JP4694311B2 - 内視鏡プロセッサ、画像切替えプログラム、および蛍光内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、自家蛍光を利用した電子内視鏡システムにおいて、モニタに表示する画像の制御を行う内視鏡プロセッサに関する。

紫外線等の特定の波長の光（励起光）を生体組織に照射することにより、蛍光を発する自家蛍光が知られている。また、がん細胞等の病変部においては自家蛍光の光量が低いことも知られている。この性質を利用した自家蛍光観察用電子内視鏡システムが知られている。この電子内視鏡システムにおいては、白色光等の参照光を照射した時の通常画像（参照画像）、或いは励起光を照射した時の蛍光画像がモニタに表示される。

ところで、患者の安全の確保のために、電子内視鏡の挿入管の先端を監視可能な常態に維持することが求められている。そこで、励起光の照射中に電子内視鏡システムに異常を生じた場合に、異常状態を検知して参照光の照射に自動的に切替えることが提案されている（特許文献１参照）。

しかし、電子内視鏡システムが正常であっても、蛍光画像の監視が不可能になることがあり得る。蛍光画像を観察中にバイオプシーなどの処置を患者に対して行い出血した場合に血液は蛍光を発しないので、観察が出来なくなることがある。このような事態に、操作者は手動で参照光の照射に切替える必要があり、操作が煩雑となった。
特開２００２−４５３３０号公報

したがって、本発明では蛍光画像を表示中に蛍光画像の表示が不可能となるときに自動的に参照光を照射する状態の画像を表示させる内視鏡プロセッサの提供を目的とする。

本発明の内視鏡プロセッサは、生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光または被写体を照明するための参照光が照射される被写体を撮像する撮像手段を有する電子内視鏡から撮像手段が生成する画像信号を取得する画像信号取得手段と、励起光を照射するときに生成される蛍光画像信号に基づいて蛍光画像信号に相当する蛍光画像の輝度を検出する輝度検出手段と、蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回るか否かを判別する判別手段と、蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回ると判別される場合に被写体像を表示する表示手段に参照光を照射するときに生成される参照画像信号に相当する参照画像を表示させる画像切替手段とを備えることを特徴としている。

なお、画像切替手段は励起光または参照光を被写体に照射するための光源ユニットの動作を制御する光源制御手段を有し、光源制御手段は光源ユニットに励起光のみを連続的に被写体に照射させている状態で蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回ると判別される場合に光源ユニットに参照光を被写体に照射するように制御することが好ましい。

あるいは、励起光または参照光を被写体に照射するための光源ユニットに励起光および参照光を連続的に切替えながら被写体に照射させる光源制御手段を備え、画像切替手段は蛍光画像のみが撮像手段に生成されている画像として表示されている状態において蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回ると判別される場合に表示手段に参照画像を蛍光画像とともにあるいは単独で表示させることが好ましい。さらには、画像切替手段は表示手段に参照画像を表示させるように切替えた後に蛍光画像の輝度が第２の閾値を超えると判別される場合に、表示手段に蛍光画像のみを撮像手段に生成されている画像として表示させることが好ましい。

また、輝度検出手段は蛍光画像を形成する複数の領域の輝度に基づいてヒストグラムを作成し、判別手段は複数の領域の輝度の最大値または平均値を蛍光画像の輝度として判別を行うことが好ましい。

また、本発明の画像切替プログラムは、生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光または被写体を照明するための参照光が照射される被写体を撮像する撮像手段を有する電子内視鏡から撮像手段が生成する画像信号を取得する画像信号取得手段と、励起光を照射するときに生成される蛍光画像信号に基づいて蛍光画像信号に相当する蛍光画像の輝度を検出する輝度検出手段と、蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回るか否かを判別する判別手段と、蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回ると判別される場合に被写体像を表示する表示手段に参照光を照射するときに生成される参照画像信号に相当する参照画像を表示させる画像切替手段として内視鏡プロセッサを機能させることを特徴としている。

また、本発明の内視鏡システムは、生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光または被写体を照明するための参照光を被写体に照射する光源ユニットと、励起光または参照光が照射される被写体を撮像して画像信号を生成する電子内視鏡と、電子内視鏡が撮像した被写体像を表示するためのモニタと、励起光を照射するときに電子内視鏡に生成される蛍光画像信号に基づいて蛍光画像信号に相当する蛍光画像の輝度を検出する輝度検出手段と、蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回るか否かを判別する判別手段と、蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回ると判別される場合にモニタに参照光を照射するときに生成される参照画像信号に相当する参照画像を表示させる画像切替手段とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、蛍光画像が視認出来なくなるときに自動的に参照画像に切替えることが可能となる。その結果、使用者の煩雑な操作が省略可能となる。また、操作時間が短縮化されるので、被験者の負担が軽減される。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態を適用した内視鏡プロセッサを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。

内視鏡システム１０は、内視鏡プロセッサ２０、内視鏡５０、およびモニタ６０によって構成される。内視鏡プロセッサ２０は、内視鏡５０、及びモニタ６０に接続される。被写体を照射するための光を発光する光源ユニット３０が、内視鏡プロセッサ２０の内部に設けられる。光源ユニット３０から発光される光は、内視鏡５０に設けられるライトガイド５１を介して被写体（図示せず）に照射される。

内視鏡５０の挿入部５２の先端に設けられたＣＣＤ等の撮像素子５３により撮像される被写体の画像は、画像信号として内視鏡プロセッサ２０に送られる。画像信号は、内視鏡プロセッサ２０に設けられた画像処理ユニット４０において、所定の処理が行われる。所定の処理が行われた画像信号は、モニタ６０に送られ、画像信号に対応する画像がモニタ６０に表示される。

なお、内視鏡プロセッサ２０には、システムコントローラ２１およびタイミングコントローラ２２が設けられる。システムコントローラ２１によって、内視鏡システム１０全体の動作の制御が行なわれる。タイミングコントローラ２２によって、光源ユニット３０、画像処理ユニット４０、および撮像素子５３等を駆動するタイミングが制御される。

光源ユニット３０は、白色光等の参照光を発する参照用光源３１Ｒ、紫外線等の特定の波長の光（励起光）を発する励起用光源３１Ｆ、集光レンズ３２、参照用光源電源回路３３、励起用光源制御回路３４、及び絞り３５等によって構成される。

参照用光源３１Ｒから照射された参照光をライトガイド５１の入射端に導くための光路中に絞り３５、ダイクロイックミラー３６、及び集光レンズ３２が設けられる。参照用光源３１Ｒから照射される略平行な光束の光は、ダイクイロックミラー３６を透過し、集光レンズ３２で集光されてライトガイド５１の入射端に入射される。参照用光源３１Ｒへの電力は、参照用光源電源回路３３から供給される。

参照光の光量調整は、絞り３５を駆動することにより実行される。絞り３５は、絞り駆動回路３７により動作が制御される第１モータＭ１により駆動される。絞り駆動回路３７は、前段信号処理回路４１に接続される。

後述するように撮像素子５３において生成する画像信号に基づき、撮像した画像の受光量が前段信号処理回路４１において検出される。第１モータＭ１の駆動量は、画像の受光量に応じて絞り駆動回路３７により求められる。

励起用光源３１Ｆから照射される略平行な光束の光はダイクロイックミラー３６により反射され、集光レンズ３２で集光されてライトガイド５１の入射端に入射される。励起用光源３１Ｆは励起用光源制御回路３４によって駆動される。なお、励起用光源３１Ｆを駆動するタイミングを制御するための信号が、タイミングコントローラ２２から励起用光源制御回路３４に送られる。

参照用光源電源回路３３および励起用光源制御回路３４は、システムコントローラ２１に接続される。参照用光源３１Ｒおよび励起用光源３１Ｆの発光および消灯は、システムコントローラ２１によって参照用光源電源回路３３および励起用光源制御回路３４が制御されることにより実行される。

ライトガイド５１の入射端には、前述のように参照光或いは励起光が入射する。ライトガイド５１の出射端から出射する光が、配光レンズ５４を介して挿入部５２先端付近に照射される。

被写体の光学像は、対物レンズ５５、及び励起光カットフィルタ５６を介して、撮像素子５３の受光面に結像される。撮像素子５３が撮像素子駆動回路２３に駆動されることにより、被写体の光学像が撮像される。なお、撮像素子５３を駆動するタイミングを制御するための信号が、タイミングコントローラ２２から撮像素子駆動回路２３に送られる。

励起光カットフィルタ５６により、被写体からの反射光から励起光成分が除去される。励起光成分が除去されることにより、励起光が照射されることによって被写体である生体組織が発する蛍光成分のみが、撮像素子５３により撮像される。

なお、内視鏡５０にはスコープボタン５７が設けられる。スコープボタン５７は、画像のフリーズの他、モニタ６０へ表示する画像の切替などの入力に用いられる各種機能ボタンによって構成される。

スコープボタン５７は、システムコントローラ２１に接続される。スコープボタン５７の操作に応じた信号がシステムコントローラ２１に出力される。システムコントローラ２１によって、操作に応じた制御が行なわれる。

前述のように、撮像素子５３の撮像動作の実行により生成する画像信号は、画像処理ユニット４０に送られる。なお、参照光が照射されているときに参照画像信号が生成され、励起光が照射されているときに蛍光画像信号が生成される。画像処理ユニット４０は、前段信号処理回路４１、後段信号処理回路４２、輝度検出回路４３、静止画像用メモリ４４、及びスイッチ４５によって構成される。

画像信号は、前段信号処理回路４１に入力される。前段信号処理回路４１において、画像信号はアナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された画像信号に対して所定の信号処理が行われる。

また、前段信号処理回路４１において、前述のように画像信号に基づいて、撮像した画像の受光量が検出され、光量調整のために検出した受光量が絞り駆動回路３７に出力される。

前段信号処理回路４１において所定の信号処理が施された画像信号は、静止画像用メモリ４４およびスイッチ４５の第１の入力端４５ｉｎ１に出力される。

前段信号処理回路４１から送られる１フィールドの画像信号が、静止画像用メモリ４４に格納される。次の１フィールドの画像信号が送られるとき、静止画像用メモリ４４に格納されていた１フィールドの画像信号が、新たに送られる画像信号に書換えられる。

静止画像用メモリ４４は、スイッチ４５の第２の入力端４５ｉｎ２に接続される。スイッチ４５の出力端４５ｏｕｔは後段信号処理回路４２に接続される。スイッチ４５を切替えることによって、第１、第２の入力端４５ｉｎ１、４５ｉｎ２のいずれか一方から、画像信号が出力端４５ｏｕｔを介して後段信号処理回路４２に出力される。

スコープボタン５７によって静止画を表示する操作が行われるときは、システムコントローラ２１によってタイミングコントローラ２２が駆動される。タイミングコントローラ２２が駆動されることによって、静止画像用メモリ４４への新たな画像信号の格納が停止される。同時に、タイミングコントローラ２２によりスイッチ４５が第２の入力端４５ｉｎ２側に切替えられ、静止画像用メモリ４４に格納された１フィールドの画像信号が後段信号処理回路４２に送られる。

スコープボタン５７によって動画を表示する操作が行われるときは、タイミングコントローラ２２によって、静止画像用メモリ４４への新たな画像信号の格納が行なわれる。同時に、タイミングコントローラ２２によりスイッチ４５が第１の入力端４５ｉｎ１側に切替えられる。第１の入力端４５ｉｎ１側に切替えられることにより、前段信号処理回路４１からリアルタイムの画像信号が後段信号処理回路４２に送られる。

後段信号処理回路４２に送られた画像信号は、デジタル信号からアナログ信号に変換される。画像信号はクランプ、ブランキング処理などの所定の信号処理が行われる。所定の信号処理が行われた画像信号がモニタ６０に送られ、撮像した画像がモニタ６０に表示される。

モニタ６０には、参照光を照射したときに撮像される参照画像または励起光を照射したときに撮像される蛍光画像のいずれか一方が、リアルタイムの画像として表示される。前述のように、参照用光源３１Ｒまたは励起用光源３１Ｆのいずれかを発光させるかは、システムコントローラ２１によって、制御される。

システムコントローラ２１による参照用光源３１Ｒと励起用光源３１Ｆとの発光の切替は、スコープボタン５７による操作、または後述する撮像した画像の輝度に基づいて行なわれる。撮像した画像の輝度に応じた光源の切替について以下に説明する。

前段信号処理回路４１において所定の信号処理が施された画像信号は、輝度検出回路４３にも出力される。輝度検出回路４３において、画像信号に基づいて撮像した画像の輝度が検出される。まず、撮像した画像を構成する複数の画素における輝度のヒストグラムが作成される。次に、作成されたヒストグラムに基づいて、輝度の平均値が求められる。求められた平均値が、撮像した画像の輝度としてシステムコントローラ２１に出力される。

システムコントローラ２１において、撮像した画像の輝度に基づいて発光させる光源の切替の判別が行なわれる。なお、光源の切替の判別は、励起用光源３１Ｆが発光しているときにのみ行なわれる。

システムコントローラ２１には、ＲＯＭ（図示せず）から、所定の閾値が送られる。所定の閾値は、蛍光画像がモニタ６０において観察可能と判別し得る輝度値に設定される。システムコントローラ２１によって、撮像した画像の輝度と所定の閾値との比較が行なわれる。

撮像した画像の輝度が所定の閾値未満である場合に、システムコントローラ２１は参照用光源電源回路３３を駆動して、参照用光源３１Ｒを発光させる。また、同時に、システムコントローラ２１は励起用光源制御回路３４を駆動して、励起用光源３１Ｆを消灯させる。

システムコントローラ２１において行なわれる、動画像表示切替の処理について図２のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１００において、画像表示が、参照光を照射したときの通常観察または、励起光を照射したときの蛍光観察のいずれであるかを確認する。すなわち、スコープボタン５７の操作によって参照画像と蛍光画像のいずれの画像を表示するように設定しているか確認する。

ステップＳ１００において、参照画像を表示する設定である場合はステップＳ１０１に進む。また、ステップＳ１０４において後述するように所定の条件を満たす場合にステップＳ１０１に進む。ステップＳ１０１では、参照用光源３１Ｒを発光させ、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１００において、蛍光画像を表示する設定である場合はステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、励起用光源３１Ｆを発光させて、ステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、撮像した蛍光画像の輝度を検出する。

蛍光画像の輝度を検出すると、ステップＳ１０４に進み、検出した輝度が所定の閾値を下回るか否かの判別を行なう。検出した輝度が所定の閾値を下回る場合は、ステップＳ１０１に進み、前述のように参照用光源３１Ｒを発光させ、励起用光源３１Ｆを消灯させる。

ステップＳ１０４において検出した輝度が所定の閾値を上回る場合、またはステップＳ１０１の終了後、ステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５において、観察が終了しているかの確認をする。観察が終了していない場合は、ステップＳ１００に戻る。観察が終了するまで、ステップＳ１００〜ステップＳ１０５の処理を実行する。ステップＳ１０５で観察が終了している場合、本処理は終了する。

以上のように、本実施形態の内視鏡プロセッサ２０によれば、出血等により蛍光画像が視認できなくなる場合に、自動的に参照光が発光される。参照光が発光することにより、モニタ６０には、参照画像が自動的に表示される。

このように、蛍光画像が視認不可能になると自動的に参照画像が表示されるので、使用者にとって煩雑な操作を減らすことが出来る。その結果、内視鏡による観察や処置などが迅速に行なわれ、治験者への負担が軽減される。

次に、本発明の第２の実施形態を適用した内視鏡プロセッサについて説明する。図３は本実施形態を適用した内視鏡プロセッサ２００を有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。

本実施形態は、光源ユニットおよび映像処理ユニットの構成が第１の実施形態と異なっており、それに伴い、照明光の供給方法および表示画像の切替方法も異なる。以下、第１の実施形態と異なる点を中心に説明をする。なお、第１の実施形態と同じ機能を有する部位には、同じ符号が付されている。

光源ユニット３００に参照用光源３１Ｒ、励起用光源３１Ｆ、集光レンズ３２、参照用光源電源回路３３、励起用光源制御回路３４、および絞り３５が設けられることは、第１の実施形態と同じである。光源ユニット３００に、シャッタ３８、シャッタ駆動回路３９、および第２モータＭ２が設けられる点において、第１の実施形態と異なる。

シャッタ３８は、例えば図４に示すロータリーシャッタである。シャッタ３８は、絞り３５とダイクロイックミラー３６との間に設けられる。ライトガイド５１の入射端への参照光の通過と遮光が、シャッタ３８により切替えられる。

参照光を通過させる場合は、開口部３８ｏが参照光の光路中に挿入される（図４参照）。参照光を遮光する場合は、遮光部３８ｓが参照光の光路中に挿入される。シャッタ３８は、シャッタ駆動回路３９により動作が制御される第２モータＭ２により駆動される。

本実施形態では第１の実施形態と同様に、被写体に参照光と励起光とのいずれか一方のみを連続的に照射させることが可能である。または、第１の実施形態と異なり、１フィールドの画像信号が生成されるたびに参照光と励起光とを連続的に切替えながら照射させることも可能である。

参照光と励起光の照射の連続的な切替は、シャッタ３８の駆動と励起用光源３１Ｆを所定のタイミングで駆動することにより実行される。シャッタ３８による参照光の通過と遮光のタイミングを制御するためのシャッタタイミング信号が、タイミングコントローラ２２からシャッタ駆動回路３９に出力される。また、励起用光源３１Ｆの発光と消灯のタイミングを制御するための発光タイミング信号が、タイミングコントローラ２２から励起用光源制御回路３４に出力される。

タイミングコントローラ２２は、シャッタ３８によって参照光を通過させる時に励起用光源３１Ｆを消灯させ、励起用光源３１Ｆを発光させる時にシャッタ３８によって参照光を遮光するようにシャッタタイミング信号、及び発光タイミング信号を出力する。

内視鏡５０の構成および機能は、第１の実施形態と同じである。撮像素子５３において、参照光が照射している間の撮像動作により参照画像信号が生成され、励起光が照射している間の撮像動作により蛍光画像信号が生成される。

参照画像信号または蛍光画像信号が画像処理ユニット４００に送られることも、第１の実施形態と同様である。画像処理ユニット４００に前段信号処理回路４１、後段信号処理回路４２、輝度検出回路４３、及びスイッチ４５が設けられることは、第１の実施形態と同じである。本実施形態では、静止画像用メモリ４４の代わりに、２画像表示用メモリ４６が設けられている点で、第１の実施形態と異なる。

第１の実施形態と同様に、参照画像信号または蛍光画像信号は前段信号処理回路４１においてデジタル信号に変換され、さらに所定の信号処理が行われる。また、撮像した画像の受光量が検出され、受光量が光量調整のために用いられることも第１の実施形態と同様である。

また、第１の実施形態と同様に、所定の信号処理が施された参照画像信号または蛍光画像信号は、２画像表示用メモリ４６およびスイッチ４５の第１の入力端４５ｉｎ１に出力される。

２画像表示用メモリ４６は静止画像用メモリ４４と異なり、４つのフィールドの画像信号を格納する第１〜第４の領域が設けられる。連続して送られる画像信号は、タイミングコントローラ２２の制御により第１〜第４の領域に格納される。

２画像表示用メモリ４６は、スイッチ４５の第２の入力端４５ｉｎ２に接続される。いずれの領域に格納されている画像信号を第２の入力端４５ｉｎ２に出力させるかについては、タイミングコントローラ２２によって制御される。

第１の実施形態と同様に、スイッチ４５を切替えることによって、第１、第２の入力端４５ｉｎ１、４５ｉｎ２いずれか一方から、画像信号が出力端４５ｏｕｔを介して後段信号処理回路４２に出力される。

なお、光源ユニット３００からの参照光または励起光の照射方法の違いにより、スイッチ４５および２画像表示用メモリ４６において行なわれる動作が異なる。第１の実施形態と同様に参照光または励起光の一方が連続して照射される場合は、第１の実施形態と同様の動作が行なわれる。

すなわち、スコープボタン５７によって静止画を表示する操作が行われるときは、システムコントローラ２１によってタイミングコントローラ２２が駆動される。タイミングコントローラ２２が駆動されることによって、２画像表示用メモリ４６への新たな画像信号の格納が停止される。同時に、タイミングコントローラ２２によりスイッチ４５が第２の入力端４５ｉｎ２側に切り替えられ、２画像表示用メモリ４６に格納された１フィールドの画像信号が後段信号処理回路４２に送られる。

また、スコープボタン５７によって動画を表示する操作が行われるときは、タイミングコントローラ２２によって、２画像表示用メモリ４６への新たな画像信号の格納が行なわれる。同時に、タイミングコントローラ２２によりスイッチ４５が第１の入力端４５ｉｎ１側に切替えられる。第１の入力端４５ｉｎ１側に切替えられることにより、前段信号処理回路４１からリアルタイムの画像信号が後段信号処理回路４２に送られる。

１フィールドの画像信号が生成されるたびに参照光と励起光とを連続的に切替えながら被写体に照射する場合の、スイッチ４５と２画像表示用メモリ４６の動作について説明する。この場合、スイッチ４５は常に第２の入力端４５ｉｎ２側に切替えられる。

本実施形態では第１の実施形態と異なり、静止画および動画ともに、参照画像と蛍光画像との２画像をモニタ６０に表示することが可能である。なお、参照画像または蛍光画像のいずれか一方のみをモニタ６０に表示することも可能である。

動画を２画像表示する場合の参照光と励起光の照射、および２画像表示メモリ４６への書込みと読出しなどのタイミングについて、図５のタイミングチャートを用いて説明する。

タイミングコントローラ２２から、周期的にＨＩＧＨ（タイミングｔ１、ｔ５参照）とＬＯＷ（タイミングｔ４、ｔ８参照）とが繰返される方形波であるフレーム信号およびフィールド信号が、励起用光源制御回路３４、シャッタ駆動回路３９、撮像素子駆動回路２３、２画像表示用メモリ４６、および後段信号処理回路４２に送られる。

なお、フレーム信号がＨＩＧＨまたはＬＯＷである期間は、フィールド信号がＨＩＧＨまたはＬＯＷである期間の２倍の長さに設定される。また、フレーム信号がＨＩＧＨになると同時にフィールド信号がＨＩＧＨに切替わり、フレーム信号がＨＩＧＨである間にフィールド信号は一旦ＬＯＷに切替わり、フレーム信号がＬＯＷになると同時にフィールド信号は再度ＨＩＧＨに切替わるようにタイミングが調整されている。

フィールド信号のＨＩＧＨの期間（タイミングｔ１、ｔ３、ｔ５参照）において、シャッタ駆動回路３９による参照光を通過させるためのシャッタ３８の駆動、及び励起用光源制御回路３４による励起用光源３１Ｆの消灯によって参照光のみが被写体に照射される。また、この期間に撮像素子５３により参照画像信号（ＷＬ１、ＷＬ３、ＷＬ５、…）が生成される。

一方、フィールド信号のＬＯＷの期間（タイミングｔ２、ｔ４、ｔ６参照）において、励起用光源制御回路３４による励起用光源３１Ｆの発光、及びシャッタ駆動回路３９による参照光を遮光させるためのシャッタ３８の駆動によって励起光のみが照射される。また、この期間に撮像素子５３により蛍光画像信号（ＦＬ２、ＦＬ４、ＦＬ６、…）が生成される。

フィールド信号、フレーム信号がともにＨＩＧＨの期間（タイミングｔ１、ｔ５参照）に生成された参照画像信号は、２画像表示用メモリ４６の第１の領域に格納される。フィールド信号がＨＩＧＨの期間であってフレーム信号がＬＯＷの期間（タイミングｔ３、ｔ７参照）に生成された参照画像信号は、第３の領域に格納される。

フィールド信号がＬＯＷの期間であってフレーム信号がＨＩＧＨの期間（タイミングｔ２、ｔ６参照）に生成された蛍光画像信号は、第２の領域に格納される。フィールド信号、フレーム信号がともにＬＯＷの期間（タイミングｔ４、ｔ８参照）には第４の領域に格納される。

フレーム信号がＨＩＧＨの期間に２画像表示用メモリ４６に格納された参照画像信号と蛍光画像信号とは、フレーム信号がその次にＬＯＷとなる期間にスイッチ４５を介して後段信号処理回路４２に出力される。

例えば、タイミングｔ２の後にフレーム信号がＬＯＷである期間（タイミングｔ３、ｔ４）に、２画像表示用メモリ４６の第１、第２の領域に格納された参照画像信号ＷＬ１と蛍光画像信号ＦＬ２とが、後段信号処理回路４２に出力される。

また、同様にタイミングｔ４の後にフレーム信号がＨＩＧＨである期間（タイミングｔ５、ｔ６）に、２画像表示用メモリ４６の第３、第４の領域に格納された参照画像信号ＷＬ３と蛍光画像信号ＦＬ４とが、後段信号処理回路４２に出力される。

後段信号処理回路４２では、第１の実施形態と同様の所定の信号処理に加えて、モニタ６０の表示画面の第１の領域Ａ１に参照画像を、第２の領域Ａ２に蛍光画像を表示（図６参照）させるための縮小や、領域の割付などの信号処理が行われる。

参照画像または蛍光画像の一方の動画を表示する場合、表示する画像に相当する画像信号のみを２画像表示用メモリ４６に格納または出力を行えばよい。

例えば、参照画像の１画面表示する場合は、図７のタイミングチャートに示すように、蛍光画像信号の２画像表示用メモリ４６への格納が停止される（タイミングｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８参照）。したがって、２画像表示用メモリ４６から参照画像信号のみが出力され、モニタ６０には参照画像のみが表示される。

または、図８のタイミングチャートに示すように、蛍光画像信号を２画像表示用メモリ４６に格納（タイミングｔ２、ｔ４、ｔ６、ｔ８参照）させた後、蛍光画像信号の出力のみが停止される。したがって、２画像表示用メモリ４６から参照画像信号のみが出力され、モニタ６０には参照画像のみが表示される。

蛍光画像の１画面表示は、参照画像信号の２画像表示用メモリ４６への格納の停止、または参照画像信号の出力を停止させることにより実行される。

参照画像と蛍光画像の２画像を静止画で表示する場合は、動画表示に切替えられるまで、単一の参照画像信号と蛍光画像信号が２画像表示用メモリ４６から出力される（図９参照）。また、静止画表示に切替えた後、２画像表示用メモリ４６への参照画像信号および蛍光画像信号の格納は停止される。

なお、フィールド信号は、励起用光源制御回路３４及びシャッタ駆動回路３９にそれぞれ入力される前述のシャッタタイミング信号及び発光タイミング信号に相当する。

第１の実施形態と同様に、前段信号処理回路４１において所定の信号処理が施された画像信号は、輝度検出回路４３にも出力される。輝度検出回路４３において参照画像信号および蛍光画像信号に基づいて参照画像および蛍光画像の輝度が検出されることは、第１の実施形態と同様である。

第１の実施形態と同様に、参照画像および蛍光画像の輝度はシステムコントローラ２１に送られる。参照光または励起光を連続して照射している場合、第１の実施形態と同様に蛍光画像の輝度に基づいて発光させる光源の切替の判別が行なわれる。一方、１フィールドの撮像ごとに照射する光を切替える場合、蛍光画像の輝度に基づいてモニタ６０に表示する画像の切替についての判別が行なわれる。

１フィールドの撮像ごとに照射する光を切替える場合の画像の切替について説明する。画像の切替の判別は、蛍光画像を１画像表示させているときのみ行なわれる。このときの蛍光画像の輝度が、システムコントローラ２１において前述の所定の閾値と比較される。

蛍光画像の輝度が所定の閾値未満である場合に、システムコントローラ２１はタイミングコントローラ２２を制御して、参照画像と蛍光画像の２画像をモニタ６０に表示させる。システムコントローラ２１が参照画像信号の２画像表示用メモリ４６への格納を実行させ、後段信号処理回路４２へ参照画像信号と蛍光画像信号とを出力させることにより、２画像表示が実行される。

なお、参照画像が表示されるように切替えられた後、蛍光画像の輝度が再び所定の閾値を超えるときに、蛍光画像の１画像表示に自動的に戻すことも可能である。元の画像表示に戻すためには、参照画像信号の後段信号処理回路４２への出力を停止させ、蛍光画像信号の後段信号処理回路４２への出力を行えばよい。

本実施形態において、１フィールド毎に照射する光を切替える場合の、動画像表示の切替の処理について、図１０のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ２００において、自動切替の設定を０にリセットする。なお、自動切換の設定とは、後述するように蛍光画像の１画像表示を強制的に切替えるか否かについての設定であり、０が切替不要、１が切替要の設定である。

ステップＳ２０１において、画像表示の設定が、参照画像表示、蛍光画像表示、または２画像の表示のいずれであるかを検出する。すなわち、スコープボタン５７の操作によって参照画像表示、蛍光画像表示、または２画像表示のいずれに設定されているかを検出する。

ステップＳ２０２では、画像表示の設定が参照画像表示であるか否か判別する。参照画像表示である場合は、ステップＳ２０３で参照画像信号を２画像表示用メモリ４６に格納して、後段信号処理回路４２に出力する。参照画像信号が出力され、モニタ６０には参照画像が１画像で表示される。

ステップＳ２０２において、画像表示の設定が参照画像表示で無い場合は、ステップＳ２０４に進む。ステップＳ２０４では、画像表示の設定が蛍光画像表示であるか否か確認する。蛍光画像表示である場合は、ステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５では、自動切換の設定が０であるか否かを確認する。０である場合は、ステップＳ２０６で蛍光画像信号を２画像表示用メモリ４６に格納して、後段信号処理回路４２に出力する。蛍光画像信号が出力され、モニタ６０には蛍光画像が１画像で表示される。

ステップＳ２０４で画像表示の設定が蛍光画像表示で無い、すなわち２画像表示の設定である場合、またはステップＳ２０５で自動切替の設定が１である場合は、ステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７において、参照画像信号および蛍光画像信号を２画像表示用メモリ４６に格納して、後段信号処理回路４２に出力する。参照画像信号および蛍光画像信号が出力され、モニタ６０には参照画像と蛍光画像との２画像が表示される。

ステップＳ２０３、ステップＳ２０６、またはステップＳ２０７における処理の終了後、ステップＳ２０８に進む。ステップＳ２０８では、蛍光画像の輝度が所定の閾値を下回るか否かの判別を行なう。

蛍光画像の輝度が所定の閾値を上回る場合はステップＳ２０９に進み、自動切替を０に設定する。一方、蛍光画像の輝度が所定の閾値を下回る場合はステップＳ２１０に進み、自動切換えを１に設定する。

ステップＳ２０９、またはステップＳ２１０の処理の終了後、ステップＳ２１１に進む。ステップＳ２１１では、観察が終了しているかの確認をする。観察が終了していない場合は、ステップＳ２０１に戻る。観察が終了するまで、ステップＳ２０１〜ステップＳ２１１の処理を実行する。ステップＳ２１１で観察が終了している場合、本処理は終了する。

以上のような構成の第２の実施形態を適用した内視鏡プロセッサ２００によれば、モニタ６０に蛍光画像を表示しているときであって蛍光画像が視認できなくなる場合に、モニタ６０に自動的に蛍光画像と参照画像の２画像が表示される。

したがって、第１の実施形態と同様に、蛍光画像が視認不可能になると自動的に参照画像が表示されるので、使用者にとって煩雑な操作を減らすことが出来る。その結果、内視鏡による観察や処置などが迅速に行なわれ、治験者への負担が軽減される。また、本実施形態によれば、参照画像と蛍光画像の２画像を同時にモニタ６０に表示することが可能になる。

また、本実施形態によれば、参照画像を表示しているときも励起光を照射して蛍光画像信号が生成され蛍光画像の輝度が検出できるので、参照画像の表示に切替えた後でも元の蛍光画像のみの表示に自動的に戻すことが可能である。出血が止まるなどにより、再び蛍光画像を視認出来るようになると自動的に蛍光画像に切替わるので、使用者の煩雑な操作を軽減させることが可能である。

なお、第１、第２の実施形態において、作成されたヒストグラムに基づいて輝度の平均値を求め、撮像した画素の輝度として所定の閾値と比較する構成であるが、平均値でなくてもよい。例えば、最大値でもよく、所定の閾値と比べることにより画像をモニタで視認可能かを判別させる値に加工されたものであればどのようなものであってもよい。

また、第２の実施形態において、蛍光画像の輝度が所定の閾値未満である場合に参照画像と蛍光画像の２画像をモニタ６０に表示させているが、参照画像のみをモニタ６０に表示させてもよい。

システムコントローラ２１が蛍光画像信号の後段信号処理回路４２への出力を停止させ、参照画像信号の２画像表示用メモリ４６への格納および後段信号処理回路４２への出力を行わせることにより、参照画像のみのモニタ６０への表示が実行される。

また、第２の実施形態において、蛍光画像の表示から２画像表示に切替えるための所定の閾値と、２画像表示から蛍光画像の表示に戻すための所定の閾値は同じ値であるが、別々の値に設定されていてもよい。

また、本実施形態を適用した内視鏡プロセッサは、光源ユニットを内蔵する汎用の内視鏡プロセッサ、または外部の光源ユニットに接続可能な汎用の内視鏡プロセッサに表示画像の自動切換えを行う画像切替プログラムを読込ませて構成することも可能である。

本発明の第１の実施形態を適用した内視鏡プロセッサを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。 第１の実施形態における動画像表示の切替処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態を適用した内視鏡プロセッサを有する内視鏡システムの内部構成を概略的に示すブロック図である。 シャッタの正面図である。 ２画像表示を行うときに内視鏡プロセッサにより行なわれる動作のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。 モニタに参照画像と蛍光画像の２画像を表示している状態を示す図である。 参照画像のみの１画像表示をするときに内視鏡プロセッサにより行なわれる動作のタイミングを説明するための第１のタイミングチャートである。 参照画像のみの１画像表示をするときに内視鏡プロセッサにより行なわれる動作のタイミングを説明するための第２のタイミングチャートである。 静止画を表示するときに内視鏡プロセッサにより行なわれる動作のタイミングを説明するためのタイミングチャートである。 第２の実施形態における画像表示の切替処理を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０ 内視鏡システム
２０、２００ 内視鏡プロセッサ
２１ システムコントローラ
２２ タイミングコントローラ
３０、３００ 光源ユニット
３１Ｒ 参照用光源
３１Ｆ 励起用光源
３３ 参照用光源電源回路
３４ 励起用光源制御回路
３８ シャッタ
３９ シャッタ駆動回路
４０、４００ 画像処理ユニット
４３ 輝度検出回路
４４ 静止画像用メモリ
４６ ２画像表示用メモリ
５０ 内視鏡
５３ 撮像素子
５７ スコープボタン
６０ モニタ

Claims (5)

1. 生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光、または被写体を照明するための参照光が照射される前記被写体を撮像する撮像手段を有する電子内視鏡から、前記撮像手段が生成する画像信号を取得する画像信号取得手段と、
   前記励起光を照射するときに生成される蛍光画像信号に基づいて、前記蛍光画像信号に相当する蛍光画像の輝度を検出する輝度検出手段と、
   前記蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回るか否かを判別する判別手段と、
   前記蛍光画像の輝度が前記第１の閾値を下回ると判別される場合に、前記被写体像を表示する表示手段に、前記参照光を照射するときに生成される参照画像信号に相当する参照画像を表示させる画像切替手段と、
   前記励起光または前記参照光を前記被写体に照射するための光源ユニットに、前記励起光および前記参照光を連続的に切替えながら前記被写体に照射させる光源制御手段とを備え、
   前記光源制御手段が前記被写体に前記励起光および前記参照光を連続的に切替えながら前記光源ユニットに照射させることにより、前記画像取得手段に前記撮像素子が連続的に交互に生成する前記蛍光画像信号と前記参照画像信号を取得させ、
   前記画像切替手段は、前記蛍光画像のみが前記撮像手段に生成されている画像として前記表示手段に表示されている状態において、前記蛍光画像の輝度が前記第１の閾値を下回ると判別される場合に、前記表示手段に前記参照画像を前記蛍光画像とともにあるいは単独で表示させ、
   前記画像切替手段は、前記表示手段に前記参照画像を表示させるように切替えた後に、前記蛍光画像の輝度が第２の閾値を超えると判別される場合に、前記表示手段に前記蛍光画像のみを前記撮像手段に生成されている画像として表示させる
   ことを特徴とする内視鏡プロセッサ。
2. 前記画像切替手段は、前記励起光または前記参照光を前記被写体に照射するための光源ユニットの動作を制御する光源制御手段を有し、
   前記光源制御手段は、前記光源ユニットに前記励起光のみを連続的に前記被写体に照射させている状態で、前記蛍光画像の輝度が前記第１の閾値を下回ると判別される場合に、前記光源ユニットに前記参照光を前記被写体に照射するように制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡プロセッサ。
3. 前記輝度検出手段は前記蛍光画像を形成する複数の領域の輝度に基づいてヒストグラムを作成し、前記判別手段は前記複数の領域の輝度の最大値または平均値を前記蛍光画像の輝度として判別を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内視鏡プロセッサ。
4. 生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光、または被写体を照明するための参照光が照射される前記被写体を撮像する撮像手段を有する電子内視鏡から、前記撮像手段が生成する画像信号を取得する画像信号取得手段と、
   前記励起光を照射するときに生成される蛍光画像信号に基づいて、前記蛍光画像信号に相当する蛍光画像の輝度を検出する輝度検出手段と、
   前記蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回るか否かを判別する判別手段と、
   前記蛍光画像の輝度が前記第１の閾値を下回ると判別される場合に、前記被写体像を表示する表示手段に、前記参照光を照射するときに生成される参照画像信号に相当する参照画像を表示させる画像切替手段と、
   前記励起光または前記参照光を前記被写体に照射するための光源ユニットに、前記励起光および前記参照光を連続的に切替えながら前記被写体に照射させる光源制御手段として内視鏡プロセッサを機能させ、
   前記光源制御手段が前記被写体に前記励起光および前記参照光を連続的に切替えながら前記光源ユニットに照射させることにより、前記画像取得手段に前記撮像素子が連続的に交互に生成する前記蛍光画像信号と前記参照画像信号を取得させ、
   前記画像切替手段は、前記蛍光画像のみが前記撮像手段に生成されている画像として前記表示手段に表示されている状態において、前記蛍光画像の輝度が前記第１の閾値を下回ると判別される場合に、前記表示手段に前記参照画像を前記蛍光画像とともにあるいは単独で表示させ、
   前記画像切替手段は、前記表示手段に前記参照画像を表示させるように切替えた後に、前記蛍光画像の輝度が第２の閾値を超えると判別される場合に、前記表示手段に前記蛍光画像のみを前記撮像手段に生成されている画像として表示させる
   ことを特徴とする画像切替プログラム。
5. 生体組織に照射すると蛍光を発光させる励起光、または被写体を照明するための参照光を被写体に照射する光源ユニットと、
   前記励起光または前記参照光が照射される前記被写体を撮像して画像信号を生成する電子内視鏡と、
   前記電子内視鏡が撮像した前記被写体像を表示するためのモニタと、
   前記励起光を照射するときに前記電子内視鏡に生成される蛍光画像信号に基づいて、前記蛍光画像信号に相当する蛍光画像の輝度を検出する輝度検出手段と、
   前記蛍光画像の輝度が第１の閾値を下回るか否かを判別する判別手段と、
   前記蛍光画像の輝度が前記第１の閾値を下回ると判別される場合に、前記モニタに、前記参照光を照射するときに生成される参照画像信号に相当する参照画像を表示させる画像切替手段と、
   前記励起光または前記参照光を前記被写体に照射するための光源ユニットに、前記励起光および前記参照光を連続的に切替えながら前記被写体に照射させる光源制御手段とを備え、
   前記光源制御手段が前記被写体に前記励起光および前記参照光を連続的に切替えながら前記光源ユニットに照射させることにより、前記画像取得手段に前記撮像素子が連続的に交互に生成する前記蛍光画像信号と前記参照画像信号を取得させ、
   前記画像切替手段は、前記蛍光画像のみが前記撮像手段に生成されている画像として前記表示手段に表示されている状態において、前記蛍光画像の輝度が前記第１の閾値を下回ると判別される場合に、前記表示手段に前記参照画像を前記蛍光画像とともにあるいは単独で表示させ、
   前記画像切替手段は、前記表示手段に前記参照画像を表示させるように切替えた後に、前記蛍光画像の輝度が第２の閾値を超えると判別される場合に、前記表示手段に前記蛍光画像のみを前記撮像手段に生成されている画像として表示させる
   ことを特徴とする蛍光内視鏡システム。

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