JP4199510B2 - 診断補助用装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織の状態の診断に利用される材料としての画像を生成する診断補助用装置に、関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生体組織に特定の波長の光を照射すると生体組織が励起して蛍光を発することが、知られている。また、腫瘍や癌などの病変が生じている異常な生体組織が発する蛍光が正常な生体組織の発する蛍光の強度よりも弱いことも、良く知られている。
【０００３】
近年では、このような知識に基づいて、食道や胃腸などの体腔の内壁（体腔壁）において異常組織の有無の確認及びその位置の特定をするための診断補助用装置が、開発されつつある（特許文献１参照）。この診断補助用装置は、既存の電子内視鏡システムに組み合わされて利用されるものであり、束ねられた多数の光ファイバからなるプローブと、このプローブの基端面に可視光及び励起光を交互に繰り返し供給する光源部と、電子内視鏡システムの光源プロセッサ装置から出力される画像に特定の処理を施してモニタ等に出力する画像処理回路とを、備えている。
【０００４】
この診断補助用装置は、従来の電子内視鏡の先端が体腔内に挿入された状態でプローブがその電子内視鏡の鉗子チャンネルへと引き通されて、その先端が体腔内に露出していると、このプローブを通じて可視光及び励起光を体腔壁に交互に照射する。その体腔壁は、電子内視鏡の先端に設けられた撮影装置により、可視光により照明されている状態と蛍光を発している状態とで、それぞれ、モノクロ撮影される。すると、電子内視鏡システムの光源プロセッサ装置からは、体腔壁が照明されたときの画像（参照画像）の画像信号と、体腔壁が蛍光を発しているときの画像（蛍光画像）の画像信号とが、出力される。そして、これら画像信号が入力される画像処理回路は、一組の参照画像及び蛍光画像を取得する毎に、以下のような処理を行う。
【０００５】
すなわち、画像処理回路は、まず、参照画像と蛍光画像とについて、それぞれ、全画素の値の中から最大値及び最小値を抽出する。次に、最大値をもつ画素の値を所定の最大階調値に変換するとともに最小値をもつ画素の値を所定の最低階調値に変換し、且つ、中間値をもつ他の画素の値を各々当てはまる階調値に変換することにより、参照画像と蛍光画像をそれぞれ規格化する。次に、規格化後の参照画像と蛍光画像とにおける互いに同じ座標にある画素同士の差分（参照画像の画素値から蛍光画像の画素値を差し引いて得られる差分）を、各座標についてとり、差分が所定の閾値以上である座標を特定し、特定された座標を「１」値とするとともにその他の座標を「０」値とする二値画像を生成する。次に、参照画像を白黒のＲＧＢ画像として生成した後、この参照画像における二値画像の「１」値と同じ座標にある画素を例えば赤色の画素に変換することによって新たなＲＧＢ画像（観察用画像）を生成する。
【０００６】
画像処理回路は、以上のような処理を行うことによって観察用画像を生成し、これを順次バッファに記録する。そして、画像処理回路は、バッファに記録されている観察用画像を読み出してＮＴＳＣ映像信号やＰＡＬ映像信号に変換してモニタ等に出力する。
【０００７】
従って、この診断補助用装置を用いて被験者に施術を行う術者は、モニタ等に表示された観察用画像の中の白黒部分により、体腔壁の輪郭や凹凸を特定できるとともに、その画像の中において斑点状や塊状として赤く示される部分により、相対的に弱い蛍光を発する生体組織の集合体、すなわち、腫瘍や癌などの病変が生じている可能性の高い部位を、特定することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−０２３９０３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の診断補助用装置では、上述したような複雑な処理が実行されるために、画像処理回路が観察用画像を生成してバッファに記録する速度が、約１０フレーム毎秒と遅くならざるを得なかった。そのため、以下のような不都合が生じていた。
【００１０】
すなわち、上述のように体腔壁を観察する場合、電子内視鏡の撮影状態が時々刻々と変化するために、状況により、観察用画像が観察に耐えないものとなる場合がある。例えば電子内視鏡の先端が体腔壁に近づきすぎたり遠のきすぎたりして、観察用画像の中の白黒部分（つまり白黒のＲＧＢ画像とされた参照画像）が真っ白になったり真っ黒になったりすることがある。このような場合、体腔壁の輪郭や凹凸がはっきりしなくなるために、観察用画像の中で赤く示された部分が体腔壁のどの部位を指し示しているのかが分からなくなり、体腔壁下の生体組織の状態を診断できなくなってしまう。このとき、術者が、診断補助用装置を観察可能な状態にしようとして、電子内視鏡の先端を移動させる操作を行うと、その操作中、上記モニタ等には、観察用画像が、上述したような速度にて表示されるので、注目していた部位を術者が見失ってしまうことがあった。このため、観察用画像が観察に耐えないものとなる場合に、施術の遅延を招いていた。
【００１１】
本発明は、上述したような従来の事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、入力される画像の状態に応じて処理速度を高めたり戻したりできる診断補助用装置を、提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様による診断補助用装置は、以下のような構成を採用した。
【００１３】
すなわち、本発明の第１の態様による診断補助用装置は、内視鏡の先端から伝送される被検体の像を画像として取得してモニタ出力用の映像信号に変換するプロセッサ装置に対して繋がれる診断補助用装置であって、前記プロセッサ装置から、可視光により照明されている状態の前記被検体の画像と、励起光が照射されることにより励起して蛍光を発している状態の前記被検体の画像とを、参照画像及び蛍光画像として繰り返し取得する画像取得部と、前記画像取得部において一組の前記参照画像及び前記蛍光画像が取得される毎に、前記参照画像の全画素の中から最大値の輝度をもつ画素を計数し、計数された画素数が所定の限界値を超えていなかった場合には、前記参照画像の全画素について、計数された画素数が所定の限界値を超えていた場合には、前記参照画像の全画素の中から選出した幾つかの画素のみについて、各々の輝度値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素の輝度値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素に変換することによって、観察用画像を生成する画像生成部と、前記観察用画像の画像データを記憶するとともに、前記画像生成部によって前記観察用画像が生成される毎にその画像データを更新する記憶部と、前記記憶部に記録されている画像データを読み出し、それを映像信号に変換して出力する出力部とを備えることを、特徴としている。
【００１４】
このように構成されると、参照画像において、最大値をもつ画素の個数が所定の限界値を超えていた場合にのみ、差分をとるための画素の数が、全画素数に対する所定の割合の個数にまで、間引かれて、差分をとる処理に掛かる時間が少なくなる。つまり、観察用画像の生成速度が高まる。この結果、内視鏡の先端を移動させる操作が必要となった場合において、観察用画像が生成速度が高まることにより、そのような操作を行ったときでも、観察用画像がモニタ等にリアルタイムに表示されるようになるため、注目していた部位を術者が見失う可能性が低くなる。
【００１５】
逆に、内視鏡の先端を移動させる操作が必要とならなくなった場合においては、差分をとるための画素の個数が全画素数に戻されるため、観察用画像の生成速度が遅くなるものの、観察用画像内に示される特定画素は高い解像度によって得られたものとなるので、術者は、被検体を詳細に観察することができる。
【００１６】
また、上記の課題を解決するために、本発明の第２の態様による診断補助用装置は、以下のような構成を採用した。
【００１７】
すなわち、本発明の第２の態様による診断補助用装置は、内視鏡の先端から伝送される被検体の像を画像として取得してモニタ出力用の映像信号に変換するプロセッサ装置に対して繋がれる診断補助用装置であって、第１の状態を示す情報と第２の状態を示す情報の何れかを格納する情報格納部と、前記光源プロセッサ装置から、可視光により照明されている状態の被検体の画像と、励起光が照射されることにより励起して蛍光を発している状態の前記被検体の画像とを、参照画像及び蛍光画像として繰り返し取得する画像取得部と、前記画像取得部において一組の前記参照画像及び前記蛍光画像が取得される毎に、前記情報格納部に格納されている情報が第１の状態を示すものであるか第２の状態を示すものであるかを判別し、第１の状態を示す情報であった場合には、前記参照画像の全画素について、第２の状態を示す情報であった場合には、前記参照画像の全画素の中から選出した幾つかの画素のみについて、各々の輝度値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素の輝度値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素に変換することによって、観察用画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部において前記観察用画像が生成される毎に、前記観察用画像における前記特定画素の個数が、全画素数に対して所定の割合となる個数を上回っているか否かを判別し、上回っていた場合には、第１の状態を示す情報を前記情報格納部に格納し、上回っていなかった場合には、第２の状態を示す情報を前記情報格納部に格納する状態判定部と、前記観察用画像の画像データを記憶するとともに、前記画像生成部によって前記観察用画像が生成される毎にその画像データを更新する記憶部と、前記記憶部に記録されている画像データを読み出し、それを映像信号に変換して出力する出力部とを備えることを、特徴としている。
【００１８】
このように構成されると、画像生成部において生成された観察用画像において、特定画素の個数が全画素数の所定の割合の個数を下回っていた場合にのみ、次に観察用画像を生成する際に差分をとるための画素の数が、全画素数に対する所定の割合の個数にまで、間引かれて、観察用画像の生成速度が高まる。従って、内視鏡の先端を移動させる操作が必要となった場合において、観察用画像がモニタ等にリアルタイムに表示されるようになり、注目していた部位を術者が見失う可能性が低くなる。
【００１９】
また、上記の課題を解決するために、本発明の第３の態様による診断補助用装置は、以下のような構成を採用した。
【００２０】
すなわち、本発明の第３の態様による診断補助用装置は、内視鏡の先端から伝送される被検体の像を画像として取得してモニタ出力用の映像信号に変換するプロセッサ装置に対して繋がれる診断補助用装置であって、前記プロセッサ装置から、可視光により照明されている状態の前記被検体の画像と、励起光が照射されることにより励起して蛍光を発している状態の前記被検体の画像とを、参照画像及び蛍光画像として繰り返し取得する画像取得部と、前記画像取得部において一組の前記参照画像及び前記蛍光画像が取得される毎に、前記参照画像の全画素の中から最大値の輝度をもつ画素を計数し、計数された画素数が所定の限界値を超えていなかった場合には、前記参照画像の全画素について、各々の輝度値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素の輝度値との差分を算出し、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素に変換することによって、観察用画像を生成し、計数された画素数が所定の限界値を超えていた場合には、前記参照画像及び前記蛍光画像の全画素を幾つかの座標群に区分して前記各画素群の輝度値の平均値を算出し、前記参照画像の全画素群について、各々の平均値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素群の平均値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素群を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素からなる画素群に変換することによって、観察用画像を生成する画像生成部と、前記観察用画像の画像データを記憶するとともに、前記画像生成部によって前記観察用画像が生成される毎にその画像データを更新する記憶部と、前記記憶部に記録されている画像データを読み出し、それを映像信号に変換して出力する出力部とを備えることを、特徴としている。
【００２１】
このように構成されると、画像生成部において生成された観察用画像において、特定画素の個数が全画素数の所定の割合の個数を上回っていた場合にのみ、参照画像及び蛍光画像が幾つかの画素群に区分され、画素群における輝度値の平均値が算出され、互いに同じ位置にある画素群の平均値の差分が算出される。このため、差分を算出する処理に掛かる時間が少なくなる。つまり、観察用画像の生成速度が高まる。従って、内視鏡の先端を移動させる操作が必要となった場合において、観察用画像がモニタ等にリアルタイムに表示されるようになり、注目していた部位を術者が見失う可能性が低くなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
【実施形態１】
図１は、第１の実施形態の内視鏡システムの模式図である。この内視鏡システムは、電子内視鏡１，光源プロセッサ装置２，診断補助用装置３，画像切替機４及びモニタＭを、備えている。
【００２４】
＜電子内視鏡＞
まず、電子内視鏡１について、説明する。電子内視鏡１は、生体内に挿入される可撓管状の挿入部１ａと、その挿入部１ａの先端に組み込まれた湾曲部（図示略）を湾曲操作するためのアングルノブ（図示略）等が設けられている操作部１ｂとを、備えている。
【００２５】
挿入部１ａの先端面には、少なくとも３つの貫通孔（図示略）が穿たれており、そのうちの一対の貫通孔には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２がそれぞれ嵌め込まれている。他の１つの貫通孔は、鉗子口１ｃとして利用される。挿入部１ａ内には、この鉗子口１ｃと操作部１ｂに穿たれた鉗子口１ｄとを結ぶ細管１３が、引き通されており、この細管１３が、電気メス等の処置具を挿通するための鉗子チャンネルとして、機能する。
【００２６】
さらに、挿入部１ａ内には、先端面が配光レンズ１１に対向しているライトガイド１４と、対物レンズ１２の像面に撮像面が配置された撮像素子１５に対して接続されている信号線１６，１７とが、引き通されている。これらライトガイド１４及び信号線１６，１７は、さらに、操作部１ｂの側面から延びた可撓管１ｅ内に、引き通されており、それらの基端は、可撓管１ｅの先端に設けられたコネクタＣの端面に固定されている。
【００２７】
＜光源プロセッサ装置＞
次に、光源プロセッサ装置２について、説明する。この光源プロセッサ装置２は、システムコントローラ２１，タイミングコントローラ２２，光源部２３，映像信号処理回路２４，及び、これらに電力を供給する電源部２５を、備えている。なお、光源プロセッサ装置２には、上記コネクタＣを嵌め込み可能なコネクタ受け（図示略）が、備えられている。そして、このコネクタ受けに上記コネクタＣが嵌め込まれると、ライトガイド１４の基端が光源部２３に入り込み、信号線１６，１７がシステムコントローラ２１及び映像信号処理回路２４に接続される。
【００２８】
システムコントローラ２１は、光源プロセッサ装置２全体を制御するコントローラである。このシステムコントローラ２１は、図示せぬ操作パネルに設けられている操作スイッチが操作者によって切り替えられると、切替後の操作スイッチの状態に応じて観察モードを第１観察モード又は第２観察モードに切り替える。このシステムコントローラ２１は、第１観察モードでは第１観察モードを示す信号を、第２観察モードでは第２観察モードを示す信号を、それぞれ、光源部２３，映像信号処理回路２４及び画像切替機４に送出する。また、システムコントローラ２１は、何れの観察モードにあっても、信号線１６を介して撮像素子１５に駆動信号を送出する。
【００２９】
タイミングコントローラ２２は、各種基準信号を生成してその信号の出力を制御するコントローラであり、光源プロセッサ装置２における各種処理は、この基準信号に従って進行する。
【００３０】
光源部２３は、第２観察モードのときには、光を放射せず、第１観察モードのときには、ライトガイド１４の基端面に、赤色光，緑色光及び青色光を順に繰り返し入射させる。入射した各色光は、ライトガイド１４に導かれ、配光レンズ１１により拡散されて電子内視鏡１の先端に対向した被検体へと照射される。すると、撮像素子１５の撮像面には、被検体の赤色光による像，緑色光による像，及び、青色光による像が、順次形成される。そして、この撮像素子１５は、被検体の赤色光による像，緑色光による像，及び、青色光による像を、それぞれ画像信号（以下、便宜上、赤色画像信号，緑色画像信号及び青色画像信号という）に変換し、信号線１７を介して映像信号処理回路２４へ送信する。
【００３１】
映像信号処理回路２４は、赤色画像信号，緑色画像信号及び青色画像信号を取得して、被検体のカラー画像を合成する。すなわち、いわゆる面順次方式により、カラー画像が取得される。取得されたカラー画像は、映像信号処理回路２４により、ＲＧＢ映像信号に変換されるとともに、ＮＴＳＣ映像信号（又はＰＡＬ映像信号）に変換される。この映像信号処理回路２４は、第１観察モードのときには、ＮＴＳＣ映像信号を画像切替機４へ送出し、第２観察モードのときには、ＮＴＳＣ映像信号を画像切替機４に送出せず、ＲＧＢ映像信号を診断補助用装置３へ送出する。
【００３２】
＜診断補助用装置＞
次に、診断補助用装置３について、説明する。この診断補助用装置３は、プローブＰ，システムコントローラ３１，光源部３２及び画像処理回路３３を、備えている。
【００３３】
プローブＰは、生体組織を励起して蛍光を放出させるための所定帯域の紫外光（励起光）が透過可能な多数又は単一の可撓な光ファイバである。なお、このプローブＰの先端は、電子内視鏡１の鉗子チャンネルとしての細管１３に、挿入される。
【００３４】
システムコントローラ３１は、診断補助用装置３全体を制御するコントローラである。また、このシステムコントローラ３１は、光源プロセッサ装置２のシステムコントローラ２１と繋がれており、第２観察モードのときにのみ、当該システムコントローラ２１から、光源プロセッサ装置２の映像信号処理回路２４が赤色画像信号，緑色画像信号及び青色画像信号を周期的に受信するタイミングを示す制御信号を、受信する。
【００３５】
光源部３２は、可視光及び励起光をともに含む白色光を放出する光源ランプ（図示略）と、このランプから発せられる白色光から可視光と励起光とを交互に抽出してプローブＰの基端面に交互に入射させるシャッター及びフィルタからなる切替機構３２ａとを、備えている。この光源部３２は、システムコントローラ３１と繋がれており、第２観察モードのときのみ、システムコントローラ３１から上記制御信号を受信する。そして、光源部３２は、その制御信号に従って切替機構３２ａを制御して、例えば映像信号処理回路２４が赤色画像信号及び緑色画像信号を受信するタイミングと同じタイミングに合わせて、プローブＰの基端面に可視光と励起光とを交互に入射させる。このプローブＰの先端面が、生体組織等の被検体に対向した状態において、この被検体には、プローブＰの先端面から射出された可視光及び励起光が、交互に照射される。この被検体は、可視光を照射されたときにはこの可視光によって照明されるとともに、励起光を照射されたときには励起して蛍光を発する。そして、撮像素子１５は、可視光によって照明された被検体の像と、蛍光によって形成される被検体の像とを、それぞれ画像信号（以下、便宜上、参照画像信号及び蛍光画像信号という）に変換し、これら画像信号を信号線１７を介して映像信号処理回路２４へ送信する。第２観察モードにある映像信号処理回路２４は、参照画像信号及び蛍光画像信号を、それぞれ例えば赤色画像信号及び緑色画像信号を受信するタイミングと同じタイミングにて取得し、参照画像信号をＲ成分とするとともに蛍光画像信号をＧ成分としたＲＧＢ映像信号を、画像処理回路３３へ送信する。
【００３６】
画像処理回路３３は、映像信号処理回路２４から送信されるＲＧＢ映像信号を利用して、生体組織等の被検体の状態の診断に利用される材料としての画像を生成する回路である。図２に、画像処理回路３３の内部の概略的な構成図を示す。この図２に示されるように、画像処理回路３３は、タイミングコントローラ３３ａ，Ａ／Ｄ変換器３３ｂ，参照画像用メモリ３３ｃ，蛍光画像用メモリ３３ｄ，患部画像生成回路３３ｅ，画像合成回路３３ｆ，Ｄ／Ａ変換器３３ｇ及びエンコーダー３３ｈを、備えている。なお、Ａ／Ｄ変換器３３ｂ，参照画像用メモリ３３ｃ及び蛍光画像用メモリ３３ｄは、画像取得部に相当する。また、画像処理回路３３ｅ及び画像合成回路３３ｆは、画像生成部及び記憶部に相当する。さらに、Ｄ／Ａ変換器３３ｇ及びエンコーダ３３ｈは、出力部に相当する。
【００３７】
タイミングコントローラ３３ａは、上記制御信号に基づいて各種基準信号を生成してその信号の出力を制御するコントローラであり、画像処理回路３３における各種処理は、この基準信号に従って進行する。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換器３３ｂは、光源プロセッサ装置２の映像信号処理回路２４に繋がれており、映像信号処理回路２４から入力されるアナログ信号であるＲＧＢ映像信号を、デジタル信号に変換する機器である。
【００３９】
参照画像用メモリ３３ｃ及び蛍光画像用メモリ３３ｄは、ともに、Ａ／Ｄ変換器３３ｂに繋がれており、デジタル信号のうちの例えばＲ成分及びＧ成分がそれぞれ入力される記憶装置である。従って、各メモリ３３ｃ，３３ｄには、それぞれ、上述した参照画像信号及び蛍光画像信号に基づく参照画像データ及び蛍光画像データが、一時的に記録される。参照画像データが記録された参照画像用メモリ３３ｃは、タイミングコントローラ３３ａからの基準信号に従ったタイミングにて、参照画像データを患部画像生成回路３３ｅ及び画像合成回路３３ｆへ出力する。また、蛍光画像データが記録された蛍光画像用メモリ３３ｄは、上記基準信号に従って、参照画像用メモリ３３ｃが参照画像信号を出力する時と同時に、蛍光画像信号を患部画像生成回路３３ｅへ出力する。
【００４０】
患部画像生成回路３３ｅは、後述するプログラムが格納されたＲＯＭや、そのＲＯＭからプログラムを読み出して実行するＣＰＵや、ＣＰＵの作業領域が展開されるＲＡＭや、ＣＰＵが処理に用いる各種の信号やデータを入出力するためのポートなどを備えた回路である。この患部画像生成回路３３ｅは、参照画像データと蛍光画像データとに基づいて、後述する患部画像データを生成し、この患部画像データを画像合成回路３３ｆへ出力する。
【００４１】
なお、患部画像生成回路３３ｅのＣＰＵは、主電源が投入されている間は、ＲＯＭからプログラムを読み出して処理の実行を開始している。この処理の内容を、図３に示す。
【００４２】
図３に示されるように、処理開始後、ＣＰＵは、各メモリ３３ｃ，３３ｄから参照画像データ及び蛍光画像データが送られてくるのを待機する（Ｓ１０１）。そして、ＣＰＵは、両データを受信すると、まず、蛍光画像を構成する全画素の輝度値の中から最大値及び最小値を抽出し（Ｓ１０２）、続いて、最大値をもつ画素の輝度値を所定の最大階調値（例えば「２５５」）に変換するとともに最小値をもつ画素の輝度値を所定の最小階調値（例えば「０」）に変換し、且つ、中間値をもつ画素の輝度値を各々当てはまる階調値に変換することにより、蛍光画像の全画素の輝度値を規格化する（Ｓ１０３）。つぎに、ＣＰＵは、参照画像を構成する全画素の輝度値の中から最大値及び最小値を抽出し（Ｓ１０４）、続いて、Ｓ１０３の処理と同様に、参照画像の全画素の輝度値を規格化する（Ｓ１０５）。
【００４３】
つぎに、ＣＰＵは、規格化された参照画像の全画素の中から、最大階調値（上記例では「２５５」）をもつ画素を計数する（Ｓ１０６）とともに、規格化されていない参照画像の全画素の中から最大輝度値を読み出す（Ｓ１０７）。
【００４４】
その後、ＣＰＵは、Ｓ１０６にて計数した最大階調値をもつ画素の個数が、事前に設定された所定の個数（例えば２０００個）を上回っているか否か、及び、Ｓ１０７にて読み出した最大輝度値が、事前に設定された限界値（例えば輝度値の取り得る範囲が０〜２５５であるとした場合における１５０）を下回っているか否かを、それぞれ判別する（Ｓ１０８，Ｓ１０９）。なお、Ｓ１０７及びＳ１０９は省略されても良い。
【００４５】
そして、ＣＰＵは、最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数以下であって、且つ、最大輝度値が所定の限界値以上であった場合（Ｓ１０８；ＮＯ、Ｓ１０９；ＮＯ）には、画像における左上隅を座標原点（０，０）とし、横軸をｘ、縦軸をｙとした座標系に対してマッピングされた全画素の座標（ｘ，ｙ）を、以後の処理における処理対象座標として決定する（Ｓ１１０）。
【００４６】
一方、ＣＰＵは、最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数を上回っていた場合（Ｓ１０８；ＹＥＳ）、又は、最大輝度値が所定の限界値を下回っていた場合（Ｓ１０９；ＹＥＳ）には、上記座標系における座標（２ｎ，２ｍ）のみを、以後の処理における処理対象座標として決定する（Ｓ１１１）。但し、ｎ＝０，１，２，…であり、ｍ＝０，１，２，…である。
【００４７】
そして、以後の処理対象となる座標をＳ１１０又はＳ１１１で決定した後、ＣＰＵは、患部画像生成サブルーチンを実行する（Ｓ１１２）。この患部画像生成サブルーチンの内容を、図４に示す。
【００４８】
図４に示されるように、患部画像生成サブルーチンの開始後、ＣＰＵは、上記座標系における全座標上の画素の輝度値が「０」である画像を新たに生成し（Ｓ２０１）、Ｓ１１０又はＳ１１１において決定した処理対象座標の中から、以下の処理ループの処理対象としての１つの座標を特定する（Ｓ２０２）。
【００４９】
つぎに、ＣＰＵは、規格化後の参照画像の当該座標上の画素の輝度値から、規格化後の蛍光画像の当該座標上の画素の輝度値を差し引くことにより、当該座標における差分を算出し（Ｓ２０３）、当該座標における差分が所定の閾値以上であるか否かを判別する（Ｓ２０４）。
【００５０】
そして、ＣＰＵは、当該座標における差分が所定の閾値以上であった場合（Ｓ２０４；ＹＥＳ）にのみ、Ｓ２０１にて新たに生成した画像における当該座標上の画素の輝度値を「０」から「１」に変換し（Ｓ２０５）、当該座標における差分が所定の閾値未満であった場合（Ｓ２０４；ＮＯ）には、当該新たな画像における当該座標上の画素の輝度値を「０」のままにする。すなわち、当該新たな画像は、このようなアルゴリズムに従って二値画像となるように加工されることによって、患部の位置及び形状を示す患部画像に変換される。その後、ＣＰＵは、Ｓ１１０又はＳ１１１において処理対象として決定した座標のうち、未処理のものが存在するか否かを判別する（Ｓ２０６）。
【００５１】
そして、ＣＰＵは、未処理の処理対象座標が存在していた場合（Ｓ２０６；ＹＥＳ）には、未処理の処理対象座標の中から、次の処理ループの処理対象としての１つの座標を特定し（Ｓ２０７）、当該座標における差分を算出する（Ｓ２０３）。
【００５２】
そして、Ｓ２０３〜Ｓ２０７の処理ループの実行中、Ｓ１１０又はＳ１１１において処理対象として決定した座標の全てに対して処理を実行し終えた場合（Ｓ２０６；ＮＯ）には、ＣＰＵは、患部画像生成サブルーチンを終了する。
【００５３】
このような患部画像生成サブルーチン（図３のＳ１１２）を実行した後、ＣＰＵは、Ｓ１１２で生成された患部画像の画像データを患部画像データとして画像合成回路３３ｆへ送信し（Ｓ１１３）、次の参照画像データ及び蛍光画像データが参照画像用メモリ３３ｃ及び蛍光画像用メモリ３３ｄから送られてくるのを待機する（Ｓ１０１）。
【００５４】
なお、ＣＰＵは、Ｓ１１３において画像データを画像合成回路３３ｆへ送信してからでないと、Ｓ１０１を実行しない。従って、Ｓ１０２〜Ｓ１１３を実行している間に、参照画像データ及び蛍光画像データが各メモリ３３ｃ，３３ｄから送られてきても、ＣＰＵは、これらを受け付けない。このため、Ｓ１０２〜Ｓ１１３の処理速度に応じて、参照画像データ及び蛍光画像データに対する処理能力が異なることとなる。すなわち、Ｓ１０２〜Ｓ１１３の処理速度が速ければ、より多くの参照画像データ及び蛍光画像データを処理し、より多くの観察用画像を生成することとなる。また、ＣＰＵに受け付けられなかった参照画像データ及び蛍光画像データについては、観察用画像が生成されないこととなる。
【００５５】
以上の処理が患部画像生成回路３３ｅ内で実行されることにより、患部画像生成回路３３ｅでは、各メモリ３３ｃ，３３ｄから参照画像データ及び蛍光画像データが受信される毎に、二値画像を示す患部画像データが生成されて画像合成回路３３ｆに送られる。
【００５６】
図２の画像合成回路３３ｆは、患部画像データとそれを生成する際の基となった参照画像データとを合成して観察用画像データを生成する回路である。具体的には、画像構成回路３３ｆは、患部画像データを生成する際の基となる参照画像データが参照画像用メモリ３３ｃから入力されると（患部画像データの基とならない参照画像データが入力されても受け付けない）、その参照画像データを利用して白黒のＲＧＢ画像を生成するとともに、患部画像データが患部画像生成回路３３ｅから入力されると、その患部画像データを利用して、上記白黒のＲＧＢ画像における患部画像中の輝度値「１」を有する画素と同じ座標にある画素をそれぞれ例えば赤色の画素（ＲＧＢ値が例えば（２５５，０，０）である画素）に変換した画像を、観察用画像として生成する。なお、この画像合成回路３３ｆは、観察用画像の画像データを記録しておくためのバッファ（記憶部に相当）を備えており、観察用画像の画像データを生成する毎に、バッファ内に画像データを記録してバッファ内の画像データを更新する。そして、画像合成回路３３ｆは、タイミングコントローラ３３ａからの基準信号に従ったタイミング（ＮＴＳＣ映像信号の出力タイミング）にて、バッファ内から画像データを読み出し、それをＤ／Ａ変換器３３ｇへ出力する。
【００５７】
Ｄ／Ａ変換器３３ｇは、観察用画像を示すデジタル信号が入力される回路である。デジタル信号が入力されたＤ／Ａ変換器３３ｇは、そのデジタル信号をアナログ信号であるＲＧＢ映像信号に変換する。
【００５８】
エンコーダー３３ｈは、Ｄ／Ａ変換器３３ｇに繋がれており、入力されるＲＧＢ映像信号をＮＴＳＣ映像信号（又はＰＡＬ映像信号）に変換し、画像切替機４に出力する。
【００５９】
＜画像切替機＞
次に、画像切替機４について、説明する。この画像切替機４には、上述したように、光源プロセッサ装置２のシステムコントローラ２１から、第１観察モードを示す信号，又は、第２観察モードを示す信号が入力される。画像切替機４は、第１観察モードでは、光源プロセッサ装置２の映像信号処理回路２４から入力されるＮＴＳＣ映像信号をモニタＭに出力し、このＮＴＳＣ映像信号に基づくカラー画像である通常観察画像をモニタＭに表示させる。一方、第２観察モードでは、画像切替機４は、診断補助用装置３の画像処理回路３３から入力されるＮＴＳＣ映像信号をモニタＭに出力し、このＮＴＳＣ映像信号に基づくカラー画像（白黒赤の画像）である観察用画像をモニタＭに表示させる。
【００６０】
＜第１の実施形態の動作＞
次に、第１の実施形態の動作について、説明する。術者は、鉗子チャンネルとしての細管１３にプローブＰを挿入しないで、電子内視鏡１の挿入部を体腔内に挿入し、その先端部を、観察対象となる部位に対向させる。そして、光源プロセッサ装置２の図示せぬ操作パネルのスイッチを操作して、観察モードを第１観察モードに切り替える。すると、モニタＭには、電子内視鏡１の先端部が対向した領域が、カラー画像として表示される。術者は、このカラー画像を見て、被検体の状態を観察することができる。
【００６１】
さらに、術者は、カラー画像の観察を通じて選択した部位に対して、診断補助用装置３を利用した観察を行う。具体的には、術者は、診断補助用装置３のプローブＰの先端を、電子内視鏡１の鉗子口１ｄから細管１３内へ挿入し、電子内視鏡１の先端側の鉗子口１ｃから突出させる。そして、術者は、光源プロセッサ装置２の図示せぬ操作パネルのスイッチを操作して、観察モードを第２観察モードへ切り替える。すると、プローブＰの先端から可視光と励起光が交互に射出され、電子内視鏡１の先端に対向する体腔壁が、電子内視鏡１により、可視光により照明された状態と蛍光を発した状態とで、交互に撮影される。その結果、第２観察モードにある光源プロセッサ装置２の映像信号処理回路２４からは、参照画像信号及び蛍光画像信号を含むＲＧＢ映像信号が、診断補助用装置３の画像処理回路３３へ出力される。このＲＧＢ映像信号が入力された画像処理回路３３では、患部画像生成回路３３ｅが、参照画像信号及び蛍光画像信号に基づいて患部画像を生成し、画像合成回路３３ｆが、参照画像に基づいた白黒のＲＧＢ画像における患部画像中の輝度値「１」を有する画素と同じ座標にある画素が赤色の画素とされた観察用画像を、生成する。第２観察モードを示す信号を受けている画像切替機４は、このような観察用画像を示すＮＴＳＣ映像信号を、画像処理回路３３から受信してモニタＭに出力するので、第２観察モードでは、モニタＭには、観察用画像が映し出される。
【００６２】
なお、モニタＭに表示される観察用画像における赤色の画素の位置は、患部画像における輝度値「１」を有する画素の座標に一致しているが、この輝度値「１」を有する画素の座標は、参照画像において輝度値が大きくて蛍光画像において輝度値が小さい座標を、すなわち、体腔の奥のほうの部位ではなく可視光が一定量照射される比較的手前の部位であって、然も、励起光が照射された場合に弱い蛍光を発する部位を、示している。つまり、赤色の画素は、患部と判断できそうな部位を、示しているのである。従って、術者は、観察用画像の中の白黒部分により、体腔壁の輪郭や凹凸を特定できるとともに、その画像の中において斑点状や塊状として赤く示された部分により、相対的に弱い蛍光を発する生体組織の集合体、すなわち、腫瘍や癌などの病変が生じている可能性の高い部位を、特定することができる。
【００６３】
また、上述のように体腔壁を観察する場合、電子内視鏡１の撮影状態が時々刻々と変化するために、状況により、モニタＭに表示された観察用画像が観察に耐えないものとなる場合がある。例えば電子内視鏡１の先端が体腔壁に近づきすぎたり遠のきすぎたりして、観察用画像の中の白黒部分（つまり白黒のＲＧＢ画像とされた参照画像）が真っ白になったり真っ黒になったりすることがある。参照画像がこのような状態になると、患部画像生成回路３３ｅでは、処理対象座標を全座標の１／４に減らす（Ｓ１０８〜Ｓ１１１）ので、患部画像を生成する際に掛かる時間が、全座標を処理対象とするときの約半分（理論上は１／４であるが、実際には約半分）となる。つまり、１つの患部画像を生成する際の処理速度が約２倍に高められる。このため、観察用画像が観察に耐えない画像となる間は、観察用画像の生成速度が速まるため、術者が観察可能な状態にしようとして電子内視鏡１の先端を移動させる操作を行っても、その操作中、モニタＭには、観察用画像が、それの基となる参照画像や蛍光画像が電子内視鏡１によって撮影された時とほぼ同時に表示されることとなる。逆に、患部画像を生成する際に全座標を処理対象とする場合には、処理速度が変化しないので、観察用画像は、それの基となる参照画像や蛍光画像が電子内視鏡１によって撮影された時点から遅れてモニタＭに表示される。
【００６４】
＜まとめ＞
上述したように、第１の実施形態によれば、患部画像生成回路３３ｅは、規格化後の参照画像において最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数を上回っていた場合（且つ、規格化前の参照画像において最大輝度値が所定限界値を下回っていた場合）には、観察用画像が観察に耐えないものになるとして、患部画像を生成する際に処理対象となる座標を全座標の１／４の座標にまで間引いて処理を行う。このため、観察用画像が観察に耐えない画像となる間は、観察用画像の生成速度が速まるので、モニタＭには、観察用画像がほぼリアルタイムに表示されることとなる。その結果、注目していた部位を術者が見失う可能性が低くなり、施術の遅延が防止される。
【００６５】
また、患部画像生成回路３３ｅは、規格化後の参照画像において最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数を上回っていなかった場合（又は、規格化前の参照画像において最大輝度値が所定の限界値を下回っていなかった場合）には、観察用画像が観察可能な画像であるとして、患部画像を生成する際に全座標を処理対象として処理を行う。このため、観察用画像が観察可能な画像である間は、観察用画像の生成速度が遅いままであるので、観察用画像が若干のタイムラグをもって遅れて表示されるものの、患部画像の解像度が落とされていないので、術者は、被検体の状態を詳細に観察することができる。
【００６６】
【実施形態２】
第２の実施形態は、第１の実施形態のように参照画像の状態に応じて患部画像の生成時に処理対象となる座標を間引くか否かを決定するのではなく、患部画像において輝度値「１」を有する画素の個数が、全画素数に対して所定割合となる個数を上回るか否かによって、その次に患部画像を生成する際に処理対象となる座標を間引くか否かを決定するものである。つまり、第２の実施形態は、第１の実施形態の患部画像生成回路３３ｅにおける処理内容が若干異なる（すなわち、若干異なるプログラムがＲＯＭ内に格納されている）他は、第１の実施形態と同じ構成である。従って、以下では、第１の実施形態との相違点である患部画像生成回路３３ｅにおける処理内容についてのみ、説明する。
【００６７】
図５は、第２の実施形態の患部画像生成回路３３ｅにおいて行われる処理の内容を示すフローチャートである。
【００６８】
図５に示されるように、処理開始後、ＣＰＵは、処理対象となる座標を間引くか否かを決定するためのフラグを示す変数に「０」を代入してＲＡＭ（情報格納部に相当）に記録し、フラグを初期化する（Ｓ３０１）。なお、次のＳ３０２〜Ｓ３０６は、図３に示したＳ１０１〜Ｓ１０５と同じである。すなわち、ＣＰＵは、蛍光画像及び参照画像の全画素の値を規格化する（Ｓ３０２〜Ｓ３０６）。その後、ＣＰＵは、この時点での上記フラグが「０」であるか「１」であるかを判別する（Ｓ３０７）。
【００６９】
そして、ＣＰＵは、フラグが「０」であった場合（Ｓ３０７；０）には、画像における左上隅を座標原点（０，０）とし、横軸をｘ、縦軸をｙとした座標系にマッピングされた全画素の座標（ｘ，ｙ）を、以後の処理における処理対象座標として、決定する（Ｓ３０８）。
【００７０】
一方、ＣＰＵは、フラグが「１」であった場合（Ｓ３０７；１）には、上記座標系における座標（２ｎ，２ｍ）のみを、以後の処理における処理対象座標として決定する（Ｓ３０９）。但し、ｎ＝０，１，２，…であり、ｍ＝０，１，２，…である。
【００７１】
そして、以後の処理対象となる座標をＳ３０８又はＳ３０９で決定した後、ＣＰＵは、患部画像生成サブルーチンを実行する（Ｓ３１０）。この患部画像生成サブルーチンの内容については、図４を用いて説明したので、ここでは説明を省略する。
【００７２】
このような患部画像生成サブルーチンの実行後、ＣＰＵは、生成した患部画像において輝度値「１」を有する画素の個数が、全画素数に対して所定割合（例えば５％）となる個数を上回っているか否かを、判別する（Ｓ３１１）。
【００７３】
そして、ＣＰＵは、輝度値「１」を有する画素の個数が、全画素数に対して所定割合となる個数を上回っていた場合（Ｓ３１１；ＹＥＳ）には、上記フラグを示す変数に「０」を代入し（Ｓ３１２）、輝度値「１」を有する画素の個数が、全画素数に対して所定割合となる個数未満であった場合（Ｓ３１１；ＮＯ）には、上記フラグを示す変数に「１」を代入する（Ｓ３１３）。
【００７４】
Ｓ３１２又はＳ３１３でフラグを更新した後、ＣＰＵは、Ｓ３１０で生成された二値画像の画像データを患部画像データとして画像合成回路３３ｆへ送信し（Ｓ３１４）、次の参照画像データ及び蛍光画像データが参照画像用メモリ３３ｃ及び蛍光画像用メモリ３３ｄから送られてくるのを待機する（Ｓ３０２）。
【００７５】
以上の処理が患部画像生成回路３３ｅ内で実行されることにより、患部画像生成回路３３ｅは、患部画像の全座標のうち、輝度値「１」を有する画素（特定画素に相当）の個数が、全画素数に対して所定割合となる個数を超えていた場合には、観察すべき部位が存在しているとして、次回に患部画像を生成する際に全座標を処理対象として処理を行う（Ｓ３０７，Ｓ３０８，Ｓ３１０〜Ｓ３１２，Ｓ３１４）。また、患部画像生成回路３３ｅは、患部画像の全座標のうち、輝度値「１」を有する画素の個数が、全画素数に対して所定割合となる個数を超えていなかった場合には、観察すべき部位が存在しないとして、次回に患部画像を生成する際に処理対象となる座標を全座標の１／４の座標にまで間引いて処理を行う（Ｓ３０７，Ｓ３０９，Ｓ３１１，Ｓ３１３，Ｓ３１４）。なお、Ｓ３１２〜Ｓ３１４は、状態判定部に相当する。
【００７６】
従って、第２の実施形態によると、腫瘍や癌などの病変が生じている部位が見あたらない画像となる間は、観察用画像の生成速度が速まるので、モニタＭには、観察用画像がほぼリアルタイムに表示されることとなる。その結果、術者は、他の部位を探索する際に注目すべき病変部位を見失う可能性が低くなり、施術の遅延が防止される。また、病変部位が存在している可能性が高い画像となる間は、観察用画像の生成速度が遅いままであるので、観察用画像が若干のタイムラグをもって遅れて表示されるものの、患部画像の解像度が落とされていないので、術者は、被検体の状態を詳細に観察することができる。
【００７７】
【実施形態３】
第３の実施形態は、第１の実施形態のように参照画像と蛍光画像において互いに同じ座標にある一個の画素の値を比較して患部画像を生成するのではなく、参照画像及び蛍光画像において互いに同じ座標群にある一定の個数の画素集団の平均値を比較して患部画像を生成するものである。つまり、第３の実施形態も、第２の実施形態と同様に、第１の実施形態の患部画像生成回路３３ｅにおける処理内容が若干異なる（すなわち、若干異なるプログラムがＲＯＭ内に格納されている）他は、第１の実施形態と同じ構成である。従って、以下では、第１の実施形態との相違点である患部画像生成回路３３ｅにおける処理内容についてのみ、説明する。
【００７８】
図６は、第３の実施形態の患部画像生成回路３３ｅにおいて行われる処理の内容を示すフローチャートである。
【００７９】
図６に示されるように、処理の開始後のＳ４０１〜Ｓ４０９の内容は、図３に示したＳ１０１〜Ｓ１０９の内容と同じである。すなわち、ＣＰＵは、処理開始後、蛍光画像及び参照画像の全画素の輝度値を規格化し（Ｓ４０１〜Ｓ４０５）、規格化後の参照画像における最大階調値をもつ画素の個数を計数する（Ｓ４０６）とともに、規格化前の参照画像における最大輝度値を読み出し（Ｓ４０７）、Ｓ４０６にて計数した最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数を上回るか否か、及び、Ｓ４０７にて読み出した最大輝度値が所定の限界値を下回るか否かを、それぞれ判別する（Ｓ４０８，Ｓ４０９）。なお、Ｓ４０７及びＳ４０９は省略されても良い。
【００８０】
そして、ＣＰＵは、最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数以下であって、且つ、最大輝度値が所定の限界値以上であった場合（Ｓ４０８；ＮＯ、Ｓ４０９；ＮＯ）には、画像における左上隅を座標原点（０，０）とし、横軸をｘ、縦軸をｙとした座標系にマッピングされた全画素の座標（ｘ，ｙ）を、以後の処理における処理対象座標として決定し（Ｓ４１０）、図４に示した患部画像生成サブルーチンを実行する（Ｓ４１１）。
【００８１】
一方、ＣＰＵは、最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数を上回っていた場合（Ｓ４０８；ＹＥＳ）、又は、最大輝度値が所定の限界値を下回っていた場合（Ｓ４０９；ＹＥＳ）には、上記座標系における座標（２ｎ，２ｍ）のみを、以後の処理における処理対象座標として決定する（Ｓ４１２）。但し、ｎ＝０，１，２，…であり、ｍ＝０，１，２，…である。そして、ＣＰＵは、図４に示したものとは内容が若干異なる患部画像生成サブルーチンを実行する（Ｓ４１３）。この患部画像生成サブルーチンの内容を、図７に示す。
【００８２】
図７に示されるように、患部画像生成サブルーチンの開始後、ＣＰＵは、全座標上の画素の輝度値が「０」である新たな画像を生成し（Ｓ５０１）、Ｓ４１２において決定された処理対象座標の中から、一つの座標（２ｎ，２ｍ）を特定するとともに、この座標（２ｎ，２ｍ）とこの座標に隣接する三つの座標（２ｎ，２ｍ＋１），（２ｎ＋１，２ｍ），（２ｎ＋１，２ｍ＋１）とからなる四つの座標を、以下の処理ループの処理対象として決定する（Ｓ５０２）。
【００８３】
つぎに、ＣＰＵは、参照画像及び蛍光画像における上記四座標上にある画素群の輝度値の平均値をそれぞれ算出し（Ｓ５０３）、参照画像の当該四座標上の画素群の平均値から、蛍光画像の当該四座標上の画素群の平均値を差し引くことにより、当該四座標における差分を算出し（Ｓ５０４）、算出した差分が所定の閾値以上であるか否かを判別する（Ｓ５０５）。
【００８４】
そして、ＣＰＵは、当該四座標における差分が所定の閾値以上であった場合（Ｓ５０５；ＹＥＳ）にのみ、Ｓ５０１にて新たに生成した画像における当該四座標上の画素の輝度値を「０」から「１」に変換し（Ｓ５０６）、当該四座標における差分が所定の閾値未満であった場合（Ｓ５０５；ＮＯ）には、当該新たな画像における当該四座標上の画素のそれぞれの輝度値を「０」のままにする。すなわち、当該新たな画像は、このようなアルゴリズムに従って二値画像となるように加工されることによって、患部の位置及び形状を示す患部画像に変換される。その後、ＣＰＵは、Ｓ４１１において処理対象として決定した座標のうち、未処理のものが存在するか否かを判別する（Ｓ５０７）。
【００８５】
そして、ＣＰＵは、未処理の処理対象座標が存在していた場合（Ｓ５０７；ＹＥＳ）には、未処理の処理対象座標の中から、一つの座標を特定するとともに、この座標とこの座標に隣接する三つの座標とからなる四つの座標を、次の処理ループの処理対象として決定する（Ｓ５０８）。
【００８６】
そして、Ｓ５０３〜Ｓ５０８の処理ループの実行中、Ｓ４１２において処理対象として決定した座標の全てに対して処理を実行し終えた場合（Ｓ５０７；ＮＯ）には、ＣＰＵは、患部画像生成サブルーチンを終了する。
【００８７】
図４又は図６の患部画像生成サブルーチン（Ｓ４１１，Ｓ４１３）を実行した後、ＣＰＵは、Ｓ４１１又はＳ４１３で生成された患部画像の画像データを患部画像データとして画像合成回路３３ｆへ送信し（Ｓ４１４）、次の参照画像データ及び蛍光画像データが参照画像用メモリ３３ｃ及び蛍光画像用メモリ３３ｄから送られてくるのを待機する（Ｓ４０１）。
【００８８】
以上の処理が患部画像生成回路３３ｅ内で実行されることにより、患部画像生成回路３３ｅは、観察用画像が観察可能であると判定した場合には、参照画像と蛍光画像における互いに同じ座標上にある一つの画素の輝度値同士を比較し（図４参照）、観察用画像が観察に耐えないものになると判定した場合には、参照画像と蛍光画像における互いに同じ座標群上にある画素群の輝度値の平均値同士を比較する（図７参照）。
【００８９】
従って、第３の実施形態によると、観察用画像が観察に耐えない画像となる間は、画素群の平均値が比較されることによって比較回数が減ることにより観察用画像の生成速度が速まるので、モニタＭには、観察用画像がほぼリアルタイムに表示されることとなる。その結果、注目していた部位を術者が見失う可能性が低くなり、施術の遅延が防止される。逆に、観察用画像が観察可能な画像である間は、観察用画像の生成速度が遅いままであるので、観察用画像が若干のタイムラグをもって遅れて表示されるものの、患部画像の解像度が落とされていないので、術者は、被検体の状態を詳細に観察することができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、内視鏡システムを利用する診断補助用装置において、入力される画像の状態に応じて処理速度を高めたり戻したりできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態である内視鏡システムの内部の概略的な構成図
【図２】 診断補助用装置の画像処理回路の内部の概略的な構成図
【図３】 画像処理回路内の患部画像生成回路にて実行される処理の内容を示すフローチャート
【図４】 患部画像生成回路にて実行される患部画像生成サブルーチンの内容を示すフローチャート
【図５】 第２の実施形態の患部画像生成回路にて実行される処理の内容を示すフローチャート
【図６】 第３の実施形態の患部画像生成回路にて実行される処理の内容を示すフローチャート
【図７】 第３の実施形態の患部画像生成回路にて実行される患部画像生成サブルーチンの内容を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 電子内視鏡
１１ 配光レンズ
１２ 対物レンズ
１３ 細管（鉗子チャンネル）
１４ ライトガイド
１５ 撮像素子
１６，１７ 信号線
２ 光源プロセッサ装置
２１ システムコントローラ
２２ タイミングコントローラ
２３ 光源部
２４ 映像信号処理回路
３ 診断補助用装置
３１ システムコントローラ
３２ 光源部
３３ 画像処理回路
３３ａ タイミングコントローラ
３３ｂ Ａ／Ｄ変換器
３３ｃ 参照画像用メモリ
３３ｄ 蛍光画像用メモリ
３３ｅ 患部画像生成回路
３３ｆ 画像合成回路
３３ｇ Ｄ／Ａ変換器
３３ｈ エンコーダー
Ｐ プローブ
４ 画像切替機
Ｍ モニタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体組織の状態の診断に利用される材料としての画像を生成する診断補助用装置に、関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生体組織に特定の波長の光を照射すると生体組織が励起して蛍光を発することが、知られている。また、腫瘍や癌などの病変が生じている異常な生体組織が発する蛍光が正常な生体組織の発する蛍光の強度よりも弱いことも、良く知られている。
【０００３】
近年では、このような知識に基づいて、食道や胃腸などの体腔の内壁（体腔壁）において異常組織の有無の確認及びその位置の特定をするための診断補助用装置が、開発されつつある（特許文献１参照）。この診断補助用装置は、既存の電子内視鏡システムに組み合わされて利用されるものであり、束ねられた多数の光ファイバからなるプローブと、このプローブの基端面に可視光及び励起光を交互に繰り返し供給する光源部と、電子内視鏡システムの光源プロセッサ装置から出力される画像に特定の処理を施してモニタ等に出力する画像処理回路とを、備えている。
【０００４】
この診断補助用装置は、従来の電子内視鏡の先端が体腔内に挿入された状態でプローブがその電子内視鏡の鉗子チャンネルへと引き通されて、その先端が体腔内に露出していると、このプローブを通じて可視光及び励起光を体腔壁に交互に照射する。その体腔壁は、電子内視鏡の先端に設けられた撮影装置により、可視光により照明されている状態と蛍光を発している状態とで、それぞれ、モノクロ撮影される。すると、電子内視鏡システムの光源プロセッサ装置からは、体腔壁が照明されたときの画像（参照画像）の画像信号と、体腔壁が蛍光を発しているときの画像（蛍光画像）の画像信号とが、出力される。そして、これら画像信号が入力される画像処理回路は、一組の参照画像及び蛍光画像を取得する毎に、以下のような処理を行う。
【０００５】
すなわち、画像処理回路は、まず、参照画像と蛍光画像とについて、それぞれ、全画素の値の中から最大値及び最小値を抽出する。次に、最大値をもつ画素の値を所定の最大階調値に変換するとともに最小値をもつ画素の値を所定の最低階調値に変換し、且つ、中間値をもつ他の画素の値を各々当てはまる階調値に変換することにより、参照画像と蛍光画像をそれぞれ規格化する。次に、規格化後の参照画像と蛍光画像とにおける互いに同じ座標にある画素同士の差分（参照画像の画素値から蛍光画像の画素値を差し引いて得られる差分）を、各座標についてとり、差分が所定の閾値以上である座標を特定し、特定された座標を「１」値とするとともにその他の座標を「０」値とする二値画像を生成する。次に、参照画像を白黒のＲＧＢ画像として生成した後、この参照画像における二値画像の「１」値と同じ座標にある画素を例えば赤色の画素に変換することによって新たなＲＧＢ画像（観察用画像）を生成する。
【０００６】
画像処理回路は、以上のような処理を行うことによって観察用画像を生成し、これを順次バッファに記録する。そして、画像処理回路は、バッファに記録されている観察用画像を読み出してＮＴＳＣ映像信号やＰＡＬ映像信号に変換してモニタ等に出力する。
【０００７】
従って、この診断補助用装置を用いて被験者に施術を行う術者は、モニタ等に表示された観察用画像の中の白黒部分により、体腔壁の輪郭や凹凸を特定できるとともに、その画像の中において斑点状や塊状として赤く示される部分により、相対的に弱い蛍光を発する生体組織の集合体、すなわち、腫瘍や癌などの病変が生じている可能性の高い部位を、特定することができる。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−０２３９０３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の診断補助用装置では、上述したような複雑な処理が実行されるために、画像処理回路が観察用画像を生成してバッファに記録する速度が、約１０フレーム毎秒と遅くならざるを得なかった。そのため、以下のような不都合が生じていた。
【００１０】
すなわち、上述のように体腔壁を観察する場合、電子内視鏡の撮影状態が時々刻々と変化するために、状況により、観察用画像が観察に耐えないものとなる場合がある。例えば電子内視鏡の先端が体腔壁に近づきすぎたり遠のきすぎたりして、観察用画像の中の白黒部分（つまり白黒のＲＧＢ画像とされた参照画像）が真っ白になったり真っ黒になったりすることがある。このような場合、体腔壁の輪郭や凹凸がはっきりしなくなるために、観察用画像の中で赤く示された部分が体腔壁のどの部位を指し示しているのかが分からなくなり、体腔壁下の生体組織の状態を診断できなくなってしまう。このとき、術者が、診断補助用装置を観察可能な状態にしようとして、電子内視鏡の先端を移動させる操作を行うと、その操作中、上記モニタ等には、観察用画像が、上述したような速度にて表示されるので、注目していた部位を術者が見失ってしまうことがあった。このため、観察用画像が観察に耐えないものとなる場合に、施術の遅延を招いていた。
【００１１】
本発明は、上述したような従来の事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、入力される画像の状態に応じて処理速度を高めたり戻したりできる診断補助用装置を、提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様による診断補助用装置は、以下のような構成を採用した。
【００１３】
すなわち、本発明の第１の態様による診断補助用装置は、内視鏡の先端から伝送される被検体の像を画像として取得してモニタ出力用の映像信号に変換するプロセッサ装置に対して繋がれる診断補助用装置であって、前記プロセッサ装置から、可視光により照明されている状態の前記被検体の画像と、励起光が照射されることにより励起して蛍光を発している状態の前記被検体の画像とを、参照画像及び蛍光画像として繰り返し取得する画像取得部と、前記画像取得部において一組の前記参照画像及び前記蛍光画像が取得される毎に、前記参照画像の全画素の中から最大値の輝度をもつ画素を計数し、計数された画素数が所定の限界値を超えていなかった場合には、前記参照画像の全画素について、計数された画素数が所定の限界値を超えていた場合には、前記参照画像の全画素の中から選出した幾つかの画素のみについて、各々の輝度値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素の輝度値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素に変換することによって、観察用画像を生成する画像生成部と、前記観察用画像の画像データを記憶するとともに、前記画像生成部によって前記観察用画像が生成される毎にその画像データを更新する記憶部と、前記記憶部に記録されている画像データを読み出し、それを映像信号に変換して出力する出力部とを備えることを、特徴としている。
【００１４】
このように構成されると、参照画像において、最大値をもつ画素の個数が所定の限界値を超えていた場合にのみ、差分をとるための画素の数が、全画素数に対する所定の割合の個数にまで、間引かれて、差分をとる処理に掛かる時間が少なくなる。つまり、観察用画像の生成速度が高まる。この結果、内視鏡の先端を移動させる操作が必要となった場合において、観察用画像が生成速度が高まることにより、そのような操作を行ったときでも、観察用画像がモニタ等にリアルタイムに表示されるようになるため、注目していた部位を術者が見失う可能性が低くなる。
【００１５】
逆に、内視鏡の先端を移動させる操作が必要とならなくなった場合においては、差分をとるための画素の個数が全画素数に戻されるため、観察用画像の生成速度が遅くなるものの、観察用画像内に示される特定画素は高い解像度によって得られたものとなるので、術者は、被検体を詳細に観察することができる。
【００１６】
また、上記の課題を解決するために、本発明の第２の態様による診断補助用装置は、以下のような構成を採用した。
【００１７】
すなわち、本発明の第２の態様による診断補助用装置は、内視鏡の先端から伝送される被検体の像を画像として取得してモニタ出力用の映像信号に変換するプロセッサ装置に対して繋がれる診断補助用装置であって、第１の状態を示す情報と第２の状態を示す情報の何れかを格納する情報格納部と、前記光源プロセッサ装置から、可視光により照明されている状態の被検体の画像と、励起光が照射されることにより励起して蛍光を発している状態の前記被検体の画像とを、参照画像及び蛍光画像として繰り返し取得する画像取得部と、前記画像取得部において一組の前記参照画像及び前記蛍光画像が取得される毎に、前記情報格納部に格納されている情報が第１の状態を示すものであるか第２の状態を示すものであるかを判別し、第１の状態を示す情報であった場合には、前記参照画像の全画素について、第２の状態を示す情報であった場合には、前記参照画像の全画素の中から選出した幾つかの画素のみについて、各々の輝度値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素の輝度値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素に変換することによって、観察用画像を生成する画像生成部と、前記画像生成部において前記観察用画像が生成される毎に、前記観察用画像における前記特定画素の個数が、全画素数に対して所定の割合となる個数を上回っているか否かを判別し、上回っていた場合には、第１の状態を示す情報を前記情報格納部に格納し、上回っていなかった場合には、第２の状態を示す情報を前記情報格納部に格納する状態判定部と、前記観察用画像の画像データを記憶するとともに、前記画像生成部によって前記観察用画像が生成される毎にその画像データを更新する記憶部と、前記記憶部に記録されている画像データを読み出し、それを映像信号に変換して出力する出力部とを備えることを、特徴としている。
【００１８】
このように構成されると、画像生成部において生成された観察用画像において、特定画素の個数が全画素数の所定の割合の個数を下回っていた場合にのみ、次に観察用画像を生成する際に差分をとるための画素の数が、全画素数に対する所定の割合の個数にまで、間引かれて、観察用画像の生成速度が高まる。従って、内視鏡の先端を移動させる操作が必要となった場合において、観察用画像がモニタ等にリアルタイムに表示されるようになり、注目していた部位を術者が見失う可能性が低くなる。
【００１９】
また、上記の課題を解決するために、本発明の第３の態様による診断補助用装置は、以下のような構成を採用した。
【００２０】
すなわち、本発明の第３の態様による診断補助用装置は、内視鏡の先端から伝送される被検体の像を画像として取得してモニタ出力用の映像信号に変換するプロセッサ装置に対して繋がれる診断補助用装置であって、前記プロセッサ装置から、可視光により照明されている状態の前記被検体の画像と、励起光が照射されることにより励起して蛍光を発している状態の前記被検体の画像とを、参照画像及び蛍光画像として繰り返し取得する画像取得部と、前記画像取得部において一組の前記参照画像及び前記蛍光画像が取得される毎に、前記参照画像の全画素の中から最大値の輝度をもつ画素を計数し、計数された画素数が所定の限界値を超えていなかった場合には、前記参照画像の全画素について、各々の輝度値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素の輝度値との差分を算出し、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素に変換することによって、観察用画像を生成し、計数された画素数が所定の限界値を超えていた場合には、前記参照画像及び前記蛍光画像の全画素を幾つかの座標群に区分して前記各画素群の輝度値の平均値を算出し、前記参照画像の全画素群について、各々の平均値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素群の平均値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素群を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素からなる画素群に変換することによって、観察用画像を生成する画像生成部と、前記観察用画像の画像データを記憶するとともに、前記画像生成部によって前記観察用画像が生成される毎にその画像データを更新する記憶部と、前記記憶部に記録されている画像データを読み出し、それを映像信号に変換して出力する出力部とを備えることを、特徴としている。
【００２１】
このように構成されると、画像生成部において生成された観察用画像において、特定画素の個数が全画素数の所定の割合の個数を上回っていた場合にのみ、参照画像及び蛍光画像が幾つかの画素群に区分され、画素群における輝度値の平均値が算出され、互いに同じ位置にある画素群の平均値の差分が算出される。このため、差分を算出する処理に掛かる時間が少なくなる。つまり、観察用画像の生成速度が高まる。従って、内視鏡の先端を移動させる操作が必要となった場合において、観察用画像がモニタ等にリアルタイムに表示されるようになり、注目していた部位を術者が見失う可能性が低くなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００２３】
【実施形態１】
図１は、第１の実施形態の内視鏡システムの模式図である。この内視鏡システムは、電子内視鏡１，光源プロセッサ装置２，診断補助用装置３，画像切替機４及びモニタＭを、備えている。
【００２４】
＜電子内視鏡＞
まず、電子内視鏡１について、説明する。電子内視鏡１は、生体内に挿入される可撓管状の挿入部１ａと、その挿入部１ａの先端に組み込まれた湾曲部（図示略）を湾曲操作するためのアングルノブ（図示略）等が設けられている操作部１ｂとを、備えている。
【００２５】
挿入部１ａの先端面には、少なくとも３つの貫通孔（図示略）が穿たれており、そのうちの一対の貫通孔には、配光レンズ１１及び対物レンズ１２がそれぞれ嵌め込まれている。他の１つの貫通孔は、鉗子口１ｃとして利用される。挿入部１ａ内には、この鉗子口１ｃと操作部１ｂに穿たれた鉗子口１ｄとを結ぶ細管１３が、引き通されており、この細管１３が、電気メス等の処置具を挿通するための鉗子チャンネルとして、機能する。
【００２６】
さらに、挿入部１ａ内には、先端面が配光レンズ１１に対向しているライトガイド１４と、対物レンズ１２の像面に撮像面が配置された撮像素子１５に対して接続されている信号線１６，１７とが、引き通されている。これらライトガイド１４及び信号線１６，１７は、さらに、操作部１ｂの側面から延びた可撓管１ｅ内に、引き通されており、それらの基端は、可撓管１ｅの先端に設けられたコネクタＣの端面に固定されている。
【００２７】
＜光源プロセッサ装置＞
次に、光源プロセッサ装置２について、説明する。この光源プロセッサ装置２は、システムコントローラ２１，タイミングコントローラ２２，光源部２３，映像信号処理回路２４，及び、これらに電力を供給する電源部２５を、備えている。なお、光源プロセッサ装置２には、上記コネクタＣを嵌め込み可能なコネクタ受け（図示略）が、備えられている。そして、このコネクタ受けに上記コネクタＣが嵌め込まれると、ライトガイド１４の基端が光源部２３に入り込み、信号線１６，１７がシステムコントローラ２１及び映像信号処理回路２４に接続される。
【００２８】
システムコントローラ２１は、光源プロセッサ装置２全体を制御するコントローラである。このシステムコントローラ２１は、図示せぬ操作パネルに設けられている操作スイッチが操作者によって切り替えられると、切替後の操作スイッチの状態に応じて観察モードを第１観察モード又は第２観察モードに切り替える。このシステムコントローラ２１は、第１観察モードでは第１観察モードを示す信号を、第２観察モードでは第２観察モードを示す信号を、それぞれ、光源部２３，映像信号処理回路２４及び画像切替機４に送出する。また、システムコントローラ２１は、何れの観察モードにあっても、信号線１６を介して撮像素子１５に駆動信号を送出する。
【００２９】
タイミングコントローラ２２は、各種基準信号を生成してその信号の出力を制御するコントローラであり、光源プロセッサ装置２における各種処理は、この基準信号に従って進行する。
【００３０】
光源部２３は、第２観察モードのときには、光を放射せず、第１観察モードのときには、ライトガイド１４の基端面に、赤色光，緑色光及び青色光を順に繰り返し入射させる。入射した各色光は、ライトガイド１４に導かれ、配光レンズ１１により拡散されて電子内視鏡１の先端に対向した被検体へと照射される。すると、撮像素子１５の撮像面には、被検体の赤色光による像，緑色光による像，及び、青色光による像が、順次形成される。そして、この撮像素子１５は、被検体の赤色光による像，緑色光による像，及び、青色光による像を、それぞれ画像信号（以下、便宜上、赤色画像信号，緑色画像信号及び青色画像信号という）に変換し、信号線１７を介して映像信号処理回路２４へ送信する。
【００３１】
映像信号処理回路２４は、赤色画像信号，緑色画像信号及び青色画像信号を取得して、被検体のカラー画像を合成する。すなわち、いわゆる面順次方式により、カラー画像が取得される。取得されたカラー画像は、映像信号処理回路２４により、ＲＧＢ映像信号に変換されるとともに、ＮＴＳＣ映像信号（又はＰＡＬ映像信号）に変換される。この映像信号処理回路２４は、第１観察モードのときには、ＮＴＳＣ映像信号を画像切替機４へ送出し、第２観察モードのときには、ＮＴＳＣ映像信号を画像切替機４に送出せず、ＲＧＢ映像信号を診断補助用装置３へ送出する。
【００３２】
＜診断補助用装置＞
次に、診断補助用装置３について、説明する。この診断補助用装置３は、プローブＰ，システムコントローラ３１，光源部３２及び画像処理回路３３を、備えている。
【００３３】
プローブＰは、生体組織を励起して蛍光を放出させるための所定帯域の紫外光（励起光）が透過可能な多数又は単一の可撓な光ファイバである。なお、このプローブＰの先端は、電子内視鏡１の鉗子チャンネルとしての細管１３に、挿入される。
【００３４】
システムコントローラ３１は、診断補助用装置３全体を制御するコントローラである。また、このシステムコントローラ３１は、光源プロセッサ装置２のシステムコントローラ２１と繋がれており、第２観察モードのときにのみ、当該システムコントローラ２１から、光源プロセッサ装置２の映像信号処理回路２４が赤色画像信号，緑色画像信号及び青色画像信号を周期的に受信するタイミングを示す制御信号を、受信する。
【００３５】
光源部３２は、可視光及び励起光をともに含む白色光を放出する光源ランプ（図示略）と、このランプから発せられる白色光から可視光と励起光とを交互に抽出してプローブＰの基端面に交互に入射させるシャッター及びフィルタからなる切替機構３２ａとを、備えている。この光源部３２は、システムコントローラ３１と繋がれており、第２観察モードのときのみ、システムコントローラ３１から上記制御信号を受信する。そして、光源部３２は、その制御信号に従って切替機構３２ａを制御して、例えば映像信号処理回路２４が赤色画像信号及び緑色画像信号を受信するタイミングと同じタイミングに合わせて、プローブＰの基端面に可視光と励起光とを交互に入射させる。このプローブＰの先端面が、生体組織等の被検体に対向した状態において、この被検体には、プローブＰの先端面から射出された可視光及び励起光が、交互に照射される。この被検体は、可視光を照射されたときにはこの可視光によって照明されるとともに、励起光を照射されたときには励起して蛍光を発する。そして、撮像素子１５は、可視光によって照明された被検体の像と、蛍光によって形成される被検体の像とを、それぞれ画像信号（以下、便宜上、参照画像信号及び蛍光画像信号という）に変換し、これら画像信号を信号線１７を介して映像信号処理回路２４へ送信する。第２観察モードにある映像信号処理回路２４は、参照画像信号及び蛍光画像信号を、それぞれ例えば赤色画像信号及び緑色画像信号を受信するタイミングと同じタイミングにて取得し、参照画像信号をＲ成分とするとともに蛍光画像信号をＧ成分としたＲＧＢ映像信号を、画像処理回路３３へ送信する。
【００３６】
画像処理回路３３は、映像信号処理回路２４から送信されるＲＧＢ映像信号を利用して、生体組織等の被検体の状態の診断に利用される材料としての画像を生成する回路である。図２に、画像処理回路３３の内部の概略的な構成図を示す。この図２に示されるように、画像処理回路３３は、タイミングコントローラ３３ａ，Ａ／Ｄ変換器３３ｂ，参照画像用メモリ３３ｃ，蛍光画像用メモリ３３ｄ，患部画像生成回路３３ｅ，画像合成回路３３ｆ，Ｄ／Ａ変換器３３ｇ及びエンコーダー３３ｈを、備えている。なお、Ａ／Ｄ変換器３３ｂ，参照画像用メモリ３３ｃ及び蛍光画像用メモリ３３ｄは、画像取得部に相当する。また、画像処理回路３３ｅ及び画像合成回路３３ｆは、画像生成部及び記憶部に相当する。さらに、Ｄ／Ａ変換器３３ｇ及びエンコーダ３３ｈは、出力部に相当する。
【００３７】
タイミングコントローラ３３ａは、上記制御信号に基づいて各種基準信号を生成してその信号の出力を制御するコントローラであり、画像処理回路３３における各種処理は、この基準信号に従って進行する。
【００３８】
Ａ／Ｄ変換器３３ｂは、光源プロセッサ装置２の映像信号処理回路２４に繋がれており、映像信号処理回路２４から入力されるアナログ信号であるＲＧＢ映像信号を、デジタル信号に変換する機器である。
【００３９】
参照画像用メモリ３３ｃ及び蛍光画像用メモリ３３ｄは、ともに、Ａ／Ｄ変換器３３ｂに繋がれており、デジタル信号のうちの例えばＲ成分及びＧ成分がそれぞれ入力される記憶装置である。従って、各メモリ３３ｃ，３３ｄには、それぞれ、上述した参照画像信号及び蛍光画像信号に基づく参照画像データ及び蛍光画像データが、一時的に記録される。参照画像データが記録された参照画像用メモリ３３ｃは、タイミングコントローラ３３ａからの基準信号に従ったタイミングにて、参照画像データを患部画像生成回路３３ｅ及び画像合成回路３３ｆへ出力する。また、蛍光画像データが記録された蛍光画像用メモリ３３ｄは、上記基準信号に従って、参照画像用メモリ３３ｃが参照画像信号を出力する時と同時に、蛍光画像信号を患部画像生成回路３３ｅへ出力する。
【００４０】
患部画像生成回路３３ｅは、後述するプログラムが格納されたＲＯＭや、そのＲＯＭからプログラムを読み出して実行するＣＰＵや、ＣＰＵの作業領域が展開されるＲＡＭや、ＣＰＵが処理に用いる各種の信号やデータを入出力するためのポートなどを備えた回路である。この患部画像生成回路３３ｅは、参照画像データと蛍光画像データとに基づいて、後述する患部画像データを生成し、この患部画像データを画像合成回路３３ｆへ出力する。
【００４１】
なお、患部画像生成回路３３ｅのＣＰＵは、主電源が投入されている間は、ＲＯＭからプログラムを読み出して処理の実行を開始している。この処理の内容を、図３に示す。
【００４２】
図３に示されるように、処理開始後、ＣＰＵは、各メモリ３３ｃ，３３ｄから参照画像データ及び蛍光画像データが送られてくるのを待機する（Ｓ１０１）。そして、ＣＰＵは、両データを受信すると、まず、蛍光画像を構成する全画素の輝度値の中から最大値及び最小値を抽出し（Ｓ１０２）、続いて、最大値をもつ画素の輝度値を所定の最大階調値（例えば「２５５」）に変換するとともに最小値をもつ画素の輝度値を所定の最小階調値（例えば「０」）に変換し、且つ、中間値をもつ画素の輝度値を各々当てはまる階調値に変換することにより、蛍光画像の全画素の輝度値を規格化する（Ｓ１０３）。つぎに、ＣＰＵは、参照画像を構成する全画素の輝度値の中から最大値及び最小値を抽出し（Ｓ１０４）、続いて、Ｓ１０３の処理と同様に、参照画像の全画素の輝度値を規格化する（Ｓ１０５）。
【００４３】
つぎに、ＣＰＵは、規格化された参照画像の全画素の中から、最大階調値（上記例では「２５５」）をもつ画素を計数する（Ｓ１０６）とともに、規格化されていない参照画像の全画素の中から最大輝度値を読み出す（Ｓ１０７）。
【００４４】
その後、ＣＰＵは、Ｓ１０６にて計数した最大階調値をもつ画素の個数が、事前に設定された所定の個数（例えば２０００個）を上回っているか否か、及び、Ｓ１０７にて読み出した最大輝度値が、事前に設定された限界値（例えば輝度値の取り得る範囲が０〜２５５であるとした場合における１５０）を下回っているか否かを、それぞれ判別する（Ｓ１０８，Ｓ１０９）。なお、Ｓ１０７及びＳ１０９は省略されても良い。
【００４５】
そして、ＣＰＵは、最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数以下であって、且つ、最大輝度値が所定の限界値以上であった場合（Ｓ１０８；ＮＯ、Ｓ１０９；ＮＯ）には、画像における左上隅を座標原点（０，０）とし、横軸をｘ、縦軸をｙとした座標系に対してマッピングされた全画素の座標（ｘ，ｙ）を、以後の処理における処理対象座標として決定する（Ｓ１１０）。
【００４６】
一方、ＣＰＵは、最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数を上回っていた場合（Ｓ１０８；ＹＥＳ）、又は、最大輝度値が所定の限界値を下回っていた場合（Ｓ１０９；ＹＥＳ）には、上記座標系における座標（２ｎ，２ｍ）のみを、以後の処理における処理対象座標として決定する（Ｓ１１１）。但し、ｎ＝０，１，２，…であり、ｍ＝０，１，２，…である。
【００４７】
そして、以後の処理対象となる座標をＳ１１０又はＳ１１１で決定した後、ＣＰＵは、患部画像生成サブルーチンを実行する（Ｓ１１２）。この患部画像生成サブルーチンの内容を、図４に示す。
【００４８】
図４に示されるように、患部画像生成サブルーチンの開始後、ＣＰＵは、上記座標系における全座標上の画素の輝度値が「０」である画像を新たに生成し（Ｓ２０１）、Ｓ１１０又はＳ１１１において決定した処理対象座標の中から、以下の処理ループの処理対象としての１つの座標を特定する（Ｓ２０２）。
【００４９】
つぎに、ＣＰＵは、規格化後の参照画像の当該座標上の画素の輝度値から、規格化後の蛍光画像の当該座標上の画素の輝度値を差し引くことにより、当該座標における差分を算出し（Ｓ２０３）、当該座標における差分が所定の閾値以上であるか否かを判別する（Ｓ２０４）。
【００５０】
そして、ＣＰＵは、当該座標における差分が所定の閾値以上であった場合（Ｓ２０４；ＹＥＳ）にのみ、Ｓ２０１にて新たに生成した画像における当該座標上の画素の輝度値を「０」から「１」に変換し（Ｓ２０５）、当該座標における差分が所定の閾値未満であった場合（Ｓ２０４；ＮＯ）には、当該新たな画像における当該座標上の画素の輝度値を「０」のままにする。すなわち、当該新たな画像は、このようなアルゴリズムに従って二値画像となるように加工されることによって、患部の位置及び形状を示す患部画像に変換される。その後、ＣＰＵは、Ｓ１１０又はＳ１１１において処理対象として決定した座標のうち、未処理のものが存在するか否かを判別する（Ｓ２０６）。
【００５１】
そして、ＣＰＵは、未処理の処理対象座標が存在していた場合（Ｓ２０６；ＹＥＳ）には、未処理の処理対象座標の中から、次の処理ループの処理対象としての１つの座標を特定し（Ｓ２０７）、当該座標における差分を算出する（Ｓ２０３）。
【００５２】
そして、Ｓ２０３〜Ｓ２０７の処理ループの実行中、Ｓ１１０又はＳ１１１において処理対象として決定した座標の全てに対して処理を実行し終えた場合（Ｓ２０６；ＮＯ）には、ＣＰＵは、患部画像生成サブルーチンを終了する。
【００５３】
このような患部画像生成サブルーチン（図３のＳ１１２）を実行した後、ＣＰＵは、Ｓ１１２で生成された患部画像の画像データを患部画像データとして画像合成回路３３ｆへ送信し（Ｓ１１３）、次の参照画像データ及び蛍光画像データが参照画像用メモリ３３ｃ及び蛍光画像用メモリ３３ｄから送られてくるのを待機する（Ｓ１０１）。
【００５４】
なお、ＣＰＵは、Ｓ１１３において画像データを画像合成回路３３ｆへ送信してからでないと、Ｓ１０１を実行しない。従って、Ｓ１０２〜Ｓ１１３を実行している間に、参照画像データ及び蛍光画像データが各メモリ３３ｃ，３３ｄから送られてきても、ＣＰＵは、これらを受け付けない。このため、Ｓ１０２〜Ｓ１１３の処理速度に応じて、参照画像データ及び蛍光画像データに対する処理能力が異なることとなる。すなわち、Ｓ１０２〜Ｓ１１３の処理速度が速ければ、より多くの参照画像データ及び蛍光画像データを処理し、より多くの観察用画像を生成することとなる。また、ＣＰＵに受け付けられなかった参照画像データ及び蛍光画像データについては、観察用画像が生成されないこととなる。
【００５５】
以上の処理が患部画像生成回路３３ｅ内で実行されることにより、患部画像生成回路３３ｅでは、各メモリ３３ｃ，３３ｄから参照画像データ及び蛍光画像データが受信される毎に、二値画像を示す患部画像データが生成されて画像合成回路３３ｆに送られる。
【００５６】
図２の画像合成回路３３ｆは、患部画像データとそれを生成する際の基となった参照画像データとを合成して観察用画像データを生成する回路である。具体的には、画像構成回路３３ｆは、患部画像データを生成する際の基となる参照画像データが参照画像用メモリ３３ｃから入力されると（患部画像データの基とならない参照画像データが入力されても受け付けない）、その参照画像データを利用して白黒のＲＧＢ画像を生成するとともに、患部画像データが患部画像生成回路３３ｅから入力されると、その患部画像データを利用して、上記白黒のＲＧＢ画像における患部画像中の輝度値「１」を有する画素と同じ座標にある画素をそれぞれ例えば赤色の画素（ＲＧＢ値が例えば（２５５，０，０）である画素）に変換した画像を、観察用画像として生成する。なお、この画像合成回路３３ｆは、観察用画像の画像データを記録しておくためのバッファ（記憶部に相当）を備えており、観察用画像の画像データを生成する毎に、バッファ内に画像データを記録してバッファ内の画像データを更新する。そして、画像合成回路３３ｆは、タイミングコントローラ３３ａからの基準信号に従ったタイミング（ＮＴＳＣ映像信号の出力タイミング）にて、バッファ内から画像データを読み出し、それをＤ／Ａ変換器３３ｇへ出力する。
【００５７】
Ｄ／Ａ変換器３３ｇは、観察用画像を示すデジタル信号が入力される回路である。デジタル信号が入力されたＤ／Ａ変換器３３ｇは、そのデジタル信号をアナログ信号であるＲＧＢ映像信号に変換する。
【００５８】
エンコーダー３３ｈは、Ｄ／Ａ変換器３３ｇに繋がれており、入力されるＲＧＢ映像信号をＮＴＳＣ映像信号（又はＰＡＬ映像信号）に変換し、画像切替機４に出力する。
【００５９】
＜画像切替機＞
次に、画像切替機４について、説明する。この画像切替機４には、上述したように、光源プロセッサ装置２のシステムコントローラ２１から、第１観察モードを示す信号，又は、第２観察モードを示す信号が入力される。画像切替機４は、第１観察モードでは、光源プロセッサ装置２の映像信号処理回路２４から入力されるＮＴＳＣ映像信号をモニタＭに出力し、このＮＴＳＣ映像信号に基づくカラー画像である通常観察画像をモニタＭに表示させる。一方、第２観察モードでは、画像切替機４は、診断補助用装置３の画像処理回路３３から入力されるＮＴＳＣ映像信号をモニタＭに出力し、このＮＴＳＣ映像信号に基づくカラー画像（白黒赤の画像）である観察用画像をモニタＭに表示させる。
【００６０】
＜第１の実施形態の動作＞
次に、第１の実施形態の動作について、説明する。術者は、鉗子チャンネルとしての細管１３にプローブＰを挿入しないで、電子内視鏡１の挿入部を体腔内に挿入し、その先端部を、観察対象となる部位に対向させる。そして、光源プロセッサ装置２の図示せぬ操作パネルのスイッチを操作して、観察モードを第１観察モードに切り替える。すると、モニタＭには、電子内視鏡１の先端部が対向した領域が、カラー画像として表示される。術者は、このカラー画像を見て、被検体の状態を観察することができる。
【００６１】
さらに、術者は、カラー画像の観察を通じて選択した部位に対して、診断補助用装置３を利用した観察を行う。具体的には、術者は、診断補助用装置３のプローブＰの先端を、電子内視鏡１の鉗子口１ｄから細管１３内へ挿入し、電子内視鏡１の先端側の鉗子口１ｃから突出させる。そして、術者は、光源プロセッサ装置２の図示せぬ操作パネルのスイッチを操作して、観察モードを第２観察モードへ切り替える。すると、プローブＰの先端から可視光と励起光が交互に射出され、電子内視鏡１の先端に対向する体腔壁が、電子内視鏡１により、可視光により照明された状態と蛍光を発した状態とで、交互に撮影される。その結果、第２観察モードにある光源プロセッサ装置２の映像信号処理回路２４からは、参照画像信号及び蛍光画像信号を含むＲＧＢ映像信号が、診断補助用装置３の画像処理回路３３へ出力される。このＲＧＢ映像信号が入力された画像処理回路３３では、患部画像生成回路３３ｅが、参照画像信号及び蛍光画像信号に基づいて患部画像を生成し、画像合成回路３３ｆが、参照画像に基づいた白黒のＲＧＢ画像における患部画像中の輝度値「１」を有する画素と同じ座標にある画素が赤色の画素とされた観察用画像を、生成する。第２観察モードを示す信号を受けている画像切替機４は、このような観察用画像を示すＮＴＳＣ映像信号を、画像処理回路３３から受信してモニタＭに出力するので、第２観察モードでは、モニタＭには、観察用画像が映し出される。
【００６２】
なお、モニタＭに表示される観察用画像における赤色の画素の位置は、患部画像における輝度値「１」を有する画素の座標に一致しているが、この輝度値「１」を有する画素の座標は、参照画像において輝度値が大きくて蛍光画像において輝度値が小さい座標を、すなわち、体腔の奥のほうの部位ではなく可視光が一定量照射される比較的手前の部位であって、然も、励起光が照射された場合に弱い蛍光を発する部位を、示している。つまり、赤色の画素は、患部と判断できそうな部位を、示しているのである。従って、術者は、観察用画像の中の白黒部分により、体腔壁の輪郭や凹凸を特定できるとともに、その画像の中において斑点状や塊状として赤く示された部分により、相対的に弱い蛍光を発する生体組織の集合体、すなわち、腫瘍や癌などの病変が生じている可能性の高い部位を、特定することができる。
【００６３】
また、上述のように体腔壁を観察する場合、電子内視鏡１の撮影状態が時々刻々と変化するために、状況により、モニタＭに表示された観察用画像が観察に耐えないものとなる場合がある。例えば電子内視鏡１の先端が体腔壁に近づきすぎたり遠のきすぎたりして、観察用画像の中の白黒部分（つまり白黒のＲＧＢ画像とされた参照画像）が真っ白になったり真っ黒になったりすることがある。参照画像がこのような状態になると、患部画像生成回路３３ｅでは、処理対象座標を全座標の１／４に減らす（Ｓ１０８〜Ｓ１１１）ので、患部画像を生成する際に掛かる時間が、全座標を処理対象とするときの約半分（理論上は１／４であるが、実際には約半分）となる。つまり、１つの患部画像を生成する際の処理速度が約２倍に高められる。このため、観察用画像が観察に耐えない画像となる間は、観察用画像の生成速度が速まるため、術者が観察可能な状態にしようとして電子内視鏡１の先端を移動させる操作を行っても、その操作中、モニタＭには、観察用画像が、それの基となる参照画像や蛍光画像が電子内視鏡１によって撮影された時とほぼ同時に表示されることとなる。逆に、患部画像を生成する際に全座標を処理対象とする場合には、処理速度が変化しないので、観察用画像は、それの基となる参照画像や蛍光画像が電子内視鏡１によって撮影された時点から遅れてモニタＭに表示される。
【００６４】
＜まとめ＞
上述したように、第１の実施形態によれば、患部画像生成回路３３ｅは、規格化後の参照画像において最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数を上回っていた場合（且つ、規格化前の参照画像において最大輝度値が所定限界値を下回っていた場合）には、観察用画像が観察に耐えないものになるとして、患部画像を生成する際に処理対象となる座標を全座標の１／４の座標にまで間引いて処理を行う。このため、観察用画像が観察に耐えない画像となる間は、観察用画像の生成速度が速まるので、モニタＭには、観察用画像がほぼリアルタイムに表示されることとなる。その結果、注目していた部位を術者が見失う可能性が低くなり、施術の遅延が防止される。
【００６５】
また、患部画像生成回路３３ｅは、規格化後の参照画像において最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数を上回っていなかった場合（又は、規格化前の参照画像において最大輝度値が所定の限界値を下回っていなかった場合）には、観察用画像が観察可能な画像であるとして、患部画像を生成する際に全座標を処理対象として処理を行う。このため、観察用画像が観察可能な画像である間は、観察用画像の生成速度が遅いままであるので、観察用画像が若干のタイムラグをもって遅れて表示されるものの、患部画像の解像度が落とされていないので、術者は、被検体の状態を詳細に観察することができる。
【００６６】
【実施形態２】
第２の実施形態は、第１の実施形態のように参照画像の状態に応じて患部画像の生成時に処理対象となる座標を間引くか否かを決定するのではなく、患部画像において輝度値「１」を有する画素の個数が、全画素数に対して所定割合となる個数を上回るか否かによって、その次に患部画像を生成する際に処理対象となる座標を間引くか否かを決定するものである。つまり、第２の実施形態は、第１の実施形態の患部画像生成回路３３ｅにおける処理内容が若干異なる（すなわち、若干異なるプログラムがＲＯＭ内に格納されている）他は、第１の実施形態と同じ構成である。従って、以下では、第１の実施形態との相違点である患部画像生成回路３３ｅにおける処理内容についてのみ、説明する。
【００６７】
図５は、第２の実施形態の患部画像生成回路３３ｅにおいて行われる処理の内容を示すフローチャートである。
【００６８】
図５に示されるように、処理開始後、ＣＰＵは、処理対象となる座標を間引くか否かを決定するためのフラグを示す変数に「０」を代入してＲＡＭ（情報格納部に相当）に記録し、フラグを初期化する（Ｓ３０１）。なお、次のＳ３０２〜Ｓ３０６は、図３に示したＳ１０１〜Ｓ１０５と同じである。すなわち、ＣＰＵは、蛍光画像及び参照画像の全画素の値を規格化する（Ｓ３０２〜Ｓ３０６）。その後、ＣＰＵは、この時点での上記フラグが「０」であるか「１」であるかを判別する（Ｓ３０７）。
【００６９】
そして、ＣＰＵは、フラグが「０」であった場合（Ｓ３０７；０）には、画像における左上隅を座標原点（０，０）とし、横軸をｘ、縦軸をｙとした座標系にマッピングされた全画素の座標（ｘ，ｙ）を、以後の処理における処理対象座標として、決定する（Ｓ３０８）。
【００７０】
一方、ＣＰＵは、フラグが「１」であった場合（Ｓ３０７；１）には、上記座標系における座標（２ｎ，２ｍ）のみを、以後の処理における処理対象座標として決定する（Ｓ３０９）。但し、ｎ＝０，１，２，…であり、ｍ＝０，１，２，…である。
【００７１】
そして、以後の処理対象となる座標をＳ３０８又はＳ３０９で決定した後、ＣＰＵは、患部画像生成サブルーチンを実行する（Ｓ３１０）。この患部画像生成サブルーチンの内容については、図４を用いて説明したので、ここでは説明を省略する。
【００７２】
このような患部画像生成サブルーチンの実行後、ＣＰＵは、生成した患部画像において輝度値「１」を有する画素の個数が、全画素数に対して所定割合（例えば５％）となる個数を上回っているか否かを、判別する（Ｓ３１１）。
【００７３】
そして、ＣＰＵは、輝度値「１」を有する画素の個数が、全画素数に対して所定割合となる個数を上回っていた場合（Ｓ３１１；ＹＥＳ）には、上記フラグを示す変数に「０」を代入し（Ｓ３１２）、輝度値「１」を有する画素の個数が、全画素数に対して所定割合となる個数未満であった場合（Ｓ３１１；ＮＯ）には、上記フラグを示す変数に「１」を代入する（Ｓ３１３）。
【００７４】
Ｓ３１２又はＳ３１３でフラグを更新した後、ＣＰＵは、Ｓ３１０で生成された二値画像の画像データを患部画像データとして画像合成回路３３ｆへ送信し（Ｓ３１４）、次の参照画像データ及び蛍光画像データが参照画像用メモリ３３ｃ及び蛍光画像用メモリ３３ｄから送られてくるのを待機する（Ｓ３０２）。
【００７５】
以上の処理が患部画像生成回路３３ｅ内で実行されることにより、患部画像生成回路３３ｅは、患部画像の全座標のうち、輝度値「１」を有する画素（特定画素に相当）の個数が、全画素数に対して所定割合となる個数を超えていた場合には、観察すべき部位が存在しているとして、次回に患部画像を生成する際に全座標を処理対象として処理を行う（Ｓ３０７，Ｓ３０８，Ｓ３１０〜Ｓ３１２，Ｓ３１４）。また、患部画像生成回路３３ｅは、患部画像の全座標のうち、輝度値「１」を有する画素の個数が、全画素数に対して所定割合となる個数を超えていなかった場合には、観察すべき部位が存在しないとして、次回に患部画像を生成する際に処理対象となる座標を全座標の１／４の座標にまで間引いて処理を行う（Ｓ３０７，Ｓ３０９，Ｓ３１１，Ｓ３１３，Ｓ３１４）。なお、Ｓ３１２〜Ｓ３１４は、状態判定部に相当する。
【００７６】
従って、第２の実施形態によると、腫瘍や癌などの病変が生じている部位が見あたらない画像となる間は、観察用画像の生成速度が速まるので、モニタＭには、観察用画像がほぼリアルタイムに表示されることとなる。その結果、術者は、他の部位を探索する際に注目すべき病変部位を見失う可能性が低くなり、施術の遅延が防止される。また、病変部位が存在している可能性が高い画像となる間は、観察用画像の生成速度が遅いままであるので、観察用画像が若干のタイムラグをもって遅れて表示されるものの、患部画像の解像度が落とされていないので、術者は、被検体の状態を詳細に観察することができる。
【００７７】
【実施形態３】
第３の実施形態は、第１の実施形態のように参照画像と蛍光画像において互いに同じ座標にある一個の画素の値を比較して患部画像を生成するのではなく、参照画像及び蛍光画像において互いに同じ座標群にある一定の個数の画素集団の平均値を比較して患部画像を生成するものである。つまり、第３の実施形態も、第２の実施形態と同様に、第１の実施形態の患部画像生成回路３３ｅにおける処理内容が若干異なる（すなわち、若干異なるプログラムがＲＯＭ内に格納されている）他は、第１の実施形態と同じ構成である。従って、以下では、第１の実施形態との相違点である患部画像生成回路３３ｅにおける処理内容についてのみ、説明する。
【００７８】
図６は、第３の実施形態の患部画像生成回路３３ｅにおいて行われる処理の内容を示すフローチャートである。
【００７９】
図６に示されるように、処理の開始後のＳ４０１〜Ｓ４０９の内容は、図３に示したＳ１０１〜Ｓ１０９の内容と同じである。すなわち、ＣＰＵは、処理開始後、蛍光画像及び参照画像の全画素の輝度値を規格化し（Ｓ４０１〜Ｓ４０５）、規格化後の参照画像における最大階調値をもつ画素の個数を計数する（Ｓ４０６）とともに、規格化前の参照画像における最大輝度値を読み出し（Ｓ４０７）、Ｓ４０６にて計数した最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数を上回るか否か、及び、Ｓ４０７にて読み出した最大輝度値が所定の限界値を下回るか否かを、それぞれ判別する（Ｓ４０８，Ｓ４０９）。なお、Ｓ４０７及びＳ４０９は省略されても良い。
【００８０】
そして、ＣＰＵは、最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数以下であって、且つ、最大輝度値が所定の限界値以上であった場合（Ｓ４０８；ＮＯ、Ｓ４０９；ＮＯ）には、画像における左上隅を座標原点（０，０）とし、横軸をｘ、縦軸をｙとした座標系にマッピングされた全画素の座標（ｘ，ｙ）を、以後の処理における処理対象座標として決定し（Ｓ４１０）、図４に示した患部画像生成サブルーチンを実行する（Ｓ４１１）。
【００８１】
一方、ＣＰＵは、最大階調値をもつ画素の個数が所定の個数を上回っていた場合（Ｓ４０８；ＹＥＳ）、又は、最大輝度値が所定の限界値を下回っていた場合（Ｓ４０９；ＹＥＳ）には、上記座標系における座標（２ｎ，２ｍ）のみを、以後の処理における処理対象座標として決定する（Ｓ４１２）。但し、ｎ＝０，１，２，…であり、ｍ＝０，１，２，…である。そして、ＣＰＵは、図４に示したものとは内容が若干異なる患部画像生成サブルーチンを実行する（Ｓ４１３）。この患部画像生成サブルーチンの内容を、図７に示す。
【００８２】
図７に示されるように、患部画像生成サブルーチンの開始後、ＣＰＵは、全座標上の画素の輝度値が「０」である新たな画像を生成し（Ｓ５０１）、Ｓ４１２において決定された処理対象座標の中から、一つの座標（２ｎ，２ｍ）を特定するとともに、この座標（２ｎ，２ｍ）とこの座標に隣接する三つの座標（２ｎ，２ｍ＋１），（２ｎ＋１，２ｍ），（２ｎ＋１，２ｍ＋１）とからなる四つの座標を、以下の処理ループの処理対象として決定する（Ｓ５０２）。
【００８３】
つぎに、ＣＰＵは、参照画像及び蛍光画像における上記四座標上にある画素群の輝度値の平均値をそれぞれ算出し（Ｓ５０３）、参照画像の当該四座標上の画素群の平均値から、蛍光画像の当該四座標上の画素群の平均値を差し引くことにより、当該四座標における差分を算出し（Ｓ５０４）、算出した差分が所定の閾値以上であるか否かを判別する（Ｓ５０５）。
【００８４】
そして、ＣＰＵは、当該四座標における差分が所定の閾値以上であった場合（Ｓ５０５；ＹＥＳ）にのみ、Ｓ５０１にて新たに生成した画像における当該四座標上の画素の輝度値を「０」から「１」に変換し（Ｓ５０６）、当該四座標における差分が所定の閾値未満であった場合（Ｓ５０５；ＮＯ）には、当該新たな画像における当該四座標上の画素のそれぞれの輝度値を「０」のままにする。すなわち、当該新たな画像は、このようなアルゴリズムに従って二値画像となるように加工されることによって、患部の位置及び形状を示す患部画像に変換される。その後、ＣＰＵは、Ｓ４１１において処理対象として決定した座標のうち、未処理のものが存在するか否かを判別する（Ｓ５０７）。
【００８５】
そして、ＣＰＵは、未処理の処理対象座標が存在していた場合（Ｓ５０７；ＹＥＳ）には、未処理の処理対象座標の中から、一つの座標を特定するとともに、この座標とこの座標に隣接する三つの座標とからなる四つの座標を、次の処理ループの処理対象として決定する（Ｓ５０８）。
【００８６】
そして、Ｓ５０３〜Ｓ５０８の処理ループの実行中、Ｓ４１２において処理対象として決定した座標の全てに対して処理を実行し終えた場合（Ｓ５０７；ＮＯ）には、ＣＰＵは、患部画像生成サブルーチンを終了する。
【００８７】
図４又は図６の患部画像生成サブルーチン（Ｓ４１１，Ｓ４１３）を実行した後、ＣＰＵは、Ｓ４１１又はＳ４１３で生成された患部画像の画像データを患部画像データとして画像合成回路３３ｆへ送信し（Ｓ４１４）、次の参照画像データ及び蛍光画像データが参照画像用メモリ３３ｃ及び蛍光画像用メモリ３３ｄから送られてくるのを待機する（Ｓ４０１）。
【００８８】
以上の処理が患部画像生成回路３３ｅ内で実行されることにより、患部画像生成回路３３ｅは、観察用画像が観察可能であると判定した場合には、参照画像と蛍光画像における互いに同じ座標上にある一つの画素の輝度値同士を比較し（図４参照）、観察用画像が観察に耐えないものになると判定した場合には、参照画像と蛍光画像における互いに同じ座標群上にある画素群の輝度値の平均値同士を比較する（図７参照）。
【００８９】
従って、第３の実施形態によると、観察用画像が観察に耐えない画像となる間は、画素群の平均値が比較されることによって比較回数が減ることにより観察用画像の生成速度が速まるので、モニタＭには、観察用画像がほぼリアルタイムに表示されることとなる。その結果、注目していた部位を術者が見失う可能性が低くなり、施術の遅延が防止される。逆に、観察用画像が観察可能な画像である間は、観察用画像の生成速度が遅いままであるので、観察用画像が若干のタイムラグをもって遅れて表示されるものの、患部画像の解像度が落とされていないので、術者は、被検体の状態を詳細に観察することができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、内視鏡システムを利用する診断補助用装置において、入力される画像の状態に応じて処理速度を高めたり戻したりできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態である内視鏡システムの内部の概略的な構成図
【図２】 診断補助用装置の画像処理回路の内部の概略的な構成図
【図３】 画像処理回路内の患部画像生成回路にて実行される処理の内容を示すフローチャート
【図４】 患部画像生成回路にて実行される患部画像生成サブルーチンの内容を示すフローチャート
【図５】 第２の実施形態の患部画像生成回路にて実行される処理の内容を示すフローチャート
【図６】 第３の実施形態の患部画像生成回路にて実行される処理の内容を示すフローチャート
【図７】 第３の実施形態の患部画像生成回路にて実行される患部画像生成サブルーチンの内容を示すフローチャート
【符号の説明】
１ 電子内視鏡
１１ 配光レンズ
１２ 対物レンズ
１３ 細管（鉗子チャンネル）
１４ ライトガイド
１５ 撮像素子
１６，１７ 信号線
２ 光源プロセッサ装置
２１ システムコントローラ
２２ タイミングコントローラ
２３ 光源部
２４ 映像信号処理回路
３ 診断補助用装置
３１ システムコントローラ
３２ 光源部
３３ 画像処理回路
３３ａ タイミングコントローラ
３３ｂ Ａ／Ｄ変換器
３３ｃ 参照画像用メモリ
３３ｄ 蛍光画像用メモリ
３３ｅ 患部画像生成回路
３３ｆ 画像合成回路
３３ｇ Ｄ／Ａ変換器
３３ｈ エンコーダー
Ｐ プローブ
４ 画像切替機
Ｍ モニタ
Claims (13)
- 内視鏡の先端から伝送される被検体の像を画像として取得してモニタ出力用の映像信号に変換するプロセッサ装置に対して繋がれる診断補助用装置であって、
前記プロセッサ装置から、可視光により照明されている状態の前記被検体の画像と、励起光が照射されることにより励起して蛍光を発している状態の前記被検体の画像とを、参照画像及び蛍光画像として繰り返し取得する画像取得部と、
前記画像取得部において一組の前記参照画像及び前記蛍光画像が取得される毎に、前記参照画像の全画素の中から最大値の輝度をもつ画素を計数し、計数された画素数が所定の限界値を超えていなかった場合には、前記参照画像の全画素について、計数された画素数が所定の限界値を超えていた場合には、前記参照画像の全画素の中から選出した幾つかの画素のみについて、各々の輝度値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素の輝度値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素に変換することによって、観察用画像を生成する画像生成部と、
前記観察用画像の画像データを記憶するとともに、前記画像生成部によって前記観察用画像が生成される毎にその画像データを更新する記憶部と、
前記記憶部に記録されている画像データを読み出し、それを映像信号に変換して出力する出力部と
を備えることを特徴とする診断補助用装置。 - 前記画像生成部は、前記参照画像の画素が持つ輝度値の中で最大の輝度値が所定の輝度値よりも小さい場合にも、前記参照画像の全画素の中から選出した幾つかの画素のみについて、各々の輝度値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素の輝度値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素に変換することによって、観察用画像を生成する
ことを特徴とする請求項１記載の診断補助用装置。 - 内視鏡の先端から伝送される被検体の像を画像として取得してモニタ出力用の映像信号に変換するプロセッサ装置に対して繋がれる診断補助用装置であって、
第１の状態を示す情報と第２の状態を示す情報の何れかを格納する情報格納部と、
前記光源プロセッサ装置から、可視光により照明されている状態の被検体の画像と、励起光が照射されることにより励起して蛍光を発している状態の前記被検体の画像とを、参照画像及び蛍光画像として繰り返し取得する画像取得部と、
前記画像取得部において一組の前記参照画像及び前記蛍光画像が取得される毎に、前記情報格納部に格納されている情報が第１の状態を示すものであるか第２の状態を示すものであるかを判別し、第１の状態を示す情報であった場合には、前記参照画像の全画素について、第２の状態を示す情報であった場合には、前記参照画像の全画素の中から選出した幾つかの画素のみについて、各々の輝度値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素の輝度値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素に変換することによって、観察用画像を生成する画像生成部と、
前記画像生成部において前記観察用画像が生成される毎に、前記観察用画像における前記特定画素の個数が、全画素数に対して所定の割合となる個数を上回っているか否かを判別し、上回っていた場合には、第１の状態を示す情報を前記情報格納部に格納し、上回っていなかった場合には、第２の状態を示す情報を前記情報格納部に格納する状態判定部と、
前記観察用画像の画像データを記憶するとともに、前記画像生成部によって前記観察用画像が生成される毎にその画像データを更新する記憶部と、
前記記憶部に記録されている画像データを読み出し、それを映像信号に変換して出力する出力部と
を備えることを特徴とする診断補助用装置。 - 前記状態判定部は、前記特定画素の個数が全画素数の５％を上回っているか否かを判別する
ことを特徴とする請求項３記載の診断補助用装置。 - 前記画像生成部は、前記情報格納部に格納されている情報が第２の状態を示すものであった場合には、前記蛍光画像の画素との輝度値の差分を算出するための処理対象として、前記参照画像の全画素の中から全画素数の１／４を、選出することを特徴とする請求項３又は４記載の診断補助用装置。
- 内視鏡の先端から伝送される被検体の像を画像として取得してモニタ出力用の映像信号に変換するプロセッサ装置に対して繋がれる診断補助用装置であって、
前記プロセッサ装置から、可視光により照明されている状態の前記被検体の画像と、励起光が照射されることにより励起して蛍光を発している状態の前記被検体の画像とを、参照画像及び蛍光画像として繰り返し取得する画像取得部と、
前記画像取得部において一組の前記参照画像及び前記蛍光画像が取得される毎に、前記参照画像の全画素の中から最大値の輝度をもつ画素を計数し、計数された画素数が所定の限界値を超えていなかった場合には、前記参照画像の全画素について、各々の輝度値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素の輝度値との差分を算出し、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素に変換することによって、観察用画像を生成し、計数された画素数が所定の限界値を超えていた場合には、前記参照画像及び前記蛍光画像の全画素を幾つかの座標群に区分して前記各画素群の輝度値の平均値を算出し、前記参照画像の全画素群について、各々の平均値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素群の平均値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素群を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素からなる画素群に変換することによって、観察用画像を生成する画像生成部と、
前記観察用画像の画像データを記憶するとともに、前記画像生成部によって前記観察用画像が生成される毎にその画像データを更新する記憶部と、
前記記憶部に記録されている画像データを読み出し、それを映像信号に変換して出力する出力部と
を備えることを特徴とする診断補助用装置。 - 前記画像生成部は、前記参照画像の画素が持つ輝度値の中で最大の輝度値が所定の輝度値よりも小さい場合にも、前記参照画像及び前記蛍光画像の全画素を幾つかの座標群に区分して前記各画素群の輝度値の平均値を算出し、前記参照画像の全画素群について、各々の平均値に対する前記蛍光画像における同じ位置の画素群の平均値との差分を算出した後、前記参照画像における前記差分が所定値よりも大きい画素群を、所定の色に相当する輝度値をもつ特定画素からなる画素群に変換することによって、観察用画像を生成する
ことを特徴とする請求項６記載の診断補助用装置。 - 前記画像生成部は、最大輝度値及び最小輝度値を最大階調値及び最小階調値へ変換するとともに中間の輝度値を当てはまる階調値に変換することによって、前記参照画像及び前記蛍光画像の全画素を規格化した後に、前記参照画像の全画素の中から最大値の輝度をもつ画素を計数する
ことを特徴とする請求項１，２，６又は７記載の診断補助用装置。 - 前記画像生成部は、前記参照画像の各画素のうち、最大階調値をもつ画素の個数を計数し、計数された画素数が所定の限界値を上回っていた場合にのみ、前記蛍光画像の画素との輝度値の差分を算出するための処理対象として、前記参照画像の全画素の中から全画素数の１／４を、選出する
ことを特徴とする請求項８記載の診断補助用装置。 - 前記画像生成部は、差分を算出した後、前記参照画像を白黒のＲＧＢ画像に変換して、観察用画像を生成する
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載の診断補助用装置。 - 前記特定画素は、赤色の色成分だけが輝度値をもつ画素である
ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れかに記載の診断補助用装置。 - 先端が前記内視鏡の鉗子チャンネルに挿入されるとともに、生体組織を励起して蛍光を放出させるための励起光と前記被検体を照明するための可視光とをその基端から先端へと導くプローブと、
前記プローブの基端面に前記励起光と前記可視光を交互に入射させる光源部とを、更に備える
ことを特徴とする請求項１乃至１１の何れかに記載の診断補助用装置。 - 前記プローブは、束ねられた多数の光ファイバからなる
ことを特徴とする請求項１２記載の診断補助用装置。
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