JPH01101960A - 経内視鏡分光診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内視鏡を用いて分光的診断を行う経内視鏡分光
診断装置に関する。

［従来の技術］ 内視鏡を使用して計測したデータを診断の補助手段に利
用する試みには多くの提案があり、分光データの利用も
その１つである。例えば特開昭６１−１０７４８２号公
報においては白色光を所定位置へ導き、照明した被検体
からの反射光を通過させる半透明鏡と前記反射光のうち
所望の波長帯域のみを通過させるユニバーサルフィルタ
と前記ユニバーサルフィルタから出力された複数種類の
波長光による複数種類の画像の各部の強度をそれぞれ画
像として測定する手段と、前記複数種類の画像の各対応
部分の強度差を得る手段により構成された光学的照影装
置が提案されている。そこではユニバーサルフィルタか
ら得られる複数の画像を重ね合せることにより正常部と
異常部の強度差を拡大して識別し易（しようとするもの
である。

一方、特開昭６０−７９２５１号公報では内視鏡先端に
光分岐ミラーを付け、直視できない部分の分光測定を行
い、そのスペクトルを演算処理し、物体の分光分析を行
う画像観察診断装置を提案している。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記特開昭６１−１７０４８２号公報のものでは正常部
と異常部の分光的違いをユニバーサルフィルタで選択的
に取出し、その複数画像を重ね合せて強度差を拡大づる
としているが、ユニバーサルフィルタの具体的波長特性
の提示もなく、選択的波長画像をコンピュータ処理によ
り重ね合せて表示するとしているが、この内容を具体的
に述べられたものではない。また、この公報のものでは
選択的波長による画像をフィルムに撮影する例が開示さ
れているが、医療診断の現場において、強度差拡大画像
を得るには使用するユニバーサルフィルタに対し、所望
の異常部であったらその画像を記録するのに際しフィル
ムとしてポジーポジの組合わせがよいのか、ネガ−ポジ
の組合わせがよいのかを決めることは、診断を第１の目
的とする医師にとって非常に煩わしいことである。ざら
に、通常の内視鏡検査においてさえ充分とは言えない光
量の下で、所望の波長域しか通過させないユニバーサル
フィルタを用い、あまつさえ、偏光フィルタも使うとい
うことになればその光量は極度に少なく、患者の負担を
出来るだけ少なくするために、短い臨床時間で行う内視
鏡検査において写真撮影の問合は１４ｉ端に少い。また
、特開昭６０−７９２５１号公報のものではスペクトル
を演ｎ処理して被検体の分光分析を行うとしているが高
いデータをリアルタイムで提供する具体的開示がない。

本発明はかかる状況に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、臨床現場に−３いて患者、医師双方に
特別の負担を強いることなく、病変部診断の有力な補助
手段になるような精度の高いデータをリアルタイムで提
供する経内視鏡分光診断装置を提供することにある。

［問題点を解決Ｊるための手段および作用］本発明では
観察部位の平均的彩度レベル又は色相レベルからの偏移
量が設定レベル範囲から逸脱するか否かの検出手段を設
け、逸脱した部分に対しては、色度を変える等して顕著
化して表示するようにして、観察郡全体における異常部
位に対しての分光的診断を行い易くしている。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を具体的に説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は本発明の第１実施例の構成を示し、第２図は電子ス
コープのＣＯＤの前面に取付けたカラーフィルタアレイ
の配列の様子を示し、第３図は正常部に対し、彩度的に
ずれが大きい部位があるとそのクロマ信号の振幅が大き
くなることを示す。

第１図に示すように第１実施例の経内視鏡分光診断′装
置１は、電子スコープ２と、この電子スコープ２に照明
光を供給する光源装置３と、上記電子スコープ２に対す
る信号処理する信ｑ処理装置４と、この信号処理装Ｍ４
の出力信号により観察部に対する映像表示を行うカラー
モニタ５とから構成される。

上記電子スコープ２内には照明光を伝送するライトガイ
ド７が挿通され、このライトガイド７の入射端面を光源
装置３に装着することにより、ランプ８で発生した白色
光はレンズ９で集光してこのライトガイド７の入射端面
に供給する。

白色光で照明された被写体は、対物レンズ１１により、
ＣＣＤ１２のね像面に結ばれる。その際第２図に示すＧ
、Ｃｙ、Ｙｅの３色カラーフィルタアレイ１３によって
色分離される。

上記ＣＣＤ１２は、ドライバ１４のドライブ信号の印加
により読出され、信号処理装置４内のアンプ１５で増幅
された後、ＬＰＦ１６．１７及びＢＰＦ１８を通される
。上記ＬＰＦ１６．１７は、例えば３ＭＨ２１０，８Ｍ
Ｈ２のカットオフ特性を示すもので、これらをそれぞれ
通した信シ）は高域の輝度信号ＹＨと低域の輝度信＠Ｙ
Ｌに分けられてそれぞれプロセス回路１８．１９にそれ
ぞれ入力され、γ補正等が行われる。上記プロセス回路
１８を通した高域側の輝度信号ＹＨは、水平補正回路２
１で水平輪郭補正、水平アパーヂャ補正等が行われた後
、ＮＴＳＣエンコーダ２２に入力される。また、プロセ
ス回路１９を通した低域側の１ｒ１度信ｎ　Ｙ　Ｌは映
像表示用のマトリクス回路２３に入力されると共に補正
回路２４に入力され、トラッキング補正が行われる。

一方、３．５８±０．５ＭＨｚの通過帯域のＢＰＦ１８
を通して色信号成分が抽出され、この色信号成分はＩＨ
ＤＬ（ＩＨデイレイライン）２５、加算器２６及び減算
器２７に入力され、色信号成分ＢとＲとが分離抽出され
る。尚、この場合１ＨＤＬ２５の出力は、プロセス回路
１９で処理し、さらに垂直補正回路２８で垂直アパーチ
ャ補正した低域側の輝度信号ＹＬと混合器２９で混合さ
れ、この混合出力が上記加算器２６及び減算器２７に入
力される。しかして、加算器２６の色信号Ｂと減算器２
７の色信号Ｒは、それぞれγ補正回路３１．３２に入力
され、補正回路２４を通した低域側の輝度信号ＹＬを用
いてγ補正され、それぞれ復調器３３．３４に入力され
、復調された色信号ＢとＲにされた後、マトリクス回路
２３に入力される。マトリクス回路２３によって、色差
信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが生成され、その後オートホワイト
バランス回路３５に入力され、入力される色差信号Ｒ−
Ｙ、Ｂ−Ｙの１フレ一ム分に対しての平均値でホワイト
バランスさせた色差信号（Ｒ−Ｙ）’　。

（Ｂ−Ｙ）’　に変換される。つまり、１フレ一ム分の
平均値が白レベルに設定され、この設定により、観察部
位の平均の色調を無彩色の白レベルにする色差信号（Ｒ
−Ｙ）　’　、　（Ｂ−Ｙ）　’が出力される。

尚、このオートホワイトバランス回路３５は、オートホ
ワイトバランスオンオフ切換回路（以下ＡＷ８オンオフ
切換回路と略記）３６により、その平均値によるホワイ
トバランスのオンオフを切換えられるようにしである。

このＡＷ８オンオフ切換回路３６は、例えば信号処理装
置４の前面パネル（又は電子スコープ２に設けても良い
。）のスイッチでオン、オフできるようにしである。

しかして、このオートポワイドバランス回路３５を通・
した出力信りはＮＴＳＣエンコーダ２２に入力され、輝
度信号ＹＬとＹ）ｌとを混合した輝度信号にし、色差信
号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙをサブキャリアで直交変調したクロマ
信号がと同期信号と混合されて、ＮＴＳＣ複合映像信号
が生成される。この映像信号は、クロマレベル検出回路
３７に入力され、このクロマレベル検出回路３７により
クロマ信号のレベルが設定範囲から逸脱しているか否か
の判別が行われ、設定範囲から逸脱している信号部分は
次段の位相反転回路３８により、その位相が反転されて
ＮＴＳＣ出力端３９から出力される。

尚、上記クロマレベル検出回路３７と、位相反転回路３
８は、ＡＷ８オンオフ切換回路３６により、オフにされ
た時は、それらの機能が働かないようにして通常のカラ
ー表示を行うようにしである。

尚、ドライバ１４は同期回路４１により読出しのタイミ
ングが同期信号に同期するように制御される。また、こ
の同期信号は、パルス発生器４２に入力され、各種パル
スを出力する。

この第１実施例では、撮像された１フレ一ム分の映像信
号に対し、オートホワイトバランス回路３５によりその
平均値の色信号でホワイトバランス化する手段を設けで
あるので、平均値レベルから大きくずれた病変部等は白
レベルから大きく異る色調になるため、病変部か否かを
診断づべき必要がある部位を見逃すことなく容易に発見
できる。

又、この第１実施例では、クロマレベル検出回路３７を
設【ノて、その彩度が平均値から設定範囲を越えてしま
う信号を検出し、且つその逸脱する信りには位相反転を
行い、例えば補色にして色度を変えてカラー表示する手
段を設けて識別し易くしである。

つまり第３図（ａ）に示すように、オートホワイトバラ
ンス回路３５により、正常部は自レベルに近いレベルに
設定されるため、振幅の小さいりＯマ信号になるが、異
常彩度を右する部位のクロマ信号は同図（ｂ）に示すよ
うに振幅の大きなものになるため、り【コマレベル検出
回路３７で設定した設定範囲のしきい値Ｖ１．Ｖ２と比
較することにより、その部位の信号を検出でき、この次
段の位相反転回路３８により、その部分の位相が反転さ
れた補色により周囲の色度と大きく異る色でカラー表示
されることになる。このため、病変部等、正常部の色度
からずれた部分は顕著化してカラー゛表示されるので、
病変部等を容易に知ることができる。尚、クロマレベル
検出回路３７にはＮＴＳＣエンコーダ２２における同期
信号を重畳する前のクロマ信号を入力するようにして、
この回路３７の後段で同期信号を＠畳するようにしても
良い。

第４図は本発明の第２実施例の主要部を示す。

第１図の輝度信号Ｙ１１信号Ｒ，Ｂ又は他の信号処理手
段にて生成した色信号Ｒ，Ｇ、Ｂは、オートホワイトバ
ランス回路５１に入力され、その観察部位の１フレ一ム
分の色信号にお番ノる平均値でホワイトバランスされた
ＩＮＴＳＣエンコーダ５２に入力される。尚、オートホ
ワイトバランス回路５１は、ＡＷＢオンオフ切換回路５
３により、ホワイトバランスのオン、オフを切換えでき
る。

しかして、ＮＴＳＣエンコーダ５２によりＮＴＳＣの複
合映像信号に変換され、位相比較回路５４に入力される
。この位相比較回路５４は、色信号Ｒ，Ｇ、Ｂを取込み
、平均の位相を出力する平均位相検出回路５５の平均位
相と比較し、その位相差が設定幅から逸脱する場合には
逸脱検出信号を出力し、次段のスーパーインポーズ回路
５６により特定の色信号〈例えば青、黒等）を重畳して
、その部分の色度が正常な部分の色度と異ることを顕著
化してカラー表示するようにしている。

つまり、この第２実施例では平均の色相からのずれが設
定範囲以上にずれている場合にはその部分を顕著化して
カラー表示している。

従って、この第２実施例では、特に色相上でずれている
病変部の発見とか、第１実施例と同様に正常部であるか
否かを見極める必要がある部位に対して有効である。

尚、上記第１実施例と第２実施例とを併用して設け、両
方を動作させたり、一方のみを選択的に動作させたり、
通常のカラー表示を行わせることを選択できるようにも
構成できる。

又、上記第２実施例においては平均位相検出回路５５を
設けて、この平均の位相をｌｔ％にしてこの平均の位相
から設定、範囲以上にずれているか比較しているが、バ
ースト信号を曇準にして、そのバースト信号からどの程
度の位相のずれであるかにより大きくずれた色相部分を
顕著化して表示するようにしても良い。又、上記スーパ
・−インポーズ回路５６の代りに、第１実施例のように
位相反転し、補色で表示しても良いし、また境界領域を
ＴＶモニタ上に表示させるようにしても良い。

尚、上記第１及び第２実施例において、オートホワイト
バランス回路３５．５１を設けることなく、平均の色信
号に対し、その平均色信号から設定範囲以上に色彩上又
は色相上で逸脱しているか否かを検出し検出された信号
部分を黒とか目たつ色を付けて顕著化してカラー表示す
るようにもで〜　きる。

第５図は本発明の第３実施例の主要部を示す。

この第３実施例は、上記第１実施例において、ＮＴＳＧ
エンコーダ２２の出力をＮＴＳＣ出力端３９からカラー
モニタ５にＮＴＳＣ映像信号を出力すると共に、りＯマ
増幅回路６１に入力し、クロマ信号のゲインアップした
後、ベクトルスコープ用出力端６２からベクトルスコー
プ６３にゲインアップしたクロマ信号を出力している。

しかして、上記ベクトルスコープ６３により第６図に示
すように色差信号８−Ｙ、Ｒ−Ｙを直交軸とＪるモニタ
画面上に色信号をベクトル表示する。この色差ベクトル
座標において中心部からの距離が振幅（彩痘）を表わし
、角度方向は色（相）を表わす。しかして、この第６図
に示す中心部の小内部６４は、オートホワイトバランス
された部分で正常化と見なされる。この中心部の小内部
６４の外側のリング状部６５は正常部と異常部の境界領
域部、つまり不定部と見なされ、さらにその外側のリン
グ部６６が５’４常部と見なされることになる。

従って、ベクトルスコープ６３上で入力される複合映像
信号に対し、最外周のリング部６６で表示される信号部
分があると、その部分は異常部かそれに近い部位である
と見なされる部位となる。

このため、この第３実施例のシステム構成により、ベク
トルスコープ６３で観察すれば、−スコープによる観察
において、異常部位があるか否か容易に検出できる。

第７図は本発明の第４実施例の主要部を示す。

この第４実施例では、上記第３実施例において、クロマ
増幅器６１を用いないで、基準位相生成回路７１を設け
、この基準位相生成回路７１の基準位相とＮＴＳＣエン
コーダ２２のクロマ信号とを位相差増幅器７２で位相差
を増幅後、ベクトルスコープ６３に入力する構成の信号
処理装置７３に吻 しである。

尚、上記基準位相生成回路７１は、マトリクス回路２３
の出力信号から１フレ一ム分の平均位相を基準位相とし
て出力している。この代りに、バースト波の位相を適宜
値ずらして基準位相を出力させるようにしても良い。

しかして、上記基準位相近傍が第８図の扇状領域７５で
あるとすると、この領域７５から境界領域７６以上外れ
た両側の部分７７が異常部と見なされることになる。こ
の第４実施例は色相的に異常部を検出し易くするもので
ある。

第９図は本発明の第５実施例を示す。

この実施例は面順次式の診断装置８０を示す。

面順次式の電子スコープ８１は、体腔内等に挿入できる
ように細長の挿入部８２の先端側に結像レンズ８３を配
設し、この結像レンズ８３の焦点面にはＣＣＤ笠の固体
１１Ｎ像素子８４が配設して陽像手段が形成しである。

又、上記挿入部８２内にはライトガイドファイバ８５が
挿通され、光源装置８６の照明光を伝送し、その先端面
から配光レンズ８７を経て対象物側に照明光を照射でき
るようにしである。

上記光源装置８６は、光源ランプ８８の照明光を凹面ｖ
ｔ８９で反射して平行光にされ、この反射光はコンデン
サレンズ９１を経てライトガイドケーブル内を挿通され
たライトガイドファイバ８５の入射端に集光照射される
。この集光照射される際、３原色透過フィルタを回転軸
の回りに設け、モータ９２で回転駆動される回転フィル
タ９３を通Ｊことによって、３原色の各波長の光で照射
される。従って、対象物は各３原色の照明光で順次照明
されるようにしである。

ところで、上記固体＠像素子８４で光電変換された光学
像の画素信号は低雑音指数のプリアンプ９４で増幅され
、手元側のマルチプレクサ９５を介して赤、緑、青の各
フレームメモリ９６Ｒ，９６Ｇ、９６Ｂに各色の照明の
もとての１フレ一ム分の信号が順次記録される。これら
フレームメモリ９６Ｒ，９６Ｇ、９６Ｂに記録された信
号は同時に読み出され、マトリクス回路９７を経て２つ
の色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙが取り出される。

上記色差信号Ｒ−Ｙ、Ｂ−Ｙは、オートホワイトバラン
ス回路９８に入力され、１フレ一ム分の色差゛信号の平
均値が白レベルとなるようにホワイトバランスされ、こ
のオートホワイトバランス回路９８の出力信号（Ｒ−Ｙ
）’　、　　ＣＢ−Ｙ）’はＮＴＳＧエンコーダ９９に
入力される。このＮＴＳＣエンコーダ９９に入力された
色差信号（Ｒ−Ｙ）’　、　　（Ｂ−Ｙ）′　は、マト
リクス回路１０１によって、輝度信号Ｙ′が生成される
と共に、それぞれエンコーダ回路１０２．１０３に入力
されて、９０°の位相差を有する３、５８ＭＨｚの副搬
送波で平衡変調された後、加算２Ｓ１０４で加算されて
クロマ信号Ｃが生成される。

上記クロマ信号Ｃ及び輝度信号Ｙ′は混合出力アンプ１
０６に入力されて多重化されると共に、モータ９２と同
期した同期信号生成回路１０７の同ＩＩ信号及びカラー
バースト信号が付加されてＮＴＳＣ方式の複合映像信号
が生成される。

この複合映像信号は、クロマレベル検出回路１０８に入
力され同期信号を分離したクロマ信？）が設定レベル範
囲から逸脱するか否か検出された後、位相反転回路１０
９に入力され、設定レベル範囲から逸脱づる信号部分は
例えば補色に色変換され、カラーモニタ１１０にてカラ
ー表示される。尚、上記オートホワイトバランスはＡＷ
８オンオフ切換回路１１１によって、オンして平均値の
色レベルで無彩色化したり、オフして測色的に正しい色
再現することを切換えられるようにしである。この第５
実施例は、上記第１実施例がカラーモザイクフィルタ内
蔵式の電子スコープであったのを面順次照明による面順
次カラー陽像方式に適用したものであり、第１実施例と
同様の効果を右する。

又、第２〜第４実施例のカラーフィルタ内蔵式のものに
対してもカラーフィルタを内蔵しない面順次カラーＭＧ
像方式に適用できることは明らかである。

又、ファイバスコープにカラーフィルタ内蔵式のＴＶカ
メラ又は面順次カラー搬像方式のＴＶカメラを外付けし
た場合にも同様に適用できる。

尚、正常部、異常部、不定部等の判断領域は可変して設
定できるようにすることができる。

又、例えば第１．第５実施例において、異常と見なされ
る場合にはその部分を極度にゲインアップしてカラー表
示しても良い。又、正常部を基準にして色相強調とか彩
度強調を行い、正常部からのずれを顕著化してカラー表
示するにうにしても良い。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、観察部位の平均的彩
度及び色相のすち少くとも一方が設定レベル範囲から逸
脱する場合、その部位を際だたせてカラー表示させるよ
うにしているので、異常部位等を容易に知ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は第１実施例の構成図、第２図はカラーフィルタアレ
イの配列を示す説明図、第３図は第１実施例により正常
部と異常部とが判別できる様子を示す説明図、第４図は
本発明の第２実施例の主要部の構成図、第５図は本発明
の第３実施例の主要部の構成図、第６図はベクトルスコ
ープのモニタ画面上で正常部と異常部とが異る領域で表
示される様子を示°す説明図、第７図は本発明の第４実
施例の主要部を示す構成図、第８図は第４実施例により
、正常部と異る色相部分が異る角度領域で表示される様
子を示１説明図、第４９図は本発明の第５実施例を示す
構成図である。 １・・・経内視鏡分光診断装置 ２・・・電子スコープ　　　３・・・光源装置４・・・
信号処理装置　　　５・・・カラーモニタ１２・・・Ｃ
ＣＤ ２２・・・ＮＴＳＣエンコーダ ２３・・・マトリクス回路 ３５・・・オートホワイトバランス回路３７・・・クロ
マレベル検出回路 ３８・・・位相反転回路 一：゛ 第３図 （０）正常部　ノ＼ｌ（ハしハ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 観察部位をカラー撮像する撮像手段と、撮像手段のカラ
   ー撮像信号に対する信号処理手段と、前記信号処理した
   カラー信号を表示するモニタ手段と、前記観察部位を照
   明する照明手段とを有する内視鏡装置において、 観察部位を撮像して平均化した色調に対し、色相又は彩
   度が設定レベル以上偏移した場合にその部位の色度を変
   化させる手段を設けたことを特徴とする経内視鏡分光診
   断装置。