９を含む各構成部の駆動制御、及び各構成部に対する情報の入出力制御などを行う。制御部５６は、メモリ５７に記録されている通信情報データ（例えば、通信用フォーマット情報など）を参照して制御信号を生成し、該生成した制御信号を、通信モジュール５３を介して撮像装置３へ送信する。また、制御部５６は、伝送ケーブル８を介して、カメラヘッド９に対して制御信号を出力する。

メモリ５７は、フラッシュメモリやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリを用いて実現され、通信情報データ（例えば、通信用フォーマット情報など）が記録されている。なお、メモリ５７は、制御部５６が実行する各種プログラム等が記録されていてもよい。

なお、信号処理部５１が、入力されたフレームの撮像信号を基に、各フレームの所定のＡＦ用評価値を出力するＡＦ処理部、及び、ＡＦ処理部からの各フレームのＡＦ用評価値から、最も合焦位置として適したフォーカスレンズ位置等を選択するようなＡＦ演算処理を行うＡＦ演算部を有していてもよい。

上述した信号処理部５１、画像処理部５２、通信モジュール５３及び制御部５６は、プログラムが記録された内部メモリ（図示略）を有するＣＰＵ（Central Processing Unit）等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて実現される。また、プログラマブル集積回路の一種であるＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array：図示略)を用いて構成するようにしてもよい。なお、ＦＰＧＡにより構成される場合は、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるＦＰＧＡをコンフィグレーションしてもよい。

光源装置６は、ライトガイド７の一端が接続され、当該ライトガイド７の一端に生体内を照明するための例えば白色光を供給する光源部６１と、光源部６１による照明光の出射を制御する光源制御部６２と、を有する。なお、光源装置６と制御装置５とは、図１に示すように別体とし相互に通信する構成としてもよいし、一体化した構成であってもよい。

光源部６１は、例えば、キセノン光源、ＬＥＤ光源、レーザ光源及びプロジェクター光源のいずれかを用いて構成される。なお、プロジェクター光源は、白色光を出射する光源と、デジタルミラーデバイス（Digital Mirror Device：ＤＭＤ）や液晶パネルなどの投影素子と、投影光を外部に出射させる光学系とを備える。

光源制御部６２は、制御装置５からの指示に基づいて、光源に白色光を出射させる。

次に、カメラヘッド９の構成として、本開示の要部を主に説明する。カメラヘッド９は、図２に示すように、レンズユニット９１と、撮像部９２と、通信モジュール９３と、カメラヘッド制御部９４とを備える。

レンズユニット９１は、１または複数のレンズを用いて構成され、レンズユニット９１を通過した被写体像を、撮像部９２を構成する撮像素子の撮像面に結像する。当該１または複数のレンズは、光軸に沿って移動可能に構成されている。そして、レンズユニット９１には、当該１または複数のレンズを移動させて、画角を変化させる光学ズーム機構（図示略）や焦点位置を変化させるフォーカス機構が設けられている。なお、レンズユニット９１は、内視鏡２において設けられる光学系とともに、内視鏡２に入射した観察光を撮像部９２に導光する観察光学系を形成する。

撮像部９２は、カメラヘッド制御部９４による制御の下、被写体を撮像する。この撮像部９２は、レンズユニット９１が結像した被写体像を受光して電気信号に変換する撮像素子を用いて構成されている。撮像素子は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサまたはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサにより構成される。撮像素子がＣＣＤの場合は、例えば、当該撮像素子からの電気信号（アナログ信号）に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換等）を行って撮像信号を出力する信号処理部（図示略）がセンサチップなどに実装される。撮像素子がＣＭＯＳの場合は、例えば、光から電気信号に変換された電気信号（アナログ信号）に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換等）を行って撮像信号を出力する信号処理部（図示略）が撮像素子に含まれる。撮像部９２は、生成した電気信号を通信モジュール９３に出力する。なお、プロジェクター光源を用いる場合、撮像部９２のイメージセンサの画素数と、光源部６１の投影素子の画素数とは、同じであることが好ましい。

通信モジュール９３は、制御装置５から送信された信号をカメラヘッド制御部９４等のカメラヘッド９内の各部に出力する。また、通信モジュール９３は、カメラヘッド９の現在の状態に関する情報などを予め決められた伝送方式に応じた信号形式に変換し、伝送ケーブル８を介して当該変換した信号を制御装置５に出力する。つまり通信モジュール９３は、制御装置５や伝送ケーブル８から入力される信号を、例えばシリアルパラレル変換等により振り分けてカメラヘッド９の各部に出力し、また制御装置５や伝送ケーブル８へ出力するカメラヘッド９の各部からの信号を、例えばパラレルシリアル変換等によりまとめて出力する、中継デバイスである。

カメラヘッド制御部９４は、伝送ケーブル８を介して入力した駆動信号や、カメラヘッド９の外面に露出して設けられたスイッチ等の操作部へのユーザ操作により操作部から出力される指示信号等に応じて、カメラヘッド９全体の動作を制御する。また、カメラヘッド制御部９４は、伝送ケーブル８を介して、カメラヘッド９の現在の状態に関する情報を制御装置５に出力する。

なお、上述した通信モジュール９３及びカメラヘッド制御部９４は、プログラムが記録された内部メモリ（図示略）を有するＣＰＵ等の汎用プロセッサやＡＳＩＣ等の特定の機能を実行する各種演算回路等の専用プロセッサを用いて実現される。また、プログラマブル集積回路の一種であるＦＰＧＡを用いて構成するようにしてもよい。ここで、ＦＰＧＡにより構成される場合は、コンフィグレーションデータを記憶するメモリを設け、メモリから読み出したコンフィグレーションデータにより、プログラマブル集積回路であるＦＰＧＡをコンフィグレーションしてもよい。

また、カメラヘッド９や伝送ケーブル８に、通信モジュール９３や撮像部９２により生成された撮像信号に対して信号処理を施す信号処理部を構成するようにしてもよい。さらに、カメラヘッド９内部に設けられた発振器（図示略）で生成された基準クロックに基づいて、撮像部９２を駆動するための撮像用クロック、及びカメラヘッド制御部９４のための制御用クロックを生成し、撮像部９２及びカメラヘッド制御部９４にそれぞれ出力するようにしてもよいし、伝送ケーブル８を介して制御装置５から入力した同期信号に基づいて、撮像部９２及びカメラヘッド制御部９４における各種処理のタイミング信号を生成し、撮像部９２及びカメラヘッド制御部９４にそれぞれ出力するようにしてもよい。また、カメラヘッド制御部９４をカメラヘッド９ではなく伝送ケーブル８や制御装置５に設けてもよい。

以上説明した内視鏡システム１では、撮像部９２が撮像した電気信号に基づく画像が表示装置４に表示されるとともに、この表示装置４に表示される画像信号に基づいて光源装置６のフィードバック制御が実施される。

図３及び図４は、実施の形態１に係る内視鏡装置の使用態様を説明するための図（その１）である。なお、図４では、施術時の状況を真上から見た様子を図示している。術者Ｈ₁は、当該表示装置４に映し出された術部の映像を観察しながら手術を行う。術者Ｈ₁は、内視鏡２を用いて、手術台１００上に横臥している患者Ｈ₃に対して手術を行う。また、図４では、手術を行う術者Ｈ₁以外にも、手術を補佐する助手Ｈ₂も併せて図示している。なお、本実施形態では、立位で手術を行う際に術者Ｈ₁の略正面に位置し得るように表示装置４が設置された配置を例示している。図４に示す例において、視聴距離は、術者Ｈ₁と表示装置４との間の距離に相当する。視聴距離は、手術台１００及び表示装置４の配置から、術者Ｈ₁が立ち得る位置に基づいて設定されるものであってもよいし、術者Ｈ₁ごとに個別に設定されるものであってもよい。

以上説明した実施の形態１では、術者と表示装置４との距離（視聴距離）に応じて出力画素が設定され、表示装置４には、出力画素に応じた解像度の画像が表示される。この際、術者と表示装置４との距離が離れるにしたがって視認性が維持される程度に解像度が低下する。解像度が低下すると、制御装置５から表示装置４に伝送される画像信号のデータ量が低減され、伝送や処理に係る負荷を低減することができる。これに対し、術者と表示装置４との間の距離によらずに視認性を維持させようとすると、常に高解像度の画像を生成することになり、特に高画素化された表示装置に対しては処理や伝送に係る負荷が大きい。本実施の形態１によれば、距離に応じて解像度を低下させた画像を生成するようにしたので、距離が離れている場合は視認性が維持される程度にデータ量が低減されるため、視認性を維持しつつ、データ処理に係る負荷を抑制することができる。

なお、実施の形態１において、表示画像生成部５２３によって生成された画像をメモリ５７に記憶させる場合、表示装置４における最高画素数とした画像を記憶してもよいし、表示画像生成部５２３が表示用に生成した、出力画素数に応じた画像を記憶してもよいし、その両方の画像を記憶してもよい。

（実施の形態１の変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。図５は、実施の形態１の変形例１にかかる内視鏡装置のカメラヘッド、制御装置及び光源装置の構成を示すブロック図である。なお、上述した実施の形態１と同じ構成要素には、同じ符号を付す。

変形例１に係る内視鏡装置は、内視鏡２と、撮像装置３と、表示装置４Ａと、制御装置５Ａと、光源装置６とを備える。

表示装置４Ａは、表示部４１と、距離情報取得部４２とを有する。表示装置４Ａは、映像ケーブル（図示略）によって制御装置５に接続される。

表示部４１は、画像等を表示する。
距離情報取得部４２は、当該表示装置４Ａ及び測定対象（ここでは術者）の間の距離に関する情報を取得する。距離情報取得部４２は、測定対象と表示装置４Ａとの間の距離を生成するための距離情報を生成する測距センサ等、公知の測距手段を用いることができる。距離情報取得部４２は、予め設定された対象、例えば、図４に示す術者Ｈ₁までの距離に関する情報を取得する。なお、測距可能範囲に測定対象となりうる人が複数存在する場合に、各人までの距離に関する情報をそれぞれに対して生成するようにしてもよい。

制御装置５Ａは、信号処理部５１と、画像処理部５２Ａと、通信モジュール５３と、入力部５４と、出力部５５と、制御部５６と、メモリ５７とを備える。

画像処理部５２Ａは、信号処理部５１から入力される撮像信号をもとに、表示装置４Ａが表示する表示用の画像信号を生成する。画像処理部５２は、最適画素数算出部５２１と、出力画素数算出部５２２と、表示画像生成部５２３と、距離算出部５２４とを有する。

距離算出部５２４は、距離情報取得部４２から取得した距離情報に基づいて、表示装置４と術者との間の距離を算出する。距離算出部５２４は、算出した距離を、最適画素数算出部５２１に出力する。
ここで、距離算出部５２４は、複数人の距離情報を取得した場合は、設定されている条件にしたがって距離を算出する。例えば、制御対象の人の距離を算出したり、最も近くにいる人までの距離を算出したりする。最も近くにいる人までの距離に基づいて、最適画素数算出部２１が最適画素数を算出することによって、最も近い人でも視認性が維持された画像が生成される。

最適画素数算出部５２１は、限界解像度と、距離算出部５２４から取得した距離とに基づいて最適画素数を算出する。
その後は、実施の形態１と同様にして、出力画素数算出部５２２が出力画素数を算出し、表示画像生成部５２３が、表示用の画像信号を生成する。

以上説明した変形例１によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。さらに、変形例１では、表示装置４Ａと術者との距離が、測距した情報に基づいて算出されるため、表示装置の位置に基づいて予め設定される場合と比して、一層正確な距離に基づく画像生成処理を実施することができる。

また、変形例１によれば、距離情報取得部４２に、定期的に距離情報を生成させ、その距離情報が入力される都度、画像の出力画素を設定することによって、術者の動きに追従した解像度の画像を表示させることができる。

（実施の形態１の変形例２）
次に、実施の形態１の変形例２について説明する。図６は、実施の形態１の変形例２にかかる内視鏡装置のカメラヘッド、制御装置及び光源装置の構成を示すブロック図である。なお、上述した実施の形態１と同じ構成要素には、同じ符号を付す。

変形例２に係る内視鏡装置は、内視鏡２と、撮像装置３と、第１表示装置４Ｂと、第２表示装置４Ｃと、制御装置５と、光源装置６とを備える。

第１表示装置４Ｂは、制御装置５による制御のもと、制御装置５により生成された画像を表示する。第１表示装置４Ｂは、映像ケーブル（図示略）によって制御装置５に接続される。

第２表示装置４Ｃは、制御装置５による制御のもと、制御装置５により生成された画像を表示する。第２表示装置４Ｃは、無線通信によって制御装置５との間で信号を送受信する。

制御装置５は、信号処理部５１と、画像処理部５２と、通信モジュール５３と、入力部５４と、出力部５５と、制御部５６と、メモリ５７とを備える。変形例２において、制御装置５は、上述したようにカメラヘッド９や光源装置６を制御するとともに、第１表示装置４Ｂ及び第２表示装置４Ｃの表示を制御する。なお、変形例２では、手術台（または術者が立ち得る位置）と第１表示装置４Ｂとの間の距離、及び、手術台（または術者が立ち得る位置）と第２表示装置４Ｃとの間の距離が、予め設定される。また、各表示装置の設置位置を移動した際、入力部１５を介して移動後の距離が新たに入力されると、距離が更新される。また、通信モジュール５３は、第２表示装置４Ｃと無線通信するための通信手段を有する。

最適画素数算出部５２１は、限界解像度と、設定されている各表示装置の距離とに基づいて、第１表示装置４Ｂ及び第２表示装置４Ｃの最適画素数をそれぞれ算出する。
出力画素数算出部５２２は、各最適画素数を用いて第１表示装置４Ｂ及び第２表示装置４Ｃの出力画素数をそれぞれ算出する。
表示画像生成部５２３は、第１表示装置４Ｂ及び第２表示装置４Ｃの出力画素数に基づいて、各表示装置に表示させる表示用の画像信号を生成する。

このように、変形例２では、各表示装置に対して個別に設定される出力画素数に基づいて表示画像を生成することによって、表示装置と術者との距離に応じたデータ量の画像信号が生成される。

図７は、実施の形態１の変形例２に係る医療用観察システムの顕微鏡装置の使用態様を説明するための図である。術者Ｈ₁は、第１表示装置４Ｂまたは第２表示装置４Ｃに映し出された術部の映像を観察しながら手術を行う。図７に示す例において、視聴距離は、術者Ｈ₁と第１表示装置４Ｂとの間の距離（第１の距離）、及び、術者Ｈ₁と第２表示装置４Ｃとの間の距離（第２の距離）に相当する。

ここで、第１表示装置４Ｂは有線によって制御装置５と電気的に接続され、第２表示装置４Ｃは無線によって信号を送受信する。例えば、各表示装置は、第１表示装置４Ｂを主の表示装置、第２表示装置２Ｃを副の表示装置として使用される。第２表示装置２Ｃは、ケーブルレスのため、設置位置を自由に設定することができる。第２表示装置２Ｃの設置位置が、観察者から遠い距離にある場合は、伝送するデータ量が小さい画像を表示するようにしてもよい。

以上説明した変形例２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、変形例２によれば、距離情報取得部４２に、定期的に距離情報を生成させ、その距離情報が入力される都度、画像の出力画素を設定することによって、術者の動きに追従させた解像度の画像を表示させることができる。

なお、変形例２において、変形例１と組み合わせることによって、各表示装置に距離情報取得部を設けて、最適画素数算出部５２１が、距離情報取得部によって取得された距離情報から最適画素数を算出するようにしてもよい。変形例２と、変形例１の距離計測とを組み合わせることによって、各表示装置の移動に応じた画像処理を自動で実施することが可能となり、その結果、例えば手術中に表示装置を移動した場合であっても、距離を入力して更新することなく、適切な解像度によって画像を表示させることができる。

また、変形例２では、術者Ｈ₁が第１表示装置４Ｂと第２表示装置４Ｃに映し出された術部の映像を観察しながら手術を行う例を説明したが、術者Ｈ₁が第１表示装置４Ｂに映し出された映像を観察し、助手Ｈ₂が第２表示装置４Ｃに映し出された映像を観察してもよい。また、第２表示装置４Ｃは、単数に限らず複数あってもよい。この場合には、術者Ｈ₁が第１表示装置４Ｂに映し出された映像を観察し、助手Ｈ₂と、術者に機器の受け渡しをする第１看護師Ｈ₄（図示略）と、内視鏡システム１に接続されたキーボード等の操作などを行う第２看護師Ｈ₅（図示略）とは、それぞれ別々の第２表示装置４Ｃを観察してもよい。

（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、硬性鏡を用いた内視鏡システムに適用した場合について説明したが、実施の形態２では、軟性の内視鏡を用いた軟性内視鏡システムに適用した場合について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図８は、実施の形態２に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図８に示す内視鏡システム２００は、被検体内に挿入部２０２を挿入することによって観察部位の体内画像を撮像して画像データを生成する内視鏡２０１と、内視鏡２０１に白色光または赤外光を供給する光源装置２１０と、内視鏡２０１が取得した撮像信号に所定の画像処理を施すとともに、内視鏡システム２００全体の動作を統括的に制御する制御装置２２０と、制御装置２２０が画像処理を施した体内画像を表示する表示装置２３０と、を備える。

内視鏡２０１は、少なくとも、上述したレンズユニット９１と、撮像部９２と、これらを制御する制御部（カメラヘッド制御部９４に相当）とを有する。

光源装置２１０は、少なくとも、上述した光源部６１と、光源制御部６２とを有する。

制御装置２２０は、少なくとも、上述した信号処理部５１と、画像処理部５２と、通信モジュール５３と、入力部５４と、出力部５５と、制御部５６と、メモリ５７とを有する。

以上説明した実施の形態２によれば、軟性の内視鏡システム２００であっても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１，２では、内視鏡システムであったが、実施の形態３では、手術用顕微鏡システムに適用した場合について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

図９は、実施の形態３に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示す図である。図９に示す手術用顕微鏡システム３００は、被写体を観察するための画像を撮像することによって取得する医療用撮像装置である顕微鏡装置３１０と、顕微鏡装置３１０が撮像した画像を表示する表示装置３１１と、を備える。なお、表示装置３１１と顕微鏡装置３１０とを一体に構成することも可能である。

顕微鏡装置３１０は、被写体の微小部位を拡大して撮像する顕微鏡部３１２と、顕微鏡部３１２の基端部に接続し、顕微鏡部３１２を回動可能に支持するアームを含む支持部３１３と、支持部３１３の基端部を回動可能に保持し、床面上を移動可能なベース部３１４と、を有する。ベース部３１４は、手術用顕微鏡システム３００の動作を制御する制御装置３１５と、顕微鏡装置３１０から被写体に照射する白色光または赤外光等を生成する光源装置３１６と、を有する。なお、制御装置３１５は、少なくとも、上述した信号処理部５１と、画像処理部５２と、通信モジュール５３と、入力部５４と、出力部５５と、制御部５６と、メモリ５７とを有する。また、光源装置３１６は、少なくとも、上述した光源部６１と、光源制御部６２とを有する。また、ベース部３１４は、床面上に移動可能に設けるのではなく、天井や壁面等に固定して支持部３１３を支持する構成としてもよい。

顕微鏡部３１２は、例えば、円柱状をなして、その内部に上述したレンズユニット９１と、撮像部９２と、これらを制御する制御部（カメラヘッド制御部９４に相当）とを有する。顕微鏡部３１２の側面には、顕微鏡装置３１０の動作指示の入力を受け付けるスイッチが設けられている。顕微鏡部３１２の下端部の開口面には、内部を保護するカバーガラスが設けられている（図示せず）。

このように構成された手術用顕微鏡システム３００は、術者等のユーザが顕微鏡部３１２を把持した状態で各種スイッチを操作しながら、顕微鏡部３１２を移動させたり、ズーム操作を行ったり、照明光を切り替えたりする。なお、顕微鏡部３１２の形状は、ユーザが把持して視野方向を変更しやすいように、観察方向に細長く延びる形状であれば好ましい。このため、顕微鏡部３１２の形状は、円柱状以外の形状であってもよく、例えば多角柱状であってもよい。

以上説明した実施の形態３によれば、手術用顕微鏡システム３００においても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

（その他の実施の形態）
上述した本開示の実施の形態１〜３に係る医療用観察システムに開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した本開示の実施の形態１〜３に係る医療用観察システムに記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、上述した本開示の実施の形態１〜３に係る医療用観察システムで説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

また、本開示の実施の形態１〜３に係る医療用観察システムでは、上述してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。

また、本開示の実施の形態１〜３に係る医療用観察システムに実行させるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルデータでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＵＳＢ媒体、フラッシュメモリ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本開示の実施の形態１〜３に係る医療用観察システムに実行させるプログラムは、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。

以上、本願の実施の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、本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。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
表示装置に表示させる画像を生成する画像処理装置であって、
前記表示装置から対象までの距離と、前記表示装置における表示画面のサイズとに基づいて、前記距離が大きく、かつ、前記表示画面のサイズが小さいほど画質を低くした表示画像を生成する画像処理部、
を備える医療用画像処理装置。
（２）
前記画像処理部は、
前記表示装置から対象までの距離、及び、ヒトの目の限界解像度に基づいて最適画素数を算出する最適画素数算出部と、
前記最適画素数、及び、前記表示画面のサイズに基づいて、出力画素数を算出する出力画素数算出部と、
前記出力画素数に基づいて前記表示画像を生成する表示画像生成部と、
を有する前記（１）に記載の医療用画像処理装置。
（３）
各種情報の入力を受け付ける入力部、
を備え、
前記表示装置から前記対象までの距離は、前記入力部を介して入力される、
前記（１）又は（２）に記載の医療用画像処理装置。
（４）
前記画像処理部は、
前記表示装置から前記対象までの距離を測定した該距離に関する情報に基づいて、前記表示装置から対象までの距離を算出する距離算出部、
をさらに有する前記（２）に記載の医療用画像処理装置。
（５）
前記画像処理部は、前記表示装置に最も近くに位置する対象までの距離と、前記表示画面のサイズとに基づいて前記表示画像を生成する、
前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の医療用画像処理装置。
（６）
前記画像処理部は、複数の表示装置に対し、各表示装置から前記対象までの各距離と、当該表示装置の表示画面のサイズに基づいて、各表示装置に表示させる表示画像をそれぞれ生成する、
前記（１）〜（５）のいずれか一つに記載の医療用画像処理装置。
（７）
前記複数の表示装置のうち、前記対象から遠い位置に設置される表示装置は、当該医療用画像処理装置と無線通信によって信号を送受信する、
前記（６）に記載の医療用画像処理装置。
（８）
請求項１に記載の医療用画像処理装置と、
前記医療用画像処理装置が生成した画像を表示する表示装置と、
を備える医療用観察システム。
（９）
表示装置に表示させる画像を生成する画像処理装置の作動方法であって、
前記表示装置から対象までの距離と、前記表示装置における表示画面のサイズとに基づいて、前記距離が大きく、かつ、前記表示画面のサイズが小さいほど画質を低くした表示画像を生成する、
医療用画像処理装置の作動方法。

以上のように、本開示にかかる医療用画像処理装置、医療用観察システム及び医療用画像処理装置の作動方法は、視認性を維持しつつ、データ処理に係る負荷を抑制するのに有用である。

１ 内視鏡システム
２ 内視鏡
３ 撮像装置
４ 表示装置
５ 制御装置
６ 光源装置
７ ライトガイド
８ 伝送ケーブル
９ カメラヘッド
４１ 表示部
４２ 距離情報取得部
５１ 信号処理部
５２ 画像処理部
５３ 通信モジュール
５４ 入力部
５５ 出力部
５６ 制御部
５７ メモリ
６１ 光源部
６２ 光源制御部
９１ レンズユニット
９２ 撮像部
９３ 通信モジュール
９４ カメラヘッド制御部
５２１ 最適画素数算出部
５２２ 出力画素数算出部
５２３ 表示画像生成部
５２４ 距離算出部

Claims (9)

1. 表示装置に表示させる画像を生成する画像処理装置であって、
   前記表示装置から対象までの距離と、前記表示装置における表示画面のサイズとに基づいて、前記距離が大きく、かつ、前記表示画面のサイズが小さいほど画質を低くした表示画像を生成する画像処理部、
   を備える医療用画像処理装置。
2. 前記画像処理部は、
   前記表示装置から対象までの距離、及び、ヒトの目の限界解像度に基づいて最適画素数を算出する最適画素数算出部と、
   前記最適画素数、及び、前記表示画面のサイズに基づいて、出力画素数を算出する出力画素数算出部と、
   前記出力画素数に基づいて前記表示画像を生成する表示画像生成部と、
   を有する請求項１に記載の医療用画像処理装置。
3. 各種情報の入力を受け付ける入力部、
   を備え、
   前記表示装置から前記対象までの距離は、前記入力部を介して入力される、
   請求項１に記載の医療用画像処理装置。
4. 前記画像処理部は、
   前記表示装置から前記対象までの距離を測定した該距離に関する情報に基づいて、前記表示装置から対象までの距離を算出する距離算出部、
   をさらに有する請求項２に記載の医療用画像処理装置。
5. 前記画像処理部は、前記表示装置に最も近くに位置する対象までの距離と、前記表示画面のサイズとに基づいて前記表示画像を生成する、
   請求項１に記載の医療用画像処理装置。
6. 前記画像処理部は、複数の表示装置に対し、各表示装置から前記対象までの各距離と、当該表示装置の表示画面のサイズに基づいて、各表示装置に表示させる表示画像をそれぞれ生成する、
   請求項１に記載の医療用画像処理装置。
7. 前記複数の表示装置のうち、前記対象から遠い位置に設置される表示装置は、当該医療用画像処理装置と無線通信によって信号を送受信する、
   請求項６に記載の医療用画像処理装置。
8. 請求項１に記載の医療用画像処理装置と、
   前記医療用画像処理装置が生成した画像を表示する表示装置と、
   を備える医療用観察システム。
9. 表示装置に表示させる画像を生成する画像処理装置の作動方法であって、
   前記表示装置から対象までの距離と、前記表示装置における表示画面のサイズとに基づいて、前記距離が大きく、かつ、前記表示画面のサイズが小さいほど画質を低くした表示画像を生成する、
   医療用画像処理装置の作動方法。

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