图像处理装置和内窥镜系统的工作方法_3

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的部分的第一及 第二信号比(在图6中用" ?"表记BA),该第四范围位于第一范围的右斜上方。在第五范 围中,包含较多的具有发红的部分的第一及第二信号比(在图6中用"A"表记发红),该第 五范围位于第一范围的右侧。另外,本发明的"特定范围"至少包含第二范围、第三范围、第 四范围、第五范围。
[0080] 平均值计算部82a计算第一范围内的第一及第二信号比的平均值。然后,通过对 计算出的平均值进行极坐标转换,得到极坐标转换完的第一范围平均值(rm、0 m)。
[0081] 萎缩粘膜区域强调部82b通过对第二范围内的第一及第二信号比进行极坐标转 换,得到极坐标转换完的第二范围信号(ri、0 i)。然后,进行对图7所示的极坐标转换完的 第一范围平均值(rm、0 m)与第二范围信号(ri、0 i)之间的矢径差Ar进行扩张的第一扩 张处理。通过下述式(1)进行该第一扩张处理。由此,得到强调第二范围信号(Eri、0 i)。 如图8A所示,该强调第二范围信号(Eri、0 i)与第一范围平均值(rm、0 m)的矢径差成为 比A r大的E A r 〇
[0082] (I) :Eri = (ri-rm) ? a+rm(其中,a 1)
[0083] 如图7、8所示,萎缩粘膜区域强调部82b中的第一扩张处理在维持了色相的状态 下,在彩度降低的方向上对矢径差A r进行扩张。基于该第一扩张处理的颜色变化与伴随 图9所示的萎缩性胃炎的发展而成为退色调的粘膜的颜色变化一致。该图9中示出发展2 与发展1相比,萎缩性胃炎进一步发展,在发展1的情况下,与正常粘膜区域之差较小,与 此相对,在发展2的情况下,色相大致不变,仅彩度降低,由此,可知与正常粘膜区域之差增 大。
[0084] 因此,在基于强调第二范围信号(Eri、0 i)而显示在监视器18上的特殊光图像 上,利用与正常粘膜区域不同的颜色清楚地显示萎缩粘膜区域,并且,与萎缩性胃炎时的粘 膜颜色大致相同地显示萎缩粘膜区域的颜色。由此,能够可靠地判别正常粘膜区域与萎缩 粘膜区域的边界。在正常粘膜区域与萎缩粘膜区域的颜色的差微小的情况下(例如在萎缩 发展中,在ABC检查诊断中包含在B组或C组中的情况下),第一扩张处理特别有效。
[0085] 需要说明的是,在进一步对正常粘膜区域与萎缩粘膜区域的颜色的差进行强调的 情况下,不仅可以进行彩度方向的扩张(矢径差的扩张),还可以进行色相方向的扩张(偏 角差的扩张)。另外,针对高亮度/低亮度区,减小a的值来抑制扩张。另外,在萎缩高度 发展的情况下,当式(1)的a的值过大时,萎缩粘膜区域的颜色泛蓝,所以,该情况下,通过 减小a的值(通过基于控制台20的操作进行调整),能够使萎缩粘膜区域的颜色与实际的 萎缩粘膜的颜色(退色调的颜色)一致。
[0086] 深层血管区域强调部82c通过对第三范围内的第一及第二信号比进行极坐标转 换,得到极坐标转换完的第三范围信号(rv、0v)。然后,进行对图7所示的极坐标转换完 的第一范围平均值(rm、0m)与第三范围信号(rv、0v)之间的偏角差A 0进行扩张的 第二扩张处理。通过下述式(2)进行该第二扩张处理。由此,得到强调第三范围信号(rv、 E 0 v)。如图8所示,该强调第三范围信号(rv、E 0 v)与第一范围平均值(rm、0 m)的偏角 差成为比A 0大的EA 0。
[0087] (2) :E9v = (0v-0m) ? 0 + 9m(其中,0 多1)
[0088] 如图7、8所示,深层血管区域强调部82c中的第二扩张处理在维持了彩度的状态 下,在色相方向上对偏角差A 0进行扩张。如图9所示,基于该第二扩张处理的颜色变化 与伴随萎缩性胃炎的发展而使深层血管的颜色显现化的颜色变化一致。该图9中示出发展 2与发展1相比,萎缩性胃炎进一步发展,在发展1的情况下,与正常粘膜区域之差较小,与 此相对,在发展2的情况下,彩度大致不变,仅色相变化,由此,可知与正常粘膜区域之差增 大。
[0089] 因此,在基于强调第三范围信号(rv、E 0 V)而显示在监视器18上的特殊光图像 上,利用与正常粘膜区域不同的颜色清楚地显示深层血管区域,并且,通过深层血管的颜色 的显现化,从而可靠地透视到深层血管。由此,能够可靠地判别正常粘膜区域与深层血管区 域的边界。在几乎未透视到深层血管的情况下(例如在萎缩发展中,在ABC检查诊断中包 含在B组或C组中的情况下),第二扩张处理特别有效。
[0090] 需要说明的是,在进一步对正常粘膜区域与深层血管区域的颜色的差进行强调的 情况下,不仅可以进行色相方向的扩张(偏角差的扩张),还可以进行彩度方向的扩张(矢 径差的扩张)。另外,针对高亮度/低亮度区,减小0的值来抑制扩张。另外,在萎缩高度 发展的情况下,当式(2)的13的值过大时,深层血管区域的颜色成为品红调,所以,该情况 下,通过减小P的值(通过基于控制台20的操作进行调整),能够使深层血管区域的颜色 与深层血管的颜色一致。
[0091] BA区域强调部82d通过对第四范围内的第一及第二信号比进行极坐标转换,得到 极坐标转换完的第四范围信号(rk、0 k)。然后,通过下述式(3)、(4),进行对极坐标转换完 的第一范围平均值(rm、0 m)与第四范围信号(rk、0 k)之间的矢径差A r、偏角差A 0进 行扩张的第三扩张处理。由此,得到矢径差A r、偏角差A 0均被扩张的强调第四范围信号 (Erk、E 9 k) 〇
[0092] (3) :Erk = (rk-rm)?a+rm(其中,a 1)
[0093](4) :E9k = (9k_9m) ? 0 + 9m(其中,0 多1)
[0094] 在基于强调第四范围信号(Erk、E 0 k)而显示在监视器18上的特殊光图像上,利 用与正常粘膜区域不同的颜色清楚地显示BA区域。由此,能够可靠地判别正常粘膜区域与 BA区域的边界。需要说明的是,在BA区域强调部82d中,也可以代替对矢径差Ar、偏角差 A 0双方进行扩张,而对矢径差Ar、偏角差A 0中的任意一方进行扩张。另外,针对高亮 度/低亮度区,减小a、0的值来抑制扩张。
[0095] 发红区域强调部82e通过对第五范围内的第一及第二信号比进行极坐标转换,得 到极坐标转换完的第五范围信号(rj、0 j)。然后,通过下述式(5)、(6),进行对极坐标转换 完的第一范围平均值(rm、0 m)与第五范围信号(rj、0 j)之间的矢径差A r、偏角差A 0 进行扩张的第四扩张处理。由此,得到矢径差A r、偏角差A 0均被扩张的强调第五范围信 号(Erj、E0 j)。
[0096] (5) :Erj = (rj-rm)?a+rm(其中,a I)
[0097](6) :E 9 j = ( 0 j- 0 m) ? 0 + 9 m(其中,0 多 I)
[0098] 在基于强调第五范围信号(Erj、E 0 j)而显示在监视器18上的特殊光图像上,利 用与正常粘膜区域不同的颜色清楚地显示发红区域。由此,能够可靠地判别正常粘膜区域 与发红区域的边界。需要说明的是,在发红区域强调部82e中,也可以代替对矢径差Ar、偏 角差A 0双方进行扩张,而对矢径差Ar、偏角差A 0中的任意一方进行扩张。另外,针对 高亮度/低亮度区,减小a、0的值来抑制扩张。
[0099] RGB转换部83将由色差强调部82得到的色差强调信号(强调萎缩粘膜信号、强 调深层血管信号、强调BA信号、强调发红信号)再次转换为RGB图像数据。在该RGB转换 部83中,进行将由极坐标空间的值表现的色差强调信号转换为RGB的值的处理。伽马转换 部84对色差强调完的RGB图像数据实施伽马转换。由此,得到具有适合于监视器18等输 出器件的灰度的色差强调完的RGB图像数据。
[0100] 接着,沿着图10的流程图对本实施方式中的一系列流程进行说明。首先,设置为 通常观察模式,将内窥镜12的插入部21插入到检体内。在插入部21的前端部24到达胃 后,诊断是否产生了萎缩性胃炎。这里,在能够从通常光图像中读取粘膜成为退色调、或透 视到树枝状的深层血管的部位与未透视到的部位的边界(称为内窥镜的腺边界)的情况 下,医生判断为由于萎缩性胃炎而产生胃癌等病变的病态观察结果(基于木村/竹本分类 的判断手法)。需要说明的是,还可知这种胃癌是由于基于幽门螺杆菌感染的胃粘膜的萎缩 而产生的。
[0101] 另一方面,在无法从通常光图像中读取退色调的粘膜或内窥镜的腺边界的存在的 情况下,为了更加可靠地进行诊断,对模式切换SW22b进行操作而切换为特殊观察模式。通 过该特殊观察模式的切换,发出包含蓝色激光和蓝紫色激光双方的特殊光。根据该特殊光 发光时得到的RGB图像信号计算第一及第二信号比。
[0102] 求出计算出的第一及第二信号比中的第一范围内的第一及第二信号比的平均值, 并且对该第一范围平均值进行极坐标转换。另外,对第二~第五范围内的第一及第二信号 比进行极坐标转换,得到极坐标转换完的第二~第五范围信号。然后,对极坐标转换完的第 一范围平均值与第二~第五范围信号的矢径差或偏角差进行扩张。由此,得到对正常粘膜 与异常区域的颜色的差进行了强调的色差强调信号(强调第二范围信号、强调第三范围信 号、强调第四范围信号、强调第五范围信号)。基于该色差强调信号,在监视器18中显示特 殊光图像。
[0103] 在特殊光图像上,在完全没有胃的萎缩的情况下,利用通常的颜色显示粘膜。该情 况下,医生判断为没有产生基于萎缩性胃炎的胃癌等病变部的正常观察结果。与此相对,在 胃的萎缩稍微发展的情况下,利用退色调显示萎缩粘膜的颜色,另外,透视显示深层血管。 由此,能够清楚地显示内窥镜的腺边界。因此,在实际的胃中,在不怎么利用退色调显示萎 缩粘膜的颜色、且几乎未透视到深层血管的情况下,医生也能够判断为由于萎缩性胃炎而 产生了胃癌等病变的病态观察结果。
[0104] 需要说明的是,在上述实施方式中,在特殊观察模式中,使用包含相对于粘膜的吸 收物质的光吸收性较高的蓝色窄带成分(蓝色激光和蓝紫色激光)的特殊光,所以,与使用 包含蓝色宽带成分的照明光的情况相比,由于以下所示的理由,观察区域上的异常区域中 的萎缩粘膜、深层血管区域、BA区域与正常粘膜区域的色差增大。
[0105] 图11示出如上述实施方式那样使用包含蓝色窄带成分(蓝色激光和蓝紫色激光) 的特殊光的情况下的二维空间上的第二~第五范围的位置、以及使用包含蓝色宽带成分 (例如400~520nm)的照明光的情况下的二维空间上的第一范围的位置。在该图11中,第 二范围Mn示出在使用包含蓝色窄带成分的特殊光的情况下得到的、包含较多的萎缩粘膜 部分的信号的范围。第二范围Mb示出在使用包含蓝色宽带成分的照明光的情况下得到的、 包含较多的萎缩粘膜部分的信号的范围。
[0106] 另外,第三范围Vn、第四范围Xn、第五范围Yn分别示出在使用包含蓝色窄带成分 的特殊光的情况下得到的、包含较多的深层血管部分的信号、BA部分的信号、发红部分的信 号的范围。第三范围Vb、第四范围Xb、第五范围Yb分别示出在使用包含蓝色宽带成分的照 明光的情况下得到的、包含较多的深层血管部分的信号、BA部分的信号、发红部分的信号的 范围。
[0107] 如该图11所示,第二范围Mn、第三范围Vn、第四范围Xn与第一范围之差较大,与 此相对,第二范围Mb、第三范围Vb、第四范围Xb与第一范围几乎不存在差。因此,通过使 用包含蓝色窄带成分的特殊光,能够充分赋予第一范围与第二~第四范围Mn、Vn、Xn之差。 在此基础上,通过色差强调部82中的矢径差或偏角差的扩张,第一范围与第二~第四范围 Mn、Vn、Xn之差进一步增大。如上所述,在使用包含蓝色窄带成分的特殊光的情况下,与使 用包含蓝色宽带成分的照明光的情况相比,正常粘膜与萎缩粘膜区域、深层血管区域、BA的 色差增大
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