被检体观察系统以及方法_4

文档序号:9307453阅读:来源:国知局
作为第二照 明光P2射出。第二照明光P2被照射到被检体Q,在该被检体Q上形成照射区域S。
[0127] 摄像部30对来自第二照明光P2所照射的被检体Q的照射区域S的反射光F进行 摄像,输出BGR的每像素的像素信号。
[0128] 图像处理部31在特殊光观察模式时,在第二激光二极管6点亮时,按照在该点亮 的定时从系统控制部4输出的表示用于将每帧的反射光图像保存在第二帧存储器33的保 存目的地的保存帧信号FM,输入通过摄像部30的摄像取得的BGR的各像素信号。图像处理 部31基于BGR的各像素信号电平按每帧生成反射光图像,按每帧将反射光图像保存在第二 帧存储器33中。
[0129] 之后,在特殊光观察模式下,由于第一和第二激光二极管4、5交替地依次反复点 亮,所以在第一激光二极管5点亮时,被检体Q的反射光图像被保存在第一帧存储器32中。 在将第二激光二极管6点亮时,被检体Q的反射光图像被保存在第二帧存储器33中。即, 第一激光二极管5点亮时,在该点亮的定时,在摄像部30的曝光期间中生成的反射光图像 被保存在第一帧存储器32中。第二激光二极管6点亮时,在该点亮的定时,在摄像部30的 曝光期间中生成的反射光图像被保存在第二帧存储器33中。
[0130] 接着,对高对比度的特殊光图像能够得到的作用进行说明。
[0131] 被检体Q中,存在血管K和例如粘膜等生物体组织这样的至少光的吸收特性不同 的2种组织。
[0132] 图7表示成为在生物体组织中的血管K内流动的血红蛋白的吸收强度的指标的吸 收系数。在波长区域380nm~780nm的可视光区域,血红蛋白在波长415nm附近(Ahl)和 波长540nm附近(Ah2)的不同的各波长处具有吸收强度峰值。具有波长415nm(Ahl)附 近的吸收强度最大的性质。
[0133] 通常,作为内窥镜等的特殊光观察的NBI观察将包含波长415nm附近(Ahi)和波 长540nm附近(Xh2)的各波长区域的2个波长的光、例如大约波长区域400nm~440nm的 光和大约波长区域525nm~555nm的光作为照明光P(观察光)使用。NBI观察是利用该波 长的光从生物体组织表面向内部侵入的光的深度、和各波长的光的散射特性具有不同性质 这一情况,将血管K等对比度良好地观察,从而使癌等的发现容易的技术(特殊光观察)。
[0134] 本实施方式中的第一照明光P1,将中心波长415nm(A1)的蓝紫激光作为1次光, 该蓝紫激光在生物体组织的比较表层部被吸收散射,所以在作为被检体Q的生物体组织的 表面附近的血管K的观察中是有效的。
[0135] 第二照明光P2包含通过中心波长445nm(A2)的蓝色激光和在波长565nm附近具 有峰值的黄色荧光(X3)而成为白色光的成分。黄色荧光是宽阔的光谱,包含波长540nm 附近的光。
[0136] 黄色荧光中包含的波长540nm附近的光在向生物体组织照射时一边被某种程度 散射一边相比于波长415nm(A1)的光行进到生物体组织的皮下深处,被皮下的血管K等吸 收散射,所以在皮下组织的血管K的观察中是有效的。优选的是,黄色荧光的成分的峰值波 长A3存在于绿色区域的相对于血红蛋白的吸收峰值波长540nm的吸收系数为2分之1以 上的吸收系数的波段内成为在皮下组织的血管K的观察中被吸收的比例增加、和G像素的 灵敏度增加的方向,所以能够得到对比度高的图像。
[0137] 另一方面,血红蛋白的吸收特性表现出从波长415nm附近(Ahl)随着朝向长波长 侧而吸收强度急剧降低的倾向。例如,在将波长450nm的吸收系数与波长415nm(Ahl)相 比较的情况下,吸收强度以波长差35nm降低到大约1/5。
[0138] 相对于此,被检体Q内的生物体组织多呈现肤色至红色。被检体Q内的生物体组 织的吸收特性例如如在图7中例示的那样,从蓝色区域到红色区域中吸收系数缓慢下降, 还存在在蓝色区域的波长415nm附近(Ahi)比血红蛋白的吸收系数小、在波长450nm附近 比血红蛋白的吸收系数大的组织。
[0139] 为了高对比度地观察血管K,作为观察光,对于在第二照明光P2中包含的中心 波长445nm(A2)的蓝色激光,血红蛋白相对于生物体组织需要增加被吸收的蓝色区域的 光量的比例。因此,使血红蛋白的吸收系数比生物体组织的吸收系数大的波长415nm附 近(Mil)的第一光量多于上述血红蛋白的吸收系数比生物体组织的吸收系数小的波长 450nm附近的第二光量。
[0140] 在图像取得中使用的摄像部30的CCD的B像素,与如上述那样血红蛋白的吸收系 数比生物体组织的吸收系数大的波长415nm(A1)附近相比,波长450nm附近的灵敏度较 高大约为2倍左右。因此,从波长450nm向长波长侧的作为蓝色区域的波长区域450nm~ 480nm的光量只要是波长415nm附近的波长区域400nm~440nm的光量的2分之1左右的比 率,则如上述那样,B像素的灵敏度较高大约为2倍左右。由此,与波长415nm( A 1)的光量 相比,波长区域450nm~480nm的光量变多。因此,该波长区域450nm~480nm的光量(波 长445nm(A2)的蓝色激光的附近的波长)在提高对比度时作为图像噪声带来影响。S卩,在 观察被检体Q的表面附近的血管K(血红蛋白流动)时,受到由于生物体组织的吸收产生的 图像噪声的影响。
[0141] 为了降低图像噪声,将波长区域450nm~480nm的光量抑制为波长区域400nm~ 440nm的光量的5分之1以下是有效的。若使波长区域450nm~480nm的光量为波长区域 400nm~440nm的光量的10分之1以下,则除了图像噪声降低以外,还能够得到对比度高的 图像。
[0142] 接着,说明基于照射了第一照明光P1时保存在第一帧存储器32中的反射光图像、 和照射了第二照明光P2时保存在第二帧存储器33中的反射光图像生成特殊光观察图像的 动作。
[0143] 第一照明光P1或第二照明光P2被照射到被检体Q时,第一照明光P1和第二照明 光P2分别由于被检体Q上的照射区域S内的血管K、生物体组织的吸收特性而一部分被吸 收,剩余的一部分被散射、反射,被摄像部30的B像素、G像素和R像素受光。
[0144]B像素的受光灵敏度特性存在于波长区域380nm~540nm。在照射了第二照明光 P2时B像素受光的反射光F对应于作为第二1次光的蓝色激光(A2)和黄色荧光(A3)的 短波长区域部分。但是,B像素由于波长520nm附近的灵敏度低,所以由B像素受光的成分 主要为蓝色激光。
[0145]第二照明光P2中包含的作为1次光的蓝色激光(A 2)如上述那样在特殊光观察 中成为图像噪声的原因。
[0146]在照射了第一照明光P1时B像素受光的反射光F成为作为1次光的蓝紫激光 (入1)。由B像素受光的成分成为蓝紫激光。蓝紫激光(A1)如上述那样在血红蛋白的第一 个吸收峰值即波长415nm附近(Ahl)具有强度,在生物体组织的比较表层部被吸收散射。
[0147] 由此,照射第一照明光P1而取得并保存在第一帧存储器32中的每帧的反射光图 像中,作为B像素的信息而保存有与组织的表面附近的血管K的状况有关的信息。通过该 第一照明光P1的照射取得的该每帧的反射光图像中,作为B像素的信息,不包含第二照明 光P2中包含的1次光即蓝色激光(A2)的反射光F的信息,由于血红蛋白以外的生物体组 织的蓝色激光的吸收而产生的噪声的影响能够降低。
[0148]图8表示G像素的受光灵敏度特性和黄色荧光(A3)的波长光谱的相重叠的第二 狭波段光谱要素所对应的部分IG像素的受光灵敏度特性存在于波长区域460nm~640nm。 在照射了第二照明光P2时G像素受光的反射光F对应于黄色荧光(A3)的强度峰值附近 的波长区域。G像素的受光灵敏度特性和黄色荧光(A3)的波长光谱的相重叠的部分M被 G像素取入。
[0149] 在波长565nm附近具有峰值的黄色荧光(A3)的强度谱的短波长端被夹在G像素 的受光灵敏度特性中。如图8所示那样,G像素的受光灵敏度特性和黄色荧光(A3)的波 长光谱的相重叠的部分M成为比各自具有的波长光谱狭的特性,对应于第二狭波段光谱要 素。
[0150] 第二狭波段光谱要素的部分M在血红蛋白的第二个吸收峰值即波长540nm附近 (Ah2)具有强度。第二狭波段光谱要素的部分M中,该波长的光如上述那样在向生物体组 织照射时一边被某种程度散射,一边与波长415nm(Ahl)的光相比行进到皮下深处,被皮 下的血管K等吸收散射,所以在皮下组织的血管K的观察中是有效的。
[0151] 在照射了第一照明光P1时,在具有G像素的受光灵敏度的波长区域不具有强度, 所以通过G像素不将反射光F受光。
[0152]G像素的长波长边界值存在于黄色荧光(A3)的短波长边界值与长波长边界值之 间,G像素的短波长边界值存在于比黄色荧光(A3)的短波长边界值靠短波长侧。不限于 此,也可以使G像素的短波长边界值存在于黄色荧光(A3)的短波长边界值与长波长边界 值之间,使G像素的长波长边界值存在于比黄色荧光的长波长边界靠长波长侧。
[0153] 另一方面,R像素的受光灵敏度特性存在于波长区域540nm~720nm。第二照明光 P2的黄色荧光(A3)的长波长区域还包含波长580nm以上的红色区域成分。因而,R像素 主要将该第二照明光P2的红色区域成分受光。在照射了第一照明光P1时,R像素由于相对 于该第一照明光P1中包含的波长区域不具有受光灵敏度的强度,所以不将反射光F受光。
[0154] 被摄像部30的CCD受光的BGR的各像素信号被向图像处理部31传送。图像处理 部31在作为观察模式信息M而输入特殊光观察模式的情况下,按照从系统控制部4输出的 保存帧信号FM,每当将第一照明光P1向被摄体Q照射则按照对应的每帧生成反射光图像并 保存到第一帧存储器32中,并且每当将第二照明光P2向被摄体Q照射则按对应的每帧生 成反射光图像并保存到第二帧存储器33中。保存帧信号FM表示用于将每帧的反射光图像 交替地依次保存到第一和第二帧存储器32、33中的保存目的地。第一和第二照明光P1、P2 交替地依次点亮。
[0155] 具体而言,在特殊光观察模式时,图像处理部31将每当将蓝紫色激光(A1)的第 一照明光P1向被摄体Q照射而从摄像部30的B像素输出的像素信号保存到第一帧存储器 32中。图像处理部31将每当将狭波段的蓝色激光(A2)的第二照明光P2向被摄体Q照射 而从摄像部30的G像素输出的像素信号保存到第二帧存储器33中。
[0156]图像处理部31将第一帧存储器32中保存的B像素的像素信号读出,并且将第二 帧存储器33中保存的G像素的像素信号读出,将B像素的像素信号和G像素的像素信号发 送至运算器34。
[0157] 运算器34将从第一帧存储器32读出的B像素的像素信号分配给用于向图像显示 部35发送的图像信息的B像素和G像素,并且将从第二帧存储器33读出的G像素的像素 信号分配给用于向图像显示部35发送的图像信息的R像素,基于规定的图像处理生成特殊 光观察图像。
[0158] 特殊光观察图像利用照明光P所包含的成分之中、第一照明光P1所包含的蓝色区 域和第二照明光P2所包含的绿色区域而被生成。
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