JP6125740B1 - 内視鏡システム及び評価値計算装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る電子内視鏡システム1の構成を示すブロック図である。図1に示されるように、電子内視鏡システム1は、医療用に特化されたシステムであり、電子スコープ100、プロセッサ200及びモニタ300を備えている。電子スコープ100は、挿入部を有し、挿入部は、先端部及び湾曲部を有する。挿入部内には、LCB(Light Carrying Bundle)102が延設されており、また、先端部には、配光レンズ104、対物レンズ106、固体撮像素子108等が配置される。モニタ300は、本実施形態の電子内視鏡システムが備える表示部の一例である。なお、以下では図1に示す電子内視鏡システムを例に挙げて説明するが、本発明の電子内視鏡システムが図1に示す電子内視鏡システムに限定されるものではない。また、以下では評価値を求める対象疾患として炎症を例に挙げて説明するが、対象疾患は炎症に限定されるものではなく、色成分によって評価可能な疾患であれば本発明を適用可能である。
通常モード時のプロセッサ200での信号処理動作を説明する。
次に、特殊モード時のプロセッサ200での信号処理動作を説明する。
図2は、特殊画像処理回路230による特殊画像生成処理のフローチャートの例を示す。図2の特殊画像生成処理は、電子内視鏡システム1の動作モードが特殊モードに切り替えられた時点で開始される。
本処理ステップS11では、前段信号処理回路220より現フレームの各画素の画素データが入力される。
図3に、互いに直交するR軸とG軸とによって定義されるRG平面(より詳細には、R軸、G軸の二軸によって規定されるRG平面内の区画)を示す。なお、R軸は、R成分(Rの画素値)の軸であり、G軸は、G成分(Gの画素値)の軸である。本処理ステップS12では、RGB3原色で定義されるRGB空間の各画素の画素データ(三次元データ)がRGの二次元データに変換されて、図3に示されるように、R、Gの画素値に応じてRG平面内にプロット(正射影)される。以下、説明の便宜上、RG平面内にプロットされた画素データの点を「画素対応点」と記す。なお、図3においては、図面を明瞭化する便宜上、全ての画素の画素対応点を示すのではなく一部の画素の画素対応点のみ示している。
本処理ステップS13では、炎症強度を計算するために必要なRG平面内の基準軸が設定される。図4に、基準軸の説明を補助する図を示す。
本処理ステップS14では、全ての画素の中から所定の順序に従い一つの注目画素が選択される。
本処理ステップS15では、処理ステップS14(注目画素の選択)にて選択された注目画素について炎症強度を計算するための角度が算出される。具体的には、本処理ステップS15では、ヘモグロビン変化軸AX1と粘膜変化軸AX2との交点(基準点)O’と注目画素の画素対応点とを結ぶ線分Lと、ヘモグロビン変化軸AX1とがなす角度θが算出される(図3参照)。なお、基準点O’は座標(−150,−75)に位置する。
体腔内の撮影画像の明るさが白色光Lの当たり具合によって変化すると、撮影画像の色味は、個人差、撮影箇所、炎症の状態等の影響があるものの、RG平面内において、概ね、重症度の最も高い炎症部位ではヘモグロビン変化軸AX1上に沿って変化し、重症度の最も低い炎症部位では粘膜変化軸AX2上に沿って変化する。また、中間の重症度の炎症部位の撮影画像の色味も同じ傾向で変化するものと推定される。すなわち、炎症部位に対応する画素対応点は、白色光Lの当たり具合によって変化すると、基準点O’を起点とした方位角方向にシフトする。言い換えると、炎症部位に対応する画素対応点は、白色光Lの当たり具合によって変化すると、角度θが一定のまま移動して基準点O’との距離が変わる。これは、角度θが撮影画像の明るさの変化に実質的に影響を受けないパラメータであることを意味する。
本実施形態では、炎症強度に応じた表示色で撮影画像をモザイク化したカラーマップ画像を表示することができる。カラーマップ画像を表示可能とするため、炎症強度の値と所定の表示色とを対応付けたテーブルがメモリ222等の記憶領域に記憶されている。本テーブルでは、例えば、値5刻みで異なる表示色が対応付けられている。例示的には、炎症強度の値が0〜5の範囲では黄色が対応付けられており、該値が5増える毎に色相環での色の並び順に従って異なる表示色が対応付けられており、該値が250〜255の範囲では赤色が対応付けられている。
本処理ステップS18では、現フレームの全ての画素に対して処理ステップS14〜S17が実行されたか否かが判定される。
本処理ステップS19は、処理ステップS18(全画素に対する処理の実行完了判定)において、現フレームの全ての画素に対して処理ステップS14〜S17が実行されたと判定された場合(S18:YES)に実行される。本処理ステップS19では、現フレームの全ての画素の炎症強度を平均化した平均値が撮影画像全体の炎症評価値として計算され、計算された炎症評価値の表示データ(表示データ例:Score:○○)が生成される。対象疾患の評価結果としての上述の炎症評価値を求める動作は、評価部により行われる。
本処理ステップS20では、前段信号処理回路220より入力される画素データ(すなわち、RGBの3つの色成分を持つ画素データ)に基づく通常画像と、処理ステップS17(カラーマップ画像上での表示色の決定)にて所定の表示色に決定された画素データに基づくカラーマップ画像とをオーバレイさせる割合を係数として、前者の画素データ(通常の画素データ)と後者の画素データ(カラーマップ用の画素データ)とが加算される。係数の設定は、ユーザ操作により適宜設定変更することが可能である。通常画像の方を濃く表示したい場合は、通常の画素データの係数が高く設定され、カラーマップ画像の方を濃く表示したい場合は、カラーマップ用の画素データの係数が高く設定される。
本処理ステップS21では、電子内視鏡システム1の動作モードが特殊モードとは別のモードに切り替えられたか否かが判定される。別のモードに切り替えられていないと判定される場合(S21:NO)、図2の特殊画像生成処理は、処理ステップS11(現フレームの画素データの入力)に戻る。一方、別のモードに切り替えられたと判定される場合(S21:YES)、図2の特殊画像生成処理は終了する。
後段信号処理回路240は、図2の処理ステップS20(オーバレイ処理)にて加算処理された画素データに基づいて通常画像とカラーマップ画像とのオーバレイ画像の表示データを生成すると共にモニタ300の表示画面の周辺領域(画像表示領域の周囲)をマスクするマスキング処理を行い、更に、マスキング処理により生成されるマスク領域に炎症評価値を重畳した、モニタ表示用の画面データを生成する。後段信号処理回路240は、生成されたモニタ表示用の画面データを所定のビデオフォーマット信号に変換して、モニタ300に出力する。
100 電子スコープ
102 LCB
104 配光レンズ
106 対物レンズ
108 固体撮像素子
112 ドライバ信号処理回路
114 メモリ
200 プロセッサ
202 システムコントローラ
204 タイミングコントローラ
206 ランプ電源イグナイタ
208 ランプ
210 集光レンズ
212 絞り
214 モータ
216 ドライバ
218 操作パネル
220 前段信号処理回路
222 メモリ
230 特殊画像処理回路
240 後段信号処理回路
Claims (13)
- 被写体に向けて照明光を照射する光源装置と、
前記被写体からの反射光を撮像素子により撮像し、少なくとも3つ以上の色成分を含むカラー画像を取得する画像取得部と、
前記少なくとも3つ以上の色成分のうちの少なくとも2つの色成分によって定義される色平面内において、前記色平面内に設定された所定の基準点及び前記画像取得部で取得されるカラー画像を構成する各画素の前記色平面内における画素対応点を結ぶ線分と、前記対象疾患に相関を有する基準軸と、がなす角度に基づいて前記各画素の前記対象疾患に関する評価結果を求める評価部と、を備え、
前記基準軸は、前記所定の基準点を通るように設定される、内視鏡システム。 - 前記基準軸は、前記色平面内において重症度が所定値以下の前記対象疾患と相関を有する軸及び重症度が所定値以上である前記対象疾患と相関を有する軸の少なくとも一方である、請求項1に記載の内視鏡システム。
- 前記基準軸は、前記色平面内において前記対象疾患のうち重症度が所定以上である高重症度疾患と相関を有する第1の軸と、前記色平面内において前記高重症度疾患よりも重症度が低くかつ重症度が所定以下である低重症度疾患と相関を有する第2軸と、を少なくとも含み、
前記評価部は、前記第1の軸及び第2の軸の少なくとも一方と、前記線分と、がなす角度に基づいて前記評価結果を求める、
請求項1又は請求項2に記載の内視鏡システム。 - 前記基準点は、前記第1の軸と前記第2の軸の交点である、
請求項3に記載の内視鏡システム。 - 前記評価部は、
前記線分と前記第1の軸とがなす角度がゼロのときに最大値を取り、前記線分と前記第1の軸とがなす角度が前記第1の軸と前記第2の軸との間の角度と等しいときに最小値を取るように、前記線分と前記第1の軸とがなす角度を正規化し、正規化された各画素に対応する角度に基づいて前記対象疾患に関する評価結果を求める、
請求項3又は請求項4に記載の内視鏡システム。 - 前記評価結果を、前記画像取得部により取得される通常画像に重ねて表示する表示部を更に備える、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の内視鏡システム。 - 前記評価結果は、炎症の重症度についての評価結果である、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の内視鏡システム。 - 前記第1の軸は、ヘモグロビン色素と相関の高い軸である、
請求項3から請求項5、請求項3を引用する請求項6、請求項3を引用する請求項7、のいずれか一項に記載の内視鏡システム。 - 前記第2の軸は、体腔内の粘膜の色味と相関の高い軸である、
請求項3から請求項5、請求項3を引用する請求項6、請求項3を引用する請求項7、請求項8、のいずれか一項に記載の内視鏡システム。 - 前記評価結果を、前記画像取得部により取得される通常画像に重ねて表示する表示部を更に備え、
前記評価部は、複数の対象疾患に関する評価結果を夫々求め、
前記色平面と、前記基準点と、前記基準軸とは、前記複数の対象疾患毎に設定され、
前記表示部は、前記複数の評価結果を識別可能に前記通常画像に重ねて表示する、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の内視鏡システム。 - R(Red)、G(Green)、B(Blue)の各色成分を持つカラー画像を構成する各画素に対応する画素対応点を、その色成分に応じて、R成分の軸である第一の軸と、該第一の軸と直交するG成分又はB成分の軸である第二の軸とを含む平面内に配置する配置手段と、
前記平面内において重症度の最も高い病変部と相関の高い第三の軸を設定し、各画素について、該第三の軸上に位置する所定の基準点と前記画素対応点とを結ぶ線分と、該第三の軸とがなす角度を算出する角度算出手段と、
算出された各画素に対応する角度に基づいて前記カラー画像に対する所定の評価値を計算する評価値計算手段と、
を備える、
評価値計算装置。 - 前記角度算出手段は、
前記平面内におい重症度の最も低い病変部と相関の高い第四の軸を設定し、該第四の軸と前記第三の軸との交点を前記基準点として、前記各画素に対応する角度を算出する、
請求項11に記載の評価値計算装置。 - 前記第三の軸は、ヘモグロビン色素と相関の高い軸であり、
前記第四の軸は、体腔内の粘膜の色味と相関の高い軸である、
請求項12に記載の評価値計算装置。
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