特許 6203088 生体観察システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6203088

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】生体観察システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/00 20060101AFI20170914BHJP

   A61B 1/045 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   A61B1/00 513

   A61B1/045 617

【請求項の数】6

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2014-50572(P2014-50572)

(22)【出願日】2014年3月13日

(65)【公開番号】特開2015-173737(P2015-173737A)

(43)【公開日】2015年10月5日

【審査請求日】2016年9月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000376

【氏名又は名称】オリンパス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100076233

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 進

(74)【代理人】

【識別番号】100101661

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100135932

【弁理士】

【氏名又は名称】篠浦 治

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 誠

【審査官】 森川 能匡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２００５１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１４５４０７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０１７７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２８５０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０６６０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３９４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０２４６５４３１（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ １／００−１／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の波長帯域において血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する第１の照明光と、前記所定の波長帯域において酸化ヘモグロビンの吸収係数と還元ヘモグロビンの吸収係数とが等しくなる波長である第１の等吸収点波長を含む第２の照明光と、前記所定の波長帯域よりも長波長の波長帯域において１以上の波長帯域を具備する第３の照明光と、を発生するように構成された照明部と、
前記照明部から発せられる照明光が照射された被写体からの戻り光を撮像するように構成された撮像部と、
所定の観察状態において、前記第１の照明光が照射された際の前記被写体の画像信号と前記第２の照明光が照射された際の前記被写体の画像信号との画像間演算により前記所定の波長帯域における前記被写体の酸素飽和度に関する情報を取得するように構成された情報取得部と、
前記所定の観察状態において、前記所定の波長帯域における前記被写体の酸素飽和度に関する情報を反映した画像情報を生成し、前記所定の観察状態よりも前記被写体を拡大して観察する場合に、前記第３の照明光が照射された際の前記被写体の画像信号に基づき画像情報を生成するように構成された画像情報生成部と、
を有することを特徴とする生体観察システム。

【請求項2】

前記照明部は、前記第３の照明光として、前記長波長の波長帯域において血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する波長帯域の第４の照明光と、前記長波長の波長帯域において前記第４の照明光との比較に用いられる参照光である第５の照明光と、を発生し、
さらに、前記情報取得部は、前記所定の観察状態よりも前記被写体を拡大して観察する場合に、前記第４の照明光が照射された際の前記被写体の画像信号と前記第５の照明光が照射された際の前記被写体の画像信号との画像間演算により前記長波長の波長帯域における前記被写体の酸素飽和度に関する情報を取得し、
前記画像情報生成部は、前記所定の観察状態よりも前記被写体を拡大して観察する場合に、前記情報取得部により取得された前記長波長の波長帯域における前記被写体の酸素飽和度に関する情報を反映した画像情報を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載の生体観察システム。

【請求項3】

前記照明部は、前記第２の照明光として、前記所定の波長帯域において前記第１の照明光のピーク波長よりも短波長側の酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの吸光係数が等しい前記第１の等吸収点波長を含む波長の光を発生し、前記第５の照明光として、前記長波長の波長帯域において前記第４の照明光のピーク波長よりも短波長側の酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンとの第２の等吸収点波長を含む波長の光を発生する
ことを特徴とする請求項２に記載の生体観察システム。

【請求項4】

前記所定の波長帯域が青色の波長帯域であり、
前記長波長の波長帯域が赤色の波長帯域であり、
前記撮像部は、前記青色の波長帯域に感度のピークを有する画素群と、前記赤色の波長帯域に感度のピークを有する画素群とを有し、
さらに、前記第１の照明光及び前記第４の照明光を同時に発生させるタイミングと、さらに前記第２の照明光及び前記第５の照明光を同時に発生させるタイミングと、を相互に異ならせるように前記照明部を制御するように構成された制御部をさらに有する
ことを特徴とする請求項２に記載の生体観察システム。

【請求項5】

前記画像情報は、前記被写体の画像を表示する表示装置に入力される赤、緑及び青の色成分を有する画像情報であって、
前記画像情報生成部は、前記所定の観察状態において、前記緑の色成分に前記所定の波長帯域における前記被写体の酸素飽和度に関する情報を反映した画像情報を生成する
ことを特徴とする請求項４に記載の生体観察システム。

【請求項6】

前記画像情報生成部は、前記所定の観察状態よりも前記被写体を拡大して観察する場合に、前記緑の色成分とは異なる色成分に前記長波長の波長帯域における前記被写体の酸素飽和度に関する情報を反映した画像情報を生成する
ことを特徴とする請求項５に記載の生体観察システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生体観察システムに関し、特に、生体組織の観察に用いられる生体観察システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

医療分野の内視鏡観察に係る技術として、例えば、生体粘膜を含む被写体に対して所定の波長帯域を具備する狭帯域光を照射し、当該狭帯域光が照射された当該被写体からの戻り光を撮像し、当該戻り光を撮像して得られた画像または信号に基づいて当該被写体に含まれる正常部位と病変部位とを識別可能とするための血管情報を取得し、当該取得した血管情報に基づいて生成した視覚情報を術者に提示するような技術が従来知られている。

【0003】

具体的には、例えば、特許文献１には、４４０±１０ｎｍの波長帯域に設定された第１の狭帯域光、４７０±１０ｎｍの波長帯域に設定された第２の狭帯域光、及び、４００±１０ｎｍの波長帯域に設定された第３の狭帯域光を被写体組織に順次照射し、当該第１〜第３の狭帯域光が順次照射された当該被写体組織を撮像素子で撮像し、当該被写体組織を撮像して得られた３種類の撮像信号に基づいて酸素飽和度情報等の血管情報を取得し、当該取得した血管情報に基づいて生成した画像をモニタに表示するような技術が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、内視鏡観察下における外科的処置の際には、体腔内に挿入される細長な挿入部の先端面を被写体の表面から（例えば１０ｍｍ以上）離して観察する中景〜遠景観察により、当該被写体に含まれる病変部位のおおよその位置を特定した後、当該先端面を当該被写体の表面に（例えば４ｍｍ以下まで）接近させて観察する近接拡大観察により、当該病変部位に対して処置を施すような手技が行われる。

【0005】

しかし、特許文献１には、前述のような手技を考慮しつつ、内視鏡観察時の観察距離に応じて術者に提示する情報を変化させるための手法について特に開示等されていない。その結果、特許文献１に開示された構成によれば、例えば、術者の所望の観察対象とは異なる観察対象に関する情報がモニタに表示されてしまう場合があることに起因し、病変部位に対して外科的処置を施す際の効率が低下してしまう、という課題が生じている。

【0006】

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、病変部位に対して外科的処置を施す際の効率を向上させることが可能な生体観察システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様の生体観察システムは、所定の波長帯域において血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する第１の照明光と、前記所定の波長帯域において酸化ヘモグロビンの吸収係数と還元ヘモグロビンの吸収係数とが等しくなる波長である第１の等吸収点波長を含む第２の照明光と、前記所定の波長帯域よりも長波長の波長帯域において１以上の波長帯域を具備する第３の照明光と、を発生するように構成された照明部と、前記照明部から発せられる照明光が照射された被写体からの戻り光を撮像するように構成された撮像部と、所定の観察状態において、前記第１の照明光が照射された際の前記被写体の画像信号と前記第２の照明光が照射された際の前記被写体の画像信号との画像間演算により前記所定の波長帯域における前記被写体の酸素飽和度に関する情報を取得するように構成された情報取得部と、前記所定の観察状態において、前記所定の波長帯域における前記被写体の酸素飽和度に関する情報を反映した画像情報を生成し、前記所定の観察状態よりも前記被写体を拡大して観察する場合に、前記第３の照明光が照射された際の前記被写体の画像信号に基づき画像情報を生成するように構成された画像情報生成部と、を有する。

【発明の効果】

【0008】

本発明における生体観察システムによれば、病変部位に対して外科的処置を施す際の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施例に係る生体観察システムの要部の構成を示す図。

【図2】原色カラーフィルタの分光特性の一例を示す図。

【図3】第１の実施例において、特殊光観察モード時に光源装置から発せられる光の波長の一例を説明するための図。

【図4】第１の実施例において、特殊光観察モード時に光源装置から発せられるＮＢ１光の波長帯域の具体例を説明するための図。

【図5】第１の実施例において、特殊光観察モード時に光源装置から発せられるＮＲ１光の波長帯域の具体例を説明するための図。

【図6】第１の実施例において、第１の表示モード時に生成される観察画像に含まれる画素の輝度値の一例を説明するための図。

【図7】第１の実施例において、第１の表示モード時に生成される観察画像に含まれる、図６とは異なる画素の輝度値の一例を説明するための図。

【図8】第１の実施例において、第２の表示モード時に生成される観察画像に含まれる画素の輝度値の一例を説明するための図。

【図9】第１の実施例において、第２の表示モード時に生成される観察画像に含まれる、図８とは異なる画素の輝度値の一例を説明するための図。

【図10】第２の実施例に係る生体観察システムの要部の構成を示す図。

【図11】第２の実施例において、特殊光観察モード時に光源装置から発せられる光の波長の一例を説明するための図。

【図12】第２の実施例において、第１の表示モード時に生成される観察画像に含まれる画素の輝度値の一例を説明するための図。

【図13】第２の実施例において、第１の表示モード時に生成される観察画像に含まれる、図１２とは異なる画素の輝度値の一例を説明するための図。

【図14】第２の実施例において、第２の表示モード時に生成される観察画像に含まれる画素の輝度値の一例を説明するための図。

【図15】第２の実施例において、第２の表示モード時に生成される観察画像に含まれる、図１４とは異なる画素の輝度値の一例を説明するための図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明を行う。

【0011】

（第１の実施例）
図１から図９は、本発明の第１の実施例に係るものである。図１は、第１の実施例に係る生体観察システムの要部の構成を示す図である。

【0012】

生体観察システム１０１は、図１に示すように、生体である被検体内に挿入可能な細長形状の挿入部を具備するとともに、当該被検体内の生体組織等の被写体を撮像して撮像信号を出力する内視鏡１と、内視鏡１の内部に挿通配置されたライトガイド６を介して当該被写体の観察に用いられる光を供給する光源装置２と、内視鏡１から出力される撮像信号に応じた観察画像等を生成して出力するプロセッサ３と、プロセッサ３から出力される観察画像等を表示する表示装置４と、ユーザの入力操作に応じた指示等をプロセッサ３に対して行うことが可能なスイッチ及び／またはボタン等を備えた入力装置５と、を有して構成されている。

【0013】

内視鏡１は、ライトガイド６により伝送された光を被写体へ照射する照明光学系１１と、照明光学系１１から照射された光に応じて当該被写体から発せられる反射光（戻り光）を撮像して得られた撮像信号を出力する撮像部１２と、を挿入部の先端部に設けて構成されている。また、内視鏡１は、ユーザの操作に応じた種々の指示をプロセッサ３に対して行うことが可能なスコープスイッチ１３を有して構成されている。

【0014】

撮像部１２は、光源装置２から発せられる照明光により照明された被写体からの反射光（戻り光）を撮像して撮像信号を出力するように構成されている。具体的には、撮像部１２は、被写体から発せられる反射光（戻り光）を結像する対物光学系１２ａと、原色カラーフィルタ１２１を備えた撮像面が対物光学系１２ａの結像位置に合わせて配置された撮像素子１２ｂと、を有して構成されている。

【0015】

撮像素子１２ｂは、例えば、ＣＣＤ等を具備し、プロセッサ３から出力される撮像素子駆動信号に応じて駆動するとともに、撮像面に結像された被写体からの反射光（戻り光）を撮像して得られた撮像信号を出力するように構成されている。

【0016】

原色カラーフィルタ１２１は、赤色域、緑色域及び青色域の各波長帯域において、図２に例示するような分光感度を具備している。図２は、原色カラーフィルタの分光特性の一例を示す図である。

【0017】

すなわち、本実施例の撮像部１２は、ＮＲ１光（後述）により照明された被写体及びＮＲ２光（後述）により照明された被写体を赤色域に感度を有する画素群で撮像し、ＮＢ１光（後述）により照明された被写体及びＮＢ２光（後述）により照明された被写体を青色域に感度を有する画素群で撮像するように構成されている。

【0018】

スコープスイッチ１３は、観察モード切替スイッチ１３ａと、表示モード切替スイッチ１３ｂと、を有して構成されている。

【0019】

観察モード切替スイッチ１３ａは、ユーザの操作に応じ、生体観察システム１０１の観察モードを白色光観察モードまたは特殊光観察モードのいずれかに設定する（切り替える）ための指示をプロセッサ３に対して行うことができるように構成されている。

【0020】

表示モード切替スイッチ１３ｂは、ユーザの操作に応じ、特殊光観察モードにおいて、表示装置４に表示される観察画像の表示モードを第１の表示モードまたは第２の表示モードのいずれかに設定するための指示をプロセッサ３に対して行うことができるように構成されている。

【0021】

光源装置２は、照明制御部２１と、白色光発生部２２ａ及び特殊光発生部２２ｂを備えた発光ユニット２２と、を有して構成されている。

【0022】

照明制御部２１は、例えば、制御回路等を具備して構成されている。また、照明制御部２１は、プロセッサ３から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、生体観察システム１０１の観察モードが白色光観察モードに設定されたことを検出した場合には、白色光発生部２２ａから白色光を発生させるとともに、特殊光発生部２２ｂを消光させるための照明制御信号を生成し、当該生成した照明制御信号を発光ユニット２２へ出力するように構成されている。

【0023】

照明制御部２１は、プロセッサ３から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、生体観察システム１０１の観察モードが特殊光観察モードに設定されたことを検出した場合には、白色光発生部２２ａを消光させるとともに、特殊光発生部２２ｂから後述のＮＢ１光、ＮＢ２光、ＮＲ１光及びＮＲ２光を所定の順番で発生させるための照明制御信号を生成し、当該生成した照明制御信号を発光ユニット２２へ出力するように構成されている。

【0024】

白色光発生部２２ａは、例えば、１以上のＬＥＤ（発光ダイオード）を具備し、照明制御部２１から出力される照明制御信号に基づき、赤色域、緑色域及び青色域を含む広帯域光である白色光を発生することができるように構成されている。

【0025】

特殊光発生部２２ｂは、例えば、複数のＬＥＤまたはＬＤ（レーザーダイオード）を具備し、照明制御部２１から出力される照明制御信号に基づき、相互に異なる波長帯域を具備するように設定されたＮＢ１光、ＮＢ２光、ＮＲ１光、及び、ＮＲ２光を個別にまたは同時に発生することができるように構成されている。図３は、第１の実施例において、特殊光観察モード時に光源装置から発せられる光の波長の一例を説明するための図である。図４は、第１の実施例において、特殊光観察モード時に光源装置から発せられるＮＢ１光の波長帯域の具体例を説明するための図である。図５は、第１の実施例において、特殊光観察モード時に光源装置から発せられるＮＲ１光の波長帯域の具体例を説明するための図である。

【0026】

ＮＢ１光は、例えば、図３及び図４に示すように、酸化ヘモグロビンの吸収係数と還元ヘモグロビンの吸収係数とが等しくなる波長、すなわち、酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの等吸収点波長をピーク波長λＰ１として具備するように設定されている。

【0027】

また、ＮＢ１光の波長帯域は、例えば、図３及び図４に示すように、ピーク波長λＰ１よりも短い波長λｂ１を示す線分Ｌｂ１、酸化ヘモグロビンの吸収スペクトルを示す線分ＬＨ１及び還元ヘモグロビンの吸収スペクトルを示す線分ＬＨ２の３つの線分により囲まれる領域Ｓｂ１の面積と、ピーク波長λＰ１よりも長い波長λｂ２を示す線分Ｌｂ２、線分ＬＨ１及び線分ＬＨ２の３つの線分により囲まれる領域Ｓｂ２の面積と、が略等しくなるような波長帯域として設定されている。また、ＮＢ１光の波長帯域は、ＮＢ２光の波長帯域よりも短波長側に設定されている。

【0028】

すなわち、ＮＢ１光の波長帯域は、可視域（青色域）における酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの等吸収点波長を含むとともに、ＮＢ２光の波長帯域に重複しないように設定されている。

【0029】

なお、本実施例においては、好適には、ピーク波長λＰ１が４２２ｎｍとして設定され、波長λｂ１が４０８ｎｍとして設定され、かつ、波長λｂ２が４３２ｎｍとして設定される。

【0030】

ＮＢ２光は、例えば、図３に示すように、酸化ヘモグロビンの吸収係数が還元ヘモグロビンの吸収係数に比べて大きくなる波長をピーク波長λＰ２として具備するように設定されている。

【0031】

また、ＮＢ２光の波長帯域は、例えば、図３に示すように、青色域において、ＮＢ１光の波長帯域と重複せず、かつ、酸化ヘモグロビンの吸収係数が還元ヘモグロビンの吸収係数に比べて常に大きくなるような波長帯域として設定されている。

【0032】

すなわち、ＮＢ２光の波長帯域は、可視域（青色域）内において、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸収係数が変化するような波長帯域として設定されている。

【0033】

なお、本実施例においては、好適には、ピーク波長λＰ２が４６０ｎｍ〜４７０ｎｍの所定の波長に設定される。

【0034】

ＮＲ１光は、例えば、図３及び図５に示すように、λＰ１よりも長波長側で酸化ヘモグロビンの吸収係数と還元ヘモグロビンの吸収係数とが等しくなる波長、すなわち、λＰ１よりも長波長側における酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの等吸収点波長をピーク波長λＰ３として具備するように設定されている。

【0035】

また、ＮＲ１光の波長帯域は、例えば、図３及び図５に示すように、ピーク波長λＰ３よりも短い波長λｒ１を示す線分Ｌｒ１、線分ＬＨ１及び線分ＬＨ２の３つの線分により囲まれる領域Ｓｒ１の面積と、ピーク波長λＰ３よりも長い波長λｒ２を示す線分Ｌｒ２、線分ＬＨ１及び線分ＬＨ２の３つの線分により囲まれる領域Ｓｒ２の面積と、が略等しくなるような波長帯域として設定されている。また、ＮＲ１光の波長帯域は、ＮＲ２光の波長帯域よりも短波長側に設定されている。

【0036】

すなわち、ＮＲ１光の波長帯域は、可視域（黄色域）における酸化ヘモグロビン及び還元ヘモグロビンの等吸収点波長を含むとともに、ＮＲ２光の波長帯域に重複しないように設定されている。

【0037】

なお、本実施例においては、好適には、ピーク波長λＰ３が５８４ｎｍとして設定され、波長λｒ１が５７６ｎｍとして設定され、かつ、波長λｒ２が５９２ｎｍとして設定される。

【0038】

ＮＲ２光は、例えば、図３に示すように、還元ヘモグロビンの吸収係数が酸化ヘモグロビンの吸収係数に比べて大きくなる波長をピーク波長λＰ４として具備するように設定されている。

【0039】

また、ＮＢ２光の波長帯域は、例えば、図３に示すように、赤色域において、ＮＲ１光の波長帯域と重複せず、かつ、還元ヘモグロビンの吸収係数が酸化ヘモグロビンの吸収係数に比べて常に大きくなるような波長帯域として設定されている。

【0040】

すなわち、ＮＲ２光の波長帯域は、可視域（赤色域）内において、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸収係数が変化するような波長帯域として設定されている。

【0041】

なお、本実施例においては、好適には、ピーク波長λＰ４が６５０ｎｍまたは６５０ｎｍ付近の所定の波長のいずれかに設定される。

【0042】

プロセッサ３は、前処理部３１と、画像信号処理部３２と、観察画像生成部３３と、制御部３４と、を有して構成されている。

【0043】

前処理部３１は、例えば、ノイズ低減回路及びＡ／Ｄ変換回路等を具備し、内視鏡１から出力される撮像信号に対してノイズ除去及びＡ／Ｄ変換等の処理を施すことによりデジタルな画像信号を生成し、当該生成した画像信号を画像信号処理部３２へ出力するように構成されている。

【0044】

画像信号処理部３２は、例えば、信号処理回路等を具備して構成されている。また、画像信号処理部３２は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、生体観察システム１０１の観察モードが白色光観察モードに設定されたことを検出した場合には、前処理部３１から出力される画像信号を、白色光の反射光（戻り光）を撮像して得られるＲ（赤色）成分、Ｇ（緑色）成分及びＢ（青色）成分の色成分毎に分離して観察画像生成部３３へ出力するように構成されている。

【0045】

画像信号処理部３２は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、生体観察システム１０１の観察モードが特殊光観察モードに設定されたことを検出した場合には、前処理部３１から出力される画像信号を、ＮＢ１光の反射光（戻り光）を撮像して得られるＮＢ１成分、ＮＢ２光の反射光（戻り光）を撮像して得られるＮＢ２成分、ＮＲ１光の反射光（戻り光）を撮像して得られるＮＲ１成分、及び、ＮＲ２光の反射光（戻り光）を撮像して得られるＮＲ２成分の色成分毎に分離するための処理を行うように構成されている。

【0046】

そして、画像信号処理部３２は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、第１の表示モードの観察画像を表示させる設定が行われたことを検出した場合には、前述のように分離された各色成分のうちのＮＢ１成分及びＮＢ２成分を用いて画像間演算を行うことにより係数Ｃ１を算出し、当該算出した係数Ｃ１をＮＲ１成分に乗じて観察画像生成部３３へ出力するように構成されている。

【0047】

また、画像信号処理部３２は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、第２の表示モードの観察画像を表示させる設定が行われたことを検出した場合には、前述のように分離された各色成分のうちのＮＲ１成分及びＮＲ２成分を用いて画像間演算を行うことにより係数Ｃ２を算出し、当該算出した係数Ｃ２をＮＲ２成分に乗じて観察画像生成部３３へ出力するように構成されている。

【0048】

観察画像生成部３３は、例えば、画像処理回路等を具備して構成されている。また、観察画像生成部３３は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、生体観察システム１０１の観察モードが白色光観察モードに設定されたことを検出した場合には、画像信号処理部３２から出力されるＲ成分の輝度値を表示装置４の赤色に対応するＲチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＧ成分の輝度値を表示装置４の緑色に対応するＧチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＢ成分の輝度値を表示装置４の青色に対応するＢチャンネルに割り当てることにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置４へ出力するように構成されている。

【0049】

観察画像生成部３３は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、生体観察システム１０１の観察モードが特殊光観察モードに設定された場合には、画像信号処理部３２から出力されるＮＲ２成分の輝度値をＲチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＲ１成分の輝度値をＧチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＢ１成分とＮＢ２成分とを加算して得られる輝度値をＢチャンネルに割り当てることにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置４へ出力するように構成されている。

【0050】

制御部３４は、撮像素子１２ｂを駆動するための撮像素子駆動信号を生成して出力するように構成されている。

【0051】

制御部３４は、例えば、ＣＰＵまたは制御回路等を具備し、観察モード切替スイッチ１３ａにおいて設定された観察モードに対応する動作を行わせるためのシステム制御信号を生成して照明制御部２１、画像信号処理部３２及び観察画像生成部３３へ出力するように構成されている。

【0052】

制御部３４は、表示モード切替スイッチ１３ｂにおいて設定された表示モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成して画像信号処理部３２へ出力するように構成されている。すなわち、制御部３４は、観察画像を表示装置４に表示させる際の表示モードを第１の表示モードまたは第２の表示モードに切り替えるための制御を画像信号処理部３２に対して行うように構成されている。

【0053】

続いて、本実施例に係る生体観察システム１０１の作用について説明する。なお、以降においては、簡単のため、生体観察システム１０１の観察モードが白色光観察モードに設定された場合における具体的な動作の説明を省略する。また、以降においては、簡単のため、前処理部３１からの画像信号を分離して得られた各色成分に対応するＮＢ１画像、ＮＢ２画像、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像に基づく処理が画像信号処理部３２において行われるものとして説明する。

【0054】

ユーザは、生体観察システム１０１の各部の電源を投入し、生体観察システム１０１の観察モードを白色光観察モードに設定した後、表示装置４に表示される観察画像（白色光画像）を確認しながら、内視鏡１の挿入部を被検体内に挿入してゆく。

【0055】

そして、ユーザは、内視鏡１の挿入部の先端部の先端面と、被写体である生体組織の表面と、の間の距離が中景〜遠景観察に相当する観察距離Ｌ１になるような位置に当該先端部を配置した状態において、観察モード切替スイッチ１３ａ及び表示モード切替スイッチ１３ｂを操作することにより、生体観察システム１０１の観察モードを特殊光観察モードに切り替えるとともに、第１の表示モードの観察画像を表示させるための指示を行う。なお、本実施例においては、好適には、観察距離Ｌ１が１０ｍｍとなるような位置に内視鏡１の先端部が配置される。

【0056】

制御部３４は、生体観察システム１０１の観察モードが特殊光観察モードに設定されたことを検出すると、例えば、ＮＢ１光及びＮＲ１光を同時に発生させるタイミングと、ＮＢ２光及びＮＲ２光を同時に発生させるタイミングと、を相互に異なるタイミングに設定した後、当該設定した各タイミングをそれぞれ特定可能なシステム制御信号を生成して照明制御部２１、画像信号処理部３２及び観察画像生成部３３へ出力する。また、制御部３４は、第１の表示モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成して画像信号処理部３２へ出力する。そして、このような制御部３４の制御によれば、原色カラーフィルタ１２１が撮像素子１２ｂに設けられている場合において、特殊光観察モード時に表示装置４に表示される観察画像のフレームレートを最適化することができる。

【0057】

なお、本実施例によれば、特殊光観察モードにおいて、ＮＢ１光、ＮＢ２光、ＮＲ１光及びＮＲ２光に対応する撮像信号を個別に得ることが可能なタイミングである限りにおいては、前述のタイミングとは異なるタイミングでＮＢ１光、ＮＢ２光、ＮＲ１光及びＮＲ２光を発生させるようにしてもよい。

【0058】

照明制御部２１は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、ＮＢ１光及びＮＲ１光を同時に発生させるための制御と、ＮＢ２光及びＮＲ２光を同時に発生させるための制御と、を特殊光発生部２２ｂに対して順次繰り返し行うための照明制御信号を生成し、当該生成した照明制御信号を発光ユニット２２へ出力する。そして、このような照明制御部２１の制御に応じ、ＮＢ１光及びＮＲ１光と、ＮＢ２光及びＮＲ２光と、が照明光学系１１を経て被写体に順次照射され、当該被写体からの反射光（戻り光）を撮像して得られた撮像信号が撮像素子１２ｂから出力され、撮像素子１２ｂからの撮像信号に基づいて生成された画像信号が前処理部３１から出力される。

【0059】

画像信号処理部３２は、前処理部３１から出力される画像信号を、ＮＢ１画像、ＮＢ２画像、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像に分離し、当該分離したＮＢ１画像及びＮＢ２画像の輝度値を用いて画像間演算を行うことにより、ＮＢ１画像及びＮＢ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ１を算出する。

【0060】

具体的には、画像信号処理部３２は、例えば、ＮＢ２画像の輝度値からＮＢ１画像の輝度値を除するような演算処理を行うことにより、ＮＢ１画像及びＮＢ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ１を算出する。

【0061】

または、画像信号処理部３２は、例えば、ＮＢ２画像の輝度値からＮＢ１画像の輝度値を除して得られる値から１を減ずるような演算処理を行うことにより、ＮＢ１画像及びＮＢ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ１を算出する。

【0062】

画像信号処理部３２は、前処理部３１から出力される画像信号を分離して得られたＮＢ１画像、ＮＢ２画像及びＮＲ２画像を観察画像生成部３３へ出力する。また、画像信号処理部３２は、前述の画像間演算により各画素位置毎に算出された係数Ｃ１を、ＮＲ１画像において対応する画素位置の輝度値に乗じて観察画像生成部３３へ出力する。

【0063】

観察画像生成部３３は、画像信号処理部３２から出力されるＮＲ２画像の輝度値をＲチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＲ１画像の輝度値をＧチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＢ１画像とＮＢ２画像とを加算して得られる輝度値をＢチャンネルに割り当てることにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置４へ出力する。

【0064】

ここで、前述の画像間演算により算出される係数Ｃ１の値は、血液中に含まれる還元ヘモグロビンの量が酸化ヘモグロビンの量に比べて多くなるに従って増加するとともに、血液中に含まれる酸化ヘモグロビンの量が還元ヘモグロビンの量に比べて多くなるに従って減少する。すなわち、係数Ｃ１は、血液中の酸素飽和度が低い場合には相対的に大きな値として算出されるとともに、血液中の酸素飽和度が高い場合には相対的に小さな値として算出される。

【0065】

そのため、本実施例における第１の表示モード時の処理によれば、血液中の酸素飽和度の大きさに応じて緑色の輝度値が変動するような観察画像が生成される。具体的には、本実施例における第１の表示モード時の処理によれば、例えば、血液中の酸素飽和度の大きさが低い画素における緑色の輝度値が相対的に大きくなる（図６参照）とともに、血液中の酸素飽和度の大きさが高い画素における緑色の輝度値が相対的に小さくなる（図７参照）ような観察画像が生成される。図６は、第１の実施例において、第１の表示モード時に生成される観察画像に含まれる画素の輝度値の一例を説明するための図である。図７は、第１の実施例において、第１の表示モード時に生成される観察画像に含まれる、図６とは異なる画素の輝度値の一例を説明するための図である。

【0066】

その結果、本実施例の第１の表示モードにおいては、例えば、細静脈または癌等の病変部位が存在する領域に属する画素の赤色の強度が相対的に低下され、かつ、細動脈が存在する領域に属する画素の赤色の強度が相対的に増加された観察画像が表示装置４に表示される。すなわち、本実施例の第１の表示モードにおいては、粘膜表層の毛細血管と病変部位とを赤色の強弱で識別することが可能な色調を具備する観察画像が表示装置４に表示される。

【0067】

なお、本実施例によれば、例えば、係数Ｃ１をＮＲ１画像に直接乗じるものに限らず、例えば、酸素飽和度の増加に従って出力値が減少するように構成されたルックアップテーブルの中から係数Ｃ１に相当する一の出力値を抽出し、当該抽出した一の出力値をＮＲ１画像に乗じるようにしてもよい。

【0068】

一方、ユーザは、例えば、内視鏡１の挿入部の先端部の先端面と、被写体である生体組織の表面と、の間の距離が近接拡大観察に相当する観察距離Ｌ２（＜Ｌ１）になるような位置に当該先端部を配置した状態において、表示モード切替スイッチ１３ｂを操作することにより、第２の表示モードの観察画像を表示させるための指示を行う。なお、本実施例においては、好適には、観察距離Ｌ２が２〜４ｍｍとなるような位置に内視鏡１の先端部が配置される。

【0069】

制御部３４は、第２の表示モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成して画像信号処理部３２へ出力する。

【0070】

画像信号処理部３２は、前処理部３１から出力される画像信号を、ＮＢ１画像、ＮＢ２画像、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像に分離し、当該分離したＮＲ１画像及びＮＲ２画像の輝度値を用いて画像間演算を行うことにより、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ２を算出する。

【0071】

具体的には、画像信号処理部３２は、例えば、ＮＲ２画像の輝度値からＮＲ１画像の輝度値を除するような演算処理を行うことにより、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ２を算出する。

【0072】

または、画像信号処理部３２は、例えば、ＮＲ２画像の輝度値からＮＲ１画像の輝度値を除して得られる値から１を減ずるような演算処理を行うことにより、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ２を算出する。

【0073】

画像信号処理部３２は、前処理部３１から出力される画像信号を分離して得られたＮＢ１画像、ＮＢ２画像及びＮＲ１画像を観察画像生成部３３へ出力する。また、画像信号処理部３２は、前述の画像間演算により各画素位置毎に算出された係数Ｃ２を、ＮＲ２画像において対応する画素位置の輝度値に乗じて観察画像生成部３３へ出力する。

【0074】

観察画像生成部３３は、画像信号処理部３２から出力されるＮＲ２画像の輝度値をＲチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＲ１画像の輝度値をＧチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＢ１画像とＮＢ２画像とを加算して得られる輝度値をＢチャンネルに割り当てることにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置４へ出力する。

【0075】

ここで、前述の画像間演算により算出される係数Ｃ２の値は、血液中に含まれる酸化ヘモグロビンの量が還元ヘモグロビンの量に比べて多くなるに従って増加するとともに、血液中に含まれる還元ヘモグロビンの量が酸化ヘモグロビンの量に比べて多くなるに従って減少する。すなわち、係数Ｃ２は、血液中の酸素飽和度が高い場合には相対的に大きな値として算出されるとともに、血液中の酸素飽和度が低い場合には相対的に小さな値として算出される。

【0076】

そのため、本実施例における第２の表示モード時の処理によれば、血液中の酸素飽和度の大きさに応じて赤色の輝度値が変動するような観察画像が生成される。具体的には、本実施例における第２の表示モード時の処理によれば、例えば、血液中の酸素飽和度の大きさが高い画素における赤色の輝度値が相対的に大きくなる（図８参照）とともに、血液中の酸素飽和度の大きさが低い画素における赤色の輝度値が相対的に小さくなる（図９参照）ような観察画像が生成される。図８は、第１の実施例において、第２の表示モード時に生成される観察画像に含まれる画素の輝度値の一例を説明するための図である。図９は、第１の実施例において、第２の表示モード時に生成される観察画像に含まれる、図８とは異なる画素の輝度値の一例を説明するための図である。

【0077】

その結果、本実施例の第２の表示モードにおいては、例えば、太径静脈が存在する領域に属する画素の赤色の強度が相対的に低下され、かつ、太径動脈が存在する領域に属する画素の赤色の強度が相対的に増加された観察画像が表示装置４に表示される。すなわち、本実施例の第２の表示モードにおいては、粘膜下層の太径動脈と太径静脈とを赤色〜青色の色域で視覚的に識別することが可能な色調を具備する観察画像が表示装置４に表示される。

【0078】

なお、本実施例によれば、例えば、係数Ｃ２をＮＲ２画像に直接乗じるものに限らず、例えば、酸素飽和度の増加に従って出力値が増加するように構成されたルックアップテーブルの中から係数Ｃ２に相当する一の出力値を抽出し、当該抽出した一の出力値をＮＲ２画像に乗じるようにしてもよい。

【0079】

以上に述べたように、本実施例によれば、第１の表示モードに設定された際に、粘膜表層における正常部位と病変部位との境界を視覚的に容易に識別可能な色調を具備する観察画像を表示装置４に表示させることができる。また、本実施例によれば、第２の表示モードに設定された際に、粘膜下層における太径静脈と太径動脈とを視覚的に容易に識別可能な色調を具備する観察画像を表示装置４に表示させることができる。従って、本実施例によれば、例えば、ＥＳＤ（内視鏡的粘膜下層剥離術）等のような外科的処置を病変部位に対して施す際の効率を向上させることができる。

【0080】

なお、本実施例によれば、表示モード切替スイッチ１３ｂの操作に応じて第１の表示モードと第２の表示モードとが切り替わるような構成を具備するものに限らず、例えば、内視鏡１の挿入部の先端部の先端面と、被写体である生体組織の表面と、の間の距離を検出するように構成された測距センサを内視鏡１の挿入部に設け、当該測距センサの検出結果に基づき、観察画像を表示装置４に表示させる際の表示モードを第１の表示モードまたは第２の表示モードに切り替えるためのシステム制御信号が制御部３４から出力されるようにしてもよい。

【0081】

また、本実施例によれば、例えば、第２の表示モードに設定された際に、ＮＲ２画像の輝度値に係数Ｃ２を乗じて観察画像生成部３３へ出力するとともに、ＮＢ１画像及びＮＢ２画像の輝度値にそれぞれ係数Ｃ２を乗じて観察画像生成部３３へ出力するような処理が行われるようにしてもよい。そして、このような処理によれば、第１の表示モードに設定された際に表示装置４に表示される観察画像と、第２の表示モードに設定された際に表示装置４に表示される観察画像と、において、病変部位の色調を略同じにすることができる。

【0082】

また、本実施例によれば、第１の表示モードにおいて生成される観察画像と、第２の表示モードにおいて生成される観察画像と、を同時に表示装置４に表示させるための処理が行われるようにしてもよい。

【0083】

一方、本実施例によれば、前述のようなＮＢ２光の代わりに、例えば、還元ヘモグロビンの吸収係数が酸化ヘモグロビンの吸収係数に比べて大きくなる波長である４４０ｎｍをピーク波長λＰ２として具備するとともに、還元ヘモグロビンの吸収係数が酸化ヘモグロビンの吸収係数に比べて常に大きくなるような波長帯域を具備するＮＢ２光を照射するような変形例が考えられる。そして、このような変形例に係るＮＢ２光の照射に応じ、第１の表示モードにおいて、係数Ｃ１が乗じられたＮＲ１画像の輝度値または係数Ｃ１が乗じられたＮＲ２画像の輝度値をＲチャンネルに割り当て、ＮＢ１画像とＮＢ２画像とを加算して得られる輝度値をＧチャンネルに割り当て、ＮＢ１画像とＮＢ２画像とを加算して得られる輝度値をＢチャンネルに割り当てることにより生成した観察画像を表示装置４に表示させるための処理が行われるようにしてもよい。

【0084】

ここで、本変形例の第１の表示モード時の処理において算出される係数Ｃ１の値は、前述の係数Ｃ２と同様の傾向で増加または減少する。

【0085】

そのため、本変形例の第１の表示モード時の処理によれば、血液中の酸素飽和度の大きさに応じて赤色の輝度値が変動するような観察画像が生成される。

【0086】

その結果、本変形例の第１の表示モードにおいては、例えば、細静脈または癌等の病変部位が存在する領域に属する画素の赤色の強度が相対的に低下され、かつ、細動脈が存在する領域に属する画素の赤色の強度が相対的に増加された観察画像が表示装置４に表示される。

【0087】

（第２の実施例）
図１０から図１５は、本発明の第２の実施例に係るものである。

【0088】

なお、本実施例においては、第１の実施例と同様の構成等を有する部分に関する詳細な説明を省略するとともに、第１の実施例と異なる構成等を有する部分に関して主に説明を行う。図１０は、第２の実施例に係る生体観察システムの要部の構成を示す図である。

【0089】

生体観察システム１０１Ａは、図１０に示すように、内視鏡１と、内視鏡１の内部に挿通配置されたライトガイド６を介して当該被写体の観察に用いられる光を供給する光源装置２Ａと、プロセッサ３と、表示装置４と、入力装置５と、を有して構成されている。

【0090】

光源装置２Ａは、照明制御部２１と、白色光発生部２２ａ及び特殊光発生部２２ｃを備えた発光ユニット２２Ａと、を有して構成されている。

【0091】

照明制御部２１は、プロセッサ３から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、生体観察システム１０１の観察モードが特殊光観察モードに設定されたことを検出した場合には、白色光発生部２２ａを消光させるとともに、特殊光発生部２２ｃからＮＢ１光、ＮＢ２光、ＮＲ１光、ＮＲ２光及びＮＧ光（後述）を所定の順番で発生させるための照明制御信号を生成し、当該生成した照明制御信号を発光ユニット２２へ出力するように構成されている。

【0092】

特殊光発生部２２ｃは、例えば、複数のＬＥＤを具備し、照明制御部２１から出力される照明制御信号に基づき、ＮＢ１光、ＮＢ２光、ＮＲ１光、ＮＲ２光、及び、ＮＧ光を個別にまたは同時に発生することができるように構成されている。図１１は、第２の実施例において、特殊光観察モード時に光源装置から発せられる光の波長の一例を説明するための図である。

【0093】

ＮＧ光は、例えば、図１１に示すように、緑色域の波長をピーク波長λＰ５として具備するとともに、（緑色域において）ＮＢ２光及びＮＲ１光と重複しないような波長帯域を具備している。なお、本実施例においては、好適には、ピーク波長λＰ５が５４０ｎｍまたは５４０ｎｍ付近の所定の波長のいずれかに設定される。

【0094】

すなわち、本実施例の撮像部１２は、ＮＲ１光により照明された被写体及びＮＲ２光により照明された被写体を赤色域に感度を有する画素群で撮像し、ＮＧ光により照明された被写体を緑色域に感度を有する画素群で撮像し、ＮＢ１光により照明された被写体及びＮＢ２光により照明された被写体を青色域に感度を有する画素群で撮像するように構成されている。

【0095】

画像信号処理部３２は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、生体観察システム１０１の観察モードが特殊光観察モードに設定されたことを検出した場合には、前処理部３１から出力される画像信号を、ＮＢ１成分、ＮＢ２成分、ＮＲ１成分、ＮＲ２成分、及び、ＮＧ光の反射光（戻り光）を撮像して得られるＮＧ成分の色成分毎に分離するための処理を行うように構成されている。

【0096】

そして、画像信号処理部３２は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、第１の表示モードの観察画像を表示させる設定が行われたことを検出した場合には、前述のように分離された各色成分のうちのＮＢ１成分及びＮＢ２成分を用いて画像間演算を行うことにより係数Ｃ３を算出し、当該算出した係数Ｃ３をＮＧ成分に乗じて観察画像生成部３３へ出力するように構成されている。

【0097】

また、画像信号処理部３２は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、第２の表示モードの観察画像を表示させる設定が行われたことを検出した場合には、前述のように分離された各色成分のうちのＮＲ１成分及びＮＲ２成分を用いて画像間演算を行うことにより係数Ｃ４を算出し、当該算出した係数Ｃ４をＮＲ１成分及びＮＲ２成分にそれぞれ乗じて観察画像生成部３３へ出力するように構成されている。

【0098】

観察画像生成部３３は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、例えば、生体観察システム１０１の観察モードが特殊光観察モードに設定された場合には、画像信号処理部３２から出力されるＮＲ１成分とＮＲ２成分とを加算して得られる輝度値をＲチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＧ成分の輝度値をＧチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＢ１成分とＮＢ２成分とを加算して得られる輝度値をＢチャンネルに割り当てることにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置４へ出力するように構成されている。

【0099】

続いて、本実施例に係る生体観察システム１０１Ａの作用について説明する。なお、以降においては、簡単のため、生体観察システム１０１Ａの観察モードが白色光観察モードに設定された場合における具体的な動作の説明を省略する。また、以降においては、簡単のため、前処理部３１からの画像信号を分離して得られた各色成分に対応するＮＢ１画像、ＮＢ２画像、ＮＲ１画像、ＮＲ２画像及びＮＧ画像に基づく処理が画像信号処理部３２において行われるものとして説明する。

【0100】

ユーザは、生体観察システム１０１の各部の電源を投入し、生体観察システム１０１の観察モードを白色光観察モードに設定した後、表示装置４に表示される観察画像（白色光画像）を確認しながら、内視鏡１の挿入部を被検体内に挿入してゆく。

【0101】

そして、ユーザは、例えば、内視鏡１の挿入部の先端部の先端面と、被写体である生体組織の表面と、の間の距離が中景〜遠景観察に相当する観察距離Ｌ１になるような位置に当該先端部を配置した状態において、観察モード切替スイッチ１３ａ及び表示モード切替スイッチ１３ｂを操作することにより、生体観察システム１０１の観察モードを特殊光観察モードに切り替えるとともに、第１の表示モードの観察画像を表示させるための指示を行う。

【0102】

制御部３４は、生体観察システム１０１Ａの観察モードが特殊光観察モードに設定されたことを検出すると、例えば、ＮＢ１光、ＮＲ２光及びＮＧ光を同時に発生させるタイミングと、ＮＢ２光及びＮＲ１光を同時に発生させるタイミングと、を相互に異なるタイミングに設定した後、当該設定した各タイミングをそれぞれ特定可能なシステム制御信号を生成して照明制御部２１、画像信号処理部３２及び観察画像生成部３３へ出力する。また、制御部３４は、第１の表示モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成して画像信号処理部３２へ出力する。そして、このような制御部３４の制御によれば、原色カラーフィルタ１２１が撮像素子１２ｂに設けられている場合において、特殊光観察モード時に表示装置４に表示される観察画像のフレームレートを最適化することができる。また、ＮＢ１光、ＮＲ２光及びＮＧ光を同時に発生させるための制御が行われることにより、同一画素における混色を低減することができる。

【0103】

なお、本実施例によれば、特殊光観察モードにおいて、ＮＢ１光、ＮＢ２光、ＮＲ１光、ＮＲ２光及びＮＧ光に対応する撮像信号を個別に得ることが可能なタイミングである限りにおいては、前述のタイミングとは異なるタイミングでＮＢ１光、ＮＢ２光、ＮＲ１光、ＮＲ２光及びＮＧ光を発生させるようにしてもよい。

【0104】

照明制御部２１は、制御部３４から出力されるシステム制御信号に基づき、ＮＢ１光、ＮＲ２光及びＮＧ光を同時に発生させるための制御と、ＮＢ２光及びＮＲ１光を同時に発生させるための制御と、を特殊光発生部２２ｃに対して順次繰り返し行う。そして、このような照明制御部２１の制御に応じ、ＮＢ１光、ＮＲ２光及びＮＧ光と、ＮＢ２光及びＮＲ１光と、が照明光学系１１を経て順次照射され、当該被写体からの反射光（戻り光）を撮像して得られた撮像信号が撮像素子１２ｂから出力され、撮像素子１２ｂからの撮像信号に基づいて生成された画像信号が前処理部３１から出力される。

【0105】

画像信号処理部３２は、前処理部３１から出力される画像信号を、ＮＢ１画像、ＮＢ２画像、ＮＲ１画像、ＮＲ２画像及びＮＧ画像に分離し、当該分離したＮＢ１画像及びＮＢ２画像の輝度値を用いて画像間演算を行うことにより、ＮＢ１画像及びＮＢ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ３を算出する。

【0106】

具体的には、画像信号処理部３２は、例えば、ＮＢ２画像の輝度値からＮＢ１画像の輝度値を除するような演算処理を行うことにより、ＮＢ１画像及びＮＢ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ３を算出する。

【0107】

または、画像信号処理部３２は、例えば、ＮＢ２画像の輝度値からＮＢ１画像の輝度値を除して得られる値から１を減ずるような演算処理を行うことにより、ＮＢ１画像及びＮＢ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ３を算出する。

【0108】

画像信号処理部３２は、前処理部３１から出力される画像信号を分離して得られたＮＢ１画像、ＮＢ２画像、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像を観察画像生成部３３へ出力する。また、画像信号処理部３２は、前述の画像間演算により各画素位置毎に算出された係数Ｃ３を、ＮＧ画像において対応する画素位置の輝度値に乗じて観察画像生成部３３へ出力する。

【0109】

観察画像生成部３３は、画像信号処理部３２から出力されるＮＲ１画像とＮＲ２画像とを加算して得られる輝度値をＲチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＧ画像の輝度値をＧチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＢ１画像とＮＢ２画像とを加算して得られる輝度値をＢチャンネルに割り当てることにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置４へ出力する。

【0110】

ここで、前述の画像間演算により算出される係数Ｃ３の値は、第１の実施例において説明した係数Ｃ１と同様の傾向で増加または減少する。

【0111】

そのため、本実施例における第１の表示モード時の処理によれば、血液中の酸素飽和度の大きさに応じて緑色の輝度値が変動するような観察画像が生成される。具体的には、本実施例における第１の表示モード時の処理によれば、例えば、血液中の酸素飽和度の大きさが低い画素における緑色の輝度値が相対的に大きくなる（図１２参照）とともに、血液中の酸素飽和度の大きさが高い画素における緑色の輝度値が相対的に小さくなる（図１３参照）ような観察画像が生成される。図１２は、第２の実施例において、第１の表示モード時に生成される観察画像に含まれる画素の輝度値の一例を説明するための図である。図１３は、第２の実施例において、第１の表示モード時に生成される観察画像に含まれる、図１２とは異なる画素の輝度値の一例を説明するための図である。

【0112】

その結果、本実施例の第１の表示モードにおいては、例えば、細動脈が存在する領域に属する画素の赤色の強度が増加された観察画像が表示装置４に表示される。すなわち、本実施例の第１の表示モードにおいては、粘膜表層の毛細血管と病変部位とを赤色の強弱で識別することが可能な色調を具備する観察画像が表示装置４に表示される。

【0113】

なお、本実施例によれば、例えば、係数Ｃ３をＮＧ画像に直接乗じるものに限らず、例えば、酸素飽和度の増加に従って出力値が減少するように構成されたルックアップテーブルの中から係数Ｃ３に相当する一の出力値を抽出し、当該抽出した一の出力値をＮＧ画像に乗じるようにしてもよい。

【0114】

一方、ユーザは、例えば、内視鏡１の挿入部の先端部の先端面と、被写体である生体組織の表面と、の間の距離が近接拡大観察に相当する観察距離Ｌ２になるような位置に当該先端部を配置した状態において、表示モード切替スイッチ１３ｂを操作することにより、第２の表示モードの観察画像を表示させるための指示を行う。

【0115】

制御部３４は、第２の表示モードに応じた動作を行わせるためのシステム制御信号を生成して画像信号処理部３２へ出力する。

【0116】

画像信号処理部３２は、前処理部３１から出力される画像信号を、ＮＢ１画像、ＮＢ２画像、ＮＲ１画像、ＮＲ２画像及びＮＧ画像に分離し、当該分離したＮＲ１画像及びＮＲ２画像の輝度値を用いて画像間演算を行うことにより、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ４を算出する。

【0117】

具体的には、画像信号処理部３２は、例えば、ＮＲ２画像の輝度値からＮＲ１画像の輝度値を除するような演算処理を行うことにより、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ４を算出する。

【0118】

または、画像信号処理部３２は、例えば、ＮＲ２画像の輝度値からＮＲ１画像の輝度値を除して得られる値から１を減ずるような演算処理を行うことにより、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像の各画素位置に対応する係数Ｃ４を算出する。

【0119】

画像信号処理部３２は、前処理部３１から出力される画像信号を分離して得られたＮＢ１画像、ＮＢ２画像及びＮＧ画像を観察画像生成部３３へ出力する。また、画像信号処理部３２は、前述の画像間演算により各画素位置毎に算出された係数Ｃ４を、ＮＲ１画像及びＮＲ２画像において対応する画素位置の輝度値に乗じて観察画像生成部３３へ出力する。

【0120】

観察画像生成部３３は、画像信号処理部３２から出力されるＮＲ１画像とＮＲ２画像とを加算して得られる輝度値をＲチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＧ画像の輝度値をＧチャンネルに割り当て、画像信号処理部３２から出力されるＮＢ１画像とＮＢ２画像とを加算して得られる輝度値をＢチャンネルに割り当てることにより観察画像を生成し、当該生成した観察画像を表示装置４へ出力する。

【0121】

ここで、前述の画像間演算により算出される係数Ｃ４の値は、第１の実施例において説明した係数Ｃ２と同様の傾向で増加または減少する。

【0122】

そのため、本実施例における第２の表示モード時の処理によれば、血液中の酸素飽和度の大きさに応じて赤色の輝度値が変動するような観察画像が生成される。具体的には、本実施例における第２の表示モード時の処理によれば、例えば、血液中の酸素飽和度の大きさが高い画素における赤色の輝度値が相対的に大きくなる（図１４参照）とともに、血液中の酸素飽和度の大きさが低い画素における赤色の輝度値が相対的に小さくなる（図１５参照）ような観察画像が生成される。図１４は、第２の実施例において、第２の表示モード時に生成される観察画像に含まれる画素の輝度値の一例を説明するための図である。図１５は、第２の実施例において、第２の表示モード時に生成される観察画像に含まれる、図１４とは異なる画素の輝度値の一例を説明するための図である。

【0123】

その結果、本実施例の第２の表示モードにおいては、例えば、太径静脈が存在する領域に属する画素の青色の強度が増加された観察画像が表示装置４に表示される。すなわち、本実施例の第２の表示モードにおいては、粘膜下層の太径動脈と太径静脈とを赤色〜青色の色域で視覚的に識別することが可能な色調を具備する観察画像が表示装置４に表示される。

【0124】

なお、本実施例によれば、例えば、係数Ｃ４をＮＲ１画像及びＮＲ２画像に直接乗じるものに限らず、例えば、酸素飽和度の増加に従って出力値が増加するように構成されたルックアップテーブルの中から係数Ｃ４に相当する一の出力値を抽出し、当該抽出した一の出力値をＮＲ１画像及びＮＲ２画像に乗じるようにしてもよい。

【0125】

以上に述べたように、本実施例によれば、第１の表示モードに設定された際に、粘膜表層における正常部位と病変部位との境界を視覚的に容易に識別可能な色調を具備する観察画像を表示装置４に表示させることができる。また、本実施例によれば、第２の表示モードに設定された際に、粘膜下層における太径静脈と太径動脈とを視覚的に容易に識別可能な色調を具備する観察画像を表示装置４に表示させることができる。さらに、本実施例によれば、第１の表示モード及び第２の表示モードにおいて、画像全域の色調が白色光観察モードと類似するような観察画像を表示装置４に表示させることができる。

【0126】

従って、本実施例によれば、例えば、ＥＳＤ（内視鏡的粘膜下層剥離術）等のような外科的処置を病変部位に対して施す際の効率を向上させることができる。

【0127】

なお、本実施例によれば、第１の表示モードにおいて生成される観察画像と、第２の表示モードにおいて生成される観察画像と、を同時に表示装置４に表示させるための処理が行われるようにしてもよい。

【0128】

また、本実施例によれば、第１の表示モードにおいて、例えば、ＮＧ画像の輝度値をＲチャンネルに割り当て、係数Ｃ３が乗じられたＮＢ１画像と係数Ｃ３が乗じられたＮＢ２画像とを加算して得られる輝度値をＧチャンネルに割り当て、ＮＢ１画像とＮＢ２画像とを加算して得られる輝度値をＢチャンネルに割り当てることにより生成した観察画像を表示装置４に表示させるようにしてもよい。

【0129】

一方、本実施例によれば、前述のようなＮＢ２光の代わりに、例えば、還元ヘモグロビンの吸収係数が酸化ヘモグロビンの吸収係数に比べて大きくなる波長である４４０ｎｍをピーク波長λＰ２として具備するとともに、還元ヘモグロビンの吸収係数が酸化ヘモグロビンの吸収係数に比べて常に大きくなるような波長帯域を具備するＮＢ２光を照射するような変形例が考えられる。そして、このような変形例に係るＮＢ２光の照射に応じ、第１の表示モードにおいて、係数Ｃ３が乗じられたＮＲ１画像の輝度値と係数Ｃ３が乗じられたＮＲ２画像の輝度値とを加算して得られる輝度値をＲチャンネルに割り当て、ＮＧ画像の輝度値をＧチャンネルに割り当て、ＮＢ１画像とＮＢ２画像とを加算して得られる輝度値をＢチャンネルに割り当てることにより生成した観察画像を表示装置４に表示させるための処理が行われるようにしてもよい。

【0130】

ここで、本変形例の第１の表示モード時の処理において算出される係数Ｃ３の値は、第１の実施例において説明した係数Ｃ２と同様の傾向で増加または減少する。

【0131】

そのため、本変形例の第１の表示モード時の処理によれば、血液中の酸素飽和度の大きさに応じて赤色の輝度値が変動するような観察画像が生成される。

【0132】

その結果、本変形例の第１の表示モードにおいては、例えば、細静脈または癌等の病変部位が存在する領域に属する画素の赤色の強度が相対的に低下され、かつ、細動脈が存在する領域に属する画素の赤色の強度が相対的に増加された観察画像が表示装置４に表示される。

【0133】

本発明は、上述した各実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更や応用が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0134】

１ 内視鏡
２，２Ａ 光源装置
３ プロセッサ
４ 表示装置
５ 入力装置
６ ライトガイド
１２ 撮像部
１３ スコープスイッチ
１３ａ 観察モード切替スイッチ
１３ｂ 表示モード切替スイッチ
２１ 照明制御部
２２，２２Ａ
２２ａ 白色光発生部
２２ｂ，２２ｃ 特殊光発生部
３２ 画像信号処理部
３３ 観察画像生成部
３４ 制御部
１０１，１０１Ａ 生体観察システム

【先行技術文献】

【特許文献】

【0135】

【特許文献1】日本国特開２０１２−６６０６５号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】