(57)【要約】  血液や他の外乱の影響により脂肪検出が阻害されて脂肪を正確に検出できない領域を術者に把握させ、神経損傷のリスクを低減する。生体組織画像中における脂肪が存在している脂肪領域を示す脂肪領域情報を検出する脂肪領域設定部（３２）と、脂肪領域設定部（３２）により検出された脂肪領域情報の信頼度を算出する脂肪領域信頼度算出部（３７）と、脂肪領域信頼度算出部（３７）により算出された算出信頼度が、基準となる基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される脂肪領域を周辺領域と区別可能な表示態様に加工する表示態様設定部とを備える画像処理部を提供する。
2016162925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織画像中における脂肪が存在している脂肪領域を示す脂肪領域情報を検出する脂肪領域情報検出部と、
該脂肪領域情報検出部により検出された脂肪領域情報の信頼度を算出する信頼度算出部と、
該信頼度算出部により算出された算出信頼度が、基準となる基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を周辺領域と区別可能な表示態様に加工する表示態様加工部とを備える画像処理装置。
【請求項２】
前記算出信頼度が、前記脂肪領域情報のＳＮ比が大きくなるほど高くなり、該ＳＮ比が小さくなるほど低くなる請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記生体組織画像中における血液が存在している血液領域を示す血液領域情報を検出する血液領域情報検出部を備え、
前記算出信頼度が、前記脂肪領域情報に対する前記血液領域情報の割合が小さいほど高くなり、該割合が大きいほど低くなる請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記表示態様加工部が、前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を前記周辺領域と比較して強調表示する請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記表示態様加工部が、前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域と比較して前記周辺領域を強調表示する請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記表示態様加工部が、前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を術者に報知する請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】
生体組織に照明光を照射可能な照射部と、
該照射部により照射された前記照明光が前記生体組織において反射された反射光の内、特定の波長帯域の反射光を撮影して前記生体組織画像を取得する撮像部と、
該撮像部により取得された前記生体組織画像を処理する請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像処理装置と、
該画像処理装置により処理された前記生体組織画像を表示する表示部とを備える生体観察装置。
【請求項８】
前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い場合に、前記照射部により前記生体組織に照射する照明光として白色光を発生させ、前記生体組織において反射された前記白色光自体の反射光を前記撮像部により撮影させる制御部を備える請求項７に記載の生体観察装置。
【請求項９】
生体組織画像中における脂肪が存在している脂肪領域を示す脂肪領域情報を検出する脂肪領域情報検出ステップと、
該脂肪領域情報検出ステップにより検出された脂肪領域情報の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
該信頼度算出ステップにより算出された算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を周辺領域と区別可能な表示態様に加工する表示態様加工ステップとを含む画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像処理装置、生体観察装置および画像処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、血液に含まれるヘモグロビンに吸収されやすい狭帯域化された波長の照明光を照射し、粘膜表面の毛細血管等を強調表示する狭帯域光観察（ＮＢＩ）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
この狭帯域光観察は、食道領域の詳細診断や大腸のピットパターン（腺管構造）観察のために広く行われている色素散布の代替観察法として期待され、検査時間や不必要な生検の減少によって、検査の効率化への貢献が期待されている。【０００３】
しかしながら、狭帯域光観察は、血管の強調表示を行うことはできるが、神経を強調表示することは困難である。
例えば、直腸全摘出手術や前立腺全摘出手術において神経の温存を行う場合は、対象臓器を摘出する際に、対象臓器を取り囲むように分布している神経を傷つけないように対象臓器を露出させて摘出する必要があるが、直径５０〜３００μｍの細い神経は、白色あるいは透明であるため、腹腔鏡による拡大観察でも観察することが困難である。このため、医師が経験や勘に頼って手術せざるを得ず、神経を損傷してしまう可能性が高いという不都合がある。【０００４】
この不都合を解消するために、摘出対象等の対象臓器の表面の組織の構造を見易くして、対象臓器を取り囲んでいる神経の損傷を未然に防止する生体観察装置が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。この特許文献２では、対象臓器を取り囲む神経が脂肪層内に存在していることに着目し、脂肪に含まれるβカロテンと血液中のヘモグロビンとがそれぞれ異なる波長帯域の吸収特性を有することから、特定の波長帯域の照射光を被写体に照射して脂肪を見分け易い画像を取得し、脂肪層内に分布する神経に損傷を与えないように手術を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２２４０３８号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１１５３２３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、手術中は出血などにより被写体上に多量の血液が存在する。被写体上の血液は、量が多いほど吸収する光量が増し、吸収する波長はヘモグロビンの吸収特性に依存する。脂肪の上に多量の血液が載ると、βカロテンの吸収に比べてヘモグロビンの吸収が支配的になり、脂肪を正確に検出できなくなる（脂肪検出で擬陽性、偽陰性が発生する。）という不都合がある。また、脂肪検出を阻害する要因としては、血液以外に露光量不足、輝点、ミスト、鉗子等の外乱が挙げられる。上記の阻害要因により、脂肪を正確に検出できないまま手術を行うことは、神経損傷のリスクが増すことに繋がる。【０００７】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、血液や他の外乱の影響により脂肪検出が阻害されて脂肪を正確に検出できない領域を術者に把握させ、神経損傷のリスクを低減することができる画像処理装置、生体観察装置および画像処理方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１態様は、生体組織画像中における脂肪が存在している脂肪領域を示す脂肪領域情報を検出する脂肪領域情報検出部と、該脂肪領域情報検出部により検出された脂肪領域情報の信頼度を算出する信頼度算出部と、該信頼度算出部により算出された算出信頼度が、基準となる基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を周辺領域と区別可能な表示態様に加工する表示態様加工部とを備える画像処理装置である。【０００９】
本発明の第１態様によれば、脂肪領域情報検出部により、入力された生体組織画像から脂肪領域情報が検出され、信頼度算出部により、その脂肪領域情報の信頼度（算出信頼度）が算出される。手術中は、被写体上に血液が存在したり、露光量不足、輝点、ミスト、鉗子等の外乱が影響したりすることにより、脂肪検出が阻害されて脂肪領域情報を正確に検出できなくなる場合がある。【００１０】
これに対し、表示態様加工部が、生体組織画像において、基準となる基準信頼度よりも低い算出信頼度の脂肪領域情報により示される脂肪領域を周辺領域と区別可能な表示態様に加工することで、血液や外乱の影響により脂肪検出が阻害されて正確に検出できない脂肪領域情報により示される脂肪領域を術者に把握させることができる。これにより、術者がその脂肪領域における血液や外乱を取り除くなどの処置を行い、神経損傷のリスクを低減することができる。【００１１】
上記態様においては、前記算出信頼度が、前記脂肪領域情報のＳＮ比が大きくなるほど高くなり、該ＳＮ比が小さくなるほど低くなることとしてもよい。
血液や外乱の影響が大きいほど脂肪領域情報のＳＮ比は小さくなり、血液や外乱の影響が小さいほど脂肪領域情報のＳＮ比は大きくなる。したがって、上記のように構成することで、信頼度算出部により、脂肪領域情報のＳＮ比に基づいて、脂肪領域情報の正確な信頼度を算出することができる。【００１２】
上記態様においては、前記生体組織画像中における血液が存在している血液領域を示す血液領域情報を検出する血液領域情報検出部を備え、前記算出信頼度が、前記脂肪領域情報に対する前記血液領域情報の割合が小さいほど高くなり、該割合が大きいほど低くなることとしてもよい。【００１３】
手術中は出血などにより被写体上に多量の血液が存在し易いため、血液により脂肪領域情報の検出が阻害されることが多い。また、脂肪領域情報に対する血液領域情報の割合が大きいほど、脂肪領域上に血液が多く存在して脂肪領域情報の検出を阻害し、脂肪領域情報に対する血液領域情報の割合が小さいほど、脂肪領域上に存在する血液の量が少なく脂肪領域情報の検出を阻害しない。したがって、上記のように構成することで、信頼度算出部により、脂肪領域情報に対する血液領域情報の割合に基づいて、脂肪領域情報のより正確な信頼度を得ることができる。【００１４】
上記態様においては、前記表示態様加工部が、前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を前記周辺領域と比較して強調表示することとしてもよい。また、前記表示態様加工部が、前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域と比較して前記周辺領域を強調表示することとしてもよい。
このように構成することで、いずれも簡易な方法で、信頼度が低い脂肪領域情報により示される脂肪領域を周辺領域と明確に区別することができる。【００１５】
上記態様においては、前記表示態様加工部が、前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を術者に報知することとしてもよい。
このように構成することで、信頼度が低い脂肪領域情報により示される脂肪領域の存在を術者がより把握し易くなる。【００１６】
本発明の第２態様は、生体組織に照明光を照射可能な照射部と、該照射部により照射された前記照明光が前記生体組織において反射された反射光の内、特定の波長帯域の反射光を撮影して前記生体組織画像を取得する撮像部と、該撮像部により取得された前記生体組織画像を処理する上記いずれかの画像処理装置と、該画像処理装置により処理された前記生体組織画像を表示する表示部とを備える生体観察装置である。【００１７】
本発明の第２態様によれば、照射部により生体組織に照明光が照射され、生体組織において反射された反射光の内、特定の波長帯域の反射光が撮像部により撮影される。例えば、生体組織において反射された反射光の内、撮像部により、血管の存在による影響が少なく、脂肪の存在による影響が大きい特定の波長帯域の反射光を撮影すれば、脂肪の存在によって影響を受けた生体組織画像を取得することができる。【００１８】
このようにして取得された生体組織画像に対して、画像処理装置により、脂肪領域情報が検出されて、信頼度が低い脂肪領域情報により示される脂肪領域については周辺領域と区別可能な表示態様に加工する処理が施されて表示部により表示される。したがって、血液や外乱の影響により脂肪検出が阻害されて正確に検出できない場合であっても、信頼度が低い脂肪領域情報により示される脂肪領域を術者に把握させて、術者の処置により神経損傷のリスクを低減することができる。【００１９】
上記態様においては、前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い場合に、前記照射部により前記生体組織に照射する照明光として白色光を発生させ、前記生体組織において反射された前記白色光自体の反射光を前記撮像部により撮影させる制御部を備えることとしてもよい。【００２０】
このように構成することで、白色光は特定の波長帯域の照明光に比べて明るいため、特定の波長帯域の照明光の場合と比較して撮像部により明るい画像が得られる。したがって、術者が血液を洗い流すなどの処置を施して、脂肪検出精度を低下させる阻害要因を取り除きやすくなる。白色光に切り替えた場合は、脂肪の視認が困難なため、脂肪検出処理は停止することとすればよい。【００２１】
本発明の第３態様は、生体組織画像中における脂肪が存在している脂肪領域を示す脂肪領域情報を検出する脂肪領域情報検出ステップと、該脂肪領域情報検出ステップにより検出された脂肪領域情報の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、該信頼度算出ステップにより算出された算出信頼度が基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を周辺領域と区別可能な表示態様に加工する表示態様加工ステップとを含む画像処理方法である。【００２２】
本発明の第３態様によれば、被写体上に血液が存在したり、露光量不足、輝点、ミスト、鉗子等の外乱の影響が生じたりした場合において、脂肪検出が阻害されて正確に検出できない脂肪領域を術者が周辺領域と区別可能なように、生体組織画像を容易に処理することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、血液や他の外乱の影響により脂肪検出が阻害されて脂肪を正確に検出できない領域を術者に把握させ、神経損傷のリスクを低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る生体観察装置を示す模式的な全体構成図である。
【図２Ａ】βカロテンの吸収特性およびヘモグロビンの吸収特性を示す図である。
【図２Ｂ】図１の生体観察装置のカラーＣＣＤに備えられたカラーフィルタの透過率特性を示す図である。
【図２Ｃ】図１の生体観察装置のキセノンランプの光強度特性を示す図である。
【図２Ｄ】図１の生体観察装置の特殊光観察モードにおいて使用されるフィルタの透過率特性を示す図である。
【図３】図１の生体観察装置に備えられる画像処理部を示すブロック図である。
【図４】図３の信頼度算出部を示すブロック図である。
【図５】複数の局所領域に分割した脂肪画像の一例を示す図である。
【図６】図３の表示態様設定部を示すブロック図である。
【図７】図６の加工部を示すブロック図である。
【図８】図１の生体観察装置を用いた画像処理方法を示すフローチャートである。
【図９】図８の画像処理方法の画像信号加工処理を詳細に示すフローチャートである。
【図１０Ａ】白色光観察モードにより得られた観察対象部位の画像の一例を示す図である。
【図１０Ｂ】特殊光観察モードにより得られた観察対象部位の加工前の画像の一例を示す図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｂに示される観察対象部位の脂肪領域に血液が存在する状態を撮影した画像の一例を示す図である。
【図１１Ａ】図１０Ｃに示される画像において、基準信頼度よりも低い算出信頼度の脂肪領域情報により示される脂肪領域を周辺領域と区別可能な色に加工した表示態様の一例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１０Ｃに示される画像において、基準信頼度よりも低い算出信頼度の脂肪領域情報により示される脂肪領域を任意の目標色で囲んで周辺領域と区別可能に加工した表示態様の一例を示す図である。
【図１１Ｃ】図１０Ｃに示される画像において、基準信頼度よりも低い算出信頼度の脂肪領域情報により示される脂肪領域に対して、脂肪領域に含まれない周辺領域の明るさを変更する加工を施した表示態様の一例を示す図である。
【図１２Ａ】脂肪画像を複数の局所領域に分割した状態の一例を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａの脂肪画像において脂肪領域を四角形状に設定し直した様子の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る生体観察装置を示す模式的な全体構成図である。
【図１４】図１３の生体観察装置に備えられたフィルタターレットにおける各フィルタの配置を示す正面図である。
【図１５Ａ】βカロテンの吸収特性およびヘモグロビンの吸収特性を示す図である。
【図１５Ｂ】図１３の生体観察装置の白色光観察モードにおけるフィルタの透過率特性を示す図である。
【図１５Ｃ】図１３の生体観察装置の特殊光観察モードにおけるフィルタの透過率特性を示す図である。
【図１６】本発明の第２実施形態の第１変形例に係る生体観察装置を示す模式的な全体構成図である。
【図１７Ａ】βカロテンの吸収特性およびヘモグロビンの吸収特性を示す図である。
【図１７Ｂ】図１６の生体観察装置の白色光観察モードにおいて使用されるＬＥＤの光強度特性を示す図である。
【図１７Ｃ】図１６の生体観察装置の特殊光観察モードにおいて使用されるＬＥＤの光強度特性を示す図である。
【図１８】本発明の第２実施形態の第２変形例に係る生体観察装置を示す模式的な全体構成図である。
【図１９Ａ】βカロテンの吸収特性およびヘモグロビンの吸収特性を示す図である。
【図１９Ｂ】図１８の生体観察装置の色分解プリズムの分光透過率特性を示す図である。
【図１９Ｃ】図１８の生体観察装置のキセノンランプの光強度特性を示す図である。
【図１９Ｄ】図１８の生体観察装置の特殊光観察モードにおいて使用されるフィルタの透過率特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る画像処理部（画像処理装置）とこれを備える生体観察装置およびこれらを用いた画像処理方法について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体観察装置１は、内視鏡であって、図１に示されるように、生体内に挿入される挿入部２と、挿入部２に接続された光源部（照射部）３および信号処理部４を備える本体部５と、信号処理部４により生成された画像を表示する画像表示部（表示部）６と、操作者からの入力を行うための外部インターフェース部（以下「外部Ｉ／Ｆ部」という。）７とを備えている。
【００２６】
挿入部２は、光源部３から入力された光を被写体に向けて照射する照明光学系８と、被写体からの反射光を撮影する撮影光学系（撮像部）９とを備えている。
照明光学系８は、挿入部２の長手方向の全長にわたって配置され、基端側の光源部３から入射されてきた光を先端まで導光するライトガイドケーブルである。
【００２７】
撮影光学系９は、照明光学系８により被写体に照射された光の被写体からの反射光を集光する対物レンズ１０と、対物レンズ１０により集光された光を撮影する撮像素子１１とを備えている。
撮像素子１１は、例えば、カラーＣＣＤである。
【００２８】
光源部３は、広い波長帯域の白色光を射出するキセノンランプ１２と、キセノンランプ１２から発せられた白色光から所定の波長の光を切り出すために、キセノンランプ１２からの光の光軸上に挿脱可能な短波長カットフィルタ１３と、後述する制御部１８によって制御され、短波長カットフィルタ１３を光軸に挿脱する直動機構１４とを備えている。
【００２９】
短波長カットフィルタ１３は、図２Ｄに示されるように、４５０ｎｍよりも小さい波長帯域の光を遮断し、４５０ｎｍ以上の波長帯域の光を透過するようになっている。
撮像素子５５は、図２Ｂに示されるように、色毎の透過率を有するカラーフィルタ（図示略）を備えている。
また、キセノンランプ１２は、図２Ｃに示されるような強度スペクトルを有している。
【００３０】
ここで、図２Ａに示されるように、生体組織に含まれるβカロテンは、４００〜５００ｎｍの領域に高い吸収特性を有している。また、血液中の成分であるヘモグロビン（ＨｂＯ２、ＨｂＯ）は、４５０ｎｍ以下の波長帯域および、５００〜６００ｎｍの波長帯域において高い吸収特性を有している。図１５Ａ、図１７Ａおよび図１９Ａにおいて同様である。
【００３１】
すなわち、撮像素子１１のカラーフィルタの青色の波長帯域は、ヘモグロビンによる吸収の方がβカロテンによる吸収より大きくなる波長帯域と、βカロテンによる吸収の方がヘモグロビンによる吸収より大きくなる波長帯域とを含んでいる。そして、短波長カットフィルタ１３を光軸上に挿入することにより、青色の波長帯域においてはβカロテンによる吸収の方がヘモグロビンによる吸収より大きくなる波長帯域の光のみが通過して、被写体に照射されるようになっている。
【００３２】
そして、青色の波長帯域の光を照射して得られる画像は、血管（ヘモグロビン）による吸収の影響が少なく、脂肪組織（βカロテン）による吸収が多い。一方、短波長カットフィルタ１３を光軸上から離脱させることにより、青色の全波長帯域の光が被写体に照射されるので、同時に照射される赤色および緑色の光とともに白色光画像を取得することができるようになっている。
【００３３】
また、緑色の波長帯域においては、βカロテンによる吸収はなく、ヘモグロビンによる吸収が存在する領域であるため、緑色の波長帯域の光を照射して得られる画像中において強度の低い領域は血液の存在する領域、例えば、血管であることを示すものとなる。
さらに、赤色の波長帯域においては、βカロテンおよびヘモグロビンの吸収は共に存在しないので、この光を照射して得られた画像は、生体組織表面の形態的特徴を表したものとなる。
【００３４】
信号処理部４は、撮像素子１１により取得された画像信号（生体組織画像）をデモザイキング処理する補間部１６と、補間部１６により処理された画像信号を処理する画像処理部（画像処理装置）１７と、撮像素子１１、直動機構１４および画像処理部１７を制御する制御部１８とを備えている。
【００３５】
制御部１８は、外部Ｉ／Ｆ部７からの指示信号に基づいて、撮像素子１１による撮影タイミングと、短波長カットフィルタ１３の挿脱と、画像処理部１７による画像処理のタイミングとを同期させるようになっている。また、制御部１８には、画像処理部１７による画像処理に用いるＯＢクランプ値、ゲイン補正値、ＷＢ係数値、階調変換係数、色変換係数、輪郭強調係数等が保存されている。
【００３６】
画像処理部１７は、図３に示すように、前処理部２１と、後処理部２２と、脂肪検出部２３と、血液検出部２４と、信頼度算出部２５と、表示態様設定部（表示態様加工部）２６とを備えている。これらは制御部１８に接続されており、それぞれ制御部１８により制御されるようになっている。
【００３７】
前処理部２１は、補間部１６から送られてくる画像信号に対して、制御部１８に保存されているＯＢクランプ値、ゲイン補正値、ＷＢ係数値を用いて、ＯＢクランプ処理、ゲイン補正処理、ＷＢ補正処理といった前処理を行うようになっている。また、前処理部２１は、前処理後の画像信号を後処理部２２、脂肪検出部２３および血液検出部２４に送るようになっている。
【００３８】
後処理部２２は、前処理部２１から送られてくる前処理後の画像信号に対して、制御部１８に保存されている階調変換係数や色変換係数、輪郭強調係数を用いて、階調変換処理や色処理、輪郭強調処理といった後処理を行い、画像表示部６に表示するカラー画像を生成するようになっている。また、後処理部２２は、後処理後の画像信号を表示態様設定部２６へ送るようになっている。
【００３９】
脂肪検出部２３は、前処理部２１から送られてくる前処理後の画像信号に基づいて、脂肪画像信号を生成するようになっている。前処理後の画像信号は青色、緑色および赤色の３種類の照明光に対応する画像信号を含んでいる。脂肪検出部２３は、これら３種類（３チャンネル）の画像信号から１チャンネルの脂肪画像信号を生成するようになっている。脂肪画像信号は、被写体に含まれるβカロテン量が多いほど高い信号値になる。また、脂肪検出部２３は、生成した脂肪画像信号を信頼度算出部２５へ送るようになっている。
【００４０】
血液検出部２４は、前処理部２１から送られてくる前処理後の画像信号に基づいて、血液画像信号を生成するようになっている。前述の通り、前処理後の画像信号は青色、緑色および赤色の３種類の照明光に対応する画像信号を含んでおり、血液検出部２４は、緑色および赤色の２種類（２チャンネル）の画像信号から１チャンネルの血液画像信号を生成するようになっている。血液画像信号は、被写体に含まれるヘモグロビン量が多いほど高い信号値になる。また、血液検出部２４は、生成した血液画像信号を信頼度算出部２５へ送るようになっている。
【００４１】
信頼度算出部２５は、図４に示すように、局所領域設定部３１と、脂肪領域設定部（脂肪領域情報検出部）３２と、局所領域設定部３３と、血液領域設定部（血液領域情報検出部）３４と、ＳＮ算出部３５と、血液分布算出部３６と、脂肪領域信頼度算出部（信頼度算出部）３７とを備えている。これらは制御部１８に接続されており、それぞれ制御部１８により制御されるようになっている。
【００４２】
局所領域設定部３１は、脂肪検出部２３から送られてくる脂肪画像信号に対して、複数の局所領域（狭義にはブロック）を設定するようになっている。例えば、局所領域設定部３１は、脂肪画像を矩形領域に分割し、分割した各領域を局所領域として設定するようになっている。
【００４３】
矩形領域のサイズは適宜設定することができるが、本実施形態においては、例えば、図５示すように、１６×１６画素を１つの局所領域とする。脂肪画像はＭ×Ｎ個の局所領域で構成されていることとし、各局所領域の座標を（ｍ，ｎ）で示すこととする。また、座標（ｍ，ｎ）の局所領域はａ（ｍ，ｎ）として示すこととする。図５は、画像の左上に位置する局所領域の座標を（０，０）とし、右方向をｍの正方向、下方向をｎの正方向として表している。
【００４４】
局所領域は、必ずしも矩形である必要はなく、脂肪画像を任意の多角形に分割し、分割したそれぞれの領域を局所領域に設定できることは言うまでもない。また、局所領域を操作者の指示に応じて任意に設定できるようにしてもよい。本実施形態においては、後の計算量の削減およびノイズの除去のために、複数の隣接する画素群からなる領域を１つの局所領域としているが、１画素を１つの局所領域とすることも可能である。この場合も後の処理は全く同様である。
【００４５】
脂肪領域設定部３２は、脂肪画像上で脂肪が存在している脂肪領域を設定するようになっている。本実施形態においては、脂肪領域設定部３２は、βカロテン量の多い領域を脂肪領域として設定するようになっている。具体的には、脂肪領域設定部３２は、まず、局所領域設定部３１により設定された全ての局所領域に対して閾値処理を行い、脂肪画像信号の値が十分に大きい局所領域を抽出する。
【００４６】
そして、脂肪領域設定部３２は、抽出した局所領域の内で隣接するものどうしを統合する処理を行い、統合処理の結果得られた各領域を脂肪領域として設定する。局所領域が１つの場合も脂肪領域とする。また、脂肪領域設定部３２は、脂肪領域に含まれる局所領域の座標ａ（ｍ，ｎ）と各局所領域に含まれる画素の情報とから、脂肪領域に含まれる全ての画素の位置を算出し、脂肪領域を示す脂肪領域情報としてＳＮ算出部３５および血液分布算出部３６に送るようになっている。
【００４７】
局所領域設定部３３は、血液検出部２４から送られてくる血液画像信号に対して、複数の局所領域（狭義にはブロック）を設定するようになっている。局所領域設定部３３による局所領域の設定の仕方は、局所領域設定部３１による局所領域の設定の仕方と同様であるので、説明を省略する。
【００４８】
血液領域設定部３４は、血液画像上で血液が存在している血液領域を設定するようになっている。本実施形態においては、血液領域設定部３４は、ヘモグロビン量の多い領域を血液領域として設定するようになっている。血液領域設定部３４による血液領域の設定の仕方は、脂肪領域設定部３２による脂肪領域の設定の仕方と同様である。
【００４９】
すなわち、血液領域設定部３４は、局所領域設定部３３により設定された全ての局所領域に対して閾値処理を行って血液画像信号の値が十分に大きい局所領域を抽出し、隣接する局所領域どうしを統合処理して得られた各領域を血液領域として設定する。また、血液領域設定部３４は、血液領域に含まれる局所領域の座標ａ（ｍ，ｎ）と各局所領域に含まれる画素の情報とから、血液領域に含まれる全ての画素の位置を算出し、血液領域を示す血液領域情報として血液分布算出部３６に送るようになっている。
【００５０】
ＳＮ算出部３５は、脂肪領域設定部３２から送られてくる脂肪領域情報のＳＮ比を算出するようになっている。例えば、ＳＮ比として、脂肪領域情報の信号レベルとノイズの比を求めればよい。具体的には、ＳＮ算出部３５は、脂肪領域情報の信号レベルの平均値（Ａｖｅ）を算出するとともに、脂肪領域情報にノイズ低減処理をかけて十分にノイズを落とし、ノイズ低減前の脂肪領域情報とノイズ低減後の脂肪領域情報との差分値を算出する。この差分値の標準偏差を算出してノイズ量（Ｎｏｉｓｅ）とする。
【００５１】
ＳＮ比は以下の式（１）で算出する。
ＳＮ比＝２０×ｌｏｇ１０（Ａｖｅ／Ｎｏｉｓｅ）・・・（１）
ここで、ＳＮ比は、手術中の外乱（血液、鉗子、ミストなど）により脂肪領域の検出精度が低下する度合いを示し、ＳＮ比が小さいほど脂肪領域情報の信頼度が低いことを示す。また、ＳＮ算出部３５は、算出した脂肪領域情報のＳＮ比を脂肪領域信頼度算出部３７に送るようになっている。
【００５２】
血液分布算出部３６は、脂肪領域設定部３２から送られてくる脂肪領域情報により示される脂肪領域と、血液領域設定部３４から送られてくる血液領域情報により示される血液領域とに基づき、脂肪領域における血液領域の占める割合を示す血液分布度信号を算出するようになっている。例えば、脂肪領域の上に血液がどの程度（範囲）の広さで存在するのかが分かればよい。
【００５３】
具体的には、血液分布算出部３６は、脂肪領域の画素数（ＢｋＮｕｍ）をカウントするとともに、脂肪領域内に存在する血液領域の画素数（ＨｂＮｕｍ）をカウントし、以下の式（２）により、血液分布度信号（ＨｂＤｉｓｔ）を算出する。
【００５４】
ＨｂＤｉｓｔ＝ＨｂＮｕｍ／ＢｋＮｕｍ・・・（２）
ここで、血液分布度信号は、脂肪領域に血液が存在している度合いを示し、血液が存在しているほど大きくなる。また、血液分布度信号が大きいほど脂肪領域情報の信頼度が低いことを示す。血液分布算出部３６は、算出した血液分布度信号を脂肪領域信頼度算出部３７に送るようになっている。
【００５５】
脂肪領域信頼度算出部３７は、ＳＮ算出部３５から送られてくる脂肪領域情報のＳＮ比と、血液分布算出部３６から送られてくる血液分布度信号とに基づいて、脂肪領域情報の信頼度を算出するようになっている。具体的には、脂肪領域信頼度算出部３７は、脂肪領域情報のＳＮ比（ＳＮ）と血液分布度信号（ＨｂＤｉｓｔ）との線形和として、以下の式（３）により脂肪領域情報の信頼度（ＢｋＴｒｕｓｔ）を算出する。
【００５６】
ＢｋＴｒｕｓｔ＝α×ＳＮ＋β×（１／ＨｂＤｉｓｔ）・・・（３）
ここで、脂肪領域情報の信頼度は脂肪領域の検出精度が高いほど大きな値になる。また、α，βは定数項であり、脂肪領域情報の信頼度を算出するうえで（血液を含む）外乱の影響を重視するか、血液の影響（のみ）を重視するかによって調整可能なパラメータとする。パラメータは、制御部１８を介した外部Ｉ／Ｆ部７から操作者が設定することができる。脂肪領域信頼度算出部３７は、脂肪領域情報とその信頼度を表示態様設定部２６に送るようになっている。以下、脂肪領域信頼度算出部３７により算出された脂肪領域情報の信頼度を算出信頼度という。
【００５７】
表示態様設定部２６は、図６に示すように、信頼度算出部２５から送られてくる脂肪領域情報とその算出信頼度に基づき、後処理部２２から送られてくる後処理後の画像信号を加工する加工部４１と、画像表示部６に表示する画像を選択する選択部４２とを備えている。これらは制御部１８に接続されており、それぞれ制御部１８により制御されるようになっている。
【００５８】
加工部４１は、図７に示すように、領域選出部４３と、領域加工部４４とを備えている。
領域選出部４３は、信頼度算出部２５から送られてくる脂肪領域情報の内、注目する領域の脂肪領域情報を選出するようになっている。具体的には、領域選出部４３は、脂肪領域情報の中から、予め設定された基準となる基準信頼度よりも小さい算出信頼度を有するものを選出する。このような処理を行うことで、信頼度が高い（外乱が少ない）脂肪領域情報を排除して、信頼度が低い（外乱が多い）脂肪領域情報を選出することができる。
【００５９】
次に、領域選出部４３は、後処理部２２から送られてくる後処理後の画像信号において、先に選出した算出信頼度が基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される領域を対応注目領域として設定し、設定した対応注目領域の画素の情報を対応注目領域情報として領域加工部４４に送るようになっている。
【００６０】
領域加工部４４は、領域選出部４３から送られてくる後処理後の画像信号中の対応注目領域情報が示す画素に対して、以下の式（４）〜（６）を用いて色変換処理を行うようになっている。
【００６１】
ｒ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝ｇａｉｎ×ｒ（ｘ，ｙ）＋（１−ｇａｉｎ）×Ｔ＿ｒ・・（４）
ｇ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝ｇａｉｎ×ｇ（ｘ，ｙ）＋（１−ｇａｉｎ）×Ｔ＿ｇ・・（５）
ｂ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝ｇａｉｎ×ｂ（ｘ，ｙ）＋（１−ｇａｉｎ）×Ｔ＿ｂ・・（６）
ここでｒ（ｘ，ｙ），ｇ（ｘ，ｙ），ｂ（ｘ，ｙ）は色変換前の画像信号の座標（ｘ，ｙ）におけるＲ，Ｇ，Ｂチャンネルの信号値であり、ｒ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ），ｇ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ），ｂ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ）は色変換後の画像のＲ，Ｇ，Ｂチャンネルの信号値である。また、Ｔ＿ｒ，Ｔ＿ｇ，Ｔ＿ｂは任意のターゲット色のＲ，Ｇ，Ｂ信号値であり、ｇａｉｎは０〜１の任意の係数である。
【００６２】
この処理により、算出信頼度が基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される脂肪領域が周辺領域と比較して異なる色に加工される。領域加工部４４は、加工後の画像信号を選択部４２に送るようになっている。なお、領域加工部４４は、例えば、脂肪領域情報の算出信頼度が低い順など、脂肪領域に優先度を付ける加工を施すこととしてもよい。
【００６３】
選択部４２は、後処理部２２から送られてくる後処理後の画像信号と、加工部４１から送られてくる加工した画像信号のどちらかを選択して画像表示部６に送るようになっている。例えば、脂肪領域情報が検出されない場合は、後処理部２２から送られてきた後処理後の画像信号を表示画像として選択し、脂肪領域情報が検出された場合は、加工部４１から送られてきた加工処理後の画像信号を表示画像として選択する。また、画像信号の加工処理をオン／オフにしたい場合は、外部Ｉ／Ｆ部７から操作者が設定を行い、制御部１８から選択部４２に入力される制御信号に基づいて制御するようにすればよい。
【００６４】
画像表示部６は、動画表示可能な表示装置であり、例えばＣＲＴや液晶モニター等により構成される。この画像表示部６は、選択部４２から送られてくる画像を表示するようになっている。
【００６５】
外部Ｉ／Ｆ部７は、内視鏡装置に対する操作者からの入力等を行うためのインターフェースである。外部Ｉ／Ｆ部７は、画像信号加工処理のオン／オフ指示を行うことができる不図示の加工処理ボタンを有し、操作者は外部Ｉ／Ｆ部７から画像信号の加工処理のオン／オフ指示を行うことができる。外部Ｉ／Ｆ部７からの画像信号加工処理のオン／オフ指示信号は、制御部１８に出力される。外部Ｉ／Ｆ部７は、電源のオン／オフを行うための電源スイッチや、撮影モードやその他各種のモードを切り換えるためのモード切換ボタンなどを含む。
【００６６】
このように構成された本実施形態に係る生体観察装置１および画像処理部１７を用いた画像処理方法について、図８および図９のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る生体観察装置１を用いて生体を観察するには、まず、体腔内に挿入部２を挿入して、挿入部２の先端を観察対象部位に対向させる。操作者は外部Ｉ／Ｆ部７の画像信号加工処理のオン／オフ指示信号をオフにし、制御部１８により直動機構１４を作動させて短波長カットフィルタ１３を光軸上から退避させる。
【００６７】
次いで、図８に示されるように、キセノンランプ１２から発生させた広い波長帯域の白色光をライトガイドケーブル７を介して挿入部２の先端に導光し、各照明光を観察対象部位（被写体）に照射させる（照明光照射ステップＳＡ１）。観察対象部位に照射された白色光は、観察対象部位の表面において反射され後、対物レンズ１０により集光されて撮像素子１１により撮影される（画像信号取得ステップＳＡ２）。
【００６８】
カラーＣＣＤからなる撮像素子１１は、色毎の透過率を有するカラーフィルタを備えているので、各色に対応する画素により、それぞれ画像信号が取得される。撮像素子１１により取得された画像信号は補間部１６によりデモザイキング処理を施され、３チャンネルの画像信号に変換されて画像処理部１７に送られる。
【００６９】
画像処理部１７においては、補間部１６から送られてくる画像信号に対して、前処理部２１により、制御部１８に保存されているＯＢクランプ値、ゲイン補正値、ＷＢ係数値を用いたＯＢクランプ処理、ゲイン補正処理、ＷＢ補正処理といった前処理が行われて（前処理ステップＳＡ３）、後処理部２２に送られる。
【００７０】
次いで、後処理部２２により、前処理部２１から送られてくる前処理後の画像信号に対して、制御部１８に保存されている階調変換係数や色変換係数、輪郭強調係数を用いて、階調変換処理や色処理、輪郭強調処理といった後処理が行われて、画像表示部６に表示する白色光画像が生成される（後処理ステップＳＡ４）。
【００７１】
続いて、制御部１８により、外部Ｉ／Ｆ部７からの画像信号加工処理のオン／オフ指示信号が判定される（加工処理判定ステップＳＡ５）。画像信号加工処理のオン／オフ指示信号はオフなので、後処理部２２により生成された白色光画像が表示態様設定部２６を介して画像表示部６により表示される（表示ステップＳＡ７）。この観察モードを白色光観察モードという。
【００７２】
白色光観察モードにおいては、操作者は、画像表示部６に表示される白色光画像により生体組織の形態を観察することができる。白色光画像は、例えば、血管が存在する領域においては、青色Ｂ２および緑色Ｇ２の波長帯域において吸収が存在するので、血管は赤色に表示される。また、脂肪が存在する領域においては、青色Ｂ２において吸収が存在するので、脂肪は黄色に表示される。
【００７３】
しかしながら、白色光画像では、脂肪組織が極めて薄い場合は、脂肪組織の裏側にある臓器における血管の色が透過し、脂肪組織の存在がわかりにくくなる。例えば、図１０Ａは白色光観察モードにより得られた観察対象部位の画像を示したものであり、全体に明るく、見やすいが、筋膜内に存在する脂肪については視認が困難である。
【００７４】
そこで、このような場合は、操作者が、外部Ｉ／Ｆ部７から画像信号加工処理のオン／オフ指示信号をオンに切り替えて、制御部１８により直動機構１４を作動させ、キセノンランプ１２からの光の光軸上に短波長カットフィルタ１３を挿入する。
【００７５】
キセノンランプ１２から発せられた白色光は、短波長カットフィルタ１３を透過することにより４５０ｎｍ以下の波長帯域がカットされ、ライトガイドケーブル７を介して挿入部２の先端から観察対象部位に照射される（照明光照射ステップＳＡ１）。白色光が照射されることにより観察対象部位の表面において反射された反射光は、対物レンズ９によって集光されて撮像素子１１により撮影される（画像信号取得ステップＳＡ２）。
【００７６】
撮像素子１１の緑色および赤色に対応する画素により取得される画像信号は、白色光観察モードの場合と変わらないが、青色に対応する画素により取得される画像信号は、４５０ｎｍ以下の波長帯域がカットされ、４５０から５００ｎｍに含まれる波長帯域の信号となる。撮像素子１１により取得された画像信号は、補間部１６によりデモザイキング処理が施されて３チャネルの画像信号に変換された後、画像処理部１７に送られる。
【００７７】
特殊光観察モードにおける青色の４５０から５００ｎｍの波長帯域Ｂ１は、短波長カットフィルタ１３によってカットされた４００から４５０ｎｍの波長帯域Ｂ０と比較して、βカロテンの吸収がヘモグロビンの吸収より大きい波長帯域である。したがって、この波長帯域Ｂ１の光を照射して得られる画像は、波長帯域Ｂ０の光を照射して得られる画像と比べ、血液による吸収の影響が小さく脂肪による吸収の影響が大きい。つまり、脂肪の分布をより反映した画像を得ることができる。
【００７８】
また、緑色の波長帯域は、βカロテンの吸収が極めて少なく、ヘモグロビンの吸収が大きい波長帯域である。しがたって、緑色の波長帯域の光を照射して得られる画像において輝度が小さい領域は、脂肪の存在に拘わらず血液が存在している領域が示されていることになる。つまり、血液や血管など、ヘモグロビンを多く含む組織であることを明確に表示することができる。
【００７９】
さらに、赤色の波長帯域は、βカロテンにもヘモグロビンにも吸収が極めて少ない波長帯域である。したがって、赤色の波長帯域の光を照射して得られる画像は、被写体の形状（凹凸、管腔、ヒダ等）に基づく輝度分布が示されていることになる。
【００８０】
画像処理部１７においては、補間部１６から送られてくる画像信号が前処理部２１により前処理されて（前処理ステップＳＡ３）、後処理部２２、脂肪検出部２３、血液検出部２４に送られる。
次いで、後処理部２２により、前処理部２１から送られてくる前処理後の画像信号が後処理されて（後処理ステップＳＡ４）、表示態様設定部２６に送られる。
【００８１】
続いて、制御部１８により、処理脂肪強調処理のオン／オフ指示信号が判定され（加工処理判定ステップＳＡ５）、画像信号加工処理のオン／オフ指示信号がオンなので、画像信号の加工処理が実行される（画像信号加工処理ステップＳＡ６）。
【００８２】
画像信号の加工処理においては、図９に示されるように、脂肪検出部２３により、前処理部２１から送られてくる青色、緑色および赤色の３種類（３チャンネル）の画像信号に基づき、被写体に含まれるβカロテン量が多いほど高い信号値になる１チャンネルの脂肪画像信号が生成されて（脂肪画像信号生成ステップＳＢ１）、信頼度算出部２５へ送られる。
【００８３】
また、血液検出部２４により、前処理部２１から送られてくる画像信号の内、緑色および赤色の２種類（２チャンネル）の画像信号に基づき、被写体に含まれるヘモグロビン量が多いほど高い信号値になる１チャンネルの血液画像信号が生成されて（血液画像信号生成ステップＳＢ２）、信頼度算出部２５に送られる。
【００８４】
次いで、信頼度算出部２５において、局所領域設定部３１および脂肪領域設定部３２により、脂肪検出部２３から送られてくる脂肪画像信号において脂肪領域が設定され、脂肪領域を示す脂肪領域情報が算出される（脂肪領域情報検出ステップＳＢ３）。算出された脂肪領域情報は、ＳＮ比算出部３５および血液分布算出部３６に送られる。そして、ＳＮ算出部３５により、脂肪領域情報のＳＮ比が算出される（ＳＮ比算出ステップＳＢ４）。
【００８５】
また、局所領域設定部３３および脂肪領域設定部３２により、血液検出部２４から送られてくる血液画像信号において血液領域が設定され、血液領域を示す血液領域情報が算出される（血液領域情報検出ステップＳＢ５）。算出された血液領域情報は、血液分布算出部３６に送られる。そして、血液分布算出部３６により、脂肪領域情報と血液領域情報とに基づいて、脂肪領域における血液領域の占める割合を示す血液分布度信号が算出される（血液分布度信号算出ステップＳＢ６）。
【００８６】
次いで、脂肪領域信頼度算出部３７により、脂肪領域情報のＳＮ比と血液分布度信号とに基づいて、脂肪領域情報の信頼度が算出され（信頼度算出ステップＳＢ７）、算出された脂肪領域情報の算出信頼度が表示態様設定部２６に送られる。
【００８７】
表示態様設定部２６では、領域選出部４３により、後処理部２２から送られてくる後処理後の画像信号において、算出信頼度が基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される対応注目領域が設定され（対応注目領域設定ステップＳＢ８）、対応注目領域の画素を示す対応注目領域情報が領域加工部４４に送られる。
【００８８】
次いで、領域加工部４４により、後処理部２２から送られてくる後処理後の画像信号中の対応注目領域情報が示す脂肪領域が周辺領域と比較して異なる色に加工される（表示態様加工ステップＳＢ９）。そして、選択部４２により、加工部４１から送られてくる加工処理後の画像信号が表示画像として選択されて、画像表示部６により表示される（図８の表示ステップＳＡ７）。この観察モードを特殊光観察モードという。
【００８９】
特殊光観察モードにおいて、例えば、図１０Ｂに示すように、後処理部２２により後処理された画像は、図１０Ａに示す白色光観察モードにより得られた画像と比較して脂肪の視認性を高めることができる。しかし、図１０Ｃに示すように、脂肪の視認性は血液等に代表される手術中の外乱により阻害され、脂肪を正確に検出できなくなる場合がある。
【００９０】
これに対し、本実施形態においては、図１１Ａに示すように、加工部４１により、算出信頼度が基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される脂肪領域が周辺領域と区別可能な色に加工されて表示されることで、操作者は、血液や外乱の影響により正確に検出できない脂肪領域情報により示される脂肪領域を容易に把握して、その脂肪領域における血液や外乱を取り除くなどの処置を行うことができる。
なお、脂肪画像信号において脂肪領域情報が検出されなかった場合は、選択部４２により、後処理部２２から送られてきた後処理後の画像信号が表示画像として選択されて画像表示部６に表示される。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態に係る生体観察装置１および画像処理部１７によれば、手術中において、被写体上に血液が存在したり露光量不足、輝点、ミスト、鉗子等の外乱が影響したりして、脂肪検出が阻害されて脂肪領域情報を正確に検出できなくなった場合に、生体組織画像において算出信頼度が基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される脂肪領域を周辺領域と区別可能な表示態様に加工することで、脂肪検出が阻害されて正確に検出できない脂肪領域を操作者に把握させることができる。これにより、操作者がその脂肪領域における血液や外乱を取り除くなどの処置を行い、神経損傷のリスクを低減することができる。
【００９２】
本実施形態においては、領域加工部４４が、図１１Ａに示すように、算出信頼度が基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される脂肪領域を周辺領域と比較して異なる色に加工することとした。これに代えて、例えば、領域加工部４４が、後処理後の画像信号中の対応注目領域情報が示す対応注目領域の境界を構成する全ての画素に対して、以下の式（７）〜（９）を用いて色変換処理を行うこととしてもよい。
【００９３】
ｒ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝Ｔ＿ｒ・・・・・（７）
ｇ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝Ｔ＿ｇ・・・・・（８）
ｂ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝Ｔ＿ｂ・・・・・（９）
【００９４】
このような処理を行うことで、図１１Ｂに示すように、算出信頼度が基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される脂肪領域を任意の目標色で囲み、周辺領域と比較して区別可能な態様で表示することができる。
【００９５】
また、領域加工部４４が、後処理後の画像信号中の対応注目領域情報が示す脂肪領域に含まれない周辺領域の画素に対して、以下の式（１０）〜（１２）のような輝度変換処理を行ってもよい。
【００９６】
ｒ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝ｇａｉｎ×ｒ（ｘ，ｙ）・・・（１０）
ｇ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝ｇａｉｎ×ｇ（ｘ，ｙ）・・・（１１）
ｂ＿ｏｕｔ（ｘ，ｙ）＝ｇａｉｎ×ｂ（ｘ，ｙ）・・・（１２）
【００９７】
このような処理を行うことで、図１１Ｃに示すように、算出信頼度が基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される脂肪領域に含まれない周辺領域を暗くして、脂肪領域を相対的に見やすくすることができる。
【００９８】
また、本実施形態においては、領域選出部４３が、後処理後の画像信号中の算出信頼度が基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される脂肪領域を対応注目領域として設定することとしたが、これに代えて、後処理後の画像信号中の算出信頼度が基準信頼度以上の脂肪領域情報により示される脂肪領域を対応注目領域として設定することとしてもよい。
【００９９】
算出信頼度が基準信頼度以上の脂肪領域情報により示される脂肪領域を加工することで、相対的に信頼度が基準信頼度よりも低い脂肪領域情報により示される脂肪領域の視認性を向上して、血液や外乱の影響により正確に検出できない脂肪領域を術者に把握させることができる。
【０１００】
また、本実施形態においては、脂肪領域設定部３２が、抽出した局所領域で隣接するものどうしを単に統合することとしたが、これに代えて、脂肪領域設定部３２が、脂肪領域情報が多角形や円形などの任意の形状を示すように脂肪領域情報を設定し直すこととしてもよい。
【０１０１】
例えば、図１２Ａ，１２Ｂは脂肪画像の一例を表したものであり、点線で囲まれた領域１つ１つが局所領域を表している。図１２Ａにおいて、脂肪領域Ａの形状を四角形にしたい場合は、まず脂肪領域Ａに属する局所領域ａ（ｍ，ｎ）の座標と、各局所領域に含まれる画素の情報とから、脂肪領域Ａに含まれる全ての画素の位置を算出する。
【０１０２】
そして、図１２Ｂに示すように、算出した全ての画素の集合に外接する四角形を脂肪領域Ａとして再度設定し、設定した四角形の脂肪領域Ａに含まれる全ての画素の位置を算出して、脂肪領域Ａを示す脂肪領域情報として出力することとしてもよい。
このようにすることで、脂肪領域Ａを視認し易い形状に設定し直すことができる。
【０１０３】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る画像処理部（画像処理装置）とこれを備える生体観察装置および画像処理方法について、図を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１実施形態に係る画像処理部１７、生体観察装置１および画像処理方法と構成を共通とする箇所には同一符号を付して説明を省略する。
【０１０４】
第１実施形態においては、撮像素子１１としてカラーＣＣＤを採用し、３チャネルの画像信号を同時に取得することとした。本実施形態に係る生体観察装置５０は、これに代えて、図１３に示されるように、撮像素子５１としてモノクロＣＣＤを採用し、短波長カットフィルタ１３および直動機構１４に代えて、キセノンランプ１２から発せられた白色光から所定の波長の光を切り出して時分割で順次通過させるフィルタターレット５２と、フィルタターレット５２を駆動するモータ５３と、フィルタターレット５２をキセノンランプ１２の光軸に交差する方向に移動させる直動機構５４とを備えている。また、信号処理部４が、補間部６に代えて、撮像素子５１により取得された画像信号を観察対象部位に照射した照明光の波長ごとに記憶するメモリ５５を備えている。
【０１０５】
フィルタターレット５２は、例えば、図１４に示されるように、回転中心Ａを中心として半径方向に同心円状に配置された２種類のフィルタ群Ｆ１，Ｆ２を備えている。このフィルタターレット５２は、キセノンランプ１２からの白色光の光軸上にいずれかのフィルタ群Ｆ１，Ｆ２を配置することにより、フィルタ群Ｆ１，Ｆ２によって選択された光を挿入部２側に射出することができるようになっている。
【０１０６】
第１のフィルタ群Ｆ１は、図１５Ｃに示されるように、青色、緑色および赤色の波長帯域の内、青色（Ｂ１：４５０〜４８０ｎｍ）、緑色（Ｇ１：５５０〜５７０ｎｍ）および赤色（Ｒ１：６２０〜６５０ｎｍ）に透過率の高いフィルタＢ１，Ｇ１，Ｒ１を周方向に配列することにより構成されている。
【０１０７】
第２のフィルタ群Ｆ１は、図１５Ｂに示されるように、青色（Ｂ２：４００〜４９０ｎｍ）、緑色（Ｇ２：５００〜５７０ｎｍ）および赤色（Ｒ２：５９０〜６５０ｎｍ）のほぼ連続する波長帯域の光をそれぞれ透過させるフィルタＢ２，Ｇ２，Ｒ２を周方向に配列することにより構成されている。図１５Ａは図２Ａと同じグラフである。
【０１０８】
第１のフィルタ群Ｆ１の青色の波長帯域においては、第２のフィルタ群Ｆ２の青色の波長帯域と比較して、βカロテンによる吸収の方がヘモグロビンによる吸収より大きくなる波長帯域であるため、第１のフィルタ群Ｆ１の青色の波長帯域の光を照射して得られる画像は、血管による吸収の影響が小さく、脂肪組織による吸収が多い。一方、第２のフィルタ群Ｆ２の各フィルタＢ２，Ｇ２，Ｒ２を透過した光の反射光を個別に撮影し、対応する色を付して合成した画像は白色光画像となる。
【０１０９】
また、第１のフィルタ群Ｆ１の緑色Ｇ１の波長帯域においては、βカロテンによる吸収はなく、ヘモグロビンによる吸収が存在する領域であるため、第１のフィルタ群Ｆ１の緑色Ｇ１の波長帯域の光を照射して得られる画像中において強度の低い領域は血液の存在する領域、例えば、血管であることを示すものとなる。
さらに、第１のフィルタ群Ｆ１の赤色Ｒ１の波長帯域においては、βカロテンおよびヘモグロビンの吸収は共に存在しないので、第１のフィルタ群Ｆ１の赤色Ｒ１の波長帯域の光を照射して得られた画像は、生体組織表面の形態的特徴を表したものとなる。
【０１１０】
画像処理部１７は、メモリ５５に記憶された画像信号に異なる色を付して合成する画像処理を行うようになっている。
また、制御部１８は、撮像素子５１による撮影タイミングと、フィルタターレット５２の回転と画像処理部１７による画像処理のタイミングとを同期させるようになっている。
【０１１１】
このように構成された本実施形態に係る生体観察装置５０においては、まず、フィルタターレット５２の第２のフィルタ群Ｆ２を、キセノンランプ１２からの光の光軸上に移動して、青色Ｂ２、緑色Ｇ２および赤色Ｒ２の照明光を順次照射し、各照明光を照射したときの観察対象部位における反射光を撮像素子５１で順次撮影する。
【０１１２】
各色の照明光に対応する画像情報はメモリ５５に順次記憶され、青色Ｂ２、緑色Ｇ２および赤色Ｒ２の３種類の照明光に対応する画像情報が取得された時点で、メモリ５５から画像処理部１７に送られる。画像処理部１７においては、前処理部２１および後処理部２２において各画像処理が施されるとともに、後処理部２２において、各画像情報に対して、該画像情報を撮影した際に照射された照明光の色が付与されて合成される。これにより白色光画像が生成され、生成された白色光画像は、表示態様設定部２６を介して画像表示部６に送られて表示される。
【０１１３】
白色光画像においては、例えば、血管が存在する領域においては、青色Ｂ２および緑色Ｇ２の波長帯域において吸収が存在するので、血管は赤色に表示される。また、脂肪が存在する領域においては、青色Ｂ２において吸収が存在するので、脂肪は黄色に表示される。しかしながら、脂肪組織が極めて薄い場合には、脂肪組織の裏側にある臓器における血管の色が透過し、脂肪組織の存在がわかりにくくなる。
【０１１４】
そこで、このような場合には、フィルタターレット５２の第１のフィルタ群Ｆ１を、キセノンランプ１２からの光の光軸上に配置される位置に移動して、青色Ｂ１、緑色Ｇ１および赤色Ｒ１の照明光を順次照射し、各照明光を照射したときの観察対象部位における反射光を撮像素子２７で順次撮影する。
【０１１５】
そして、白色光画像撮影時と同様にして、各色の照明光に対応する画像情報がメモリ５５に順次記憶され、青色Ｂ１、緑色Ｇ１および赤色Ｒ１の３種類の照明光に対応する画像情報が取得された時点で、３チャネルの画像信号が画像処理部１７に送られる。
画像処理部１７における画像処理は第１の実施形態と同様である。
【０１１６】
このように、モノクロＣＣＤ５１を用いて３チャネルの画像信号を順次取得する方式であっても、カラーＣＣＤ１１を用いて３チャネルの画像信号を同時に取得する方式と同様にして、特殊光観察モードでは、臓器や結合組織等の他の組織の表面に薄く存在する脂肪も際だたせて表示することができる。
【０１１７】
上記実施形態は以下のように変形することができる。
上記実施形態においては、光源部３が、キセノンランプ１２とフィルタターレット１３とにより、異なる波長帯域の光を順次射出することとした。第１変形例としては、図１６に示されるように、異なる波長帯域の光を射出する複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ，５６Ｄからの光をミラー５７およびダイクロイックミラー５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃによって同一のライトガイドケーブル７に入射可能に配置してもよい。
【０１１８】
図１６に示す例では、４００〜４５０ｎｍ、４５０〜５００ｎｍ、５２０〜５７０ｎｍ、６００〜６５０ｎｍの波長帯域の４個の発光ダイオード５６Ａ〜５６Ｄを用意している。そして、白色光観察モードでは、図１７Ｂに示されるように、青色の照明光として４００〜５００ｎｍの発光ダイオード５６Ａ，５６Ｂの光を使用し、緑色の照明光として５２０〜５７０ｎｍの発光ダイオード５６Ｃからの光を使用し、赤色の照明光として６００〜６５０ｎｍの発光ダイオード５６Ｄからの光を使用すればよい。一方、特殊光観察モードでは、図１７Ｃに示されるように、青色の照明光として４５０〜５００ｎｍの発光ダイオード５６Ｂからの光を使用すればよい。
【０１１９】
この結果、図１の生体観察装置１と同様にして、特殊光観察モードでは臓器の表面に薄く存在する脂肪も際だたせて表示することができる。図１７Ａは図２Ａと同じグラフである。
【０１２０】
第２変形例としては、図１８に示されるように、被写体から戻る反射光を波長帯域毎に分光する色分解プリズム６１と、各波長帯域の光を撮影する３つのモノクロＣＣＤ６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃとを備える３ＣＣＤ方式を採用してもよい。
【０１２１】
色分解プリズム６１は、被写体からの反射光を図１９Ｂに示される透過率特性に従って波長帯域毎に分光するようになっている。図１９Ａは図２Ａと同じグラフである。また、図１９Ｃは図２Ｃと同じグラフである。
【０１２２】
この場合にも、フィルタターレット１３に代えて、直動機構１４によりキセノンランプ１２からの光の光軸上に挿脱可能なフィルタ６３を備えればよい。フィルタ６３は、図１９Ｄに示されるように所望の３つの波長帯域の光を透過させ他の波長帯域の光を遮断するようになっている。
【０１２３】
そして、白色光観察モードではフィルタ６３が光軸上から退避させられ、特殊光観察モードではフィルタ６３が光軸上に挿入されるようになっている。そして、各モノクロＣＣＤ６２Ａ〜６２Ｃにより取得された画像は、合成部６４で３チャンネル化されて画像処理部１７に出力される。このようにすることで、図１の生体観察装置１と同様にして、特殊光観察モードでは臓器や結合組織等の他の組織の表面に薄く存在する脂肪も際だたせて表示することができる。
【０１２４】
第３変形例としては、観察倍率を切り替える倍率切替部（図示略）を備えていて、観察倍率が高倍率に切り替えられたときには特殊光観察モードに、低倍率に切り替えられたときには白色光観察モードに切り替えることとしてもよい。高倍率観察時に特殊光観察モードとすることで、他の組織と脂肪との境界を確認しながら精密な処置を行うことができ、低倍率観察時には白色光観察モードとすることで、処置する部位全体の大まかな観察を行うことができる。
【０１２５】
また、上記実施形態においては、信頼度算出部２５が、閾値処理により脂肪画像信号の値が十分に大きい局所領域を抽出して設定した脂肪領域を示す脂肪領域情報の信頼度を算出することとした。第４変形例としては、信頼度算出部２５が、画面全体における脂肪領域を示す脂肪領域情報の信頼度を算出することとしてもよい。
【０１２６】
例えば、画面全体における脂肪領域を示す脂肪領域情報の算出信頼度は、脂肪領域情報毎の算出信頼度の平均値や中間値や最大値を用いればよい。また、表示態様設定部２６が、画面全体における脂肪領域を示す脂肪領域情報の算出信頼度を元にアラートを表示する（報知）加工処理を行うこととしてもよい。例えば、画面全体で脂肪検出の信頼度が低い場合は、信頼度が低いことを術者に知らせるアラートを表示することとしてもよい。
【０１２７】
また、脂肪領域情報の算出信頼度が低い場合は、制御部１８が光源部３の光源設定を白色光に切り替えてもよい。白色光は特殊光に比べて明るいため、特定の波長帯域の照明光の場合と比較して撮像素子１１により明るい画像が得られる。したがって、医師（術者）は血液を洗い流すなどの適切な処置を行うことで、脂肪検出精度を低下させる阻害要因を取り除きやすくなる。白色光に切り替えた場合は、脂肪の視認は困難なため、脂肪検出処理は停止することとすればよい。
【０１２８】
以上、本発明の各実施形態およびその変形例について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明に係る生体観察装置１，５０は、内視鏡に限定されるものではなく、ロボット手術において用いられる生体観察装置等、広く生体を観察する装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２９】
１，５０    生体観察装置
３    光源部（照射部）
６    画像表示部（表示部）
９    撮影光学系（撮像部）
１７    画像処理装置（画像処理部）
１８    制御部
２６    表示態様設定部（表示態様加工部）
３２    脂肪領域設定部（脂肪領域情報検出部）
３４    血液領域設定部（血液領域情報検出部）
３７    脂肪領域信頼度算出部（信頼度算出部）
ＳＢ３    脂肪領域情報検出ステップ
ＳＢ７    信頼度算出ステップ
ＳＢ９    表示態様加工ステップ
【図１】
2016162925.tif 000003
【図２Ａ】
2016162925.tif 000004
【図２Ｂ】
2016162925.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
2016162925.tif 000007
【図３】
2016162925.tif 000008
【図４】
2016162925.tif 000009
【図５】
2016162925.tif 000010
【図６】
2016162925.tif 000011
【図７】
2016162925.tif 000012
【図８】
2016162925.tif 000013
【図９】
2016162925.tif 000014
【図１０Ａ】
2016162925.tif 000015
【図１０Ｂ】
2016162925.tif 000016
【図１０Ｃ】
2016162925.tif 000017
【図１１Ａ】
2016162925.tif 000018
【図１１Ｂ】
2016162925.tif 000019
【図１１Ｃ】
2016162925.tif 000020
【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
2016162925.tif 000028
【図１７Ａ】
2016162925.tif 000029
【図１７Ｂ】
2016162925.tif 000030
【図１７Ｃ】
2016162925.tif 000031
【図１８】
2016162925.tif 000032
【図１９Ａ】
2016162925.tif 000033
【図１９Ｂ】
2016162925.tif 000034
【図１９Ｃ】
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【図１９Ｄ】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年1月29日(2016.1.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体組織画像中における脂肪が存在している脂肪領域を示す脂肪領域情報を検出する脂肪領域情報検出部と、
前記生体組織画像中における血液が存在している血液領域を示す血液領域情報を検出する血液領域情報検出部と、
前記脂肪領域情報検出部により検出された脂肪領域情報および前記血液領域情報検出部により検出された血液領域情報に基づいて、前記脂肪領域情報の信頼度を算出する信頼度算出部と、
該信頼度算出部により算出された算出信頼度が、基準となる基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を周辺領域と区別可能な表示態様に加工する表示態様加工部とを備える画像処理装置。
【請求項２】
前記算出信頼度が、前記脂肪領域情報のＳＮ比が大きくなるほど高くなり、該ＳＮ比が小さくなるほど低くなる請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記算出信頼度が、前記脂肪領域情報に対する前記血液領域情報の割合が小さいほど高くなり、該割合が大きいほど低くなる請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記表示態様加工部が、前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を前記周辺領域と比較して強調表示する請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記表示態様加工部が、前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域と比較して前記周辺領域を強調表示する請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記表示態様加工部が、前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を術者に報知する請求項１から請求項５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項７】
生体組織に照明光を照射可能な照射部と、
該照射部により照射された前記照明光が前記生体組織において反射された反射光の内、特定の波長帯域の反射光を撮影して前記生体組織画像を取得する撮像部と、
該撮像部により取得された前記生体組織画像を処理する請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像処理装置と、
該画像処理装置により処理された前記生体組織画像を表示する表示部とを備える生体観察装置。
【請求項８】
前記算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い場合に、前記照射部により前記生体組織に照射する照明光として白色光を発生させ、前記生体組織において反射された前記白色光自体の反射光を前記撮像部により撮影させる制御部を備える請求項７に記載の生体観察装置。
【請求項９】
生体組織画像中における脂肪が存在している脂肪領域を示す脂肪領域情報を検出する脂肪領域情報検出ステップと、
前記生体組織画像中における血液が存在している血液領域を示す血液領域情報を検出する血液領域情報検出ステップと、
前記脂肪領域情報検出ステップにより検出された脂肪領域情報および前記血液領域情報検出ステップにより検出された血液領域情報に基づいて、前記脂肪領域情報の信頼度を算出する信頼度算出ステップと、
該信頼度算出ステップにより算出された算出信頼度が前記基準信頼度よりも低い前記脂肪領域情報により示される前記脂肪領域を周辺領域と区別可能な表示態様に加工する表示態様加工ステップとを含む画像処理方法。
【国際調査報告】
2016162925.tif 000037
2016162925.tif 000038
2016162925.tif 000039