JP6356122B2 - 生体組織中の生体物質の濃度分布を示す画像を生成する装置の作動方法及び装置 - Google Patents
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Description
指標Xに基づいて分布画像を生成するステップと、を含む構成としてもよい。
以下に説明する本発明の実施形態に係る内視鏡装置は、波長域の異なる光で撮像した複数の画像に基づいて被写体の生体情報(例えば、酸素飽和度)を定量的に分析して、分析結果を画像化して表示する装置である。以下に説明する酸素飽和度の定量分析では、血液の分光特性(すなわち、ヘモグロビンの分光特性)が酸素飽和度に応じて連続的に変化する性質が利用される。
本発明の実施形態に係る内視鏡装置の詳しい構成を説明する前に、ヘモグロビンの分光特性と、本実施形態における酸素飽和度の計算原理について説明する。
図2は、本発明の実施形態に係る内視鏡装置1のブロック図である。本実施形態の内視鏡装置1は、電子内視鏡100、プロセッサ200及びモニタ300を備えている。電子内視鏡100及びモニタ300は、プロセッサ200に着脱可能に接続されている。また、プロセッサ200には、光源部400及び画像処理部500が内蔵されている。
100 電子内視鏡
110 挿入管
111 挿入管先端部
121 対物光学系
131 ライトガイド
131a 先端部
131b 基端部
132 レンズ
141 撮像素子
141a カラーフィルタ
142 ケーブル
200 電子内視鏡用プロセッサ
300 モニタ
400 光源部
410 回転フィルタ
420 フィルタ制御部
430 光源
440 コリメータレンズ
450 集光レンズ
500 画像処理部
510 A/D変換回路
520 一時記憶メモリ
530 コントローラ
540 ビデオメモリ
550 信号処理回路
Claims (14)
- 所定の波長域における吸収スペクトルが短波長側から順に第1、第2、第3及び第4の等吸収点を有する生体組織に含まれる酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンのモル濃度比の分布画像を生成する装置の作動方法であって、
前記装置が、前記第1の等吸収点と前記第2の等吸収点とで区画された第1の波長域、前記第2の等吸収点と前記第3の等吸収点とで区画された第2の波長域及び前記第3の等吸収点と前記第4の等吸収点とで区画された第3の波長域の光を纏めて選択的に取り出す第1の光学フィルタにより白色光から第1照明光を取り出すステップと、
前記装置が、前記第1照明光の照明下で撮像された前記生体組織の第1の撮像データG1を取得するステップと、
前記装置が、前記第2の波長域の光を選択的に取り出す第2の光学フィルタにより白色光から第2照明光を取り出すステップと、
前記装置が、前記第2照明光の照明下で撮像された前記生体組織の第2の撮像データG2を取得するステップと、
前記装置が、前記第1の撮像データG1及び前記第2の撮像データG2に基づいて前記分布画像を生成するステップと、
を含む装置の作動方法。 - 前記第1の撮像データG1及び第2の撮像データG2に基づいて前記分布画像を生成するステップは、
前記装置が、前記第1の撮像データG1に基づいて前記第1の光学フィルタの透過波長域における前記生体組織の吸収A1を取得するステップと、
前記装置が、前記第2の撮像データG2に基づいて前記第2の光学フィルタの透過波長域における前記生体組織の吸収A2を取得するステップと、
前記装置が、前記吸収A1及びA2に基づいて前記分布画像を生成するステップと、
を更に含む、
請求項1に記載の装置の作動方法。 - 前記吸収A1を取得するステップは、前記装置が、数式1又は数式2により前記吸収A1を計算するステップを含み、
- 前記吸収A1及びA2に基づいて前記分布画像を生成するステップは、
前記装置が、数式5により指標Xを計算するステップと、
前記装置が、前記指標Xに基づいて前記分布画像を生成するステップと、
を含む、
請求項2又は請求項3に記載の装置の作動方法。 - 前記定数kが1である、
請求項4に記載の装置の作動方法。 - 前記装置が、前記所定の波長域と比べて前記生体組織の吸収が十分に低い第4の波長域の光を選択的に取り出す第3の光学フィルタにより白色光から第3照明光を取り出すステップと、
前記装置が、前記第3照明光の照明下で撮像された前記生体組織の第3の撮像データR3を取得するステップと、
を更に含み、
前記吸収A1を取得するステップは、
前記装置が、前記第1の撮像データG1を前記第3の撮像データR3で除算して第1の規格化反射率SR1を計算するステップと、
前記装置が、数式6又は数式7により前記吸収A1を計算するステップと、
を含み、
前記装置が、前記第2の撮像データG2を前記第3の撮像データR3で除算して第2の規格化反射率SR2を計算するステップと、
前記装置が、数式8又は数式9により前記吸収A2を計算するステップと、
を含む、
- 前記装置が、前記第1の光学フィルタにより白色光から取り出した光を用いて無彩色の色基準板を撮像して第1のベースライン画像データBL1を取得するステップと、
前記装置が、前記第2の光学フィルタにより白色光から取り出した光を用いて前記色基準板を撮像して第2のベースライン画像データBL2を取得するステップと、
を更に含み、
前記第1の規格化反射率SR1を計算するステップは、
前記装置が、前記第1の撮像データG1を前記第1のベースライン画像データBL1で除算するステップを含み、
前記第2の規格化反射率SR2を計算するステップは、
前記装置が、前記第2の撮像データG2を前記第2のベースライン画像データBL2で除算するステップを含む、
請求項6に記載の装置の作動方法。 - 前記第4の波長域は650nm帯であり、
前記第3の撮像データR3は、RGBカラーフィルタを備えた撮像素子のRフィルタが装着された受光素子によって撮像された撮像データである、
請求項6に記載の装置の作動方法。 - 前記装置が、前記モル濃度比が既知の生体組織が撮像された前記第1の撮像データG1及び前記第2の撮像データG2に基づいて取得した前記指標Xの値がその理論値に最も近づくように前記定数kの値を決定する、
請求項4に記載の装置の作動方法。 - 前記装置が、前記モル濃度比の既知の値が異なる複数の生体組織のそれぞれについて前記指標Xの実測値を取得し、前記モル濃度比の既知の値と前記指標Xの実測値との関係を示す検量線が、前記モル濃度比の値と前記指標Xの理論値との関係を示す基準線に最も近づくように前記定数kの値を決定する、
請求項9に記載の装置の作動方法。 - 前記装置が、前記第1の撮像データG1が撮像される際の露出と前記第2の撮像データG2が撮像される際の露出が同程度となるように、前記第1照明光を減光するステップを含む、
請求項9又は請求項10に記載の装置の作動方法。 - 前記所定の波長域はヘモグロビンのQ帯であり、
前記第1の撮像データG1及び前記第2の撮像データG2は、RGBカラーフィルタを備えた撮像素子のGフィルタが装着された受光素子によって撮像された撮像データである、
請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の装置の作動方法。 - 所定の波長域における吸収スペクトルが短波長側から順に第1、第2、第3及び第4の等吸収点を有する生体組織に含まれる酸素化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンのモル濃度比の分布画像を生成する装置であって、
白色光を発生する光源と、
前記白色光から前記第1の等吸収点と前記第2の等吸収点とで区画された第1の波長域、前記第2の等吸収点と前記第3の等吸収点とで区画された第2の波長域及び前記第3の等吸収点と前記第4の等吸収点とで区画された第3の波長域の光を纏めて選択的に取り出す第1の光学フィルタと、
前記白色光から前記第2の波長域の光を選択的に取り出す第2の光学フィルタと、
前記第1及び前記第2の光学フィルタを切り替えるフィルタ切換え手段と、
前記光源が発生した光を用いて前記生体組織を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置が生成した撮像データに基づいて、前記分布画像を生成する画像処理部と、
を備えた装置。 - 前記撮像装置が先端部に設けられた内視鏡を備えた内視鏡装置である、
ことを特徴とする請求項13に記載の装置。
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