JP6234375B2 - 観察装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、観察視野に存在する病変部のような注目領域を容易に認識可能としつつ注目領域の形態も白色光画像に基づいた詳細な観察をすることができる観察装置を提供することを目的とする。
本発明は、被検体に対して照明光および前記被検体の特定の領域に作用する前記照明光とは異なる波長帯域の特殊光を照射する光源と、該光源から前記照明光が照射されることによって前記被検体から発せられる戻り光を撮影して戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、前記光源から前記特殊光が照射されることによって前記被検体から発せられる信号光を撮影して特殊光画像を生成する特殊光画像生成部と、前記特殊光画像生成部によって生成された前記特殊光画像から前記特定の領域を抽出する抽出部と、前記戻り光画像生成部によって生成された前記戻り光画像に対して、前記抽出部によって抽出された前記特定の領域に対応する領域において、戻り光画像情報に基づいた強調処理を施す強調処理部と、前記戻り光画像生成部によって生成された前記戻り光画像に前記抽出部によって抽出された前記特定の領域を示すマーカを合成する合成部と、画像を表示する表示部と、前記被検体までの観察距離を判断する判断部と、該判断部によって判断された観察距離に基づいて、前記強調処理部によって前記特定の領域が強調された戻り光画像および前記合成部によって前記マーカが合成された戻り光画像を択一的に前記表示部に表示させる表示切替部とを備える観察装置を提供する。
このようにすることで、被検体の正常部などの周辺領域は未処理の白色光画像の構造および/または色彩から変化せず、被検体の病変部などの注目領域のみ構造および/または色彩のコントラストが強調され、病変部が目立つような特徴を備えた画像が得られる。さらに、当該画像の注目領域は、未処理の白色光画像よりも構造および/または色彩のコントラストが強調されているため、注目領域の形態を詳細に観察することもでき、注目領域を効果的に強調することができる。
このようにすることで、蛍光物質の分布に基づいて注目領域を特定することができる。
このようにすることで、簡単な処理で特定の領域を抽出することができる。
このようにすることで、周辺領域に対する特定の領域の色彩や構造の差異の程度に応じて特定の領域を適切に強調することができる。
このようにすることで、被検体における血管の密度の差異に基づいて注目領域を特定することができる。
このようにすることで、被検体から発せられる自家蛍光の強度分布に基づいて注目領域を特定することができる。
このようにすることで、演算処理のみで観察距離を適切に判断することができる。
以下に、本発明の第1の参考実施形態に係る観察装置100について図1から図8を参照して説明する。
本実施形態に係る観察装置100は、内視鏡装置であって、図1に示されるように、体内に挿入される細長い挿入部2と、光源3と、該光源3からの励起光(特殊光)および白色光(照明光)を挿入部2の先端2aから観察対象(被検体)Xに向けて照射する照明ユニット4と、挿入部2の先端2aに設けられ、観察対象Xである生体組織の画像情報S1,S2を取得する撮像ユニット5と、挿入部2の基端側に配置され、撮像ユニット5によって取得された画像情報S1,S2を処理する画像処理ユニット6と、該画像処理ユニット6によって処理された画像G1’を表示するモニタ(表示部)7とを備えている。
本実施形態に係る観察装置100を用いて観察対象Xである体内の生体組織を観察するには、予め、病変部Yに集積する蛍光物質を観察対象Xに投与しておく。そして、体内に挿入部2を挿入し、挿入部2の先端2aを観察対象Xに対向配置する。次に、光源3を作動させることによって、励起光および白色光を挿入部2の先端2aから観察対象Xに照射する。
画像処理ユニット6において、白色光画像情報S1が白色光画像生成部61に入力されて白色光画像G1が生成され、蛍光画像情報S2が蛍光画像生成部62に入力されて蛍光画像G2が生成される(ステップS1)。
次に、第1の参考実施形態に係る観察装置100の第1の変形例について説明する。
本変形例に係る観察装置は、観察装置100の強調処理部64の処理内容を変形したものである。
本変形例において、強調処理部64は、白色光画像G1から注目領域の組織の輪郭を抽出し、注目領域における組織の輪郭を強調することによって、注目領域の構造を強調する。輪郭の抽出には、例えば、微分フィルタ等のエッジ抽出処理が用いられる。このように、上述した色彩強調処理に代えて構造強調処理を用いても、白色光画像G1’において、注目領域を容易に認識することができ、かつ、注目領域の形態を詳細に観察することができる。
次に、第1の参考実施形態に係る観察装置100の第2の変形例について説明する。
本変形例に係る観察装置は、観察装置100の画像処理ユニット6を変形したものであり、図3に示されるように、除算部65が画像処理ユニット6にさらに備えられている。
次に、第1の参考実施形態に係る観察装置100の第3の変形例について説明する。
本変形例に係る観察装置は、観察装置100の画像処理ユニット6を変形したものであり、図4に示されるように、平均階調値算出部66および強調レベル設定部67が画像処理ユニット6にさらに備えられている。
平均階調値算出部66は、抽出部63によって抽出された、注目領域を構成する画素の階調値Iの平均mを算出し、算出した階調値Iの平均mを強調レベル設定部67に出力する。
次に、本発明の一実施形態である第1の参考実施形態に係る観察装置100の第4の変形例について説明する。
本実施形態に係る観察装置は、観察装置100の画像処理ユニット6を変形したものであり、図7に示されるように、判断部(表示切替部)68および合成部69が画像処理ユニット6にさらに備えられている。
このようにすることで、挿入部2の先端2aを注目領域に接近させる過程において、白色光画像G1に重畳されているマーカが次第に透明になり、やがて消失する。マーカが消失した後は、その位置に強調処理された注目領域が表示される。これにより、モニタ7を観察しているユーザに違和感を与えることなく、2つの画像G1’,G1”を切り替えることができるという利点がある。
次に、本発明の第2の参考実施形態に係る観察装置200について図9および図10を参照して説明する。本実施形態の説明において、上述した第1に係る観察装置100と異なる構成について主に説明し、観察装置100と共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態に係る観察装置200は、蛍光画像G2に代えてNBI画像G3を取得し、NBI画像G3から色相Hに基づいて注目領域を抽出する点において、第1の参考実施形態に係る観察装置100と主に相違している。
NBI画像生成部71は、緑色光画像情報S3から赤色光画像を生成し、青色光画像情報S4から緑色光画像および青色光画像を生成し、これら赤色光画像、緑色光画像および青色光画像を合成することによってNBI画像G3を生成する。
本実施形態に係る観察装置200を用いて観察対象Xである体内の生体組織を観察するには、第1の参考実施形態と同様に、体内に挿入部2を挿入し、光源3を作動させる。光源3からは、白色光、緑の狭帯域光および青の狭帯域光が順番にカップリングレンズ33、ライトガイドファイバ41および照明光学系42を介して観察対象Xに照射される。
なお、本実施形態においては、第1の参考実施形態において説明した各変形例を適宜適用することができる。
次に、第2の参考実施形態に係る観察装置200の変形例について説明する。
本変形例に係る観察装置は、観察装置200の画像処理ユニット6を変形したものであり、図10に示されるように、平均色相算出部72および強調レベル設定部73が画像処理ユニット6にさらに備えられている。
平均色相算出部72は、抽出部63によって抽出された注目領域を構成する画素の色相Hの平均nを算出する。そして、平均色相算出部72は、算出した色相Hの平均nを強調レベル設定部73に出力する。
このように構成された本変形例に係る観察装置によれば、抽出部63において注目領域が抽出されると、その注目領域の色相Hの平均nが平均色相算出部72において算出される。そして、算出された色相Hの平均nに基づく強調処理の度合いβが強調レベル設定部73において決定され、決定された度合いβで強調処理部64において白色光画像G1の注目領域が強調処理される。
次に、本発明の第3の参考実施形態に係る観察装置300について図11を参照して説明する。
本実施形態の説明において、上述した第1の参考実施形態に係る観察装置100と異なる構成について主に説明し、観察装置100と共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態に係る観察装置300は、蛍光画像G2に代えて自家蛍光画像G4を取得し、自家蛍光画像G4から色相Hに基づいて注目領域を抽出する点において、観察装置100と主に相違している。
第2の光学系は、対物レンズ51と集光レンズ53との間に励起光カットフィルタ57をさらに備え、観察対象Xから発せられた自家蛍光および緑色の戻り光を高感度モノクロCCDのような撮像素子56によって撮影して自家蛍光画像情報S5,S6を取得する。本実施形態において、励起光カットフィルタ57は、観察対象Xの自家蛍光と緑色の戻り光とに対応する波長帯域500nmから630nmの光を選択的に透過し、励起光を遮断する。
本実施形態に係る観察装置300を用いて観察対象Xである体内の生体組織を観察するには、第2の参考実施形態と同様にして白色光、参照光および励起光を順番に観察対象Xに照射する。
なお、本実施形態においては、第1の参考実施形態および第2の参考実施形態において説明した各変形例ならびに本発明の一実施形態が適宜適用されてもよい。
次に、本発明の第4の参考実施形態に係る観察装置400について図12を参照して説明する。
本実施形態に係る観察装置400は、第1の参考実施形態および第2の参考実施形態を組み合わせたものである。したがって、本実施形態の説明において、第1の参考実施形態および第2の参考実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
なお、本実施形態においては、第1の参考実施形態および第2の参考実施形態において説明した各変形例ならびに本発明の一実施形態が適宜適用されてもよい。
2 挿入部
2a 先端
3 光源
31 キセノンランプ
32 フィルタ
33 カップリングレンズ
34 ターレット
4 照明ユニット
41 ライトガイドファイバ
42 照明光学系
5 撮像ユニット
51 対物レンズ
52 ダイクロイックミラー
53,54 集光レンズ
55,56 撮像素子
57 励起光カットフィルタ
6 画像処理ユニット
61 白色光画像生成部(戻り光画像生成部)
62 蛍光画像生成部(特殊光画像生成部)
63 抽出部
64 強調処理部
65 除算部
66 平均階調値算出部
67 強調レベル設定部
68 判断部(表示切替部)
69 合成部
70 制御部
71 NBI画像生成部(特殊光画像生成部)
72 平均色相算出部
73 強調レベル設定部
74 自家蛍光画像生成部(特殊光画像生成部)
G1 白色光画像(戻り光画像)
G2 蛍光画像(特殊光画像)
G2’ 除算画像
G3 NBI画像(特殊光画像)
G4 自家蛍光画像(特殊光画像)
X 観察対象
Y 病変部
Claims (11)
- 被検体に対して照明光および前記被検体の特定の領域に作用する前記照明光とは異なる波長帯域の特殊光を照射する光源と、
該光源から前記照明光が照射されることによって前記被検体から発せられる戻り光を撮影して戻り光画像を生成する戻り光画像生成部と、
前記光源から前記特殊光が照射されることによって前記被検体から発せられる信号光を撮影して特殊光画像を生成する特殊光画像生成部と、
前記特殊光画像生成部によって生成された前記特殊光画像から前記特定の領域を抽出する抽出部と、
前記戻り光画像生成部によって生成された前記戻り光画像に対して、前記抽出部によって抽出された前記特定の領域に対応する領域において、戻り光画像情報に基づいた強調処理を施す強調処理部と、
前記戻り光画像生成部によって生成された前記戻り光画像に前記抽出部によって抽出された前記特定の領域を示すマーカを合成する合成部と、
画像を表示する表示部と、
前記被検体までの観察距離を判断する判断部と、
該判断部によって判断された観察距離に基づいて、前記強調処理部によって前記特定の領域が強調された戻り光画像および前記合成部によって前記マーカが合成された戻り光画像を択一的に前記表示部に表示させる表示切替部とを備える観察装置。 - 前記強調処理部が、構造および色彩のうち少なくとも一方のコントラストを強調する請求項1に記載の観察装置。
- 前記光源が、前記特定の領域に含まれる蛍光物質を励起する励起光を前記特殊光として照射し、
前記特殊光画像生成部が、前記蛍光物質からの蛍光を撮影して蛍光画像を前記特殊光画像として生成する請求項1または請求項2に記載の観察装置。 - 前記抽出部が、所定の閾値以上の階調値を有する領域を前記特定の領域として抽出する請求項1から請求項3のいずれかに記載の観察装置。
- 前記抽出部により抽出された前記特定の領域の階調値に基づいて、前記強調処理部による前記特定の領域の強調の度合いを設定する強調レベル設定部を備える請求項4に記載の観察装置。
- 前記光源が、狭帯域光を前記特殊光として照射し、
前記特殊光画像生成部が、前記狭帯域光の照射によって前記被検体から戻る光を撮影して狭帯域光画像を前記特殊光画像として生成する請求項1または請求項2に記載の観察装置。 - 前記光源が、前記被検体に含まれる物質の自家蛍光を励起する励起光を前記特殊光として照射し、
前記特殊光画像生成部が、前記物質からの自家蛍光を撮影して自家蛍光画像を前記特殊光画像として生成する請求項1または請求項2に記載の観察装置。 - 前記抽出部が、所定の色相を有する領域を前記特定の領域として抽出する請求項1、請求項2、請求項6および請求項7のいずれかに記載の観察装置。
- 前記抽出部によって抽出された前記特定の領域の色相に基づいて、前記強調処理部による前記領域の強調の度合いを設定する強調レベル設定部を備える請求項8に記載の観察装置。
- 前記判断部が、前記戻り光画像生成部によって生成された前記戻り光画像の階調値を用いて前記観察距離を判断する請求項1から請求項9のいずれかに記載の観察装置。
- 前記判断部が、前記抽出部によって抽出された前記特定の領域の前記特殊光画像における面積を用いて前記観察距離を判断する請求項1から請求項9のいずれかに記載の観察装置。
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