JP5752423B2 - 分光計測システムおよび分光計測システムの作動方法 - Google Patents
分光計測システムおよび分光計測システムの作動方法 Download PDFInfo
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k1、k2、・・・、およびmは重み係数であり、重回帰分析ではこれらの重み係数を最小二乗法等により求める。より詳しくは、反射スペクトル算出部80で求めた反射スペクトルS(実測値)と、回帰式を演算して求めた反射スペクトルS(演算値)の差の二乗平均が最小となるよう、実測値と演算値の差の二乗平均を重み係数で微分して0と置いた連立方程式を解いて求める。重回帰分析部81は、求めた重み係数を含む回帰式のデータを評価・判定部82に出力する。なお、吸収スペクトルは反射スペクトルの強度を逆転させたものであり実質的に同じ光特性を表すため、反射スペクトルSの回帰式を各物質の吸収スペクトルに重み係数を掛けて合算したものと置いて差し支えない。
10、100 電子内視鏡
11 プロセッサ装置
12 光源装置
13 挿入部
17 先端
18 送気・送水ボタン
19 モニタ
33 送気・送水ノズル
35 CCD
36 ライトガイド
40、45、70 CPU
46 ROM
49 画像処理回路
61 特殊観察用光源
68 波長可変素子
80 反射スペクトル算出部
81 重回帰分析部
82 評価・判定部
83 除去部
84 血管情報取得部
90 吸収スペクトルテーブル
105 選択リスト
Claims (24)
- 被検体の被観察部位に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から発せられた光の被観察部位からの反射光の反射スペクトルを取得する反射スペクトル取得手段と、
前記反射スペクトル取得手段で取得された反射スペクトルと、被観察部位に存在する、観察対象となる関心物質およびそれ以外の非関心物質の吸収スペクトルとを比較することにより、非関心物質の光吸収による反射スペクトルへの寄与分を算出する寄与分算出手段と、
前記寄与分算出手段で算出された寄与分を前記反射スペクトル取得手段で取得された反射スペクトルから取り除く寄与分除去手段と、
前記寄与分除去手段で寄与分が取り除かれた反射スペクトルに基づき、関心物質の情報を取得する情報取得手段と、
前記情報取得手段で取得された関心物質の情報を表示する表示手段とを備え、
被観察部位に非関心物質が存在する状態の反射スペクトルと、非関心物質が存在しない状態の反射スペクトルを前記反射スペクトル取得手段で取得し、非関心物質が存在する状態で取得した反射スペクトルから、存在しない状態で取得した反射スペクトルを減算することで非関心物質の吸収スペクトルを求めることを特徴とする分光計測システム。 - 前記寄与分算出手段で算出された寄与分から、非関心物質の光吸収による反射スペクトルへの寄与の度合いを評価し、評価結果に応じて前記寄与分除去手段で寄与分を取り除くか否かを判定する評価・判定手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の分光計測システム。
- 前記照射手段は、異なる複数の波長帯域の光を被観察部位に照射することを特徴とする請求項1または2に記載の分光計測システム。
- 前記反射スペクトル取得手段は、被観察部位からの反射光を異なる波長帯域に分光して受光することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の分光計測システム。
- 前記照射手段は、ブロードな波長帯域の白色光を被観察部位に照射し、
前記反射スペクトル取得手段は、白色光の被観察部位からの反射光を異なる複数の波長帯域に分光して受光することを特徴とする請求項1または2に記載の分光計測システム。 - 前記照射手段または前記反射スペクトル取得手段は、透過光の波長帯域が可変する波長可変素子を有することを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載の分光計測システム。
- 前記寄与分算出手段は、反射スペクトルを目的変数、関心物質および非関心物質の吸収スペクトルを説明変数として重回帰分析を行い、これにより得られた非関心物質の吸収スペクトルの重み係数を該吸収スペクトルに乗算したものを寄与分として算出することを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の分光計測システム。
- 前記寄与分算出手段は、反射スペクトルを目的変数、関心物質および非関心物質の吸収スペクトルを説明変数として重回帰分析を行い、これにより得られた非関心物質の吸収スペクトルの重み係数を該吸収スペクトルに乗算したものを寄与分として算出し、
前記評価・判定手段は、重回帰分析で得られた非関心物質の吸収スペクトルの重み係数、または重回帰分析の有意性を判断するための統計量の少なくともいずれかを用いて前記寄与分算出手段で算出された寄与分の反射スペクトルへの寄与の度合いを評価することを特徴とする請求項2、または請求項2を引用する請求項3ないし6のいずれか1項に記載の分光計測システム。 - 関心物質または非関心物質の少なくとも一つの吸収スペクトルを予め記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の分光計測システム。
- 被観察部位に流体を吹き付ける、または非関心物質を吸引することにより被観察部位から非関心物質を取り除く非関心物質除去手段を備えることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の分光計測システム。
- 前記非関心物質除去手段は、内視鏡に備え付けの送気・送水機能であることを特徴とする請求項10に記載の分光計測システム。
- 前記照射手段は、光源と、
前記光源から発せられた光を被観察部位に向けて導光する照明光学系とを有することを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の分光計測システム。 - 前記照明光学系は、内視鏡の挿入部に配され、前記光源から発せられた光を挿入部の先端に導光するライトガイドを含むことを特徴とする請求項12に記載の分光計測システム。
- 前記反射スペクトル取得手段は、被観察部位からの反射光を取り込む対物光学系と、
前記対物光学系で取り込まれた反射光を撮像して撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子から出力された撮像信号に基づき反射スペクトルを求める反射スペクトル算出手段とを有することを特徴とする請求項1ないし13のいずれかに記載の分光計測システム。 - 前記対物光学系および前記撮像素子は、内視鏡の挿入部の先端に配されることを特徴とする請求項14に記載の分光計測システム。
- 前記反射スペクトル算出手段は、前記撮像素子の各画素の感度、および前記照射手段からの光の強度に応じた補正係数を、前記撮像信号に乗算することで、波長帯域による前記感度と前記強度の違いを補正することを特徴とする請求項14または15に記載の分光計測システム。
- 前記表示手段は、前記寄与分除去手段で寄与分が取り除かれた反射スペクトルに基づいた関心物質の情報と、寄与分を取り除く前の反射スペクトルに基づいた関心物質の情報を同時表示することを特徴とする請求項1ないし16のいずれかに記載の分光計測システム。
- 前記表示手段は、被観察部位に非関心物質が存在する状態で取得した反射スペクトルに基づいた関心物質の情報と、存在しない状態で取得した反射スペクトルに基づいた関心物質の情報を同時または経時表示することを特徴とする請求項1ないし17のいずれかに記載の分光計測システム。
- 前記表示手段は、非関心物質の存在の有無、または前記寄与分算出手段で算出された寄与分の反射スペクトルへの寄与の度合いを表示することを特徴とする請求項1ないし18のいずれかに記載の分光計測システム。
- 関心物質と非関心物質の設定を切り替える設定変更手段を備えることを特徴とする請求項1ないし19のいずれかに記載の分光計測システム。
- 関心物質は被観察部位内の血管中の血液、または血液を構成する成分の少なくともいずれかであり、前記情報取得部は血管に関する情報を取得することを特徴とする請求項1ないし20のいずれかに記載の分光計測システム。
- 請求項14を引用する請求項21に記載の分光計測システムにおいて、
前記反射スペクトル算出手段は、血管領域の前記撮像信号に対してのみ前記反射スペクトルを求めることを特徴とする分光計測システム。 - 非関心物質は被検体からの分泌物、または染色物質の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項1ないし22のいずれかに記載の分光計測システム。
- 照射手段と、反射スペクトル取得手段と、寄与分算出手段と、寄与分除去手段と、情報取得手段と、表示手段とを備える分光計測システムの作動方法であって、
前記照射手段により、被検体の被観察部位に照射する光を発生する光発生ステップと、
前記反射スペクトル取得手段により、前記光発生ステップで発せられた光の被観察部位からの反射光の反射スペクトルを取得する反射スペクトル取得ステップと、
前記寄与分算出手段により、前記反射スペクトル取得ステップで取得された反射スペクトルと、
被観察部位に存在する、観察対象となる関心物質およびそれ以外の非関心物質の吸収スペクトルとを比較することにより、非関心物質の光吸収による反射スペクトルへの寄与分を算出する寄与分算出ステップと、
前記寄与分除去手段により、前記寄与分算出ステップで算出された寄与分を前記反射スペクトル取得ステップで取得された反射スペクトルから取り除く寄与分除去ステップと、
前記情報取得手段により、前記寄与分除去ステップで寄与分が取り除かれた反射スペクトルに基づき、関心物質の情報を取得する情報取得ステップと、
前記表示手段により、前記情報取得ステップで取得された関心物質の情報を表示する表示ステップとを備え、
被観察部位に非関心物質が存在する状態の反射スペクトルと、非関心物質が存在しない状態の反射スペクトルを前記反射スペクトル取得ステップで取得し、非関心物質が存在する状態で取得した反射スペクトルから、存在しない状態で取得した反射スペクトルを減算することで非関心物質の吸収スペクトルを求めることを特徴とする分光計測システムの作動方法。
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