电子内窥镜系统、光源装置、及电子内窥镜系统的控制方法

专利名称：电子内窥镜系统、光源装置、及电子内窥镜系统的控制方法
技术领域：
本发明涉及通过电子内窥镜的使用来取得血管相关信息的电子内窥镜系统、及其使用的光源装置、及其控制方法。
背景技术：
在医疗领域，使用电子内窥镜的诊断正在普及。电子内窥镜具备插入被检体内的细长的插入部，且在该插入部的前端设有向被检体内的观察部位照射照明光的照明窗和由观察部位反射的像光所入射的观察窗，并在观察窗的进深内置有用于对像光进行摄像而得到观察图像的CCD图像传感器或CMOS图像传感器等摄像元件。电子内窥镜与光源装置连接，且从光源装置被供给照明光，并通过导光管向照明窗导光。在近年来的内窥镜诊断中，不仅进行基于白色光观察生体组织的表面的整体的性 状的通常观察，而且还进行使用了被限制为特定的波长的特殊光的特殊光观察。特殊光观察有各种观察，例如在日本特许3559755号公报中公开有如下技术,利用距粘膜表面的光的深达度存在波长依存性，使用波长域不同的、B(青)色、G(绿)色、R(红)色三种窄带域光来强调显示表层、中层、深层各层的血管。另外，日本特许2648494号公报中公开有如下技术,使用因氧饱和度而血管的吸光度变化的近红外区域的窄带域光来测定血中的氧饱和度。另外，本申请人提出的特开2011-092690号公报中公开有如下技术，使用蓝色区域的窄带域光来同时取得氧饱和度的信息和表示距粘膜表面的深度的血管深度的信息。上述三个现有文献中记载的有关血管的观察技术，在内窥镜诊断时是有用的。特别是在特开2011-092690号公报中被公开的、同时取得氧饱和度信息和血管深度信息的技术，是可进行排除了血管的深度影响的精度高的氧饱和度的测定的技术，在肿瘤的良性恶性鉴别等正确地观察病变部的性状方面极其有用是清楚可见的。另外，特开2011-092690号公报中，通过使用蓝色区域的窄带域光，能够对表层血管进行良好的观察。在肿瘤的良性恶性鉴别时，也多有相比中深层而言表层血管的性状的把握至为重要的情况，特开2011-092690号公报中记载的技术作为能够详细地把握表层血管的性状的有用的技术被期待。在为了用户能够更好地利用这样的电子内窥镜系统上，寻求开发成本及制造成本的降低，因此，要求尽可能有效地利用氙气灯、卤素灯、金属卤化物水银灯等搭载于已有的光源装置的白色光源的对策。如特开2011-092690号公报所记载，为了同时取得氧饱和度信息和血管深度信息，需要对观察部位照射波长域不同的三个光，且需要表示这些反射光的辉度的三个信号。特开2011-092690号公报中，作为取得三个信号的一个方式，记载有设有分别发出三个光的专用三个半导体光源的构成、或利用白色光源将三个光均通过过滤器对白色光进行色分离而生成的构成。设置专用的三个半导体光源的构成从有效利用已有的光源装置的构成的观点出发，留有改良的余地。
另外，将三个光全部通过过滤器进行色分离而生成的方式中，光量不足之虞存在。这是由于为了高精度地测定氧饱和度而需要波长域窄的窄带域光，如果将白色光色分离而生成窄带域光，则波长域窄，因此，有时不能得到充分的光量的缘故。光量不足也成为测定精度降低的原因。作为该对策，考虑使用通过色分离从白色光生成窄带域光以得到所需的光量的程度使发光量增大的白色光源，但这样的大光量的白色光源由于在通常观察中过大，所以不仅浪费多而且特殊，因此，从利用已有的光源装置构成的观点来看残存问题。上述三个现有文献的任一个中，对于有效利用已有的光源装置降低成本的课题没有明确说明也没有给出任何暗示。

发明内容
本发明的目的在于，在可观察血管深度信息和氧饱和度信息两者的电子内窥镜系统中，设为主要确保与表层血管有关的良好的测定精度，同时容易利用已有的光源装置的构成的形式。为实现上述目的，本发明的电子内窥镜系统具备具有插入被检体内的插入部且 具有对被检体内的观察部位进行摄像的摄像元件的电子内窥镜、向电子内窥镜供给摄像用的光的光源装置、对摄像元件输出的摄像信号进行处理的处理机装置。光源装置具有白色光源、和第一及第二半导体光源。白色光源发出用于得到观察部位的通常观察图像的照明光所利用的白色光。第一及第二半导体光源发出为了取得包含表示观察部位所存在的血管的血中血色素的氧饱和度的氧饱和度信息和表示距观察部位的表面的血管的深度的血管深度信息之血管信息而向观察部位进行照射的光，是均在蓝色区域的一部分窄的波长域内且分别具有不同的波长域的第一及第二蓝色窄带域光。光源装置将第一及第二蓝色窄带域光向电子内窥镜供给，且作为用于得到接收第一及第二蓝色窄带域光的反射光而摄像元件输出的第一及第二摄像信号的标准化所利用的参照信号的参照光，将白色光中包含的至少一部分的波长域的光向电子内窥镜供给。处理机装置基于第一及第二摄像信号和参照信号这三个信号求血管信息。优选光源装置具有为了将白色光源发出的白色光向电子内窥镜入射而将白色光聚光的聚光透镜；在从白色光源朝向聚光透镜的白色光的光路上配置、并使第一及第二半导体光源发出的第一及第二蓝色窄带域光合流到白色光的光路的光合流部。另外，优选光合流部具有透过白色光的透过部、和将第一及第二蓝色窄带域光朝向聚光透镜加以反射的反射部。优选的是，光源装置具有被插入白色光的光路且在将白色光遮光的插入位置和从光路退避的退避位置之间可移动的遮挡板，在取得血管信息时，在使遮挡板移动到插入位置将白色光遮光的状态下，将第一及第二蓝色窄带域光向电子内窥镜供给，使遮挡板向退避位置移动，将参照光向电子内窥镜供给。也可以是，摄像元件是输出单色的摄像信号的单色摄像元件，光源装置具有过滤器，该过滤器具有蓝色、绿色、红色三色的透过区域或者黄色、品红、青色三色的透过区域，将三色的各透过区域选择性地插入白色光的光路，将白色光色分离成三色光，光源装置是在对通常观察图像进行摄像时将三色的光依次向电子内窥镜供给的面顺序式。优选的是，在过滤器上，不仅设有三色的透过区域，而且设有构成遮挡板的遮光部。
也可以是，摄像元件是具有蓝色、绿色、红色三色的像素或者黄色、品红、青色三色的像素并且输出与各色的像素相对应的三色的图像信号的彩色摄像元件，光源装置是在对通常观察图像进行摄像时将白色光色未进行色分离而向电子内窥镜供给的同时式。优选的是，第一及第二蓝色窄带域光的两个波长，是在还原血色素和氧化血色素各自的吸光光谱中各自的吸光度产生差的波长。优选的是，两个波长中，还原血色素和氧化血色素各自的吸光度的大小关系反向。优选的是，第一蓝色窄带域光的波长为440±10nm，第二蓝色窄带域光的波长为470±10nm。优选的是，处理机装置基于第一摄像信号和参照信号之比即第一辉度比、第二摄像信号和参照信号之比即第二辉度比求血管信息。优选的是，具备预先存储第一及第二辉度比和血管的深度及氧饱和度的相关关系的存储装置，处理机装置基于相关关系求血管信息。优选的是，相关关系表示对两个坐标轴分别分配第一及第二辉度比的辉度坐标系、和对两个坐标轴分别分配血管的深度及氧饱和度的血管信息坐标系之对应关系，处理机装置在辉度坐标系中特定出与第一及第二辉度比相对应的第一坐标，处理机装置在血管信息坐标系中，通过将第一坐标分别向氧饱和度的坐标轴和血管的深度的坐标轴投影，特定出第二坐标，求氧饱和度信息和血管深度信息。优选的是，处理机装置具有生成表示氧饱和度信息及血管深度信息中至少一个的图像的图像生成装置；将所生成的图像向显示装置输出的显示控制装置。本发明的光源装置用于电子内窥镜系统，电子内窥镜系统具备具有插入被检体内的插入部且对被检体内的观察部位进行摄像的摄像元件，并且光源装置向电子内窥镜供给摄像用的光。光源装置具有白色光源，其发出用于得到观察部位的通常观察图像的照明光所利用的白色光；第一及第二半导体光源，其发出为了取得包含表示观察部位所存在的血管的血中血色素的氧饱和度的氧饱和度信息和表示与血管有关的距观察部位的表面的深度的血管深度信息之血管信息而向观察部位所照射的光，所照射的光是均在蓝色区域的一部分窄的波长域内且分别具有不同的波长域的第一及第二蓝色窄带域光。光源装置将第一及第二蓝色窄带域光向电子内窥镜供给，且作为用于得到接收第一及第二蓝色窄带域光的反射光而摄像元件输出的第一及第二摄像信号的标准化所利用的参照信号的参照光，将白色光中包含的至少一部分的波长域的光向电子内窥镜供给。本发明的电子内窥镜系统的控制方法是具备电子内窥镜和向电子内窥镜供给摄像用的光的光源装置之电子内窥镜系统的控制方法，是用于取得包含表示观察部位所存在的血管的血中血色素的氧饱和度的氧饱和度信息和表示与血管有关的距观察部位的表面的深度的血管深度信息之血管信息的控制方法。电子内窥镜具有插入被检体内的插入部且具有对被检体内的观察部位进行摄像的摄像元件。电子内窥镜系统的控制方法包含第一照射控制步骤、第一信号取得步骤、第二照射控制步骤、第二信号取得步骤、求血管信息的步骤各步骤。第一照射控制步骤中，按照光源装置所具有的第一及第二半导体光源发出的第一及第二蓝色窄带域光、即均为在蓝色区域的一部分的窄带域内且分别具有不同的波长域的第一及第二蓝色窄带域光，向观察部位照射的方式，控制光源装置。第一信号取得步骤中，取得接收到第一及第二蓝色窄带域光的反射光的摄像元件输出的第一及第二摄像信号。第二照射控制步骤中，按照将光源装置所具有的白色光源发出的白色光中包含的至少一部分的波长域的光，作为用于得到在第一及第二摄像信号的标准化所利用的参照信号的参照光向观察部位照射的方式，控制光源装置。第二信号取得步骤中，取得接收到参照光的反射光的摄像元件所输出的参照信号。求血管信息的步骤中，基于第一及第二摄像信号和参照信号这三个信号求血管信息。根据本发明，利用半导体光源发出的第一及第二蓝色窄带域光、和白色光源发出的白色光，取得由氧饱和度信息和血管深度信息组成的血管信息，因此，主要对于有关表层血管的血管信息能够确保良好的测定精度，且能够以容易利用已有的光源装置的构成的方式提供电子内窥镜系统。


图I是本发明第一实施方式的电子内窥镜系统的外观图；图2是表不第一实施方式的电子内窥镜系统的电气构成的块图；图3是旋转滤器的说明图； 图4是光合流部的说明图；图5是遮挡板的说明图；图6是通常观察模式下的光源装置的动作的说明图；图7是血管信息取得模式的光源装置的动作的说明图；图8是表示原色系滤色器的分光透射率、白色光BB及第一及第二窄带域光N1、N2的光强度分布的图表；图9A是通常观察模式时的CXD的摄像动作的说明图；图9B是血管信息取得模式时的CXD的摄像动作的说明图；图10是表示血色素的吸收系数的图表；图11是表示第一及第二辉度比S1/S3、S2/S3与血管深度及氧饱和度的相关关系的图表；图12A是根据第一及第二辉度比SI * /S3 *，S2 * /S3 *求辉度坐标系的坐标(X * , Y * )的方法的说明图；图12B是求与坐标(X * , Y * )相对应的血管信息坐标系的坐标(U * , V * )的方法的说明图；图13是血管深度图像或氧饱和度图像的任一方得以显示的显示方式的说明图；图14是同时显示血管深度图像或氧饱和度图像两方的显示方式的说明图；图15是将有关血管的血管深度信息及氧饱和度信息作为文字信息同时显示的显示方式的说明图；图16是表示电子内窥镜系统的动作顺序的流程图；图17是第二实施方式的具有遮挡功能的旋转滤器的说明图；图18是具有有别于图17的遮挡功能的旋转滤器的说明图；图19是第三实施方式的彩色CXD的说明图；图20是第三实施方式的光源装置的说明图；图21是说明第三实施方式的CXD的摄像动作的说明图；图22是表示补色系的滤色器的分光透射率、和白色光BB、及第一及第二窄带域光N1、N2的光强度分布的图表。
具体实施例方式[第一实施方式]如图I所示，本发明第一实施方式的电子内窥镜系统10具备对被检体内的观察部位进行摄像的电子内窥镜11、基于由摄像得到的信号来生成观察部位的观察图像的处理机装置12、供给照射观察部位的光的光源装置13、显示观察图像的监视器14。电子内窥镜系统10具备基于白色光对观察部位进行观察的通常观察模式、和利用特殊光取得包含与存在于观察部位的血管有关的氧饱和度信息及血管深度信息的血管信息的血管信息取得模式这两个动作模式。电子内窥镜11具备插入被检体内的挠性的插入部16、设于插入部16的基端部分的操作部17、将操作部17和处理机装置12及光源装置13之间连结的通用塞绳18。 插入部16由从前端按顺序连设的前端部16a、弯曲部19、可挠管部构成。在前端部16a的前端面设有对观察部位照射照明光的照明窗49 (参照图2)、由观察部位反射的像光入射的观察窗50 (参照图2)、使钳子或射电刀之类的处置件突出的钳子出口等。在观察窗50的进深内置有摄像元件即(XD44(参照图2)或成像用的光学系。弯曲部19由连结的多个弯曲块构成，通过操作操作部的角旋钮21，在上下左右方向进行弯曲动作。通过弯曲部19进行弯曲，前端部16a的方向朝向所希望的方向。可挠管部具有挠性，以能够插入食道或肠等弯弯曲曲的管道。在插入部16插通有对驱动(XD44的驱动信号或CCD44所输出的摄像信号进行通信的通信电缆、将从光源装置13供给的照明光向照明窗49导光的导光管43 (参照图2)。另外，在操作部17，除角旋钮26外，还设有用于插入处置件的钳子口 22、进行送气·送水操作的送气·送水按钮、用于摄像静止图像的释放按钮等。就通用塞绳18而已，被插通从插入部16延设的通信电缆或导光管43，且在其一端，在处理机装置12及光源装置13侧安装有连接器24。连接器24是由通信用连接器和光源用连接器构成的复合型的连接器，在通信用连接器配设通信电缆的一端，在光源用连接器配设导光管43的一端。电子内窥镜11经由该连接器24拆装自如地连接于处理机装置12及光源装置13。如图2所示，光源装置13具备白色光源30、半导体光源单元31、驱动控制它们的光源控制部32。光源控制部32进行光源装置13的各部的驱动开始、结束、驱动定时、同期定时等控制。白色光源30为氙气灯、卤素灯、金属卤化物水银灯等，产生在从红色区域到蓝色区域(约400 700nm)的宽波长域发光光谱连续的宽带域光(白色光)BB。白色光源30与搭载于已有的大多光源装置的光源相同，可沿用已有的光源装置的零件。白色光源30由放射白色光BB的灯30a、及将灯30a放射的白色光BB向射出方向反射的反射镜30b构成。氙气灯或卤素灯等白色光源从开始点灯到光量稳定耗费时间，因此，白色光源30在光源装置13的电源接入时就开始点灯、且在电子内窥镜11的使用中持续点灯。另外，在白色光源30的光路上配置有光圈33，白色光源30的光量控制通过调节光圈33的开度来进行。
在白色光源30发光的白色光BB的光路行配置有旋转滤器34。如图3所示，旋转滤器34形成圆板形状，且在圆周方向被三等分而在中心角为120°的扇形的区域被分别设有透射B、G、R光的B过滤部34a、G过滤部34b、R过滤部34c三色的滤色器。旋转滤器34按照将B过滤部34a、G过滤部34b、R过滤部34c选择性地插入白色光BB的光路的方式旋转自如地设置。电动机34d是用于使旋转滤器34旋转的驱动源。旋转滤器34旋转时，各色的过滤部34a、G过滤部34b、R过滤部34c被依次插入白色光BB的光路。光源装置13为在白色光下观察观察部位的通常观察模式下，将白色光源30的光由旋转滤器34色分离并生成为B、G、R三色的光,且将所生成的三色光相对于电子内窥镜11依次供给的所谓的面依次方式。电子内窥镜11的CCD44(参照图2)是在摄像面未设有微滤色器的单色的摄像元件，依次输出与从光源装置13依次供给的三色光相对应的三色的摄像信号。旋转滤器34旋转速度及各过滤部34a、34b、34c的大小根据规定输出(XD44的I画面量的摄像信号的间隔的巾贞频率(frame rate)决定。 在白色光BB的光路中，在旋转滤器34的下游侧配置有光圈33、聚光透镜36、棒状积分器37。光圈33由对光遮光的遮光板和使遮光板位移的致动器(未图不)构成，通过由遮光板将白色光BB的光路的一部分加以遮光，控制光量。光源控制部32从处理机装置12接收CCD44输出的摄像信号，根据摄像信号求CCD44的摄像面上的曝光量，决定光圈33的光圈量。光圈33根据所決定的光圈量调节光圈径及向光路的插入量，并控制光量。聚光透镜36使通过了光圈33的光聚光、且使之向棒状积分器37入射。棒状积分器37将入射的光由内部多重反射而使面内光量分布均一化、且向与光源装置13连接的电子内窥镜11的导光管43的入射端面入射光。半导体光源单元31是为取得血管信息而在血管信息取得模式下发出特殊光的特殊光光源，具有分别由激光二极管构成的第一及第二激光光源31a、31b、光纤31c、稱合器31d、准直透镜31e。第一及第二激光光源31a、31b均发出蓝色区域的一部分窄的波长域的蓝色窄带域光。第一激光光源31a发出波长域被限制在440 ±10nm、优选限制在445nm的窄带域的光(以下称作“第一窄带域光NI”)，第二激光光源31b发出波长域被限制在470±10nm、优选限制在473nm的窄带域的光(以下称作“第二窄带域光N2”)。作为第一及第二激光光源31a、32a所使用的激光二极管，可使用大面积型的InGaN系、InGaNAs系、GaNAs系的激光二极管。就半导体光源单元31而言，通过光源控制部32的控制进行第一激光光源31a和第二激光光源31b的点灯及熄灭，且选择性地产生第一窄带域光NI和第二窄带域光N2。光纤31c将各激光光源31a、31b发出的窄带域光导光、且向f禹合器31d入射。稱合器31d用于使从各光纤31c入射的第一及第二窄带域光N1、N2的光轴一致,在稱合器31d射出的各窄带域光N1、N2向准直透镜31e入射。准直透镜31e使第一及第二窄带域光NI、N2成为平行光束，并且将光束的尺寸及形状整形。在白色光BB的光路中，在旋转滤器34和光圈33之间配置有将半导体光源单元31发生的第一窄带域光N1、N2合流到白色光BB的光路的光合流部39。从半导体光源单元31射出之后的第一窄带域光NI、N2的射出光轴NA与白色光BB的光轴BA正交，光合流部39使射出光轴NA折曲90°，使第一窄带域光NI、N2的光路合流到白色光BB的光路。如图4所示，光合流部39以相对于白色光BB具有透过性的平板部件为基础、且在其单面的中央部设有反射第一及第二窄带域光NI、N2的反射部件，并且平板部件中未设置反射部件的部分构成透过部39a、而设有反射部件的部分构成反射部39b。反射部39b由仅反射第一及第二窄带域光N1、N2而其它白色光BB透过的分色镜形成。光合流部39使反射部39b的中心和白色光BB的光轴BA —致，且朝向白色光BB的行进方向倾斜45°地配置。通过该倾斜，光合流部39按照斜向横切白色光BB的光束的方式配置，因此，其平面形状与斜向切断光束时的切断面的形状一致，形成椭圆形状。第一及第二窄带域光NI、N2的光束通过准直透镜31e被整形为反射部39b的尺寸及形状。光合流部39相对于第一及第二窄带域光NI、N2的射出光轴NA也倾斜45°地配置，因此，按照其倾斜，反射部39b的形状也形成椭圆形状。反射部39b不透过白色光BB中与第一及第二窄带域光NI、N2对应的波长成分， 因此，透过旋转滤器34的B过滤器34b部并透过光合流部39的B色光的光量分布不均一。但是，由于在棒状积分器37的内部使光量分布均一化,因此，向电子内窥镜11供给的B色光的光量不均降低。图2中，在白色光源30和旋转滤器34之间配置有遮挡板40。遮挡板40在将第一窄带域光NI及第二窄带域光N2向电子内窥镜11供给时将白色光BB遮光。如图5所示，遮挡板40由相对于白色光BB具有遮光性的部件构成，且其平面形状形成为使圆形的一部分切缺的形状。具体而言，遮挡板40具有拥有240°的中心角的遮光部40a，且剩余的120°的部分被切缺而形成透过白色光BB的透过部40b。遮挡板40被旋转自如地设置，通过进行旋转，将遮光部40a和透过部40b交互选择性地插入白色光BB的光路。电动机40c (参照图2)为遮挡板40的驱动源，且由光源控制部32控制。遮挡板40具有与旋转滤器34大致相同的半径，且旋转轴一致。遮挡板40的透过部40b的中心角与旋转滤器34的B、G、R的各过滤部34a、34b、34c的中心角大致一致。此夕卜，在本例中，将透过部40b以切口方式形成，但也可以由透过白色光BB的透明板构成透过部 40b ο如图6所示，在通常观察模式下，遮挡板40在使遮光部40a从白色光BB的光路退避、且使透过部40b插入到光路的状态下停止。白色光源30被持续点灯，因此，在透过部40b进入白色光BB的光路时，白色光BB透过透过部40b。在通常观察模式下，白色光BB总是透过透过部40b，并向旋转滤器34入射。而且，按照插入到白色光BB的光路的B、G、R各过滤部34a、34b、34c的种类，依次生成B色、G色、R色三色的光。 如图7所示，在血管信息取得模式下，遮挡板40按照使透过部40b和G过滤部34b的旋转位相一致的方式以与旋转滤器34相同的速度旋转。由此，在透过部40b插入白色光BB的光路并使遮光部40a从光路退避的期间，白色光BB透过G过滤部34b，生成G色光。G色光通过聚光透镜36及棒状积分器37向电子内窥镜11供给。另外，在遮光部40a被插入白色光BB的光路、而透过部40b从光路退避的期间，将白色光BB遮光。在将白色光BB遮光的期间，第一及第二激光光源31a、31b依次点灯，将第一及第二窄带域光N1、N2向电子内窥镜11供给。(XD44由于是单色的摄像元件，因此，通过设置遮挡板40，防止第一及第二窄带域光NI、N2和白色光BB的混色。
这样，在血管信息取得模式中，将第一及第二窄带域光N1、N2、和从白色光BB进行了色分离的G色光三种光依次向电子内窥镜11供给。电子内窥镜11从CCD44输出与三种光相对应的摄像信号。G色光在通常观察模式的基础上还在血管信息取得模式中被利用。具体而言，如后述，作为用于得到用于比较与第一及第二窄带域光NI、N2相对应的两个信号的参照信号的参照光加以利用。图2中，电子内窥镜11具备导光管43、CCD44、模拟处理电路45(AFE =Analog FrontEnd)、摄像控制部46。导光管43是大口径光纤、束纤维等，在配置导光管43的入射端的连接器24 (参照图I)与光源装置13连接时，入射端与光源装置13的棒状积分器37的射出端对向。在设于电子内窥镜11的前端部16a的照明窗49的进深，配置有调整照明光的配光角的照射透镜48。从光源装置13供给的光被导光管43导光到照射透镜48、且从照明窗49朝向观察部位进行照射。在前端部16a设有观察窗50，在观察窗50的进深配置有物镜光学系51和(XD44。由观察部位反射的像光通过观察窗50向物镜光学系51入射，且通过 物镜光学系51在(XD44的摄像面44a成像。众所周知，CCD44具有将光敏二极管等构成像素的多个光电变换元件以矩阵状排列的摄像面44a，对由摄像面44a接收的光进行光电变换，在各像素中蓄积与各受光量对应的信号电荷。信号电荷在由垂直传送路及水平传送路传送后，作为电压信号被读出。电压信号作为摄像信号从C⑶44输出。摄像信号被送入AFE45。如上述，(XD44是在摄像面44a未设置微滤色器的单色摄像元件。如图8所示，在通常观察模式下，白色光BB通过旋转滤器34依次生成与其B、G、R各色的过滤部34a、34b、34c的分光透射率相对应的波长域及光量的三色光。(XD44输出与所依次入射的B、G、R各色相对应的摄像信号B、G、R。而且，在血管信息取得模式中，通过第一窄带域光NI、N2和由G过滤部34b进行了色分离的G色光依次向(XD44入射，(XD44依次输出与各色相对应的摄像信号N1、N2、G。如图9(A)所示，CCD44在I帧的取得区间内进行蓄积信号电荷的蓄积动作、和读出所蓄积的信号电荷的读出动作。在通常观察模式中，依次摄像B、G、R三色的像光，且依次输入摄像信号B、G、R0这样的动作在设定为通常观察模式的期间被重复。在血管信息取得模式下，如图9(B)所示，依次摄像第一窄带域光NI、第二窄带域光N2、G色光三种光的像光，并依次输出摄像信号N1、N2、G。这样的动作在设定为血管信息取得模式的期间被重复。在图2中，AFE45由相关二重采样电路(OTS)、自动增益控制电路(AGC)、及模拟/数字转换器(A/D)(均省略图示)构成。CDS对来自CCD44的摄像信号实施相关二重采样处理，除去信号电荷的因重置引起的噪声。AGC将通过⑶S除去了噪声的摄像信号放大。A/D将由AGC放大的摄像信号转换成具有与规定的比特数相对应的灰度值的数字的摄像信号并向处理机装置12输入。摄像控制部46与处理机装置12内的控制器59连接，且与从控制器59输入的基础频率信号同步，并对(XD44输入驱动信号。(XD44基于来自摄像控制部46的驱动信号以规定的帧频率向AFE45输出摄像信号。处理机装置12具备数字信号处理部55 (DSP (Digital Signal Processor))、帧存储器56、血管图像生成部57、显示控制电路58，控制器59对各部进行控制。DSP55对从电子内窥镜11输出的摄像信号实施伽马修正等图像修正，生成图像数据。帧存储器56存储由DSP55生成的图像数据。另外，DSP55在通常观察模式下，基于与依次输入的摄像信号B、G、R相对应的三色的图像数据生成通常观察图像。通常观察图像根据帧频率在每次更新摄像信号B、G、R时生成。显示控制电路58将通常观察图像转换成合成信号或组成信号等视频信号并向监视器14输出。在血管信息取得模式中，血管图像生成部57基于与摄像信号N1、N2、G相对应的三个图像数据，通过实施以下的图像处理，生成使氧饱和度信息图像化的氧饱和度图像、及使血管深度信息图像化的血管深度图像。血管图像生成部57具备辉度比算出部60、相关关系存储部61、血管深度-氧饱和度算出部62、血管深度图像生成部63、氧饱和度图像生成部64。辉度比算出部60将存储于帧存储器56的与摄像信号NI、N2、G相对应的图像数据NI、N2、G进行对照，对于血管区域 的相同位置的像素求图像数据NI和图像数据G的第一辉度比S1/S3，同时，求图像数据N2和图像数据G之间的第二辉度比S2/S3。在此，SI表示图像数据NI的像素的辉度值，S2表示图像数据N2的像素的辉度值，S3表示图像数据G的像素的辉度值。辉度值S3表示观察部位的明亮度的水平，是为比较辉度值SI、S2而用于使辉度值SI、S2的值标准化的参照信号。作为血管区域的特定方法，例如有根据血管部分的辉度值和其以外的辉度值之差求血管区域的方法。此外，在本例中，仅对血管区域求第一辉度比S1/S3和第二辉度比S2/S3，但也可以对于包含血管区域以外的像素的图像整体求第一辉度比S1/S3和第二辉度比S2/S3。相关关系存储部61存储有第一及第二辉度比S1/S3、S2/S3和血管中的氧饱和度及血管深度的相关关系。该相关关系是图10所示的以血中的血色素的吸光光谱为前提的相关关系，通过以至此的诊断等分析所蓄积的多个图像数据NI、N2而得到。如图10所示，血色素具有吸光系数μa因照射的光的波长而发生变化的吸光特性。吸光系数μa表示血色素的光的吸收的大小即吸光度，是表示对血色素照射的光的衰减状况的I0exp(-y aXx)的式的系数。在此，IO是从光源装置对观察部位的表层粘膜等生体组织进行照射的光的强度，x(cm)是至生体组织内的血管的深度。另外，与氧不键合的还原血色素70、与氧键合的氧化血色素71具有不同的吸光特性，除表示相同的吸光度(吸光系数μ a)的等吸收点(图10中的各血色素70、71的交点)夕卜，吸光度产生差。当吸光度产生差时，即使对相同的血管照射相同强度且相同波长的光，辉度值也会发生变化。另外，即使照射相同强度的光，如果波长不同，则吸光系数μ a也发生变化，所以辉度值发生变化。另外，图10中，如果比较波长为550nm左右的各血色素70，71的吸光度的差、和波长为445nm左右的吸光度的差，则表明，各血色素70、71的吸光度的差的大小因波长而发生变化。鉴于以上的血色素的吸光特性，即使氧饱和度相同，如果波长不同，则吸光度也不同，且粘膜中的深达度也不同。因此，如第一窄带域光NI、N2，各血色素70、71的吸光度均存在差，且通过利用其差的大小不同的两种波长域的光、比较两者的辉度值，可以同时得到氧饱和度和血管深度这两种信息。如特许2648494号公报所记载，目前使用血色素70、71的各吸光度产生差的一个波长域的光而根据其辉度值测定氧饱和度的方法正在进行，但根据一个光的辉度值求出的氧饱和度的测定值受到血管深度的影响，因此，精度不高。根据上述利用两种波长域的光的方法，在氧饱和度信息的基础上，还可以取得血管深度信息，因此，得到消除了血管深度带来的影响的氧饱和度的测定值。如图11所示，相关关系存储部61存储表示第一及第二辉度比S1/S3，S2/S3的辉度坐标系66、和表示氧饱和度及血管深度的血管信息坐标系67的对应关系的相关关系。辉度坐标系66是具有XY这2轴的XY坐标系，对X轴分配第一辉度比S1/S3，对Y轴分配第二辉度比S2/S3。血管信息坐标系67是设于辉度坐标系66上的具有UV2轴的UV坐标系，U轴分配 给血管深度，V轴分配给氧饱和度。U轴存在血管深度相对于辉度坐标系66为正的相关关系，因此，具有正的倾斜。关于该U轴，表示血管越朝向右斜上越浅，血管越朝向左斜下越深。另一方面，V轴具有氧饱和度相对于辉度坐标系66为负的相关关系，因此，具有負的倾斜。关于该V轴，表示氧饱和度越朝向左斜上越低，氧饱和度越朝向右斜下越高。另外,在血管信息坐标系67中,U轴和V轴在交点P正交。这是因为,在血色素的吸光光谱中，第一窄带域光NI的波长域的吸光度、和第二窄带域光N2的波长域的吸光度的大小关系反向。即，如图10所示，在第一窄带域光NI的波长域即440±10nm，还原血色素70的吸光系数比氧化血色素71的吸光系数大，与之相对，在第二窄带域光N2的波长域即470±10nm，氧化血色素71的吸光系数比还原血色素70的吸光系数大。血管深度-氧饱和度算出部62基于相关关系存储部61的相关关系特定出由辉度比算出部60算出的与第一及第二辉度比S1/S3，S2/S3对应的氧饱和度和血管深度。在此，由辉度比算出部60算出的第一及第二辉度比S1/S3，S2/S3中，将关于血管区域内的像素的第一辉度比设为SI ~k /S3 *，将第二辉度比设为S2 * /S3 *。血管深度-氧饱和度算出部62如图12(A)所示，在辉度坐标系66中，特定出与第一及第二辉度比SI * /S3 *，S2 * /S3 *相对应的坐标(X *，Y * )。特定了坐标(X *，Y * )后，如图12(B)所示，在血管信息坐标系67中，将所特定的坐标(X *，Y * )分别投影到氧饱和度的坐标轴即V轴、和血管深度的坐标轴即U轴，特定出坐标(U *，V * )。由此，对于血管区域内的像素求血管深度信息U *及氧饱和度信息V此外，在本例中，作为第一及第二窄带域光NI、Ν2的波长域，使用吸光度的大小关系反向的两个波长域(440± IOnm i 470± IOnm)，但也可以不使用吸光度的大小关系反向的两个波长域。但是，在使用吸光度的大小关系未反向的两个波长域的情况下，在二维空间，U轴和V轴不正交。该情况下，例如如果使用三维的立体空间规定U轴i V轴的关系，则可以从在辉度坐标系66中所特定的坐标(X *，Y * )来特定出血管信息坐标系67中的坐标(U *，V * )。当然，U轴和V轴正交容易生成规定相关关系的表数据等运算所需的数据，因此，作为第一及第二窄带域光NI、N2的波长域，优选使用吸光度的大小关系反向的两个波长域。血管深度图像生成部63具备根据血管深度的程度分配彩色信息的彩色图(CM(Color Map))63a0在彩色图63a中，例如按照血管的深度为表层时成为蓝色、为中层时成为绿色、为深层时成为红色的方式，分配根据血管深度的程度可以明确区分开的颜色。在此所说的血管深度是第一窄带域光N1、N2的深达度的范围内的深度。第一窄带域光N1、N2由于为蓝色区域，所以距观察部位的表面的深达度比波长更长的红色区域的光短，因此，可利用第一窄带域光NI、N2主要判别表层区域内的深度的程度。血管深度图像生成部63根据彩色图63a特定出与由血管深度-氧饱和度算出部62算出的血管深度信息U *相对应的彩色信息。血管深度图像生成部63在对血管区域内的所有像素特定彩色信息时，通过将彩色信息与通常观察图像合成，使其在通常观察图像反映出来。作为通常观察图像，例如使用在刚切换为血管信息取得模式之前在帧存储器56中所存储的图像数据。由此，生成对通常观察图像反映了血管深度的信息的血管深度图像数据。所生成的血管深度图像数据再次被存储于帧存储器56中。此外，彩色信息不仅对通常观察图像反映，而且也可以对在血管信息取得模式得到的图像数据NI、N2、G的任一个或将它们合成的合成图像反映。氧饱和度图像生成部64具备根据氧饱和度的程度分配彩色信息的彩色图(CM(Color Map))64a0在彩色图64a中，例如按照在低氧饱和度时成为青色、在中氧饱和度时成为品红、在高氧饱和度时成为黄色的方式根据氧饱和度的程度分配可以明确区分开的色。氧饱和度图像生成部64与血管深度图像生成部相同，从彩色图64a特定出与由血管深度-氧饱和度算出部算出的氧饱和度信息V *相对应的彩色信息。而且，通过使该彩色信息在通常观察图像数据中反映出来，生成氧饱和度图像数据。所生成的氧饱和度图像数据与血管深度图像数据相同，被存储于帧存储器56。此外，与血管深度图像相同，氧饱和度图像也可以代替通常观察图像，而以图像数据N1、N2、G或它们的合成图像为基础反映彩色信肩、O显示控制电路58与通常观察图像相同地从帧存储器56读取血管深度图像及氧饱和度图像，将其转换成视频信号并向监视器14输出。作为血管信息取得模式中的图像的显示方式，认为有各种图案。例如图13所示，也可以在监视器14的一侧显示通常观察图像72，在另一侧显示通过图像切换SW68 (参照图2)所选择的血管深度图像73或氧饱和度图像74的任一个。图13的血管深度图像73中，血管图像75由表示表层血管的蓝色表示，血管图像76由表示中层血管的绿色表示，血管图像77由表示深层血管的红色表示。另外，氧饱和度图像74中，血管图像80由表示低氧饱和度的青色表示，血管图像81由表示中氧饱和度的品红表示，血管图像82由表不闻氧饱和度的黄色表不。另外，如图14所示，也可以使血管深度图像73及氧饱和度图像74两方同时显示。另外，如图15所示，也可以不显示血管深度图像73及氧饱和度图像74，而指定通常观察图像72中规定的血管图像85，针对该指定的血管图像85，将血管深度(D(D印th))及氧饱和度(St02 (Saturated Oxygen))作为文字信息进行显示。接着，使用图16所示的流程图对上述构成的作用进行说明。首先，电子内窥镜系统10以通常观察模式启动，白色光源30开始点灯，同时，旋转滤器34开始旋转。在通常观察模式中，如图6所示，遮挡板40不旋转，在透过部40b被插入白色光BB的光路的状态下停止。由此，白色光BB依次向旋转滤器34的各过滤部34a 34c入射，将白色光BB色分离，依次生成B、G、R三色的光。三色光从光源装置13向电子内窥镜11供给，从照明窗49向观察部位进行照射。由观察部位反射的三色像光通过观察窗50由(XD44进行摄像，(XD44顺次输出摄像信号B、G、R。DSP55基于与摄像信号B、G、R相对应的图像数据B、G、R生成通常观察图像。所生成的通常观察图像被存储于帧存储器56。显示控制电路58将通常观察图像变换成视频信号并向监视器14输出。由此，在监视器14显示通常观察图像。在通常观察模式中，重复这样的处理，更新显示于监视器14的通常观察图像。通过操作控制台23，输入从通常观察模式向血管信息取得模式的切换指示时，被切换成血管信息取得模式。当切换成血管信息取得模式时，遮挡板40在使透过部40b与旋转滤器34的G过滤部34b的旋转位相一致的状态下以与旋转滤器34相同的速度开始旋转。光源控制部32在将遮挡板40的遮光部40a插入白色光BB的光路的期间，与CCD44的帧频率同步，使第一及第二激光光源31a、31b依次点灯。第一及第二激光光源31a、31b 发出的第一及第二窄带域光N1、N2向电子内窥镜11供给，从照明窗49依次照射观察部位。第一及第二窄带域光N1、N2的像光通过观察窗50向(XD44入射，(XD44输出与第一及第二窄带域光NI、N2相对应的摄像信号NI、N2。而且，光源控制部32在将遮挡板40的透过部40b插入白色光BB的光路的期间，使第一及第二激光光源31a、31b两方熄灭。在将透过部40b插入光路的期间，白色光BB向旋转滤器34的G过滤部34b入射，生成G色光。G色光向电子内窥镜11供给，并向观察部位照射。G色光的像光通过观察窗50向(XD44入射，(XD44输出与G色光相对应的摄像信号G。血管图像生成部57基于与摄像信号NI、N2、G相对应的图像数据NI、N2、G，按图
12所说明的顺序取得氧饱和度信息及血管深度信息。血管图像生成部57使用彩色图63a、64a将这些信息在通常观察图像中反映出来，生成氧饱和度图像及血管深度图像。所生成的图像以图13 图15所示的任一种显示方式在监视器14进行显示。重复上述处理，直至出现向通常观察模式的切换指示。在输入了向通常观察模式的切换指示的情况下，返回通常观察模式。在有观察结束的指示的情况下，使白色光源30、第一及第二激光光源31a、31b、旋转滤器34、遮挡板40停止。此外，在本例中，在血管信息取得模式中，以不进行通常观察图像的生成的例子进行了说明，但在血管信息取得模式的执行中，也可以交互进行用于得到通常观察图像的B、G、R的照射、和用于得到血管图像的第一及第二窄带域光N1、N2、G的照射，同时进行血管图像的生成和通常观察图像的生成。据此，在血管信息取得模式中也可以更新通常观察图像。如以上说明，在本发明中，利用蓝色区域的两个窄带域光N1、N2、和从白色光BB进行了色分离的G色光三个光，取得氧饱和度信息和血管深度信息。利用已有的光源装置的构成即白色光源30的光作为参照光，因此，与特开2011-092690号公报中记载的由半导体光源构成三个窄带域光的现有技术相比，能够降低零件数量、设置空间。由此，容易利用已有的光源装置的构成，且零件数量也可以降低，因此，可以降低成本。另外，由于使用发出蓝色区域的窄带域光的两个激光光源31a、31b，所以能够确保良好的测定精度。首先，在本发明中，作为第一窄带域光NI、N2选择蓝色区域的光的理由是，在肿瘤的良性恶性鉴别等病变部的诊断中，也多有表层血管的性状的把握相比中深层重要的情况，期望能够详细把握表层血管的性状的观察方法。为应对该要求，本发明中，采用深达度浅且能够良好地取得表层血管的信息的蓝色区域的光。而且，使用窄带域光的理由如下。如图10所示的血色素的吸光光谱表明，在蓝色区域，相比绿色区域及红色区域，吸光度的变化剧烈，如果波长过少，则吸光度大幅变化。另夕卜，各血色素70、71的吸光度的大小关系产生反向等吸收点的间隔也缩小。如果波长域宽，则大小关系反向的两个区域的信号混合，辉度值被平均化，因此，不能得到精度高的信息。因此，为利用蓝色区域的光得到表层血管的血管信息，需要使用与两个等吸收点的间隔近的宽度的波长域、优选具有收敛于两个等吸收点的间隔的波长域的窄的窄带域光。另外，表层血管由于比中深层血管细，所以照射的光量不足，在观察表层血管的情况下，需要光量大的光源。这样，为提高有关表层血管的血管信息的測定精度，优选发出蓝色区域的窄带域光、且高的光量的光的光源，根据这样的理由，本发明中，采用可发出第一及第二窄带域光N1、N2的第一及第二激光光源31a、31b。通过使用第一及第二激光光源31a、31b,相比通过 过滤器将白色光BB色分离的情况，得到大光量的窄带域光NI、N2。参照光是作为用于将与第一及第二窄带域光N1、N2对应的辉度值S1、S2标准化的参照信号(辉度值S3)被利用的，因此，只要知晓观察部位的明亮度的水平即可，因此，即使使用由白色光BB进行了色分离的G色光，在实用上也没有问题。此外，上述实施方式中，以利用G色光作为参照光的例子进行了说明，但可知参照光只要是明亮度的水平知晓即可，因此，代替G色光，也可以利用由B过滤部34a、R过滤器34b对白色光BB进行了色分离的B色光或R色光,也可以不将白色光BB色分离而使用白色光BB本身。此外，在本例中，作为第一窄带域光NI，使用波长域为440 土 10nm、优选为445nm的窄带域光，作为第二窄带域光N2，使用波长域为470± 10nm、优选为473nm的窄带域光，但如上述，只要是均在各血色素70、71的吸光度有差异、且该差的大小不同的两个波长域的光，则也可以是其它波长域。另外，在上述实施方式中，将半导体光源单元31的窄带域光NI、N2利用光合流部39在从白色光源30朝向聚光透镜36的白色光BB的光路合流。设置白色光源30、旋转滤器34、聚光透镜36的构成在已有的光源装置中为标准的构成。如果是上述实施方式那样的构成，则在白色光BB的光路中不增加大幅的变更而仅追加光合流部39和遮挡板40即可，因此，容易装入已有的光源装置。另外，光合流部39具有透过白色光的透过部39a、和使第一及第二窄带域光NI、N2反射的反射部39b，因此，能够防止构成的复杂。这在光合流部39仅由反射部39b构成的情况下，在通常观察模式中，需要按照使光合流部39从光路退避、在血管信息取得模式中被插入光路的方式使光合流部39移动的移动机构。如果在光合流部39设置透过部39a，则不设置移动机构即可，因此，可以简化向已有的光源装置追加的构成，因此，容易利用已有的光源装置。此外，反射部39b不使包含于白色光BB的、第一及第二窄带域光NI、N2的波长域的光透过，因此，在反射部39b的尺寸大的情况下，也可能导致在该波长域不能忽视的程度的光量的降低。该情况下，在通常观察模式中，在照射B色光时,使第一及第二激光光源3la、3Ib点灯，补偿由反射部39b截断的光量也可。
另外，遮挡板40由旋转板构成，透过旋转动作进行遮光部40a向光路的插入和退避，但例如也可以使遮挡板40直线移动来进行插入和退避。但是，如果为如本例那样使遮挡板40旋转动作的构成，则与直线移动的情况相比，可以将构成简化不需要用于直线移动的连杆机构的量。[第二实施方式]在上述实施方式中，以分别设置旋转滤器34和遮挡板40的例子进行了说明，但如图17所示，也可以使用设有遮挡板的功能的旋转滤器91。旋转滤器91利用由内周区域和外周区域两个区域组成的二重圆构成。在内周区域设有B、G、R的过滤部，在外周区域设有遮光部和G过滤部。内周区域作为上述实施方式的旋转滤器34起作用，外周区域作为上述实施方式的遮挡板40起作用。移动机构92通过使旋转滤器91的旋转轴移动，将内周区域和外周区域选择性地插入白色光BB的光路。如果使用这样的旋转滤器91，不用分别设置旋转滤器34和遮挡板40，因此，能够降低零件数量或配置空间。
另外，如图18所示的旋转滤器93，也可以不分成内周区域和外周区域而将全周6等分，在通常观察用的B，Gl，R各过滤部之间设置血管信息取得用的两个遮光部和G2过滤部的三个区域。两个遮光部被分别分配给第一及第二窄带域光N1、N2用。Gl和G2可以是相同的分光透射率，也可以不同。根据这种构成，不需要移动机构92。[第三实施方式]在上述实施方式中，以作为电子内窥镜11的CCD44，使用单色摄像元件，在光源装置13上设置了将白色光BB色分离为B、G、R三色的光的旋转滤器的面顺序式的例子进行了说明，但作为电子内窥镜11的CCD，图19所示的使用了彩色CCD100的同时式的系统也可以应用本发明。彩色CCD100在构成摄像面的各像素中设有B、G、R任一种微滤色器，在摄像面内构成B、G、R三色的像素。三色的像素例如以拜尔( ^ ^ — =Bayer)形式排列。如图20所示，在同时式的情况下，光源装置13不需要旋转滤器34。其它构成与图6及7所示的面顺序式相同，因此，对于同一部件标注相同的符号并省略说明。如图21 (A)所示，在通常观察模式下，同时式的光源装置13对电子内窥镜11供给白色光BB。白色光BB从照明窗49向观察部位进行照射，通过彩色(XD100摄像该反射光。向彩色CCD100入射的白色光BB由微滤色器进行色分离，彩色CCD100输出包含与B、G、R各色的像素相对应的三色色信号的摄像信号。B、G、R各微滤色器的分光透射率与图8所示的旋转滤器34的情况相同。如图21 (B)所示，在血管信息取得模式的情况下，使遮挡板40旋转，在由遮挡板40的遮光部40a将白色光BB遮光的期间，使第一及第二激光光源31a、31b依次点灯，依次照射第一及第二窄带域光NI、N2。如图8所示，由于第一窄带域光NI是B像素感光的光，所以将与B像素相对应的摄像信号作为摄像信号NI提取。第二窄带域光N2是B像素及G像素感光的光，因此，将与B像素及G像素相对应的摄像信号作为摄像信号N2提取。由此，得到与第一及第二窄带域光NI、N2相对应的摄像信号NI、N2。而且，在遮挡板40的遮光部40a从白色光BB的光路退避的期间，照射白色光BB。血管图像生成部57从彩色(XD100输出的摄像信号提取与G像素相对应的摄像信号G。而且，按照图12中说明的顺序并基于摄像信号NI、N2、G取得血管信息，生成血管图像进行显不。在本例中，作为参照光，利用G色光,但与第一实施方式相同，也可以利用B色光或R色光、白色光。另外，在上述各实施方式中，以使用B、G、R的原色系的过滤器的例子说明了旋转滤器的各过滤部、彩色CCD的微滤色器，但也可以使用图22所示的具有分光透射率的、Y (黄色)、M(品红)、C(青色)的补色系的过滤器。上述实施方式中，将氧饱和度进行了图像化，但本发明的氧饱和度图像中，代替上述实施方式所示的方式，或在此基础上，也包含将根据“血液量(氧化血色素和还原血色素之和)X氧饱和度(％ ) ”求出的氧化血色素率(hemoglobin index)图像化的图像、或将根据“血液量X (100-氧饱和度)(％)”求出的还原血色素率图像化的图像。在上述实施方式中，作为半导体光源示例了由激光二极管构成的激光光源，但也可以是代替激光二极管而使用了 LED的LED光源。作为摄像元件，不限于上述实施方式的(XD，也可以使用CMOS图像传感器。另外，在上述实施方式中，以光源装置和处理机装置分体构成的例子进行了说明，但也可以一体构成两个装置。 此外，本发明也可以适用于前端部内置有摄像元件和超声换能器(transducer)的超声波内窥镜等、其它方式的内窥镜。
权利要求
1.一种电子内窥镜系统，其具备具有插入被检体内的插入部且具有对所述被检体内的观察部位进行摄像的摄像元件的电子内窥镜、向所述电子内窥镜供给摄像用的光的光源装置、对所述摄像元件输出的摄像信号进行处理的处理机装置，其特征在于， 所述光源装置具有 白色光源，其发出用于得到所述观察部位的通常观察图像的照明光所利用的白色光； 第一及第二半导体光源，其发出为了取得血管信息向所述观察部位所照射的光，所述所照射的光是均在蓝色区域的一部分窄的波长域内且分别具有 不同的波长域的第一及第二蓝色窄带域光，所述血管信息包含表示所述观察部位所存在的血管的血中血色素的氧饱和度的氧饱和度信息、和表示距所述观察部位的表面的所述血管的深度的血管深度信息， 所述光源装置将所述第一及第二蓝色窄带域光向所述电子内窥镜供给，且作为用于得到接收所述第一及第二蓝色窄带域光的反射光而所述摄像元件输出的第一及第二摄像信号的标准化所利用的参照信号的参照光，将所述白色光中包含的至少一部分的波长域的光向所述电子内窥镜供给， 所述处理机装置基于所述第一及第二摄像信号和所述参照信号这三个信号求取所述血管信息。
2.如权利要求I所述的电子内窥镜系统，其特征在于， 所述光源装置具有为了将所述白色光源发出的白色光向所述电子内窥镜入射而将所述白色光聚光的聚光透镜；在从所述白色光源朝向所述聚光透镜的所述白色光的光路上配置、且使所述第一及第二半导体光源发出的第一及第二蓝色窄带域光合流到所述白色光的光路的光合流部。
3.如权利要求2所述的电子内窥镜系统，其特征在于， 所述光合流部具有透过所述白色光的透过部、和将所述第一及第二蓝色窄带域光朝向所述聚光透镜加以反射的反射部。
4.如权利要求I所述的电子内窥镜系统，其特征在于， 所述光源装置具有被插入所述白色光的光路且在将所述白色光遮光的插入位置和从所述光路退避的退避位置之间可移动的遮挡板， 在取得所述血管信息时，在使所述遮挡板移动到所述插入位置将所述白色光遮光的状态下，将所述第一及第二蓝色窄带域光向所述电子内窥镜供给，使所述遮挡板向所述退避位置移动，将所述参照光向所述电子内窥镜供给。
5.如权利要求4所述的电子内窥镜系统，其特征在于， 所述摄像元件是输出单色的摄像信号的单色摄像元件， 所述光源装置具有过滤器，该过滤器具有蓝色、绿色、红色三色的透过区域或者黄色、品红、青色三色的透过区域，将三色的各透过区域选择性地插入所述白色光的光路，将所述白色光色分离成三色光， 所述光源装置是在对所述通常观察图像进行摄像时将所述三色的光依次向所述电子内窥镜供给的面顺序式。
6.如权利要求5所述的电子内窥镜系统,其特征在于， 在所述过滤器上，不仅设有所述三色的透过区域，而且设有构成所述遮挡板的遮光部。
7.如权利要求I所述的电子内窥镜系统，其特征在于，所述摄像元件是具有蓝色、绿色、红色三色的像素或者黄色、品红、青色三色的像素并且输出与各色的像素相对应的三色的图像信号的彩色摄像元件， 所述光源装置是在对所述通常观察图像进行摄像时将所述白色光未进行色分离而向所述电子内窥镜供给的同时式。
8.如权利要求I所述的电子内窥镜系统，其特征在于， 所述第一及第二蓝色窄带域光的两个波长，是在还原血色素和氧化血色素各自的吸光光谱中各自的吸光度产生差的波长。
9.如权利要求8所述的电子内窥镜系统，其特征在于， 所述两个波长中，还原血色素和氧化血色素各自的吸光度的大小关系反向。
10.如权利要求9所述的电子内窥镜系统，其特征在于， 所述第一蓝色窄带域光的波长为440±10nm，所述第二蓝色窄带域光的波长为470土10nm。
11.如权利要求I所述的电子内窥镜系统，其特征在于， 所述处理机装置基于所述第一摄像信号和所述参照信号之比即第一辉度比、第二摄像信号和所述参照信号之比即第二辉度比来求取所述血管信息。
12.如权利要求11所述的电子内窥镜系统，其特征在于， 具备存储装置，其预先存储所述第一及第二辉度比和所述血管的深度及所述氧饱和度的相关关系， 所述处理机装置基于所述相关关系求取所述血管信息。
13.如权利要求12所述的电子内窥镜系统，其特征在于， 所述相关关系表示对两个坐标轴分别分配所述第一及第二辉度比的辉度坐标系、和对两个坐标轴分别分配血管的深度及氧饱和度的血管信息坐标系之对应关系， 所述处理机装置， 在所述辉度坐标系中特定出与所述第一及第二辉度比相对应的第一坐标， 在所述血管信息坐标系中，通过将所述第一坐标分别向所述氧饱和度的坐标轴和所述血管的深度的坐标轴进行投影，特定出第二坐标，求取所述氧饱和度信息和所述血管深度信息。
14.如权利要求I 13中任一项所述的电子内窥镜系统,其特征在于， 所述处理机装置具有 生成表示所述氧饱和度信息及所述血管深度信息中至少一个的图像的图像生成装置； 将所生成的图像向显示装置输出的显示控制装置。
15.一种光源装置，其用于电子内窥镜系统，所述电子内窥镜系统具备具有插入被检体内的插入部且具有对所述被检体内的观察部位进行摄像的摄像元件的电子内窥镜，并且，所述光源装置向所述电子内窥镜供给摄像用的光，其特征在于，具有白色光源，其发出用于得到所述观察部位的通常观察图像的照明光所利用的白色光；第一及第二半导体光源，其发出为了取得血管信息向所述观察部位所照射的光，所述所照射的光是均在蓝色区域的一部分窄波长域内且分别具有不同的波长域的第一及第二蓝色窄带域光，所述血管信息包含表示所述观察部位所存在的血管的血中血色素的氧饱和度的氧饱和度信息、和表示与所述血管有关的距所述观察部位的表面的深度的血管深度信息， 将所述第一及第二蓝色窄带域光向所述电子内窥镜供给，且作为用于得到接收所述第一及第二蓝色窄带域光的反射光而所述摄像元件输出的第一及第二摄像信号的标准化所利用的参照信号的参照光，将所述白色光中包含的至少一部分的波长域的光向所述电子内窥镜供给。
16.—种电子内窥镜系统的控制方法,其使用电子内窥镜系统取得血管信息，所述电子内窥镜系统具备具有插入被检体内的插入部且具有对所述被检体内的观察部位进行摄像 的摄像元件的电子内窥镜、和向所述电子内窥镜供给摄像用的光的光源装置，所述血管信息包含表示所述观察部位所存在的血管的血中血色素的氧饱和度的氧饱和度信息、和表示与所述血管有关的距所述观察部位的表面的深度的血管深度信息，其特征在于， 电子内窥镜系统的控制方法包含 第一照射控制步骤，按照所述光源装置所具有的第一及第二半导体光源发出的第一及第二蓝色窄带域光、即均为在蓝色区域的一部分的窄带域内且分别具有不同的波长域的第一及第二蓝色窄带域光，向所述观察部位照射的方式，控制所述光源装置； 第一信号取得步骤，取得接收到所述第一及第二蓝色窄带域光的反射光的所述摄像元件输出的第一及第二摄像信号； 第二照射控制步骤，按照将所述光源装置所具有的白色光源发出的白色光中包含的至少一部分的波长域的光，作为用于得到在第一及第二摄像信号的标准化所利用的参照信号的参照光向所述观察部位照射的方式，控制所述光源装置； 第二信号取得步骤，取得接收到所述参照光的反射光的所述摄像元件所输出的参照信号; 基于所述第一及第二摄像信号和所述参照信号这三个信号求取所述血管信息的步骤。
全文摘要
本发明提供电子内窥镜系统、光源装置、及电子内窥镜系统的控制方法。其中，在光源装置(13)上不仅设有用于得到通常观察图像的白色光源(30)、而且设有发出蓝色区域的第一及第二窄带域光的半导体光源单元(31)。第一窄带域光和第二窄带域光是包含氧饱和度和血管深度的血管信息取得用的光。在血管信息取得时，为了将与第一窄带域光和第二窄带域光相对应的摄像信号标准化而需要表示明亮度的水平的参照信号。作为用于得到参照信号的参照光，利用白色光源(30)发出的白色光。通过半导体光源的窄带域光维持测定精度，同时，通过利用已有的光源装置的构成即白色光源(30)来抑制成本增加。
文档编号A61B1/045GK102860812SQ20121022798
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月2日 优先权日2011年7月4日
发明者斋藤孝明, 山口博司, 饭田孝之 申请人:富士胶片株式会社