WO2021181484A1

WO2021181484A1 - 医療用画像処理装置、医療用撮像装置、医療用観察システム、画像処理方法およびプログラム

Info

Publication number: WO2021181484A1
Application number: PCT/JP2020/010105
Authority: WO
Inventors: 秀太郎河野; 雄高小山; 弘太郎小笠原
Original assignee: オリンパス株式会社
Priority date: 2020-03-09
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2021-09-16
Also published as: JP7417712B2; US20230000329A1; CN115243598A; JPWO2021181484A1

Abstract

蛍光の視認性を向上させる医療用画像処理装置、医療用撮像装置、医療用観察システム、画像処理方法およびプログラムを提供する。医療用画像処理装置は、撮像画像の画素における、蛍光成分信号と、反射光成分信号と、の強度比を算出する算出部（９３２）と、算出部（９３２）が算出した撮像画像の画素の強度比に基づいて、撮像画像における蛍光領域と背景領域とを判定する判定部（９３３）と、判定部（９３３）が判定した判定結果に基づいて、蛍光領域に位置する画素の色成分信号および背景領域に位置する画素の色成分信号の各々に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行うことによって蛍光画像を生成する生成部（９３４）と、を備える。

Description

医療用画像処理装置、医療用撮像装置、医療用観察システム、画像処理方法およびプログラム

　本開示は、被検体を撮像することによって生成された画像データに対して画像処理を行う医療用画像処理装置、医療用撮像装置、医療用観察システム、画像処理方法およびプログラムに関する。

　従来、内視鏡において、撮像素子の入射側に励起光をカットし、蛍光の波長を透過するフィルタを設けることによって、蛍光観察と可視光観察とを行う技術が知られている（例えば特許文献１参照）。この技術では、ランプが照射する白色光の光路上に配置した可視光照明フィルタと励起光照射用フィルタとを有する回転板を回転させて、蛍光観察のために照射する励起光と、可視光観察のために照射する白色光とを切り替えて照射することによって、蛍光観察と可視光観察とを１つの撮像素子で行う。

特開２００６－２０７２７号公報

　ところで、上述した特許文献１では、被検体に照射された励起光の反射光の情報と、蛍光物質が発光する蛍光の情報と、に基づいて、背景画像に蛍光画像を重畳した重畳画像を生成している。このため、上述した特許文献１では、蛍光の波長帯域と励起光の波長帯域とが近い場合において、励起光と蛍光の分離性が悪いため蛍光の視認性が悪化するという問題点があった。

　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、蛍光の視認性を向上させる医療用画像処理装置、医療用撮像装置、医療用観察システム、画像処理方法およびプログラムを提供することを目的とする。

　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、医療用画像処理装置は、生体組織に対して狭帯域光を照射した場合の前記生体組織からの反射光、前記狭帯域光が前記生体組織に照射されることで蛍光を発する観察対象からの蛍光の少なくとも一方を撮像することによって生成された画像データを取得して、取得した前記画像データに基づいて、赤色の成分を示す赤色成分信号、緑色の成分を示す緑色成分信号および青色の成分を示す青色成分信号から成る色成分信号を有する撮像画像を生成するデモザイク処理部と、前記撮像画像の画素における、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記蛍光への感度が高い蛍光成分信号と、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記狭帯域光が前記生体組織に照射された際に前記生体組織からの反射光に感度が高い反射光成分信号と、の強度比を算出する算出部と、前記算出部が算出した前記撮像画像の画素の強度比に基づいて、前記撮像画像における蛍光領域と背景領域とを判定する判定部と、前記判定部が判定した判定結果に基づいて、前記蛍光領域に位置する画素の前記色成分信号および前記背景領域に位置する画素の前記色成分信号の各々に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行うことによって蛍光画像を生成する生成部と、を備える。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記観察対象は、前記生体組織に熱処置を施すことによって生じる終末糖化産物である。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記蛍光成分信号は、前記緑色成分信号であり、前記反射光成分信号は、前記青色成分信号である。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記観察対象は、蛍光物質を含む薬剤である。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記蛍光成分信号は、前記赤色成分信号であり、前記反射光成分信号は、前記青色成分信号である。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記生成部は、前記蛍光領域に位置する画素の前記色成分信号に対するゲインを、前記背景領域に位置する画素の前記色成分信号に対するゲインより大きくしたゲイン調整処理を前記画像処理として行う。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記撮像画像の明るさを検出する検出部と、前記検出部が検出した前記明るさに基づいて、前記判定部が前記蛍光領域と前記背景領域とを判定するための閾値を設定する制御部と、をさらに備え、前記判定部は、前記制御部が設定した前記閾値と前記強度比とに基づいて、前記制御部は、当該医療用画像処理装置に接続可能な医療用撮像装置の種別を示す種別情報に基づいて、前記算出部が算出する前記強度比の前記蛍光成分信号および前記反射光成分信号を設定する。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、当該医療用画像処理装置は、第１の医療用撮像装置または第２の医療用撮像装置を接続可能であり、前記第１の医療用撮像装置は、２次元マトリクス状に配置されてなる複数の画素を有する画素部と、前記複数の画素の各々の受光面に赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタのいずれか一つが設けられてなるカラーフィルタと、を有する撮像素子を備え、前記第２の医療用撮像装置は、２次元マトリクス状に配置されてなる複数の画素を有する画素部と、前記複数の画素の各々の受光面に赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタのいずれか一つが設けられてなるカラーフィルタと、を有する撮像素子と、前記撮像素子に受光面に被写体像を結像する光学系と、前記撮像素子と前記光学系との光路上に設けられたカットフィルタと、を備え、前記カットフィルタは、前記狭帯域光の波長帯域を含む短波長側の一部の光を遮光する一方、前記遮光する波長帯域より長波長側の波長帯域を透過し、前記制御部は、前記第１の医療用撮像装置および前記第２の医療用撮像装置のいずれか一方の前記種別情報に基づいて、前記算出部が算出する前記強度比の前記蛍光成分信号および前記反射光成分信号を設定する。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記制御部は、前記種別情報に基づいて、当該医療用画像処理装置に前記第１の医療用撮像装置または前記第２の医療用撮像装置が接続されたか否かを判断し、当該医療用画像処理装置に前記第１の医療用撮像装置が接続されたと判断した場合、前記算出部に前記赤色成分信号と、前記青色成分信号と、を用いて、前記強度比を算出させ、当該医療用画像処理装置に前記第２の医療用撮像装置が接続されたと判断した場合、前記緑色成分信号と、前記青色成分信号と、を用いて、前記強度比を算出させる。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記蛍光は、波長帯域が５００ｎｍ～６４０ｎｍである。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記狭帯域光は、波長帯域が３９０ｎｍ～４７０ｎｍであり、前記カットフィルタは、前記４７０ｎｍより短波長側の一部の光を遮光する。

　また、本開示に係る医療用画像処理装置は、上記開示において、前記終末糖化産物は、エネルギーデバイスによる熱処置によって生成される。

　また、本開示に係る医療用撮像装置は、２次元マトリクス状に配置されてなる複数の画素を有する画素部と、前記複数の画素の各々の受光面に赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタのいずれか一つが設けられてなるカラーフィルタと、を有する撮像素子と、前記撮像素子に受光面に被写体像を結像する光学系と、前記撮像素子と前記光学系との光路上に設けられたカットフィルタと、を備え、前記撮像素子は、生体組織に対して短波長側の狭帯域光を照射した場合の前記生体組織からの反射光および前記生体組織に熱処置を施すことによって生じる終末糖化産物からの蛍光の少なくとも一方を撮像することによって画像データを生成し、前記カットフィルタは、前記狭帯域光の波長帯域を含む短波長側の一部の光をカットする一方、前記カットする波長帯域より長波長側の波長帯域を透過する。

　また、本開示に係る医療用観察システムは、上記の医療用画像処理装置と、前記狭帯域光を照射可能な光源装置と、前記画像データを生成する医療用撮像装置と、を備える。

　また、本開示に係る医療用観察システムは、上記開示において、被検体内に挿入可能であり、前記反射光および前記蛍光を集光する光学系を有する挿入部をさらに備え、前記挿入部は、前記医療用撮像装置に対して着脱自在である。

　また、本開示に係る医療用観察システムは、上記開示において、被検体内に挿入可能な先端部を有する挿入部を有する内視鏡をさらに備え、前記医療用撮像装置は、前記先端部に設けられてなる。

　また、本開示に係る医療用観察システムは、上記開示において、前記医療用撮像装置を回転可能に支持する支持部と、前記支持部の基端部を回動可能に保持し、床面上を移動可能なベース部と、をさらに備える。

　また、本開示に係る画像処理方法は、生体組織に対して狭帯域光を照射した場合の前記生体組織からの反射光、前記狭帯域光が前記生体組織に照射されることで蛍光を発する観察対象からの蛍光の少なくとも一方を撮像することによって生成された画像データを取得して、取得した前記画像データに基づいて、赤色の成分を示す赤色成分信号、緑色の成分を示す緑色成分信号および青色の成分を示す青色成分信号から成る色成分信号を有する撮像画像を生成し、前記撮像画像の画素における、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記蛍光への感度が高い蛍光成分信号と、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記狭帯域光が前記生体組織に照射された際に前記生体組織からの反射光に感度が高い反射光成分信号と、の強度比を算出し、前記撮像画像の画素の強度比に基づいて、前記撮像画像における蛍光領域と背景領域とを判定し、判定結果に基づいて、前記蛍光領域に位置する画素の前記色成分信号および前記背景領域に位置する画素の前記色成分信号の各々に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行うことによって蛍光画像を生成する。

　また、本開示に係るプログラムは、生体組織に対して狭帯域光を照射した場合の前記生体組織からの反射光、前記狭帯域光が前記生体組織に照射されることで蛍光を発する観察対象からの蛍光の少なくとも一方を撮像することによって生成された画像データを取得して、取得した前記画像データに基づいて、赤色の成分を示す赤色成分信号、緑色の成分を示す緑色成分信号および青色の成分を示す青色成分信号から成る色成分信号有する撮像画像を生成し、前記撮像画像の画素における、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記蛍光への感度が高い蛍光成分信号と、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記狭帯域光が前記生体組織に照射された際に前記生体組織からの反射光に感度が高い反射光成分信号と、の強度比を算出し、前記撮像画像の画素の強度比に基づいて、前記撮像画像における蛍光領域と背景領域とを判定し、判定結果に基づいて、前記蛍光領域に位置する画素の前記色成分信号および前記背景領域に位置する画素の前記色成分信号の各々に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行うことによって蛍光画像を生成させる。

　本開示によれば、蛍光の視認性を向上させることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２は、実施の形態１に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。図３は、実施の形態１に係る第２の光源部の各々が発光する光の波長特性を模式的に示す図である。図４は、実施の形態１に係る画素部の構成を模式的に示す図である。図５は、実施の形態１に係るカラーフィルタの構成を模式的に示す図である。図６は、実施の形態１に係る各フィルタの感度と波長帯域を模式的に示す図である。図７Ａは、実施の形態１に係る撮像素子のＲ画素の信号値を模式的に示す図である。図７Ｂは、実施の形態１に係る撮像素子のＧ画素の信号値を模式的に示す図である。図７Ｃは、実施の形態１に係る撮像素子のＢ画素の信号値を模式的に示す図である。図８は、実施の形態１に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。図９は、図８の薬剤蛍光観察モード処理の概要を示すフローチャートである。図１０は、実施の形態１に係る画像処理部による薬剤蛍光観察モード処理時における画像処理の概要を模式的に説明する図である。図１１は、図８の熱処置観察モードの概要を示すフローチャートである。図１２は、実施の形態１に係る画像処理部による熱処置観察モード処理時における画像処理の概要を模式的に説明する図である。図１３は、図８の通常光観察モード処理の概要を示すフローチャートである。図１４は、実施の形態２に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。図１５Ａは、実施の形態２に係るカットフィルタの透過特性を模式的に示す図である。図１５Ｂは、実施の形態２に係るカットフィルタの別の透過特性を模式的に示す図である。図１６は、実施の形態２に係る薬剤蛍光観察モード時における観察原理を模式的に示す図である。図１７は、実施の形態２に係る熱処置観察モード時における観察原理を模式的に示す図である。図１８は、実施の形態２に係る通常光観察モード時における観察原理を模式的に示す図である。図１９は、実施の形態３に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。図２０は、実施の形態４に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２１は、実施の形態４に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。図２２は、実施の形態５に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示す図である。

　以下、本開示を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本開示が限定されるものでない。また、以下の説明において参照する各図は、本開示の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、および位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。即ち、本開示は、各図で例示された形状、大きさ、および位置関係のみに限定されるものでない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付して説明する。さらにまた、本開示に係る医療用観察システムの一例として、硬性鏡および医療用撮像装置を備える内視鏡システムについて説明する。

（実施の形態１）
　〔内視鏡システムの構成〕
　図１は、実施の形態１に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図１に示す内視鏡システム１は、医療分野に用いられ、生体等の被検体内の生体組織を観察するシステムである。なお、実施の形態１では、内視鏡システム１として、図１に示す硬性鏡（挿入部２）を用いた硬性内視鏡システムについて説明するが、これに限定されることなく、例えば軟性の内視鏡を備えた内視鏡システムであってもよいし、被検体を撮像する医療用撮像装置を備え、この医療用撮像装置によって撮像された画像データに基づく表示画像を表示装置に表示させながら手術や処置等を行う医療用顕微鏡システムであっても適用することができる。

　また、図１に示す内視鏡システム１は、被検体の生体組織における観察対象に、５-アミノレブリン酸（以下、「５-ＡＬＡ」という）等の光感受性物質が投与等の処置が施された被検体に対してＰＤＤ（Photodynamic　Diagnosis）観察を行う際に用いられる。さらに、図１に示す内視鏡システム１は、熱処置が可能な電気メスやエネルギーデバイス等の処置具（図示せず）を用いて被検体の手術や処置を行う際に用いられる。

　図１に示す内視鏡システム１は、挿入部２と、光源装置３と、ライトガイド４と、内視鏡カメラヘッド５（内視鏡用撮像装置）と、第１の伝送ケーブル６と、表示装置７と、第２の伝送ケーブル８と、制御装置９と、第３の伝送ケーブル１０と、を備える。

　挿入部２は、硬質または少なくとも一部が軟性で細長形状を有する。挿入部２は、トロッカーを経由して患者等の被検体内に挿入される。挿入部２は、内部に観察像を結像するレンズ等の光学系が設けられている。

　光源装置３は、ライトガイド４の一端が接続され、制御装置９による制御のもと、ライトガイド４の一端に被検体内に照射する照明光を供給する。光源装置３は、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）光源、キセノンランプおよびＬＤ（laser　Diode）等の半導体レーザ素子のいずれかの１つ以上の光源と、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）やＣＰＵ（Central　Processing　Unit）等のハードウェアを有する処理装置であるプロセッサと、プロセッサが使用する一時的な記憶域であるメモリを用いて実現される。なお、光源装置３および制御装置９は、図１に示すように個別に通信する構成をしてもよいし、一体化した構成であってもよい。

　ライトガイド４は、一端が光源装置３に着脱自在に接続され、かつ、他端が挿入部２に着脱自在に接続される。ライトガイド４は、光源装置３から供給された照明光を一端から端に導光し、挿入部２へ供給する。

　内視鏡カメラヘッド５は、挿入部２の接眼部２１が着脱自在に接続される。内視鏡カメラヘッド５は、制御装置９による制御のもと、挿入部２によって結像された観察像を受光して光電変換を行うことによって画像データ（ＲＡＷデータ）を生成し、この画像データを第１の伝送ケーブル６を経由して制御装置９へ出力する。

　第１の伝送ケーブル６は、一端がビデオコネクタ６１を経由して制御装置９に着脱自在に接続され、他端がカメラヘッドコネクタ６２を経由して内視鏡カメラヘッド５に着脱自在に接続される。第１の伝送ケーブル６は、内視鏡カメラヘッド５から出力される画像データを制御装置９へ伝送し、かつ、制御装置９から出力される設定データおよび電力等を内視鏡カメラヘッド５へ伝送する。ここで、設定データとは、内視鏡カメラヘッド５を制御する制御信号、同期信号およびクロック信号等である。

　表示装置７は、制御装置９による制御のもと、制御装置９において画像処理が施された画像データに基づく表示画像および内視鏡システム１に関する各種情報を表示する。表示装置７は、液晶または有機ＥＬ（Electro　Luminescence）等の表示モニタを用いて実現される。

　第２の伝送ケーブル８は、一端が表示装置７に着脱自在に接続され、他端が制御装置９に着脱自在に接続される。第２の伝送ケーブル８は、制御装置９において画像処理が施された画像データを表示装置７へ伝送する。

　制御装置９は、ＧＰＵ（Graphics　Processing　Unit）、ＦＰＧＡまたはＣＰＵ等のハードウェアを有する処理装置であるプロセッサと、プロセッサが使用する一時的な記憶域であるメモリを用いて実現される。制御装置９は、メモリに記録されたプログラムに従って、第１の伝送ケーブル６、第２の伝送ケーブル８および第３の伝送ケーブル１０の各々を経由して、光源装置３、内視鏡カメラヘッド５および表示装置７の動作を統括的に制御する。また、制御装置９は、第１の伝送ケーブル６を経由して入力された画像データに対して各種の画像処理を行って第２の伝送ケーブル８へ出力する。

　第３の伝送ケーブル１０は、一端が光源装置３に着脱自在に接続され、他端が制御装置９に着脱自在に接続される。第３の伝送ケーブル１０は、制御装置９からの制御データを光源装置３へ伝送する。

　〔内視鏡システムの要部の機能構成〕
　次に、上述した内視鏡システム１の要部の機能構成について説明する。図２は、内視鏡システム１の要部の機能構成を示すブロック図である。

　〔挿入部の構成〕
　まず、挿入部２の構成について説明する。挿入部２は、光学系２２と、照明光学系２３と、を有する。

　光学系２２は、被写体から反射された反射光、被写体からの戻り光、被写体からの励起光および被写体が発光した発光等の光を集光する。光学系２２は、１または複数のレンズ等を用いて実現される。

　照明光学系２３は、ライトガイド４から供給されて照明光を被写体に向けて照射する。照明光学系２３は、１または複数のレンズ等を用いて実現される。

　〔光源装置の構成〕
　次に、光源装置３の構成について説明する。光源装置３は、集光レンズ３０と、第１の光源部３１と、第２の光源部３２と、光源制御部３４と、を備える。

　集光レンズ３０は、第１の光源部３１、第２の光源部３２の各々が発光した光を集光してライトガイド４へ出射する。

　第１の光源部３１は、光源制御部３４による制御のもと、可視光である白色光（通常光）を発光することによってライトガイド４へ白色光を照明光として供給する。第１の光源部３１は、コリメートレンズ、白色ＬＥＤランプおよび駆動ドライバ等を用いて構成される。なお、第１の光源部３１は、赤色ＬＥＤランプ、緑色ＬＥＤランプおよび青色ＬＥＤランプを用いて同時に照射することによって可視光の白色光を照射してもよい。もちろん、第１の光源部３１は、ハロゲンランプやキセノンランプ等を用いて構成されてもよい。

　第２の光源部３２は、光源制御部３４による制御のもと、狭帯域光を発光することによってライトガイド４へ狭帯域光を照明光として供給する。ここで、狭帯域光は、波長帯域が３９０ｎｍ～４７０ｎｍの少なくとも一部を含む。第２の光源部３２は、コリメートレンズ、紫色ＬＥＤおよび駆動ドライバ等を用いて実現される。

　光源制御部３４は、ＦＰＧＡまたはＣＰＵ等のハードウェアを有する処理装置であるプロセッサと、プロセッサが使用する一時的な記憶域であるメモリを用いて実現される。光源制御部３４は、制御装置９から入力される制御データに基づいて、第１の光源部３１および第２の光源部３２の各々の発光タイミングおよび発光時間等を制御する。

　ここで、第２の光源部３２の各々が発光する光の波長特性について説明する。図３は、第２の光源部３２の各々が発光する光の波長特性を模式的に示す図である。図３において、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が波長特性を示す。また、図３において、折れ線Ｌ_Ｖが第２の光源部３２が発光する狭帯域光の波長特性を示す。また、図３において、曲線Ｌ_Ｂが青色の波長帯域を示し、曲線Ｌ_Ｇが緑色の波長帯域を示し、曲線Ｌ_Ｒが赤色の波長帯域を示す。

　図３の折れ線Ｌ_Ｖに示すように、第２の光源部３２は、波長帯域が３９０ｎｍ～４７０ｎｍの少なくとも一部を含む狭帯域光を発光する。

　〔内視鏡カメラヘッドの構成〕
　図２に戻り、内視鏡システム１の構成の説明を続ける。
　次に、内視鏡カメラヘッド５の構成について説明する。内視鏡カメラヘッド５は、光学系５１と、駆動部５２と、撮像素子５３と、Ａ／Ｄ変換部５４と、Ｐ／Ｓ変換部５５と、撮像記録部５６と、撮像制御部５７と、を備える。

　光学系５１は、挿入部２の光学系２２が集光した被写体像を撮像素子５３の受光面に結像する。光学系５１は、焦点距離および焦点位置を変更可能である。光学系５１は、複数のレンズ５１１を用いて構成される。光学系５１は、駆動部５２によって複数のレンズ５１１の各々が光軸Ｌ１上を移動することによって、焦点距離および焦点位置を変更する。

　駆動部５２は、撮像制御部５７による制御のもと、光学系５１の複数のレンズ５１１を光軸Ｌ１上に沿って移動させる。駆動部５２は、ステッピングモータ、ＤＣモータおよびボイスコイルモータ等のモータと、光学系５１にモータの回転を伝達するギア等の伝達機構と、を用いて構成される。

　撮像素子５３は、ＣＣＤ（Charge　Coupled　Device）またはＣＭＯＳ（Complementary　Metal　Oxide　Semiconductor）のイメージセンサを用いて実現される。撮像素子５３は、撮像制御部５７による制御のもと、光学系５１によって結像された被写体像（光線）であって、カットフィルタ５８を経由した被写体像を受光し、光電変換を行って画像データ（ＲＡＷデータ）を生成してＡ／Ｄ変換部５４へ出力する。撮像素子５３は、画素部５３１と、カラーフィルタ５３２と、を有する。

　図４は、画素部５３１の構成を模式的に示す図である。図４に示すように、画素部５３１は、光量に応じた電荷を蓄積するフォトダイオード等の複数の画素Ｐ_ｎｍ（ｎ＝１以上の整数，ｍ＝１以上の整数）が二次元マトリクス状に配置されてなる。画素部５３１は、撮像制御部５７による制御のもと、複数の画素Ｐ_ｎｍのうち読み出し対象として任意に設定された読み出し領域の画素Ｐ_ｎｍから画像信号を画像データとして読み出してＡ／Ｄ変換部５４へ出力する。

　図５は、カラーフィルタ５３２の構成を模式的に示す図である。図５に示すように、カラーフィルタ５３２は、２×２を１つのユニットとするベイヤー配列で構成される。カラーフィルタ５３２は、赤色の波長帯域の光を透過するフィルタＲと、緑色の波長帯域の光を透過する２つのフィルタＧと、青色の波長帯域の光を透過するフィルタＢと、を用いて構成される。

　図６は、各フィルタの感度と波長帯域を模式的に示す図である。図６において、横軸が波長（ｎｍ）を示し、縦軸が透過特性（感度特性）を示す。また、図６において、曲線Ｌ_ＢがフィルタＢの透過特性を示し、曲線Ｌ_ＧがフィルタＧの透過特性を示し、曲線Ｌ_ＲがフィルタＲの透過特性を示す。

　図６の曲線Ｌ_Ｂに示すように、フィルタＢは、青色の波長帯域の光を透過する。また、図６の曲線Ｌ_Ｇが示すように、フィルタＧは、緑色の波長帯域の光を透過する。さらに、図６の曲線Ｌ_Ｒが示すように、フィルタＲは、赤色の波長帯域の光を透過する。なお、以下においては、フィルタＲが受光面に配置されてなる画素Ｐ_ｎｍをＲ画素、フィルタＧが受光面に配置されてなる画素Ｐ_ｎｍをＧ画素、フィルタＢが受光面に配置されてなる画素Ｐ_ｎｍをＢ画素として表記して説明する。

　このように構成された撮像素子５３によれば、光学系５１によって結像された被写体像を受光した場合、図７Ａ～図７Ｃに示すように、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各々の色信号（赤色成分信号、緑色成分信号および青色成分信号）を生成する。

　Ａ／Ｄ変換部５４は、撮像制御部５７による制御のもと、撮像素子５３から入力されたアナログの画像データに対してＡ／Ｄ変換処理を行ってＰ／Ｓ変換部５５へ出力する。Ａ／Ｄ変換部５４は、Ａ／Ｄ変換回路等を用いて実現される。

　Ｐ／Ｓ変換部５５は、撮像制御部５７による制御のもと、Ａ／Ｄ変換部５４から入力されたデジタルの画像データをパラレル／シリアル変換を行い、このパラレル／シリアル変換を行った画像データを、第１の伝送ケーブル６を経由して制御装置９へ出力する。Ｐ／Ｓ変換部５５は、Ｐ／Ｓ変換回路等を用いて実現される。なお、実施の形態１では、Ｐ／Ｓ変換部５５に換えて、画像データを光信号に変換するＥ／Ｏ変換部を設け、光信号によって制御装置９へ画像データを出力するようにしてもよいし、例えばＷｉ-Ｆｉ（Wireless　Fidelity）（登録商標）等の無線通信によって画像データを制御装置９へ送信するようにしてもよい。

　撮像記録部５６は、内視鏡カメラヘッド５に関する各種情報（例えば撮像素子５３の画素情報の特性）を記録する。また、撮像記録部５６は、第１の伝送ケーブル６を経由して制御装置９から伝送されてくる各種設定データおよび制御用のパラメータを記録する。撮像記録部５６は、不揮発性メモリや揮発性メモリを用いて構成される。

　撮像制御部５７は、第１の伝送ケーブル６を経由して制御装置９から受信した設定データに基づいて、駆動部５２、撮像素子５３、Ａ／Ｄ変換部５４およびＰ／Ｓ変換部５５の各々の動作を制御する。撮像制御部５７は、ＴＧ（Timing　Generator）と、ＣＰＵ等のハードウェアを有する処理装置であるプロセッサと、プロセッサが使用する一時的な記憶域であるメモリを用いて実現される。

　〔制御装置の構成〕
　次に、制御装置９の構成について説明する。
　制御装置９は、Ｓ／Ｐ変換部９１と、検出部９２と、画像処理部９３と、入力部９４と、記録部９５と、制御部９６と、を備える。

　Ｓ／Ｐ変換部９１は、制御部９６による制御のもと、第１の伝送ケーブル６を経由して内視鏡カメラヘッド５から受信した画像データに対してシリアル／パラレル変換を行って画像処理部９３へ出力する。なお、内視鏡カメラヘッド５が光信号で画像データを出力する場合、Ｓ／Ｐ変換部９１に換えて、光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換部を設けてもよい。また、内視鏡カメラヘッド５が無線通信によって画像データを送信する場合、Ｓ／Ｐ変換部９１に換えて、無線信号を受信可能な通信モジュールを設けてもよい。

　検出部９２は、Ｓ／Ｐ変換部９１から入力された画像データに対応する撮像画像に基づいて、各画素の輝度値から明るさレベルを検出し、この明るさレベルを画像処理部９３および制御部９６の各々へ出力する。例えば、検出部９２は、各画素の輝度値の統計値、例えば平均値または中央値を撮像画像の明るさレベルとして検出する。

　画像処理部９３は、制御部９６による制御のもと、Ｓ／Ｐ変換部９１から入力されたパラレルデータの画像データに所定の画像処理を施して表示装置７へ出力する。ここで、所定の画像処理とは、ゲインコントロール処理、デモザイク処理、ホワイトバランス処理、ゲイン調整処理、γ補正処理およびフォーマット変換処理等である。画像処理部９３は、ＧＰＵまたはＦＰＧＡ等のハードウェアを有する処理装置であるプロセッサと、プロセッサが使用する一時的な記憶域であるメモリを用いて実現される。なお、実施の形態１では、画像処理部９３が医療用画像処理装置として機能する。

　ここで、画像処理部９３の詳細な構成について説明する。画像処理部９３は、少なくとも、デモザイク処理部９３１と、算出部９３２と、判定部９３３と、生成部９３４と、を有する。

　デモザイク処理部９３１は、生体組織に対して短波長側の狭帯域光を照射した場合の前記生体組織からの反射光、狭帯域光が生体組織に照射されることで蛍光を発する観察対象からの蛍光の少なくとも一方を撮像することによって生成された画像データを取得して、取得した画像データに基づいて、赤色の成分を示す赤色成分信号、緑色の成分を示す緑色成分信号および青色の成分を示す青色成分信号から成る色成分信号を有する撮像画像を生成する。具体的には、デモザイク処理部９３１は、周知のデモザイク処理によって各画素の画素値（色成分信号）を補完する。

　算出部９３２は、制御部９６の制御のもと、撮像画像に基づいて、赤色成分信号、緑色成分信号および青色成分信号のうち蛍光への感度が高い蛍光成分信号と、赤色成分信号、緑色成分信号および青色成分信号のうち狭帯域光が生体組織に照射された際に生体組織からの反射光に感度が高い反射光成分信号と、の強度比を算出する。

　判定部９３３は、算出部９３２が算出した撮像画像の画素毎の強度比に基づいて、撮像画像における蛍光領域と背景領域とを判定する。具体的には、判定部９３３は、後述する制御部９６の制御のもと、制御部９６が設定した閾値と、算出部９３２が算出した撮像画像の画素毎の強度比と、に基づいて、撮像画像における蛍光領域と背景領域とを判定する。

　生成部９３４は、判定部９３３が判定した判定結果に基づいて、撮像画像における蛍光領域に位置する画素の色成分信号と背景領域に位置する画素の色成分信号とを互いに異なるパラメータの画像処理を行うことによって蛍光画像を生成する。具体的には、生成部９３４は、蛍光領域に位置する画素の色成分信号に対しては、蛍光用パラメータの画像処理として、蛍光領域に位置する画素の色成分信号に対するゲインを、背景領域に位置する画素の色成分信号に対するゲインより大きくしたゲイン調整処理を行う。これに対して、生成部９３４は、背景領域に位置する画素の色成分信号に対しては、背景用パラメータの画像処理として、背景領域に位置する画素の色成分信号に対するゲインを、蛍光領域に位置する画素の色成分信号に対するゲインより小さくしたゲイン調整処理を行う。さらに、生成部９３４は、ゲイン以外に、蛍光領域および背景領域の各々に対して互いに異なる蛍光用パラメータおよび背景用パラメータの画像処理を施して蛍光画像を生成する。ここで、蛍光用パラメータおよび背景用パラメータとしては、例えばホワイトバランス調整処理、輪郭強調処理、コントラスト強調処理および、γ補正処理および色相変換処理等が含まれる。

　入力部９４は、内視鏡システム１に関する各種操作の入力を受け付け、受け付けた操作を制御部９６へ出力する。入力部９４は、マウス、フットスイッチ、キーボード、ボタン、スイッチおよびタッチパネル等を用いて構成される。

　記録部９５は、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＳＳＤ（Solid　State　Drive）およびＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）等やメモリカード等の記録媒体を用いて実現される。記録部９５は、内視鏡システム１の動作に必要な各種パラメータ等を含むデータを記録する。また、記録部９５は、内視鏡システム１を動作させるための各種プログラムを記録するプログラム記録部９５１を有する。

　制御部９６は、ＦＰＧＡまたはＣＰＵ等のハードウェアを有する処理装置であるプロセッサと、プロセッサが使用する一時的な記憶域であるメモリを用いて実現される。制御部９６は、内視鏡システム１を構成する各部を統括的に制御する。また、制御部９６は、検出部９２が検出した明るさレベルに基づいて、判定部９３３が撮像画像における蛍光領域と背景領域とを判定するための閾値を設定する。さらに、制御部９６は、入力部９４から入力される内視鏡システム１が実行可能な観察モードを指示する指示信号に基づいて、算出部９３２が算出する強度比の蛍光成分信号および反射光成分信号を算出部９３２に設定する。

　〔内視鏡システムの処理〕
　次に、内視鏡システム１が実行する処理について説明する。図８は、内視鏡システム１が実行する処理の概要を示すフローチャートである。なお、以下においては、画像処理部９３は、画像データを現像するための種々の画像処理を行うが、説明を簡略化するため、各観察モードにおける特徴的な画像処理のみを記載する。

　図８に示すように、まず、制御部９６は、入力部９４から入力される観察モードを示すモード信号に応じて内視鏡システム１が薬剤蛍光観察モードに設定されているか否かを判断する（ステップＳ１）。制御部９６によって内視鏡システム１が薬剤蛍光観察モードに設定されていると判断された場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ２へ移行する。これに対して、制御部９６によって内視鏡システム１が薬剤蛍光観察モードに設定されていないと判断された場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ４へ移行する。

　ステップＳ２において、内視鏡システム１は、薬剤蛍光観察モード処理を実行する。ステップＳ２の後、内視鏡システム１は、後述するステップＳ３へ移行する。

　〔薬剤蛍光観察モード処理〕
　図９は、図８のステップＳ２における薬剤蛍光観察モード処理の概要を示すフローチャートである。図１０は、画像処理部９３による薬剤蛍光観察モード処理時における画像処理の概要を模式的に説明する図である。図９においては、薬剤蛍光観察として、ＰＤＤ観察を行う場合について説明する。

　ＰＤＤ観察は、ＰＤＤ観察において用いられる励起光が例えば３７５ｎｍ～４４５ｎｍの波長帯域（中心波長４１０ｎｍ）の青色の可視光である。また、被検体の観察対象には、５-アミノレブリン酸（以下、「５-ＡＬＡ」という）等の光感受性物質が投与等の処置が施されている。なお、医者等の術者は、患者等の被検体に、５-ＡＬＡの溶解液を服用させていてもよい。５-ＡＬＡは、元来、動植物の生体内に含まれる天然アミノ酸である。この５-ＡＬＡは、体内投与後に細胞内に取り込まれ、ミトコンドリア内でプロトポルフィリンに生合成される。そして、癌細胞では、プロトポルフィリンが過剰に集積する。また、癌細胞に過剰集積するプロトポルフィリンは、光活性を有する。このため、プロトポルフィリンは、励起光（例えば３７５ｎｍ～４４５ｎｍの波長帯域の青色可視光）で励起すると、蛍光（例えば６００ｎｍ～７４０ｎｍの波長帯域の赤色蛍光）を発光する。このように、ＰＤＤ観察は、光感受性物質を用いて癌細胞を蛍光発光させる癌診断法である光線力学診断を用いた観察である。

　図９に示すように、まず、制御部９６は、光源制御部３４を制御し、第２の光源部３２の各々を発光させることによって、被検体に向けて狭帯域光を照射させる（ステップＳ２１）。

　続いて、制御部９６は、撮像制御部５７を制御することによって、光学系２２および光学系５１が集光した被写体像を撮像素子５３に撮像させる（ステップＳ２２）。

　続いて、検出部９２は、Ａ／Ｄ変換部５４、Ｐ／Ｓ変換部５５およびＳ／Ｐ変換部９１を経由して入力された画像データに対応する撮像画像に基づいて、各画素の輝度値から明るさレベルを検出する（ステップＳ２３）。この場合、検出部９２は、明るさレベルを画像処理部９３および制御部９６の各々へ出力する。

　続いて、制御部９６は、内視鏡システム１に設定された観察モードに応じた算出部９３２が算出する強度比の色成分信号および検出部９２から入力された明るさレベルに基づいて、撮像画像を構成する各画素を蛍光領域および背景領域に判定するための閾値を設定する（ステップＳ２４）。

　その後、デモザイク処理部９３１は、Ａ／Ｄ変換部５４、Ｐ／Ｓ変換部５５およびＳ／Ｐ変換部９１を経由して入力された画像データ（ＲＡＷデータ）に対して、周知のデモザイク処理を行う（ステップＳ２５）。具体的には、図１０に示すように、デモザイク処理部９３１は、画像データに対して周知のデモザイク処理を行って撮像画像を生成し、この撮像画像を算出部９３２へ出力する。この場合、図１０に示すように、各画素には、Ｒ成分信号、Ｇ成分信号、Ｂ成分信号が含まれる。例えば、画素Ｐ_１１は、Ｒ成分信号が０（Ｒ＝０）、Ｇ成分信号が０（Ｇ＝０）、Ｂ成分信号が１００（Ｂ＝１００）を含む。また、画素Ｐ_１２は、Ｒ成分信号が８０（Ｒ＝８０）、Ｇ成分信号が０（Ｇ＝０）、Ｂ成分信号が１００（Ｂ＝１００）を含む。

　続いて、算出部９３２は、制御部９６で設定された色成分信号に基づいて、デモザイク処理部９３１から入力された撮像画像の各画素の強度比を算出する（ステップＳ２６）。具体的には、図１０に示すように、算出部９３２は、Ｒ成分信号、Ｇ成分信号およびＢ成分信号のうち、ＰＤＤ観察における蛍光への感度が高い蛍光成分と、Ｒ成分信号、Ｇ成分信号およびＢ成分信号のうち、狭帯域光が生体組織に照射された際に、この生体組織において反射した反射光に感度が高い反射光成分と、の強度比を撮像画像の各画素に算出する。より具体的には、図１０の画素Ｐ_１１に示すように、算出部９３２は、薬剤蛍光観察モードの場合、Ｒ成分信号の値（Ｒ＝０）に対してＢ成分信号の値（Ｂ＝１００）で除算した値（Ｒ／Ｂ＝０．０）を強度比として算出する。また、図１０の画素Ｐ_１２に示すように、算出部９３２は、Ｒ成分信号の値（Ｒ＝８０）に対してＢ成分信号の値（Ｂ＝１００）で除算した値（Ｒ／Ｂ＝０．８）を強度比として算出する。

　その後、判定部９３３は、制御部９６が設定した閾値と、算出部９３２が算出した各画素の強度比と、に基づいて、蛍光領域を判定する（ステップＳ２７）。具体的には、判定部９３３は、撮像画像の画素毎に、強度比が閾値以上か否かを判定し、閾値以上の画素を蛍光領域（蛍光画素）と判定する一方、閾値未満である画素を背景領域（背景画素）として判定する。より具体的には、判定部９３３は、図１０に示す画素Ｐ_１１の場合、強度比が０．０であり、閾値（例えば０．５以上とする）未満であるため、画素Ｐ_１１を背景領域として判定し、画素Ｐ_１１に背景領域（背景画素）であることを示す情報（例えば「０」）を付加する。また、判定部９３３は、図１０に示す画素Ｐ１２の場合、強度比が０．８であり、閾値以上であるため、画素Ｐ_１２を蛍光領域（蛍光画素）として判定し、画素Ｐ_１２に蛍光領域（蛍光画素）であることを示す情報（例えば「１」）を付加する。

　続いて、生成部９３４は、制御部９６が内視鏡カメラヘッド５の種別に応じて設定した画像処理パラメータと、判定部９３３が判定した判定結果と、に基づいて、デモザイク処理部９３１から入力された撮像画像の各画素に対して異なるパラメータの画像処理を行う（ステップＳ２８）。具体的には、生成部９３４は、判定部９３３によって背景領域と判定された画素の信号値に対して背景用パラメータとしてのゲインを下げる画像処理を行う。これに対して、判定部９３３によって蛍光領域と判定された画素の信号値に対して蛍光用パラメータとしてのゲインを上げる画像処理を行う。これにより、蛍光領域に位置する画素の画素値は、大きくなり、背景領域に位置する画素の画素値が小さくするため、蛍光領域を強調することができる。

　その後、生成部９３４は、互いに異なるパラメータの画像処理を施した撮像画像の各画素に対してγ補正処理、色調変換処理、ホワイトバランス処理およびフォーマット変換処理等を行って薬剤蛍光画像Ｑ１（疑似カラー画像）を生成する（ステップＳ２９）。

　続いて、生成部９３４は、薬剤蛍光画像Ｑ１を表示装置７へ出力する（ステップＳ３０）。これにより、医者等の術者は、背景領域から蛍光領域が強調された薬剤蛍光画像Ｑ１を観察することができる。

　制御部９６は、入力部９４から内視鏡システム１の観察モードを切り替える切替信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ３１）。制御部９６によって入力部９４から内視鏡システム１の観察モードを切り替える切替信号が入力されたと判断された場合（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、図８のメインルーチンへ戻る。これに対して、制御部９６によって入力部９４から内視鏡システム１の観察モードを切り替える切替信号が入力されていないと判断された場合（ステップＳ３１：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、上述したステップＳ２１へ戻る。

　図８に戻り、ステップＳ３以降の説明を続ける。
　ステップＳ３において、制御部９６は、入力部９４から被検体の観察の終了を指示する指示信号が入力されたか否かを判断する。制御部９６によって入力部９４から被検体の観察の終了を指示する指示信号が入力されたと判断された場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、本処理を終了する。これに対して、制御部９６によって入力部９４から被検体の観察の終了を指示する指示信号が入力されていないと判断された場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、上述したステップＳ１へ戻る。

　ステップＳ４において、制御部９６は、入力部９４から入力される観察モードを示すモード信号に応じて内視鏡システム１が熱処置観察モードに設定されているか否かを判断する。制御部９６によって内視鏡システム１が熱処置観察モードに設定されていると判断された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ５へ移行する。これに対して、制御部９６によって内視鏡システム１が熱処置観察モードに設定されていないと判断された場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ６へ移行する。

　〔熱処置観察モード処理〕
　図１１は、上述した図８のステップＳ５における熱処置観察モードの概要を示すフローチャートである。図１２は、画像処理部９３による熱処置観察モード処理時における画像処理の概要を模式的に説明する図である。

　近年、医療分野では、内視鏡および腹腔鏡等を用いた低侵襲治療が広く行われるようになっている。例えば、内視鏡および腹腔鏡等を用いた低侵襲治療としては、内視鏡的粘膜下層剥離術（ＥＳＤ：Endoscopic　Submucosal　Dissection）、腹腔鏡内視鏡合同胃局所切除術（ＬＥＣＳ：Laparoscopy　and　Endoscopy　Cooperative　Surgery）、非穿孔式内視鏡的胃壁内反切除術（ＮＥＷＳ：Non-exposed　Endoscopic　Wall-inversion　Surgery）等が広く行われている。

　これらの低侵襲治療では、処置を行う場合、例えば、前処置として手術対象領域のマーキング等のために、医者等の術者が高周波ナイフおよび電気メス等のエネルギーデバイスの処置具を用いて生体組織に対する熱処置や熱処置によるマーキング処置を行う。また、術者は、実際の処置の場合にも、エネルギーデバイス等を用いて被検体の生体組織の切除および凝固等の処置を行う。

　エネルギーデバイスによって生体組織に加えられる熱処置の度合いは、術者が目視や触覚および勘等に頼って確認を行っているのが実情である。このため、従来のエネルギーデバイス等を用いた治療では、術者が手術等の作業中に熱処置を加えるべき度合い等をリアルタイムで確認することが難しく、非常に熟練を要する作業項目となっていた。この結果、術者等は、エネルギーデバイスを用いて生体組織に熱処置を施した場合、熱処置（熱処置）による熱処置領域への焼灼状態を可視化することができる技術を望んでいた。

　ところで、アミノ酸と、還元糖と、を加熱した場合、糖化反応（メイラード反応）が生じる。このメイラード反応の結果生じる最終産物は、総じて終末糖化産物（ＡＧＥｓ：Advanced　glycation　end　products）と呼ばれる。ＡＧＥｓの特徴としては、蛍光特性を有する物質が含まれることが知られている。

　つまり、ＡＧＥｓは、生体組織をエネルギーデバイスで熱処置した場合、生体組織中のアミノ酸と還元糖が加熱されて、メイラード反応が生じることによって生成される。この加熱により生成されたＡＧＥｓは、蛍光観察することにより熱処置の状態の可視化が可能となる。さらに、ＡＧＥｓは、生体組織内に元来存在する自家蛍光物質よりも、強い蛍光を発するが知られている。

　即ち、熱処置観察モードは、エネルギーデバイス等により熱処置されることで生体組織中に発生したＡＧＥｓの蛍光特性を利用して、熱処置による熱処置領域を可視化する観察手法である。このため、熱処置観察モードは、光源装置３からＡＧＥｓを励起させるための波長４１５ｎｍｍ近傍の青色光を生体組織に照射する。これにより、熱処置観察モードは、ＡＧＥｓから発生する蛍光（例えば、波長４９０～６２５ｎｍの緑色光）を撮像した熱処置画像（蛍光画像）を観察することができる。

　図１１に示すように、まず、制御部９６は、光源制御部３４を制御し、第２の光源部３２を発光させることによって、被検体に向けて狭帯域光を照射させる（ステップＳ５１）。

　続いて、制御部９６は、撮像制御部５７を制御することによって、光学系２２および光学系５１が集光した被写体像を撮像素子５３に撮像させる（ステップＳ５２）。

　続いて、検出部９２は、Ａ／Ｄ変換部５４、Ｐ／Ｓ変換部５５およびＳ／Ｐ変換部９１を経由して入力された画像データに対応する撮像画像に基づいて、各画素の輝度値から明るさレベルを検出する（ステップＳ５３）。この場合、検出部９２は、明るさレベルを画像処理部９３および制御部９６の各々へ出力する。

　続いて、制御部９６は、検出部９２から入力された明るさレベルに基づいて、撮像画像を構成する各画素を蛍光領域および背景領域に判定するための閾値を設定する（ステップＳ５４）。

　その後、デモザイク処理部９３１は、Ａ／Ｄ変換部５４、Ｐ／Ｓ変換部５５およびＳ／Ｐ変換部９１を経由して入力された画像データ（ＲＡＷデータ）に対して、周知のデモザイク処理を行う（ステップＳ５５）。具体的には、図１２に示すように、デモザイク処理部９３１は、画像データに対して周知のデモザイク処理を行って撮像画像を生成し、この撮像画像を算出部９３２へ出力する。この場合、図１２に示すように、各画素には、Ｒ成分信号、Ｇ成分信号、Ｂ成分信号が含まれる。例えば、画素Ｐ_１１は、Ｒ成分信号が０（Ｒ＝０）、Ｇ成分信号が２０（Ｇ＝２０）、Ｂ成分信号が１００（Ｂ＝１００）を含む。また、画素Ｐ_１２は、Ｒ成分信号が０（Ｒ＝０）、Ｇ成分信号が８０（Ｇ＝８０）、Ｂ成分信号が１００（Ｂ＝１００）を含む。

　続いて、算出部９３２は、制御部９６で設定された色成分信号に基づいて、デモザイク処理部９３１から入力された撮像画像の各画素の強度比を算出する（ステップＳ５６）。具体的には、図１２に示すように、算出部９３２は、Ｒ成分信号、Ｇ成分信号およびＢ成分信号のうち、熱処置観察における蛍光への感度が高い蛍光成分と、Ｒ成分信号、Ｇ成分信号およびＢ成分信号のうち、狭帯域光が生体組織に照射された際に、この生体組織において反射した反射光に感度が高い反射光成分と、の強度比を撮像画像の各画素に算出する。より具体的には、図１２の画素Ｐ_１１に示すように、算出部９３２は、熱処置観察モードの場合、Ｇ成分信号の値（Ｇ＝２０）に対してＢ成分信号の値（Ｂ＝１００）で除算した値（Ｇ／Ｂ＝０．２）を強度比として算出する。また、図１２の画素Ｐ_１２に示すように、算出部９３２は、Ｇ成分信号の値（Ｇ＝８０）に対してＢ成分信号の値（Ｂ＝１００）で除算した値（Ｇ／Ｂ＝０．８）を強度比として算出する。

　その後、判定部９３３は、制御部９６が設定した閾値と、算出部９３２が算出した各画素の強度比と、に基づいて、蛍光領域を判定する（ステップＳ５７）。具体的には、判定部９３３は、撮像画像の画素毎に、強度比が閾値以上か否かを判定し、閾値以上の画素を蛍光領域（蛍光画素）と判定する一方、閾値未満である画素を背景領域（背景画素）として判定する。より具体的には、判定部９３３は、図１２に示す画素Ｐ_１１の場合、強度比が０．２であり、閾値（例えば０．５以上とする）未満であるため、画素Ｐ_１１を背景領域として判定し、画素Ｐ_１１に背景領域（背景画素）であることを示す情報（例えば「０」）を付加する。また、判定部９３３は、図１２に示す画素Ｐ１２の場合、強度比が０．８であり、閾値以上であるため、画素Ｐ_１２を蛍光領域（蛍光画素）として判定し、画素Ｐ_１２に蛍光領域（蛍光画素）であることを示す情報（例えば「１」）を付加する。

　続いて、生成部９３４は、制御部９６が内視鏡カメラヘッド５の種別に応じて設定した画像処理パラメータと、判定部９３３が判定した判定結果と、に基づいて、デモザイク処理部９３１から入力された撮像画像の各画素に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行う（ステップＳ５８）。具体的には、生成部９３４は、判定部９３３によって背景領域と判定された画素の信号値に対して背景用パラメータとしてのゲインを下げる第１の画像処理を行う。これに対して、判定部９３３によって蛍光領域と判定された画素の信号値に対して蛍光用パラメータとしてのゲインを上げる第１の画像処理を行う。これにより、蛍光領域に位置する画素の画素値は、大きくなり、背景領域に位置する画素の画素値が小さくするため、蛍光領域を強調することができる。

　その後、生成部９３４は、互いに異なるパラメータの画像処理を施した撮像画像の各画素に対してγ補正処理、色調変換処理、ホワイトバランス処理およびフォーマット変換処理等を行って熱処置画像Ｑ２（疑似カラー画像）を生成する（ステップＳ５９）。

　続いて、生成部９３４は、熱処置画像Ｑ２を表示装置７へ出力する（ステップＳ６０）。これにより、医者等の術者は、背景領域から熱処置領域が強調された熱処置画像Ｑ２を観察することができる。

　制御部９６は、入力部９４から内視鏡システム１の観察モードを切り替える切替信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ６１）。制御部９６によって入力部９４から内視鏡システム１の観察モードを切り替える切替信号が入力されたと判断された場合（ステップＳ６１：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、図８のメインルーチンへ戻る。これに対して、制御部９６によって入力部９４から内視鏡システム１の観察モードを切り替える切替信号が入力されていないと判断された場合（ステップＳ６１：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、上述したステップＳ５１へ戻る。

　図８に戻り、ステップＳ６以降の説明を続ける。
　ステップＳ６において、制御部９６は、入力部９４から入力される観察モードを示すモード信号に応じて内視鏡システム１が通常光観察モードに設定されているか否かを判断する。制御部９６によって内視鏡システム１が通常光観察モードに設定されていると判断された場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ７へ移行する。これに対して、制御部９６によって内視鏡システム１が通常光観察モードに設定されていないと判断された場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、ステップＳ３へ移行する。

　Ｓ７において、内視鏡システム１は、通常光観察モード処理を実行する。ステップＳ７の後、内視鏡システム１は、ステップＳ３へ移行する。

　〔通常光観察モード処理〕
　図１３は、上述した図８のステップＳ７の通常光観察モード処理の概要を示すフローチャートである。

　図１３に示すように、まず、制御部９６は、光源制御部３４を制御することによって、第１の光源部３１を発光させることによって、被検体に向けて白色光を照射させる（ステップＳ７１）。

　続いて、制御部９６は、撮像制御部５７を制御することによって、光学系２２および光学系５１が集光した被写体像を撮像素子５３に撮像させる（ステップＳ７２）。

　その後、制御部９６は、デモザイク処理部９３１に、Ａ／Ｄ変換部５４、Ｐ／Ｓ変換部５５およびＳ／Ｐ変換部９１を経由して入力された画像データに対してデモザイク処理を実行させる（ステップＳ７３）。

　続いて、生成部９３４は、デモザイク処理部９３１がデモザイク処理を行った撮像画像に対してγ補正処理、色調変換処理、ホワイトバランス処理およびフォーマット変換処理等の第２の画像処理を行って白色光画像を生成し（ステップＳ７４）、この白色光画像を表示装置７へ出力する（ステップＳ７５）。

　続いて、制御部９６は、入力部９４から内視鏡システム１の観察モードを切り替える切替信号が入力されたか否かを判断する（ステップＳ７６）。制御部９６によって入力部９４から内視鏡システム１の観察モードを切り替える切替信号が入力されたと判断された場合（ステップＳ７６：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、図８のメインルーチンへ戻る。これに対して、制御部９６によって入力部９４から内視鏡システム１の観察モードを切り替える切替信号が入力されていないと判断された場合（ステップＳ７６：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、上述したステップＳ７１へ戻る。

　以上説明した実施の形態１によれば、算出部９３２が撮像画像の画素毎に蛍光への感度が高い蛍光成分信号と反射光に感度が高い反射光成分信号との強度比を算出し、判定部９３３が算出部９３２によって算出された画素後の強度比に基づいて、撮像画像の蛍光領域と背景領域とを判定し、生成部９３４が判定部９３３によって判定された蛍光領域に位置する画素の色成分信号および背景領域に位置する画素の色成分信号の各々に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行ってことによって熱処置画像または薬剤蛍光画像を生成するため、蛍光の視認性を向上させることができる。

　また、実施の形態１によれば、生成部９４３が蛍光領域に位置する画素の色成分信号に対するゲインを、背景領域に位置する画素の色成分信号に対するゲインより大きくしたゲイン調整処理を画像処理として行って熱処置画像または薬剤蛍光画像を生成するため、蛍光の視認性を向上させることができる。

　また、実施の形態１によれば、制御部９６が検出部９２の検出結果に基づいて、閾値を設定するため、判定部９３３が撮像画像に含まれるノイズと蛍光の発光とを区別して判定することができる。

　また、実施の形態１によれば、内視鏡カメラヘッド５を一つの撮像素子５３のみで構成しているため、内視鏡カメラヘッド５の抵コスト化、小型化軽量化および制御装置９の制御処理の簡素化を図ることができる。

（実施の形態２）
　次に、実施の形態２について説明する。実施の形態２に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と構成が異なる。具体的には、実施の形態２に係る内視鏡システムは、励起光としての狭帯域光が生体組織で反射した反射光および戻り光を遮光する光学素子としてのカットフィルタをさらに備える。以下においては、実施の形態２に係る内視鏡システムの構成を説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

　〔内視鏡システムの要部の機能構成〕
　図１４は、内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。図１４に示す内視鏡システム１Ａは、上述した実施の形態１に係る内視鏡カメラヘッド５に代えて、内視鏡カメラヘッド５Ａを備える。

　〔内視鏡カメラヘッドの構成〕
　内視鏡カメラヘッド５Ａは、上述した実施の形態１に係る内視鏡カメラヘッド５の構成に加えて、カットフィルタ５８をさらに備える。

　カットフィルタ５８は、光学系５１と撮像素子５３との光路上に配置される。カットフィルタ５８は、狭帯域光の波長帯域を含む短波長の波長帯域の光の大部分を遮光し、この大部分を遮光する波長帯域より長波長側の波長帯域を透過する。

　図１５Ａは、カットフィルタ５８の透過特性を模式的に示す図である。図１５Ａにおいて、横軸は波長（ｎｍ）を示す、縦軸が透過特性を示す。また、図１５Ａにおいて、折れ線Ｌ_Ｆがカットフィルタ５８の透過特性を示し、折れ線Ｌ_Ｖが狭帯域光の波長特性を示し、折れ線Ｌ_ＮＧがＡＧＥｓの蛍光における波長特性を示し、折れ線Ｌ_ＰＤＤが５-ＡＬＡの蛍光における波長特性を示す。

　図１５Ａに示すように、カットフィルタ５８は、短波長の波長帯域の光の大部分を遮光し、この大部分を遮光する波長帯域より長波長側の波長帯域を透過する。具体的には、カットフィルタ５８は、狭帯域光の波長帯域を含む４３０ｎｍ～４７０ｎｍのいずれかの波長未満の短波長側の波長帯域の大部分の光を遮光し、かつ、この大部分を遮光する波長帯域より長波長側の波長帯域の光を透過する。例えば、カットフィルタ５８は、折れ線Ｌ_ＮＧおよび折れ線Ｌ_ＰＤＤに示すように、熱処置によって生じたＡＧＥｓの蛍光および５-ＡＬＡの蛍光を透過する。

　なお、カットフィルタ５８は、別の透過特性を有してもよい。図１５Ｂは、カットフィルタ５８の別の透過特性を模式的に示す図である。

　図１５Ｂに示すように、カットフィルタ５８は、上述した透過特性と同様に、短波長の波長帯域の光の大部分を遮光し、この大部分を遮光する波長帯域より長波長側の波長帯域を透過する。具体的には、カットフィルタ５８は、狭帯域光の波長帯域を含む４３０ｎｍ～４７０ｎｍのいずれかの波長未満の短波長側の波長帯域の大部分の光を遮光し、かつ、この大部分を遮光する波長帯域より長波長側の波長帯域の光を透過する。例えば、カットフィルタ５８は、折れ線Ｌ_ＮＧおよび折れ線Ｌ_ＰＤＤに示すように、熱処置によって生じたＡＧＥｓの蛍光および５-ＡＬＡの蛍光を透過する。

　〔各観察モードの概要〕
　次に、内視鏡システム１Ａが実行する各観察モードの概要について説明する。なお、以下においては、薬剤蛍光観察モード、熱処置観察モードおよび通常光観察モードの順に説明する。

　〔薬剤蛍光観察モードの概要〕
　まず、薬剤蛍光観察モードについて説明する。図１６は、薬剤蛍光観察モード時における観察原理を模式的に示す図である。

　図１６のグラフＧ１に示すように、まず、光源装置３は、制御装置９による制御のもと、第２の光源部３２を発光させることによって、狭帯域光（励起光４１５ｎｍ）を薬剤（５-ＡＬＡ）が投与された被検体の生体組織Ｏ１に照射させる。この場合、少なくとも被検体等の生体組織Ｏ１で励起された蛍光ＷＦ１は、Ｒ画素に入射する。さらに、反射された複数の成分を含む反射光および戻り光（以下、単に「反射光Ｗ１」という）は、カットフィルタ５８によって遮光され強度が低下する一方、この大部分を遮光する波長帯域より長波長側の成分の一部は強度を落とさず撮像素子５３に入射する。

　より具体的には、図１６のグラフＧ２の折れ線Ｌ_Ｆに示すように、カットフィルタ５８は、Ｒ画素に入射する反射光Ｗ１であって、狭帯域光の波長帯域を含む短波長の波長帯域の反射光Ｗ１の大部分を遮光し、この大部分を遮光する波長帯域より長波長側の波長帯域を透過する。さらに、図１６のグラフＧ２に示すように、カットフィルタ５８は、生体組織Ｏ１（薬剤領域）が励起されることで発生した蛍光（蛍光ＷＦ１）を透過する。このため、Ｒ画素およびＢ画素の各々には、強度が低下した反射光Ｗ１および蛍光ＷＦ１が入射する。

　続いて、図１６の透過特性の表Ｇ３に示すように、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各々は、透過特性（感度特性）が互いに異なる。具体的には、Ｂ画素は、狭帯域光の反射光Ｗ１に感度を有するため、反射光Ｗ１の受光量に対応する出力値が大きな値となる。さらに、Ｒ画素は、蛍光ＷＦ１に感度を有するが、蛍光が微小な反応のため、出力値が小さい値となる。

　その後、画像処理部９３は、内視鏡カメラヘッド５Ａの撮像素子５３から画像データ（ＲＡＷデータ）を取得し、取得した画像データに含まれるＲ画素およびＢ画素の各々の色成分信号（画素値）に対して画像処理を行って薬剤蛍光画像（疑似カラー画像）を生成する。この場合において、Ｒ画素の色成分信号には、薬剤からの蛍光情報が含まれる。また、Ｂ画素には、被検体の生体組織からの背景情報が含まれる。このため、画像処理部９３は、上述した実施の形態１と同様の処理を行って薬剤蛍光画像を生成する。具体的には、画像処理部９３は、デモザイク処理、画素毎の強度比を算出する処理、蛍光領域と背景領域とを判定する処理、蛍光領域に位置する画素の色成分信号（画素値）および背景領域に位置する画素の色成分信号（画素値）の各々に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行って薬剤蛍光画像（疑似カラー画像）を生成する。そして、画像処理部９３は、薬剤蛍光画像を表示装置７へ出力する。ここで、蛍光領域とは、背景情報に比べて蛍光情報が優位な領域である。また、背景領域とは、蛍光情報に比べて背景情報が優位な領域を指す。具体的には、画像処理部９３は、画素に含まれる背景情報に相当する反射光成分信号と蛍光情報に相当する蛍光成分信号との強度比が所定の閾値以上（例えば０．５以上）である場合、蛍光領域と判定する一方、強度比が所定の閾値未満である場合、背景領域として判定する。

　このように薬剤蛍光観察モードは、白色光（通常光）で視認が難しい薬剤の蛍光領域を強調して表示することができる。

　〔熱処置観察モードの概要〕
　次に、熱処置観察モードについて説明する。図１７は、熱処置観察モード時における観察原理を模式的に示す図である。

　図１７のグラフＧ１１に示すように、まず、光源装置３は、制御装置９による制御のもと、第２の光源部３２を発光させることによって、励起光（中心波長４１５ｎｍ）である狭帯域光をエネルギーデバイス等により被検体に対して熱処置が施された生体組織Ｏ２（熱処置領域）に照射する。この場合、図１７のグラフＧ１２に示すように、少なくとも生体組織Ｏ２（熱処置領域）で反射された狭帯域光の成分および戻り光を含む反射光（以下、単に「反射光Ｗ１０」という）は、カットフィルタ５８によって遮光され強度が低下する一方、この大部分を遮光する波長帯域より長波長側の成分の一部は強度を落とさず撮像素子５３に入射する。

　より具体的には、図１７のグラフＧ１２に示すように、カットフィルタ５８は、Ｇ画素に入射する反射光Ｗ１０であって、狭帯域光の波長帯域を含む短波長の波長帯域の反射光Ｗ１０の大部分を遮光し、この大部分を遮光する波長帯域より長波長側の波長帯域を透過する。さらに、図１７のグラフＧ１２に示すように、カットフィルタ５８は、生体組織Ｏ１（熱処置領域）におけるＡＧＥｓが自家発光した蛍光（ＷＦ１０）を透過する。このため、Ｒ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各々には、強度が低下した反射光Ｗ１０および蛍光（ＷＦ１０）が入射する。

　また、図１７のグラフＧ１２における蛍光特性の折れ線Ｌ_ＮＧに示すように、Ｇ画素は、蛍光に感度を有するが、蛍光が微小な反応のため、出力値が小さい値となる。

　その後、画像処理部９３は、内視鏡カメラヘッド５Ａの撮像素子５３から画像データ（ＲＡＷデータ）を取得し、取得した画像データに含まれるＧ画素およびＢ画素の各々の信号値に対して画像処理を行って疑似カラー画像（熱処置蛍光画像）を生成する。この場合において、Ｇ画素の信号値には、熱処置領域から発せられた蛍光情報が含まれる。また、Ｂ画素には、熱処置領域を含む被検体の生体組織からの背景情報が含まれる。このため、画像処理部９３は、上述した実施の形態１と同様の処理を行って熱処置画像を生成する。具体的には、画像処理部９３は、デモザイク処理、画素毎の強度比を算出する処理、蛍光領域と背景領域とを判定する処理、蛍光領域に位置する画素の色成分信号（画素値）および背景領域に位置する画素の色成分信号（画素値）の各々に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行って熱処置画像（疑似カラー画像）を生成する。そして、画像処理部９３は、熱処置画像を表示装置７へ出力する。ここで、蛍光領域とは、背景情報に比べて蛍光情報が優位な領域である。また、背景領域とは、蛍光情報に比べて背景情報が優位な領域を指す。具体的には、画像処理部９３は、画素に含まれる背景情報に相当する反射光成分信号と蛍光情報に相当する蛍光成分信号との強度比が所定の閾値以上（例えば０．５　以上）である場合、蛍光領域と判定する一方、強度比が所定の閾値未満である場合、背景領域として判定する。

　このように熱処置観察モードは、エネルギーデバイス等による熱処置の生体組織Ｏ２（熱処置領域）を容易に観察することができる。

　〔通常光観察モードの概要〕
　次に、通常光観察モードについて説明する。図１８は、通常光観察モード時における観察原理を模式的に示す図である。

　図１８に示すように、まず、光源装置３は、制御装置９による制御のもと、第１の光源部３１を発光させることによって、白色光Ｗ３を被検体の生体組織Ｏ３に照射する。この場合、生体組織で反射された反射光および戻り光（以下、単に「反射光ＷＲ３０、反射光ＷＧ３０，反射光ＷＢ３０」という）は、一部がカットフィルタ５８に遮光され、残りが撮像素子５３に入射する。具体的には、図１８に示すように、カットフィルタ５８は、狭帯域光の波長帯域を含む短波長の波長帯域の反射光を遮光する。このため、図１８に示すように、Ｂ画素に入射する青色の波長帯域の光の成分が、カットフィルタ５８を配置していない状態と比べて小さくなる。

　続いて、画像処理部９３は、内視鏡カメラヘッド５Ａの撮像素子５３から画像データ（ＲＡＷデータ）を取得し、取得した画像データに含まれるＲ画素、Ｇ画素およびＢ画素の各々の信号値に対して画像処理を行って白色光画像を生成する。この場合において、画像処理部９３は、画像データに含まれる青色成分が従来の白色光観察と比べて小さいため、赤色成分、緑色成分および青色成分の比率が一定となるようにホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整処理を行う。

　このように通常光観察モードは、カットフィルタ５８を配置している場合であっても、自然な白色画像を観察することができる。

　即ち、内視鏡システム１Ａは、上述した実施の形態１と同様の処理を行い、薬剤蛍光観察モードおよび熱処置観察モードの各々で背景領域と蛍光領域とを判定し、背景領域および蛍光領域の各々で互いに異なる画像処理パラメータを施すことによって、背景領域から蛍光領域を強調した薬剤蛍光画像または熱処置画像を生成して表示装置７に表示させる。

　以上説明した実施の形態２によれば、上述した実施の形態１と同様の効果を奏し、かつ、光学素子としてのカットフィルタ５８を設けたので、生体組織で反射した反射光および戻り光に、熱処置領域からの蛍光が埋もれてしまうことを防止することができる。

（実施の形態３）
　次に、実施の形態３について説明する。実施の形態３に係る内視鏡システムは、上述した実施の形態１，２に係る内視鏡システムと同様の構成を有し、実行する処理が異なる。具体的には、上述した実施の形態１，２では、入力部から入力されるモード信号に応じて設定される観察モードに応じて制御部が算出部に算出させる色成分信号の強度比を設定していたが、実施の形態３では、制御装置に接続される内視鏡カメラヘッドの種別に応じて制御部が算出部に算出させる色成分信号の強度比を設定する。以下においては、実施の形態３に係る内視鏡システムが実行する処理について説明する。なお、上述した実施の形態１に係る内視鏡システムと同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

　〔内視鏡システムの処理〕
　図１９は、実施の形態３に係る内視鏡システムが実行する処理の概要を示すフローチャートである。なお、図１９では、上述した実施の形態１に係る内視鏡カメラヘッド５または上述した実施の形態２に係る内視鏡カメラヘッド５Ａのいずれか一方が接続される。即ち、実施の形態３では、内視鏡カメラヘッド５が第１の医療用撮像装置として機能し、内視鏡カメラヘッド５Ａが第２の医療用撮像装置として機能する。さらに、以下においては、内視鏡カメラヘッド５および内視鏡カメラヘッド５Ａのいずれか一方を指す場合、単に内視鏡カメラヘッドと表現する。

　図１９に示すように、まず、制御部９６は、制御装置９に接続された内視鏡カメラヘッドの撮像記録部５６に記録された内視鏡カメラヘッドの種別を示す種別情報を取得する（ステップＳ１０１）。

　続いて、制御部９６は、ステップＳ１０１で取得した種別情報に基づいて、制御装置９に接続された内視鏡カメラヘッドが薬剤蛍光観察モードを行うことができる内視鏡カメラヘッド５（第１の医療用撮像装置）であるか否かを判断する（ステップＳ１０１）。制御部９６によって制御装置９に接続された内視鏡カメラヘッドが薬剤蛍光観察モードを行うことができる内視鏡カメラヘッド５（第１の医療用撮像装置）であると判断された場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ１０２へ移行する。これに対して、制御部９６によって制御装置９に接続された内視鏡カメラヘッドが薬剤蛍光観察モードを行うことができる内視鏡カメラヘッド５（第１の医療用撮像装置）でないと判断された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ１０４へ移行する。

　ステップＳ１０２およびステップＳ１０３は、上述した図８のステップＳ２およびステップＳ３それぞれに対応する。

　ステップＳ１０４において、ステップＳ１０１で取得した種別情報に基づいて、制御装置９に接続された内視鏡カメラヘッドが熱処置観察モードを行うことができる内視鏡カメラヘッド５Ａ（第２の医療用撮像装置）であるか否かを判断する。制御部９６によって制御装置９に接続された内視鏡カメラヘッドが熱処置観察モードを行うことができる内視鏡カメラヘッド５Ａ（第２の医療用撮像装置）であると判断された場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ１０５へ移行する。これに対して、制御部９６によって制御装置９に接続された内視鏡カメラヘッドが熱処置観察モードを行うことができる内視鏡カメラヘッド５Ａ（第２の医療用撮像装置）でないと判断された場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、内視鏡システム１は、後述するステップＳ１０６へ移行する。

　ステップＳ１０５～ステップＳ１０７は、上述した図８のステップＳ１０５～ステップＳ１０７それぞれに対応する。

　以上説明した実施の形態３によれば、制御部９６が制御装置９に接続される内視鏡カメラヘッドの種別を示す識別情報に基づいて、算出部９３２が算出する強度比の色成分信号を設定するため、制御装置９に接続される内視鏡カメラヘッドで行う観察モードに応じたパラメータの画像処理を行うことができ、かつ、上述した実施の形態１，２と同様に、蛍光の視認性を向上させることができる。

（実施の形態４）
　次に、実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１～３では、硬性鏡を備える内視鏡システムであったが、実施の形態４では、軟性の内視鏡を備える内視鏡システムについて説明する。以下においては、実施の形態４に係る内視鏡システムについて説明する。なお、実施の形態４では、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

　〔内視鏡システムの構成〕
　図２０は、実施の形態４に係る内視鏡システムの概略構成を示す図である。図２１は、実施の形態４に係る内視鏡システムの要部の機能構成を示すブロック図である。

　図２０および図２１に示す内視鏡システム１００は、患者等の被検体内に挿入することによって被検体の体内を撮像し、この撮像した画像データに基づく表示画像を表示装置７が表示する。医者等の術者は、表示装置７が表示する表示画像の観察を行うことによって、検査対象部位である出血部位、腫瘍部位および異常部位が写る異常領域の各々の有無や状態を検査する。さらに、医者等の術者は、内視鏡の処置具チャンネルを経由してエネルギーデバイス等の処置具を被検体の体内に挿入して被検体の処置を行う。内視鏡システム１００は、上述した光源装置３、表示装置７および制御装置９に加えて、内視鏡１０２を備える。

　〔内視鏡の構成〕
　内視鏡１０２の構成について説明する。内視鏡１０２は、被検体の体内を撮像することによって画像データを生成し、この生成した画像データを制御装置９へ出力する。内視鏡１０２は、操作部１２２と、ユニバーサルコード１２３と、を備える。

　挿入部１２１は、可撓性を有する細長形状をなす。挿入部１２１は、後述する撮像装置を内蔵した先端部１２４と、複数の湾曲駒によって構成された湾曲自在な湾曲部１２５と、湾曲部１２５の基端側に接続され、可撓性を有する長尺状の可撓管部１２６と、を有する。

　先端部１２４は、グラスファイバ等を用いて構成される。先端部１２４は、光源装置３から供給された光の導光路をなすライトガイド２４１と、ライトガイド２４１の先端に設けられた照明レンズ２４２と、撮像装置２４３と、を有する。

　撮像装置２４３は、集光用の光学系２４４と、上述した実施の形態１の撮像素子５３と、カットフィルタ５８、Ａ／Ｄ変換部５４、Ｐ／Ｓ変換部５５、撮像記録部５６、撮像制御部５７と、を備える。なお、実施の形態３では、撮像装置２４３が医療用撮像装置として機能する。

　ユニバーサルコード１２３は、ライトガイド２４１と、１または複数のケーブルをまとめた集光ケーブルと、を少なくとも内蔵している。集合ケーブルは、内視鏡１０２および光源装置３と制御装置９との間で信号を送受信する信号線であって、設定データを送受信するための信号線、撮像画像（画像データ）を送受信するための信号線、撮像素子５３を駆動するための駆動用のタイミング信号を送受信するための信号線等を含む。ユニバーサルコード１２３は、光源装置３に着脱自在なコネクタ部１２７を有する。コネクタ部１２７は、コイル状のコイルケーブル１２７ａが延設し、コイルケーブル１２７ａの延出端に制御装置９に着脱自在なコネクタ部１２８を有する。

　このように構成された内視鏡システム１００は、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同様の処理を行う。

　以上説明した実施の形態４によれば、上述した実施の形態１と同様の効果を有するうえ、１つの撮像素子５３のみで狭帯域光観察とエネルギーデバイス等による熱処置によって生じる蛍光観察とを行うことができるため、挿入部１２１の細径化を図ることができる。

（実施の形態５）
　次に、実施の形態５について説明する。上述した実施の形態１～４では、内視鏡システムであったが、実施の形態５では、手術用顕微鏡システムに適用した場合について説明する。なお、実施の形態５では、上述した実施の形態１に係る内視鏡システム１と同一の構成には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。

　〔手術用顕微鏡システムの構成〕
　図２２は、実施の形態５に係る手術用顕微鏡システムの概略構成を示す図である。図２２に示す手術用顕微鏡システム３００は、被写体を観察するための画像を撮像することによって取得する医療用撮像装置である顕微鏡装置３１０と、表示装置７と、を備える。なお、表示装置７と顕微鏡装置３１０とを一体に構成することも可能である。

　顕微鏡装置３１０は、被写体の微小部位を拡大して撮像する顕微鏡部３１２と、顕微鏡部３１２の基端部に接続し、顕微鏡部３１２を回動可能に支持するアームを含む支持部３１３と、支持部３１３の基端部を回動可能に保持し、床面上を移動可能なベース部３１４と、を有する。ベース部３１４は、顕微鏡装置３１０から被写体に照射する白色光、狭帯域光等を生成する光源装置３と、手術用顕微鏡システム３００の動作を制御する制御装置９と、を有する。なお、光源装置３および制御装置９の各々は、少なくとも上述した実施の形態１と同様の構成を有する。具体的には、光源装置３は、集光レンズ３０と、第１の光源部３１と、第２の光源部３２と、光源制御部３４と、を備える。また、制御装置９は、Ｓ／Ｐ変換部９１と、画像処理部９３と、入力部９４と、記録部９５と、制御部９６と、を備える。ベース部３１４は、床面上に移動可能に設けるのではなく、天井や壁面等に固定して支持部３１３を支持する構成としてもよい。

　顕微鏡部３１２は、例えば、円柱状をなして、その内部に上述した医用用撮像装置を有する。具体的には、医療用撮像装置は、上述した実施の形態１に係る内視鏡カメラヘッド５と同様の構成を有する。例えば、顕微鏡部３１２は、光学系５１と、駆動部５２と、撮像素子５３と、Ａ／Ｄ変換部５４と、Ｐ／Ｓ変換部５５と、撮像記録部５６と、撮像制御部５７と、カットフィルタ５８と、を備える。また、顕微鏡部３１２の側面には、顕微鏡装置３１０の動作指示の入力を受け付けるスイッチが設けられている。顕微鏡部３１２の下端部の開口面には、内部を保護するカバーガラスが設けられている（図示せず）。

　このように構成された手術用顕微鏡システム３００は、術者等のユーザが顕微鏡部３１２を把持した状態で各種スイッチを操作しながら、顕微鏡部３１２を移動させたり、ズーム操作を行ったり、照明光を切り替えたりする。なお、顕微鏡部３１２の形状は、ユーザが把持して視野方向を変更しやすいように、観察方向に細長く延びる形状であれば好ましい。このため、顕微鏡部３１２の形状は、円柱状以外の形状であってもよく、例えば多角柱状であってもよい。

　以上説明した実施の形態５によれば、手術用顕微鏡システム３００においても、上述した実施の形態１と同様の効果を得ることができるうえ、顕微鏡部３１２の小型化を図ることができる。

（その他の実施の形態）
　上述した本開示の実施の形態１～４に係る医療用観察システムに開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明を形成することができる。例えば、上述した本開示の実施の形態に係る医療用観察システムに記載した全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、上述した本開示の実施の形態に係る医療用観察システムで説明した構成要素を適宜組み合わせてもよい。

　また、本開示の実施の形態１～４に係る医療用観察システムでは、上述してきた「部」は、「手段」や「回路」などに読み替えることができる。例えば、制御部は、制御手段や制御回路に読み替えることができる。

　なお、本明細書におけるフローチャートの説明では、「まず」、「その後」、「続いて」等の表現を用いてステップ間の処理の前後関係を明示していたが、本発明を実施するために必要な処理の順序は、それらの表現によって一意的に定められるわけではない。即ち、本明細書で記載したフローチャートにおける処理の順序は、矛盾のない範囲で変更することができる。

　以上、本願の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、本開示の欄に記載の態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

　１，１Ａ，１００　内視鏡システム
　２，１２１　挿入部
　３　光源装置
　４，２４１　ライトガイド
　５，５Ａ　内視鏡カメラヘッド
　６　第１の伝送ケーブル
　７　表示装置
　８　第２の伝送ケーブル
　９　制御装置
　１０　第３の伝送ケーブル
　２１　接眼部
　２２　光学系
　２３　照明光学系
　３０　集光レンズ
　３１　第１の光源部
　３２　第２の光源部
　３４　光源制御部
　５１　光学系
　５２　駆動部
　５３　撮像素子
　５４　Ａ／Ｄ変換部
　５５　Ｐ／Ｓ変換部
　５６　撮像記録部
　５７　撮像制御部
　５８，５８Ａ，５８Ｃ　カットフィルタ
　６１　ビデオコネクタ
　６２　カメラヘッドコネクタ
　９１　Ｓ／Ｐ変換部
　９２　検出部
　９３　画像処理部
　９４　入力部
　９５　記録部
　９６　制御部
　１０２　内視鏡
　１２２　操作部
　１２３　ユニバーサルコード
　１２４　先端部
　１２５　湾曲部
　１２６　可撓管部
　１２７，１２８　コネクタ部
　１２７ａ　コイルケーブル
　２４２　照明レンズ
　２４３　撮像装置
　２４４　光学系
　３００　手術用顕微鏡システム
　３１０　顕微鏡装置
　３１２　顕微鏡部
　３１３　支持部
　３１４　ベース部
　５１１　レンズ
　５３１　画素部
　５３２　カラーフィルタ
　５４１，５４２　透過部
　９３１　デモザイク処理部
　９３２　算出部
　９３３　判定部
　９３４　生成部
　９５１　プログラム記録部

Claims

　生体組織に対して狭帯域光を照射した場合の前記生体組織からの反射光、前記狭帯域光が前記生体組織に照射されることで蛍光を発する観察対象からの蛍光の少なくとも一方を撮像することによって生成された画像データを取得して、取得した前記画像データに基づいて、赤色の成分を示す赤色成分信号、緑色の成分を示す緑色成分信号および青色の成分を示す青色成分信号から成る色成分信号を有する撮像画像を生成するデモザイク処理部と、
前記撮像画像の画素における、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記蛍光への感度が高い蛍光成分信号と、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記狭帯域光が前記生体組織に照射された際に前記生体組織からの反射光に感度が高い反射光成分信号と、の強度比を算出する算出部と、
前記算出部が算出した前記撮像画像の画素の強度比に基づいて、前記撮像画像における蛍光領域と背景領域とを判定する判定部と、
前記判定部が判定した判定結果に基づいて、前記蛍光領域に位置する画素の前記色成分信号および前記背景領域に位置する画素の前記色成分信号の各々に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行うことによって蛍光画像を生成する生成部と、
を備える、
　医療用画像処理装置。
　請求項１に記載の医療用画像処理装置であって、
　前記観察対象は、
　前記生体組織に熱処置を施すことによって生じる終末糖化産物である、
　医療用画像処理装置。
　請求項１または２に記載の医療用画像処理装置であって、
　前記蛍光成分信号は、
　前記緑色成分信号であり、
　前記反射光成分信号は、
　前記青色成分信号である、
　医療用画像処理装置。
　請求項１に記載の医療用画像処理装置であって、
　前記観察対象は、
　蛍光物質を含む薬剤である、
　医療用画像処理装置。
　請求項１または４に記載の医療用画像処理装置であって、
　前記蛍光成分信号は、
　前記赤色成分信号であり、
　前記反射光成分信号は、
　前記青色成分信号である、
　医療用画像処理装置。
　請求項１～５のいずれか一つに記載の医療用画像処理装置であって、
　前記生成部は、
　前記蛍光領域に位置する画素の前記色成分信号に対するゲインを、前記背景領域に位置する画素の前記色成分信号に対するゲインより大きくしたゲイン調整処理を前記画像処理として行う、
　医療用画像処理装置。
　請求項１～６のいずれか一つに記載の医療用画像処理装置であって、
　前記撮像画像の明るさを検出する検出部と、
　前記検出部が検出した前記明るさに基づいて、前記判定部が前記蛍光領域と前記背景領域とを判定するための閾値を設定する制御部と、
　をさらに備え、
　前記判定部は、
　前記制御部が設定した前記閾値と前記強度比とに基づいて、前記蛍光領域と前記背景領域とを判定する、
　医療用画像処理装置。
　請求項７に記載の医療用画像処理装置であって、
　前記制御部は、
　当該医療用画像処理装置に接続可能な医療用撮像装置の種別を示す種別情報に基づいて、前記算出部が算出する前記強度比の前記蛍光成分信号および前記反射光成分信号を設定する、
　医療用画像処理装置。
　請求項８に記載の医療用画像処理装置であって、
　当該医療用画像処理装置は、
　第１の医療用撮像装置または第２の医療用撮像装置を接続可能であり、
　前記第１の医療用撮像装置は、
　２次元マトリクス状に配置されてなる複数の画素を有する画素部と、前記複数の画素の各々の受光面に赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタのいずれか一つが設けられてなるカラーフィルタと、を有する撮像素子を備え、
　前記第２の医療用撮像装置は、
　２次元マトリクス状に配置されてなる複数の画素を有する画素部と、前記複数の画素の各々の受光面に赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタのいずれか一つが設けられてなるカラーフィルタと、を有する撮像素子と、
　前記撮像素子に受光面に被写体像を結像する光学系と、
　前記撮像素子と前記光学系との光路上に設けられたカットフィルタと、
　を備え、
　前記カットフィルタは、
　前記狭帯域光の波長帯域を含む短波長側の一部の光を遮光する一方、前記遮光する波長帯域より長波長側の波長帯域を透過し、
　前記制御部は、
　前記第１の医療用撮像装置および前記第２の医療用撮像装置のいずれか一方の前記種別情報に基づいて、前記算出部が算出する前記強度比の前記蛍光成分信号および前記反射光成分信号を設定する、
　医療用画像処理装置。
　請求項９に記載の医療用画像処理装置であって、
　前記制御部は、
　前記種別情報に基づいて、当該医療用画像処理装置に前記第１の医療用撮像装置または前記第２の医療用撮像装置が接続されたか否かを判断し、
　当該医療用画像処理装置に前記第１の医療用撮像装置が接続されたと判断した場合、前記算出部に前記赤色成分信号と、前記青色成分信号と、を用いて、前記強度比を算出させ、
　当該医療用画像処理装置に前記第２の医療用撮像装置が接続されたと判断した場合、前記緑色成分信号と、前記青色成分信号と、を用いて、前記強度比を算出させる、
　医療用画像処理装置。
　請求項１０に記載の医療用画像処理装置であって、
　前記蛍光は、
　波長帯域が５００ｎｍ～６４０ｎｍである、
　医療用画像処理装置。
　請求項１１に記載の医療用画像処理装置であって、
　前記狭帯域光は、
　波長帯域が３９０ｎｍ～４７０ｎｍであり、
　前記カットフィルタは、
　前記４７０ｎｍより短波長側の一部の光を遮光する、
　医療用画像処理装置。
　請求項２に記載の医療用画像処理装置であって、
　前記終末糖化産物は、
　エネルギーデバイスによる熱処置によって生成される、
　医療用画像処理装置。
　２次元マトリクス状に配置されてなる複数の画素を有する画素部と、前記複数の画素の各々の受光面に赤色フィルタ、緑色フィルタおよび青色フィルタのいずれか一つが設けられてなるカラーフィルタと、を有する撮像素子と、
　前記撮像素子に受光面に被写体像を結像する光学系と、
　前記撮像素子と前記光学系との光路上に設けられたカットフィルタと、
　を備え、
　前記撮像素子は、
　生体組織に対して短波長側の狭帯域光を照射した場合の前記生体組織からの反射光および前記生体組織に熱処置を施すことによって生じる終末糖化産物からの蛍光の少なくとも一方を撮像することによって画像データを生成し、
　前記カットフィルタは、
　前記狭帯域光の波長帯域を含む短波長側の一部の光をカットする一方、前記カットする波長帯域より長波長側の波長帯域を透過する、
　医療用撮像装置。
　請求項１～１３のいずれか一つに記載の医療用画像処理装置と、
　前記狭帯域光を照射可能な光源装置と、
　前記画像データを生成する医療用撮像装置と、
　を備える、
　医療用観察システム。
　請求項１５に記載の医療用観察システムであって、
　被検体内に挿入可能であり、前記反射光および前記蛍光を集光する光学系を有する挿入部をさらに備え、
　前記挿入部は、
　前記医療用撮像装置に対して着脱自在である、
　医療用観察システム。
　請求項１５に記載の医療用観察システムであって、
　被検体内に挿入可能な先端部を有する挿入部を有する内視鏡をさらに備え、
　前記医療用撮像装置は、
　前記先端部に設けられてなる、
　医療用観察システム。
　請求項１５に記載の医療用観察システムであって、
　前記医療用撮像装置を回動可能に支持する支持部と、
　前記支持部の基端部を回動可能に保持し、床面上を移動可能なベース部と、
　をさらに備える、
　医療用観察システム。
　生体組織に対して狭帯域光を照射した場合の前記生体組織からの反射光、前記狭帯域光が前記生体組織に照射されることで蛍光を発する観察対象からの蛍光の少なくとも一方を撮像することによって生成された画像データを取得して、取得した前記画像データに基づいて、赤色の成分を示す赤色成分信号、緑色の成分を示す緑色成分信号および青色の成分を示す青色成分信号から成る色成分信号を有する撮像画像を生成し、
　前記撮像画像の画素における、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記蛍光への感度が高い蛍光成分信号と、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記狭帯域光が前記生体組織に照射された際に前記生体組織からの反射光に感度が高い反射光成分信号と、の強度比を算出し、
　前記撮像画像の画素の強度比に基づいて、前記撮像画像における蛍光領域と背景領域とを判定し、
　判定結果に基づいて、前記蛍光領域に位置する画素の前記色成分信号および前記背景領域に位置する画素の前記色成分信号の各々に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行うことによって蛍光画像を生成する、
　画像処理方法。
　医療用画像処理装置が実行するプログラムであって、
　生体組織に対して狭帯域光を照射した場合の前記生体組織からの反射光、前記狭帯域光が前記生体組織に照射されることで蛍光を発する観察対象からの蛍光の少なくとも一方を撮像することによって生成された画像データを取得して、前記画像データに基づいて、赤色の成分を示す赤色成分信号、緑色の成分を示す緑色成分信号および青色の成分を示す青色成分信号から成る色成分信号を有する撮像画像を生成し、
　前記撮像画像の画素における、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記蛍光への感度が高い蛍光成分信号と、前記赤色成分信号、前記緑色成分信号および前記青色成分信号のうち前記狭帯域光が前記生体組織に照射された際に前記生体組織からの反射光に感度が高い反射光成分信号と、の強度比を算出し、
　前記撮像画像の画素の強度比に基づいて、前記撮像画像における蛍光領域と背景領域とを判定し、
　判定結果に基づいて、前記蛍光領域に位置する画素の前記色成分信号および前記背景領域に位置する画素の前記色成分信号の各々に対して互いに異なるパラメータの画像処理を行うことによって蛍光画像を生成させる、
　プログラム。