JP5789345B2 - Endoscope system - Google Patents

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Description

本発明は、生体組織上における血管を強調して観察する内視鏡システムに関する。   The present invention relates to an endoscope system that emphasizes and observes blood vessels on a living tissue.

近年の医療においては、内視鏡装置を用いた診断等が広く行われている。この内視鏡診断では、被検体内の照明光として広帯域光の白色光を用いる通常光観察の他、特定波長の狭帯域光を照明光として用いた特殊光観察も行われるようになってきている。   In recent medical treatments, diagnosis using an endoscope apparatus is widely performed. In this endoscopic diagnosis, special light observation using narrow-band light of a specific wavelength as illumination light has been performed in addition to normal light observation using broadband white light as illumination light in a subject. Yes.

特殊光観察としては、青色波長域と緑色波長域において血中ヘモグロビンの吸光係数が高い波長域に制限した狭帯域光を被写体組織に照射することにより、被写体組織における表層血管と中深層血管を強調表示する血管強調観察がある。この血管強調観察では、表層血管等の強調表示で血管パターンを明瞭化することによって、ガンか否かの鑑別や、ガンの生体組織深さ方向への深達度の診断を行い易くしている。   For special light observation, the surface and middle-deep blood vessels in the subject tissue are emphasized by irradiating the subject tissue with narrow-band light limited to the wavelength region where the absorption coefficient of blood hemoglobin is high in the blue and green wavelength regions. There is blood vessel enhancement observation to display. In this blood vessel enhancement observation, the blood vessel pattern is clarified by highlighting the superficial blood vessels, etc., so that it is easy to distinguish between cancer and diagnosis of the depth of cancer in the depth direction of the living tissue. .

血管強調観察で使用する狭帯域光は、これまで、キセノンランプ等の広帯域光をバンドパスフィルタで狭帯域化した光が用いられてきたが、近年では、特許文献1に示すように、複数のレーザ光源から発せられる複数波長のレーザ光を混色させた光も用いられつつある。この特許文献1では、中心波長405nmの第1レーザ光と中心波長445nmの第2レーザ光の2つのレーザ光と、第2レーザ光を波長変換した緑色〜赤色の蛍光とを混色させた光を用い、第1レーザ光と第2レーザ光の光量比を調整することによって、所定深さの血管を強調する血管強調観察を行っている。   As the narrowband light used in the blood vessel enhancement observation, light obtained by narrowing a broadband light such as a xenon lamp with a bandpass filter has been used so far. Light mixed with laser light having a plurality of wavelengths emitted from a laser light source is also being used. In this Patent Document 1, light obtained by mixing two laser beams, a first laser beam having a center wavelength of 405 nm and a second laser beam having a center wavelength of 445 nm, and green to red fluorescence obtained by wavelength conversion of the second laser beam is used. By using the first laser beam and the second laser beam, the blood vessel enhancement observation is performed to emphasize the blood vessel of a predetermined depth by adjusting the light amount ratio between the first laser beam and the second laser beam.

特開2011−10998号公報JP 2011-10998 A

特許文献1では、第1及び第2レーザ光の他、広帯域波長の蛍光も組み合わせて照射しているため、キセノン光を狭帯域化した光のみを用いる場合と比較して、極めて明るい状態で血管強調観察が可能となる。しかしながら、レーザ光は蛍光と比較して高輝度であるため、生体組織における様々な変化を捉えやすくなっている。例えば、レーザ光として、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数の大小関係の入れ替わりがない波長域(即ち、酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の大小関係が常に同じである波長域)にあるものを使用した場合には、血中ヘモグロビンの酸素飽和度の変化によって、血管パターンの見え方が大きく異なるようになる。このように血管パターンの見え方が変わってしまうと、ガンの鑑別や深達度診断を確実に行うことができないことが起こり得る。即ち、血管パターンの見え方について、ロバスト性を保つことができないことがある。   In Patent Document 1, since the first and second laser beams are also irradiated in combination with the fluorescent light having a broad band wavelength, the blood vessel is in a very bright state as compared with the case where only the light having a narrow band of xenon light is used. Emphasis observation is possible. However, since the laser light has higher luminance than fluorescence, it is easy to capture various changes in the living tissue. For example, a laser beam having a wavelength range in which the magnitude relationship between the absorption coefficients of oxyhemoglobin and reduced hemoglobin is not switched (that is, a wavelength range in which the magnitude relationship between the absorption coefficients of oxidized and reduced hemoglobin is always the same) is used. In some cases, the appearance of the blood vessel pattern varies greatly depending on the change in the oxygen saturation of blood hemoglobin. If the appearance of the blood vessel pattern changes in this way, it may happen that cancer differentiation and depth of diagnosis cannot be performed reliably. That is, there are cases where robustness cannot be maintained with respect to the appearance of the blood vessel pattern.

本発明は、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に変化が生じても、血管パターンの見え方を変化させない内視鏡システムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an endoscope system that does not change the appearance of a blood vessel pattern even when the oxygen saturation of blood hemoglobin changes.

本発明の内視鏡システムは、第1照明光を発する第1半導体光源と、第1照明光の波長との間に酸化、還元ヘモグロビンの等吸収波長を挟んでいる第2照明光を発する第2半導体光源と、第1照明光と前記第2照明光とを、1フレーム期間内において、同一の照明窓から被写体組織に同時照射する光源制御部と、第1照明光と第2照明光で照明された前記被写体組織からの戻り光を撮像する補色系カラー撮像手段と、補色系カラー撮像手段により得られた画像信号に基づいて、血管強調画像を生成する画像生成手段とを備え、血管強調画像は、画像生成手段によって、被写体組織の血管が疑似カラー表示されており、又は、被写体組織又は血管強調画像の少なくとも一方は、血管とそれ以外の部分との血管コントラストがコントラスト調整手段によって調整されていることを特徴とする。 The endoscope system of the present invention emits second illumination light that sandwiches an isosbestic wavelength of oxidized and reduced hemoglobin between a first semiconductor light source that emits first illumination light and the wavelength of the first illumination light. 2 a semiconductor light source, a light source control unit that simultaneously irradiates a subject tissue from the same illumination window with the first illumination light and the second illumination light within one frame period, and the first illumination light and the second illumination light. Complementary color image pickup means for picking up the return light from the illuminated subject tissue, and image generation means for generating a blood vessel enhancement image based on an image signal obtained by the complementary color image pickup means, and blood vessel enhancement In the image, the blood vessel of the subject tissue is displayed in a pseudo color by the image generating means, or in at least one of the subject tissue or the blood vessel-enhanced image, the blood vessel contrast between the blood vessel and the other part is a contrast adjusting hand. Characterized in that it is adjusted by.

血管強調画像を表示する特殊モードを含む複数モード間の切替を行うためのモード切替部を備え、第1照明光と第2照明光の光量比は、特殊モードと特殊モード以外のモードで異なっていることが好ましい。   A mode switching unit for switching between a plurality of modes including a special mode for displaying a blood vessel-enhanced image is provided, and a light amount ratio between the first illumination light and the second illumination light is different in a mode other than the special mode and the special mode. Preferably it is.

コントラスト調整手段は、第1照明光及び第2照明光の光量比の調整によって、血管コントラストを調整する光量比調整部であることが好ましい。コントラスト調整手段は、血管強調画像を濃淡変換処理することにより、血管コントラストを調整する濃淡変換処理部であることが好ましい。   The contrast adjusting means is preferably a light amount ratio adjusting unit that adjusts the blood vessel contrast by adjusting the light amount ratio between the first illumination light and the second illumination light. The contrast adjusting means is preferably a density conversion processing unit that adjusts the blood vessel contrast by performing density conversion processing on the blood vessel emphasized image.

第1照明光と第2照明光は、酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値が同じであることが好ましい。第1照明光及び第2照明光と波長が異なり、且つ第2照明光と同様の吸光特性を有する第3照明光を被写体組織に照射する第3半導体光源を備え、第1照明光の波長域における酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値Dxは、第2照明光の波長域における酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値Dy1と第3照明光の波長域における酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値Dy2を加えたものに略等しいことが好ましい。   It is preferable that the first illumination light and the second illumination light have the same absolute value of the difference in extinction coefficient between oxidized and reduced hemoglobin. A wavelength range of the first illumination light includes a third semiconductor light source that irradiates the subject tissue with third illumination light having a wavelength different from that of the first illumination light and the second illumination light and having the same light absorption characteristics as the second illumination light. The absolute value Dx of the difference in the extinction coefficient between the oxidized and reduced hemoglobin in the wavelength range of the second illumination light is the absolute value Dy1 of the difference in the extinction coefficient of the oxidized and reduced hemoglobin and the oxidized and reduced hemoglobin in the wavelength range of the third illumination light. It is preferably substantially equal to the sum of the absolute values Dy2 of the difference in extinction coefficients.

本発明によれば、各波長の間に酸化、還元ヘモグロビンの等吸収波長を挟んでいる第1及び第2照明光で被写体組織を照明するとともに、被写体組織又は被写体組織の撮像で得られた血管強調画像の少なくとも一方において、血管とそれ以外の部分との血管コントラストを調整しているため、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に変化が生じても、血管パターンの見え方が変化することがない(即ち、血管の見え方に関してロバスト性を保持することができる。)   According to the present invention, the subject tissue is illuminated with the first and second illumination light sandwiching the equal absorption wavelength of oxidized and deoxyhemoglobin between the wavelengths, and the blood vessel obtained by imaging the subject tissue or the subject tissue. Since the blood vessel contrast between the blood vessel and the other portion is adjusted in at least one of the emphasized images, the appearance of the blood vessel pattern does not change even if the oxygen saturation of blood hemoglobin changes ( That is, robustness can be maintained with respect to the appearance of blood vessels.)

内視鏡システムの外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of an endoscope system. 内視鏡システムの機能的構成を示す図である。It is a figure which shows the functional structure of an endoscope system. 通常モード時の発光パターンを示す図である。It is a figure which shows the light emission pattern at the time of normal mode. 酸化ヘモグロビンHbO2と還元ヘモグロビンHbの吸光係数を示すグラフである。It is a graph which shows the extinction coefficient of oxygenated hemoglobin HbO2 and reduced hemoglobin Hb. 第1特殊モードにおける酸素飽和度(StO2)100%、50%、0%のときの画像を示す図である。It is a figure which shows an image in the case of oxygen saturation (StO2) 100%, 50%, and 0% in 1st special mode. AEが作動した場合の血管コントラストを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the blood vessel contrast when AE act | operates. 第2特殊モード時の発光パターンを示す図である。It is a figure which shows the light emission pattern at the time of 2nd special mode. 第2特殊モードにおける酸素飽和度(StO2)100%、50%、0%のときの画像を示す図である。It is a figure which shows an image in the case of oxygen saturation (StO2) 100%, 50%, and 0% in 2nd special mode. 第3特殊モード時の発光パターンを示す図である。It is a figure which shows the light emission pattern at the time of 3rd special mode. 第3特殊モードにおける酸素飽和度(StO2)100%、50%、0%のときの画像を示す図である。It is a figure which shows an image in the case of oxygen saturation (StO2) 100%, 50%, and 0% in a 3rd special mode. 酸素飽和度モード時の発光パターンを示す図である。It is a figure which shows the light emission pattern at the time of oxygen saturation mode. 酸素飽和度モードにおける酸素飽和度(StO2)100%、50%、0%のときの画像を示す図である。It is a figure which shows an image in oxygen saturation (StO2) 100%, 50%, and 0% in oxygen saturation mode. CCDのB、G、Rのカラーフィルタの透過特性を示すグラフである。It is a graph which shows the permeation | transmission characteristic of the color filter of B, G, R of CCD. 通常モード時におけるCCDの撮像制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the imaging control of CCD in the normal mode. 第1〜第3特殊モード及び酸素飽和度モードにおけるCCDの撮像制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the imaging control of CCD in the 1st-3rd special mode and oxygen saturation mode. 特殊画像生成部の各部を示す図である。It is a figure which shows each part of a special image generation part. 血管コントラストを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the blood vessel contrast. 第2特殊モードにおける基準コントラストを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reference | standard contrast in a 2nd special mode. 第3特殊モードにおける基準コントラストを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reference | standard contrast in a 3rd special mode. 光量比微調整を説明するための図である。It is a figure for demonstrating light quantity ratio fine adjustment. 濃淡変換処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a light / dark conversion process. 第2特殊モードの一連の流れを表すフローチャートである。It is a flowchart showing a series of flows in the second special mode. 3波長の狭帯域光を使用した場合の血管強調を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the blood vessel emphasis at the time of using 3 wavelength narrow-band light.

図1に示すように、内視鏡システム10は、被検体内を撮像する電子内視鏡11と、電子内視鏡11で撮像した画像に各種画像処理を施すプロセッサ装置12と、被検体を照明する光を電子内視鏡11に供給する光源装置13と、プロセッサ装置12で各種画像処理が施された画像を表示するモニタ14とを備えている。   As shown in FIG. 1, an endoscope system 10 includes an electronic endoscope 11 that images an inside of a subject, a processor device 12 that performs various image processing on an image captured by the electronic endoscope 11, and a subject. A light source device 13 that supplies light to be radiated to the electronic endoscope 11 and a monitor 14 that displays an image subjected to various image processes by the processor device 12 are provided.

電子内視鏡11は、被検体内に挿入される可撓性の挿入部16と、挿入部16の基端部分に設けられた操作部17と、操作部17とプロセッサ装置12及び光源装置13との間を連結するユニバーサルコード18とを備えている。挿入部16の先端には、複数の湾曲駒を連結した湾曲部19が形成されている。湾曲部19は、操作部17のアングルノブ21を操作することにより、上下左右方向に湾曲動作する。湾曲部19の先端には、体腔内撮影用の光学系等を内蔵した先端部16aが設けられている。先端部16aは、湾曲部19の湾曲動作によって被検体内の所望の方向に向けられる。   The electronic endoscope 11 includes a flexible insertion portion 16 to be inserted into a subject, an operation portion 17 provided at a proximal end portion of the insertion portion 16, an operation portion 17, a processor device 12, and a light source device 13. And a universal cord 18 for connecting the two. A bending portion 19 in which a plurality of bending pieces are connected is formed at the distal end of the insertion portion 16. The bending portion 19 is bent in the vertical and horizontal directions by operating the angle knob 21 of the operation portion 17. At the distal end of the bending portion 19, a distal end portion 16a incorporating an optical system for in-vivo imaging is provided. The distal end portion 16 a is directed in a desired direction within the subject by the bending operation of the bending portion 19.

また、操作部17には、各種モードに切り替えるためのモード切替SW15が設けられている。各種モードとしては、広帯域の白色光で照明された被検体を観察するための通常モードと、血中ヘモグロビンの酸素飽和度の変化によらず一定の血管コントラスト(血管と粘膜のコントラスト)で観察するための第1特殊モードと、生体組織上の血管を疑似カラー表示して強調するための第2特殊モードと、被検体の明るさを保った状態で生体組織上の血管を強調するための第3特殊モードと、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を観察するための酸素飽和度モードの合計4つのモードがある。   Further, the operation unit 17 is provided with a mode switching SW 15 for switching to various modes. Various modes include normal mode for observing a subject illuminated with broadband white light, and observation with a constant blood vessel contrast (blood vessel and mucous membrane contrast) regardless of changes in oxygen saturation of blood hemoglobin. A first special mode for enhancing a blood vessel on the living tissue, a second special mode for emphasizing the blood vessel on the living tissue by pseudo color display, and a second mode for enhancing the blood vessel on the living tissue while maintaining the brightness of the subject. There are a total of four modes: three special modes and an oxygen saturation mode for observing the oxygen saturation of blood hemoglobin.

ユニバーサルコード18には、プロセッサ装置12および光源装置13側にコネクタ24が取り付けられている。コネクタ24は、通信用コネクタと光源用コネクタからなる複合タイプのコネクタであり、電子内視鏡11は、このコネクタ24を介して、プロセッサ装置12および光源装置13に着脱自在に接続される。   A connector 24 is attached to the universal cord 18 on the processor device 12 and the light source device 13 side. The connector 24 is a composite type connector including a communication connector and a light source connector, and the electronic endoscope 11 is detachably connected to the processor device 12 and the light source device 13 via the connector 24.

図2に示すように、光源装置13は、レーザ光源LD1、LD2と、蛍光体30と、第1光ファイバ32と、第2光ファイバ33と、レーザ光源LD1、LD2の駆動を制御する光源制御部35を備えている。レーザ光源LD1、LD2はレーザーダイオードなどの半導体光源で構成される。レーザ光源LD1は445nm±10nmの青色狭帯域光BN1を発し、レーザ光源LD2は405±10nmの青色狭帯域光BN2を発する。青色狭帯域光BN1は、レーザ光源LD1と第1光ファイバ32との間に設けられた蛍光体30に照射され、青色狭帯域光BN2は、集光レンズ33aを介して、第2光ファイバ33に入射する。なお、半導体光源として、レーザ光源LD1,2に代えて、LED(Light Emitting Diode)を用いてもよい。   As shown in FIG. 2, the light source device 13 is a light source control that controls the driving of the laser light sources LD1 and LD2, the phosphor 30, the first optical fiber 32, the second optical fiber 33, and the laser light sources LD1 and LD2. A portion 35 is provided. The laser light sources LD1 and LD2 are constituted by semiconductor light sources such as laser diodes. The laser light source LD1 emits blue narrow band light BN1 of 445 nm ± 10 nm, and the laser light source LD2 emits blue narrow band light BN2 of 405 ± 10 nm. The blue narrow band light BN1 is applied to the phosphor 30 provided between the laser light source LD1 and the first optical fiber 32, and the blue narrow band light BN2 is passed through the condensing lens 33a. Is incident on. As a semiconductor light source, an LED (Light Emitting Diode) may be used instead of the laser light sources LD1 and LD2.

蛍光体30は、複数種の蛍光物質(例えばYAG系蛍光物質、或いはBAM(BaMgAl1017)等の蛍光物質)を含有している。蛍光体30では、レーザ光源LD1からの青色狭帯域光のうち、大部分が複数の蛍光物質で吸収されて緑色〜赤色(460〜700nm)の蛍光FLを励起発光し、残りはそのまま透過する。したがって、蛍光体30からは、青色狭帯域光BNと蛍光FLとが混色した白色光Wが発せられる。この白色光Wは、集光レンズ32aを介して、第1光ファイバ32に入射する。 The phosphor 30 contains a plurality of types of fluorescent materials (for example, YAG-based fluorescent materials or fluorescent materials such as BAM (BaMgAl 10 O 17 )). In the phosphor 30, most of the blue narrow-band light from the laser light source LD1 is absorbed by a plurality of fluorescent materials to excite and emit green to red (460 to 700 nm) fluorescence FL, and the rest is transmitted as it is. Therefore, the phosphor 30 emits white light W in which the blue narrow band light BN and the fluorescence FL are mixed. The white light W is incident on the first optical fiber 32 through the condenser lens 32a.

第1光ファイバ32と第2光ファイバ33は、カプラ36によって、電子内視鏡内のライトガイド43と接続されている。これにより、第1光ファイバ32からの白色光Wと第2光ファイバ33からの青色狭帯域光BN2とが、選択的にまたは同時にライトガイド43に入射する。   The first optical fiber 32 and the second optical fiber 33 are connected to a light guide 43 in the electronic endoscope by a coupler 36. As a result, the white light W from the first optical fiber 32 and the blue narrow-band light BN2 from the second optical fiber 33 are incident on the light guide 43 selectively or simultaneously.

光源制御部35はプロセッサ装置内のコントローラー59に接続されており、モードに応じて、レーザ光源LD1、LD2のON(点灯)、OFF(消灯)と各レーザ光源の光量を制御する。通常モードに設定されている場合には、レーザ光源LD1のみが常時ONにされる。これにより、図3に示すように、被検体には白色光Wのみが常時照射される。   The light source control unit 35 is connected to a controller 59 in the processor device, and controls the light amounts of the laser light sources LD1 and LD2 to be turned on (turned on) and off (lighted off) according to the mode. When the normal mode is set, only the laser light source LD1 is always turned on. Thereby, as shown in FIG. 3, only the white light W is always irradiated to the subject.

一方、第1〜第3特殊モード及び酸素飽和度モードに設定されている場合には、レーザ光源LD1、LD2がONにされる。これにより、図6A、図7A、図8に示すように、白色光W(青色狭帯域光BN1+蛍光FL)及び青色狭帯域光BN2の混色光が、被検体に照射される。青色狭帯域光BN1と青色狭帯域光BN2の光量比は、各モード別に予め定められており、これら各モードの光量比は光源制御部内の光量比記憶部35aに記憶されている。   On the other hand, when the first to third special modes and the oxygen saturation mode are set, the laser light sources LD1 and LD2 are turned on. As a result, as shown in FIGS. 6A, 7A, and 8, the subject is irradiated with mixed light of white light W (blue narrowband light BN1 + fluorescence FL) and blue narrowband light BN2. The light quantity ratio between the blue narrow band light BN1 and the blue narrow band light BN2 is predetermined for each mode, and the light quantity ratio of each mode is stored in the light quantity ratio storage unit 35a in the light source control unit.

第1特殊モードに設定されている場合には、所定の第1光量比で青色狭帯域光BN1、BN2が発光される。この第1光量比で発光したときには、図4に示すように、中心波長405nmの青色狭帯域光BN2を含む、酸化ヘモグロビンHbO2の吸光係数が還元ヘモグロビンHbの吸光係数よりも大きい波長域の光(第1異吸収波長の光)と、中心波長445nmの青色狭帯域光BN1を含む、還元ヘモグロビンHbの吸光係数が酸化ヘモグロビンHbO2の吸光係数よりも大きい光(第2異吸収波長の光)とが、それぞれ略同じ光量で被検体に照射される。なお、青色狭帯域光BN1、BN2の各波長域の間には、酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数が同じ等吸収波長を挟んでいる。   When the first special mode is set, the blue narrow band lights BN1 and BN2 are emitted at a predetermined first light quantity ratio. When light is emitted at this first light quantity ratio, as shown in FIG. 4, light having a wavelength range including the blue narrow-band light BN2 having a center wavelength of 405 nm and having a larger extinction coefficient of oxidized hemoglobin HbO2 than the extinction coefficient of reduced hemoglobin Hb ( Light having a first different absorption wavelength) and light having a light absorption coefficient of reduced hemoglobin Hb that includes blue narrow-band light BN1 having a central wavelength of 445 nm (light having a second different absorption wavelength) that is greater than that of oxidized hemoglobin HbO2. The object is irradiated with substantially the same amount of light. It should be noted that an isosbestic wavelength having the same extinction coefficient of oxidized and reduced hemoglobin is sandwiched between the wavelength bands of the blue narrow band lights BN1 and BN2.

この第1特殊モードの場合には、図5Aに示すように、酸素飽和度100%のとき、50%、0%のいずれ場合においても、血管と粘膜の血管コントラストは同じである。即ち、第1特殊モードにおいては、酸素飽和度StO2の変化によらず、同じ血管コントラストで血管を観察することができる。この血管コントラストは、AE(Auto Exposure)が作動して全体光量(青色狭帯域光BN1、BN2と蛍光FLの総光量)が変化した場合であっても、変化しない。   In the case of the first special mode, as shown in FIG. 5A, when the oxygen saturation is 100%, the blood vessel and the mucosa have the same blood vessel contrast in both cases of 50% and 0%. That is, in the first special mode, blood vessels can be observed with the same blood vessel contrast regardless of the change in the oxygen saturation StO2. This blood vessel contrast does not change even when AE (Auto Exposure) is activated and the total light amount (the total light amount of the blue narrow-band light BN1, BN2 and the fluorescence FL) changes.

例えば、図5Bに示すように、電子内視鏡の先端部16aを被写体組織に接近させて全体的に明るくなった(近景状態)場合には、全体光量を小さくするAEが行われる。このとき、血管の明るさはAEにより暗くなるものの、これに合わせて粘膜の明るさも暗くなっているため、血管コントラストはAEの前後で変化しない。これは、第1〜第3特殊モード及び酸素飽和度モードにおいても同様である。なお、図5においては、血管と粘膜の輝度値については10段階評価し、「10」が一番明るく、「10」から「1」にかけて徐々に暗くなり、「1」が一番暗いことを示している。以下においても、同様に表記する。   For example, as shown in FIG. 5B, when the distal end portion 16a of the electronic endoscope is brought close to the subject tissue and becomes bright overall (in the foreground state), AE for reducing the total light amount is performed. At this time, although the brightness of the blood vessel is darkened by AE, the brightness of the mucous membrane is also darkened accordingly, so that the blood vessel contrast does not change before and after AE. The same applies to the first to third special modes and the oxygen saturation mode. In FIG. 5, the luminance values of blood vessels and mucous membranes are evaluated in 10 levels. “10” is the brightest, “10” to “1” gradually becomes dark, and “1” is the darkest. Show. The same applies to the following.

第2特殊モードに設定されている場合には、図6Aに示すように、青色狭帯域光BN2の光量L2が青色狭帯域光BN1の光量L1よりも大きい第2光量比で、各狭帯域光が発光される。この場合には、中心波長405nmの青色狭帯域光BN1を含む第1異吸収波長の光(HbO2>Hb)の光量が、第2異吸収波長の光(Hb>HbO2)の光量よりも大きくなる。したがって、図6Bに示すように、酸素飽和度100%、50%、0%と低酸素状態となるにつれて、血管の明るさが明るくなるため(AEが作動していないことを前提)、血管コントラストも変化する。この血管コントラストの変化は、光量比微調整部62又は濃淡変換処理部63により補正される。   When the second special mode is set, as shown in FIG. 6A, each narrowband light has a second light quantity ratio in which the light quantity L2 of the blue narrowband light BN2 is larger than the light quantity L1 of the blue narrowband light BN1. Is emitted. In this case, the light amount of the first different absorption wavelength light (HbO2> Hb) including the blue narrow band light BN1 having the center wavelength of 405 nm is larger than the light amount of the second different absorption wavelength light (Hb> HbO2). . Therefore, as shown in FIG. 6B, the blood vessel brightness becomes brighter as the oxygen saturation becomes 100%, 50%, and 0% (assuming that the AE is not activated), so that the blood vessel contrast is increased. Also changes. This change in blood vessel contrast is corrected by the light amount ratio fine adjustment unit 62 or the light / dark conversion processing unit 63.

第3特殊モードに設定されている場合には、図7Aに示すように、青色狭帯域光BN1の光量L1が青色狭帯域光BN2の光量L2よりも大きい第3光量比で、各狭帯域光が発光される。この場合には、中心波長445nmの青色狭帯域光BN1を含む第2異吸収波長の光(Hb>HbO2)の全体光量が、第1異吸収波長の光(HbO2>Hb)の全体光量よりも大きくなる。したがって、図7Bに示すように、酸素飽和度100%、50%、0%と低酸素状態となるにつれて、血管の明るさが暗くなるため(AEが作動していないことを前提)、血管コントラストも変化する。この血管コントラストの変化は、第2特殊モードと同様、光量比微調整部62又は濃淡変換処理部63により補正される。   When the third special mode is set, as shown in FIG. 7A, each narrowband light has a third light quantity ratio in which the light quantity L1 of the blue narrowband light BN1 is larger than the light quantity L2 of the blue narrowband light BN2. Is emitted. In this case, the total amount of light of the second different absorption wavelength (Hb> HbO2) including the blue narrow band light BN1 having the center wavelength of 445 nm is larger than the total amount of light of the first different absorption wavelength light (HbO2> Hb). growing. Therefore, as shown in FIG. 7B, as the oxygen saturation becomes 100%, 50%, 0% and the hypoxic state, the brightness of the blood vessel becomes darker (assuming that the AE is not activated), and thus the blood vessel contrast. Also changes. This change in blood vessel contrast is corrected by the light amount ratio fine adjustment unit 62 or the density conversion processing unit 63 as in the second special mode.

酸素飽和度モードに設定されている場合には、図8Aに示すように、青色狭帯域光BN2の光量L2が青色狭帯域光BN1の光量L1よりもかなり大きい酸素飽和度用光量比で、各狭帯域光が発光される。この場合には、中心波長405nmの青色狭帯域光BN2を含む第1異吸収波長の光(HbO2>Hb)の全体光量が、第2異吸収波長の光(Hb>HbO2)の全体光量よりも、かなり大きくなる。したがって、図8Bに示すように、酸素飽和度100%、50%、0%と低酸素状態となるにつれて、血管の明るさが、大きく変化するため(AEが作動していないことを前提)。酸素飽和度モードでは、その血管の明るさの変化を用いて、酸素飽和度画像の変化を画像化する。   When the oxygen saturation mode is set, as shown in FIG. 8A, the light amount L2 of the blue narrow band light BN2 is substantially larger than the light amount L1 of the blue narrow band light BN1, Narrow band light is emitted. In this case, the total amount of light of the first different absorption wavelength (HbO2> Hb) including the blue narrow band light BN2 having the center wavelength of 405 nm is larger than the total amount of light of the second different absorption wavelength (Hb> HbO2). , Get pretty big. Therefore, as shown in FIG. 8B, the blood vessel brightness changes greatly as the oxygen saturation level becomes 100%, 50%, and 0% (assuming that AE is not activated). In the oxygen saturation mode, changes in the oxygen saturation image are imaged using changes in the brightness of the blood vessels.

図2に示すように、電子内視鏡11は、ライトガイド43、CCD44、アナログ処理回路45(AFE:Analog Front End)、撮像制御部46を備えている。ライトガイド43は大口径光ファイバ、バンドルファイバなどであり、入射端が光源装置13に接続されており、出射端が照射レンズ48に向けられている。ライトガイド43内で導光された光は、照射レンズ48及び照明窓49を通して、被検体内に照射される。   As shown in FIG. 2, the electronic endoscope 11 includes a light guide 43, a CCD 44, an analog processing circuit 45 (AFE: Analog Front End), and an imaging control unit 46. The light guide 43 is a large-diameter optical fiber, a bundle fiber, or the like, the incident end is connected to the light source device 13, and the emission end is directed to the irradiation lens 48. The light guided in the light guide 43 is irradiated into the subject through the irradiation lens 48 and the illumination window 49.

観察窓50は、被検体からの戻り光を受光する。受光した光は、結像レンズ51を介してCCD44に入射する。CCD44は、結像レンズ51からの光が入射する撮像面44aを有しており、この撮像面44aで受光した光を光電変換して信号電荷を蓄積する。蓄積された信号電荷は撮像信号として読み出され、AFE45に送られる。   The observation window 50 receives return light from the subject. The received light is incident on the CCD 44 through the imaging lens 51. The CCD 44 has an image pickup surface 44a on which light from the imaging lens 51 is incident. The light received by the image pickup surface 44a is photoelectrically converted to accumulate signal charges. The accumulated signal charge is read as an imaging signal and sent to the AFE 45.

CCD44はカラーCCDであり、撮像面44aには、B色のカラーフィルタが設けられたB画素、G色のカラーフィルタが設けられたG画素、R色のカラーフィルターが設けられたR画素の3色の画素が配列されている。これらB色、G色、R色のカラーフィルターは、図9に示す透過曲線52、53、54で示される分光透過率を有している。したがって、B画素は380〜560nmの光を受光し、G画素は450〜630nmの光を受光し、R画素は580〜760nmの光を受光する。なお、CCDに代えて、RGBカラーフィルタが設けられたCMOSを用いてもよい。また、RGBのカラーフィルタに代えて、補色系のCMYのカラーフィルタが設けられたCCD、CMOSを用いてもよい。   The CCD 44 is a color CCD, and on the imaging surface 44a, there are 3 pixels: a B pixel provided with a B color filter, a G pixel provided with a G color filter, and an R pixel provided with an R color filter. Color pixels are arranged. These color filters of B color, G color, and R color have spectral transmittances indicated by transmission curves 52, 53, and 54 shown in FIG. Therefore, the B pixel receives light of 380 to 560 nm, the G pixel receives light of 450 to 630 nm, and the R pixel receives light of 580 to 760 nm. In place of the CCD, a CMOS provided with an RGB color filter may be used. In place of the RGB color filters, a CCD or CMOS provided with complementary CMY color filters may be used.

AFE45は、相関二重サンプリング回路(CDS)、自動ゲイン制御回路(AGC)、及びアナログ/デジタル変換器(A/D)(いずれも図示省略)から構成されている。CDSは、CCD44からの撮像信号に対して相関二重サンプリング処理を施し、CCD44の駆動により生じたノイズを除去する。AGCは、CDSによりノイズが除去された撮像信号を増幅する。A/Dは、AGCで増幅された撮像信号を、所定のビット数のデジタルな撮像信号に変換してプロセッサ装置12に入力する。   The AFE 45 includes a correlated double sampling circuit (CDS), an automatic gain control circuit (AGC), and an analog / digital converter (A / D) (all not shown). The CDS performs correlated double sampling processing on the image pickup signal from the CCD 44 to remove noise generated by driving the CCD 44. The AGC amplifies the imaging signal from which noise has been removed by CDS. The A / D converts the imaging signal amplified by the AGC into a digital imaging signal having a predetermined number of bits and inputs the digital imaging signal to the processor device 12.

撮像制御部46は、プロセッサ装置12内のコントローラー59に接続されており、コントローラー59から指示がなされたときにCCD44に対して駆動信号を送る。CCD44は、撮像制御部46からの駆動信号に基づいて、所定のフレームレートで撮像信号をAFE45に出力する。   The imaging control unit 46 is connected to a controller 59 in the processor device 12, and sends a drive signal to the CCD 44 when an instruction is given from the controller 59. The CCD 44 outputs an imaging signal to the AFE 45 at a predetermined frame rate based on the drive signal from the imaging control unit 46.

通常観察モードに設定されている場合には、図10Aに示すように、1フレーム期間内で、白色光W(青色狭帯域光BN1+蛍光FL)を光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷として読み出すステップとが行なわれる。この撮像制御は、通常観察モードに設定されている間、繰り返し行なわれる。これにより、CCD44のB画素、G画素、R画素からは、撮像信号として、それぞれ青色信号Bc、緑色信号Gc、赤色信号Rcが読み出される。   When the normal observation mode is set, as shown in FIG. 10A, in one frame period, white light W (blue narrowband light BN1 + fluorescence FL) is photoelectrically converted and signal charges are accumulated; A step of reading out the accumulated signal charge is performed. This imaging control is repeatedly performed while the normal observation mode is set. Thereby, from the B pixel, G pixel, and R pixel of the CCD 44, the blue signal Bc, the green signal Gc, and the red signal Rc are read out as the imaging signals, respectively.

一方、第1〜第3特殊モード及び酸素飽和度モードに設定されている場合には、図10Bに示すように、1フレーム期間内で、白色光W(青色狭帯域光BN1+蛍光FL)及び青色狭帯域光BN2の混色光を光電変換して信号電荷を蓄積するステップと、蓄積した信号電荷として読み出すステップとが行なわれる。これにより、CCD44のB画素、G画素、R画素からは、撮像信号として、それぞれ青色信号Bs、緑色信号Gs、赤色信号Rsが読み出される。   On the other hand, when the first to third special modes and the oxygen saturation mode are set, as shown in FIG. 10B, the white light W (blue narrowband light BN1 + fluorescence FL) and the blue light within one frame period. A step of photoelectrically converting the mixed color light of the narrow-band light BN2 to accumulate signal charges and a step of reading out the accumulated signal charges are performed. Thereby, from the B pixel, G pixel, and R pixel of the CCD 44, the blue signal Bs, the green signal Gs, and the red signal Rs are read out as imaging signals, respectively.

図2に示すように、プロセッサ装置12は、通常画像生成部55と、フレームメモリ56と、特殊画像生成部57と、表示制御回路58を備えており、コントローラー59が各部を制御している。通常画像生成部55は、通常モード時に得られる撮像信号Bc、Gc、Rcから、通常画像を作成する。通常画像のB画像、G画像、R画像は、それぞれモニタ14のB、G、Rチャンネルに割り当てられる。なお、通常画像は、モニタ14に表示される前に、フレームメモリ56に一時的に記憶される。   As shown in FIG. 2, the processor device 12 includes a normal image generation unit 55, a frame memory 56, a special image generation unit 57, and a display control circuit 58, and a controller 59 controls each unit. The normal image generation unit 55 generates a normal image from the imaging signals Bc, Gc, and Rc obtained in the normal mode. The B image, the G image, and the R image of the normal image are assigned to the B, G, and R channels of the monitor 14, respectively. The normal image is temporarily stored in the frame memory 56 before being displayed on the monitor 14.

図11に示すように、特殊画像生成部57は、第1〜第3特殊モード時に得た撮像信号から、生体組織上の血管を強調した血管強調画像を生成する血管強調画像生成部60と、酸素飽和度モード時に得た撮像信号から酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像生成部71とを備えている。血管強調画像生成部60は、血管コントラストが基準コントラストと一致しているか否かを判定する血管コントラスト判定部61と、第2及び第3光量比を微調整して血管コントラストを補正する光量比微調整部62と、血管の濃淡を変換して血管コントラストを補正する濃淡変換処理部63と、血管強調画像を生成する画像生成部64とを備えることを特徴とする。   As shown in FIG. 11, the special image generation unit 57 generates a blood vessel enhancement image generation unit 60 that generates a blood vessel enhancement image in which blood vessels on a biological tissue are emphasized from the imaging signals obtained in the first to third special modes. An oxygen saturation image generation unit 71 that generates an oxygen saturation image obtained by imaging oxygen saturation from an imaging signal obtained in the oxygen saturation mode. The blood vessel enhancement image generation unit 60 is configured to determine whether or not the blood vessel contrast matches the reference contrast. The blood vessel contrast determination unit 61 corrects the blood vessel contrast by finely adjusting the second and third light amount ratios. It is characterized by comprising an adjustment unit 62, a density conversion processing unit 63 that converts the density of blood vessels and corrects the blood vessel contrast, and an image generation unit 64 that generates a blood vessel emphasized image.

血管コントラスト判定部61は、第2及び第3特殊モード時に得た青色信号BsとGsに基づいて、青色信号Bsと緑色信号Gsの輝度比を示すB/G比画像を生成する。このB/G比画像において、B/G比が一定範囲内にある画素領域を粘膜と特定し、B/G比が一定範囲外にある画素領域を血管と特定する。血管と粘膜が特定されたら、図12に示すように、血管の輝度値Xと粘膜の輝度値Yの比(X:Y)を、血管コントラストとして算出する。そして、算出した血管コントラストが、基準コントラストに達しているか否かを判定する。   The blood vessel contrast determination unit 61 generates a B / G ratio image indicating the luminance ratio between the blue signal Bs and the green signal Gs based on the blue signals Bs and Gs obtained in the second and third special modes. In this B / G ratio image, a pixel region having a B / G ratio within a certain range is identified as a mucous membrane, and a pixel region having a B / G ratio outside the certain range is identified as a blood vessel. When the blood vessel and the mucous membrane are specified, as shown in FIG. 12, the ratio (X: Y) of the luminance value X of the blood vessel and the luminance value Y of the mucous membrane is calculated as the blood vessel contrast. Then, it is determined whether or not the calculated blood vessel contrast has reached the reference contrast.

基準コントラストは、酸素飽和度100%のときの血管コントラストとする。本実施形態の第2特殊モードでは、酸素飽和度100%のときに血管の明るさは一番暗く、低酸素状態となるほど血管の明るさは明るくなる。そこで、図13Aに示すように、酸素飽和度100%のときの血管の輝度値を「2」、粘膜の輝度値を「8」とした場合には、基準コントラストは「1:4」となる。   The reference contrast is the blood vessel contrast when the oxygen saturation is 100%. In the second special mode of the present embodiment, the brightness of the blood vessel is the darkest when the oxygen saturation is 100%, and the brightness of the blood vessel becomes brighter as the hypoxic state is reached. Therefore, as shown in FIG. 13A, when the blood vessel luminance value at the oxygen saturation of 100% is “2” and the mucosal luminance value is “8”, the reference contrast is “1: 4”. .

一方、第3特殊モードでは、酸素飽和度100%のときに血管の明るさは一番明るく、低酸素状態となるほど血管の明るさは暗くなる。そこで、酸素飽和度100%のときの血管の輝度値を「6」、粘膜の輝度値を「8」とした場合には、図13Bに示すように、基準コントラストは「2:3」となる。なお、動脈が多い部位を観察する場合には、酸素飽和度100%のときの血管コントラストを基準コントラストとすることが好ましが、静脈が多い部位を観察している場合には、酸素飽和度70%のときの血管コントラストを基準コントラストとすることが好ましい。   On the other hand, in the third special mode, the brightness of the blood vessel is the brightest when the oxygen saturation is 100%, and the brightness of the blood vessel becomes darker as the hypoxic state is reached. Therefore, when the blood vessel luminance value is “6” and the mucosal luminance value is “8” when the oxygen saturation is 100%, the reference contrast is “2: 3” as shown in FIG. 13B. . When observing a site with many arteries, it is preferable to use the blood vessel contrast when the oxygen saturation is 100% as the reference contrast. However, when observing a site with many veins, the oxygen saturation The blood vessel contrast at 70% is preferably used as the reference contrast.

光量比微調整部62は、図14に示すように、血管コントラストが基準コントラストに達していない場合に、第2及び第3光量比を微調整して血管コントラストを補正する。第2特殊モードでは、中心波長405nmの青色狭帯域光BN2を含む第1異吸収波長の全体光量が、中心波長445nmの青色狭帯域BN1を含む第2異吸収波長の全体光量よりも大きいため、酸素飽和度の低下により血管の明るさが明るくなると、血管コントラストが基準コントラストに一致しなくなる。   As shown in FIG. 14, the light amount ratio fine adjustment unit 62 finely adjusts the second and third light amount ratios to correct the blood vessel contrast when the blood vessel contrast does not reach the reference contrast. In the second special mode, the total light amount of the first different absorption wavelength including the blue narrow band light BN2 having the center wavelength of 405 nm is larger than the total light amount of the second different absorption wavelength including the blue narrow band BN1 having the center wavelength of 445 nm. When the blood vessel becomes brighter due to a decrease in oxygen saturation, the blood vessel contrast does not match the reference contrast.

そこで、光量比微調整部62は、光源装置の光源制御部35を駆動することによって、青色狭帯域光BN2の光量を下げて第1異吸収波長の光量を下げる一方で、青色狭帯域光BN1の光量を上げて第2異吸収波長の光量を上げる。これにより、第2光量比が微調整されて、血管の明るさが、酸素飽和度100%のときのように、暗くなる。また、この第2光量比の微調整に伴って、粘膜の色調も変化した場合には、粘膜の色調の調整も行う。これにより、血管コントラストが基準コントラストに一致するようになる。なお、第3特殊モードの場合にも、上記と同様の手順で第3光量比の微調整が行われる。   Therefore, the light amount ratio fine adjustment unit 62 drives the light source control unit 35 of the light source device to decrease the light amount of the blue narrow band light BN2 and reduce the light amount of the first different absorption wavelength, while reducing the blue narrow band light BN1. Is increased to increase the amount of light at the second different absorption wavelength. Thereby, the second light quantity ratio is finely adjusted, and the brightness of the blood vessel becomes dark like when the oxygen saturation is 100%. Further, when the color tone of the mucous membrane changes with the fine adjustment of the second light quantity ratio, the color tone of the mucous membrane is also adjusted. As a result, the blood vessel contrast matches the reference contrast. Even in the third special mode, the third light quantity ratio is finely adjusted in the same procedure as described above.

濃淡変換処理部63は、図15に示すように、血管コントラストが基準コントラストに達していない場合に、血管の濃淡を変換して血管コントラストを補正する。第2特殊モードでは、上記のように、酸素飽和度の低下により血管の明るさが明るくなると、血管コントラストが基準コントラストに一致しなくなる。この場合、濃淡変換処理部63は、第2特殊モード時に得た撮像信号から、血管のみが写し出された血管画像と、血管以外の粘膜などが写し出された粘膜画像を生成する。血管画像は、撮像信号の中から、青色信号Bsと緑色信号Gs間の信号比(B/G比)が一定範囲外にある血管領域を抽出して生成する。粘膜画像は、B/G比が一定範囲内にある粘膜領域を抽出して生成する。   As shown in FIG. 15, the light / dark conversion processing unit 63 converts the light / dark of the blood vessel and corrects the blood vessel contrast when the blood vessel contrast does not reach the reference contrast. In the second special mode, as described above, when the brightness of the blood vessel becomes bright due to the decrease in oxygen saturation, the blood vessel contrast does not match the reference contrast. In this case, the light / dark conversion processing unit 63 generates a blood vessel image in which only blood vessels are imaged and a mucosal image in which mucous membranes other than blood vessels are imaged, from the imaging signal obtained in the second special mode. The blood vessel image is generated by extracting a blood vessel region in which the signal ratio (B / G ratio) between the blue signal Bs and the green signal Gs is outside a certain range from the imaging signal. The mucous membrane image is generated by extracting a mucosal region where the B / G ratio is within a certain range.

そして、濃淡変換処理部63は、血管画像に対して、血管の輝度値「4」を酸素飽和度100%のときの輝度値「2」にする濃淡変換処理を施す。そして、この濃淡変換処理を施した血管画像と粘膜画像を合成処理する。これにより、血管コントラストが基準コントラストに一致する画像が得られる。なお、第3特殊モードの場合にも、上記と同様の手順で、濃淡変換処理が行われる。   Then, the light / dark conversion processing unit 63 performs light / dark conversion processing on the blood vessel image to change the blood vessel luminance value “4” to the luminance value “2” when the oxygen saturation is 100%. Then, the blood vessel image and the mucous membrane image subjected to the density conversion process are synthesized. Thereby, an image in which the blood vessel contrast matches the reference contrast is obtained. In the case of the third special mode, the light / dark conversion process is performed in the same procedure as described above.

画像生成部64は、第1特殊モードに設定されている場合には、電子内視鏡11で得られた青色信号Bs、緑色信号Gs、赤色信号Rsに基づいて、第1血管強調画像を生成する。第1血管強調画像のB画像、G画像、R画像は、それぞれモニタ14のB、G、Rチャンネルに割り当てられる。この第1血管強調画像は、図5Aに示すように、酸素飽和度の変化が生じても血管コントラストが一定であるため、血管の見え方が変わらない。なお、第1血管強調画像は、モニタ14に表示される前に、フレームメモリ56に一時的に記憶される。以下の第2、第3血管強調画像についても、同様である。   When the first special mode is set, the image generation unit 64 generates a first blood vessel emphasized image based on the blue signal Bs, the green signal Gs, and the red signal Rs obtained by the electronic endoscope 11. To do. The B image, G image, and R image of the first blood vessel enhanced image are assigned to the B, G, and R channels of the monitor 14, respectively. As shown in FIG. 5A, since the blood vessel contrast is constant in the first blood vessel-enhanced image even when a change in oxygen saturation occurs, the appearance of blood vessels does not change. Note that the first blood vessel emphasized image is temporarily stored in the frame memory 56 before being displayed on the monitor 14. The same applies to the following second and third blood vessel emphasized images.

また、画像生成部64は、第2特殊モードに設定されている場合には、微調整後の第2光量比の下で得られた青色信号Bs、緑色信号Gs、または、濃淡変換処理が施された青色信号Bs、緑色信号Gsに基づいて、第2血管強調画像を生成する。第2血管強調画像のB画像はモニタ14のB、Gチャンネルに割り当てられ、G画像はモニタ14のRチャンネルに割り当てられる。これにより、第2血管強調画像においては、血管を含む全体の被検体像が疑似カラーで表示される。   In addition, when the second special mode is set, the image generation unit 64 performs the blue signal Bs, the green signal Gs, or the light / dark conversion process obtained under the second light amount ratio after fine adjustment. Based on the blue signal Bs and the green signal Gs, the second blood vessel enhanced image is generated. The B image of the second blood vessel enhanced image is assigned to the B and G channels of the monitor 14, and the G image is assigned to the R channel of the monitor 14. Thereby, in the second blood vessel emphasized image, the entire subject image including the blood vessel is displayed in a pseudo color.

また、画像生成部64は、第3特殊モードに設定されている場合には、微調整後の第3光量比の下で得られた青色信号Bs、緑色信号Gs、赤色信号Rs、または、濃淡変換処理が施された青色信号Bs、緑色信号Gs、赤色信号Rsに基づいて、第3血管強調画像を生成する。第3血管強調画像のB画像、G画像、R画像は、それぞれモニタ14のB、G、Rチャンネルに割り当てられる。これにより、第3血管強調画像においては、明るさが一定以上のカラーの生体組織上に、血管像が強調されて表示される。   Further, when the third special mode is set, the image generation unit 64 has the blue signal Bs, the green signal Gs, the red signal Rs, or the light and shade obtained under the third light amount ratio after fine adjustment. A third blood vessel enhanced image is generated based on the blue signal Bs, green signal Gs, and red signal Rs that have been subjected to the conversion process. The B image, G image, and R image of the third blood vessel emphasized image are assigned to the B, G, and R channels of the monitor 14, respectively. As a result, in the third blood vessel enhanced image, the blood vessel image is emphasized and displayed on the biological tissue having a color with a certain brightness or higher.

酸素飽和度画像生成部71は、青色信号Bs、緑色信号Gs、赤色信号Rsと酸素飽和度との相関関係を予め記憶する相関関係記憶部(図示省略)を備えている。この相関関係記憶部から、酸素飽和度モード時に得た青色信号Bs、緑色信号Gs、赤色信号Rsの各画素に対応する酸素飽和度が求められる。この求めた酸素飽和度に基づいて酸素飽和度画像を生成する。なお、酸素飽和度画像としては、酸素飽和度に応じて異なる色を割り当てて表示する完全疑似カラー画像の他、酸素飽和度が一定値を下回る低酸素領域のみ疑似カラー表示し、その他は通常画像と同じ色味で表示する一部疑似カラー画像が考えられる。   The oxygen saturation image generation unit 71 includes a correlation storage unit (not shown) that stores in advance the correlation between the blue signal Bs, the green signal Gs, the red signal Rs, and the oxygen saturation. From this correlation storage unit, the oxygen saturation corresponding to each pixel of the blue signal Bs, the green signal Gs, and the red signal Rs obtained in the oxygen saturation mode is obtained. An oxygen saturation image is generated based on the obtained oxygen saturation. As the oxygen saturation image, in addition to a complete pseudo color image that is displayed by assigning different colors according to the oxygen saturation, only a low oxygen region where the oxygen saturation is below a certain value is displayed in pseudo color, and the other images are normal images. A partial pseudo color image displayed with the same color can be considered.

次に、第2特殊モード時の処理の流れについて、図16のフローチャートを使って説明する。なお、第3特殊モード時についても、第2特殊モードの場合と略同様の手順で行われるため、説明を省略する。第2特殊モードが設定されると、青色狭帯域光BN2の光量が青色狭帯域光BN1の光量よりも大きい第2光量比(405>445)で、青色狭帯域光BN1、BN2、蛍光FLの混色光が被検体に照射される。この被検体をカラーのCCD44で撮像することにより、3色分の青色信号Bs、緑色信号Gs、赤色信号Rsが得られる。   Next, the flow of processing in the second special mode will be described using the flowchart of FIG. In the third special mode, the procedure is substantially the same as that in the second special mode, and a description thereof will be omitted. When the second special mode is set, the blue narrowband light BN2 has a second light quantity ratio (405> 445) in which the light quantity of the blue narrowband light BN2 is larger than the light quantity of the blue narrowband light BN1, and the blue narrowband light BN1, BN2, and the fluorescence FL The mixed color light is irradiated to the subject. By imaging this subject with the color CCD 44, a blue signal Bs, a green signal Gs, and a red signal Rs for three colors are obtained.

これら3色分の青色信号Bs、緑色信号Gs、赤色信号Rsから、血管と粘膜の血管コントラストを検出する。血管コントラストが予め定めた基準コントラストと一致している場合には、青色信号Bs、緑色信号Gs、赤色信号Rsに基づいて第2血管強調画像を生成する。一方、血管コントラストが基準コントラストと一致していない場合には、基準コントラストと一致するように、第2光量比を微調整する。この第2光量比の微調整では、全体光量(青色狭帯域光BN1、BN2、蛍光FLの混色光の総光量)は一定に保持した状態で、青色狭帯域光BN2の光量を小さくする一方で、青色狭帯域光BN1の光量を大きくする。また、第2光量比の微調整で粘膜の色調が変化したときには、色調調整によって、微調整前の粘膜の色調に戻す。そして、第2光量比の微調整後に取得した青色信号Bs、緑色信号Gs、赤色信号Rsに基づいて、第2血管強調画像を生成する。生成された第2血管強調画像はモニタ14に表示される。   The blood vessel contrast between the blood vessel and the mucous membrane is detected from the blue signal Bs, green signal Gs, and red signal Rs for these three colors. When the blood vessel contrast matches a predetermined reference contrast, a second blood vessel enhanced image is generated based on the blue signal Bs, the green signal Gs, and the red signal Rs. On the other hand, when the blood vessel contrast does not match the reference contrast, the second light quantity ratio is finely adjusted so as to match the reference contrast. In this fine adjustment of the second light amount ratio, the total light amount (total light amount of the mixed light of blue narrow band light BN1, BN2 and fluorescence FL) is kept constant while the light amount of blue narrow band light BN2 is reduced. The amount of blue narrow band light BN1 is increased. When the color tone of the mucous membrane is changed by fine adjustment of the second light quantity ratio, the color tone is returned to the color tone of the mucous membrane before fine adjustment. Then, a second blood vessel enhanced image is generated based on the blue signal Bs, the green signal Gs, and the red signal Rs acquired after fine adjustment of the second light quantity ratio. The generated second blood vessel emphasized image is displayed on the monitor 14.

なお、上記実施形態では、第1特殊モードにおいて、等吸収波長を挟む2波長の青色狭帯域光BN1、BN2の光量比を所定値に設定することによって、酸素飽和度StO2の変化によらず、血管コントラストを一定に保持したが、等吸収波長を挟み、且つ酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値が同じ2波長の狭帯域光を使用するか、もしくは、等吸収波長を挟む2波長の狭帯域光に加えて、もう1波長の狭帯域光を追加することによって、血管コントラストを一定にしてもよい。   In the above embodiment, in the first special mode, by setting the light amount ratio of the two wavelengths of blue narrowband light BN1 and BN2 sandwiching the equal absorption wavelength to a predetermined value, regardless of the change in the oxygen saturation StO2, Although the blood vessel contrast is kept constant, use two narrowband light with the same absolute value of the difference between the absorption coefficients of oxidized and reduced hemoglobin with the same absorption wavelength, or with the same absorption wavelength. In addition to the narrowband light, the blood vessel contrast may be made constant by adding another wavelength of narrowband light.

例えば、図17に示すように、互いに酸化、還元ヘモグロビンの吸光特性が異なる2波長S1、S2の狭帯域光を被検体に同時照射する場合、波長S1における酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値Dxが、波長S2における酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値Dy1よりも上回っているため、両者の適切に光量比を設定しないと、酸素飽和度StO2の変化があると、血管コントラストを一定に保持できない。そこで、2波長S1、S2の狭帯域光に加えて、波長S2と同様の吸光特性(HbO2>Hb)を有する波長S3の狭帯域光(酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値はDy2)を組み合わせて照射することより、Dx=Dy1+Dy2にする。これにより、酸素飽和度StO2に変化が生じても、血管コントラストを一定に保持することができる。   For example, as shown in FIG. 17, in the case where the subject is simultaneously irradiated with narrow-band light having two wavelengths S1 and S2 having different absorption characteristics of oxidized and reduced hemoglobin, the difference between the absorption coefficients of oxidized and reduced hemoglobin at the wavelength S1. Since the absolute value Dx exceeds the absolute value Dy1 of the difference between the extinction coefficients of the oxidized and reduced hemoglobin at the wavelength S2, unless the light quantity ratio is set appropriately, if there is a change in the oxygen saturation StO2, The contrast cannot be kept constant. Therefore, in addition to the narrowband light of the two wavelengths S1 and S2, narrowband light of the wavelength S3 having the same absorption characteristics (HbO2> Hb) as the wavelength S2 (the absolute value of the difference between the extinction coefficients of oxidized and reduced hemoglobin is Dy2 ) To achieve Dx = Dy1 + Dy2. Thereby, even if the oxygen saturation StO2 changes, the blood vessel contrast can be kept constant.

なお、上記実施形態では、等吸収波長を挟む2波長の青色狭帯域光BN1、BN2を同時照射したが、それら2波長の青色狭帯域光BN1、BN2を順次照射し、その反射像を順次撮像してもよい。この撮像により得られた青色狭帯域光BN1の画像と青色狭帯域光BN2の画像と合成処理し、その合成処理後の画像に対して、血管コントラストを一定にする画像処理を施す。   In the above embodiment, the two wavelengths of blue narrowband light BN1 and BN2 sandwiching the equal absorption wavelength are simultaneously irradiated. However, the two wavelengths of blue narrowband light BN1 and BN2 are sequentially irradiated, and the reflected images are sequentially captured. May be. The image of the blue narrowband light BN1 and the image of the blue narrowband light BN2 obtained by this imaging are combined with each other, and image processing for making the blood vessel contrast constant is performed on the combined image.

なお、上記実施形態では、第2光量比の微調整後に、粘膜の色調の調整を行うことによって血管コントラストを一定にしたが、これに代えて、第2光量比の微調整後に得た画像に対して、血管だけでなく粘膜の濃淡変換処理も施すことによって、血管コントラストを一定にしてもよい。   In the above embodiment, the blood vessel contrast is made constant by adjusting the color of the mucous membrane after fine adjustment of the second light quantity ratio. Instead, the image obtained after fine adjustment of the second light quantity ratio is displayed. On the other hand, the blood vessel contrast may be made constant by performing not only blood vessels but also mucous membrane density conversion processing.

10 内視鏡システム
15 モード切替手段
35 光源制御部
57 特殊画像生成部
62 光量比微調整部
63 濃淡変換処理部
64 血管強調画像生成部
71 酸素飽和度画像生成部
LD1、LD2 レーザ光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Endoscope system 15 Mode switching means 35 Light source control part 57 Special image generation part 62 Light quantity ratio fine adjustment part 63 Contrast conversion process part 64 Blood vessel emphasis image generation part 71 Oxygen saturation image generation part LD1, LD2 Laser light source

Claims (6)

第1照明光を発する第1半導体光源と、
前記第1照明光の波長との間に酸化、還元ヘモグロビンの等吸収波長を挟んでいる第2照明光を発する第2半導体光源と、
前記第1照明光と前記第2照明光とを、1フレーム期間内において、同一の照明窓から被写体組織に同時照射する光源制御部と、
前記第1照明光と前記第2照明光で照明された前記被写体組織からの戻り光を撮像する補色系カラー撮像手段と、
前記補色系カラー撮像手段により得られた画像信号に基づいて、血管強調画像を生成する画像生成手段とを備え、
前記血管強調画像は、前記画像生成手段によって、前記被写体組織の血管が疑似カラー表示されており、又は、前記被写体組織又は前記血管強調画像の少なくとも一方は、血管とそれ以外の部分との血管コントラストがコントラスト調整手段によって調整されていることを特徴とする内視鏡システム。
A first semiconductor light source that emits first illumination light;
A second semiconductor light source that emits a second illumination light that sandwiches an isosbestic wavelength of oxidized and reduced hemoglobin between the wavelength of the first illumination light; and
A light source controller that simultaneously irradiates the subject tissue from the same illumination window within one frame period with the first illumination light and the second illumination light;
A complementary color imaging device that images the return light from the subject tissue illuminated by the first illumination light and the second illumination light;
Image generating means for generating a blood vessel emphasized image based on the image signal obtained by the complementary color imaging means;
In the blood vessel emphasized image, the blood vessel of the subject tissue is displayed in a pseudo color by the image generation unit, or at least one of the subject tissue or the blood vessel emphasized image is a blood vessel contrast between the blood vessel and the other portion. Is adjusted by a contrast adjusting means.
前記血管強調画像を表示する特殊モードを含む複数モード間の切替を行うためのモード切替部を備え、
前記第1照明光と前記第2照明光の光量比は、前記特殊モードと前記特殊モード以外のモードで異なっている請求項記載の内視鏡システム。
A mode switching unit for switching between a plurality of modes including a special mode for displaying the blood vessel emphasized image;
The first light amount ratio of the illumination light second illumination light, an endoscope system of the special mode and said that according to claim 1, wherein different in mode other than the special mode.
前記コントラスト調整手段は、前記第1照明光及び第2照明光の光量比の調整によって、前記血管コントラストを調整する光量比調整部であることを特徴とする請求項1または2記載の内視鏡システム。 The contrast adjustment means, by adjusting the light amount ratio of the first illumination light and the second illumination light, the endoscope according to claim 1 or 2, wherein said a light intensity ratio adjustment unit for adjusting the blood vessel contrast system. 前記コントラスト調整手段は、前記血管強調画像を濃淡変換処理することにより、前記血管コントラストを調整する濃淡変換処理部であることを特徴とする請求項1または2記載の内視鏡システム。 The contrast adjustment means, said by shading conversion processing vessel emphasized image, the endoscope system according to claim 1 or 2, wherein the a gray conversion processing unit for adjusting the blood vessel contrast. 前記第1照明光と前記第2照明光は、酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値が同じであることを特徴とする請求項1ないしいずれか1項記載の内視鏡システム。 The endoscope system according to any one of claims 1 to 4, wherein the first illumination light and the second illumination light have the same absolute value of a difference in extinction coefficient between oxidized and reduced hemoglobin. 前記第1照明光及び第2照明光と波長が異なり、且つ前記第2照明光と同様の吸光特性を有する第3照明光を被写体組織に照射する第3半導体光源を備え、
前記第1照明光の波長域における酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値Dxは、前記第2照明光の波長域における酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値Dy1と前記第3照明光の波長域における酸化、還元ヘモグロビンの吸光係数の差の絶対値Dy2を加えたものに略等しいことを特徴とする請求項1ないしいずれか1項記載の内視鏡システム。
A third semiconductor light source that irradiates a subject tissue with a third illumination light having a wavelength different from that of the first illumination light and the second illumination light and having a light absorption characteristic similar to that of the second illumination light;
The absolute value Dx of the difference between the extinction coefficients of the oxidized and reduced hemoglobin in the wavelength range of the first illumination light is the absolute value Dy1 of the difference between the extinction coefficients of the oxidized and reduced hemoglobin in the wavelength range of the second illumination light. The endoscope system according to any one of claims 1 to 4 , wherein the endoscope system is substantially equal to a value obtained by adding an absolute value Dy2 of a difference between the extinction coefficients of oxidized and reduced hemoglobin in a wavelength region of illumination light.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2017006404A1 (en) * 2015-07-03 2018-04-19 オリンパス株式会社 Endoscope system
CN108601510B (en) 2016-01-27 2020-07-24 奥林巴斯株式会社 Endoscopic observation method and endoscopic device
US20200085287A1 (en) * 2017-03-29 2020-03-19 Sony Corporation Medical imaging device and endoscope
JP7089658B2 (en) * 2020-06-07 2022-06-23 有限会社石丸研究所 Color imaging device for the degree of redox of hemoglobin
JP2024052341A (en) 2022-09-30 2024-04-11 富士フイルム株式会社 White balance adjustment jig for endoscope and white balance adjustment method of endoscope
CN116869461B (en) * 2023-07-24 2024-04-16 深圳科思明德医疗科技有限公司 Endoscope system, method, apparatus and storage medium for processing endoscope image

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102264272B (en) * 2008-10-27 2014-07-30 奥林巴斯医疗株式会社 Image processing device and image processing method
JP2011065291A (en) * 2009-09-15 2011-03-31 Hoya Corp Enhanced-image processor and medical observation system
JP5389742B2 (en) * 2009-09-30 2014-01-15 富士フイルム株式会社 Electronic endoscope system, processor device for electronic endoscope, and method for operating electronic endoscope system
CN102740760B (en) * 2010-06-28 2015-05-20 奥林巴斯医疗株式会社 Endoscope device
JP2012016545A (en) * 2010-07-09 2012-01-26 Fujifilm Corp Endoscope apparatus
JP5496852B2 (en) * 2010-10-26 2014-05-21 富士フイルム株式会社 Electronic endoscope system, processor device for electronic endoscope system, and method for operating electronic endoscope system

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