专利名称：内窥镜装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能够同时获取血管深度信息和分光推断信息的内窥镜装置。
背景技术：
近年来，活用能够进行将特定的较窄的波长频带光(窄频光)作为照明光照射于活体的粘膜组织并得到活体组织的所希望深度的组织信息的所谓特殊光观察的内视镜装置。根据该特殊光观察，能够简单可见在粘膜层或粘膜底层发生的新生血管的表层微细结构、病变部的强调等在通常的观察图像中无法得到的活体信息。例如，当观察对象为癌 病变部时，通过将适于观察表层组织的蓝色(B)窄频光与适于观察中层组织及表层组织的绿色(G)窄频光照射于粘膜组织，从而能够更详细地观察组织表层的微细血管或微细结构的状态，因此能够更准确地诊断病变部。并且，一直以来活用能够由通过通常光观察得到的白色图像根据预定算法进行分光推断并得到具备预定波长频带的信息的分光推断图像的内窥镜装置(专利文献I)。专利文献I :日本专利第4504324号公报根据分光推断图像(分光图像)，容易观察粘膜的凹凸形状或组织的褪色程度，并与前述相同地能够更准确地诊断病变部。并且，若为血管深度图像，例如强调表层血管部分的血管深度图像，则能够更好地观察有助于癌诊断的呈褐色区域等的表层血管的状态。但是，关于同时获取血管深度信息与分光推断信息，由于具备通过由窄频光源照射预定窄频光并使荧光体发出荧光来照射虚拟白光的光源装置的内窥镜装置中，作为窄频光的B光成分较强，分光推断时B图像信号呈饱和状态，因此很难获取血管深度信息的同时进行分光推断。并且，当为前述光源装置时，在计算血管深度信息时也因窄频光的B光成分加上荧光的B光成分，因此很难计算与用单个窄频光提取血管深度信息相比精确度更高的血管深度信息。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够通过同时获取精确度较高的血管深度信息与分光推断信息，并同时生成、显示血管深度图像与分光图像来更准确地诊断病变部的内窥镜
>J-U装直。为了解决上述课题，提供一种内窥镜装置，其特征在于，具备光源装置，其包含光源及荧光体，且照射由窄频光和荧光组成的照明光，所述光源照射根据作为被摄物的活体的结构或成分的分光光谱特性被窄频化且具有预定波长频带宽的窄频光，所述荧光体通过所述窄频光激发并发出预定荧光；内窥镜主体，其向所述被摄物照射所述照明光，且具有通过所述照明光从所述被摄物的回光进行拍摄并输出图像信号的摄像元件；及处理器装置，其具有将所述图像信号分离成与所述窄频光对应的第I图像信号和与所述荧光对应的第2图像信号的信号分离部、根据所述第I图像信号及第2图像信号计算血管深度信息的血管深度信息计算部、根据所述第2图像信号计算分光推断信息的分光推断信息计算部、及由所述第I图像信号、所述第2图像信号、所述血管深度信息及所述分光推断信息生成摄像图像的图像处理部。并且，优选所述图像信号由按照所述摄像元件的分光灵敏度特性输出的B图像信号、G图像信号及R图像信号构成，所述信号分离部具备信号推断构件和校正运算构件，通过所述信号推断构件由所述图像信号的G图像信号推断与所述荧光对应的B图像信号，通过所述校正运算构件进行所述图像信号的B图像信号除与所述荧光对应的B图像信号的运算，由此将所述图像信号分离成与所述窄频光对应的所述第I图像信号和与所述荧光对应的所述第2图像信号。并且，优选所述血管深度信息计算部具备记录所述第I图像信号与所述G图像信号之比(B/G比)及血管深度的对应的深度信息表，根据所述B/G比和所述深度信息表计算所述血管深度信息。
并且，优选所述图像处理部具备根据所述&/6比生成血管深度图像的血管深度图像生成构件。并且，优选所述分光推断信息为用于由所述第2图像信号生成分光图像信号的矩阵信息，所述分光推断信息计算部通过计算所述分光推断信息而由所述第2图像信号生成所述分光图像信号。并且，优选所述图像处理部具备由所述分光图像信号生成具有不同波长频带的信息的多个分光图像的分光图像生成构件。并且，优选所述多个分光图像为波长频带以5nm间隔不同的分光图像。并且，优选所述光源为中心发光波长为445nm的蓝色激光光源。另外，优选所述处理器装置进一步具有根据所述图像信号生成通常光观察图像的通常光观察图像生成部和显示所述处理器装置生成的图像的显示装置。并且，优选具有多个所述显示装置，在至少I个所述显示装置上显示至少I个包含所述血管深度图像及所述分光图像的特殊光观察图像，在其他至少I个所述显示装置上显示所述通常光观察图像。另外，优选所述处理器装置具有控制所述显示装置上的图像显示的控制部，并且，所述处理器装置中设定有如下显示模式中的至少2个模式，即仅将通常光观察图像显示于所述显示装置上的显示模式、仅将特殊光观察图像显示于所述显示装置上的显示模式、将通常光观察图像及特殊光观察图像或2种不同的特殊光观察图像两者均显示于所述显示装置上的显示模式、显示通常光观察图像及特殊光观察图像或2种不同的特殊光观察图像两者且可切换显示范围的显示模式、及切换显示通常光观察图像及特殊光观察图像或2种不同的特殊光观察图像显示模式，此外，具有所述显示模式的选择构件。发明效果根据本发明，由于在内窥镜观察时能够同时获取血管深度信息与分光推断信息，并同时生成、显示血管深度图像与分光图像，因此能够更准确地诊断病变部。
图I是表示本发明所涉及的内窥镜装置的一例的外观图。图2是概括示出图I所示的内窥镜装置的结构的块图。图3是表示图2所示的摄像元件的彩色滤波器的一例的概念图。图4是表示图2所示的光源装置的波长分布的图表。图5是表示图3的彩色滤波器的分光灵敏度特性的图表。图6是表示作为被检体的活体的分光反射率的图表。图7是概括示出图I所示的内窥镜装置的信号处理系统的块图。图8是说明图7所示的信号分离部的作用的概念的说明图。图9是表示图7所示的血管深度信息计算部所具备的血管深度表的图表。图10是图7的血管深度图像生成部中的血管深度图像生成的说明图。
具体实施例方式以下，根据附图所示的优选实施方式对本发明所涉及的内窥镜装置进行详细说明。图I中示出表示本发明的内窥镜装置10的结构的外观图，图2中示出概括表示图I所示的内窥镜装置的结构的块图。如图I所示，内窥镜装置10作为一例具有内窥镜12、进行内窥镜拍摄的图像的处理等的处理器装置14、及供给用于进行内窥镜12中的观察(拍摄)的照明光的光源装置16而构成。并且，处理器装置14具有显示内窥镜拍摄的图像的显示装置18和用于输入各种指示等的输入装置20 (显示装置18与输入装置20相连接)。另外，本发明的内窥镜装置10还可具有输出内窥镜拍摄的图像以作为硬拷贝的打印机(记录装置)。如图I所示，内窥镜12为利用CXD传感器48等摄像元件对图像进行光电拍摄的电子内窥镜。该内窥镜12与一般内窥镜相同地具有插入部26、操作部28、通用软线30、连接器32及视频连接器36。进行一般观察时(诊断时)，内窥镜12分别将视频连接器36连接于处理器装置14的连接部，将连接器32连接于光源装置16的连接部16a。另外，与一般内窥镜相同地在连接器32上连接进行观察部位的吸引或送气的吸引部或者用于向观察部位喷射水的供水
百P -rf* o另外，与一般内窥镜相同，内窥镜12的插入部26具有基端侧的长形软性部38、配置CCD传感器48等的前端的探测部(内窥镜前端部)42、及软性部38和探测部42之间的弯曲部(角部)40，另外，操作部28上设有使弯曲部40弯曲的操作钮28a等。如图2中概括示出，探测部42上配设拍摄透镜46、(XD传感器(摄像元件)48、彩色滤波器48a、照明用透镜50及用于保护光纤52或透镜等的盖玻片(省略图示)等。并且，作为光源装置16的一部分的荧光体24配置在光纤52的前端。荧光体24包含吸收B光的一部分并激发发出绿色 黄色的多种荧光体(例如YAG系荧光体或BAM(BaMgAl10O17)等荧光体)而构成。由此，以B光为激发光的绿色 黄色荧光体和未经荧、光体24吸收而透射的B光相结合成为虚拟白光。另外，虽然省略图示，但内窥镜12上还设有用于插通钳子等各种处置工具的钳子通道及钳子口以及用于进行吸引、送气、送水等的送气/送水通道及送气/送水口。钳子通道通过弯曲部40及软性部38连通于设在操作部28的钳子插入口，送气/送水通道通过弯曲部40、软性部38、操作部28及通用软线30连通于与连接器32的吸引部、送气部及送水部的连接部。光纤52通过弯曲部40、软性部38、操作部28及通用软线30插通至与光源装置16连接的连接器32。后述的光源装置16照射的窄频光从连接器32入射于光纤52，由光纤52传播，在探测部42中从光纤52的前端部入射于设置在其端部的荧光体24，并使荧光体24激发发光。被激发发光的荧光与所述窄频光一同入射于照明用透镜50，并通过照明用透镜50作为 照明光照射于观察部位。另外，在本发明中，不管是否为所述窄频光与所述荧光，只要是照射于观察部位的光就是照明光。并且，被照射照明光的观察部位的图像通过摄像透镜46成像在CXD传感器48的受光面上。在此，在本发明中，在内窥镜12中使用的CCD传感器48为如图2所示具备彩色滤波器48a，如图3所示在各像素中设有B(蓝)滤波器、G(绿)滤波器及R(红)滤波器中的任一种，将入射的光分光为B光、G光及R光来进行测光的彩色CCD传感器。换言之，在本发明的内窥镜装置10中的内窥镜12中使用的CCD传感器48为将通过彩色滤波器48a A射的光分光为B光、G光及R光并同时测光的同时式彩色传感器，而不是对入射的光不进行分光而对B光、G光及R光依次进行测光的所谓帧顺序式单色传感器。另外，在本发明中，摄像元件不限定于CXD传感器48，若为CMOS图像传感器等对B光、G光及R光进行分光并同时测光的彩色传感器，则能够利用各种摄像元件。(XD传感器48的输出信号通过信号线从探测部42经弯曲部40、软性部38、操作部28、通用软线30及连接器32送至视频连接器36。在图示例中，视频连接器36上配置AFE(Analog Front End)基板56。AFE基板56上作为一例配置相关双采样电路、放大器(自动增益控制电路)及A/D转换器。CCD传感器48的输出信号在AFE基板56上被进行基于相关双米样的干扰去除和基于放大器的放大，再通过A/D转换器从模拟信号转换成数字信号，并将该信号作为数字图像信号输出于处理器装置14(后述的DSP76)。另外，在本发明的内窥镜装置中，这些处理并非通过视频连接器36进行，可通过连接器32进行或者也可通过处理器装置14进行。如前述，在内窥镜装置10中，内窥镜12的连接器32与光源装置16的连接部16a连接。光源装置16向内窥镜12供给用于进行活体内的观察的照明光。如前述，从光源装置16供给至内窥镜12的窄频光从连接器32入射于光纤52并传播，且在探测部42中从光纤52的前端部入射于设置在其端部的荧光体24，并使荧光体24激发发光。被激发发光的荧光与所述窄频光一同入射于照明用透镜50，并通过照明用透镜50作为照明光照射于观察部位。如在图2中概括示出，在内窥镜装置10中，光源装置16具有光源60、光纤62、前述的连接部16a及前述的荧光体24。光源60为照射中心波长为445nm的窄频光的蓝色激光光源，其激发前述荧光体24并发出荧光，向观察部位照射混合窄频光和荧光的虚拟白色照明光。图4是表示从本发明的内窥镜装置10向观察部位作为照明光照射的光的发光光谱的图表。如前述，图4中为由中心波长为445nm的蓝色激光(B窄频光)和荧光体的荧光组成的混合光。本发明的内窥镜装置10利用前述的蓝色激光和荧光作为照明光，将这些光同时照射于观察部位，并且通过将入射光分光为B光、G光及R光而进行测光的CXD传感器48拍摄观察部位的图像。并且，如在后面详细叙述，内窥镜装置10 (处理器装置14)利用内窥镜12的CXD传感器48拍摄的B图像、G图像及R图像生成通常光观察图像(通常光图像)，再利用CXD 传感器48拍摄的B图像、G图像及R图像生成特殊光观察图像(特殊光图像)。其中，特殊光观察图像是指后述的血管深度图像及分光图像(窄频光图像)。如图5中概括示出，CXD传感器48大多情况下的B、G及R各色像素根据B、G及R各色滤波器特性(彩色滤波器特性)，直到相邻颜色区域具有灵敏度。S卩，对G像素除了入射G频带光还入射R频带光(或其一部分)并被测光。并且，对B像素除了入射B窄频光(蓝色激光)还入射G频带光(或其一部分)并被测光。与此相对，例如通过使B频带的光量高于G频带的光量，能够使B频带光在入射于CXD传感器48的B像素的B频带的光及G频带光中成为主导。同样，通过使G频带光的光量高于R频带光的光量，能够使G频带光在入射于CXD传感器48的G像素的G频带光及R频带光中成为主导。本发明的光源装置16由于包括蓝色激光光源和通过蓝色激光激发发光荧光的荧光体24作为光源60，因此具有上述结构(B光> G光及G光> R光)。由于具有这种结构(B光> G光及G光>1 光)，所以能够由CXD传感器48所读取的图像适当地生成通常光观察图像。另外，在本发明中，由于利用蓝色激光光源及荧光体作为光源，因此B频带光和G频带光的光量比及G频带光和R频带光的光量比取决于根据蓝色激光的光量由作为荧光的G频带光和R频带光确定的关系，还可根据蓝色激光的光量确定前述光量比。蓝色激光的光量通过由后述的控制部14b控制的未图示的光量调整部进行调整。供给至光源装置16的连接部16a的光供给至内窥镜12的连接器32，并从连接器32入射于光纤52并传播，作为照明光从内窥镜12的探测部42照射于观察部位。被照射的照明光根据图6所示的活体的分光反射率被活体反射并入射于拍摄透镜46，成像在CXD传感器48的受像面上。被照射照明光的观察部位的图像被CXD传感器48拍摄。CXD传感器48拍摄的图像(CCD传感器48的输出信号)如前述通过AFE基板56进行A/D转换等处理，作为数字图像信号(图像数据/图像信息)供给至处理器装置14。处理器装置14为进行内窥镜装置10的整体控制，并且对从内窥镜12供给(输出)的图像信号实施预定处理，并将该信号作为内窥镜12拍摄的图像显示在显示装置18上的装置，具有图像信号的处理部14a及控制处理器装置14和内窥镜装置10整体的控制部 14b。图7中通过块图概括示出处理器装置14中图像信号的处理部14a。如图7所示，处理部 14a具有DSP76、存储部78、通常光图像生成部80、特殊光图像生成部82及显示信号生成部84。处理器装置14中，首先在DSP (Digital Signal Processor) 76中对通过CO)传感器48拍摄且AFE56中处理的图像信号(B图像信号、G图像信号及R图像信号)实施伽马校正、颜色校正处理等预定处理，之后图像信号存储于存储部(存储器)78中。若图像信号存储于存储部78中，则通常光图像生成部80从存储部78读出B、G及R图像信号并生成通常光观察图像，并且，与此相同，特殊光图像生成部82从存储部78读出B、G及R图像信号并生成特殊光观察图像。另外，通过预先输入装置20等指示仅生成(显示)通常光观察图像或者仅生成特殊光观察图像时，只有接受生成指示的图像生成部从存储部78读出图像信号并进行后述的处理即可。如前述，在内窥镜装置10中，将从光源装置16供给的图4所示的照明光，即蓝色激光和荧光同时照射于观察部位。并且，通过将入射光分光为B光、G光及R光而进行测光的CXD传感器48拍摄观察部位的图像。即，在本发明的内窥镜装置10中，利用混合蓝色激光和荧光而成的虚拟白光作为照明光，通过同时对入射光的B光、G光及R光(各色光成分)进行测光的彩色CCD传感器48进行观察部位的拍摄。因此，通过利用CXD传感器48所测光的B图像信号、G图像信号及R图像信号生成显示用图像，能够生成利用白光即通常光作为照明光的通常光观察图像。并且，如后述，通过利用CXD传感器48所测光的B图像信号及G图像信号生成显示用图像，能够生成特殊光观察图像。即，根据本发明的内窥镜装置，以一般的内窥镜装置(内窥镜系统)的结构为基本，不产生通常光观察与特殊光观察的切换时滞，能够从I个拍摄图像同时得到通常光观察图像和特殊光观察图像。通常光图像生成部80具有增益调整部80a及图像处理部80b。增益调整部80a作为优选形态对从存储部78读出的B、G及R图像信号进行增益调整来设为与通常情况下通过白光观察时相同的图像信号。增益调整部80a通过B、G及R图像信号的增益调整，例如进行G及R图像信号的放大处理或B及G图像信号的缩减处理，将图像信号设为与利用B、G及R的光量相等的白色照明光进行拍摄时相同的图像信号。增益调整方法不特别限定，只要是能够相互抵消照明光的B、G及R的光量差并将图像信号(CCD传感器48拍摄的图像)设为与利用B、G及R的光量均匀的照明光进行拍摄时相同的图像信号的方法，则能够利用各种方法。作为其中一例，例示根据B和G的光量差(光量比)及G和R的光量差对以相互抵消各光的光量差的方式制作的校正系数和各图像信号进行乘法或加法或者除法或减法运算的方法。并且，还能够利用根据B和G的光量差及G和R的光量差使用以相互抵消各光的光量差的方式制作的LUT处理各图像信号的方法。
图像处理部80b对实施增益调整的图像信号进行3X3矩阵处理、灰度变换处理、基于三维LUT处理等的颜色转换处理、为了使画面内的血管与粘膜的色调差明显并容易看清血管而向比图像的平均色调更使血管与粘膜的色调差更明显的方向进行强调的色彩强调处理、及锐度处理或轮廓强调等图像结构强调处理等，并将该信号作为通常光观察图像的图像信号供给于显示信号生成部84。另一方面，特殊光图像生成部82具有信号分离部86、血管深度信息计算部88、分光推断信息计算部90及图像处理部92。信号分离部86作为优选形态，具备信号推断部86a和校正运算部86b，并将图像信号分离成基于蓝色激光的第I图像信号和基于荧光的第2图像信号。具体而言，蓝色激光仅为B光成分，从活体的反射光也为B光成分，因此将图像信号的B图像信号分离成基于蓝色激光的第IB图像信号和基于荧光的第2B图像信号。图8为说明在信号分离部86中将(A)图像信号分离成⑶第I图像信号和(C)第2图像信号的概念的说明图。另外，如图8(A)中也示出，实际上在CCD传感器48中测定图 4的照明光的分光分布乘以图5所示的“CCD传感器的彩色滤波器特性”和图6所示的“活体的分光反射率”的信号，并向信号分离部86输出。在信号分离部86中将输出的图像信号分离成基于窄频光的图像信号和基于荧光的图像信号，但前述的“活体的分光反射率”及“CCD传感器的彩色滤波器特性”通用于两个图像信号，因此，为了方便起见，如图8(A) (C)所示，根据照明光的分光分布说明图像信号的分离。具体而言，首先，在信号分离部86中利用信号推断部86a由图像信号中的G图像信号的值推断作为基于荧光的B图像信号的第2B图像信号的值。此时，照明光的分光分布如前述呈图4所示的形状，其发光强度根据作为激发光的445nm激光的照射光量(发光强度)改变，但其分光分布的整体形状大体上不会改变，因此能够由荧光的G光成分即图像信号的G光图像信号推断荧光的B光成分即第2B图像信号。信号分离部86利用通过信号推断部86a推断出的第2B图像信号，在校正运算部86b中通过进行图像信号的B图像信号除第2B图像信号来计算第IB图像信号。计算出的第IB图像信号成为第I图像信号，第2B图像信号、G图像信号及R图像信号成为第2图像信号。这样，信号分离部86将从存储部78读出的图像信号分离成基于蓝色激光的第I图像信号和基于荧光的第2图像信号。被分离的第I图像信号及第2图像信号分别送出至血管深度信息计算部88和分光推断信息计算部90。血管深度信息计算部88由作为获取的第I图像信号的第IB图像信号和第2图像信号中的G图像信号计算作为它们的比的&/6 t匕并由计算出的&/6比和图9所示的深度信息表88a计算血管深度信息。血管深度信息与B1Ai比一同向图像处理部92输出。并且，分光推断信息计算部90具备矩阵计算部90a及图像信号校正部90b，由图像信号(第2图像信号)计算作为分光推断信息的矩阵并生成分光图像信号。分光图像信号的生成为如在专利文献I中也公开的周知技术，因此，以下简单说明。矩阵计算部90a由作为彩色图像信号的第2图像信号计算作为生成分光图像信号时使用的预定系数的矩阵。矩阵的计算对作为摄像元件的CCD传感器48的作为分光灵敏度特性的彩色灵敏度特性进行数值数据化，例如设为n维列矢量“R” “G” “B”。接着，对作为欲提取的分光信号，例如3个分光信号的基本分光特性的分光图像用窄频带通滤波器Fl -F2 -F3的特性进行数值数据化，设为n维列矢量“F1”*“F2”*“F3”。并且，以得到的数值为基础，求出近似以下(I)式的关系的最适当的系数组。即，求出成为如下式的矩阵“A”即可。(R、G、B) .A = (F1、F2、F3)......(I) 如上述公知矩阵“A”的计算方法，分光推断信息计算部90利用计算出的矩阵“A”由第2图像信号生成分光图像信号。并且，分光推断信息计算部90为了计算更更准确的矩阵(分光推断信息)并求出准确的分光图像信号而具备图像信号校正部90b。当CCD传感器48所接受的光束为完整的白光时(即，RGB的输出均相同时)，上述矩阵计算部90a被正确地应用，成为最适当的近似。但是，在实际内窥镜观察下，照明的光束(光源的光束)并不是完整的白光，活体的反射光谱(分光反射率)也不一致，因此固体摄像元件接受的光束也不是白光。因此，实际处理时，优选考虑CCD传感器48的分光灵敏度特性(彩色滤波器特性)、照明光的分光灵敏度特性及活体的分光反射率。由此，在图像信号校正部90b中对第2图像信号进行考虑到这些特性的信号校正。关于校正方法利用如前述在专利文献I中记载的公知的校正方法。通过第2图像信号计算出的R、G、B各自的分光图像信号向图像处理部92输出。图像处理部92具备血管深度图像生成部92a和分光图像生成部92b，由前述血管深度信息及B1A比生成血管深度图像，并且由前述的分光图像信号生成分光图像。有关基于血管深度图像生成部92a的血管深度图像的生成通过根据前述的B/G比生成血管深度图像来进行。关于血管深度图像的生成，例如如图10所示，通过根据像素的B1A比计算亮度信号Y与色差信号Cr、Cb (以下称为YCC信号)并将计算出的YCC信号再次转换为RGB图像信号来进行。这与如图10的虚线内所示相对于预定B1图像信号及G图像信号的输入而输出预定R、G、B图像信号的信号转换的含义相同。根据这些信号转换在血管深度图像生成部92a中生成血管深度图像。另外，由血管深度信息计算部88计算的血管深度信息可与所生成的血管深度图像相对应。通过血管深度图像与血管深度信息相对应，能够轻松判断图像的预定区域中的血管深度为多少。生成的血管深度图像及与其相对应的血管深度信息向显示信号生成部84输出。分光图像生成部92b根据由分光推断信息计算部90计算出的分光图像信号生成分光图像。分光图像能够通过将预定分光图像信号分配成R、G、B各自的图像信号来生成。分光图像信号例如能够以5nm间隔计算，在分光图像生成部92b中波长频带以5nm间隔生成不同的多个分光图像。生成的多个分光图像向显示信号生成部84输出。
另外，图像处理部92对各个图像信号进行3X3矩阵处理、灰度变换处理、基于三维LUT处理等的颜色转换处理、为了使画面内的血管与粘膜的色调差明显并容易看清血管而向比图像的平均色调更使血管与粘膜的色调差更明显的方向进行强调的色彩强调处理、及锐度处理或轮廓强调等图像结构强调处理等，并将该信号作为特殊光观察图像(血管深度图像及分光图像)的图像信号供给于显示信号生成部84。显示信号生成部84对被供给的通常光观察图像的图像信号及特殊光观察图像的图像信号进行颜色空间的转换等所需的处理，从而设为基于显示装置18的显示用图像信号。在此，内窥镜装置10中，作为其中一例，设定有如下显示模式中的至少2个模式，即仅显示通常光观察图像的显示模式、仅显示特殊光观察图像(血管深度图像或分光推断图像)的显示模式、以在显示装置18的I个画面内的尺寸并列显示通常光观察图像的整个面及特殊光观察图像的整个面或2种不同的特殊光观察图像(包含血管深度图像及分光推断图像)的整个面的显示模式(两个图像的尺寸可调整为相同或不同)、以超过显示装置18的I个画面的尺寸并列显示通常光观察图像及特殊光观察图像或2种不同的特殊光观察图像并能够通过滑杆或追踪球等切换显示范围的显示模式、及根据来自输入装置20和/或设定在内窥镜12的操作部28的切换部的切换指示切换显示通常光观察图像及特殊光观察图像或2种不同的特殊光观察图像的显示模式(切换显示包含分光推断图像的波长频带的切换)。并且，这些显示模式能够通过输入装置20和/或设定在内窥镜12的操作部28的选择部进行选择/指示。显示信号生成部84根据所选择的显示模式进行图像的放大/缩小、图像的分配、及被实验者的姓名等文字信息的编入等，生成显示用图像信号，并在显示装置18上显示该图像。并且，血管深度信息的数值显示及分光图像中所对应的波长频带的数值显示等也在显示信号生成部84中编入于前述的显示用图像信号中。并且，当具有多台显示装置18时，显示信号生成部84可以以在其中I台显示装置18上显示通常光观察图像、在其他I台显示装置18上显示特殊光观察图像的方式生成图像信号。或者，当具有3台以上显示装置18时，如上述那样，可在2台显示装置上各显示通常光观察图像及特殊光观察图像之后，在另外I台显示装置上显示按照上述各显示模式的图像。并且，显示信号生成部84通过来自输入装置20的指示并根据显示的分光图像的波长频带选择分光图像并生成显示图像。并且，显示装置18中显示的分光图像可通过来自输入装置20的指示阶段性变更所对应的波长频带。以下，说明内窥镜装置10的动作的一例。若通过输入装置20指示开始进行基于内窥镜12的拍摄，则光源装置16的光源60打开，预定光量的照明光照射于被摄物，进而CCD传感器48开始拍摄(测光)图像。光源60照射的蓝色激光(窄频光)通过光纤62从连接部16a供给至内窥镜12、的连接器32，并通过光纤52传播至探测部的前端部42。被传播的蓝色激光激发设置在光纤52的前端的荧光体24来发出荧光，作为由蓝色激光和荧光构成的照明光通过照明用透镜50照射至观察部位(活体内)。照射照明光的观察部位的图像通过拍摄透镜46成像在CXD传感器48的受光面上，并通过CXD传感器48拍摄(测光)。CXD传感器48的输出信号供给至AFE基板56。AFE基板56对CXD传感器48的输出信号进行基于相关双采样的干扰去除、放大、A/D转换等，并将该信号作为数字图像信号供给至处理器装置14(图像信号的处理部14a)的DSP76。DSP76对图像信号进行伽马校正、颜色校正处理等预定处理之后，将完成处理的图像信号存储于存储部78中。若图像信号存储于存储部78中，则通常光图像生成部80及特殊光图像生成部82 分别从存储部78读出B、G及R图像信号。通常光图像生成部80中，增益校正部80a对读出的图像信号进行增益校正，如前述使之成为根据B、G及R的光量相等的白光拍摄的图像。另外，图像处理部80b对完成增益校正的图像信号进行颜色转换处理、色彩强调处理及图像结构强调处理，并将该信号作为通常光观察图像的图像信号供给于显示信号生成部84。另一方面，特殊光图像生成部82中，信号分离部86将读出的图像信号分离成第I图像信号(第IB图像信号)和第2图像信号(第2B图像信号、G图像信号及R图像信号)，并分别输出于血管深度信息计算部88和分光推断信息计算部。由血管深度信息计算部88计算第IB图像信号和G图像信号之比即B1A比，并且根据B/G比和深度信息表88a计算血管深度信息。计算出的B1Ai比及血管深度信息向图像处理部92的血管深度图像生成部92a输出。并且，分光推断信息计算部90中，通过矩阵计算部90a及图像信号校正部90b进行分光推断信息的计算(矩阵的计算)并生成分光图像信号。生成的分光图像信号输出于图像处理部92的分光图像生成部92b。图像处理部92根据B1Ai比及血管深度信息通过血管深度图像生成部92a生成如图10所示的血管深度图像。并且，图像处理部92根据分光图像信号通过分光图像生成部92b生成分光图像。另外，图像处理部92对图像信号进行颜色转换处理、色彩强调处理及图像结构强调处理，并将该信号作为由血管深度图像及分光图像构成的特殊光观察图像的图像信号供给于显不信号生成部84。接收通常光观察图像及特殊光观察图像的图像信号的显示信号生成部84根据通过输入装置20选择/指示的显示模式，例如生成在显示装置18的I个画面并列显示通常光观察图像及特殊光观察图像的整个面的显示用图像信号，并使该图像显示在显示装置18中。并且，也可以通过从输入装置20输入分光图像所对应的波长频带来改变显示的分光图像。以上为本发明的实施方式所涉及的内窥镜装置10的动作。并且，在本发明的内窥镜装置10中，也可直接使用B图像信号及G图像信号生成特殊光观察图像。此时，如前述，根据其彩色滤波器特性对G像素除了入射G窄频光还入射R频带光并被测光，对B像素除了入射B窄频光还入射G窄频光并被测光。因此，若直接使用B图像信号及G图像信号生成特殊光观察图像，则CCD传感器48拍摄的图像成为B图像受G图像成分的影响且G图像受R图像成分的影响的图像。因此，优选信号分离部86利用R图像信号处理G图像信号，从G图像信号去除R图像信号的成分，利用G图像信号处理B图像信号，从B图像信号去除G图像信号的成分。另外，在G图像信号的处理中使用的R图像信号及在B图像信号的处理中使用的 G图像信号均使用进行处理的像素且成为构成I个像素的子像素的R像素及G像素的图像信号即可。或者，可适当选择与进行处理的像素邻接的像素，并使用其像素的图像信号。G图像信号的校正作为一例根据下述式进行。校正G图像"[目号=G图像/[目号-a X R图像/[目号(即，校正G像素=G像素-a X R像素)其中，a为用于得到由G像素测光的R光成分的系数，根据CXD传感器48的彩色滤波器特性适当设定能够计算由G像素测光的R光成分的系数即可。校正G图像信号可代替计算血管深度信息及血管深度图像时使用的B/G比的G图像信号而使用。以上，对本发明的内窥镜装置进行了详细说明，但本发明不限于上述实施方式，可在不脱离本发明要旨的范围内进行各种改良或变更。
权利要求
1.一种内窥镜装置，其特征在于，具备 光源装置，其包含光源及荧光体，且照射由窄频光和荧光组成的照明光，所述光源照射根据作为被摄物的活体的结构或成分的分光光谱特性被窄频化且具有预定波长频带宽的窄频光，所述荧光体通过所述窄频光激发并发出预定荧光； 内窥镜主体，其向所述被摄物照射所述照明光，且具有通过所述照明光从所述被摄物的回光进行拍摄并输出图像信号的摄像元件；及 处理器装置，其具有将所述图像信号分离成与所述窄频光对应的第I图像信号和与所述荧光对应的第2图像信号的信号分离部、根据所述第I图像信号及第2图像信号计算血管深度信息的血管深度信息计算部、根据所述第2图像信号计算分光推断信息的分光推断信息计算部、及由所述第I图像信号、所述第2图像信号、所述血管深度信息及所述分光推断信息生成摄像图像的图像处理部。
2.如权利要求I所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述图像信号由按照所述摄像元件的分光灵敏度特性输出的B图像信号、G图像信号及R图像信号构成， 所述信号分离部具备信号推断构件和校正运算构件， 通过所述信号推断构件由所述图像信号的G图像信号推断与所述荧光对应的B图像信号，通过所述校正运算构件进行所述图像信号的B图像信号除与所述荧光对应的B图像信号的运算，由此将所述图像信号分离成与所述窄频光对应的所述第I图像信号和与所述荧光对应的所述第2图像信号。
3.如权利要求2所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述血管深度信息计算部具备记录所述第I图像信号与所述G图像信号之比，即B/G比及血管深度的对应的深度信息表， 根据所述B/G比和所述深度信息表计算所述血管深度信息。
4.如权利要求3所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述图像处理部具备根据所述B/G比生成血管深度图像的血管深度图像生成构件。
5.如权利要求I 4中任一项所述的内窥镜装置,其特征在于， 所述分光推断信息为用于由所述第2图像信号生成分光图像信号的矩阵信息， 所述分光推断信息计算部通过计算所述分光推断信息而由所述第2图像信号生成所述分光图像信号。
6.如权利要求5所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述图像处理部具备由所述分光图像信号生成具有不同波长频带的信息的多个分光图像的分光图像生成构件。
7.如权利要求6所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述多个分光图像为波长频带以5nm间隔不同的分光图像。
8.如权利要求I 7中任一项所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述光源为中心发光波长为445nm的蓝色激光光源。
9.如权利要求I 8中任一项所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述处理器装置进一步具有根据所述图像信号生成通常光观察图像的通常光观察图像生成部；及显示所述处理器装置生成的图像的显示装置。
10.如权利要求9所述的内窥镜装置，其特征在干， 具有多个所述显示装置，在至少I个所述显示装置上显示至少I个包含所述血管深度图像及所述分光图像的特殊光 观察图像，在其他至少I个所述显示装置上显示所述通常光观察图像。
11.如权利要求9或10所述的内窥镜装置，其特征在于， 所述处理器装置具有控制所述显示装置上的图像显示的控制部， 并且，所述处理器装置中设定有如下显示模式中的至少2个模式，即仅将通常光观察图像显示于所述显示装置上的显示模式、仅将特殊光观察图像显示于所述显示装置上的显示模式、将通常光观察图像及特殊光观察图像或2种不同的特殊光观察图像两者均显示于所述显示装置上的显示模式、显示通常光观察图像及特殊光观察图像或2种不同的特殊光观察图像两者且可切换显示范围的显示模式、及切换显示通常光观察图像及特殊光观察图像或2种不同的特殊光观察图像的显示模式， 此外，具有所述显示模式的选择构件。
全文摘要
本发明提供一种内窥镜装置，该内窥镜装置(10)的特征在于，具备光源装置(16)，其包含照射具有预定波长频带宽的窄频光的光源(60)及被激发并发出荧光的荧光体(24)，并照射由窄频光和荧光组成的照明光；内窥镜主体(12)，其具有输出图像信号的摄像元件(48)；及处理器装置(14)，其具有将图像信号分离成与窄频光对应的第1图像信号和与荧光对应的第2图像信号的信号分离部(86)、根据第1图像信号及第2图像信号计算血管深度信息的血管深度信息计算部(88)、根据第2图像信号计算分光推断信息的分光推断信息计算部(90)、及由第1图像信号、第2图像信号、血管深度信息及分光推断信息生成摄像图像的图像处理部(92)。
文档编号A61B1/04GK102727157SQ20121009626
公开日2012年10月17日 申请日期2012年4月1日 优先权日2011年4月1日
发明者加来俊彦, 峰苫靖浩 申请人:富士胶片株式会社