JP6022106B2 - 内視鏡システム - Google Patents

Description

本発明は、体腔内の凸部を検出可能な内視鏡システムに関する。

従来より、細長の挿入部を屈曲した体腔内に挿入することにより、体表面を切開することなく体腔内深部の臓器などを観察したり、必要に応じて内視鏡挿入部の処置具チャンネル内に挿通した処置具を用いて各種の治療や処置などを実現した医療用の内視鏡が広く利用されている。

また、内視鏡として腹腔鏡を用い、開腹することなく処置具と処置部位とを観察しながら治療処置を可能にする腹腔鏡検査も行われている。腹腔鏡検査は、患者への侵襲が低減されるという利点がある。しかし、腹腔鏡検査では体腔内の微小な凸状病変部は確認しにくい。

例えば、子宮内膜症の腹膜病変は、微小で且つ透明水疱状の凸形状を有しており、発生部位が腹壁や腹腔内の臓器や人体の表層等に広範囲に広がっていることから、腹腔鏡検査では見落としやすい。

このような病変部を検出する装置として、日本国特開２０１０−８２２７１号公報（以下、文献１という）においては、体腔内の微小な凹凸を検出する装置が提案されており、また、日本国特開２００９−２７３６５５号公報（以下、文献２という）においては、物体表面の形状を特定する画像処理システムが提案されている。

ところで、このような病変部である凸部を検出する装置においては、検出したい病変部の凸部のサイズは、所定のサイズ範囲に限られることが多い。例えば、病変部としては小さすぎるサイズの凸部は検出する必要がなく、また、腹腔鏡検査等で確実に確認することができるサイズの凸部についても、特に検出する必要はない。例えば、所定の最大サイズ（例えば５ｍｍ）よりも大きいサイズの凸部や所定の最小サイズ（例えば、１ｍｍ）よりも小さいサイズの凸部については、検出する必要がない場合がある。

しかしながら、文献１の装置においては、輝度情報に基づいて凹凸を検出することはできるが凹凸のサイズを検出することができない。また、文献２の提案においても輝度情報を利用して形状を検出しているが、そのサイズを正確に検出することはできない。

このため、文献１及び文献２の装置において病変部を検出しようとすると、サイズを正確に検出することができないことから、指定したサイズ範囲の凸病変部のみを検出することができず、必ずしも有効な検査を行うことができるとは限らないという問題があった。

本発明は、撮像画像から凸部のサイズを高精度に検出して病変部を特定することができる内視鏡システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様による内視鏡システムは、照明光を照射し、所定の照明範囲を照明する照明部と、前記照明部によって照明された被検体の所定の撮像範囲を撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記被検体の撮像画像中の凸部を検出する凸部特定部と、前記凸部特定部が検出した前記凸部の情報に基づいて所定のサイズ範囲の凸部を検出する凸部サイズ算出部とを具備し、前記照明部は、前記被検体を相互に異なる方向から相互に異なる帯域の光で照明する複数の照明光出射部を具備し、前記撮像部は、内視鏡の挿入部の先端に取り付けられて前記挿入部の軸方向に光軸を有し、前記複数の照明光出射部は、前記挿入部の先端に取り付けられて前記撮像部の撮像範囲を規定する筒状のキャップの先端側内周面に設けられる。

本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡システムを示すブロック図。 内視鏡の挿入部が体腔内に挿入されている様子を示す説明図。 第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 第１の実施の形態の動作を説明するための説明図。 本発明の第２の実施の形態を示すブロック図。 第２の実施の形態における内視鏡システムの利用形態を説明するための説明図。 第２の実施の形態における内視鏡システムの利用形態を説明するための説明図。 キャップ１３０が取り付けられた挿入部１１０ａの先端を示す斜視図。 挿入部１１０ａの先端及びキャップ１３０の構成を示す断面図。 第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 キャップ１３０内の照明による凸病変部の検出方法を説明するための説明図。 キャップ１３０内の照明による凸病変部の検出方法を説明するための説明図。 キャップ１３０内の照明による凸病変部の検出方法を説明するための説明図。 第２の実施形態に採用可能な挿入部及びキャップの変形例を示す断面図。 第２の実施の形態に採用可能な挿入部及びキャップの変形例を示す断面図。 第２の実施の形態に採用可能な挿入部及びキャップの変形例を示す断面図。 観察部位の投影された格子の形状を説明するための説明図。 観察部位の投影された格子の形状を説明するための説明図。 観察部位の投影された格子の形状を説明するための説明図。 観察部位の投影された格子の形状を説明するための説明図。 観察部位の投影された格子の形状を説明するための説明図。 変形例を示す説明図。 変形例を示す説明図。 変形例を示す説明図。 本発明の第３の実施の形態を示すブロック図。 第３の実施の形態における内視鏡システムによる計測方法を説明するための説明図。 第３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャート。 第３の実施の形態において凸部の影の状態を示す説明図。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡システムを示すブロック図である。また、図２は内視鏡の挿入部が体腔内に挿入されている様子を示す説明図である。

内視鏡システム１は、内視鏡１０と、プローブ２０とプロセッサ装置４０とを含んで構成されている。内視鏡１０は、体腔内に挿入される細長で可撓性を有する挿入部１０ａを有する。図２は挿入部１０ａが被検体である患者の腹壁６１を介して体腔内に挿入されている様子を示している。

なお、図２の挿入部１０ａは、後述するように、図１と異なる構成を有する例を示しており、以下の説明は、特に断らない限り図１に関するものである。

図１において、挿入部１０ａの基端側には、各種操作器が設けられた操作部１７が設けられ、この操作部１７からはケーブルが延出され、このケーブルを介して内視鏡１０とプロセッサ装置４０とが着脱自在に接続されるようになっている。なお、図１では図面の簡略化のために図示しないが、挿入部１０ａ内の各部とプロセッサ装置４０との間の電気的な接続は、操作部１７を介して行われる。

内視鏡１０には鉗子口１６が設けられており、挿入部１０ａ内には、鉗子口１６から挿入部１０ａの先端開口１０ｃ（図２参照）まで貫通する図示しないチャンネルが設けられている。このチャンネル内にプローブ２０が進退自在に配置されるようになっている。

操作部１７は、各種操作器に対するユーザ３６の操作を受け付けて、各部の駆動を操作制御することができるようになっている。例えば、挿入部１０ａには湾曲部１０ｂ（図２参照）が設けられており、湾曲部１０ｂは、操作部１７に設けられた図示しない湾曲操作ノブに対するユーザ３６による操作によって、上下左右方向に能動的に湾曲するよう構成されている。

本実施の形態においては、挿入部１０ａにはプローブ駆動部１２が設けられている。プローブ駆動部１２は、図示しないモータ等によって構成されて、プローブ２０をチャンネル内で進退させて、先端開口１０ｃからのプローブ２０の突出量を変化させることができるようになっている。

内視鏡システム１は、光源３２を有している。光源３２は照明光を発生してライトガイド３１を介して挿入部１０ａに配置された第１照明部１５に照明光を供給する。第１照明部１５は例えば挿入部１０ａの先端に配設されたレンズ等（図示せず）によって構成されており、照明光を被写体３５に照射することができるようになっている。

また、光源３２は、発生した照明光をプローブ２０の例えば側面に配置された第２照明部２１にも供給する。第２照明部２１は、例えばプローブ２０の進退方向に対して略垂直方向に光軸を有しており、照明光を被写体３５に照射することができるようになっている。

なお、図１では、ライトガイド３１を介して第１照明部１５に照明光を供給する例を示したが、光源３２の設置位置及び照明光の伝達経路は特に限定されるものではなく、第１，第２照明部１５，２１が光源を備えているものであってもよく、第２照明部２１にライトガイドを介して照明を供給するものであってもよい。例えば、第１照明部１５、第２照明部２１の少なくとも一方をＬＥＤ等によって構成してもよい。この場合には、光源３２はＬＥＤによって構成された第１照明部１５、第２照明部２１に電力を供給して、点灯を制御する。

また、内視鏡１０の挿入部１０ａには、撮像部１３も設けられる。撮像部１３は、その視野範囲が第１及び第２照明部１５，２１の照明範囲と重なるように、例えば挿入部１０ａの側面に配置される。撮像部１３の撮像面には、被写体３５に照射された第１，第２照明部１５，２１からの照明光の被写体反射光（戻り光）が入射するようになっている。撮像部１３は撮像面に入射した被写体光学像を電気信号に変換して撮像画像を出力するようになっている。

上述したように、プローブ２０はプローブ駆動部１２によって駆動されて進退し、先端開口１０ｃからの突出量が変化する。即ち、撮像部１３と第２照明部２１との相対的な位置は、プローブ２０の進退動に応じて変化するようになっている。

本実施の形態においては、被写体３５に対する照明光の照明方向と撮像における視野方向とを相対的に変化させながら撮像を行うようになっている。従って、図１のように、挿入部１０ａに撮像部１３が設けられている場合には、プローブ２０に設けられた第２照明部２１によって照明を行い、プローブ２０を進退動させながら撮像部１３による撮像を行う。これにより、第２照明部２１の位置と撮像部１３の位置とを相対的に変化させることができ、照明方向と視野方向とを相対的に変化させながら撮像を行うことができる。

なお、プローブ２０側に撮像部を設ける構成も考えられる。この場合には、第２照明部を挿入部１０ａ側に設けて被写体３５を照明する。この場合にも、プローブ２０を進退動させることで、プローブ２０に設けた撮像部と、被写体３５を照明する第２照明部との相対的な位置関係を変化させることができる。なお、図２はこの場合の例を示しており、プローブ２０に撮像部１３ａを設け、挿入部１０ａに第２照明部２１ａを設けている。

なお、本実施の形態においては、以後、挿入部１０ａに設けられた撮像部１３と、プローブ２０に設けられた第２照明部２１とを用いて凸部を検出する例について説明する。挿入部１０ａに設けられた第２照明部２１ａと、プローブ２０に設けられた撮像部１３ａとを用いた凸部の検出方法は同様に考えることができるので説明を省略する。

本実施の形態においては、内視鏡１０には、指標光照射部１４が設けられている。指標光照射部１４は、光束のサイズが規定値である平行光を照射することができるようになっている。なお、指標光照射部１４は、被写体３５を照射可能な位置に設けられていればよく、図１では指標光照射部１４を挿入部１０ａに設けた例を示しており、図２では指標光照射部１４をプローブ２０に設けた例を示している。

プロセッサ装置４０は、図示しないＣＰＵ等のプロセッサを備えており、このプロセッサによってプロセッサ装置４０内の各部を制御することができるようになっている。プロセッサ装置４０には光源制御部５０が設けられている。光源制御部５０は、光源３２を制御して、第１又は第２照明部１５，２１から照明光を被写体３５に照射させるようになっている。

また、プロセッサ装置４０は、内視鏡１０の撮像部１３を駆動する図示しない駆動回路を備えていると共に、撮像部１３からの撮像画像が入力される画像処理部４２を有している。画像処理部４２は、入力された撮像画像に対して所定の画像信号処理を施して表示部５１に出力するようになっている。表示部５１は、画像処理部４２から与えられた撮像画像を表示する。

本実施の形態においては、プロセッサ装置４０には、プローブ制御部４１が設けられている。プローブ制御部４１は内視鏡１０に設けられたプローブ駆動部１２の駆動を制御して、プローブ２０を設定した距離だけ進退動させることができるようになっている。

本実施の形態においては、所定サイズの凸部を凸病変部として判定するようになっている。この判定のために、術者は、図２に示すように、挿入部１０ａを、腹壁６１を介して体腔内に挿入して、観察したい部位近傍に配置する。図２の例では、体腔内に存在する複数の凸部６２ａ〜６２ｃのうち、凸部６２ａを検出する例を示している。この場合には、挿入部１０ａの先端側及びプローブ２０の軸方向が、観察部位６５に略平行に配置され、観察部位６５内の凸部６２ａが第２照明部２１ａ（図１では第２照明部２１）の照明範囲に入ると共に、撮像部１３ａ（図１では撮像部１３）の視野範囲に入った状態を示している。この状態で、本実施の形態においては、観察部位６５中の凸部６２ａの存在を検出し、検出した凸部６２ａのサイズを求めて、凸部６２ａが所定のサイズ範囲である場合に凸病変部であるものと判定するようになっている。

観察部位６５中の凸部６２ａの存在を検出するために、プロセッサ装置４０には凸部特定部４３が設けられている。凸部特定部４３は低輝度部検出部４４、画像記録部４５及び影領域特定部４６によって構成される。低輝度部検出部４４は、撮像部１３から、撮像部１３と照明部２１との相対位置の変化前後における照明部２１の照明に応じた撮像画像が与えられる。低輝度部検出部４４は、各撮像画像中の低輝度部を検出する。

例えば、低輝度部検出部４４は、撮像画像中の所定の閾値よりも輝度が低い画素を低輝度部として求めてもよい。低輝度部検出部４４は、各撮像画像について検出した低輝度部の位置及び形状、サイズについての検出結果を画像記録部４５に与える。画像記録部４５には低輝度部検出部４４の検出結果が記録される。例えば、低輝度部検出部４４は、検出した低輝度部のピクセル数によって、低輝度部のサイズを求めてもよい。

プローブ制御部４１は、低輝度部検出部４４の検出前後において、プローブ２０を進退動させるようになっている。これにより、低輝度部検出部４４は、プローブ２０の進退動の前後、即ち、撮像部１３と照明部２１との相対位置の変化前後において低輝度部を検出することになり、画像記録部４５には、プローブ２０の進退動前後における低輝度部の検出結果が記録される。

影領域特定部４６は、画像記録部４５から低輝度部検出部４４の検出結果を読出す。影領域特定部４６は、低輝度部の検出結果によって、撮像部１３と照明部２１との相対位置の変化前後において、低輝度部の形状が変化していることが示された場合には、当該低輝度部を凸部と判定して、低輝度部のサイズの判定結果を凸病変サイズ算出部４７のサイズ比較部４９に出力する。

凸病変サイズ算出部４７は、指標光照射制御部４８及びサイズ比較部４９によって構成されている。指標光照射制御部４８は、光源３２を制御して、指標光照射部１４から照明光を被写体３５に照射させるようになっている。

サイズ比較部４９には、撮像部１３から、指標光照射部１４の照明に基づく撮像画像が与えられる。サイズ比較部４９は、入力された撮像画像中の指標光のサイズを求めると共に、画像記録部４５から与えられた低輝度部のサイズとの比較を行って、凸部のサイズを算出する。サイズ比較部４９は、算出した凸部のサイズが規定の範囲内のサイズである場合には、当該凸部を病変部であるものと判定して、当該凸部に関する情報を出力する（図示省略）。

次に、このように構成された実施の形態の動作について図３乃至図５を参照して説明する。図３及び図４は第１の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。図５は第１の実施の形態の動作を説明するための説明図であり、上方に挿入部１０ａの観察部位６５への配置を示し、下方にプローブ２０の位置がＰ１，Ｐ２，Ｐ３の場合の撮像画像を示している。

図３に示すように、先ず挿入部１０ａの観察部位への配置が行われる。即ち、術者は、挿入部１０ａを、体腔内に挿入して、図５に示すように、観察部位６５近傍に配置する。図５の例では、撮像部１３及び第２照明部２１は、挿入部１０ａ又はプローブ２０の側面に配置されて、各光軸がプローブ２０の進退方向に対して略直角な方向に設けられた例を示している。例えば、プローブ２０の進退方向が観察部位６５の表面に対して略平行となるように、挿入部１０ａを配置する。

凸病変部の検出時には、挿入部１０ａの位置は観察部位６５に対して固定される。この状態で、プロセッサ装置４０はステップＳ２において観察部位６５中の低輝度部を検出する。先ず、プロセッサ装置４０は、ステップＳ１において、凸病変部の検出のための計測回数ｎ（ｎは２以上）を設定する。なお、図５はｎが３の例を示しており、図３のステップＳ２−２〜Ｓ２−６が３回繰返される。光源制御部５０はステップＳ２−１において光源３２を制御して、第２照明部２１を点灯させる。

次に、プローブ制御部４１はプローブ駆動部１２を制御して、ステップＳ２−２において、プローブ２０を進退動させることで、第２照明部２１の位置を規定位置に移動させる。例えば、プローブ制御部４１は、第２照明部２１の位置が初期位置Ｐ１となるようにプローブ２０を移動させる。

次に、プロセッサ装置４０の制御によって、撮像部１３は撮像を行う。撮像部１３は図５上方の破線にて示す視野範囲における観察部位６５の表面画像を取得する。観察部位６５中の凸部６２ａは、第２照明部２１の照明範囲Ａ１内に位置しており、撮像部１３からの撮像画像には、凸部６２ａの画像部分も含まれる。

撮像部１３の撮像画像はプロセッサ装置４０の画像処理部４２及び低輝度部検出部４４に供給される（ステップＳ２−３）。画像処理部４２は撮像画像に適宜の画像信号処理を施した後表示部５１に与える。これにより、表示部５１の画面上において観察部位６５の表面画像を表示させることができる。

低輝度部検出部４４は、撮像部１３からの撮像画像を第１画像情報として取込み、第１画像情報中の低輝度部の位置、形状及びサイズを検出する（ステップＳ２−４）。図５のＰ１のときは、第２照明部２１が規定位置Ｐ１に位置する場合における照明範囲Ａ１の照明による撮像画像７０を示している。撮像画像７０中には、凸部６２ａによる画像７１が含まれる。更に、凸部６２ａに斜めから第２照明部２１の照明が照射された結果凸部６２ａの影が生じ、この影の画像７２ａも撮像画像７０中に含まれる。この影の画像７２ａの画像部分が、低輝度部検出部４４によって低輝度部として検出される。低輝度部検出部４４は、検出結果を第１画像輝度情報として画像記録部４５に与えて記録させる（ステップＳ２−５）。

プロセッサ装置４０は、ステップＳ６において、計測回数ｎに到達したか否かを判定する。到達していない場合には、プロセッサ装置４０は、処理をステップＳ２−２に戻して、ステップＳ２−２〜Ｓ２−６の処理を繰り返す。

図５の例では、ｎは３であり、プローブ制御部４１はプローブ駆動部１２を制御して、プローブ２０を進退動させることで、第２照明部２１の位置を規定位置Ｐ２に移動させる。なお、プローブ２０の移動回数及び移動量は、術者が適宜設定可能に構成してもよい。撮像部１３は撮像を行い、低輝度部検出部４４は撮像画像を第２画像情報として取り込んで低輝度部を検出し、検出結果を第２画像輝度情報として画像記録部４５に記録する。同様にして、プローブ制御部４１により、第２照明部２１の位置を規定位置Ｐ３に移動させて撮像を行う。低輝度部検出部４４は撮像画像を第３画像情報として取り込んで低輝度部を検出し、検出結果を第３画像輝度情報として画像記録部４５に記録する。

規定の計測回数ｎに到達すると、影領域特定部４６は、図４のステップＳ３において影領域を特定する。即ち、影領域特定部４６は、画像記録部４５から全ての画像輝度情報を読出し、相互に比較することで、形状変化がある低輝度領域を検出する。

第２照明部２１が規定位置Ｐ１〜Ｐ３に移動することによって、第２照明部２１の照明範囲はＡ１〜Ａ３に変化する。この場合でも、照明範囲Ａ１〜Ａ３内に凸部６２ａが含まれており、撮像部１３からの撮像画像には、凸部６２ａの画像部分も含まれる。

図５のＰ２のときは、第２照明部２１が規定位置Ｐ２の場合における照明範囲Ａ２の照明による撮像画像７０を示している。第２照明部２１が規定位置Ｐ１から規定位置Ｐ２に移動した場合でも、撮像部１３と凸部６２ａとの位置関係は変化していないことから、凸部６２ａの画像７１は撮像画像７０中の同一位置に同一形状及びサイズで撮像されている。これに対し、第２照明部２１の照明によって生じる凸部６２ａの影は、第２照明部２１の移動に伴って、形状及びサイズが変化する。図５のＰ１のときは凸部６２ａの影の画像７２ａが凸部６２ａの紙面右側に撮像されていることを示し、図５のＰ２のときは凸部６２ａの影の画像７２ｂが凸部６２ａの紙面左側に撮像されていることを示している。

更に、図５のＰ３のときは、第２照明部２１が規定位置Ｐ３に移動した場合における撮像画像７０を示している。この撮像画像７０中には、第２照明部２１の照明範囲Ａ３の照明による凸部６２ａ及びその影の画像７１，７２ｃが含まれている。図５のＰ２，Ｐ３のときの比較から明らかなように、影の画像７２ｂ，７２ｃは、照明範囲Ａ２から照明範囲Ａ３への変化にともって、サイズ及び形状が変化している。影領域特定部４６は、このような形状変化を有する低輝度部分を、凸部による影の部分であるものと判定して、この部分を低輝度領域として検出する（ステップＳ３−１）。

プローブ２０が直線的に進退することから、図５のＰ１，Ｐ２のときに示すように、凸部６２ａの影は、プローブ２０の進退方向に沿って長さが変化し、プローブ２０の進退方向に垂直な方向には、長さが変化しないと考えられる。即ち、低輝度領域端部の長さが変化しない部分は、低輝度領域に隣接する凸部６２ａの画像部分に相当するものと考えることができる。また、凸部６２ａの平面形状が略円形であるものとすると、低輝度領域端部の長さが変化しない部分の長さが、凸部６２ａのサイズ（直径）と考えてもよい。

そこで、影領域特定部４６は、ステップＳ３−２において、低輝度領域のうちサイズの変化のない部位を検出し、この部位の長さ（図５参照）を凸部６２ａの直径ｄと仮定し、直径ｄを例えば画像のピクセル数によって求める。影領域特定部４６は、低輝度領域及び直径ｄに対応するピクセル数に関する情報をサイズ比較部４９に出力する。

次に、プロセッサ装置４０は、ステップＳ４において、凸部６２ａのサイズが規定の範囲内のサイズであるか否かを直径ｄによって判定する。この判定のために、凸病変サイズ算出部４７の指標光照射制御部４８は、光源３２を制御して、指標光照射部１４から指標光を観察部位６５の表面に照射させる（ステップＳ４−１）。指標光は、観察部位６５の表面に規定のサイズで照射される。なお、指標光照射部１４は、観察部位６５の表面において指標光を確実に観察することができるように、指標光の帯域を所定の帯域に制限してもよい。なお、指標光の帯域は第２照明部２１からの照明光の帯域と異なるものとする。また、指標光として第２照明部２１の照明光と同じ帯域の照明光（白色光）を使用する場合には、第２照明部２１を消灯させた後指標光を照射させる。

この状態で、プロセッサ装置４０に制御されて、撮像部１３は撮像を行う（ステップＳ４−２）。図５のＰ１のときには、観察部位６５の表面に照射された指標光の領域（指標光照射領域）の画像７３が撮像されていることを示している。なお、図５のＰ１のときは第２照明部２１が規定位置Ｐ１に位置する場合の画像７０を示しているが、指標光の照射はいずれのタイミングで行ってもよい。即ち、図４のステップＳ４−１〜Ｓ４−４の処理を、他のタイミングで実施してもよい。

撮像部１３からの撮像画像はサイズ比較部４９に供給される。撮像部１３からの撮像画像中には、指標光によって照明された画像部分も含まれており、サイズ比較部４９はこの画像部分のピクセル数を求める（ステップＳ４−３）。なお、この場合には、サイズ比較部４９は、指標光の波長帯域の情報を抽出して、指標光照射領域の画像部分を求めるようにしてもよい。

指標光は平行光であり、観察部位６５の表面に照射された指標光照射領域のサイズは既知である。サイズ比較部４９は、指標光照射領域の実際のサイズと、指標光照射領域の画像のピクセル数とに基づいて、１ピクセルの実際の長さを算出する（ステップＳ４−４）。例えば、サイズ比較部４９は、指標光照射領域の実際のサイズをｂとして、指標光照射領域のピクセル数をβとすると、１ピクセルの実際の長さｙを、ｙ＝β／ｂによって求める。

次に、サイズ比較部４９は、ステップＳ３−２において求められた凸部６２ａの直径ｄに対応するピクセル数と、１ピクセルの実際のサイズｙとに基づいて、凸部６２ａの実際のサイズを算出する。例えば、サイズ比較部４９は、直径ｄに対応するピクセル数がαであるものとすると、ｄ＝α・ｙによって凸部６２ａの直径ｄを求める。

サイズ比較部４９は、次のステップＳ４−６において、凸病変部のサイズｄが、規定の範囲内のサイズであるか否かによって、検出すべき凸病変部であるか否かを判定する。サイズ比較部４９は、凸病変部であるか否かの判定結果を出力する。例えば、この判定結果は表示部５１に供給されて、凸部６２ａが検出すべき凸病変部であるか否かを示す表示や、凸部６２ａが凸病変部であることを示す表示等が行われる。

なお、サイズ比較部４９は、凸病変部のサイズｄの情報をそのまま表示部５１に与えて、表示部５１の画面上に凸病変部のサイズを示す表示を表示させるようにしてもよい。

また、図５のＰ１〜Ｐ３のときに示すように、撮像画像７０中には、微小な凸部６４に対応する画像７４も撮像されている。この凸部６４のサイズが規定の範囲よりも小さいサイズであった場合には、この凸部６４に対しては検出する必要がない凸部と判定される。また、微小な凸部６４には検出可能な低輝度部分が生じないこともある。あるいは、微小な凸部６４の低輝度部分の変化は十分に小さいことが考えられる。これらの場合には、この凸部６４は、低輝度領域とは判定されない。

このように本実施の形態においては、撮像部及び照明部の相対的な位置関係を制御しながら撮像を行うことにより凸部を確実に検出することができる。また、検出した凸部のサイズが所定のサイズ範囲内の凸部であるか否かを指標光照射によって判定しており、病変部として特定すべき凸部のみを検出して、術者に告知することができる。

（第２の実施の形態）
図６は本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。図６において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。第１の実施の形態においては、撮像部と照明部とを相対的に移動させながら撮像を行い、撮像画像中の凸部の影によって凸部を検出して凸部のサイズを求める例について説明した。生体組織の表面の状態、照明光の照射位置等によっては、凸部による影が生じないことも考えられる。そこで、本実施の形態においては、キャップ状の照明器具を用いることで、凸部による影を生じさせて、確実に凸部の検出及び凸部のサイズの検出を行うものである。

図７及び図８は本実施の形態における内視鏡システムの利用形態を説明するための説明図である。図７は照明器具であるキャップ１３０が装着された内視鏡１１０の挿入部１１０ａによって観察部位１５１を観察する様子を示している。観察部位１５１は、挿入部１１０ａ先端の向きに対して表面が傾斜しており、観察部位１５１に照明光を照射して低輝度部である影を観察しても、影の状態から凸部及びそのサイズを確実に検出することができるとは限らない。

そこで、本実施の形態においては、挿入部１１０ａの向きを観察部位１５１の表面に対して規定の角度、例えば平行（又は垂直）にすることにより、照明光によって確実に凸部に影を生じさせるようになっている。キャップ１３０は、先端側が開口した例えば円筒形状に構成されて、基端側には挿入部１１０ａの先端が嵌込まれる。図８に示すように、キャップ１３０の先端開口内に凸部１５２が位置するようにキャップ１３０の先端を観察部位１５１の表面に当接させて、破線矢印に示す方向に押し込む。これにより、観察部位１５１の表面が変形して、挿入部１１０ａの軸方向に対して観察部位１５１の表面の向きが略垂直となる。

キャップ１３０の先端側内周面には、例えばＬＥＤ等によって構成された照明部１３１（後述する第１乃至第３の照明部１３１ａ〜１３１ｃ）が設けられており、照明部１３１は、図８の実線矢印に示すように、キャップ１３０の中心側に向かって照明光を照射する。この状態で、内視鏡１１０において観察部位１５１を撮像し、撮像画像中の影の状態によって凸部１５２の検出及びそのサイズの検出を行う。凸部１５２の側面側から照明光が照射されており、確実に凸部１５２による影を生じさせることができ、凸部１５２の検出が可能である。なお、照明部１３１としては、ＬＥＤだけでなく、蛍光体やファイバケーブルによって伝送された光源からの光を照射するレンズ等を採用してもよい。

図６において、内視鏡１１０は、挿入部１１０ａに撮像部１１３及び第４照明部１１４が設けられている。この内視鏡１１０の挿入部１１０ａの先端を、キャップ１３０の基端側開口に嵌込む。キャップ１３０には３つの第１乃至第３照明部１３１ａ〜１３１ｃ（以下、個々を区別する必要がない場合には上述したように照明部１３１という）が設けられている。なお、図６では、照明部１３１として第１乃至第３照明部１３１ａ〜１３１ｃの３つの照明部が設けられている例を示したが、２つの以上の照明部が配置されていればよい。

キャップ１３０は例えば円筒形状に構成され、照明部１３１は、いずれも、キャップ１３０の中心に向かって照明光を照射することができるようになっている。本実施の形態においては、照明部１３１ａ〜１３１ｃは、相互に異なる波長帯の照明光を照射するようになっており、例えばそれぞれＲ（赤）光、Ｇ（緑）光、Ｂ（青）光を照射する。

図９はキャップ１３０が取り付けられた挿入部１１０ａの先端を示す斜視図であり、図１０は挿入部１１０ａの先端及びキャップ１３０の構成を示す断面図である。図９に示すように、両端が開口した円筒形状のキャップ１３０の基端側開口には、挿入部１１０ａの先端が嵌込まれている。図１０に示すように、キャップ１３０の内周面には位置決め用の凸部１３４が設けられており、この凸部１３４に規制されて、挿入部１１０ａのキャップ１３０への挿入位置が決定する。

挿入部１１０ａの先端には、撮像部１１３を構成する例えばＣＣＤ等の撮像素子１１３ｂが配設されている。撮像素子１１３ｂと挿入部１１０ａの先端面との間には複数のレンズからなるレンズ群１１３ｃが設けられており、被写体からの戻り光はこのレンズ群１１３ｃを介して撮像素子１１３ｂの撮像面に結像されるようになっている。撮像素子１１３ｂにはプロセッサ装置１４０から挿入部１１ａ内を挿通されたケーブル１１３ａが接続されており、ケーブル１１３ａによって撮像素子１１３ｂを駆動する各種信号及び撮像素子１１ｂによって得られた撮像画像が伝送されるようになっている。

また、挿入部１１０ａの先端面には照明レンズによって構成された第４照明部１１４が配設されている。挿入部１１０ａ内を挿通されたファイバケーブル１１４ａにより導光された光源３２からの光は、ファイバケーブル１１４ａの出射端面が臨む第４照明部１１４を介して被写体に照射されるようになっている。なお、第４照明部１１４は、被写体３５の観察のために用いられる。

本実施の形態における挿入部１１０ａには、先端側側面に電気接点１１５ｂが設けられている。電気接点１１５ｂは、挿入部１１０ａ内に挿通された信号線１１５ａに接続されると共に、挿入部１１０ａの外周面に露呈する。一方、キャップ１３０の内周面には電気接点１３２ａが設けられており、キャップ１３０内に挿入部１１０ａを嵌入することで、電気接点１１５ｂ，１３２ａ同士が接触するようになっている。電気接点１３２ａは導線やフレキシブル基板等の信号線１３２ｂを介して照明部１３１に接続される。

信号線１１５ａは、光源３２に接続されている。光源３２は、信号線１１５ａ、電気接点１１５ｂ，１３２ａ及び信号線１３２ｂを介して照明部１３１に電力を供給して、照明部１３１の点灯を制御することができるようになっている。照明部１３１は、キャップ１３０の中心に向けて照明光１３３を照射することができる。

なお、図１０では、図面の簡略化のために、１つの照明部１３１のみが配設されている例を示しているが、実際には２つ以上の照明部１３１及びこの照明部１３１を駆動するための電力供給経路が構成される。

プロセッサ装置１４０は、図示しないＣＰＵ等のプロセッサを備えており、このプロセッサによってプロセッサ装置１４０内の各部を制御することができるようになっている。プロセッサ装置１４０に設けられた光源制御部５０は、光源３２を制御して、キャップ１３０に設けられた第１乃至第３照明部１３１ａ〜１３１ｃを個別に点灯制御することができるようになっている。

プロセッサ装置１４０は画像処理部１４１を有している。画像処理部１４１は、図１の画像処理部４２と同様の構成であり、撮像部１１３からの撮像画像に対して所定の画像信号処理を施した後、表示部５１に与えて表示させる。

プロセッサ装置１４０には、低輝度部検出部１４２、凸病変領域特定部１４３及び凸病変サイズ算出部１４４が設けられている。低輝度部検出部１４２は、撮像部１１３からの撮像画像が与えられ、各照明部１３１の帯域毎に、撮像画像中の低輝度部を検出する。凸病変領域特定部１４３は、低輝度部検出部１４２の検出結果に基づいて凸病変領域を特定する。凸病変サイズ算出部１４４は、特定された凸病変領域に基づいて、凸病変部の実際のサイズを算出するようになっている。

凸病変サイズ算出部１４４は、算出結果を画像処理部１４１に出力する。画像処理部１４１は、凸病変サイズ算出部１４４の算出結果に基づいて、観察部位内に存在する凸病変についての情報を表示部５１に表示させることができるようになっている。

次に、このように構成された実施の形態の動作について図１１乃至図１４を参照して説明する。図１１は第２の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。また、図１２乃至図１４はキャップ１３０内の照明による凸病変部の検出方法を説明するための説明図であり、挿入部１１０ａの軸方向から見たキャップ１３０の先端における照明の様子を示している。

先ず挿入部１１０ａを観察したい部位に配置する。即ち、術者は、先端にキャップ１３０が取り付けられた挿入部１１０ａを、体腔内に挿入して、図８に示すように、キャップ１３０の先端面で観察部位１５１を押し込む。これにより、キャップ１３０の先端面と観察部位１５１の表面とは略平行となり、観察部位１５１内に凸部が存在する場合には、キャップ１３０の先端近傍の内周面に配置した照明部１３１によって、凸部の突出方向に垂直な方向から凸部が照明されることになる。

この状態で、プロセッサ装置１４０はステップＳ１１において観察部位１５１中の低輝度部を検出する。先ず、プロセッサ装置１４０の光源制御部５０は、ステップＳ１１−１において光源３２を制御して、キャップ１３０内の第１乃至第３照明部１３１ａ〜１３１ｃから照明光を照射させる。例えば、第１乃至第３照明部１３１ａ〜１３１ｃは、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ光を照射するものとする。

図１２はこの照明の様子を示しており、キャップ１３０の内周面に所定の角度間隔（例えばそれぞれ１２０度の同じ角度間隔）で配置された３つの照明部１３１ａ〜１３１ｃから、それぞれＲ光、Ｇ光又はＢ光が矢印の向きを光軸として出射されることを示している。

次に、プロセッサ装置１４０の制御によって、撮像部１１３は撮像を行う。撮像部１１３はキャップ１３０によって囲まれた観察部位１５１の表面の画像を取得する（ステップＳ１１−２）。撮像部１１３からの撮像画像はプロセッサ装置１４０の画像処理部１４１及び低輝度部検出部１４２に供給される。画像処理部１４１は撮像画像に適宜の画像信号処理を施した後表示部５１に与える。これにより、表示部５１の画面上において観察部位１５１の表面画像を表示させることができる。

低輝度部検出部１４２は、撮像部１１３からの撮像画像からＲ成分を検出して、所定の閾値を用いて２値化することで低輝度領域を抽出する（ステップＳ１１−３−１）。同様に、低輝度部検出部１４２は、ステップＳ１１−３−２，Ｓ１１−３−３において、撮像部１１３からの撮像画像からＧ成分及びＢ成分をそれぞれ検出して、それぞれ所定の閾値を用いて２値化することでそれぞれの低輝度領域を抽出する。低輝度部検出部１４２によるＲ，Ｇ，Ｂ成分の低輝度領域の抽出結果は凸病変領域特定部１４３に供給される。凸病変領域特定部１４３は、ステップＳ１２において、低輝度部検出部１４２の出力に基づいて凸病変領域を特定する。

照明部１３１は、キャップ１３０の内周面に囲まれた空間１３５内において、キャップ１３０の先端近傍の位置から、観察部位１５１の表面に略平行な方向に光を照射している。従って、照明部１３１の照明によって、観察部位１５１の表面から突出した凸部が存在する場合には、この凸部による影が確実に生じるものと考えられる。換言すると、表面画像中の低輝度領域は、凸部の影によるものと判定することができる。

図１３はキャップ１３０の中心に凸部が存在する場合の低輝度領域をハッチングによって示している。低輝度領域１６１ａは、第１照明部１３１ａの照明による凸部の影によるものである。また、低輝度領域１６１ｂは第１照明部１３１ｂの照明による凸部の影によるものであり、低輝度領域１６１ｃは第１照明部１３１ｃの照明による凸部の影によるものである。第１照明部１３１ａ〜１３１ｃの照明光はそれぞれＲ，Ｇ，Ｂ光であるので、低輝度領域１６１ａはＲ，Ｇ，Ｂ光のうち第１照明部１３１ａからのＲ光を除くシアン色の影に基づくものと考えられる。同様に、低輝度領域１６１ｂはＲ，Ｇ，Ｂ光のうち第２照明部１３１ｂからのＧ光を除くマゼンタ色の影に基づくものと考えられ、低輝度領域１６１ｃはＲ，Ｇ，Ｂ光のうち第３照明部１３１ｃからのＢ光を除くイエロー色の影に基づくものと考えられる。

凸病変領域特定部１４３は、低輝度部検出部１４２の抽出結果に基づいて、低輝度領域１６１ａ〜１６１ｃ、即ち、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分がそれぞれ低下している各低輝度領域同士の交点１６２を抽出する（ステップＳ１２−１）。次に、凸病変領域特定部１４３は、ステップＳ１２−２において、図１４に示すように、Ｒ，Ｇ，Ｂ成分の低輝度領域同士の交点１６２を通る円１６３を凸病変領域の外形と仮定する。凸病変領域特定部１４３は、凸病変領域の外形と仮定した円１６３の情報を凸病変サイズ算出部１４４に出力する。

凸病変サイズ算出部１４４は、ステップＳ１３において、凸病変部のサイズを算出する。即ち、凸病変サイズ算出部１４４は、ステップＳ１３−１において、凸病変部と仮定した円１６３の直径ｄのピクセル数を算出する。

次に、凸病変サイズ算出部１４４は、ステップＳ１３−２において、撮像画像の１ピクセルの実際の長さを算出する。挿入部１１０ａの先端にキャップ１３０を取り付けて撮像を行うので、撮像部１１３から被写体までの距離は既知である。また、撮像部１１３の視野角も既知であり、レンズ群１１３ｃの特性も既知であるので、凸病変サイズ算出部１４４は、撮像画像の１ピクセルの実際の長さを算出することができる。なお、キャップ１３０の内径も既知であるので、凸病変サイズ算出部１４４は、キャップ１３０の内径のピクセル数から、１ピクセルの実際の長さを算出してもよい。このように、本実施の形態においては、指標光を照射することなく、撮像画像の１ピクセルの実際の長さを求めることができる。

凸病変サイズ算出部１４４は、ステップＳ１３−において求めた凸病変部の直径ｄのピクセル数と１ピクセルの実際の長さから、凸病変部の直径ｄの実際の長さを算出する。例えば、凸病変部の直径ｄのピクセル数がαであり、１ピクセルの実際の長さｘｍｍであるものとすると、凸病変サイズ算出部１４４は、凸病変部の直径ｄを、ｄ＝α・ｘｍｍによって求めることができる。

凸病変サイズ算出部１４４は、凸病変部のサイズｄが、規定の範囲内のサイズであるか否かによって、検出すべき凸病変部であるか否かを判定する。凸病変サイズ算出部１４４は、凸病変部であるか否かの判定結果を出力する。例えば、この判定結果は画像処理部１４１を介して表示部５１に供給されて、キャップ１３０内で観察されている凸部が、凸病変部であるか否かを示す表示や、凸病変部であることを示す表示等が行われる。

このように本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態においては、挿入部の先端にキャップを取付け、キャップ内に設けた複数の照明部によってキャップ内を照明する。これにより、キャップ内に凸部が存在する場合には、この凸部による影が確実に生じることになり、この影に対応する低輝度領域を観測することで、規定サイズ範囲内の凸病変部を確実に検出することができる。

（変形例）
図１５乃至図１７は第２の実施の形態に採用可能な挿入部及びキャップの変形例を示す断面図である。

図１５では撮像部１１３及び第４照明部１１４の図示を省略している。図１５に示す挿入部１７０は、電気接点１１５ｂが省略され、この電気接点１１５ｂに接続される信号線１１５ａが挿通されていない点を除き、図１０の挿入部１１０ａと同様の構成である。キャップ１７５は、照明部１３１までの電力供給経路が図１０のキャップ１３０と異なる。キャップ１７５は、外周面に電気接点１７６が設けられている。電気接点１７６と照明部１３１との間は信号線１７７によって接続されている。

このような構成において、高周波焼灼器等のバイポーラ鉗子１７９を電気接点１７６に接触させて通電させる。これにより、高周波焼灼器のバイポーラ鉗子１７９から電気接点１７６、信号線１７７を介して照明部１３１に給電を行い、照明部１３１を点灯させることができる。

図１６は照明部１３１を照明レンズによって構成した例を示している。図１６の挿入部１８１は、挿入部１１０ａと同様に、ケーブル１１３ａ、撮像素子１１３ｂ及びレンズ群１１３ｃを有する。また、挿入部１８１は、先端面には第４照明部１１４を構成するレンズ１８３が配設されている。挿入部１８１内には光源３２からの光を導光するファイバケーブル１８２が配設されている。ファイバケーブル１８２の出射端面はレンズ１８３に臨んでおり、ファイバケーブル１８２によって導光された光はレンズ１８３から出射される。

一方、キャップ１９１の先端近傍の内周面には、光の出射面が内周面に露呈したレンズ１９３が配設されている。キャップ１９１は、側壁が肉厚に形成されて、側壁内に、導光路１９４が形成されている。導光路１９４の一端の開口部はレンズ１８３の出射面の一部に臨み、他端の開口部はレンズ１９３に臨む。この導光路１９４内にはファイバケーブル１９５が配設されており、レンズ１８３から出射された光の一部は、矢印に示すように、導光路１９４内のファイバケーブル１９５を介してレンズ１９３から出射される。

図１７では撮像部１１３の図示を省略している。図１７に示す挿入部１７０は、電気接点１１５ｂが省略され、この電気接点１１５ｂに接続される信号線１１５ａが挿通されていない点を除き、図１０の挿入部１１０ａと同様の構成である。キャップ２０１は、照明部２０２として蓄光体又は蛍光体を用いる。蓄光体を用いた照明部２０２は、矢印に示すように、第４照明部１１４からの光を蓄積して、キャップ２０１の中央に向かって放射する。

（変形例）
ところで、観察部位の表面は、平坦であるとは限らない。観察部位の表面が平坦でない場合には、撮像画像に基づく凸部の検出及びそのサイズの算出精度が低下することが考えられる。そこで、本変形例では、観察部位の表面に照明部（例えば、図１の第１照明部１５や図６の第４照明部１１４）によって格子を投影し、投影された格子の形状に基づいて撮像画像を補正することで、凸部の検出及びそのサイズの算出精度を向上させる。

図１８Ａ〜図１８Ｅは観察部位に投影された格子の形状を説明するための説明図である。図１８Ａは観察部位の表面が平坦な例である。図１８Ｂ〜図１８Ｅはそれぞれ観察部位の平面が、凸状である場合、凹状である場合、傾斜している場合又は部分的に凸状である場合を示している。

上記各実施の形態のプロセッサ装置４０，１４０は、撮像画像中の格子形状に基づいて観察部位の表面形状を推定し、推定結果に基づく補正値を用いることで、凸形状の検出精度を向上させることが可能である。

また、画像処理によって表面形状の推定結果に基づく補正を行うだけでなく、観察部位を押圧することによって、表面形状を平坦にする方法を採用することもできる。

図１９Ａ〜図１９Ｃはこの場合の構成の一例を示す説明図である。図１９Ａは観察部位の押圧部材を備えた挿入部２２１の例を示している。挿入部２２１の側面には、挿入部２２１の軸方向に伸縮自在な複数の爪部材２２３が配設されている。各爪部材２２３は、図示しない駆動機構によって、図１９Ａの矢印に示す伸縮方向に個別に伸縮可能である。各爪部材２２３の伸縮方向及び伸縮量を個別に制御することで、観察部位２２５の表面形状を変化させることができる。

例えば、挿入部２２１の軸方向に対して、観察部位２２５が傾斜しており、挿入部２２１から観察部位２２５の表面に投影した格子の撮像画像が、図１９Ｂに示すように歪んだ格子画像２２８であるものとする。この場合には、プロセッサ装置は、格子画像２２８の格子形状に基づいて爪部材２２３の例えば一方を観察部位２２５側に伸ばすことによって、図１９Ｃに示す格子画像２２９が得られるようにすることが可能である。これにより、凸形状の検出精度を向上させることが可能である。

また、爪部材２２３の長さが既知であり、挿入部２２１に設けた撮像部の視野角も既知であるので、図１９Ｃに示す格子画像２２９の各格子のサイズは既知である。従って、格子画像２２９を利用することで、検出した凸病変部の実際のサイズを算出することが可能である。このように図１９Ａ〜図１９Ｃの変形例では、格子をサイズの検出のための指標に用いることができる。

（第３の実施の形態）
図２０は本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図２０において図１と同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。上記各実施の形態においては、同一時間に、又は異なる時間において、被写体を相互に異なる方向から照明し、影の状態から凸部を検出すると共にそのサイズを求める例を説明した。本実施の形態は、被写体に対する１方向からの照明のみによって、凸部のサイズを求めるものである。なお、本実施の形態は、位置が既知の凸部について、その正確なサイズを求めるための手法を示しているが、上記各実施の形態と同様の手法を採用することにより、凸部の位置を検出することも可能である。

図２０に示すように、内視鏡２１０の挿入部２１０ａには、撮像部２１３、第２照明部２１４及びプローブ起上装置２１５が設けられている。このプローブ起上装置２１５は挿入部２１０ａの側面に設けられており、プローブ２３０を、このプローブ起上装置２１５から挿入部２１０ａの軸方向に所定の角度傾斜した状態で突出させて配置することができるようになっている。挿入部２１０ａの基端側に取り付けられた図示しない操作部にはプローブ挿入口が設けられており、プローブ挿入口からプローブ起上装置２１５まで挿入部２１０ａ内を貫通するチャンネル内にプローブ２３０を挿通させる。プローブ挿入口側からプローブ２３０を進退動させると共に、プローブ起上装置２１５を操作部に設けた図示しない操作レバーを操作して駆動することにより、プローブ２３０の挿入部２１０ａからの突出量及び傾斜角度を自在に制御することができるようになっている。

図２１は本実施の形態における内視鏡システムによる計測方法を説明するための説明図である。図２１に示すように、撮像部２１３及び第２照明部２１４は挿入部２１０ａの先端部に設けられており、内視鏡２１０は、挿入部２１０ａの軸方向を照明すると共に撮像することができるようになっている。

プローブ２３０は、挿入部２１０ａの側面に設けたプローブ起上装置２１５（図２１では図示省略）から、挿入部２１０ａの軸方向に対して所定の角度傾斜して突出している。プローブ２３０の突出量及び傾斜角度は、既知である。プローブ２３０の先端側側面には、第１照明部２３１が配設されている。第１照明部２３１は光源３２からの光を照射することができるようになっている。なお、第1照明部２３１をＬＥＤによって構成することもでき、この場合には、第１照明部２３１は例えば光源３２から電力が供給されて発光が制御される。

本実施の形態においては、第１照明部２３１は、平行光を出射することができる。更に、第１照明部２３１は、光束のサイズを調整することができるようになっていてもよい。例えば、第１照明部２３１は、十分に光束を狭くしたビーム状の光と所定幅の光束の２種類の光束を出射することができるようになっていてもよい。

図２１では観察部位２５１の表面に形成された凸部２５２のサイズを計測する例を示しているが、第１照明部２３１は、プローブ２３０の突出量及び傾斜角度が適宜設定されることにより、凸部２５２を凸部２５２の突出方向に対して斜めから照明することができるようになっている。

なお、挿入部２１０ａの側面にプローブ２３０及び第１照明部２３１と同様の構成の複数のプローブ及び第１照明部を設け、凸部２５２を複数の方向から異なる帯域の光で照明することで、第２の実施の形態と同様の手法により、凸部２５２の位置を検出するようにしてもよい。

プロセッサ装置２４０は、図示しないＣＰＵ等のプロセッサを備えており、このプロセッサによってプロセッサ装置２４０内の各部を制御することができるようになっている。プロセッサ装置２４０に設けられた光源制御部５０は、光源３２を制御して、第１照明部２３１及び第２照明部２１４の点灯を制御する。

プロセッサ装置２４０は画像処理部２４１を有している。画像処理部２４１は、図１の画像処理部４２と同様の構成であり、撮像部２１３からの撮像画像に対して所定の画像信号処理を施した後、表示部５１に与えて表示させる。

プロセッサ装置２４０には、プローブ駆動制御部２４２、凸病変領域特定部２４３及び凸病変サイズ算出部２４４が設けられている。プローブ駆動制御部２４２は、術者の操作に基づいて、プローブ起上装置２１５を駆動してプローブ２３０の傾斜角を変化させることができるようになっている。なお、術者の操作によって、プローブ２３０の突出量も変化させることができるようになっている。

凸病変領域特定部２４３は、凸病変領域を特定する。凸病変サイズ算出部２４４は、特定された凸病変領域に基づいて、凸病変部の実際のサイズを算出するようになっている。

凸病変サイズ算出部２４４は、算出結果を画像処理部２４１に出力する。画像処理部２４１は、凸病変サイズ算出部２４４の算出結果に基づいて、観察部位内に存在する凸病変についての情報を表示部５１に表示させることができるようになっている。

次に、このように構成された実施の形態の動作について図２１乃至図２３を参照して説明する。図２２は第３の実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。また、図２３は第３の実施の形態において凸部の影の状態を示す説明図である。

先ず挿入部２１０ａを観察したい部位に配置する。例えば、挿入部２１０ａの先端に設けた第２照明部２１４によって照明し、撮像部２１３によって撮像を行い、撮像画像を表示部５１に表示させ、術者が表示部５１の表示を観察することで観察部位を特定してもよい。また、上記各実施の形態と同様の手法により、凸部を検出してもよい。この場合には、凸病変部を特定することができるので、表示部５１に表示される撮像画像中に凸病変部の外形形状を示す表示を表示させてもよい。

図２２のステップＳ２１における凸病変特定処理は、第２の実施の形態と同様の手法により、低輝度領域から凸病変部を特定した例を示している（ステップＳ１２）。なお、上述したように、プローブ２３０及び第１照明部２３１と同様の３つのプローブ及び第１照明部を用いることで、ステップＳ２１の処理を実行することができる。

図２１は挿入部２１０ａの軸方向を観察部位２５１の表面の凸部２５２に向けた状態で、挿入部２１０ａを固定配置している状態を示している。この状態で、術者の操作に基づいて、プローブ駆動制御部２４２は、プローブ２３０の突出量及び突出角度を変化させ、第１照明部２３１による凸部２５２への照明を可能にする。次いで、光源制御部５０によって、第１照明部２３１を点灯させる。

図２３はこの場合に凸部２５２及び凸部２５２に生じた影２６１を示している。凸部２５２及び影２６１は、撮像部２１３によって撮像され、撮像画像は凸病変領域特定部１４３に与えられる。凸病変領域特定部１４３は、撮像画像に基づいて、影２６１の輪郭の円弧（図２３の太線）を求め、この円弧を通過する円を凸病変部の外形２５２ａ（図２３の破線）と推定する。凸病変領域特定部１４３は、推定した外形２５２ａの中心点Ｏを算出する。凸病変領域特定部１４３は、求めた中心点Ｏの情報を画像処理部１４１に与えて、撮像画像中にその位置を示す表示を表示させる。

凸病変サイズ算出部１４４は、ステップＳ２２において、凸病変部のサイズを求める。即ち、凸病変サイズ算出部１４４は、ステップＳ２２−１において、表示部５１に表示されている撮像画像上に撮像部１１３の視野範囲の中心点Ｑの位置を示す表示を表示させる。

次に、術者は、凸病変のサイズを算出するために、挿入部２１０ａの位置及び向き並びにプローブ２３０の突出量及び傾斜角度の微調整を行う。これにより、撮像部２１３と凸部２５２との位置関係、撮像部２１３の視野方向及び範囲、第１照明部２３１の照明方向を規定するのである。第１照明部２３１の照明方向の設定を容易にするために、凸病変サイズ算出部１４４は光源制御部５０を制御して、第１照明部２３１の照明光の光束を十分細いビーム状にしてもよい（ステップＳ２２−２）。

術者は、ステップＳ２３−３において、表示部５１に表示された内視鏡画像を見ながら、凸病変部中心点Ｏの表示と撮像部中心点Ｑの表示とを一致させるように挿入部２１０ａの位置を微調整する。次に、術者は、プローブ２３０の突出量及び傾斜角度を微調整して、第１照明部の中心点Ｐに対応する照明光の中心を、凸病変部中心点Ｏに対応する凸部２５２表面の点に一致させる。図２１の光束２６０ａはこの調整時に用いるビーム状の光束を示している。

次に、凸病変サイズ算出部１４４は、図２３の影２６１を生じさせるために、第１照明部２３１からの光の照射範囲を広げる（ステップＳ２３−４）。これにより、第１照明部２３１は、図２１のハッチングに示す光束２６０で凸部２５２を照明する。凸病変サイズ算出部１４４は、ステップＳ２３−５において、影２６１の長さｌを、影２６１に対応する撮像画像中の低輝度領域のピクセル数によって求める。また、凸病変サイズ算出部１４４は、視野範囲Ｗをピクセル数によって求める。

次に、凸病変サイズ算出部１４４は、凸病変部の形状が半球状であるものとして、既知の値を用いて、以下のように凸病変部の高さｈを算出する（ステップＳ２３−６）。なお、図２１に示すように、観察部位２５１の表面は平坦であって、この表面に垂直な方向と挿入部２１０ａの軸方向とは一致しており、この軸方向を高さ方向とし、観察部位２５１の表面に平行な方向を水平方向として説明する。図２１において、符号の意味は以下の通りである。ｈ：凸病変部高さＨ：観察部位２５１平面から撮像部２１３までの高さｈ'：撮像部２１３の高さ第１照明部２３１の中心点Ｐの高さとの差ｄ：凸部２５２の直径ｌ：凸部２５２の影２６１の長さＷ：撮像部２１３による視野範囲（対角）ｙ：第１照明部２３１の中心点Ｐと撮像部２１３の中心Ｑとの水平方向の距離θ１：プローブ２３０の傾斜角（挿入部２１０ａの中心軸とプローブ２３０の中心軸とのなす角）θ２：撮像部２１３の視野角φ：撮像部２１３の光軸と第１照明部２３１の照明方向とのなす角
凸部２５２の中心（凸病変部の中心点Ｏ）から影２６１の先端までの距離をｘとすると、図２１に示すように、第１照明部２３１からの照明光が水平方向となす角はθ１であるので、ｘ＝ｈ／ｔａｎθ１が成り立つ。従って、ｌ＝ｘ−（ｄ／２）＝（ｈ／ｔａｎθ１）−（ｄ／２）である。凸部２５２は例えば２ｍｍ以下程度の十分に小さい大きさを想定しており、ｄ＝０と近似して、下記（１）式を得る。ｈ＝ｌ・ｔａｎθ１ …（１）
また、角度φは、φ＝（π／２）−θ１であり、既知の値である。この角度φと未知の値ｈ，ｈ'を用いて高さＨは下記（２）式で示される。Ｈ＝ｈ＋ｙ／ｔａｎφ＋ｈ' …（２）
（２）式を（１）式に代入すると、下記（３）式が得られる。Ｈ＝ｌ・ｔａｎθ１＋（ｙ／ｔａｎφ）＋ｈ' …（３）
撮像部２１３の視野角θ２は既知の値であるので、視野範囲Ｗと高さＨとの関係も既知である。そこで、視野範囲Ｗを下記（４）に示す高さＨの関数で表す。Ｗ＝ｆ（Ｈ） …（４）
撮像部２１３の視野角がθ２であるので、Ｈ・ｔａｎ（θ２／２）＝Ｗ／２であり、下記（５）式が得られる。Ｗ＝２Ｈ・ｔａｎ（θ２／２） …（５）
ここで、ｌ／Ｗ＝Ｋとする。ｌ，Ｗのピクセル数は求められているので、Ｋは既知の値である。Ｗ＝ｌ／Ｋと変形し、上記（３）式及び（４）式を用いて下記（６）式を得る。Ｗ＝ｌ／Ｋ＝ｆ（ｌ・ｔａｎθ１＋（ｙ／ｔａｎφ）＋ｈ'） …（６）
上記（６）式のうち、Ｋ，θ１，ｙ，φ，ｈ'は既知の値であり、上記（６）式からｌを算出することができる。算出したｌを上記（１）式に代入することで、凸部２５２の高さｈを求めることができる。

凸病変サイズ算出部２４４は、凸病変部のサイズｈが、規定の範囲内のサイズであるか否かによって、検出すべき凸病変部であるか否かを判定する。凸病変サイズ算出部２４４は、凸病変部であるか否かの判定結果を出力する。例えば、この判定結果は画像処理部２４１を介して表示部５１に供給されて、観察中の凸部が凸病変部であるか否かを示す表示や、凸病変部であることを示す表示等が行われる。

このように本実施の形態においては、１方向から照明光を凸部に照射することで、凸部のサイズを正確に求めることが可能であり、検出すべき凸病変部を確実に件止血することができる。

なお、上記各実施の形態におけるプロセッサ装置４０、１４０、２４０内の各部は、少なくとも１つのプロセッサによって構成してプログラムに応じて各機能を実現するものであってもよく、各部がそれぞれハードウェアによって構成されて各機能を実現するものであってもよい。

本発明は、上記各実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明によれば、撮像画像から凸部のサイズを高精度に検出して病変部を特定することができるという効果を有する。

本出願は、２０１４年９月２５日に日本国に出願された特願２０１４−１９５５８９号を優先権主張の基礎として出願するものであり、上記の開示内容は、本願明細書、請求の範囲に引用されるものとする。

Claims (4)

1. 照明光を照射し、所定の照明範囲を照明する照明部と、
   前記照明部によって照明された被検体の所定の撮像範囲を撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された前記被検体の撮像画像中の凸部を検出する凸部特定部と、
   前記凸部特定部が検出した前記凸部の情報に基づいて所定のサイズ範囲の凸部を検出する凸部サイズ算出部とを具備し、
   前記照明部は、前記被検体を相互に異なる方向から相互に異なる帯域の光で照明する複数の照明光出射部を具備し、
   前記撮像部は、内視鏡の挿入部の先端に取り付けられて前記挿入部の軸方向に光軸を有し、
   前記複数の照明光出射部は、前記挿入部の先端に取り付けられて前記撮像部の撮像範囲を規定する筒状のキャップの先端側内周面に設けられることを特徴とする内視鏡システム。
2. 前記複数の照明光出射部は、前記撮像部の光軸に対して略直交する方向から前記被検体を照明することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
3. 前記凸部サイズ算出部は、前記撮像範囲のサイズに基づいて前記凸部のサイズを算出することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。
4. 前記凸部サイズ算出部は、前記凸部特定部が前記複数の照明光出射部からの照明光によって生じた前記凸部の情報に基づいて所定のサイズ範囲の凸部を検出することを特徴とする請求項１に記載の内視鏡システム。

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