医用图像处理装置以及其工作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于显示对被检体内的观察对象摄像而得到的医用图像的医用图像 处理装置W及其工作方法。
【背景技术】
[0002] 由于在近年来的胃癌诊断中，可W说胃癌的产生与幽口螺杆菌的有无密切相关 (1994年，世界卫生组织(WHO)将幽口螺杆菌认定为致癌因素），因此通过对幽口螺杆菌除菌 来减少胃癌。另外，在进行了幽口螺杆菌的除菌的情况下，还检查幽口螺杆菌的除菌是否成 功。
[0003] 关于幽口螺杆菌的感染、未感染的检查，除了血液检查等W外，还使用具备光源装 置、内窥镜、处理器装置的内窥镜系统进行。在内窥镜系统中，从内窥镜对观察对象照射照 明光，基于该照明光下用内窥镜的摄像元件对照明中的观察对象摄像而得到的RGB图像信 号，将观察对象的图像显示在监视器上。在监视器上的图像中确认到弥漫性发红的情况下， 幽口螺杆菌存在的可能性较高，诊断为易于引发癌症的状态。
[0004] 另外，还已知幽口螺杆菌的存在和IHb(也称作血红蛋白指数，WG图像信号和R图 像信号的G/^比表征)有关联性(参考特开2003-220019号公报）。在该特开2003-220019号公 报中，作为幽口螺杆菌的除菌成功与否的指标，使用I化。根据该特开2003-220019号公报， 在I化大于阔值「59」的情况下，诊断为仍感染幽口螺杆菌，幽口螺杆菌的除菌未成功，另一 方面在Mb小于阔值「59」的情况下，诊断为幽口螺杆菌的除菌成功。
[0005] 如图30所示那样，在由纵轴BAi比（B图像信号与G图像信号的比率）、横轴G/^比形 成的特征空间中，在未感染幽口螺杆菌的情况下，在「A」的范围分布，在感染幽口螺杆菌的 情况下，在「B」的范围分布，在幽口螺杆菌的除菌成功的情况下，在「C」的范围分布。在该特 征空间上，关于「A」、「B」和「C」，由于有时分别混合存在，因此有仅W表示Mb的横轴G/^比的 值难W分清「A」、「B」和「C」的情况。因此，要求W取代I化的方法进行图像显示，W便能够区 分感染幽口螺杆菌的情况和幽口螺杆菌的除菌成功的情况。
【发明内容】
[0006] 本发明目的在于，提供生成能分别分清未感染幽口螺杆菌的情况、感染幽口螺杆 菌的情况、和幽口螺杆菌的除菌成功的情况的图像的医用图像处理装置W及其工作方法。
[0007] 为了达成上述目的，本发明的医用图像处理装置具备：图像信号输入处理部、颜色 信息取得部、角度调整部、和矢径调整部。图像信号输入处理部对第1彩色图像信号进行输 入处理。颜色信息取得部从第1彩色图像信号取得多个颜色信息。角度调整部在由多个颜色 信息形成的特征空间中，进行:对包含穿过作为观察对象的第1范围、第2范围、W及第3范围 当中的第2范围的第1基准线的一定的范围Rlx内的角度基于角度变化率Wlx进行等倍的角 度等倍处理；W及，对成为范围Rlx的范围外的范围Rly内的角度W大于或小于角度变化率 Wlx的角度变化率Wly使其变化的角度扩张或收缩处理。矢径调整部进行:对包含穿过第2范 围且与第I基准线交叉的第2基准线的一定的范围R2x内的矢径基于矢径变化率W2x进行等 倍的矢径等倍处理；W及，对成为范围R2x的范围外的范围3却的矢径W大于或小于所述矢 径变化率W2x的矢径变化率W巧使其变化的矢径扩张或收缩处理。
[000引优选角度变化率WlxW及矢径变化率W2x为1.0倍。角度扩张或收缩处理使范围Rly 当中的位于第1基准线的一方侧的范围的角度和位于另一方侧的范围的角度相对于角度方 向分别远离第1基准线地变化。
[0009] 优选地，在将相对于第1基准线的角度设为0、将相对于第1基准线一方侧的角度0 设为正的角度、将相对于第1基准线另一方侧的角度0设为负的角度时，范围Rlx是角度0从 小于「0」的「-01」到大于「0」的「+02」为止的范围，在范围Rlx中，角度等倍处理前的角度0和 角度等倍处理后的角度e相等，范围Rly由角度0从小于「-01」的「-03」到「-01」为止的角度负 范围、和从「02」到大于「02」的「04」为止的角度正范围构成，在角度负范围中，角度扩张或收 缩处理后的角度0小于角度扩张或收缩处理前的角度0，在角度正范围中，角度扩张或收缩 处理后的角度0大于角度扩张或收缩处理前的角度0。
[0010] 优选地，在角度0大于「04」的情况下，或者在角度小于「-03」的情况下，角度调整部 基于角度变化率Wlx将角度0等倍。
[0011] 优选地，矢径扩张或收缩处理使范围R2y当中位于第2基准线的一方侧的范围的矢 径和位于另一方侧的范围的矢径相对于矢径方向分别远离第2基准线地变化。
[0012] 优选地，在将与第1基准线对应的矢径r设为矢径rc时，范围R2X是矢径r从小于「 rc」的「rl」到大于「rc」的「r2」为止的范围，在范围R2x中，矢径等倍处理前的矢径r和矢径等 倍处理后的矢径r相等，范围由矢径r从小于「rl」的「r3」到「rl」为止的小矢径范围、和 从「r2」到大于「r2」的「r4」为止的大矢径范围构成，在小矢径范围中，矢径扩张或收缩处理 后的矢径r小于矢径扩张或收缩处理前的矢径r，在大矢径范围中，矢径扩张或收缩处理后 的矢径r大于矢径扩张或收缩处理前的矢径r。
[0013] 优选地，在矢径r大于「r4」的情况下，或者在矢径r小于「r3」的情况下，矢径调整部 基于矢径变化率W2X将矢径r等倍。
[0014] 优选地，在相对于第1基准线一方侧有第1范围，在另一方侧有第3范围。优选地，在 相对于第2基准线一方侧有第1范围，在另一方侧有第3范围。
[0015] 优选地，第1彩色图像信号为3色的图像信号，多个颜色信息是3色的图像信号的当 中的2色的图像信号间的第1信号比、和与第1信号比不同的2色的图像信号间的第2信号比， 特征空间是由所述第1信号比和第2信号比形成的信号比空间。
[0016] 优选地，特征空间是由多个颜色信息的颜色差信号Cr、Cb形成的化Cr空间、或者由 多个颜色信息的CIE Lab空间的色调的要素护形成的ab空间的任一者。
[0017] 优选地，通过角度等倍处理、角度扩张或收缩处理、矢径等倍处理、W及矢径扩张 或收缩处理，第2范围维持由H(色相)和彩度(S)构成的HS空间中的位置，第1范围和第3范围 在HS空间中相对于色相方向和彩度方法分别向不同的方向移动。
[0018] 优选地，具有:彩色图像信号变换部，其将进行角度等倍处理、角度扩张或收缩处 理、矢径等倍处理、W及矢径扩张或收缩处理后的多个颜色信息变换为第2彩色图像信号； 和明亮度调整部，其根据从第1彩色图像信号得到的第1明亮度信息W及从第2彩色图像信 号得到的第2明亮度信息来调整第2彩色图像信号的像素值。
[0019] 本发明的医用图像处理装置的工作方法具备:输入步骤、颜色信息取得步骤、角度 等倍/变更步骤、和矢径等倍/变更步骤。在输入步骤中，图像信号输入处理部对第1彩色图 像信号进行输入处理。在颜色信息取得步骤中，颜色信息取得部从第1彩色图像信号取得多 个颜色信息。在角度等倍/变更步骤中，角度调整部在由多个颜色信息形成的特征空间中， 进行:对包含穿过作为观察对象的第1范围、第2范围、W及第3范围当中的第2范围的第1基 准线的一定的范围RlX内的角度基于角度变化率WlX进行等倍的角度等倍处理；W及，对成 为范围Rlx的范围外的范围Rly内的角度W大于或小于角度变化率Wlx的角度变化率Wly使 其变化的角度扩张或收缩处理。在矢径等倍/变更步骤中，矢径调整部进行:对包含穿过第2 范围且与第1基准线交叉的第2基准线的一定的范围R2X内的矢径基于矢径变化率W2X进行 等倍的矢径等倍处理；W及，对成为范围R2X的范围外的范围3却内的矢径W大于或小于矢 径变化率W2x的矢径变化率W巧使其变化的矢径扩张或收缩处理。
[0020] 发明的效果
[0021] 根据本发明的医用图像处理装置W及其工作方法，能生成能分别分清未感染幽口 螺杆菌的情况、感染幽口螺杆菌的情况、和幽口螺杆菌的除菌成功的情况的图像。
【附图说明】
[0022] 图1是第IA实施方式的内窥镜系统的外观图。
[0023] 图2是表示第IA实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
[0024] 图3是表示紫色光V、蓝色光B、绿色光G、W及红色光R的发光光谱的图表。
[0025] 图4是表示特征空间为信号比空间的情况下的特殊图像处理部的功能的框图。
[0026] 图5是表示角度0的调整方法的说明图。
[0027] 图6是表示角度0与角度变化率的关系的图表。
[0028] 图7是表示角度0与角度E0的关系的图表。
[0029] 图8(A)是表示信号比空间用的角度等倍处理W及角度扩张或收缩处理前的状态 的说明图，（B)是表示信号比空间用的角度等倍处理W及角度扩张或收缩处理后的状态的 说明图。
[0030] 图9是表示矢径r的调整方法的说明图。
[0031] 图10是表示矢径r与矢径变化率的关系的图表。
[0032] 图11是表示矢径r与矢径化的关系的图表。
[0033] 图12(A)是表示信号比空间用的矢径等倍处理W及矢径扩张或收缩处理前的状态 的说明图，（B)是表示信号比空间用的矢径等倍处理W及矢径扩张或收缩处理后的状态的 说明图。
[0034] 图13是表示使用特殊观察模式进行观察对象的观察的一系列的流程的流程图。
[0035] 图14是表示HS空间中的角度等倍处理、角度扩张或收缩处理、矢径等倍处理、W及 矢径扩张或收缩处理的前后的第1范围、第2范围、第3范围的分布的说明图。
[0036] 图15是表示特征空间为Cb化空间的情况下的特殊图像处理部的功能的框图。
[0037] 图16是表示特征空间（CbCr空间）中的第1范围（B)、第2范围（C)、第3范围(A)的分 布的说明图。
[0038] 图17是表示进行化Cr空间用的角度等倍处理W及角度扩张或收缩处理之前和之 后的第I范围(B)、第2范围(C)、第3范围(A)的分布的说明图。
[0039] 图18是表示进行化Cr空间用的矢径等倍处理W及矢径扩张或收缩处理之前和之 后的第1范围(B)、第2范围(C)、第3范围(A)的分布的说明图。
[0040] 图19是表示特征空间为ab空间的情况下的特殊图像处理部的功能的框图。
[0041] 图20(A)是表示ab空间用的角度等倍处理W及角度扩张或收缩处理前的状态的状 态的说明图，（B)是表示ab空间用的角度等倍处理W及角度扩张或收缩处理后的状态的说 明图。
[0042] 图21(A)是表示ab空间用的矢径等倍处理W及矢径扩张或收缩处理前的状态的说 明图，（B)是表示ab空间用的矢径等倍处理W及矢径扩张或收缩处理后的状态的说明图。
[0043] 图22是表示第2实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
[0044] 图23是表示白色光的发光光谱的图表。
[0045] 图24是表示特殊光的发光光谱的图表。
[0046] 图25是表示第3实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
[0047] 图26是表示旋转滤光器的俯视图。
[0048] 图27是表示第4实施方式的胶囊内窥镜系统的功能的图。
[0049] 图28是表示和图3不同的紫色光V、蓝色光B、绿色光G、W及红色光R的发光光谱的 图表。
[0050] 图29是表示使用二维LUT的情况下的特殊图像处理部的功能的框图。
[0051] 图30是在特征空间（纵轴BAi比、横轴G/^比）上示出未感染幽口螺杆菌的情况下的 坐标的分布(A)、感染幽口螺杆菌的情况下的分布(B)、和幽口螺杆菌的除菌成功的情况下 的坐标的分布(C)的说明图。
【具体实施方式】
[0052] [第IA实施方式]
[0053] 如图1所示那样，第IA实施方式的内窥镜系统10具有：内窥镜12、光源装置14、处理 器装置16、监视器18、和控制台19。内窥镜12与光源装置14光学连接，并与处理器装置16电 连接。内窥镜12具有:插入到被检体内的插入部12a、设于插入部12a的基端部分的操作部 12b、和设于插入部12a的前端侧的弯曲部12cW及前端部