JP2010068860A - 内視鏡装置及びその画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内視鏡画像上にて関心部位の病巣領域を容易に視認することを可能とする。
【解決手段】映像処理＆制御部３４は、映像信号処理部３４１、病巣領域情報生成手段としてのインデックス画像生成部３４６、病巣領域情報重畳手段としての画像合成部３４２、メイン照明調光部３４４、サブ照明調光部３４５及び、上記各部を制御する制御部３４３を備えて構成され、関心部位をメイン照明光の光軸角とは異なる光軸角のサブ照明光で照明して撮像し、病巣領域を起因とする陰影部を有する特殊撮像画像を得る。この特殊撮像画像を縮小したインデックス画像を通常撮像画像上に重畳して表示する。
【選択図】図４

Description

本発明は、体腔内の撮像する内視鏡装置及びその画像処理方法に係り、特に病巣を視認可能にする内視鏡装置及びその画像処理方法に関する。

従来、医療現場においては、ＣＴ画像、ＭＲＩ画像、超音波画像等の体腔内画像を用いた診断が行われており、診断支援のための画像処理により体腔内画像から病巣を検出する手法が種々提案されている（例えば、特許文献１）。

この種の手法の病巣検出は、画像処理により体腔内画像上において病巣となりうる関心部位を検出し、例えば関心部位の画素とその周辺画素との変化量を検出することで、関心部位のエッジ（陰影）を検出し、例えばエッジ（陰影）の形状等により病巣領域を推定し該関心部位が病巣であるか否かを判定する。
特開２００８−９３１７２号公報

しかしながら、上述した従来の病巣検出手法を内視鏡画像に適用する場合、生体組織の表面の色味／濃度の変化が乏しい場合、画像処理ではそもそも病巣となりうる関心部位を検出することが難しいといった問題がある。さらに、病巣となりうる関心部位を検出できたとしても、内視鏡画像の解像度が低い場合には、通常の内視鏡画像を画像処理するだけでは、関心部位のエッジ（陰影）の検出精度が低くなり、該関心部位の病巣領域を推定することができない恐れがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、内視鏡画像上にて関心部位の病巣領域を容易に視認することのできる内視鏡装置及びその画像処理方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の内視鏡装置は、体腔内の関心部位に照明光を照射し前記関心部位を撮像する内視鏡と、前記内視鏡からの前記関心部位の撮像信号を信号処理して画像データを生成する信号処理装置とを備えた内視鏡装置において、前記内視鏡が撮像視野の全域に対し視野中心を基準に略点対称に前記照明光のうちの第１の照明光を照射する第１の照明光照射手段と、前記第１の照明光の光軸に略垂直な面上の前記第１の照明光照射手段を略中心とした円の円周上から前記照明光のうちの第２の照明光を照射する第２の照明光照射手段と、前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光が照射された前記関心部位を撮像する撮像手段とを備え、前記信号処理装置が前記第１の照明光に基づいて前記関心部位を撮像する通常撮像モードと前記第２の照明光に基づいて前記関心部位を撮像する特殊撮像モードとを設定するモード設定手段と、前記通常撮像モードまたは前記特殊撮像モードに応じて前記第１の照明光照射手段及び前記第２の照明光照射手段の発光状態を制御する発光制御手段と、前記特殊撮像モードにて撮像された特殊撮像画像データに基づいて前記関心部位の病巣領域情報を生成する病巣領域情報生成手段と、前記通常撮像モードにて撮像された通常撮像画像データに前記病巣領域情報を重畳する病巣領域情報重畳手段とを備えて構成される。

この請求項１に記載の内視鏡装置では、前記通常撮像モードまたは前記特殊撮像モードに応じて前記第１の照明光照射手段及び前記第２の照明光照射手段の発光状態を制御し、前記特殊撮像モードにて撮像された特殊撮像画像データに基づいて前記関心部位の病巣領域情報を生成して、前記通常撮像モードにて撮像された通常撮像画像データに前記病巣領域情報を重畳することで、内視鏡画像上にて関心部位の病巣領域を容易に視認することを可能とする。

また、請求項２に記載の内視鏡装置のように、請求項１に記載の内視鏡装置であって、前記発光制御手段が前記通常撮像モード時には、前記第１の照明光を発光させると共に、前記第２の照明光の発光を停止するあるいは前記第２の照明光の発光光量を所定光量以下に減少させ、前記特殊撮像モード時には、前記第２の照明光を発光させると共に、前記第１の照明光の発光を停止するあるいは前記第１の照明光の発光光量を所定光量以下に減少させるように構成することができる。

さらに、請求項３に記載の内視鏡装置のように、請求項１または２に記載の内視鏡装置であって、前記第２の照明光照射手段が前記円周上の異なる位置から複数の前記第２の照明光を１つずつ順次照射すると共に、前記発光制御手段が前記複数の第２の照明光毎の発光状態を制御するように構成することができる。

上記の請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内視鏡装置においては、前記病巣領域情報は、前記特殊撮像画像データの縮小画像情報であることが好ましい。

また、請求項５に記載の内視鏡装置のように、請求項１または２に記載の内視鏡装置であって、前記病巣領域情報生成手段が前記通常撮像画像データと前記特殊撮像画像データとを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成するように構成することができる。

さらに、請求項６に記載の内視鏡装置のように、請求項３に記載の内視鏡装置であって、前記病巣領域情報生成手段が前記通常撮像画像データと前記複数の第２の照明光による複数の前記特殊撮像画像データ毎とを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成するように構成することができる。

さらにまた、請求項７に記載の内視鏡装置のように、請求項６に記載の内視鏡装置であって、前記病巣領域情報生成手段は、さらに、前記複数の特殊撮像画像データのうちの少なくとも２つの特殊撮像画像データ間でデータを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成するように構成することができる。

上記の請求項５ないし７のいずれか１つに記載の内視鏡装置においては、前記病巣領域情報は、前記陰影部の領域情報または前記陰影部を形成する前記関心部位の凹凸部の領域情報を示すマーク画像または文字画像であることが好ましい。

請求項１１に記載の内視鏡装置の画像処理方法は、体腔内の関心部位に照明光を照射し前記関心部位を撮像する内視鏡と、前記内視鏡からの前記関心部位の撮像信号を信号処理して画像データを生成する信号処理装置とを備えた内視鏡装置の画像処理方法において、撮像視野の全域に対し視野中心を基準に略点対称に前記照明光のうちの第１の照明光を照射する第１の照明光照射ステップと、前記第１の照明光の光軸に略垂直な面上の前記第１の照明光照射手段を略中心とした円の円周上から前記照明光のうちの第２の照明光を照射する第２の照明光照射ステップと、前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光が照射された前記関心部位を撮像する撮像ステップと、前記第１の照明光に基づいて、前記関心部位を撮像する通常撮像モードと前記第２の照明光に基づいて前記関心部位を撮像する特殊撮像モードとを設定するモード設定ステップと、前記通常撮像モードまたは前記特殊撮像モードに応じて前記第１の照明光及び前記第２の照明光の照射状態を制御する照射制御ステップと、前記特殊撮像モードにて撮像された特殊撮像画像データに基づいて前記関心部位の病巣領域情報を生成する病巣領域情報生成ステップと、前記通常撮像モードにて撮像された通常撮像画像データに前記病巣領域情報を重畳する病巣領域情報重畳ステップとを備えて構成される。

請求項１１に記載の内視鏡装置の画像処理方法では、前記通常撮像モードまたは前記特殊撮像モードに応じて前記第１の照明光及び前記第２の照明光の照射状態を制御し、前記特殊撮像モードにて撮像された特殊撮像画像データに基づいて前記関心部位の病巣領域情報を生成して、前記通常撮像モードにて撮像された通常撮像画像データに前記病巣領域情報を重畳することで、内視鏡画像上にて関心部位の病巣領域を容易に視認することを可能とする。

また、請求項１２に記載の内視鏡装置の画像処理方法のように、請求項１１に記載の内視鏡装置の画像処理方法であって、前記発光制御ステップが前記通常撮像モード時には、前記第１の照明光を発光させると共に、前記第２の照明光の発光を停止するあるいは前記第２の照明光の発光光量を所定光量以下に減少させ、前記特殊撮像モード時には、前記第２の照明光を発光させると共に、前記第１の照明光の発光を停止するあるいは前記第１の照明光の発光光量を所定光量以下に減少させるように構成することができる。

さらに、請求項１３に記載の内視鏡装置の画像処理方法のように、請求項１１または１２に記載の内視鏡装置の画像処理方法であって、前記第２の照明光照射ステップが前記円周上の異なる位置から複数の前記第２の照明光を１つずつ順次照射すると共に、前記照射制御ステップは前記複数の第２の照明光毎の発光状態を制御するように構成することができる。

さらにまた、請求項１４に記載の内視鏡装置の画像処理方法のように、請求項１１または１２に記載の内視鏡装置の画像処理方法であって、前記病巣領域情報生成ステップが前記通常撮像画像データと前記特殊撮像画像データとを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成するように構成することができる。

また、請求項１５に記載の内視鏡装置の画像処理方法のように、請求項１３に記載の内視鏡装置の画像処理方法であって、前記病巣領域情報生成ステップが前記通常撮像画像データと前記複数の第２の照明光による複数の前記特殊撮像画像データ毎とを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成するように構成することができる。

さらに、請求項１６に記載の内視鏡装置の画像処理方法のように、請求項１５に記載の内視鏡装置の画像処理方法であって、前記病巣領域情報生成ステップが、さらに、前記複数の特殊撮像画像データのうちの少なくとも２つの特殊撮像画像データ間でデータを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成するように構成することができる。

以上説明したように、本発明によれば、内視鏡画像上にて関心部位の病巣領域を容易に視認することができるという効果がある。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る内視鏡装置の好ましい実施形態について詳細に説明する。

第１の実施形態：
図１は、本実施形態の内視鏡装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の内視鏡装置１は、内視鏡としての電子内視鏡２、信号処理装置としてのビデオプロセッサ３、光源装置４及びモニタ５を備えて構成される。

電子内視鏡２は、管腔内に挿入する挿入部２１の先端内に固体撮像素子である例えば撮像手段としてのＣＣＤ２３を備えている。また、電子内視鏡２は、挿入部２１の内部に光源装置４からの第１の照明光としての照明光を伝送するための第１の照明光照射手段としてのライトガイド２２を配設している。また、挿入部２１の先端外周には、第２の照明光としての白色光を発光する複数、例えば４つの第２の照明光照射手段としての白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが設けられている（図１では白色ＬＥＤ２４ｂ、２４ｄは省略している）。

なお、本実施形態では、第２の照明光照射手段として４つの白色ＬＥＤを例に説明するが、これに限らず、１つ以上の白色ＬＥＤにより構成してもよく、少なくとも第１の照明光の光軸に略垂直な面上のライトガイド２２（第１の照明光照射手段）を略中心とした円の円周上から第２の照明光を照射するように白色ＬＥＤを配置した構成であればよい。

ＣＣＤ２３は、受光面側にカラーフィルタ（図示せず）を有し、光源装置４からの白色照明光及び白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄからの白色照明光が照射された被写体像を、例えばＲＧＢのカラー画像、あるいは補色のカラー画像として撮像し、アンプを介して撮像信号をビデオプロセッサ３に伝送するようになっている。

なお、本実施形態では、ＣＣＤ２３にカラーフィルタ（図示せず）を設けてカラー画像を撮像する構成としているが、カラーフィルタを設けることなく白黒画像を得る電子内視鏡にも適用可能である。

この白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄによりそれぞれ覆われている。このバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、光を遮断する遮断部材により構成されており、挿入部２１の先端側には光を拡散して透過する透過開口部（詳細は後述する）が設けられ、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄから発生した白色光が、このバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの各透過開口部を透過することにより拡散され、面光源状態の発光となる。

ビデオプロセッサ３は、ＣＣＤ２３を駆動するＣＣＤドライバ３２と、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを独立に駆動するＬＥＤドライバ３１と、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを膨張／収縮させるバルーン制御部３５と、ＣＣＤ２３からの撮像信号に対して前処理を行う映像前処理部３３と、映像前処理部３３にて前処理された映像信号により画像データを生成すると共に各種制御信号を生成する映像処理＆制御部３４と、撮像モードを設定するためのモード設定手段としてのモード設定部３６とを備えて構成される。

映像前処理部３３は、ＣＣＤ２３からの撮像信号を例えば相関２重サンプリング回路等によりサンプリングすると共に、ホワイトバランス処理、オートゲイン調整、Ａ／Ｄ変換処理等の各種前処理を行い、映像信号を映像処理＆制御部３４に伝送する処理部であり、詳細な構成は公知であるので説明は省略する。

映像処理＆制御部３４は、映像前処理部３３からの映像信号に対して、例えばカラー化処理（同時化処理を含む）、γ補正処理、輪郭強調処理、画像拡大・縮小処理等の各種画像理を行って画像データを生成し、生成した画像データを、例えば標準的なＴＶ信号に変換してモニタ５に出力することで、モニタに内視鏡画像を表示させるようになっている。なお、映像処理＆制御部３４における画像処理は公知であるので詳細な説明は省略するが、本実施例の特徴的な構成である映像処理＆制御部３４の病巣領域情報の生成及び重畳制御構成の詳細については後述する。

モード設定部３６は、第１の照明光照射手段としてのライトガイド２２からのメイン照明光（第１の照明光）による撮影である通常撮影モードと、第２の照明光照射手段としての白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄからのサブ照明光（第２の照明光）による撮影である特殊撮影モードとを切り替えて設定する設定部であり、さらにモード設定部３６は、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ毎の点灯／消灯のタイミングを設定できるようになっている。

光源装置４は、例えばキセノンランプ等から構成されるランプ部４１と、ランプ部４１にて発光される白色の第１の照明光の光量を調整し、ライトガイド２２の入射面に供給する絞り４２とを備えて構成される。

図２及び図３は図１の電子内視鏡の挿入部の先端に設けられた白色ＬＥＤ及びバルーンを説明するための図であり、図２は挿入部先端の側面を示し、図３は挿入部の先端面を示している。

図２及び図３に示すように、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、挿入部２１の長手軸を中心とした放射状に挿入部の先端側面に９０度間隔で配置されており、出射光軸方向は挿入部２１の長手軸に平行に設定されている。また、各白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄは、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに覆われている。このバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、挿入部２１が体腔内に挿入されて内視鏡検査が開始される際に、バルーン制御部３５により収縮状態より膨張状態となり、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの発光はバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの透過開口部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄにより拡散照明となる。

挿入部２１の先端面には、ＣＣＤ２３に像を結像させるための観察窓２７と、ライトガイド２２の出射面からの第１の照明光を照射するための照明窓２６ａ，２６ｂと、処置具等を挿入部２１を介して先端前方に突出させるためのチャンネルの開口部２８とが設けられており、上述したように、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに覆われた白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが挿入部２１の先端側面に配置される。

図４は図１のビデオプロセッサの映像処理＆制御部の制御構成を示すブロック図である。映像処理＆制御部３４は、映像信号処理部３４１、病巣領域情報生成手段としてのインデックス画像生成部３４６、病巣領域情報重畳手段としての画像合成部３４２、メイン照明調光部３４４、サブ照明調光部３４５及び、上記各部を制御する制御部３４３を備えて構成される。なお、発光制御手段は制御部３４３により構成される。

映像信号処理部３４１は、上述したように、映像前処理部３３からの処理信号に対して、例えばカラー化処理（同時化処理を含む）、γ補正処理、輪郭強調処理、画像拡大・縮小処理等の各種画像処理を行って画像データを生成し、生成した画像データを、例えば標準的なＴＶ信号に変換してモニタ５に出力する、公知の映像信号処理を行う処理部である。

制御部３４３は、モード設定部３６からのモード設定信号に基づいて映像処理＆制御部３４内の各部を制御する。

具体的には、制御部３４３は、モード設定部３６から例えばモード設定信号として通常撮像モードを入力すると、メイン照明調光部３４４を制御してメイン調光信号によって光源装置４の絞り４２にてメイン照明光（第１の照明光）の光量を所定の光量に調整する。そして、制御部３４３は、体腔内の被写体である関心部位にライトガイド２２より所定の光量のメイン照明光（第１の照明光）を照射させ、ＣＣＤ２３にて関心部位を撮像させて、映像信号処理部３４１にて通常撮像画像データを取得させるように制御する。この通常撮像モードでは、制御部３４３は、サブ照明調光部３４５を制御してサブ調光信号によりＬＥＤドライバ３１が白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄすべてを消灯させる。また、このとき制御部３４３は、バルーン制御信号によりバルーン制御部３５を制御しバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを収縮状態とする。

また、制御部３４３は、モード設定部３６から例えばモード設定信号として特殊撮像モードを入力すると、映像信号処理部３４１に直前の通常撮像画像データをキャプチャさせると共に、メイン照明調光部３４４を制御してメイン調光信号によって光源装置４の絞り４２にてメイン照明光（第１の照明光）の光量を低下させる。また、制御部３４３は、サブ照明調光部３４５を制御してサブ調光信号によりＬＥＤドライバ３１が白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄを順次、所定の光量にて発光させる。また、このとき制御部３４３は、バルーン制御信号によりバルーン制御部３５を制御しバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを膨張状態とする。そして、制御部３４３は、体腔内の被写体である関心部位に白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄより所定の光量のサブ照明光（第２の照明光）を順次照射させ、ＣＣＤ２３にて関心部位を撮像させて、映像信号処理部３４１にて特殊撮像画像データを取得（キャプチャ）させるように制御する。

インデックス画像生成部３４６は、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄによる特殊撮像画像データをそれぞれ縮小して、複数のインデックス画像を生成する。

画像合成部３４２は、通常撮像モードには通常撮像画像データに基づき標準的なＴＶ信号を生成してモニタ５に画像信号として出力する。また、画像合成部３４２は、特殊撮像モードには映像信号処理部３４１がキャプチャした通常撮像画像データにインデックス画像生成部３４６が生成した複数のインデックス画像を重畳した合成画像を生成し、この合成画像データに基づき標準的なＴＶ信号を生成してモニタ５に画像信号として出力する。

メイン照明調光部３４４は、制御部３４３の制御に基づき、光源装置４の絞り４２を制御し、メイン照明光の光量を調整する。また、サブ照明調光部３４５は、制御部３４３の制御に基づき、ＬＥＤドライバ３１を制御し、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄによるサブ照明光の発光を調整する。

このように構成された本実施形態の作用を図５のフローチャートに基づいて説明する。図５は図４の映像処理＆制御部の作用を説明するフローチャートである。

術者が内視鏡装置１の各部の電源をオンすると、図５に示すように、制御部３４３は、メイン照明調光部３４４を制御して、メイン照明光量を所定のデフォルト値に設定する（ステップＳ１）。このとき制御部３４３は、サブ照明調光部３４５及びバルーン制御部３５を制御して白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄすべてを消灯させ、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを収縮状態とする。なお、電源オン時は、制御部３４３は、モード設定部３６からモード設定信号として通常撮像モードを入力する。

術者が挿入部２１を患者の体腔内へ挿入することで、制御部３４３は映像信号処理部３４１を制御することにより、体腔内の通常撮像を開始する（ステップＳ２）。このとき体腔内では、メイン照明光のみで体腔内の被写体である関心部位が照明されることとなり、この関心部位をＣＣＤ２３が所定のフレームレートで撮像し、映像信号処理部３４１が時系列の通常撮像画像データを取得する。そして、画像合成部３４２は、映像信号処理部３４１が取得した時系列の通常撮像画像データを標準的なＴＶ信号に変換してカラー動画像としてモニタ５に表示する。

次に、制御部３４３は、モード設定部３６からのモード設定信号が特殊撮像モードに切り替わったどうか判断する（ステップＳ３）。モード設定信号が特殊撮像モードに切り替わったならば処理はステップＳ４に進み、モード設定信号が通常撮像モードのままなら処理はステップＳ９に進む。

制御部３４３は、モード設定信号が特殊撮像モードに切り替わったと判断すると、映像信号処理部３４１に対して直前の通常撮像画像データをキャプチャさせる（ステップＳ４）。

次に、制御部３４３は、メイン照明調光部３４４を制御してメイン照明光量を低下させると共に、バルーン制御部３５を制御してバルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄを膨張状態とする（ステップＳ５）。

そして、制御部３４３は、体腔内の被写体である関心部位に白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄより所定の光量のサブ照明光（第２の照明光）を順次照射させ、映像信号処理部３４１にて特殊撮像画像データを取得（キャプチャ）する特殊撮像を開始する（ステップＳ６）。

次に、制御部３４３は、インデックス画像生成部３４６を制御し、白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの順次発光による特殊撮像画像データのそれぞれを縮小して、複数のインデックス画像を生成する。そして、制御部３４３は、画像合成部３４２を制御し、生成した複数のインデックス画像をステップＳ４にてキャプチャした通常撮像画像に重畳させて合成しモニタ５に表示させる（ステップＳ７）。この合成表示は、モード設定信号が通常撮像モードに切り替わるまで継続する（ステップＳ８）。

そして、制御部３４３は、術者による検査終了指示を確認する（ステップＳ９）まで、上記ステップＳ３〜ステップＳ８の処理を繰り返す。

ここで、上記ステップＳ６、Ｓ７の詳細を図６ないし図９を用いて説明する。図６は図１の白色ＬＥＤのサブ照明光（第２の照明光）による関心部位の照明を説明する図である。図６に示すように、本実施形態では、通常撮像モードにおいては、メイン照明光（第１の照明光）５２により体腔５０内部の関心部位５１を撮像する。

図７は図１のライトガイドのメイン照明光（第１の照明光）による通常撮像画像を示す図であって、通常撮像モードでは、関心部位５１を撮像した関心部位像５１ａを有する通常撮像画像５２ａがモニタ５に表示されることになる。また、ステップＳ４において、特殊撮像モードに切り替わる直前の通常撮像画像５２ａが映像信号処理部３４１にキャプチャされる。

一方、特殊撮像モードでは、図６に示すように、メイン照明光（第１の照明光）５２の照射位置と異なる位置に配置された白色ＬＤからのサブ照明光（第２の照明光）５３により関心部位５１を撮像する（ステップＳ６）。この場合、バルーン２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの透過開口部２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ（図２及び図３参照）よりサブ照明光（第２の照明光）５３が出射されるため、メイン照明光（第１の照明光）５２の照射光軸角とサブ照明光（第２の照明光）５３の照射光軸角とが異なり、サブ照明光（第２の照明光）５３の照射ではメイン照明光（第１の照明光）５２の照射と異なる陰影部５４が発生することになる。図８は図１の白色ＬＥＤのサブ照明光（第２の照明光）による特殊撮像画像を示す図であって、特殊撮像モードでは、陰影部像５４ａを有した関心部位像５１ａの特殊撮像画像５３ａがモニタ５に表示されることになる。

この陰影部５４は関心部位５１の凹凸形状が反映して形成されたものであって、さらに関心部位５１の凹凸形状は関心部位５１の病巣領域に起因しているため、本実施形態では病巣領域に関連付けられるこの陰影部５４を有する特殊撮像画像を縮小したインデックス画像を病巣領域情報としている。

図９は図１の画像合成部が通常撮像画像に複数のインデックス画像を重畳した合成画像を示す図であって、インデックス画像生成部３４６が白色ＬＥＤ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの順次発光による特殊撮像画像データのそれぞれを縮小して複数のインデックス画像６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄを生成する。そして、画像合成部３４２が複数のインデックス画像６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄをキャプチャした通常撮像画像５２ａの、例えば下部に重畳させてモニタ５に表示させる（ステップＳ７）。

このように本実施形態では、関心部位５１をメイン照明光の光軸角とは異なる光軸角のサブ照明光で照明して撮像することで、病巣領域を起因とする陰影部５４を有する特殊撮像画像５３ａを得ることができる。そして、この特殊撮像画像５３ａを縮小したインデックス画像６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄを通常撮像画像５２ａ上に重畳して表示することで、内視鏡画像上にて関心部位５１の病巣領域を容易に視認することを可能とする。

なお、上記説明では、バルーンの膨張状態を一定として説明したが、これに限らず、例えば、特殊撮像モード時において、制御部３４３は、バルーンを多段的に膨張させてもよい。図１０は図１のバルーンの段階的膨張を示す図であって、バルーンを多段的に膨張させることで、メイン照明光（第１の照明光）５２の照射光軸に対してサブ照明光（第２の照明光）５３の照射光軸を多段的に傾けることができ、より凹凸形状が反映した陰影部５４が撮像できる。

つまり、図１１は図１０のバルーンの多段的膨張による特殊撮像画像を示す図であって、関心部位像５１ａの陰影部像は、バルーン２５ａが第１の段階の膨張状態（図１０の点線）では陰影部像５４ａ（図１１の点線）となるが、バルーン２５ａが第２の段階の膨張状態（図１０の実線）で陰影部像５４Ａ（図１１の実線）となる。この陰影部像５４Ａは、陰影部像５４ａよりも関心部位５１の凹凸形状を反映しているので、病巣領域をより容易に視認することが可能となる。

第２の実施形態：
本実施形態は、第１の実施形態と構成は同じであって、映像処理＆制御部３４の構成のみが異なるので、異なる点のみ説明する。

図１２は第２の実施形態に係る映像処理＆制御部の構成を示すブロック図である。本実施形態では、映像処理＆制御部３４は、図１２に示すように、インデックス画像生成部３４６の代わりに、病巣領域情報生成手段としての特殊撮像画像分析部３４７を備えて構成される。

この特殊撮像画像分析部３４７は、特殊撮像画像と通常撮像画像とを画像処理にて比較し、陰影部あるいは凹凸形状を抽出し、抽出した陰影部あるいは凹凸形状に基づいて病巣領域を推定し、推定した病巣領域を視認可能とするためのマーカ図形あるいは文字図形等からなる病巣領域情報を生成して画像合成部３４２に出力するものである。その他の構成は第１の実施形態と同じである。

このように構成された本実施形態の作用を図１３のフローチャートに基づいて説明する。図１３は図１２の映像処理＆制御部の作用を説明するフローチャートである。

このように構成された本実施形態での作用は、図１３に示すように、第１の実施形態とほとんど同じであって、ステップＳ７の処理の代わりにステップＳ７ａの処理を実行する。すなわち、本実施形態では、ステップＳ１〜Ｓ６の処理の後、ステップＳ７ａにて、特殊撮像画像と通常撮像画像とを画像処理にて比較し、または、異なる位置のサブ照明光による特殊撮像画像間にて比較し、例えば輝度差が大のエリアが被写体の立体構造による影である可能性が大であることを利用して、陰影部あるいは凹凸形状を抽出し、抽出した陰影部あるいは凹凸形状に基づいて病巣領域を推定し、推定した病巣領域を視認可能とするためのマーカ図形あるいは文字図形等からなる病巣領域情報を生成して画像合成部３４２に出力する。

例えば、観察対象がドーム状に盛り上がっている場合と、クレーター状に陥没している場合とでは、影のできる位置が異なることからもわかるように、比較する画像（特殊撮像画像と通常撮像画像間、あるいは特殊撮像画像間）の照明光の位置関係と、陰影部における両画像間の差分（輝度の大小関係）を考慮することにより、観察対象の形状が凸形状か凹形状かを、自動判定することもできる。

なお、特殊撮像画像間で比較する場合、陰影部をより際立たせるために、照明光軸の角度がより拡がる組合せが望ましい。例えば、図３の構造の場合、透過開口部２９ａによる画像と透過開口部２９ｃによる画像間の比較、あるいは、透過開口部２９ｂによる画像と透過開口部２９ｄによる画像間の比較が望ましい。

その後、処理をステップＳ８に移行する。その他の作用は第１の実施形態と同じである。

上記ステップＳ７ａの処理を実行することで、図１４あるいは図１５に示すような特殊撮像画像５３ａを合成画像としてモニタに表示することになる。図１４は関心部位像５１ａに病巣領域を反映している陰影部像５４１を強調表示（例えば色付け表示、あるいは点滅表示）させた例を示す図であり、図１５は推定した病巣領域像に起因する凹凸形状の模式図形５４２を関心部位像５１ａ上に重畳すると共に、凹凸形状を示す文字画像５４３を重畳表示させた図である。

なお、本実施形態では、これらの陰影部の強調表示、凹凸形状の模式図形あるいは文字図形を任意に組み合わせて表示することができる。

このように本実施形態においても、陰影部の強調表示、凹凸形状の模式図形あるいは文字図形により、第１の実施形態と同様に、内視鏡画像上にて関心部位５１の病巣領域を容易に視認することができる。

以上、本発明の内視鏡装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

第１の実施形態に係る内視鏡装置の構成を示すブロック図 図１の電子内視鏡の挿入部の先端に設けられた白色ＬＥＤ及びバルーンを説明するための挿入部先端の側面を示す図 図１の電子内視鏡の挿入部の先端に設けられた白色ＬＥＤ及びバルーンを説明するための挿入部の先端面を示す図 図１のビデオプロセッサの映像処理＆制御部の構成を示すブロック図 図４の映像処理＆制御部の作用を説明するフローチャート 図１の白色ＬＥＤのサブ照明光（第２の照明光）による関心部位の照明を説明する図 図１のライトガイドのメイン照明光（第１の照明光）による通常撮像画像を示す図 図１の白色ＬＥＤのサブ照明光（第２の照明光）による特殊撮像画像を示す図 図１の画像合成部が通常撮像画像に複数のインデックス画像を重畳した合成画像を示す図 図１のバルーンの段階的膨張を示す図 図１０のバルーンの多段的膨張による特殊撮像画像を示す図 第１の実施形態に係る映像処理＆制御部の構成を示すブロック図 図１２の映像処理＆制御部の作用を説明するフローチャート 図１２の映像処理＆制御部により関心部位像に病巣領域を反映している陰影部像を強調表示（例えば色付け表示、あるいは点滅表示）させた例を示す図 図１２の映像処理＆制御部により推定した病巣領域像に起因する凹凸形状の模式図形を関心部位像上に重畳すると共に凹凸形状を示す文字画像を重畳表示させた図

符号の説明

１…内視鏡装置、２…電子内視鏡（内視鏡）、３…ビデオプロセッサ（信号処理装置）、４…光源装置、５…モニタ、２１…挿入部、２２…ライトガイド（第１の照明光照射手段）、２３…ＣＣＤ（撮像手段）、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ…白色ＬＥＤ（第２の照明光照射手段）、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ…バルーン、３１…ＬＥＤドライバ、３２…ＣＣＤドライバ、３３…映像前処理部、３４…映像処理＆制御部、３５…バルーン制御部（バルーン制御手段）、３６…モード設定部（モード設定手段）、４１…ランプ部、４２…絞り、３４１…映像信号処理部、３４２…画像合成部（病巣領域情報重畳手段）、３４３…制御部（発光制御手段）、３４４…メイン照明調光部、３４５…サブ照明調光部、３４６…インデックス画像生成部（病巣領域情報生成手段）、３４７…特殊撮像画像分析部（病巣領域情報生成手段）

Claims (16)

1. 体腔内の関心部位に照明光を照射し前記関心部位を撮像する内視鏡と、前記内視鏡からの前記関心部位の撮像信号を信号処理して画像データを生成する信号処理装置とを備えた内視鏡装置において、
   前記内視鏡は、
   撮像視野の全域に対し視野中心を基準に略点対称に前記照明光のうちの第１の照明光を照射する第１の照明光照射手段と、前記第１の照明光の光軸に略垂直な面上の前記第１の照明光照射手段を略中心とした円の円周上から前記照明光のうちの第２の照明光を照射する第２の照明光照射手段と、前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光が照射された前記関心部位を撮像する撮像手段とを備え、
   前記信号処理装置は、
   前記第１の照明光に基づいて前記関心部位を撮像する通常撮像モードと前記第２の照明光に基づいて前記関心部位を撮像する特殊撮像モードとを設定するモード設定手段と、前記通常撮像モードまたは前記特殊撮像モードに応じて前記第１の照明光照射手段及び前記第２の照明光照射手段の発光状態を制御する発光制御手段と、前記特殊撮像モードにて撮像された特殊撮像画像データに基づいて前記関心部位の病巣領域情報を生成する病巣領域情報生成手段と、前記通常撮像モードにて撮像された通常撮像画像データに前記病巣領域情報を重畳する病巣領域情報重畳手段とを備えた
   ことを特徴とする内視鏡装置。
2. 前記発光制御手段は、
   前記通常撮像モード時には、前記第１の照明光を発光させると共に、前記第２の照明光の発光を停止するあるいは前記第２の照明光の発光光量を所定光量以下に減少させ、
   前記特殊撮像モード時には、前記第２の照明光を発光させると共に、前記第１の照明光の発光を停止するあるいは前記第１の照明光の発光光量を所定光量以下に減少させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
3. 前記第２の照明光照射手段は前記円周上の異なる位置から複数の前記第２の照明光を１つずつ順次照射すると共に、前記発光制御手段は前記複数の第２の照明光毎の発光状態を制御する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。
4. 前記病巣領域情報は、前記特殊撮像画像データの縮小画像情報である
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
5. 前記病巣領域情報生成手段は、前記通常撮像画像データと前記特殊撮像画像データとを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の内視鏡装置。
6. 前記病巣領域情報生成手段は、前記通常撮像画像データと前記複数の第２の照明光による複数の前記特殊撮像画像データ毎とを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成する
   ことを特徴とする請求項３に記載の内視鏡装置。
7. 前記病巣領域情報生成手段は、さらに、前記複数の特殊撮像画像データのうちの少なくとも２つの特殊撮像画像データ間でデータを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成する
   ことを特徴とする請求項６に記載の内視鏡装置。
8. 前記病巣領域情報は、前記陰影部の領域情報または前記陰影部を形成する前記関心部位の凹凸部の領域情報を示すマーク画像または文字画像である
   ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
9. 前記第２の照明光照射手段を覆うバルーンと、前記バルーンを膨張及び収縮させるバルーン制御手段とをさらに備え、
   前記バルーンは、前記第２の照明光を遮断する遮光部材により構成され、前記遮光部材の前記撮像視野側に前記第２の照明光を拡散透過する透過開口部を有する
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の内視鏡装置。
10. 前記バルーン制御手段は前記バルーンを多段的に膨張させ、
    前記発光制御手段は前記バルーンの前記多段的な膨張状態毎の前記特殊撮像モードに応じて前記第２の照明光照射手段の発光状態を制御し、
    前記病巣領域情報生成手段は、前記バルーンの前記多段的な膨張状態毎に前記病巣領域情報を生成する
    ことを特徴とする請求項９に記載の内視鏡装置。
11. 体腔内の関心部位に照明光を照射し前記関心部位を撮像する内視鏡と、前記内視鏡からの前記関心部位の撮像信号を信号処理して画像データを生成する信号処理装置とを備えた内視鏡装置の画像処理方法において、
    撮像視野の全域に対し視野中心を基準に略点対称に前記照明光のうちの第１の照明光を照射する第１の照明光照射ステップと、
    前記第１の照明光の光軸に略垂直な面上の前記第１の照明光照射手段を略中心とした円の円周上から前記照明光のうちの第２の照明光を照射する第２の照明光照射ステップと、
    前記第１の照明光及び／または前記第２の照明光が照射された前記関心部位を撮像する撮像ステップと、
    前記第１の照明光に基づいて、前記関心部位を撮像する通常撮像モードと前記第２の照明光に基づいて前記関心部位を撮像する特殊撮像モードとを設定するモード設定ステップと、
    前記通常撮像モードまたは前記特殊撮像モードに応じて前記第１の照明光及び前記第２の照明光の照射状態を制御する照射制御ステップと、
    前記特殊撮像モードにて撮像された特殊撮像画像データに基づいて前記関心部位の病巣領域情報を生成する病巣領域情報生成ステップと、
    前記通常撮像モードにて撮像された通常撮像画像データに前記病巣領域情報を重畳する病巣領域情報重畳ステップと
    を備えたことを特徴とする内視鏡装置の画像処理方法。
12. 前記発光制御ステップは、
    前記通常撮像モード時には、前記第１の照明光を発光させると共に、前記第２の照明光の発光を停止するあるいは前記第２の照明光の発光光量を所定光量以下に減少させ、
    前記特殊撮像モード時には、前記第２の照明光を発光させると共に、前記第１の照明光の発光を停止するあるいは前記第１の照明光の発光光量を所定光量以下に減少させる
    ことを特徴とする請求項１１に記載の内視鏡装置の画像処理方法。
13. 前記第２の照明光照射ステップは前記円周上の異なる位置から複数の前記第２の照明光を１つずつ順次照射すると共に、前記照射制御ステップは前記複数の第２の照明光毎の発光状態を制御する
    ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の内視鏡装置の画像処理方法。
14. 前記病巣領域情報生成ステップは、前記通常撮像画像データと前記特殊撮像画像データとを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成する
    ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の内視鏡装置の画像処理方法。
15. 前記病巣領域情報生成ステップは、前記通常撮像画像データと前記複数の第２の照明光による複数の前記特殊撮像画像データ毎とを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成する
    ことを特徴とする請求項１３に記載の内視鏡装置の画像処理方法。
16. 前記病巣領域情報生成ステップは、さらに、前記複数の特殊撮像画像データのうちの少なくとも２つの特殊撮像画像データ間でデータを比較して、前記関心部位の陰影部を抽出し、該陰影部に基づき前記病巣領域情報を生成する
    ことを特徴とする請求項１５に記載の内視鏡装置の画像処理方法。

Images