JP5616304B2 - 電子内視鏡システム及び電子内視鏡システムの作動方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、血管中のヘモグロビンの吸光度は波長によって著しく変化する(図3参照)など様々な要因によって、血管深さに関する情報と酸素飽和度に関する情報の両方を同時に取得したり、血液量に関する情報と酸素飽和度に関する情報の両方を同時に取得することは容易ではない。
また、本発明の電子内視鏡システムは、互いに異なる波長帯域を持ち且つ血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する第1及び第2の照明光と、第1及び第2の照明光の比較に利用される参照光である第3の照明光とを、被写体組織に向けて発する照明手段と、第1及び第3の照明光間の第1光量比と第2及び第3の照明光間の第2光量比とが、予め定められた標準状態時の光量比となるように制御する光量制御手段と、第1〜第3の照明光が照射された被写体組織を撮像素子で撮像することによって第1〜第3撮像信号を取得する信号取得手段と、第1及び第3撮像信号間の第1輝度比と、第2及び第3撮像信号間の第2輝度比に基づいて、血液量と酸素飽和度を求める血管情報取得手段とを備えていることを特徴とする。
また、本発明の電子内視鏡システムの作動方法は、照明手段が、互いに異なる波長帯域を持ち且つ血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する第1及び第2の照明光と、第1及び第2の照明光の比較に利用される参照光である第3の照明光とを発するステップと、光源制御手段が、第1及び第3の照明光間の第1光量比と第2及び第3の照明光間の第2光量比とが、予め定められた標準状態時の光量比となるように制御するステップと、信号取得手段が、被写体組織を撮像素子で撮像することによって第1〜第3撮像信号を取得するステップと、血管情報取得手段が、第1及び第3撮像信号間の第1輝度比と、第2及び第3撮像信号間の第2輝度比に基づいて、血液量と酸素飽和度を求めるステップとを有することを特徴とする。
・波長470nm近辺(例えば、中心波長470nm±10nmの青色の波長領域)では酸素飽和度の変化に応じて吸光係数が大きく変化する。
・540〜580nmの緑色の波長範囲で平均すると、酸素飽和度の影響を受けにくい。
・590〜700nmの赤色の波長範囲では、酸素飽和度によって一見吸光係数が大きく変化するように見えるが、吸光係数の値自体が非常に小さいので、結果的に酸素飽和度の影響を受けにくい。
14 モニタ
30 広帯域光源
33b〜35b 光量検出部
33〜35 第1〜第3狭帯域光源
41 光量比モニタリング部
42,124,260 光量制御部
44 CCD
55 DSP
55b 光量値対応付け部
62 血管深さ−酸素飽和度算出部
120 白色光光源ユニット
121 青色狭帯域光源
123,250 モニタリング部
162 血液量−酸素飽和度算出部
230 白色光源
236,336 半導体光源ユニット
402 基準被写体
Claims (13)
- 互いに異なる波長帯域を持ち且つ血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する第1及び第2の照明光と、前記第1及び第2の照明光の比較に利用される参照光である第3の照明光とを、被写体組織に向けて発する照明手段と、
前記第1及び第3の照明光間の第1光量比と前記第2及び第3の照明光間の第2光量比とが、予め定められた標準状態時の光量比となるように制御する光量制御手段と、
前記第1〜第3の照明光が照射された被写体組織を撮像素子で撮像することによって第1〜第3撮像信号を取得する信号取得手段と、
前記第1及び第3撮像信号間の第1輝度比と、前記第2及び第3撮像信号間の第2輝度比に基づいて、血管深さと酸素飽和度を求める血管情報取得手段とを備えていることを特徴とする電子内視鏡システム。 - 互いに異なる波長帯域を持ち且つ血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する第1及び第2の照明光と、前記第1及び第2の照明光の比較に利用される参照光である第3の照明光とを、被写体組織に向けて発する照明手段と、
前記第1及び第3の照明光間の第1光量比と前記第2及び第3の照明光間の第2光量比とが、予め定められた標準状態時の光量比となるように制御する光量制御手段と、
前記第1〜第3の照明光が照射された被写体組織を撮像素子で撮像することによって第1〜第3撮像信号を取得する信号取得手段と、
前記第1及び第3撮像信号間の第1輝度比と、前記第2及び第3撮像信号間の第2輝度比に基づいて、血液量と酸素飽和度を求める血管情報取得手段とを備えていることを特徴とする電子内視鏡システム。 - 前記第1〜第3の照明光の光量を検出する光量検出手段を備え、
前記光量制御手段は、前記光量検出手段が検出した光量に基づいて、前記第1光量比と前記第2光量比とが前記標準状態時の光量比となるように、前記第1〜第3の照明光の光量を制御することを特徴とする請求項1または2記載の電子内視鏡システム。 - 前記第1及び第2の照明光は青色の波長帯域を持つことを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項記載の電子内視鏡システム。
- 前記第1及び第2の照明光の少なくとも一方は、中心波長が450nm以下であることを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項記載の電子内視鏡システム。
- 前記第1及び第2の照明光のそれぞれの波長帯域は、還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンのそれぞれの吸光スペクトルにおいて、それぞれの吸光度の大小関係が逆転していることを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項記載の電子内視鏡システム。
- 前記第1の照明光の波長帯域は440±10nmであり、前記第2の照明光の波長帯域は470±10nmであることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項記載の電子内視鏡システム。
- 前記光量検出手段が検出した第1〜第3の照明光の光量と前記第1〜第3撮像信号とを対応付けて記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項3記載の電子内視鏡システム。
- 反射スペクトルが既知の基準被写体と、
前記第1〜第3の照明光が照射された基準被写体を撮像素子で撮像することによって第1〜第3較正用撮像信号を取得する較正用撮像信号取得手段と、
前記第1光量比に対応する、前記第1及び第3較正用撮像信号の第1撮像信号比と、前記第2光量比に対応する、前記第2及び第3較正用撮像信号の第2撮像信号比とに基づいて算出され、それぞれに対応する所定の標準撮像信号比とのずれ量を記憶するずれ量記憶手段とを備え、
前記光量制御部は、前記第1光量比及び第2光量比の代わりに、前記ずれ量に基づいて、前記第1〜第3の照明光の光量を制御することを特徴とする請求項1ないし7いずれか1項記載の電子内視鏡システム。 - 前記第1〜第3の照明光は半導体光源によって生成することを特徴とする請求項1ないし9いずれか1項記載の電子内視鏡システム。
- 前記第1〜第3の照明光のうち、前記第1及び第2の照明光の少なくとも一方については半導体光源によって生成し、その他の照明光については広帯域光を帯域制限手段で波長分離することによって生成することを特徴とする請求項1ないし9いずれか1項記載の電子内視鏡システム。
- 照明手段が、互いに異なる波長帯域を持ち且つ血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する第1及び第2の照明光と、前記第1及び第2の照明光の比較に利用される参照光である第3の照明光とを発するステップと、
光源制御手段が、前記第1及び第3の照明光間の第1光量比と前記第2及び第3の照明光間の第2光量比とが、予め定められた標準状態時の光量比となるように制御するステップと、
信号取得手段が、被写体組織を撮像素子で撮像することによって第1〜第3撮像信号を取得するステップと、
血管情報取得手段が、前記第1及び第3撮像信号間の第1輝度比と、前記第2及び第3撮像信号間の第2輝度比に基づいて、血管深さと酸素飽和度を求めるステップとを有することを特徴とする電子内視鏡システムの作動方法。 - 照明手段が、互いに異なる波長帯域を持ち且つ血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する第1及び第2の照明光と、前記第1及び第2の照明光の比較に利用される参照光である第3の照明光とを発するステップと、
光源制御手段が、前記第1及び第3の照明光間の第1光量比と前記第2及び第3の照明光間の第2光量比とが、予め定められた標準状態時の光量比となるように制御するステップと、
信号取得手段が、被写体組織を撮像素子で撮像することによって第1〜第3撮像信号を取得するステップと、
血管情報取得手段が、前記第1及び第3撮像信号間の第1輝度比と、前記第2及び第3撮像信号間の第2輝度比に基づいて、血液量と酸素飽和度を求めるステップとを有することを特徴とする電子内視鏡システムの作動方法。
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