医用图像处理装置及其工作方法、以及内窥镜系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种生成强调了正常部与病变部的颜色差异的图像的医用图像处理 装置及其工作方法、W及内窥镜系统。
【背景技术】
[0002] 在医疗领域中，使用了具备光源装置、内窥镜W及处理器装置的内窥镜系统的诊 断被广泛采用。在该内窥镜系统中，从内窥镜向观察对象照射照明光，基于由内窥镜的摄像 元件对利用该照明光照明中的观察对象进行拍摄而获得的图像信号，将观察对象的图像显 示在监视器上。医生一边观看在监视器中显示的图像一边检测有无病变部。
[0003] 运里，针对从粘膜表面大幅突起的病变部等形状、大小与正常部较大程度不同的 病变部，能够容易地进行检测。然而，针对形状、大小与正常部几乎相同的病变部，要大费周 折地检测与正常部的颜色差异。在该情况下，在病变部并没有太大发展且与正常部几乎不 存在颜色差异时，检测变得非常困难。
[0004] 为此，在日本专利3228627号公报中，针对血液量（血红蛋白指数）偏离基准值的 部分，进行使之进一步偏离基准值的处理，从而使正常部和病变部的色差变得明确。
[0005] 在病变部中，关于胃癌，已知有在胃粘膜中产生萎缩而使胃粘膜W退色调变化的 情况。因此，在粘膜中产生了萎缩的萎缩部相对于未产生萎缩的正常部产生颜色差异。通 过利用内窥镜观察该与正常部的颜色差异来诊断是否患有胃癌（具有认定NP0法人、日本 胃癌预测、诊断、治疗研究机构推荐的ABC诊查）。
[0006] 运里，在萎缩高度地发展的情况（例如，在ABC诊查中包含于C组、D组的情况） 下，正常部与萎缩部的颜色差异明显，因而能够容易地检测萎缩部。然而，在萎缩正在发展 的情况（例如，在ABC诊查中包含于B组、C组的情况）下，萎缩部与正常部的色差微小，因 而难W仅通过颜色差异来检测萎缩部。因此，要求即便在如萎缩正在发展那样萎缩部与正 常部的色差微小的情况下，也强调正常部与萎缩部的色差W使萎缩部的检测变得容易。
[0007] 需要说明的是，可W考虑通过日本专利3228627号公报的方法来强调萎缩部与正 常部的色差。然而，由于萎缩部的颜色不仅受血液量的影响，也受血液量W外的要素的影 响，因此在日本专利3228627号公报的方法中，难W强调萎缩部与正常部的色差。
【发明内容】
[000引本发明的目的在于，提供医用图像处理装置及其工作方法、化及内窥镜系统，用于 生成强调了胃粘膜萎缩后的萎缩部等异常部与正常部的色差的图像。
[0009] 本发明的医用图像处理装置具备图像信号输入处理部、颜色信息获取部W及第一 移动处理部。图像信号输入处理部对第一彩色图像信号进行输入处理。颜色信息获取部从 第一彩色图像信号中获取多个颜色信息。在由多个颜色信息形成的特征空间中，第一移动 处理部使被检体内的观察对象所分布的第一观察范围、第二观察范围W及第=观察范围的 坐标移动，W使所述第一观察范围、第二观察范围W及第=观察范围中的任一个特定的范 围的坐标进入在特征空间内确定的基准范围，并且该第一移动处理部使第一至第=观察范 围中的特定的范围W外的两个范围的坐标移动，W使特定的范围W外的两个范围的坐标相 互分离。
[0010] 优选特征空间是Cb化空间或者油空间中的任一个空间，其中，该Cb化空间由作 为多个颜色信息的色差信号化、Cb形成，该油空间由作为多个颜色信息的CIEL油空间的 色调的要素a*、b*形成。优选在特征空间中，第一移动处理部使第一至第S观察范围的坐 标平行移动，W使特定的范围的坐标进入基准范围，并且该第一移动处理部对第一至第= 观察范围中的特定的范围W外的两个范围的坐标的角度进行变更，使两个范围的坐标W相 互分离的方式移动。优选基准范围是包含特征空间的原点且不包含特定的范围W外的两个 范围的范围。
[0011] 优选多个颜色信息是色相H和彩度S，特征空间是由色相H和彩度S形成的服空 间。优选在服空间中，第一移动处理部使第一至第S观察范围的坐标向彩度方向平行移 动，W使特定的范围的坐标进入基准范围，并且该第一移动处理部使第一至第=观察范围 中的特定的范围W外的两个范围的坐标W在色相方向上相互分离的方式移动。优选基准范 围是包含服空间的原点且不包含特定的范围W外的两个范围的范围。
[0012] 优选本发明的医用图像处理装置具备第二移动处理部，在特征空间中，该第二移 动处理部在维持第一W及第=观察范围的坐标的状态下，使第二观察范围的坐标移动至基 准范围，在维持第一观察范围的坐标的状态下，使第=观察范围的坐标移动。
[0013] 优选特征空间是Cb化空间或者油空间中的任一个空间，其中，该Cb化空间由作 为多个颜色信息的色差信号化、Cb形成，该油空间由作为多个颜色信息的CIEL油空间的 色调的要素a*、b*形成。优选在特征空间中，第二移动处理部在维持第一W及第S观察范 围的坐标的状态下，对第二观察范围的坐标的矢径进行变更而使第二观察范围移动至基准 范围，并且在维持第一观察范围的坐标且将第二观察范围维持在基准范围的状态下，对第 =观察范围的坐标的角度进行变更而使第=观察范围的坐标移动。优选基准范围是包含特 征空间的原点且不包含第一观察范围W及第S观察范围的范围。
[0014] 优选多个颜色信息是色相H和彩度S，特征空间是由色相H和彩度S形成的服空 间。优选在服空间中，第二移动处理部在维持第一W及第S观察范围的坐标的状态下，使 第二观察范围的坐标向彩度方向移动而使第二观察范围的坐标移动至基准范围，并且在维 持第一观察范围的坐标且将第二观察范围维持在基准范围的状态下，使第=观察范围的坐 标向色相方向移动。优选基准范围是包含服空间的原点且不包含第一观察范围W及第S 观察范围的范围。
[0015] 优选本发明的医用图像处理装置具有彩色图像信号转换部和明亮度调整部。彩色 图像信号转换部将由第一移动处理部或第二移动处理部处理后的多个颜色信息转换为第 二彩色图像信号。明亮度调整部根据从第一彩色图像信号获得的第一明亮度信息W及从第 二彩色图像信号获得的第二明亮度信息，来调整第二彩色图像信号的像素值。
[0016] 优选第一彩色图像信号为=种颜色的图像信号，在特征空间中，第一彩色图像信 号中的至少一种颜色的图像信号为窄频带信号时的第一观察范围与第二观察范围之差大 于第一彩色图像信号全部为宽频带信号时的第一观察范围与第二观察范围之差，或者第一 彩色图像信号中的至少一种颜色的图像信号为窄频带信号时的第一观察范围与第=观察 范围之差大于第一彩色图像信号全部为宽频带信号时的第一观察范围与第=观察范围之 差。
[0017] 本发明的内窥镜系统具备上述记载的本发明的医用图像处理装置和显示部，该显 示部显示第一特殊图像和第二特殊图像，其中，该第一特殊图像是根据由第一移动处理部 处理后的多个颜色信息而获得的，该第二特殊图像是根据由第二移动处理部处理后的多个 颜色信息而获得的。
[0018] 本发明的医用图像处理装置的工作方法具备输入处理步骤、颜色信息获取步骤W 及移动处理步骤。在输入处理步骤中，图像信号输入处理部对第一彩色图像信号进行输入 处理。在颜色信息获取步骤中，颜色信息获取部从第一彩色图像信号中获取多个颜色信息。 在移动处理步骤中，在由多个颜色信息形成的特征空间中，第一移动处理部使被检体内的 观察对象所分布的第一观察范围、第二观察范围、W及第=观察范围的坐标移动，W使所述 第一观察范围、第二观察范围、W及第=观察范围中的任一个特定的范围的坐标进入在特 征空间内确定的基准范围，并且该第一移动处理部使第一至第=观察范围中的特定的范围 W外的两个范围的坐标移动，W使特定的范围W外的两个范围的坐标相互分离。
[0019] 发明效果
[0020] 根据本发明，能够生成强调了胃粘膜萎缩后的萎缩部等异常部与正常部的色差的 图像。
【附图说明】
[0021] 图1是第一实施方式的内窥镜系统的外观图。
[0022] 图2是表示第一实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
[0023] 图3是表示紫色光V、蓝色光B、绿色光GW及红色光R的发光光谱的曲线图。
[0024] 图4是表示第一特殊图像处理部的功能的框图。
[00巧]图5是表示信号比空间用的第一处理的说明图。
[00%] 图6是表示信号比空间用的第一处理后的第一~第S观察范围的分布的曲线图。
[0027] 图7是表示特征空间为a*、b*的情况下的第一处理后的第一~第S观察范围的分 布的曲线图。
[0028] 图8是表示在特征空间为油空间的情况下所使用的特殊图像处理部的功能的框 图。
[0029] 图9是表示信号比空间用的第二处理的说明图。
[0030] 图10是表示角度变更范围R1内的角度0的移动范围的曲线图。
[0031] 图11是表示角度0与信号比空间用的第二处理后的角度E0之间的关系的曲线 图。
[0032] 图12是表示信号比空间用的第二处理后的第一~第S观察范围的分布的曲线 图。
[003引图13是表示特征空间为a*、b*的情况下的第二处理后的第一~第S观察范围的 分布的曲线图。
[0034] 图14是表示第二特殊图像处理部的功能的框图。
[0035] 图15是表示信号比空间用的第S处理的说明图。
[0036] 图16是表示矢径r与矢径化之间的关系的曲线图。
[0037] 图17是表示信号比空间用的第S处理后的第一~第S观察范围的分布的曲线 图。
[00測图18是表示特征空间为a*、b*的情况下的第S处理后的第一~第S观察范围的 分布的曲线图。
[0039] 图19是表示信号比空间用的第四处理的说明图。
[0040] 图20是表示角度变更范围R3内的角度0的移动范围的曲线图。
[0041] 图21是表示角度0与信号比空间用的第四处理后的角度E0之间的关系的曲线 图。
[0042] 图22是表示信号比空间用的第四处理后的第一~第S观察范围的分布的曲线 图。
[00创图23是表示特征空间为a*、b*的情况下的第四处理后的第一~第S观察范围的 分布的曲线图。
[0044] 图24是对第一特殊图像和第二特殊图像进行同时显示的监视器的图像图。
[0045] 图25是表示本发明的一系列流程的流程图。
[0046]图26是表示在特征空间为化、Cb的情况下所使用的第一特殊图像处理部的功能 的框图。
[0047] 图27是表示特征空间为Cr、Cb的情况下的第一观察范围、第二观察范围、W及第 S观察范围的位置关系的说明图。
[0048] 图28是表示特征空间为化、Cb的情况下的第一处理的说明图。 W例图29是表示特征空间为化、Cb的情况下的第二处理的说明图。
[0050] 图30是表示在特征空间为化、Cb的情况下所使用的第二特殊图像处理部的功能 的框图。
[0051] 图31是表示特征空间为化、Cb的情况下的第S处理的说明图。
[0052] 图32是表示特征空间为化、Cb的情况下的第四处理的说明图。
[0053] 图33是表示在特征空间为H(色相）、S(彩度）的情况下所使用的第一特殊图像 处理部的功能的框图。
[0054] 图34是表示特征空间为H(色相）、S(彩度）的情况下的第一观察范围、第二观察 范围、W及第S观察范围的位置关系的说明图。
[0055] 图35是表示特征空间为H(色相）、S(彩度）的情况下的第一处理的说明图。
[0056] 图36是表示特征空间为H(色相）、S(彩度）的情况下的第二处理的说明图。
[0057] 图37是表示在特征空间为H(色相）、S(彩度）的情况下所使用的第二特殊图像 处理部的功能的框图。
[005引图38是表示特征空间为H(色相）、S(彩度）的情况下的第S处理的说明图。
[0059] 图39是表示特征空间为H(色相）、S(彩度）的情况下的第四处理的说明图。
[0060] 图40是表示第二实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
[0061] 图41是表示白色光的发光光谱的曲线图。
[0062] 图42是表示特殊光的发光光谱的曲线图。
[0063] 图43是表示第=实施方式的内窥镜系统的功能的框图。
[0064] 图44是表示旋转滤光器的俯视图。
[0065] 图45是表示第四实施方式的胶囊内窥镜系统的功能的图。
[0066]