JP4142326B2

JP4142326B2 - 自家蛍光を利用した診断システム

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Publication number: JP4142326B2
Application number: JP2002103891A
Authority: JP
Inventors: 弘幸小林
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2022-04-05
Also published as: JP2003290130A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子内視鏡を用い、自家蛍光を利用した診断システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
生体組織に紫外線等の特定の波長の光（励起光）を照射すると蛍光を発する傾向がある。この現象を自家蛍光という。近年、がん細胞等の患部においては自家蛍光に夜蛍光の光量が低下することが発見され、疾患の早期発見法として注目されつつある。
【０００３】
そこで、励起光を管腔内に照射し、蛍光を内視鏡で観察する、自家蛍光診断が利用されつつある。しかしながら、管腔奥の励起光があまり照射されていない部分も患部と同様に蛍光が弱くなる。管腔奥の組織と患部とを区別するためには、可視光である参照光を照射したときに得られた参照画像が利用される。参照画像においては患部の有無に関わらず、参照光が強く照射されてる部分は明るく、参照光があまり照射されていない部分は暗くなる。従って、参照画像では明るいが蛍光画像では暗くなる部分を画像処理によって抽出することによって患部の特定が可能となる。
【０００４】
このように、自家蛍光を用いた診断システムにおいては、一般に画像処理によって患部を特定している。このような画像処理は、ビデオ信号の形で出力される通常画像と参照画像とをディジタルデータとしてフレームバッファに取り込み、フレームバッファに取り込まれた画像データをディジタル処理するものである。
【０００５】
このような画像処理は、一般に電子内視鏡の撮像した映像をモニタにビデオ信号を出力する電子内視鏡用プロセッサと接続され、このビデオ信号を受信してディジタル処理し、処理結果である患部が抽出された画像をビデオ信号としてモニタに出力可能な蛍光観察用プロセッサによって行われる。
【０００６】
電子内視鏡には気管用スコープ、胃用スコープ、大腸用スコープなど様々な種類のものが実用化されている。これら各種の内視鏡にはそれぞれ異なる仕様のＣＣＤ（Charge-Coupled Device）が用いられている。また、これらのＣＣＤによる撮影画像はモニタの画面いっぱいに表示されるわけではなく、モニタの画面上のある矩形領域に表示されるよう構成されている。
【０００７】
従って、蛍光観察用プロセッサはこの矩形領域内のみを画像処理して患部が抽出された画像を作成するような構成とするのが処理速度の点等から好適である。
【０００８】
しかしながら、ＣＣＤによる撮影画像が表示される領域はＣＣＤの種類によって異なるため、従来の診断システムにおいては、画面全体を画像処理せざるを得ず、高速な画像処理回路を必要としていた。
【０００９】
また、ＣＣＤの種類によって蛍光への感度は異なるため、使用する内視鏡の種類によっては誤った画像処理結果が得られる可能性があり、蛍光観察可能な電子内視鏡の選択肢が狭かった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題に鑑み、電子内視鏡に使用されているＣＣＤの種類に応じて患部抽出のための画像処理を行う領域を変更可能な診断システムを提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明は上記の問題に鑑み、電子内視鏡に使用されているＣＣＤの種類に応じて画像処理の方法を変更可能な診断システムを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の診断システムは、ＣＣＤを備えた電子内視鏡と、電子内視鏡が観察する体腔内に励起光および参照光を照射可能な蛍光観察用光源と、ＣＣＤからの映像信号を処理してビデオ信号を出力する電子内視鏡用プロセッサと、電子内視鏡に備えられたＣＣＤの種類を検知するＣＣＤ検出手段と、電子内視鏡用プロセッサからのビデオ信号を処理して蛍光画像および参照画像を取得し、この蛍光画像および参照画像を処理して自家蛍光診断用のデータを生成する画像処理装置と、を有し、画像処理装置はＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて異なる画像処理を行う。
【００１３】
好ましくは、画像処理装置はＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて、蛍光画像および参照画像のうち画像処理を行う領域を変更する。例えば、画像処理を行う領域は、ＣＣＤの受光面に相当する動画領域である。
【００１４】
また、好ましくは、画像処理装置はＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて、蛍光画像および／または参照画像の補正方法を変更する。例えば、画像処理装置は蛍光画像および／または参照画像をルックアップテーブルを用いて補正し、ＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて補正に用いるルックアップテーブルを変更する。或いは、画像処理装置は蛍光画像および／または参照画像を画像変換関数を用いて補正し、ＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて補正に用いる画像変換関数を変更する。
【００１５】
また、好ましくは、画像処理装置は蛍光画像に対する参照画像の輝度値の比を画像処理を行う各画素について演算し、この比が閾値を超えた画素を患部として抽出し、ＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて閾値を変更する。
【００１６】
以上のように、本発明によれば、電子内視鏡が具備するＣＣＤの種類に応じて、蛍光画像および参照画像のうち画像処理を行う領域や、画像処理に用いられる各種係数を変更可能となっているので、上記問題は解消される。
【００１７】
また、ＣＣＤ検出手段は、前記電子内視鏡に具備された記憶手段に記憶された情報を用いてＣＣＤの種類を検知する構成としても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態による診断システムを模式的に示したものである。本実施形態による診断システム１は、電子内視鏡１００と、通常観察用プロセッサ２００と、蛍光観察用プロセッサ３００と、画像切替機４００と、モニタ５００とを有する。
【００１９】
電子内視鏡１００は通常観察用プロセッサ２００と接続されている。通常観察用プロセッサ２００は電子内視鏡１００のライトガイドにキセノンランプ等の通常光線を入射させるとともに、電子内視鏡１００の先端に備えられたＣＣＤ１０４を制御し、ＣＣＤ１０４より出力される画像信号を処理して例えばＮＴＳＣ信号のようなモニタ３００が表示可能な所定の形式のビデオ信号を画像切替機４００に出力する。なお、ＣＣＤ１０４はモノクロのＣＣＤである。また、電子内視鏡１００はメモリ１０５を有している。メモリ１０５には電子内視鏡１００の型番や仕様等が記憶されている。
【００２０】
また通常観察用プロセッサ２００の光源部２０４には赤(R)、緑(G)、青(B)の３色のカラーフィルタ２０４ｂが備えられている。カラーフィルタ２０４ｂはＣＣＤ１０４の信号転送タイミングに同期して、赤(R)、緑(G)、青(B)のフィルタを順次光源部２０４から発せられる光束中に挿置する。ＣＣＤ１０４は1/30秒で１枚の画像を撮像／転送する構成となっているので、カラーフィルタ２０４ｂは1/30秒おきにフィルタを切り替える。また、ＣＣＤ１０４が画像を転送中にフィルタを切り替える構成となっている。従って、ＣＣＤ１０４は赤、緑、青の光に照射された画像を順次撮像することになる。通常観察用プロセッサの映像信号処理回路２０２はこの３色の光に照射された画像を合成して１枚のカラー画像を生成する。以上のようないわゆる面順次方式により、ＣＣＤ１０４がモノクロＣＣＤであってもカラー画像を出力可能となっている。
【００２１】
蛍光観察用プロセッサ３００は紫外線等の生体組織の自家蛍光を励起するスペクトルを含む光線を生成する蛍光光源部３０４を有する。この蛍光光源部３０４によって生成された励起光は蛍光観察用ライトガイド３０５の入射端に入射する。蛍光観察用ライトガイド３０５の先端は、電子内視鏡の処置具口１０７ａより処置具挿通チャンネル１０７に挿通されており、電子内視鏡１００の先端部から体腔内の生体組織に向けて励起光および参照光を照射することが可能である。また、蛍光光源部３０４にはフィルタ３０４ｂが備えられている。フィルタ３０４ｂはＣＣＤ１０４の信号転送タイミングに同期して、所定期間のみ蛍光光源部３０４からの光束のうち、自家蛍光を励起するスペクトルを透過させる励起光フィルタと自家蛍光を励起するスペクトルを含まない可視光部分を透過させる第１および第２の参照光フィルタを順次蛍光光源部３０４からの光束に挿置する。なお、第２の参照光フィルタは第１の参照光フィルタよりも低光量の参照光を透過する。上記のように、通常観察時は1/10秒で１フレームのカラー画像を生成する構成となっているが、蛍光観察時はこの1/10秒のうち(Ｒ)のフィルタが光源部２０４から発せられる光束中に挿置されてるタイミングと同じタイミングで励起光フィルタが挿置され、(Ｇ)のフィルタが光源部２０４から発せられる光束中に挿置されてるタイミングと同じタイミングで第１の参照光フィルタが挿置され、(Ｂ)のフィルタが光源部２０４から発せられる光束中に挿置されてるタイミングと同じタイミングで第２の参照光フィルタが挿置されよう構成されている。
【００２２】
励起光フィルタが挿置されている時に撮像された画像は蛍光画像であり、がん細胞などの患部は健康な組織に比べて弱い蛍光を発生する。しかしながら、管腔奥の励起光があまり照射されていない部分も同様に弱い蛍光を発生する。管腔奥の組織と患部とを区別するために参照光を照射したときに得られた参照画像が利用される。参照画像においては患部の有無に関わらず、参照光が強く照射されてる部分は明るく、参照光があまり照射されていない部分は暗くなる。従って、参照画像では明るいが蛍光画像では暗くなる部分を画像処理によって抽出することによって患部の特定が可能となる。この画像処理は蛍光観察用プロセッサ３００の蛍光画像処理回路によって行われる。蛍光画像処理回路は画像処理によって抽出された患部を例えば、赤色で表示して参照画像と重ね合わせた画像を作成する。なお、参照光の光量が強すぎると参照画像が飽和して正確な患部の抽出が困難となるため、本実施形態においては第１の参照光フィルタを用いて第１の参照画像を、また第２の参照画像を用いて第１の参照画像よりも暗い第２の参照画像を作成し、第１の参照画像が飽和している場合は第２の参照画像を使用して、患部抽出の信頼性を高めた構成としている。また、本実施形態においては、画像処理の高速化のため、画像全体のうち、ＣＣＤの受光面に相当する動画領域のみを画像処理している。
【００２３】
なお、本実施形態においては蛍光光源部３０４のフィルタ３０４ｂは、(Ｒ)のフィルタが光源部２０４から発せられる光束中に挿置されてるタイミングと同じタイミングで蛍光光源部３０４からの光束のうち励起光のスペクトルを含む成分を透過させる構成としているが、本発明は上記構成に限定されるものではない。例えば、(Ｒ)(B)のフィルタが光源部２０４から発せられる光束中に挿置されてるタイミングのそれぞれと同じタイミングで異なるフィルタ特性をもつ２種類の励起光フィルタが順次蛍光光源部３０４からの光束を通過する構成としても良い。このような場合、複数種類の蛍光画像が得られる。
【００２４】
蛍光観察用プロセッサ３００のシステムコントロール３０１は通常観察用プロセッサ２００のシステムコントロール２０１と接続されており、通常観察用プロセッサ２００は蛍光観察用プロセッサ３００の動作を制御する。
【００２５】
通常観察用プロセッサ２００のシステムコントロール２０１は電子内視鏡１００の先端から照射される光が、通常光／励起光のいずれであるかを択一的に選択可能である。すなわち、励起光を選択しているときは通常観察用プロセッサ２００のシステムコントロール２０１は光源部２０４に具備されたシャッター２０４ａを閉じて通常観察用プロセッサ２００の光源部２０４からの光が内視鏡１００の先端から照射されるのを防止すると共に蛍光観察用プロセッサ３００の蛍光光源部３０４に具備されたシャッター３０４ａを開けて蛍光光源部３０４からの光が内視鏡１００の先端から照射されるようにする。ＣＣＤ１０４によって撮像された映像は通常観察用プロセッサ２００の映像信号処理回路２０２によってビデオ信号に変換されて蛍光観察用プロセッサ３００に出力され、蛍光観察用プロセッサ３００の蛍光画像処理回路３０２はこのビデオ信号を処理して蛍光画像を作成し、画像切替機４００に出力する。
【００２６】
一方、通常光を選択しているときは通常観察用プロセッサ２００のシステムコントロール２０１は光源部２０４に具備されたシャッター２０４ａを開けて通常観察用プロセッサ２００の光源部２０４からの光が内視鏡１００の先端から照射されるようにすると共に蛍光観察用プロセッサ３００の蛍光光源部３０４に具備されたシャッター３０４ａを閉じて蛍光光源部３０４からの光が内視鏡１００の先端から照射されるのを防止する。ＣＣＤ１０４によって撮像された映像は通常観察用プロセッサ２００の映像信号処理回路２０２によってビデオ信号に変換されて画像切替機４００に出力される。
【００２７】
画像切替機４００は通常観察用プロセッサ２００のシステムコントロール２０１と接続されている。通常観察用プロセッサ２００のシステムコントロール２０１は画像切替機４００を制御し、通常光と励起光のいずれが選択されているかに応じて通常観察用プロセッサ２００または蛍光観察用プロセッサ３００のいずれからのビデオ信号をモニタ５００に出力するかを切り替える。
【００２８】
なお、本実施形態においては通常観察用プロセッサ２００のシステムコントロール２０１が画像切替機４００を制御しているが、蛍光観察用プロセッサ３００のシステムコントロール３０１が画像切替機４００を制御する構成としても良い。
【００２９】
本実施形態においては通常観察用プロセッサ２００のシステムコントロール２０１は電子内視鏡１００のメモリ１０５に記憶された型番データからＣＣＤ１０４の種類を判別し、ＣＣＤ１０４の種類を意味するＣＣＤタイプ信号を蛍光観察用プロセッサ３００に送信する。蛍光観察用プロセッサ３００のシステムコントロール３０１はこのＣＣＤタイプ信号と蛍光観察用プロセッサ３００のメモリに記憶されたＣＣＤタイプデータを比較してＣＣＤの種類に適切な画像処理を行うよう、蛍光画像処理回路３０２を制御する。
【００３０】
以上のように構成された、本実施形態の診断システム１の動作を以下に説明する。図２は本実施形態の通常観察用プロセッサ２００のメインルーチンのフローである。なお、本ルーチンは通常観察用プロセッサ２００のメモリ２０７に記憶され、システムコントロール２０１によって実行されるプログラムである。
【００３１】
本ルーチンが開始すると、最初にステップＳ１０１が実行される。ステップＳ１０１では、光源ランプの点灯やＣＣＤドライブ信号の送信を開始する、フィルタ２０４ｂの駆動を開始する、画像切替機４００を制御して通常観察用プロセッサからの出力ビデオ信号をモニタ５００に表示させる、等の電子内視鏡の使用を可能にするための各種処理が実施される。次いでステップＳ１０２に進む。
【００３２】
ステップＳ１０２ではシステムコントロール２０１は光源部２０４のシャッタ２０４ａを開けて、光源２０４からの光束がライトガイド１０３に入射されるようにする。なお、初期状態に置いては蛍光観察用プロセッサ３００の蛍光光源３０４のシャッタ３０４ａは閉じているので光源部２０４からの光のみが電子内視鏡１００の先端部より放射される。以上のように、ステップＳ１０１〜Ｓ１０２の処理によって通常観察が可能となる。
【００３３】
次いでステップＳ１０３に進み、電子内視鏡１００の操作ボタン１０６による操作によって、観察モードの切替（通常観察モードから蛍光観察モードへの切替）が指示される（Ｓ１０３：ＹＥＳ）まで待機する（Ｓ１０３：ＮＯ）。
【００３４】
次いでステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、システムコントロール２０１は電子内視鏡１００のメモリ１０５から電子内視鏡の型番情報を読み取って、通常観察用プロセッサ２００内のメモリ（不図示）に記憶させる。
【００３５】
次いでステップＳ１０５に進む。ステップＳ１０５では、システムコントロール２０１は画像切替信号を蛍光観察用プロセッサ３００および画像切替機４００に送信する。画像切替機４００は画像切替信号を受信すると、蛍光観察用プロセッサ３００からのビデオ信号をモニタ５００に出力するように設定される。なお、このときの蛍光観察用プロセッサ３００の挙動については後述する。
【００３６】
次いでステップＳ１０６に進む。ステップＳ１０６では、システムコントロール２０１はステップＳ１０４で取得した電子内視鏡の型番情報にから電子内視鏡１００のＣＣＤ１０４の種類を判別し、ＣＣＤ１０４の種類に応じたＣＣＤタイプ信号を蛍光観察用プロセッサ３００に送信する。
【００３７】
次いでステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７ではシステムコントロール２０１は光源部２０４のシャッタ２０４ａを閉じて、光源２０４からの光束がライトガイド１０３に入射されないようにする。以上のステップＳ１０４−Ｓ１０７の処理により通常観察用プロセッサ２００は蛍光観察用プロセッサ３００を用いた蛍光観察が可能な状態に設定される。
【００３８】
次いで、ステップＳ１０８に進み、電子内視鏡１００の操作ボタン１０６による操作によって、観察モードの切替（蛍光観察モードから通常観察モードへの切替）が指示される（Ｓ１０８：ＹＥＳ）まで待機する（Ｓ１０８：ＮＯ）。
【００３９】
次いで、ステップＳ１０９に進み、システムコントロール２０１は画像切替信号を蛍光観察用プロセッサ３００および画像切替機４００に送信する。画像切替機４００は画像切替信号を受信すると、通常観察用プロセッサ２００からのビデオ信号をモニタ５００に出力するように設定される。次いで、ステップＳ１０２に戻り、光源部２０４のシャッタ２０４ａを開けて通常観察可能な状態に戻る。
【００４０】
蛍光観察用プロセッサ３００のメインルーチンの動作フローを図３に示す。本ルーチンは蛍光観察用プロセッサ３００のメモリ３０３に記憶され、システムコントロール３０１によって実行されるプログラムである。
【００４１】
蛍光観察用プロセッサ３００の電源が投入されると最初にステップＳ２０１が実行され、蛍光光源ランプの点灯やフィルタ３０４ｂの駆動開始、シャッタ３０４ａを閉じる等の電子内視鏡の使用を可能にするための各種処理が実施される。次いでステップＳ２０２に進む。
【００４２】
ステップＳ２０２では、図２のステップＳ１０５の処理によって通常観察用プロセッサ２００から画像切替信号が送信される（Ｓ２０２：ＹＥＳ）まで待機する（Ｓ２０２：ＮＯ）。次いでステップＳ２０３に進む。
【００４３】
ステップＳ２０３では、システムコントロール３０１は光源部３０４のシャッタ３０４ａを開けて、光源３０４からの光束がライトガイド３０５に入射されるようにする。図２のステップＳ１０７において、通常観察用プロセッサ２００のシャッタ２０４ａが閉じられるので、ステップＳ１０７時点で電子内視鏡１００の先端からは励起光と参照光のみが放射されるようになる。次いで、ステップＳ２０４に進む。
【００４４】
ステップＳ２０４では、図２のステップＳ１０５の処理によって通常観察用プロセッサ２００からＣＣＤタイプ信号が送信される（Ｓ２０４：ＹＥＳ）まで待機する（Ｓ２０４：ＮＯ）。次いでステップＳ２０５に進む。
【００４５】
ステップＳ２０５では、システムコントロール３０１は受信したＣＣＤタイプ信号からＣＣＤのタイプを認識し、そのＣＣＤのタイプに対応したＣＣＤタイプデータを変数Ｄに代入する。次いで、ステップＳ２０６に進む。
【００４６】
ステップＳ２０６では、変数Ｄの内容と、メモリ３０３内に構築されたエリア特定用データテーブルとの比較が行われ、蛍光画像の画像処理が行われる画像処理エリアの特定が行われる。本実施形態においては、特定用データテーブルは以下に示す表１のような構成になっており、変数Ｄの値に対応した「画像処理開始座標ｘ」「画像処理開始座標ｙ」「画像処理終了座標ｘ」「画像処理終了座標ｙ」がそれぞれ変数ｘ１，ｙ１，ｘ２，ｙ２に代入される。なお、本実施例においては、蛍光画像の画像処理が行われる画像処理エリアはＣＣＤ１０４の受光面に相当する動画領域である。
【００４７】
【表１】

【００４８】
次いでステップＳ２０７に進み、画像処理を行って患部が強調された画像を生成する。次いで、ステップＳ２０８に進み、この画像をＮＴＳＣ等のビデオ信号に変換して画像切替機４００に送信する。次いで、ステップＳ２１０に進む。
【００４９】
ステップＳ２１０では、ステップＳ２０２以後、通常観察用プロセッサ２００から画像切替信号を受信したかどうか（すなわち、図２のステップＳ１０９で通常観察用プロセッサ２００が送信する、通常観察への切替のための画像切替信号を受信したか）の判断が行われる。通常観察用プロセッサ２００から画像切替信号を受信したのであれば（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、ステップＳ２１１に進んでシャッタ３０４ａを閉じた後にステップＳ２０２に戻って通常観察用プロセッサ２００から画像切替信号を受信するまで待機する。一方、画像切替信号を受信していなければ（Ｓ２１０：ＮＯ）ステップＳ２０７に戻って引き続き患部強調画像の生成を行う。
【００５０】
図４に、図３のステップＳ２０７の画像処理ルーチンを示す。本ルーチンが開始すると、ステップＳ３０１が実行される。ステップＳ３０１では蛍光画像がメモリ３０３内に構築されたフレームバッファに取り込まれているかどうかの判定が行われる。蛍光画像がフレームバッファに取り込まれてないのであれば、これから通常観察用プロセッサ２００から送信されるビデオ信号は蛍光画像の信号であることを示す。従って、蛍光画像がフレームバッファに取り込まれてないのであれば（Ｓ３０１：ＮＯ）、ステップＳ３０２に進み、通常観察用プロセッサ２００から送信されるビデオ信号をモノクロ２５６階調の蛍光画像としてフレームバッファに取り込み、次いで本ルーチンを終了する。一方、蛍光画像がフレームバッファに取り込まれていれば（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、ステップＳ３０３に進む。
【００５１】
ステップＳ３０３では、第１の参照画像がフレームバッファに取り込まれているかどうかの判定が行われる。第１の参照画像がフレームバッファに取り込まれてないのであれば、これから通常観察用プロセッサ２００から送信されるビデオ信号は第１の参照画像の信号であることを示す。従って、第１の参照画像がフレームバッファに取り込まれてないのであれば（Ｓ３０３：ＮＯ）、ステップＳ３０４に進み、通常観察用プロセッサ２００から送信されるビデオ信号をモノクロ２５６階調の第１の参照画像としてフレームバッファに取り込み、次いで本ルーチンを終了する。一方、第１の参照画像がフレームバッファに取り込まれていれば（Ｓ３０３：ＹＥＳ）、ステップＳ３０５に進む。
【００５２】
蛍光画像も第１の参照画像も取り込まれているのであれば、これから通常観察用プロセッサ２００から送信されるビデオ信号は第２の参照画像の信号である。従って、ステップＳ３０５では、通常観察用プロセッサ２００から送信されるビデオ信号をモノクロ２５６階調の第２の参照画像としてフレームバッファに取り込み、次いでステップＳ３０６に進む。
【００５３】
以上のステップＳ３０１〜Ｓ３０５までの処理によって画像処理に必要な蛍光画像、第１および第２の参照画像がフレームバッファに取り込まれたので、以下のステップにおいてはこれらの画像を処理して患部強調画像を作成する。
【００５４】
ステップＳ３０６では、蛍光画像のうち、座標（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を対角線とする矩形領域に含まれる全ての画素について輝度に対する度数分布を作成する。次いで、ステップＳ３０７に進む。
【００５５】
ステップＳ３０７では、ステップＳ３０６で求めた度数分布を用いて蛍光画像のうち、座標（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を対角線とする矩形領域の正規化（コントラスト調整）を行う。次いで、ステップＳ３０８に進む。
【００５６】
ステップＳ３０８では、第１の参照画像のうち、座標（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を対角線とする矩形領域に含まれる全ての画素について輝度に対する度数分布を作成する。次いで、ステップＳ３０９に進む。
【００５７】
ステップＳ３０９では、ステップＳ３０８で求めた度数分布を用いて第１の参照画像のうち、座標（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を対角線とする矩形領域が飽和しているかどうかの判定を行う。すなわち、輝度が２００を超えた画素の割合が所定値を超えたとき、第１の参照画像は飽和したと判定される。第１の参照画像が飽和しているのであれば（Ｓ３０９：ＹＥＳ）、ステップＳ３１０に進んで第２の参照画像の座標（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を対角線とする矩形領域の度数分布を求める。次いで、ステップＳ３１１に進み、ステップＳ３１０で求めた度数分布を用いて第２の参照画像のうち、座標（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を対角線とする矩形領域の正規化を行う。一方、ステップＳ３０９において第１の参照画像が飽和していないと判定されたのであれば（Ｓ３０９：ＮＯ）、そのままステップＳ３１１に進み、ステップＳ３０８で求めた度数分布を用いて第１の参照画像のうち、座標（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を対角線とする矩形領域の正規化を行う。
【００５８】
次いでステップＳ３１２に進む。ステップＳ３１２では、変数Ｄの内容と、メモリ３０３内に構築されたＬＵＴ（ルックアップテーブル）参照テーブルとの比較が行われる。適切な患部強調画像を得るためには、この正規化された参照画像をさらに電子内視鏡のＣＣＤの特性に応じて補正する必要がある。この補正はＬＵＴを用いて行われる。ＬＵＴ参照テーブルは下記の表２のような構成となっており、変数Ｄの値に応じて適切なＬＵＴが選択される。なお、本実施形態においては、ＬＵＴを用いて参照画像を補正する構成としているが、本発明は上記構成に限定されるものではない。例えば、ＬＵＴの代わりに所定の変換関数によって参照画像を補正する構成としても良い。また、この関数を変数Ｄの値に応じて変更可能としても良い。
【００５９】
【表２】

【００６０】
次いで、ステップＳ３１３に進み、ステップＳ３１２で取得したＬＵＴを用いて正規化された参照画像を補正する。次いでステップＳ３１４に進む。
【００６１】
ステップＳ３１４では、変数Ｄの内容と、メモリ３０３内に構築された閾値参照テーブルとの比較が行われる。前述のように、患部とは「参照画像では明るく蛍光画像では暗くなる」部分であるが、ある画素が患部であるかどうかを判定するために（蛍光画像の画素の輝度値／参照画像の画素の輝度値）を演算し、この値と所定の閾値とを比較する。本実施形態においては、（蛍光画像の画素の輝度値／参照画像の画素の輝度値）が閾値ａ未満であるときは特に危険な患部と判断し、また閾値ｂ未満でありかつ閾値ａ以上であるときはやや危険な患部と判断している。適切な閾値ａ，ｂは電子内視鏡のＣＣＤの特性によって異なるため、ステップＳ３１４では変数Ｄの内容に応じた閾値ａ，ｂを閾値参照テーブルから抽出している。閾値参照テーブルは下記の表３のような構成となっている。
【００６２】
【表３】

【００６３】
次いで、ステップＳ３１５に進む。ステップＳ３１５では、座標（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を対角線とする矩形領域内のある画素について、（蛍光画像の画素の輝度値／参照画像の画素の輝度値）と閾値ａとの比較が行われる。（蛍光画像の画素の輝度値／参照画像の画素の輝度値）＜ａであれば（Ｓ３１５：ＹＥＳ）、ステップＳ３１７に進み、フレームバッファに蓄積されている正規化されていない参照画像の比較を行った画素を赤色の画素に置き換え、次いでステップＳ３２０に進む。一方、（蛍光画像の画素の輝度値／参照画像の画素の輝度値）≧ａであれば（Ｓ３１５：ＮＯ）、ステップＳ３１６に進む。
【００６４】
ステップＳ３１６では、ステップＳ３１５で比較を行った座標について、（蛍光画像の画素の輝度値／参照画像の画素の輝度値）と閾値ｂとの比較が行われる。（蛍光画像の画素の輝度値／参照画像の画素の輝度値）＜ｂであれば（Ｓ３１６：ＹＥＳ）、ステップＳ３１８に進み、フレームバッファに蓄積されている正規化されていない参照画像の、比較を行った画素を黄色の画素に置き換え、次いでステップＳ３２０に進む。一方、（蛍光画像の画素の輝度値／参照画像の画素の輝度値）≧ｂであれば（Ｓ３１６：ＮＯ）、そのままステップＳ３２０に進む。
【００６５】
ステップＳ３２０では、座標（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を対角線とする矩形領域内の全ての画素について、ステップＳ３１５〜Ｓ３１８の処理が行われたかどうかの判定が行われる。全ての画素について処理が行われたのであれば（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、ステップＳ３２１に進み、まだ未処理の画素が残っていれば（Ｓ３２０：ＮＯ）ステップＳ３１５に戻り、未処理の画素について引き続きステップＳ３１５〜Ｓ３１８の処理を行う。
【００６６】
ステップＳ３２１の実行時は座標（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を対角線とする矩形領域内の全ての画素について、ステップＳ３１５〜Ｓ３１８の処理が完了している。この時、フレームバッファ内の参照画像は、
・特に危険な患部：赤
・やや危険な患部：黄色
・健常部：モノクロ
と色分けされた患部強調画像となっている。ステップＳ３２１では、フレームバッファの参照画像を患部強調画像としてメモリ３０３の他のアドレスにコピーする。このコピーされた患部強調画像は図３のステップＳ２０８にてビデオ信号に変換され、画像切替機４００に出力される。
【００６７】
次いでステップＳ３２２に進み、フレームバッファの内容をクリアし、本ルーチンを終了する。
【発明の効果】
以上のように、本発明の診断システムによれば、電子内視鏡に使用されているＣＣＤの種類に応じて患部抽出のための画像処理を行う領域や画像処理の方法を変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による診断システムを模式的に示した概略図である。
【図２】本発明の実施の形態の通常観察用プロセッサのメインルーチンのフローである。
【図３】本発明の実施の形態の蛍光観察用プロセッサのメインルーチンの動作フローである。
【図４】本発明の実施の形態の蛍光観察用プロセッサの画像処理ルーチンの動作フローである。
【符号の説明】
１診断システム
１００電子内視鏡
１０４ＣＣＤ
１０５メモリ
２００通常観察用プロセッサ
２０１システムコントロール
３００蛍光観察用プロセッサ
３０１システムコントロール
３０２蛍光画像処理回路
３０３メモリ
３０４蛍光光源部
４００画像切替機
５００モニタ

Claims

ＣＣＤを備えた電子内視鏡と、
前記電子内視鏡によって観察される体腔内に励起光、第１の参照光、及び該第１の参照光よりも低光量の第２の参照光を照射可能な蛍光観察用光源と、
前記ＣＣＤからの映像信号映像信号を処理してビデオ信号を出力する電子内視鏡用プロセッサと、
前記電子内視鏡に備えられたＣＣＤの種類を検知するＣＣＤ検出手段と、
前記電気内視鏡用プロセッサからのビデオ信号を処理して、前記励起光を前記体腔に照射して得られる蛍光画像、前記第１の参照光を前記体腔に照射して得られる第１の参照画像、及び前記第２の参照光を前記体腔に照射して得られる第２の参照画像を取得し、前記第１の参照画像と第２の参照画像のいずれか一方及び前記蛍光画像を処理して自家蛍光診断用のデータを生成する画像処理装置と、
前記第１の参照画像が飽和しているかどうかを判定する飽和判定手段と、を有し、
前記画像処理装置は前記ＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて異なる画像処理を行うと共に、前記第１の参照画像が飽和していないと前記飽和判定手段が判定した時は前記蛍光画像と前記第１の参照画像から前記自家蛍光診断用のデータを生成し、前記第１の参照画像が飽和していると前記飽和判定手段が判定した時は前記蛍光画像と前記第２の参照画像から前記自家蛍光診断用のデータを生成することを特徴とする、自家蛍光を用いた診断システム。
前記画像処理装置は前記ＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて、蛍光画像および参照画像のうち画像処理を行う領域を変更することを特徴とする、請求項１に記載の診断システム。
前記画像処理を行う領域は、前記ＣＣＤの受光面に相当する動画領域であることを特徴とする、請求項２に記載の診断システム。
前記画像処理装置は前記ＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて、前記蛍光画像と前記参照画像の少なくとも一方の補正方法を変更することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載の診断システム。
前記画像処理装置は前記蛍光画像と前記参照画像の少なくとも一方をルックアップテーブルを用いて補正し、前記ＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて補正に用いるルックアップテーブルを変更することを特徴とする、請求項４に記載の診断システム。
前記画像処理装置は前記蛍光画像と前記参照画像の少なくとも一方を画像変換関数を用いて補正し、前記ＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて補正に用いる画像変換関数を変更することを特徴とする、請求項４に記載の診断システム。
前記画像処理装置は前記参照画像に対する前記蛍光画像の輝度値の比を画像処理を行う各画素について演算し、前記比が閾値未満となる画素を患部として抽出し、前記ＣＣＤ検出手段の検出結果に応じて前記閾値を変更することを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれかに記載の診断システム。
前記画像処理装置は前記比が第１の閾値未満のときにその画素を危険な患部であると判定し、前記比が前記第１の閾値以上かつ第２の閾値未満のときにその画素をやや危険な患部であると判定することを特徴とする、請求項７に記載の診断システム。
前記ＣＣＤ検出手段は、前記電子内視鏡に具備された記憶手段に記憶された情報を用いて前記ＣＣＤの種類を検知することを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれかに記載の診断システム。
前記記憶手段に記憶された情報は、前記電子内視鏡の種別を示す情報を含むことを特徴とする、請求項９に記載の診断システム。
撮像素子を有する電子内視鏡が観察する体腔内に励起光、第１の参照光、及び該第１の参照光よりも低光量の第２の参照光を照射可能な蛍光観察用光源と、
前記励起光、前記第１の参照光、および前記第２の参照光によって得られた映像信号が入力される映像信号入力手段と、
前記電子内視鏡が具備する撮像素子の種別情報が入力される機種情報入力手段と、
画像処理用パラメータが前記各撮像素子の種類毎に格納された記憶手段と、
前記第１の参照光によって得られた映像信号に対応する第１の参照画像が飽和しているかどうかを判定する飽和判定手段と、
前記機種情報入力手段に入力された前記撮像素子の種別情報に対応する前記パラメータに基づいて前記撮像素子からの映像信号を処理してビデオ信号を出力する画像処理手段と、
を有し、
前記画像処理手段は、前記第１の参照画像が飽和していないと前記飽和判定手段が判定した時は前記励起光によって得られた映像信号と前記第１の参照光によって得られた映像信号を処理して得られるビデオ信号を出力し、前記第１の参照画像が飽和していると前記飽和判定手段が判定した時は前記励起光によって得られた映像信号と前記第２の参照光によって得られた映像信号を処理して得られるビデオ信号を出力することを特徴とする、蛍光観察用プロセッサ。