JP6433634B2 - 電子内視鏡用プロセッサ及び電子内視鏡システム - Google Patents
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Description
特に、一実施形態によれば、前記相関値は、正規化された値であり、前記第1の値は1であり、前記第2の値はゼロである、ことが好ましい。
また、一実施形態によれば、基準軸は、対象疾患について症状レベルの最も高い炎症部位を示す軸であることが好ましい。
各画素における算出された前記相関値を積算し、積算することによって得た相関値の総和を前記対象疾患に関する評価値とする評価値算出手段と、
を備える。
画像処理ユニット220は、RGB変換部220a、色空間変換部220b、色補正部220c、相関値算出部220d、評価値算出部220e、評価画像作成部220f、メモリ222、及び画像メモリ224を備える。画像処理ユニット220は、システムコントローラ202がプログラムを起動して各部分の機能を形成するソフトウェアモジュールであってもよいし、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等の専用回路で構成されたハードウェアモジュールであってもよい。
RGB変換部220aは、後述する図3に示す処理ステップS11の処理を行うように構成されている。
色空間変換部220bは、後述する図3に示す処理ステップS12、13の処理を行うように構成されている。
色補正部220cは、後述する図3に示す処理ステップS14の処理を行うように構成されている。
相関値算出部220dは、後述する図3に示す処理ステップS15,16の処理を行うように構成されている。
評価値算出部220eは、後述する図3に示す処理ステップS17の処理を行うように構成されている。
評価画像作成部220fは、後述する図3に示す処理ステップS18,19の処理を行うように構成されている。
メモリ222は、画像処理ユニット220が実施する処理に必要な情報を格納している。格納する情報には、色補正部220cが色補正をする際に用いる補正マトリックス係数、評価値算出部220eが評価値を算出する際に用いる相関テーブル、評価画像作成部220fがカラーマップ画像を作成する際に用いる表示色テーブル等が含まれる。
画像メモリ224は、ドライバ信号処理回路112から送られる画像信号を撮像画像として記録保持し、さらに、画像処理ユニット220が実施する処理の結果である処理画像を必要に応じて記録保持する。画像メモリ224に記録保持された画像は、必要に応じて呼び出され処理される。処理については、以下説明する。
図3は、電子内視鏡用プロセッサ200にて実行される病変評価情報生成処理のフローチャートを示す。以下に説明する病変評価情報生成処理は、電子スコープ100により撮像された生体組織の対象疾患(例示的には、炎症性腸疾患(IBD)の病変である炎症(浮腫や易出血性を含む赤変病変))の症状レベルを客観的に評価するための処理である。病変評価情報生成処理は、概略的には、カラー内視鏡画像データに含まれる各画素について、対象疾患の症状レベルを示す相関値(炎症強度)を算出する。次いで、算出された全ての画素における相関値に基づいて被写体である生体組織の対象疾患の炎症に関する症状レベルを評価するための評価値、すなわち炎症評価値が算出される。
炎症評価値は、所定のアルゴリズム(図3に示される病変評価情報生成処理)の実行により算出される再現性が担保された数値データである。そのため、術者は炎症評価値を把握することにより、対象疾患の症状レベルを客観的に評価することができる。
本処理ステップS11では、ドライバ信号処理回路112より入力した画像信号(輝度信号Y、色差信号Cb、Cr)が所定のマトリックス係数を用いて原色信号(R、G、B)に変換される。
次に、原色信号に変換された画像データはRG平面に正射影される。
図4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S13では、対象疾患に関する客観的な数値データである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5に、基準軸の説明を補助する図を示す。
このような基準軸の設定を行った後、S12で正射影された画素データに対して後述する処理ステップS15の処理が行われる。処理ステップS15の前に、処理ステップS14において正射影された画素データに対して色補正が行われる。
メモリ222には、補正マトリックス係数が保存されている。本処理ステップS14では、同一の病変部を異なる電子内視鏡システムで撮像したときのスコア値のばらつき(言い換えると、電子スコープの個体差)を抑えるため、各画素の画素対応点である画素データ(R,G)が補正マトリックス係数を用いて補正される。
Rnew :補正後の画素データ(R成分)
Gnew :補正後の画素データ(G成分)
M00〜M11:補正マトリックス係数
R :補正前の画素データ(R成分)
G :補正前の画素データ(G成分)
本処理ステップS15では、処理ステップS14(画素データの色補正)にて補正された、各画素の画素データ(Rnew,Gnew)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、各画素について、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’と画素対応点(Rnew,Gnew)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(図4参照)が算出される。なお、基準点O’は、座標(−150,−75)に位置する。
図3の処理ステップS16では、処理ステップS15(角度の算出)にて算出された角度θに基づいて相関値CVが算出される。角度θが小さい画素に写る部位ほど、症状レベルの最も高い炎症部位、言い換えると、基準軸の1つであるヘモグロビン変化軸AX1上の色成分を持つ炎症部位との相関が高いことに基づいて、相関値CV(炎症強度)を画素毎に算出する。
本処理ステップS16aでは、所定の順序で選択された1つの注目画素について処理ステップS15(角度の算出)にて算出された角度θが第一範囲R1に収まるか否かが判定される。
本処理ステップS16bは、処理ステップS16aにて注目画素の角度θが第一範囲R1に収まると判定された場合(S16a:YES)に実行される。本処理ステップS16bでは、相関テーブルに従い、角度θに応じた相関値CV(=0.0〜1.0)が注目画素に対して与えられる。
本処理ステップS16cは、処理ステップS16aにて注目画素の角度θが第一範囲R1に収まらない、言い換えると、注目画素の角度θが第二範囲R2に収まると判定された場合(S16a:NO)に実行される。本処理ステップS16cでは、相関テーブルに従い、相関値CV=0が注目画素に対して与えられる。
本処理ステップS16dでは、全ての画素について処理ステップS16aが実行されたか否かが判定される。処理ステップS16aが実行されていない画素が残っている場合(S16d:NO)、処理ステップS16aに戻り、次の注目画素について処理ステップS16a以降の処理が実行される。全ての画素について処理ステップS16aが実行された場合(S16d:YES)、処理ステップS17(相関値CVの積算)に進む。
本処理ステップS17では、処理ステップS16(相関値CVの算出)にて算出された全ての画素の相関値CVが積算され、積算することによって得られた総和が、対象疾患の症状レベルを評価するための評価値であって、内視鏡画像内に写る病変部の症状レベルを数値化した客観的かつ再現性のある(術者のスキルに依存しない)炎症評価値として算出される。
本実施形態では、相関値CV(炎症強度)に応じた表示色で撮像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、相関値CVと所定の表示色とを関連付けた表示色テーブルがメモリ222の記憶媒体に格納されている。
本処理ステップS19では、所定の評価画像がモニタ300の表示画面に表示される。図9に、評価画像を例示する。図9に例示されるように、評価画像には、処理ステップS18(カラーマップ画像上での表示色の決定)にて各画素の色が置換されたカラーマップ画像が含まれる。図9に示されるように、カラーマップ画像は、各画素が対象疾患の症状レベルに応じた11の段階の色で区分された階調画像となっている。そのため、術者は、撮像画角内のどの位置にどの程度の症状の炎症が発生しているかを容易に視認することができる。
100 電子スコープ
200 電子内視鏡用プロセッサ
220 画像処理ユニット
220a RGB変換部
220b 色空間変換部
220c 色補正部
220d 相関値算出部
220e 評価値算出部
220f 評価画像作成部
222 メモリ
224 画像メモリ
300 モニタ
400 プリンタ
600 サーバ
Claims (11)
- nを3以上の自然数とし、mを2以上の自然数とし、n種類の色成分よりなる体腔内のの生体組織のカラー画像を構成する各画素データをn種類よりも少ないm種類の色成分よりなる画素データに変換する変換手段と、
前記m種類の色成分より定義される色平面内において、所定の基準点を通る、対象疾患に関する基準軸を設定しており、前記カラー画像の各画素について、前記基準点と変換された前記画素データに対応する画素対応点とを結ぶ線分と、前記基準軸と、がなす角度に基づいて、該対象疾患に関する所定の基準との相関値を画素毎に算出する相関値算出手段と、
各画素における算出された前記相関値を積算し、積算することによって得た相関値の総和を前記対象疾患に関する評価値とする評価値算出手段と、
を備える、電子内視鏡用プロセッサ。 - 前記相関値は、第1の値以下第2の値以上であり、
前記角度が所定角度以下の範囲で、前記角度が小さいほど前記相関値は前記第1の値に近づき、
前記角度が前記所定角度よりも大きい範囲で、前記相関値は前記第2の値となる、請求項1に記載の電子内視鏡プロセッサ。 - 前記相関値は、正規化された値であり、
前記第1の値は1であり、前記第2の値はゼロである、
請求項2に記載の電子内視鏡用プロセッサ。 - 前記基準軸は、
前記対象疾患について症状レベルが高くなるほど変換された前記画素対応点が収束する軸である、
請求項1から請求項3の何れか一項に記載の電子内視鏡用プロセッサ。 - 変換された前記画素データのm種類の色成分は、R成分、G成分、及びB成分の少なくとも2つを含む、請求項1から請求項4の何れか一項に記載の電子内視鏡用プロセッサ。
- 変換された前記画素データのm種類の色成分は、前記R成分と、前記G成分及び前記B成分のいずれか1つの色成分と、を含む、請求項1から請求項5の何れか一項に記載の電子内視鏡用プロセッサ。
- 前記色平面は、
R成分の軸とG成分の軸を含む平面である、
請求項1から請求項6の何れか一項に記載の電子内視鏡用プロセッサ。 - nを3以上の自然数とし、mを2以上の自然数とし、n種類の色成分の体腔内の生体組織のカラー画像の画素データのうちのn種類より少ないm種類の色成分より定義される色空間内において、所定の基準点から見た対象疾患に関する基準方向を設定しており、前記カラー画素の各画素について、前記色空間における前記画素データに対応する画素対応点の前記基準点から見た方向の、前記基準方向からのずれの程度に基づいて、前記対象疾患に関する所定の基準状態との相関値を算出する相関値算出手段と、
各画素における算出された前記相関値を積算し、積算することによって得た相関値の総和を前記対象疾患に関する評価値とする評価値算出手段と、
を備える、電子内視鏡用プロセッサ。 - 前記相関値は、体腔内の生体組織の粘膜の炎症の強さの程度を示す値である、請求項1から請求項8の何れか一項に記載の電子内視鏡プロセッサ。
- 請求項1から請求項9の何れか一項に記載の電子内視鏡用プロセッサと、
前記カラー画像のデータを生成して前記電子内視鏡用プロセッサに出力する電子スコープと、
前記電子内視鏡用プロセッサにより求められた前記評価値を表示するように構成された表示装置と、
を備える、電子内視鏡システム。 - 前記電子内視鏡用プロセッサは、前記カラー画像の各画素の色を、各画素の前記相関値に応じた色に置換する色置換手段と、
色を置換した各画素により構成されるカラーマップ画像を前記表示装置の表示画面に表示させる表示制御手段と、を備え、
前記表示装置は、前記評価値と前記カラーマップ画像を同時に表示するように構成されている、請求項10に記載の電子内視鏡システム。
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