JP2810718B2

JP2810718B2 - 内視鏡装置

Info

Publication number: JP2810718B2
Application number: JP1238896A
Authority: JP
Inventors: 建夫鶴岡; 一成中村; 昌史吉川
Original assignee: Olympus Optic Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1998-10-15
Anticipated expiration: 2013-10-15
Also published as: JPH0380834A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は被写体画像から血流量及び酸素飽和度等を算
出する機能を備えた内視鏡装置に関する。

［従来技術］近年、胃等の臓器粘膜の血流動態と疾患との対応が種
々研究され明らかにされつつあり、血流量とか酸素飽和
度を計算して診断に役立てようとする試みが行われてい
る。

文献「医療用粗域スペクトル分析装置」（「レーザー
研究」昭和60年第13巻第２号、平木順一氏ならびに神田
昌彦氏著）において、胃粘膜の分光反射スペクトルを計
測して、吸光度と血流量（ヘモグロビン量）及び酸素飽
和度との間に、ある相関がある事が表わされている。第
17図に人血中のヘモグロビンの吸収スペクトルを示す。

同図において波長569nm（ナノメートル、以下同じ）
および波長586nmの２点では、全てヘモグロビン中の酸
化ヘモグロビンの割合（SO₂、以下同じ）の増減に関係
なく、スペクトル値が変化せず（不動点）、波長577nm
の点ではSO₂が増せば吸収が増加し、波長650nmの点では
逆にSO₂が増せば、減少する。

これらの特性を利用して、同図中の線分A,B及びＣに
て示される値を測定する事により、酸素飽和度（SO₂）
及び血流量（ヘモグロビン量IHb）を式 SO₂＝0.673A/B 及び IHb＝200C を用いて求める事ができる。

ところで、上記のようなスペクトル計測を粘膜表面の
一点一点について計測するのでは、広い表面全体を調査
するのに長時間を要する事になってしまう。

内視鏡検査においては、特にこのような調査方法では
患者に少なからぬ苦痛を与える事、ならびに胃等の計測
対象が鼓動の心臓の拍動により絶えず動いている事等に
より実用的でない。

このため、２次元画像情報として短時間に、血流量お
よび酸素飽和度の分布が計測できる事が望まれていた。

このため、特開昭63−311937号公報には、２次元の胃
粘膜等の血流量及び酸素飽和度イメージングを高速に得
られる内視鏡装置が開示されている。

［発明が解決しようとする問題点］上記公報の従来例は、２次元の胃粘膜等の血流量及び
酸素飽和度のイメージングを得ていたが、任意の関心領
域における血流量及び酸素飽和量の直読が困難であっ
た。

又、画像ファイル機能がないため、同一患者の経時的
視察及び計測が困難であった。

本発明は上述した点にかんがみてなされたもので、胃
粘膜等における任意の関心領域の血流量及び酸素飽和量
について測定が可能であると共に、複数枚の画像を記
録、読出し可能なファイル機能を持ち、経時的な比較も
容易にできる内視鏡装置を提供することを目的とする。

［問題点を解決する手段及び作用］本発明による内視鏡装置は、少なくとも被写体の血流
情報を取得可能な複数の狭帯域波長領域で、撮像手段に
より前記被写体像を撮像し、この撮像手段の出力信号に
基づき前記被写体の画像信号を信号処理手段で生成し、
この信号処理手段で生成された画像信号を記録すると共
に、記録された該画像信号を画像ファイル手段で検索可
能とし、この画像信号に基づき、前記被写体像を表示手
段で表示する。そして、この表示手段に表示される前記
被写体像中の関心領域を関心領域指定手段で指定し、前
記狭帯域波長領域で前記被写体像を撮像した画像信号に
基づき、前記関心領域指定手段で指定された領域の血流
情報値を血流情報値表示手段で算出し、この算出された
血流情報値を血流情報値表示手段により表示させるよう
にしている。また、上記画像ファイル手段により、画像
を記録したり、記録した画像を検索して経時的変化等も
容易に調べることができる。

［実施例］以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第16図は本発明の１実施例に係り、第１
図は１実施例の全体構成を示すブロック図、第２図は１
実施例の全体構成を示す斜視図、第３図はビデオプロセ
ッサ等の構成を示すブロック図、第４図は回転フィルタ
の構成を示す正面図、第５図は回転フィルタの透過特性
を示す特性図、第６図はヘモグロビンの酸素飽和度の変
化による血液の吸光度の変化を示す特性図、第７図はリ
アルタイム処理ユニットの構成を示すブロック図、第８
図は血流解析システムの全体的処理を示すフロー図、第
９図は処理条件設定の選択メニューを示す説明図、第10
図は画像部分のみが切り出される様子を示す説明図、第
11図はヘモグロビン量を求める演算処理のフロー図、第
12図は酸素飽和度を求める演算処理のフロー図、第13図
はCRTに出力される画像の近くにスケールが表示される
ことを示す説明図、第14図は領域指定のメニューを示す
説明図、第15図は領域指定により、指定された領域につ
いてのヘモグロビン量又は酸素飽和度を算出する処理の
フロー図、第16図は領域指定される様子を示す説明図で
ある。

第１又は第２図に示すように１実施例の内視鏡装置１
は、撮像手段を備えた電子内視鏡２と、この電子内視鏡
２に照明光を供給する光源装置３及び信号処理回路４
（第３図参照）とを内蔵したビデオプロセッサ５と、こ
のビデオプロセッサ５と接続され、酸素飽和量等をリア
ルタイム処理するリアルタイム処理ユニット６と、この
リアルタイム処理ユニット６で処理された画像又はスイ
ッチＳによりビデオプロセッサ５から出力される映像信
号を表示する画像表示用カラーモニタ（CRTとも記す）
７と、前記ビデオプロセッサ５と接続され、ビデオプロ
セッサ５から出力される画像を検索用のデータと共に記
録したり、記録された画像を検索可能とする画像ファイ
ル装置８、この画像ファイル装置８の画像を表示する画
像表示用カラーモニタ（CRTとも記す。）９、前記画像
ファイル装置８の画像に対して画像処理する画像処理用
コンピュータ10、このコンピュータ10の処理メニュー等
を表示する操作用モニタ11とからなる血流解析システム
12とから構成される。尚、第１図に示す画像ファイル装
置８は第２図ではコンピュータ10に内蔵されている。ま
たコンピュータ10で処理された画像はカラーモニタ９に
よって表示可能である。

第２図に示すように上記電子内視鏡２は、細長で例え
ば可撓性の挿入部13を有し、この挿入部13の後端に太径
の操作部14が連設されている。前記操作部14から側方に
可撓性のケーブル15が延設され、このケーブル15の先端
部にコネクタ16が設けられている。この電子内視鏡２
は、上記コネクタ16を介してビデオプロセッサ５に接続
できるようにしてある。

上記挿入部13の先端側には、硬性の先端部17及びこの
先端部17に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部18が順次
設けられている。また、上記操作部14に設けられた湾曲
操作ノブ19を回動操作することによって、上記湾曲部18
を左右方向あるいは上下方向に湾曲できるようになって
いる。また、上記操作部14には、上記挿入部13内に設け
らたれ処置具チャンネルに連通する挿入口20が設けられ
ている。

第３図に示すように、電子内視鏡２の挿入部13内に
は、照明光を伝送するライトガイド21が挿通されてい
る。このライトガイド21は、第２図に示すケーブル15内
を挿通され、ビデオプロセッサ５に接続することによ
り、このライトガイド21の入射側となる端面には光源装
置３から色順次の照明光が供給される。

電源22から供給される電力によって発光するランプ23
の照明光は、モータ24によって回転駆動される回転フィ
ルタ25を通すことにより、その回転フィルタ25の最外周
部分を光路中に介装させた場合には、その周方向に取付
けられた赤，緑，青の各色透過フィルタ26R,26G,26Bを
順次通した赤，緑，青の各波長の光、つまり３原色順次
の光にされ、ライトガイド21の端面に照射される。

上記ランプ23は、紫外線から赤外線に至る広帯域の光
を発光するもので、キセノンランプとかストロボランプ
等を用いることができる。

尚、モータ24はモータドライバ28によって、その回転速
度が一定となるように駆動制御される。

上記ライトガイド21によって伝送された照明光は、挿
入部13の先端側の端面から前方に出射される。この照明
光で照明された被写体は、挿入部13の先端側に取付けた
対物レンズ31によって、その焦点面に配設された固体撮
像素子としてのCCD32に結像される。

このCCD32は、可視領域を含め、紫外線から赤外領域
に至る広い波長域に感度を有し、このCCD32に結像され
る光学像を光電変換し、信号電荷として蓄積する。

しかして、信号処理回路４内のドライバ33から、信号
線34aを介して伝送された駆動パルスにより、CCD32の信
号電荷は読出され、信号線34bを介して信号処理回路４
内のプリアンプ35に入力される。

上記プリアンプ35で増幅された映像信号は、プロセス
回路36に入力され、γ補正及びワイトバランス等の信号
処理が施され、A/Dコンバータ37によって、ディジタル
信号に変換されるようになっている。このディジタルの
映像信号はセレクト回路38によって、例えば赤（Ｒ），
緑（Ｇ），青（Ｒ）の各色に対応する３つの第１メモリ
39a,第２メモリ39b,第３メモリ39cに選択的に記憶され
るようになっている。上記メモリ39a,39b,39cに記憶さ
れた信号データは同時に読出され、A/Dコンバータ41に
よってアナログ信号に変換され、R,G,B色信号として出
力されると共に、エンコーダ42に入力され、このエンコ
ーダ42からNTSCコンポジット信号として出力される。

上記エンコード42から出力されるコンポジットビデオ
信号は、スイッチＳを介してカラーモニタ７に入力で
き、被写体像をカラー表示する。

上記信号処理回路４内には、システム全体のタイミン
グを作るタイミングジェネレータ43が設けられ、このタ
イミングジェネレータ43の出力信号によって、モータド
ライバ28、ドライバ33の各回路の同期をとっている。

本実施例では、切換え回路44にて、フィルタ切換装置
45を制御し、回転フィルタ25の最外周部を、照明光路中
に介装すると、上記ランプ23から出射された光は第４図
に示す回転フィルタ24の最外周に設けられ、R,G,Bを透
過するフィルタ26R,26G,26Bを順次透過してR,G,Bの各波
長領域の光に時系列的に分割される。

尚、これらフィルタ26R,26G,26Bの透過特性を第５図
（ａ）に示す。

上記R,G,Bの光はライトガイド21を介して、その先端
から被写体に照射される。この可視帯域におけるR,G,B
の面順次照明光による被写体からの反射光は、対物レン
ズ系31によってCCD32上に結像され、このCCD32によって
被写体像が撮像される。従って、モニタ７には、通常の
可視画像がカラー表示される。

一方、上記切換え回路44にて、フィルタ切換装置45を
制御し、回転フィルタ25を下方に移動すると、第４図に
示す中間の狭帯域フィルタ群51a,51b,51cが照明光路中
に順次介装される。さらに下方に移動すると、最内周の
狭帯域フィルタ群52a,52b,52cが照明光路中に順次介装
される。

上記狭帯域フィルタ群51a,51b,51cは、例えば第６図
のλ11,λ12,λ13を中心としてその近傍の波長バンドを
通す透過特性を示し、この透過特性を第５図（ｂ）に示
す。尚、各波長λ11,λ12,λ13を中心そる波長バンドを
W11,W12,W13で表わす。

同様に、狭帯域フィルタ群52a,52b,52cは、第６図の
波長λ21,λ22,λ23を中心として狭い波長バンドW21,W2
2,W23のみをそれぞれ通すものである。この実施例で
は、第６図の波長群（λ11,λ12,λ13）から（λ51,λ5
2,λ53）のうちの２つの波長群（λ11,λ12,λ13）と
（λ21,λ22,λ23）の一方を選択できるようにしている
が、回転フィルタ25を取り換えることにより、他の波長
群を選択することもできる。

従って、上記波長群の波長バンドを選択すると、その
選択された波長バンドの光がライトガイド21を介して、
先端部17に伝達され、被写体に照射される。この照明光
による被写体からの反射光は、対物レンズ31によってCC
D32上に結像され、このCCD32によって、被写体像が撮像
される。この場合スイッチＳによりこの信号をモニタ７
に出力すると、波長バンドW11,W12,W13又はW21,W22,W23
による（R,G,Bフィルタの通常光画像に対して）特殊光
画像が擬似カラーで表示される。

又、リアルタイム処理ユニット６を通すことにより、
ヘモグロビン分布画像（IHb分布画像）とか酸素飽和度
分布画像（SO₂分布画像）が表示される。

選択された波長バンドW11,W12,W13又はW21,W22,W23の
各（中心）波長をλ1,λ2,λ３で表わすとして、上記リ
アルタイム処理ユニット６の構成及び作用について第７
図を参照して以下に説明する。尚、ここでλ1,λ３はSO
₂によって、吸光度が全く変わらない波長を示し、波長
λ２はSO₂によって吸光度が大きく変化する波長を表わ
す。

上記波長λ1,λ2,λ３を中心波長とする波長バンドW
1,W2,W3の照明光のもとで撮像された信号（分り易くす
るためこれもW1,W2,W3で表わす）は３入力１出力の３つ
のセレクタ61a,61b,61cをそれぞれ介して逆γ補正回路6
2a,62b,62cに入力される。例えば、セレクタ61aは波長
バンドW1に対応する画像信号を、セレクタ61bは波長バ
ンドW2に対応する画像信号を、セレクタ61cは波長バン
ドW3に対応する画像信号を、それぞれ逆γ補正回路62a,
62b,62cに出力するように設定してある。

上記逆γ補正回路62a,62b,62cは、上記ビデオプロセ
ッサ５で既にγ補正が行われていることから、これを元
に戻すために逆γ補正が行われる。この逆γ補正回路62
a,62b,62cの出力は、それぞれレベル調整回路63a,63b,6
3cに入力される。このレベル調整回路63a,63b,63cは、
レベル調整制御信号発生回路64からのレベル調整制御信
号によってレベルが調整され、３つのレベル調整回路63
a,63b,63cによって、全体のレベル調整が行われる。更
に、例えば第６図のような酸素飽和度の変化による血液
の吸光度の変化を示す図の縦軸がlog軸であることか
ら、上記レベル調整回路63a,63b,63cの出力は、それぞ
れlogアンプ65a,65b,65cによって、対数変換される。

３つのlogアンプのうちの２つのlogアンプ65a,65cの
出力は、差動アンプ66bに入力され、波長バンドW1に対
応する画像信号と波長バンドW3に対応する画像信号との
差が演算されるようになっている。また、同様に、２つ
のlogアンプ65b,65cの出力は、差動アンプ66aに入力さ
れ、波長バンドW2に対応する画像信号と波長バンドW3に
対応する画像信号との差が演算されるようになってい
る。このように、２つの波長に対応する画像信号の差か
ら、被検体に酸素がどれだけ溶け込んでいるか、すなわ
ち酸素飽和度を知ることができる。また、酸素が多く溶
け込んでいるということは、つまり、酸素を多く消費し
ているということであり、これによって、血流がどれ位
かが分かる。

上記差動アンプ66a,66bの出力は、酸素飽和度SO₂を求
めるために用いられ、除算器67に入力され、この除算器
67で所定の演算を行うことにより、前記SO₂が求められる。また、上記
差動アンプ66bの出力 logW1−logW3 はヘモグロビン量（IHb）を表わすものとなる。

上記除算器67の出力及び差動アンプ66bの出力は、２
入力のセレクタ68に入力され、このセレクタ68から、SO
₂を示す信号と血流量、ヘモグロビン量（IHb）を示す信
号の一方が選択的に出力されるようになっている。

前記セレクタ68の出力信号は、計測に使用する場合に
は、そのまま取り出され、一方、表示させる場合には、
γ補正回路69によって、再度γ補正を行い、モニタ７に
出力される。

上記リアルタイム処理ユニット６は動画モードでSO₂
分布画像とかIHb分布画像を表示することができる。

一方、血流解析システム12は特殊光照明のもとで得ら
れた内視鏡画像あるいは画像ファイル装置８に記憶され
た画像の任意関心領域に対して、コンピュータ10を用い
てヘモグロビン量分布、酸素飽和度分布等の解析画像を
算出する。

この血流解析システム12は、ディジタル画像入力装置
と組合わせて、１つのプログラム内で、入出力、条件設
定、処理が対話形式で行えるようにしている。

このため、画像処理用コンピュータ10としては、例え
ばPC−9801RA5（計算器本体と40Mbytのハードディス
ク）を用いその実行環境は32ビットCPUの30386（Inte
l）を数値演算プロセッサ30387であり使用する。

尚、画像ファイル装置８はこの実施例では上記コンピ
ュータPC−9801RA5に内蔵された40Mbytのハードディス
クで構成される。

又、上記コンピュータ10は画像記憶用フレームメモリ
（例えばASTRODESIGN GG125−A/D）を装着して用い
た。又、このコンピュータ10において、任意の関心領域
を設定するために、マウス71（例えばPC−9872U）が接
続してある。又、各メニューの選択はキーボード72の例
えばファンクションキーのみで殆ど行えるようにしてい
る。

上記コンピュータ10による操作手順等を対話形式で行
うためのモニタ11として例えばPC−KD853を用いること
ができる。

又、処理画像を表示するモニタ９として、例えばSONY
のPVM−1371Qを用いることができる。

上記コンピュータ10に入力される入力画像としては、
ディジタル画像入力装置からの内視鏡画像（例えば512
×480dot、整数1byt×３）と本プログラムで処理した数
値データ画像（例えば365×385dot、実数4byt）であ
る。

このコンピュータ10による処理内容は、（例えば実数
4bytデータでの）演算処理と、（例えば365×385dot、
整数1bytデータでの）白黒画像データ作成と、（例えば
365×385dot、整数1byt×３データでの）擬似カラーデ
ータ作成の処理を行う。

上記演算処理としてはヘモグロビン量分布画像（IHb
分布画像と略記）の算出、酸素飽和度分布画像（SO₂分
布画像と略記）の算出を行う。

又、白黒画像データ作成は、上記IHb又はSO₂分布画像
の実数値画像の整数化、ヒストグラムの平坦化による表
示レンジの拡張である。

又、擬似カラーデータの作成は、上記白黒画像データ
の擬似カラー（32色）化である。

又、出力画像は、例えば365×385dot、実数4bytでの
数値データ画像として出力するようにしている。

次に上記システム12の処理フローを第８図を参照して
以下に説明する。

上記システム12のプログラムをスタートさせると、モ
ニタ11には画像入力条件設定の処理P1のメニューが表示
されるので、未処理画像つまり内視鏡画像又は処理され
た処理画像としての数値データ画像の選択を行うと共
に、入力媒体としてハードディスク又はフロッピーディ
スクの選択を行う。

上記選択で未処理画像を選択した場合には第９図に示
す処理条件設定の処理P2を行う。つまりSO₂又はIHbのい
ずれの処理を行うかの選択を行う。

次に画像入力＆切出しの処理P3により、内視鏡画像を
フレームメモリへの転送と、第10図に示すように内視鏡
画像全体から患者データ等の演算処理に不必要な領域又
は誤差となる領域をカットして画像部分のみを抽出する
処理を行う。

次に、逆γ補正の処理P4を行う。未処理画像（内視鏡
画像）ではγ補正が行われているので、逆γ補正により
γ補正されてない画像に戻す。

次に演算処理P5により、第11図又は第12図に示すIHb
又はSO₂を算出する処理を行い、その処理結果をデータ
保存の処理P6又はデータ保存＆CRT出力の処理P7又はCRT
出力の処理P8のいずれかの処理を行う。

上記データ保存の処理P6は、IHb又はSO₂に対して算出
された数値データ画像の保存であり、CRT出力の処理P8
は白黒又は擬似カラー化してCRT9に出力する処理であ
る。又、データ保存＆CRT出力の処理P7はP6とP8の両方
の処理を行う。

一方、処理画像が選択された場合には、出力条件設定
の処理P9により、白黒又は擬似カラー化して出力するか
の選択を行い、次の画像入力の処理P10により数値デー
タ画像のフレームメモリへの転送を行う。

このフレームメモリへの転送が行われると、CRT出力
の処理P8によりCRT9に処理画像が表示される。

しかして、CRT9に表示された画像に対して領域指定＆
数値出力の処理P11により、第15図に示す処理を経て指
定された点又は指定された領域に対する数値データがCR
T11に表示される。従って、マウス71により関心領域を
指定すれば、その指定された領域でのIHb又はSO₂の数値
データが計算され、その結果がCRT11に表示される。

次に各処理についてて説明する。

画像入力条件設定の処理P1では入力画像条件として未
処理画像又は処理画像の選択と、入力媒体としてハード
ディスク又はフロッピーディスクの選択を行う。尚、未
処理画像を画像ファイル装置８としてのハードディスク
に記録する場合、その画像データは患者データ、日付等
の検索用の２次データと共に記録される。従って、検索
する場合には患者データ、日付等を利用できる。

上記処理P1において、未処理画像且つハードディスク
を選択した場合には、ディジタル画像入力装置の画像選
択ルーチンを使用し、その他はマニュアルでファイル名
を入力する。

入力画像は、未処理の内視鏡画像については例えば51
2×480dot、整数1bytで処理済の数値データ画像につい
ては例えば365×385dot、実数4byt構成である。

尚、処理画像に関しては、画像データの先頭部分に数
値パラメータ（最大値、最小値）が付属する。

次に未処理画像が選択された場合での処理条件設定の
処理P2と処理画像が選択された場合での出力条件設定の
処理P9について説明する。

これらの場合には、第９図に示すようにIHb,SO₂の選
択とか、波長バンドW1,W2,W3の選択、白黒又は擬似カラ
ーの出力形態の選択、CRT出力をするかしないかの選
択、データ保存をするかしないか、又データ保存をハー
ドディスクにするかフロッピーディスクにするか、保存
する際のファイル名の設定等を行う。

尚、処理画像の場合には、選択できる項目は、出力形
態の選択のみで、CRT出力はYES、データ保存はNOとな
る。

尚、波長バンドの選択を可能にすることにより、フィ
ルタ構成の異なる光源装置の場合等にも対処できる。

未処理画像に対しては次の画像入力＆切出しの処理P3
により、例えば512×480dot、整数1bytの内視鏡全画面
を、365×385dotの画像部分のみを切出し（この様子を
第10図に示す。）RGB個別の配列に格納する。

一方処理画像に対しての画像入力の処理P10では、フ
ァイル先頭にある２つの数値パラメータ（最大値、最小
値）を読み込む、それに引き続いて画像データ（365×3
85dot、実数4byt）を読み込む。

尚、上記画像入力＆切出しの処理P3が行われた画像デ
ータは、逆γ補正の処理P4によって入力画像をDAin、補
正後の出力画像をDAoutとすると、 DAout＝（DAin）^2.2 の処理が全ての画像部分データに対して行われる。その
後、演算処理P5が行なわれる。

この演算処理P5は、IHbについては、第11図、SO₂につ
いては、第12図に示す処理が行なわれる。

第11図に示すIHbの処理がスタートすると、先ず初期
設定が行われる。

つまり、IHbの算出に用いられる２つの波長λ₁,λ_３
の照明のもとで得られた各画像データをそれぞれコンピ
ュータ10内のフレームメモリに設けた画像格納領域Imag
e_W1（X_size,Y_size）、Image_W3（X_size,Y_size）に
転送する。ここでX_size,Y_sizeはＸ方向及びＹ方向の
領域の大きさを表わす。

また、IHbデータ格納領域IHb（X_size,Y_size）も初
期化し、演算処理に用いる変数x,yも０を代入して初期
化する。

この初期設定の処理の後、演算処理を行う。

つまり、変数ｙを１だけ増加し、さらに変数ｘも１だ
け増加し、これらの数（x,y）に対してのIHbの値IHb
（x,y）を求める。つまり log｛Image−W1（x,y）｝−log｛Image−W3（x,y）｝を計算して、この値をIHb（x,y）に代入する。

次に、このｘの値が画像データ領域（のＸ方向の大き
さ）以内であれば、再び１だけ増加してどうようの計算
を行う。この計算を繰り返すことにより、特性のｙの値
（この場合には１）に対してＸ方向の領域X_size全てに
対するIHbが求められるので、次にｙの値を１だけ増加
して、同様の処理を行う事を繰返すことにより、画像デ
ータ領域X_size,Y_size全てに対してのIHbを求められ、
このIHbを求める演算を終了する。

又、第12図に示すSO₂の演算処理は、第11図に示すIHb
と類似した演算を行う。

このSO₂の演算処理では、その初期設定がIHbの初期設
定において、さらに波長λ２での画像データをフレーム
メモリ内の画像データ格納領域Image_W2（X_size,Y_siz
e）に転送し、IHb（X_size,Y_Csize）の代りにSO₂のデ
ータ格納領域SO₂（X_size,Y_size）を初期化する。

又、演算処理は、第11図のIHb（x,y）を求めるための
計算の代りに、を計算してSO₂（x,y）に代入する。

その他は、第11図と同様である。

このようにして、演算処理P5により画像データの各画
素に対してIHb,SO₂の値が求められ、画像データの各画
素に対応してフレームメモリに配列データとして格納さ
れる。

尚、IHb,SO₂の最大値及び最小値も算出される。

しかして、データ保存の処理P6では、各演算結果と共
に、最大値、最小値も保存される。

又、CRT出力の処理P8では、演算結果、最大値（MA
X）、最小値（MIN）により、正規化処理を行う。つまり DAout＝（DAin−MIN）／（MAX−MIN）を行う。又、ヒストグラムの平坦化を行い、さらにγ補
正つまり、 DAout＝（DAin）^0.45 を行う。

その後、白黒画像形成の処理、例えば DAout＝NINT［255×DAin］を行う。ここでNINT［］は、四捨五入による整数化を
意味する。

又、擬似カラーデータの作成を行う。上記白黒データ
に基づき、例えば32色のカラーに変換する。

32色の色は、COLOR_R（Ｉ）,COLOR_G（Ｉ）,COLOR_B
（Ｉ）の３つの配列に予め用意されている（ここでＩ＝
１〜32）。又、このＩは、Ｉ＝INT［DAin/8］＋１により定める。ただしINT［］は小数点以下を切捨て
ることを意味する。

このCRT出力の処理P8におけるその他の処理として、
白黒画像の場合には、グレースケール（０〜255）を、
擬似カラーの場合にはカラースケール（32色）を出力す
る。この様子を第13図に示す。つまり、画像の右側等
に、例えば20×256dotのサイズでスケールを表示する。
グレーは０〜255が連続的に、カラーは20×８サイズの
ブロックで表わす。

又、未処理画像におけるデータ保存＆CRT出力の処理P
7は、P6とP8の組合わせとなる。

次に、領域指定＆数値出力の処理P11について説明す
る。

CRT9に表示された画像に対して領域指定手段としての
マウス71による指定法として、この実施例では第14図に
示すように１点指定又は矩形指定を選択することができ
る。

上記マウス71で指定した点、又は領域は画面上に表示
される。つまり指定座標としてx1,y1に表示され、矩形
領域の場合にはx1,y1にその領域の左上の点が表示さ
れ、SIZE_X,SIZE_YにＸ方向とＹ方向のサイズが表示さ
れる。

尚、第14図の４角内の表示は、マウス71による指定ル
ーチンが終了後表示される。但し、処理画像は処理条件
設定が出力条件になる。

上記マウス71による関心領域の指定が行われると、演
算処理により予め求められたその領域に対応するIHb又
はSO₂のデータが読み出され、１点指定の場合には読み
出されたデータが、矩形指定の場合にはその領域内の総
加平均値が計算されて、その値が表示される。

上記領域指定＆数値出力の数値P11のフローを第15図
を参照して以下に説明する。

領域指定＆数値出力の処理P11がスタートすると、第1
4図のようなメニューが現われるので、１点指定が矩形
指定かの領域指定法設定を行う。

１点指定の場合には、マウス71を操作してそのカーソ
ルを所望とする部位に移動し、セットボタンを押してそ
のカーソル点の座標（x1,y1）を指定すると、コンピュ
ータ10はその座標点に対応するIHb又はSO₂の数値データ
を読込みを行う。しかして、その読込んだデータを表示
する。

一方、矩形指定を行った場合には、マウス71によっ
て、第16図に示すように２点の座標（x1,y1），（x2,y
2）を指定する。

この場合、最初の１点の指定で左上の座標（x1,y1）
が決定され、次の点の指定でその対角線方向の座標（X
2,y2）が決定される。

上記２点の座標（x1,y1），（x2,y2）が決定される
と、この矩形領域内の数値データの読込み処理が行われ
る。

つまり、数値データ（累積用）変数Totalと計測点カ
ウンタCountに０がセットされた後、座標変数ｙにy1＋
１が、ｘにx1＋１が代入され、数値データ変数Totalに
はその座標変数x,yのIHb又はSO₂データが加算されると
共に、カウントCountが１アップされる。しかして、こ
の座標変数ｘが座標x2より小さい場合には、ｘの値を１
つづアップして各座標での数値データIHb（x,y）又はSO
₂（x,y）を変数Totalに加算する。このようにして、ｙ
の値に対してx1からx2までのＸ座標全ての数値データが
累積加算され、次にｙの値を１つづつアップして、結局
矩形領域全ての座標に対しての数値データの総和量が求
められる。従って、この総和量を領域の大きさを表わす
カウンタCountの値で除算した値がIHb又はSO₂のデータD
ataに代入され、CRT11にその結果が表示される。

他の点についてもIHb又はSO₂を求める場合には継続す
るかに対してYESを選択すれば領域指定法設定の処理に
戻る。又、NOを選択すると、終了することになる。

この１実施例によれば、関心領域を指定することによ
り、所望とする部位に対するIHb又はSO₂を数値として得
られる。

又、画像ファイル手段を備えているので、例えば同一
患者に対して、注目する部位の症状の経時的変化を知る
こともできる。

つまり、同一患者に対して、異なる日付又は時間での
同一部位に対して、IHb又はSO₂の具体的数値を比較るこ
とにより、どの程度の速度で治療が進んでいるか、又は
症状が進行しているか等を容易に知ることができる。

又、このように経時的変化を簡単に求められるので、
薬その他での治療処置したその治療処置がその症状に対
して有効であるか否かの判断も短時間で知ることができ
る。

従って、診断その他に有力な資料を提供できることに
なる。

尚、上述の実施例では、回転フィルタ25に通常R,G,B
の色透過フィルタ26R,26G,26Bと、狭帯域のフィルタ51
a,…,52cを取付けたが、別々にも設けるようにしても良
い。

又、本発明は電子内視鏡２を用いたものに限らず、フ
ァイバスコープ等の光学式内視鏡の接眼部にテレビカメ
ラを装着したものでも同様に適用できる。

尚、上述の実施例では、リアルタイム処理ユニット６
は、IHb又はSO₂分布画像をリアルタイム処理してその処
理画像を表示できるようにしているが、さらに累算手段
及び任意に開閉制御可能なゲート手段とを設けて、領域
指定手段で指定された画像部分に対してゲートを開き、
累算手段で累算すると共に、そのゲートが開いた時間で
除算する等して指定領域に対するIHb又はSO₂をリアルタ
イム又はこれに近い処理時間で算出できるようにするこ
ともできる。又、リアルタイム処理ユニット６でも画像
ファイル手段から読出した画像に対してIHb分布画像SO₂
分布画像とか、指定された領域についてのIHb,SO₂を表
示するようにすることもできる。

尚、領域指定手段としてライトペンとかキーボードの
カーソル移動キー等を用いても良い。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、血流量とか酸素飽
和度の分布画像が得られると共に、任意の関心領域に対
しての血流量、酸素飽和度の数値データを算出できる。
又、画像ファイル手段を備えているので、経時的な変化
も計測可能となり、病変部等に対する診断能を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第16図は本発明の１実施例に係り、第１図
は１実施例の全体構成を示すブロック図、第２図は１実
施例の全体構成を示す斜視図、第３図はビデオプロセッ
サ等の構成を示すブロック図、第４図は回転フィルタの
構成を示す正面図、第５図は回転フィルタの透過特性を
示す特性図、第６図はヘモグロビンの酸素飽和度の変化
による血液の吸光度の変化を示す特性図、第７図はリア
ルタイム処理ユニットの構成を示すブロック図、第８図
は血流解析システムの全体的処理を示すフロー図、第９
図は処理条件設定の選択メニューを示す説明図、第10図
は画像部分のみが切り出される様子を示す説明図、第11
図はヘモグロビン量を求める演算処理のフロー図、第12
図は酸素飽和度を求める演算処理のフロー図、第13図は
CRTに出力される画像の近くにスケールが表示されるこ
とを示す説明図、第14図は領域指定のメニューを示す説
明図、第15図は領域指定により、指定された領域につい
てのヘモグロビン量または酸素飽和度を算出する処理の
フロー図、第16図は領域指定される様子を示す説明図、
第17図は従来例における人血中のヘモグロビンの吸収ス
ペクトルを示す図である。１……内視鏡装置、２……電子内視鏡３……光源装置、４……信号処理回路５……ビデオプロセッサ６……リアルタイム処理ユニット 7,9,11……モニタ（CRT）８……画像ファイル装置、10……コンピュータ 12……血流解析システム 25……回転フィルタ、32……CCD 71……マウス、72……キーボード

フロントページの続き (56)参考文献特開昭63−311937（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−69047（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−84514（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−59473（ＪＰ，Ａ) 特開平１−185243（ＪＰ，Ａ) 特開平１−280442（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−151705（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A61B 1/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも被写体の血流情報を取得可能な
複数の狭帯域波長領域で前記被写体像を撮像する撮像手
段と、前記撮像手段の出力信号に基づき前記被写体の画像信号
を生成する信号処理手段と、前記信号処理手段で生成された画像信号を記録すると共
に、記録された該画像信号を検索可能な画像ファイル手
段と、前記画像信号に基づき、前記被写体像の表示可能な表示
手段と、前記表示手段に表示される前記被写体像中の関心領域を
指定する関心領域指定手段と、前記狭帯域波長領域で前記被写体像を撮像した画像信号
に基づき、前記関心領域指定手段で指定された領域の血
流情報値を算出する血流情報値算出手段と、前記血流情報値算出手段で算出された血流情報値を表示
させる血流情報値表示手段と、を有することを特徴とする内視鏡装置。