图像处理装置和内窥镜系统的工作方法_4

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由蓝色窄带成分赋予的第一范围与第二~第四范围Mn、Vn、Xn之差的量。
[0108] 与此相对,第五范围Yn与第五范围Yb的情况相比,与第一范围之差几乎没有变 化。因此,在使用包含蓝色窄带成分的特殊光或包含蓝色宽带成分的照明光中的任意一方 的情况下,正常粘膜与发红区域的色差也几乎不变化。
[0109] 如上所述,根据特殊光中是否包含蓝色窄带成分,与正常区域的色差的大小不同, 这主要是因为依赖于血液密度的大小等粘膜内的吸收物质的分布密度。与此相关,能够使 用图12A所示的反射浓度与粘膜内的吸光物质(在消化器官中主要是血红蛋白)的吸收系 数(血红蛋白的吸光系数的分布参照图12B)与分布密度的关系进行说明。需要说明的是, 在设反射浓度为(_l〇g(Bch(入射到传感器的Bch的光的反射率))的情况下,第一信号比 根据该反射浓度的变动而变动。
[0110] 根据该图12A,可知反射浓度相对于吸光物质的吸光系数和分布密度以非线性的 方式增加。因此,粘膜内的光吸收或分布密度越强,则反射浓度的大小越增加。与此相对, 关于反射浓度的增加量,在光吸收较弱的情况下或分布密度较小的情况下,即使吸收或密 度稍微增加,反射浓度也大幅增加,另一方面,在光吸收较强的情况下或分布密度较大的情 况下,即使吸收或密度增加,反射浓度也几乎不增加。
[0111] 因此,使用图12A的反射浓度分布的关系,分别对在摄像传感器48的Bch中 入射有蓝色激光(445nm)和蓝紫色激光(405nm)的混色窄带光(以下表记为"窄带光 445nm+405nm")的反射光、蓝紫色激光(405nm)的反射光(以下表记为"窄带光405nm")、 蓝色激光(445nm)的反射光(以下表记为"窄带光445nm")、蓝色波段中波长范围涉及宽带 (例如400~500nm)的蓝色光的反射光(以下表记为"宽带B光")时的正常粘膜与异常 区域的色差进行说明。
[0112] 在BA区域中的反射浓度分布中,如图13所示,窄带光405nm的反射浓度Rl最高, 比该反射浓度Rl低的是窄带光445nm+405nm的反射浓度R2,比反射浓度Rl、2低的是窄带 光445nm的反射浓度R3,最低的是宽带B光的反射浓度R4。成为这种大小关系是因为,光 吸收的强度具有"窄带光405nm >窄带光445nm+405nm >窄带光445nm >宽带B光"的关 系(参照图12B)。
[0113] 另外,窄带光405nm、窄带光445nm+405nm、窄带光445nm等窄带B光的反射浓度 Rl~R3与宽带B光的反射浓度R4之间的差比较大。这是因为宽带B光的反射浓度R4特 别低。即,可知与使用宽带B光的情况相比,使用窄带B光的情况下的正常粘膜与BA区域的 反射浓度的差较大。这样,宽带B光的反射浓度R4较低是因为,如图14所示,BA仅狭窄地 分布在粘膜中的比较浅的位置,光蔓延路径上的血液密度比较低,另外,还因为在宽带B光 中混合有血红蛋白的吸收较弱的500nm周边的波长。另外,关于窄带B光,与发红区域的情 况相比,由于波长不同而导致的反射浓度的差(例如反射浓度Rl与反射浓度R2的差)比 较大。这是因为,由于BA区域内的光蔓延路径上的血液密度较低,所以,当由于波长的差异 而在光吸收中产生差时,该差大幅反映在反射浓度的差中。
[0114]由于在BA区域中具有以上这样的反射浓度,所以,如图15所示,与使用宽带B 光时的第四范围Xb相比,使用窄带B光时的第四范围Xn与第一范围的第一信号比的差 较大。另外,在使用窄带B光的情况下,当分别对使用窄带光405nm的情况下的第四范围 Xn(405nm)、使用窄带光445nm+405nm的情况下的第四范围Xn(445nm+405nm)、使用窄带光 445nm的情况下的第四范围Xn(445nm)与第一范围的位置关系进行比较时,可知在使用更 短波长的光的情况下,与第一范围之差增大。因此,通过使用窄带B光,能够增大与第一范 围之差,所以,能够进一步增大正常粘膜区域与BA区域的色差。
[0115] 需要说明的是,萎缩粘膜区域和深层血管区域与BA区域同样,光蔓延路径上的血 液密度低于发红区域。另外,由于萎缩粘膜区域和深层血管区域具有与BA区域相同的反射 浓度分布,所以,与BA区域的情况同样,通过使用更短波长的光,能够增大第一范围与第二 以及第三范围的差。因此,通过使用窄带B光,能够增大与第一范围之差,所以,能够进一步 增大萎缩粘膜区域、深层血管区域与正常粘膜区域的色差。
[0116] 与此相对,在发红区域中,如图16所示,反射浓度Rl~R4的大小关系与BA区域 等相同,但是,与BA区域等的情况相比,窄带B光的反射浓度Rl~R3与宽带B光的反射浓 度R4之间的差比较小。这是因为,与BA区域等的情况相比,宽带B光的反射浓度R4较高。 这样,宽带B光的反射浓度R4比较高是因为,如图17所示,发红广泛分布在从粘膜中的较 浅位置到较深位置的范围内,光蔓延路径上的血液密度比较高。
[0117] 另外,关于窄带B光,与BA区域的情况相比,由于波长不同而导致的反射浓度的差 (例如反射浓度Rl与反射浓度R2的差)不太大。这是因为,与BA区域等相比,发红区域内 的光蔓延路径上的血液密度比较高,所以,即使由于波长的差异而在光吸收中产生差,该差 也不太会反映在反射浓度的差中。
[0118]由于在发红区域中具有以上这样的反射浓度,所以,如图18所示,与使用宽带B光 的情况下的发红区域Yb相比,使用窄带B光的情况下的第五范围Yn与第一范围的差没怎 么变化。另外,针对使用窄带B光的情况,即使分别对使用窄带光405nm的情况下的第五范 围Yn(405nm)、使用窄带光445nm+405nm的情况下的第五范围Yn(445nm+405nm)、使用窄带 光445nm的情况下的第五范围Yn (445nm)与第一范围的位置关系进行比较,也几乎不存在 第一范围与第五范围之差。因此,即使使用窄带B光,与第一范围之差也不太大,所以,不太 能够增大正常粘膜区域与发红区域的色差。
[0119] 其中,在发红区域中,如果不是高度发红或出血这样的高血液密度区域、而是轻度 的发红区域(轻度发红区域),则与使用宽带B光的情况相比,使用窄带B光的情况下的正 常粘膜区域与轻度发红区域的反射浓度的差较大。因此,通过使用窄带B光,能够增大正常 区域与轻度发红区域的色差。
[0120] 需要说明的是,上述说明了对入射到摄像传感器48的Bch的B光进行窄带化时的 第一信号比的变化(当对波长进行窄带化时,在二维空间上,第二~第五范围的位置在纵 轴方向上移位),但是,在使入射到摄像传感器48的Gch的G光窄带化的情况下,也能够利 用与上述相同的理由进行说明。即,在使用窄带的G光(具有针对血液的光吸收较高的波 长的G光)的情况下,与使用宽带的G光的情况相比,第一范围与第二范围的差较大(当对 波长进行窄带化时,在二维空间上,第二~第五范围在横轴方向上移位)。
[0121] 需要说明的是,上述对入射到摄像传感器48的Bch的B光和入射到摄像传感器48 的Gch的G光中的任意一方进行了窄带化,但是,也可以对两个光进行窄带化。该情况下,通 过波长的窄带化,在二维空间上,第二~第五范围在纵轴方向和横轴方向上移位。其中,与 仅对入射到摄像传感器48的Bch的B光进行窄带化的情况相比,纵轴方向的移位量较小。 这是因为,通过B光和G光的窄带化,Bch、Gch的吸收系数均增加,所以,与仅Bch窄带化的 情况相比,Bch、Gch的反射浓度的差较小。
[0122] 在上述实施方式中,通过对第一及第二信号比进行极坐标转换,并且对极坐标转 换完的第一范围平均值与第二~第五范围内的信号值的矢径差或偏角差进行扩张,从而强 调了正常粘膜区域与异常区域的颜色的差,但是不限于此,也可以使用其他坐标转换方法 和色差强调方法,对正常粘膜区域与异常区域的颜色的差进行强调。需要说明的是,关于上 述实施方式那样的使用在极坐标上对矢径差或偏角差进行扩张的色差强调方法得到的强 调图像,由于正常粘膜区域的颜色与通常光图像的颜色相同,所以没有不舒适感。另外,由 于强调图像上的萎缩粘膜区域和深层血管区域的颜色与萎缩性胃炎产生时的粘膜的颜色、 透视到血管时的颜色相同,所以,能够利用与当前进行的萎缩性胃炎诊断(例如ABC检查诊 断)相同的方法进行诊断。
[0123] 需要说明的是,在上述实施方式中,在正常粘膜区域与异常区域的色差强调中使 用第一范围平均值,但是,取而代之,也可以使用图像信号整体的像素值平均值。该情况下, 虽然萎缩粘膜或深层血管的颜色可能按照每个图像而变动,但是,具有能够结合图像上的 各区域的分布来对正常粘膜区域与异常区域的颜色的微小差进行扩张这一优点。
[0124] 需要说明的是,在上述实施方式中,对第一及第二信号比进行极坐标转换,对该 极坐标转换完的信号进行扩张矢径差或偏角差的扩张处理,但是,也可以事先进行这些极 坐标转换处理和扩张处理,将处理结果存储在色差强调用LUT中。该情况下,使用上述式 (1)~(6),预先计算认为属于第二~第五范围的第一及第二信号比。然后,将第二~第五 范围的第一以及第二信号比与使用这些信号比进行计算时的计算结果建立对应地存储在 色差强调用LUT中。另外,针对认为属于第一范围的第一及第二信号比,将与这些信号比相 同的值建立对应地存储在色差强调用LUT中。通过使用这种色差强调用LUT,不用进行极坐 标转换处理和扩张处理,就能够进行异常区域的色差强調,所以,能够减轻处理负荷。
[0125] 需要说明的是,在上述实施方式中,利用色差强调部82进行对异常区域与正常区 域的色差进行强调的色差强调处理,但是,通过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,即使不利用色差强调部82进 行色差强调处理,也能够对正常粘膜区域与异常区域(萎缩粘膜区域、深层血管区域、BA区 域、发红区域)的色差进行强调显示。另外,同样,通过使用包含相对于粘膜的吸收物质的 光吸收性较高的绿色窄带成分(例如540~560nm的波长成分)的光,即使不利用色差强 调部82进行色差强调处理,也能够对正常粘膜区域与异常区域(萎缩粘膜区域、深层血管 区域、BA区域、发红区域)的色差进行强调显示。
[0126] 需要说明的是,在上述第一实施方式中,将荧光体44设置在内窥镜12的前端部 24,但是,取而代之,也可以将荧光体44设置在光源装置14内。该情况下,优选在光导41 与蓝色激光光源34之间设置荧光体44。
[0127][第二实施方式]
[0128] 在上述第一实施方式中,利用彩色的摄像传感器同时取得RGB图像信号,但是,在 第二实施方式中,利用单色的摄像传感器依次取得RGB图像信号。如图19所示,在第二实 施方式的内窥镜系统200的光源装置14中,代替蓝色激光光源34、蓝紫色激光光源36、光 源控制部40而设置有宽带光源202、旋转滤光片204、滤光片切换部205。另外,在内窥镜 12的照明光学系统24a中未设置荧光体44。另外,在摄像光学系统24b中,代替彩色的摄 像传感器48而设置有未设置彩色滤光片的单色的摄像传感器206。除此以外与第一实施方 式的内窥镜系统10相同。
[0129] 宽带光源202是氙灯、白色LED等,发出波段涉及蓝色~红色的白色光。旋转滤光 片204具有设置在内侧的通常观察模式用滤光片208和设置在外侧的特殊观察模式用滤光 片209 (参照图20)。滤光片切换部205使旋转滤光片204在径向上移动,在通过模式切换 SW22b设置为通常观察模式时,将旋转滤光片204的通常观察模式用滤光片208插入到白色 光的光路中,在设置为特殊观察模式时,将旋转滤光片204的特殊观察模式用滤光片209插 入到白色光的光路中。
[0130] 如图20所示,在通常观察模式用滤光片208中,沿着周向设
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