(57)【要約】検出済みの関心領域を容易に再探索することができる内視鏡システム及びその作動方法を提供する。内視鏡システム１０は、内視鏡画像取得部５４と、関心領域検出部８０と、位置情報取得部８１と、表示部１８と、を備える。内視鏡画像取得部５４は、内視鏡１２により管腔内を撮像して得た内視鏡画像を取得する。関心領域検出部８０は、内視鏡画像を用いて、管腔内の関心領域を検出する。位置情報取得部８１は、関心領域検出部８０により検出された関心領域の位置情報を取得する。表示部１８は、関心領域の位置情報を表示する。
2018179991.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡と、
前記内視鏡により管腔内を撮像して得た内視鏡画像を取得する内視鏡画像取得部と、
前記内視鏡画像を用いて前記管腔内の関心領域を検出する関心領域検出部と、
前記関心領域の位置情報を取得する位置情報取得部と、
前記関心領域の位置情報を表示する表示部と、
を備える内視鏡システム。
【請求項２】
前記管腔の模式図において前記関心領域の位置情報に対応する箇所にマーキングをした第１マーキング画像を生成する第１マーキング画像生成部を備え、
前記表示部は、前記第１マーキング画像を表示する請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記管腔内に挿入中の前記内視鏡の挿入状態を取得する挿入状態取得部を備え、
前記表示部は、前記内視鏡の挿入状態を前記模式図の対応する箇所に表示する請求項２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記関心領域に対して鑑別を行う鑑別部を備える請求項３に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記鑑別部は、前記関心領域が病変部と正常部とのいずれであるかを少なくとも含む鑑別結果を出力する請求項４に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記鑑別結果は、病変部の種類をさらに含む請求項５に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記鑑別結果は、前記鑑別結果に対する確信度をさらに含む請求項５または６に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記鑑別結果を記憶する鑑別結果記憶部を備える請求項５から７のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記表示部は、前記鑑別部の鑑別結果に応じて前記マーキングの表示態様を変更する請求項４から８のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記関心領域の位置情報と前記内視鏡の挿入状態とに基づき警告を行う警告部を備える請求項４または９に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記警告部は、前記鑑別部の鑑別結果に応じて警告態様を変更する請求項１０に記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
前記関心領域の生体特徴量を算出する生体特徴量算出部を備え、
前記表示部は、前記鑑別部の鑑別結果に加え前記生体特徴量を用いて前記マーキングの表示態様を変更する請求項４から１１のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１３】
前記管腔は、複数の管腔部位に区分けされており、
前記関心領域の位置情報は、複数の前記管腔部位のうち、前記関心領域を検出した前記管腔部位の管腔部位情報であり、
前記表示部は、前記管腔部位情報を前記関心領域の位置情報として表示する請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１４】
前記関心領域の位置情報は、前記管腔内の基準構造からの距離情報であり、
前記表示部は、前記距離情報を前記関心領域の位置情報として表示する請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１５】
前記管腔内への前記内視鏡の挿入部の挿入長を取得する挿入長取得部を備え、
前記表示部は、前記挿入長のうち、前記関心領域を検出した前記挿入長を、前記関心領域の位置情報として表示する請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１６】
前記関心領域の位置情報を記憶する関心領域位置情報記憶部を備える請求項１から１５のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１７】
前記管腔内に挿入されている前記内視鏡の挿入部の形状情報を取得する内視鏡挿入形状情報取得部と、
前記挿入部の形状情報を用いて画像処理することにより内視鏡挿入形状画像を取得し、かつ、前記内視鏡挿入形状画像において前記関心領域の位置情報に対応する箇所にマーキングをした第２マーキング画像を生成する第２マーキング画像生成部と、
を備え、
前記表示部は、前記第２マーキング画像を表示する請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項１８】
内視鏡画像取得部が、内視鏡により管腔内を撮像して得た内視鏡画像を取得するステップと、
関心領域検出部が、前記内視鏡画像を用いて、前記管腔内の関心領域を検出するステップと、
位置情報取得部が、前記関心領域の位置情報を取得するステップと、
表示部が、前記関心領域の位置情報を表示するステップと、
を有する内視鏡システムの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内視鏡システム及びその作動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野においては、光源装置、内視鏡、及びプロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いた診断が広く行われている。内視鏡システムは、内視鏡を被検体内に挿入した状態で、光源装置が発する照明光を内視鏡の先端から出し、照明中の被検体内を内視鏡が撮像して画像信号を出力し、画像信号を用いてプロセッサ装置が内視鏡画像を生成し、この内視鏡画像を表示部に表示する。これにより、医師は内視鏡画像を見て診断を行うことができる。【０００３】
内視鏡診断において、医師は、臓器内の病変や良性腫瘍など注意して観察すべき所定の関心領域の全てを、コンスタントに検出することに努めているが、それら関心領域を検出する精度は、医師の経験や技量によって影響を受け、また、医師の疲労度によっても影響を受ける。そのため、このような医師による診断精度のばらつきを抑えるため、日々の診療で取得される膨大な内視鏡データをコンピュータによって解析して診断に役立つ情報を抽出する技術が開発されつつある。例えば、内視鏡診断時にコンピュータが医師に代わって関心領域を自動で検出する自動検出機能は、医師による関心領域の見落としを防ぐことができるため、内視鏡診断の確度を上げるものとして期待されている。【０００４】
特許文献１には、ＣＴ（Computed Tomography）装置などの画像診断装置によって生成したＣＴ画像を用いて仮想内視鏡画像を生成し、この仮想内視鏡画像から関心領域を検出することが記載されている。特許文献１では、医師などのユーザに未だ提供していない未提示領域を関心領域として検出している。また、特許文献１では、ＣＴ画像を用いて管腔の外形像を生成し、関心領域を外形像上の対応する位置に重ねて表示させている。【０００５】
特許文献２には、ＣＴ画像を用いて生成した仮想内視鏡画像を用いて、病変部などの関心領域を自動検出することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０３６６００号
【特許文献２】特開２０１２−０２４５１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
内視鏡診断では、往路にて関心領域を検出し、復路にて関心領域を精査または処置する場合がある。このような診断の復路において、検出済みの関心領域の位置情報を再探索に利用可能であるが、そうしたシステムは現在のところ存在しない。また、別のクリニック等の他施設から紹介された患者を診断する場合もあり、このような場合には別の医師が診断を行うことがあるため、検出済みの関心領域の位置情報は、再探索に有用である。なお、特許文献１，２ではＣＴ画像を利用して関心領域を検出するものの、これにより検出済みの関心領域を内視鏡診断において再探索する場合にも、検出済みの関心領域の位置情報は有用である。【０００８】
本発明は、検出済みの関心領域を容易に再探索することができる内視鏡システム及びその作動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内視鏡システムは、内視鏡と、内視鏡画像取得部と、関心領域検出部と、位置情報取得部と、表示部と、を備える。内視鏡画像取得部は、内視鏡により管腔内を撮像して得た内視鏡画像を取得する。関心領域検出部は、内視鏡画像を用いて、管腔内の関心領域を検出する。位置情報取得部は、関心領域の位置情報を取得する。表示部は、関心領域の位置情報を表示する。【００１０】
管腔は、複数の管腔部位に区分けされており、関心領域の位置情報は、複数の管腔部位のうち、関心領域を検出した管腔部位の管腔部位情報であり、表示部は、管腔部位情報を関心領域の位置情報として表示してもよい。【００１１】
関心領域の位置情報は、管腔内の基準構造からの距離情報であり、表示部は、距離情報を関心領域の位置情報として表示してもよい。【００１２】
管腔内への内視鏡の挿入部の挿入長を取得する挿入長取得部を備え、表示部は、挿入長のうち、関心領域を検出した挿入長を、関心領域の位置情報として表示してもよい。【００１３】
管腔の模式図において関心領域の位置情報に対応する箇所にマーキングをした第１マーキング画像を生成する第１マーキング画像生成部を備え、表示部は、第１マーキング画像を表示してもよい。【００１４】
管腔内に挿入中の内視鏡の挿入状態を取得する挿入状態取得部を備え、表示部は、内視鏡の挿入状態を模式図の対応する箇所に表示することが好ましい。【００１５】
関心領域に対して鑑別を行う鑑別部を備えることが好ましい。鑑別部は、関心領域が病変部と正常部とのいずれであるかの鑑別を少なくとも含む鑑別結果を出力することが好ましい。鑑別結果は、病変部の種類をさらに含むことが好ましい。鑑別結果は、鑑別結果に対する確信度をさらに含むことが好ましい。【００１６】
鑑別結果を記憶する鑑別結果記憶部を備えることが好ましい。【００１７】
表示部は、鑑別部の鑑別結果に応じてマーキングの表示態様を変更することが好ましい。【００１８】
関心領域の位置情報と内視鏡の挿入状態とに基づき警告を行う警告部を備えることが好ましい。警告部は、鑑別部の鑑別結果に応じて警告態様を変更することが好ましい。【００１９】
関心領域の生体特徴量を算出する生体特徴量算出部を備え、表示部は、鑑別部の鑑別結果に加え生体特徴量を用いてマーキングの表示態様を変更することが好ましい。【００２０】
関心領域の位置情報を記憶する関心領域位置情報記憶部を備えることが好ましい。【００２１】
管腔内に挿入されている内視鏡の挿入部の形状情報を取得する内視鏡挿入形状情報取得部と、挿入部の形状情報を用いて画像処理することにより内視鏡挿入形状画像を取得し、かつ、内視鏡挿入形状画像において関心領域の位置情報に対応する箇所にマーキングをした第２マーキング画像を生成する第２マーキング画像生成部と、を備え、表示部は、第２マーキング画像を表示してもよい。【００２２】
本発明の内視鏡システムの作動方法は、内視鏡画像取得部が、内視鏡により管腔内を撮像して得た内視鏡画像を取得するステップと、関心領域検出部が、内視鏡画像を用いて、管腔内の関心領域を検出するステップと、位置情報取得部が、関心領域の位置情報を取得するステップと、表示部が、関心領域の位置情報を表示するステップと、を有する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の内視鏡システム及びその作動方法によれば、検出済みの関心領域を容易に再探索することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】第１実施形態の内視鏡システムの外観図である。
【図２】内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図３】紫色光Ｖ、青色光Ｂ、青色光Ｂｘ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒの分光スペクトルを示すグラフである。
【図４】通常光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図５】特殊光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図６】挿入長の取得方法を示す説明図である。
【図７】内視鏡の挿入部の挿入状態を取得する方法を説明する説明図である。
【図８】関心領域探索用画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図９】関心領域の検出について説明する説明図である。
【図１０】別の関心領域の検出について説明する説明図である。
【図１１】第１マーキング画像を説明する説明図である。
【図１２】関心領域探索モードの一連の流れを説明するフローチャートである。
【図１３】第１マーキング画像を表示した表示部の表示画面を示す図である。
【図１４】鑑別結果に応じて警告表示が変更された表示画面を示す図である。
【図１５】関心領域の位置情報として管腔部位情報を表示した表示画面を示す図である。
【図１６】関心領域の位置情報として基準構造からの距離情報を表示した表示画面を示す図である。
【図１７】関心領域の位置情報として挿入長を表示した表示画面を示す図である。
【図１８】生体特徴量算出部を有する関心領域探索用画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図１９】第２マーキング画像生成部を有する関心領域探索用画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図２０】第２マーキング画像を説明する説明図である。
【図２１】第２実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図２２】第２実施形態の通常光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図２３】第２実施形態の特殊光の分光スペクトルを示すグラフである。
【図２４】第３実施形態の内視鏡システムの機能を示すブロック図である。
【図２５】回転フィルタの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
図１に示すように、内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、表示部１８と、操作入力部１９とを有する。内視鏡１２は、被検体として生体の管腔内を撮像する。光源装置１４は管腔内を照明する照明光を内視鏡１２に供給する。プロセッサ装置１６は、内視鏡１２により撮像して得た内視鏡画像に対し所定の画像処理を行うことにより表示画像を生成する。表示部１８は、表示画像と表示画像に付帯する情報等を表示するモニタである。操作入力部１９は、キーボードとマウス等のコンソールであり、機能設定等の入力操作を受け付けるユーザインタフェースとして機能する。表示部１８及び操作入力部１９は、プロセッサ装置１６と電気的に接続している。
【００２６】
内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続し、かつ、プロセッサ装置１６と電気的に接続している。内視鏡１２は、挿入部１２ａと、操作部１２ｂとを有する。
【００２７】
挿入部１２ａは、管腔内に挿入する部分である。挿入部１２ａは、先端部２１と、湾曲部２２と、可撓管部２３とを有しており、先端側からこの順番に連結している。先端部２１は、先端面に、照明窓と、観察窓と、送気・送水ノズルと、鉗子出口とを有する（いずれも図示無し）。照明窓は、照明光を観察部位に照射するためのものである。観察窓は、観察部位からの光を取り込むためのものである。送気・送水ノズルは、照明窓及び観察窓を洗浄するためのものである。鉗子出口は、鉗子と電気メス等の処置具を用いて各種処置を行うためのものである。湾曲部２２は、複数の湾曲駒を連結して構成したものであり、上下左右方向に湾曲する。可撓管部２３は、可撓性を有しており、食道や腸等の曲がりくねった管道に挿入可能である。
【００２８】
操作部１２ｂは、アングルノブ２５と、画像記憶操作部２６と、モード切替部２７と、ズーム操作部２８とを有する。アングルノブ２５は、湾曲部２２を湾曲させ、先端部２１が所望の方向に向ける操作に用いる。画像記憶操作部２６は、静止画像及び又は動画像をストレージ（図示無し）に記憶させる操作に用いる。モード切替部２７は、観察モードを切り替える操作に用いる。ズーム操作部２８は、ズーム倍率を変更する操作に用いる。
【００２９】
内視鏡システム１０は、観察モードとして、通常モードと、特殊モードと、関心領域探索モードとを有している。通常モードでは、管腔内を自然な色合いで写した画像（以下、通常画像という）を取得する。特殊モードでは、管腔内の血管を少なくとも強調した画像（以下、特殊画像という）を取得する。関心領域探索モードは、詳しくは後述するが、管腔内の関心領域を検出し、検出した関心領域の位置情報を表示部１８に表示する。
【００３０】
図２に示すように、光源装置１４は、照明光を発する光源部３０と、光源部３０を制御する光源制御部３２とを備えている。光源部３０は、本実施形態では波長域が異なる複数色の半導体光源である。半導体光源としてはＬＥＤ（Light Emitting Diode）等がある。
【００３１】
本実施形態では、光源部３０は、Ｖ−ＬＥＤ（Violet Light Emitting Diode）３０ａ、Ｂ−ＬＥＤ（Blue Light Emitting Diode）３０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ（Green Light Emitting Diode）３０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ（Red Light Emitting Diode）３０ｄの４色のＬＥＤと、光学フィルタ３０ｅとを有している。
【００３２】
図３に示すように、Ｖ−ＬＥＤ３０ａは、波長帯域が３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの紫色光Ｖを発する。Ｂ−ＬＥＤ３０ｂは、波長帯域が４２０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光Ｂを発する。Ｇ−ＬＥＤ３０ｃは、波長帯域が４８０ｎｍ〜６００ｎｍの緑色光Ｇを発する。Ｒ−ＬＥＤ３０ｄは、波長帯域が６００ｎｍ〜６５０ｎｍの赤色光Ｒを発する。なお、各色の光は、それぞれの中心波長とピーク波長とが同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００３３】
光学フィルタ３０ｅは、ＬＥＤが発光した光の波長帯域を調整する。本実施形態では、光学フィルタ３０ｅは、Ｂ−ＬＥＤ３０ｂの光路上に配されており、Ｂ−ＬＥＤ３０ｂの波長帯域のうちの短波長成分を透過させる。Ｂ−ＬＥＤ３０ｂの波長帯域のうちの長波長成分は粘膜と血管とのコントラストを低下させる要因とされているため、Ｂ−ＬＥＤ３０ｂの波長帯域のうちの短波長成分を後述するライトガイド３４に供給することが好ましい。本実施形態では、光学フィルタ３０ｅは、Ｂ−ＬＥＤ３０ｂの波長帯域のうち、４５０ｎｍ以下の光を透過させることにより、波長帯域が４２０ｎｍ〜４５０ｎｍの青色光Ｂｘを生成する。なお、光学フィルタ３０ｅの配置は、本実施形態ではＢ−ＬＥＤ３０ｂの光路上としているが、これに限るものではない。例えば光学フィルタ３０ｅをＧ−ＬＥＤ３０ｃの光路上に配する等しても良い。また、光学フィルタ３０ｅにより透過させる波長成分は、適宜設定可能である。例えば光学フィルタ３０ｅをＧ−ＬＥＤ３０ｃの光路上に配した場合は、光学フィルタ３０ｅは、Ｇ−ＬＥＤ３０ｃの波長帯域の一部を透過させる。
【００３４】
光源制御部３２は、各ＬＥＤ３０ａ〜３０ｄの点灯及び消灯、各ＬＥＤ３０ａ〜３０ｄの各射出光量のバランス（以下、光量比という）等を独立に制御することによって、照明光の発光タイミング、発光期間、光量、及び分光スペクトルの調節を行う。また、光源制御部３２は、光学フィルタ３０ｅの変更等によって、照明光の波長帯域を制御する。本実施形態では、光源制御部３２は、各ＬＥＤ３０ａ〜３０ｄを駆動する電流と電圧とを調整することによって、各ＬＥＤ３０ａ〜３０ｄの光量比を観察モードごとに制御する。
【００３５】
図４に示すように、光源制御部３２は、通常モードでは、各ＬＥＤ３０ａ〜３０ｄの全てを点灯させる。紫色光Ｖと青色光Ｂと緑色光Ｇと赤色光Ｒとの光量比は、青色光Ｂｘの光強度のピークが、他の各色光のいずれの光強度のピークよりも大きくなるように設定されている。これにより、通常モードでは、光源装置１４から、紫色光Ｖと青色光Ｂｘと緑色光Ｇと赤色光Ｒとを含む多色光が通常光として発生する。通常光は、青色帯域から赤色帯域まで一定以上の強度を有しているため、ほぼ白色となっている。
【００３６】
図５に示すように、光源制御部３２は、特殊モードでは、各ＬＥＤ３０ａ〜３０ｄの全てを点灯させる。紫色光Ｖと青色光Ｂと緑色光Ｇと赤色光Ｒとの光量比は、紫色光Ｖの光強度のピークが、他の各色光のいずれの光強度のピークよりも大きくなるように設定されている。また、緑色光Ｇと赤色光Ｒと各光強度のピークは、紫色光Ｖと青色光Ｂｘとの各光強度のピークよりも小さくなるように設定されている。これにより、特殊モードでは、紫色光Ｖと青色光Ｂｘと緑色光Ｇと赤色光Ｒとを含み、かつ、通常モードとは光量比が異なる多色光が、特殊光として発生する。特殊光は、紫色光Ｖが占める割合が大きいことから、青みを帯びた光となっている。なお、特殊光は、４色全ての光が含まれていなくてもよく、４色のＬＥＤ３０ａ〜３０ｄのうち少なくとも１色のＬＥＤからの光が含まれていればよい。
【００３７】
光源制御部３２は、関心領域探索モードでは、操作入力部１９により入力された光量比に従って、各ＬＥＤ３０ａ〜３０ｄの発光を制御する。例えば、通常モードの光量比と特殊モードの光量比等が入力される。これにより、関心領域探索モードでは、通常光または特殊光が発生される。また、関心領域探索モードでは、通常光と特殊光とを交互に発生することも可能とされており、この場合には、内視鏡画像として、通常画像と特殊画像とが交互に取得される。
【００３８】
また、関心領域探索モードでは、ヘモグロビンの酸素飽和度を取得するための光量比も入力可能とされている。ヘモグロビンの酸素飽和度を取得する場合は、光源制御部３２は、撮像フレームごとに照明光を切り替える。具体的には、第１の撮像フレームではＢ−ＬＥＤ３０ｂを点灯し、その次の第２の撮像フレームではＢ−ＬＥＤ３０ｂとＧ−ＬＥＤ３０ｃとＲ−ＬＥＤ３０ｄとを点灯する。また、光源制御部３２は、光学フィルタ３０ｅの透過波長を制御し、撮像フレームを切り替える毎に、発生させる青色光の波長帯域を変える。第１の撮像フレームでは、中心波長及び波長帯域が４７０±１０ｎｍの狭帯域な青色光を発生させる。この第１の撮像フレームで発生する青色光の中心波長及び波長帯域は、青色波長帯域の中で酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数の差が概ね極大になる中心波長及び波長帯域である。第２の撮像フレームでは、中心波長が約４５０±１０ｎｍであり、波長帯域が約４００ｎｍ〜５００ｎｍの広帯域な青色光を発生させる。そして、各照明光を用いて管腔内をそれぞれ照明し、撮像して得た内視鏡画像と酸素飽和度との相関関係に基づき管腔内の酸素飽和度が算出される。これにより、酸素飽和度を表す画像が取得される。
【００３９】
光源部３０が発した照明光は、挿入部１２ａ内に挿通したライトガイド３４に入射する。ライトガイド３４は、内視鏡１２及びユニバーサルコードに内蔵しており、照明光を内視鏡１２の先端部２１まで伝搬する。ユニバーサルコードは、内視鏡１２と光源装置１４及びプロセッサ装置１６とを接続するコードである。なお、ライトガイド３４としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、ライトガイド３４には、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。
【００４０】
先端部２１は、照明光学系３６と撮像光学系３８とを有している。照明光学系３６は、照明レンズ４０を有している。ライトガイド３４を伝搬した照明光は、照明レンズ４０を介して管腔内を照明する。撮像光学系３８は、対物レンズ４２と、ズームレンズ４４と、イメージセンサ４６とを有している。これら対物レンズ４２及びズームレンズ４４を介して、管腔内の粘膜等からの反射光、散乱光、及び蛍光等の各種の光がイメージセンサ４６に入射する。ズームレンズ４４は、ズーム操作部２８の操作によりテレ端とワイド端の間で自在に移動する。
【００４１】
イメージセンサ４６は、原色系のカラーセンサであり、青色カラーフィルタが設けられたＢ画素（青色画素）、緑色カラーフィルタが設けられたＧ画素（緑色画素）、及び、赤色カラーフィルタが設けられたＲ画素（赤色画素）の３種類の画素を有する。このイメージセンサ４６で管腔内を撮像することにより、Ｂ画像（青色画像）、Ｇ画像（緑色画像）、Ｒ画像（赤色画像）の３種類の内視鏡画像が得られる。
【００４２】
イメージセンサ４６としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等を利用可能である。なお、イメージセンサ４６は、原色系のカラーセンサであるが、補色系のカラーセンサを用いることもできる。補色系のカラーセンサは、例えば、シアンカラーフィルタが設けられたシアン画素、マゼンタカラーフィルタが設けられたマゼンタ画素、イエローカラーフィルタが設けられたイエロー画素、及びグリーンカラーフィルタが設けられたグリーン画素を有する。補色系カラーセンサを用いる場合に得られる各色の画像は、原色系のカラーセンサを用いる場合と同様のＢ画像、Ｇ画像、Ｒ画像に変換することができる。また、イメージセンサ４６の代わりに、カラーフィルタを設けていないモノクロセンサを用いても良い。
【００４３】
プロセッサ装置１６は、コントローラ５２と、内視鏡画像取得部５４と、画像処理部６０と、表示制御部６８と、挿入状態取得部７０とを備えている。
【００４４】
コントローラ５２は、ＣＰＵ（Central processing unit）、制御プログラムや制御に必要な設定データを記憶するＲＯＭ（Read only memory）、制御プログラムをロードする作業メモリとしてのＲＡＭ（Random access memory）等を有する。コントローラ５２は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより、プロセッサ装置１６の各部を制御する他、光源制御部３２とイメージセンサ４６とを制御する。
【００４５】
内視鏡画像取得部５４は、イメージセンサ４６からＢ画像、Ｇ画像、およびＲ画像を内視鏡画像を取得する。内視鏡画像取得部５４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６とノイズ低減部５８とを有し、これらによって内視鏡画像に各種処理を施す。
【００４６】
ＤＳＰ５６は、内視鏡画像に対して、例えば、欠陥補正処理、オフセット処理、ゲイン補正処理、リニアマトリクス処理、ガンマ変換処理、及びデモザイク処理等の各種信号処理を施す。欠陥補正処理は、イメージセンサ４６の欠陥画素の画素値を補正する。オフセット処理は、欠陥補正処理した画像から暗電流成分を除き、正確なゼロレベルを設定する。ゲイン補正処理は、オフセット処理した画像に特定のゲインを乗じることにより各画像の信号レベルを整える。
【００４７】
リニアマトリクス処理は、ゲイン補正処理した画像の色再現性を高める。ガンマ変換処理は、リニアマトリクス処理した画像の明るさや彩度を整える。デモザイク処理（等方化処理、又は同時化処理とも言う）は、ガンマ変換処理した画像において、欠落した画素の画素値を補間する。欠落した画素とは、イメージセンサ４６において他の色の画素が配置されているために画素値がない画素である。
【００４８】
ノイズ低減部５８は、ＤＳＰ５６でデモザイク処理等を施した画像に対して、例えば、移動平均法やメディアンフィルタ法等によるノイズ低減処理を施し、ノイズを低減する。
【００４９】
画像処理部６０は、内視鏡画像取得部５４から内視鏡画像を取得し、取得した内視鏡画像に対して所定の画像処理を施し、管腔内を写した表示画像を生成する。画像処理部６０は、通常画像処理部６２と、特殊画像処理部６４と、関心領域探索用画像処理部６６とを有する。
【００５０】
通常画像処理部６２は、通常モード時に作動し、ＢＧＲ各色の画像に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理等の画像処理を行い、通常画像を生成する。色変換処理は、ＢＧＲ各色の画像に対して３×３のマトリックス処理、階調変換処理、及び３次元ＬＵＴ（ルックアップテーブル）処理などを行う。色彩強調処理は、画像の色彩を強調する処理であり、構造強調処理は、例えば、血管やピットパターン等の観察対象の構造を強調する処理である。
【００５１】
特殊画像処理部６４は、特殊モード時に作動し、血管を強調する上記各種画像処理を行うことにより、特殊画像を生成する。特殊モードはＶ−ＬＥＤ３０ａの射出光量が大きいため、特殊画像では表層血管が強調されている。
【００５２】
関心領域探索用画像処理部６６は、関心領域探索モード時に作動し、内視鏡画像から関心領域を検出し、検出した関心領域の位置情報を表示する。本実施形態では、関心領域の位置情報を内視鏡画像とともに表示部１８に表示する。関心領域探索用画像処理部６６の詳細は別の図面を用いて後述する。
【００５３】
表示制御部６８は、表示部１８を制御し、画像処理部６０が生成した表示画像を表示させる。これにより、通常モードでは通常画像が表示され、特殊モードでは特殊画像が表示され、関心領域探索モードでは内視鏡画像と関心領域の位置情報とが表示される。
【００５４】
挿入状態取得部７０は、管腔内に挿入中の内視鏡１２の挿入状態を取得する。挿入状態取得部７０は、取得した内視鏡１２の挿入状態を関心領域探索用画像処理部６６に入力する。本実施形態では、挿入状態取得部７０は、管腔内への挿入部１２ａの挿入長に基づき、挿入部１２ａの挿入状態を取得する。
【００５５】
図６に示すように、内視鏡１２の挿入部１２ａの外周面には、管腔内への挿入部１２ａの挿入長を測定するための測定用目盛り７１が設けられている。この測定用目盛り７１は、挿入部１２ａの長手方向に沿って所定ピッチ（例えば、１ｃｍ刻み）で設けられた点から構成される。患者の口（上部内視鏡の場合）や肛門（下部内視鏡の場合）には測定用目盛り７１を検出する目盛り検出センサ７２が設けられている。なお、図６では、目盛り検出センサ７２が、患者が口に咥えているマウスピースＭＰに設けられていることを示している。目盛り検出センサ７２は、測定用目盛り７１を検出することにより、挿入部１２ａの挿入長が取得する。このように本実施形態では、測定用目盛り７１と目盛り検出センサ７２とにより挿入長取得部を構成する。目盛り検出センサ７２は、プロセッサ装置１６と有線又は無線で接続しており、挿入部１２ａの挿入長をプロセッサ装置１６の挿入状態取得部７０に送信する。
【００５６】
図７に示すように、挿入状態取得部７０は、挿入部１２ａが管腔内を往復する診断経路Ｑにおいて挿入部１２ａの挿入長に対応する先端部２１の位置を検出し、これにより先端部２１の検出位置を取得する。この先端部２１の検出位置の取得は、挿入部１２ａの挿入長が測定される毎に行われる。図７において、符合Ｐ１、Ｐ２は、先端部２１の検出位置を示している。この例では、先端部２１の検出位置Ｐ２は、先端部２１の検出位置Ｐ１よりも管腔内の奥側とされている。すなわち、検出位置Ｐ２の挿入長は、検出位置Ｐ１の挿入長よりも長い。
【００５７】
なお、本実施形態では、挿入部１２ａの挿入長を用いて先端部２１の検出位置を取得しているが、これに限られず、例えば挿入部１２ａに磁気センサ（図示無し）を設け、この磁気センサで得た情報を用いて、先端部２１の検出位置と挿入部１２ａの形状情報などを取得してもよい。また、被検体をＸ線で撮像することにより得たＸ線画像を用いて、先端部２１の検出位置を取得してもよい。
【００５８】
関心領域探索用画像処理部６６について説明する。図８に示すように、関心領域探索用画像処理部６６は、関心領域検出部８０と、位置情報取得部８１と、鑑別部８２と、警告部８３と、第１マーキング画像生成部８４と、記憶部８５と、を有する。
【００５９】
関心領域検出部８０は、内視鏡画像取得部５４から取得した内視鏡画像を用いて、管腔内の関心領域を検出する。関心領域は、管腔内において病変部と正常部との少なくともいずれかを含む領域である。
【００６０】
関心領域検出部８０は、内視鏡画像から関心領域を検出する処理を自動で行う。例えば、関心領域検出部８０は、関心領域のテンプレート画像を複数予め記憶しており、内視鏡画像においてテンプレート画像とマッチングする領域を関心領域として検出する。ここで、「マッチング」とは、比較する領域の類似度が一致する他、比較する領域の類似度の差分が一定の範囲内に収まっていることも含む。関心領域検出部８０は、この例ではテンプレートマッチングにより関心領域を検出しているが、これに限られず、例えば深層学習、エッジ検出、およびテクスチャ解析等により関心領域を検出しても良い。
【００６１】
図９は、管腔内における先端部２１の検出位置Ｐ１で得た内視鏡画像８６から関心領域を検出する具体例である。図１０は、管腔内における先端部２１の検出位置Ｐ２で得た内視鏡画像８７から関心領域を検出する具体例である。関心領域検出部８０は、図９に示す内視鏡画像８６からは関心領域Ｒ１を検出し、また、図１０に示す内視鏡画像８７からは関心領域Ｒ２を検出する。
【００６２】
位置情報取得部８１は、関心領域検出部８０により検出された関心領域の位置情報を取得する。具体的には、位置情報取得部８１は、関心領域が検出された内視鏡画像を得た先端部２１の検出位置を、関心領域の位置情報として取得する。この例では、先端部２１の検出位置Ｐ１を関心領域Ｒ１の位置情報として取得し、先端部２１の検出位置Ｐ２を関心領域Ｒ２の位置情報として取得する。
【００６３】
鑑別部８２は、関心領域検出部８０により検出された関心領域に対して鑑別を行う。具体的には、鑑別部８２は、関心領域が病変部と正常部とのいずれであるかの鑑別を少なくとも行い、この鑑別の鑑別結果を出力する。本実施形態では、鑑別部８２は、病変部と正常部との鑑別に加え、腺腫（良性ポリープともいう）の鑑別も行う。例えば、図９に示す内視鏡画像８６の関心領域Ｒ１に対しては腺腫との鑑別結果が得られる。また、図１０に示す内視鏡画像８７の関心領域Ｒ２に対しては病変部との鑑別結果が得られる。鑑別方法としては、人工知能（ＡＩ（Artificial Intelligence））を用いることが好ましい。なお、鑑別方法としては、ＡＩの他、深層学習、テンプレートマッチング、テクスチャ解析、周波数解析等を用いても良い。
【００６４】
また、鑑別部８２は、病変部の種類の鑑別を行ってもよい。すなわち、鑑別部８２により出力される鑑別結果は、病変部の種類をさらに含むものでもよい。病変部の種類は、診断を行う部位による。例えば、大腸の診断では、鑑別部８２は、正常、過形成ポリープ（ＨＰ：Hyperplastic Polyp）、ＳＳＡ／Ｐ（Sessile Serrated Adenoma / Polyp）、腺腫（ＴＳＡ：Traditional Serrated Adenoma）、側方発達型腫瘍（ＬＳＴ：Laterally Spreading Tumor）、及びがんのいずれかの種類に鑑別する。鑑別を行う病変部の種類は、例えば、操作入力部１９の入力により設定されるようにしてもよい。なお、鑑別部８２は、さらに処置箇所の鑑別を行ってもよい。すなわち、鑑別結果は、処置箇所をさらに含むものでもよい。
【００６５】
第１マーキング画像生成部８４は、管腔の模式図において関心領域の位置情報に対応する箇所にマーキングをした第１マーキング画像を生成する。本実施形態では、第１マーキング画像を表示部１８に表示させることにより、関心領域の位置情報を表示させる。第１マーキング画像生成部８４は、管腔の模式図として、胃、食道、大腸などの部位ごとの模式図を予め記憶している。いずれの部位の模式図を用いるかは、例えば操作入力部１９の入力により設定される。本実施形態では大腸の模式図が設定される。
【００６６】
図１１に示すように、第１マーキング画像９０には、模式図９２において、関心領域Ｒ１の位置情報としての先端部２１の検出位置Ｐ１に対応する箇所に、関心領域Ｒ１が検出されたことを示すマークＭ１が重ねて表示される。また、第１マーキング画像９０には、模式図９２において、関心領域Ｒ２の位置情報としての先端部２１の検出位置Ｐ２に対応する箇所に、関心領域Ｒ２が検出されたことを示すマークＭ２が重ねて表示される。これにより、ユーザは、関心領域の位置を認識することが可能である。なお、図１１では、関心領域が検出されたことを示すマークＭ１，Ｍ２を円形としているが、これに限られず、多角形などでもよい。
【００６７】
また、第１マーキング画像生成部８４は、挿入状態取得部７０により取得した内視鏡１２の挿入状態を模式図９２の対応する箇所に表示させる。図１１において、符号Ｌは、内視鏡１２の挿入状態を示す。内視鏡１２の挿入状態Ｌは、本実施形態では、挿入部１２ａの挿入長に応じた長さで表される。なお、図１１では、先端部２１が往路の終端まで到達したときの内視鏡１２の挿入状態Ｌを示している。
【００６８】
また、第１マーキング画像生成部８４は、鑑別部８２の鑑別結果に応じてマーキングの表示態様を変更する。マーキングの表示態様の変更方法としては、マーキングの色と大きさと太さと形状と濃淡等を変える方法がある。この例では、腺腫を示すマークＭ１と病変部を示すマークＭ２との線の太さを互いに異ならせることにより、鑑別結果の違いを表している。図１１では、マークＭ２の線の太さを、マークＭ１の線の太さよりも太くしている。なお、病変が極めて要注意であることをユーザに意識させる場合は、黄色や赤色等で表示させることが好ましい。
【００６９】
警告部８３は、関心領域の位置情報と内視鏡１２の挿入状態とに基づき警告を行う。具体的には、警告部８３は、関心領域の位置情報としての先端部２１の検出位置と、現在の先端部２１の検出位置との距離を求め、この距離が閾値以下である場合に警告信号を生成する。本実施形態では、警告部８３は、生成した警告信号を表示制御部６８に入力し、先端部２１が関心領域に近いことを警告するための警告表示を行わせる。警告表示の方法としては、文字と数字と記号などにより表す方法がある。なお、警告は、警告表示に限られない。例えば、警告部８３は、生成した警告信号をスピーカ（図示無し）に入力し、このスピーカから警告音を出力させるようにしてもよい。また、振動や、フラッシュ光などを用いても良い。
【００７０】
また、警告部８３は、鑑別部８２の鑑別結果に応じて警告態様を変更する。この例では、警告表示の表示態様を変更する。例えば、腺腫との鑑別結果が得られた場合は表示部１８に「！」と表示させ、病変部との鑑別結果が得られた場合は表示部１８に「！！」と表示させる。なお、警告として警告音を出力させる場合においても鑑別結果に応じて警告態様を変更してもよい。警告音の警告態様を変更する方法としては、例えば、警告音の音量を変更する方法と、警告音の音の高さを変更する方法などがある。
【００７１】
記憶部８５は、関心領域の位置情報を記憶する。本実施形態では、記憶部８５は、関心領域の位置情報と鑑別結果とを記憶する。すなわち、記憶部８５は、関心領域位置情報記憶部としての機能と、関心領域位置情報記憶部としての機能とを有する。また、記憶部８５は、関心領域の位置情報と鑑別結果とを対応付けして記憶することが好ましい。なお、記憶部８５は、関心領域の位置情報と鑑別結果とのいずれか一方のみを記憶してもよいし、関心領域の位置情報と第１マーキング画像９０とを対応付けして記憶してもよい。
【００７２】
次に、関心領域探索モードの一連の流れについて、図１２のフローチャートに沿って説明する。関心領域探索モードでは、操作入力部１９により入力された光量比に従って照明光を発生する。照明光で照明中の管腔内を内視鏡１２により撮像することにより、内視鏡画像が得られる。この内視鏡画像はプロセッサ装置１６に送信される。これにより、プロセッサ装置１６内の内視鏡画像取得部５４が内視鏡画像を取得する（ステップＳ１１）。内視鏡画像取得部５４により取得された内視鏡画像は、各種処理が施され、関心領域探索用画像処理部６６に入力される。
【００７３】
また、関心領域探索モードでは、挿入状態取得部７０が、内視鏡１２の挿入状態を取得する。内視鏡１２の挿入状態は、管腔内への挿入部１２ａの挿入長に基づき取得される。挿入部１２ａの挿入長は、挿入長取得部により測定される。挿入長取得部は、この例では測定用目盛り７１と目盛り検出センサ７２とにより構成されており、目盛り検出センサ７２が測定用目盛り７１を検出することにより、挿入部１２ａの挿入長を取得する。また、挿入状態取得部７０は、挿入部１２ａの挿入長を用いて先端部２１の検出位置を取得する。挿入状態取得部７０により取得された内視鏡１２の挿入状態は、関心領域探索用画像処理部６６に入力される。
【００７４】
関心領域探索用画像処理部６６では、関心領域検出部８０が、内視鏡画像を用いて、管腔内の関心領域を検出する（ステップＳ１２）。関心領域の検出は、内視鏡画像が得られる毎に自動で行われる。
【００７５】
位置情報取得部８１は、関心領域検出部８０により検出された関心領域の位置情報を取得する（ステップＳ１３）。この例では、位置情報取得部８１は、関心領域が検出され内視鏡画像を得た先端部２１の検出位置を、関心領域の位置情報として取得する。
【００７６】
位置情報取得部８１により取得された関心領域の位置情報は表示部１８に表示される（ステップＳ１４）。これにより、医師などのユーザは、表示部１８に表示された関心領域の位置情報を見ながら内視鏡１２を操作することができるため、検出済みの関心領域を容易に再探索することができる。この結果、検出済みの関心領域Ｒ１，Ｒ２の再探索にかかる診断時間が短縮される。本発明は、診断の復路または他施設において関心領域の再探索を行う際に特に有効である。
【００７７】
また、関心領域の位置情報の表示は、管腔の模式図９２において関心領域の位置情報に対応する箇所にマーキングをした第１マーキング画像９０を表示部１８に表示させることにより行われる。第１マーキング画像９０は、第１マーキング画像生成部８４により生成される。
【００７８】
例えば、図１３に示すように、表示部１８の表示画面に第１マーキング画像９０が表示される。なお、図１３では、第１マーキング画像９０に加え、内視鏡画像８６を表示させている。第１マーキング画像９０には、関心領域Ｒ１が検出されたことを示すマークＭ１と、関心領域Ｒ２が検出されたことを示すマークＭ２とが表示される。これにより、ユーザは関心領域の位置を容易に認識することができるため、関心領域Ｒ１，Ｒ２の再探索にかかる診断時間がより短縮される。
【００７９】
また、第１マーキング画像９０には、内視鏡１２の挿入状態Ｌが模式図９２の対応する箇所に表示される。図１３では、内視鏡１２の挿入状態Ｌの先端はマークＭ１の位置にある。すなわち、管腔内における内視鏡１２の先端部２１が、関心領域Ｒ１が検出された検出位置Ｐ１にあることを示している。これにより、ユーザは現在の内視鏡１２の挿入状態を把握することができるため、内視鏡１２の先端部２１を目的とする位置に短時間で移動させることができる。この結果、診断時間がより短縮される。
【００８０】
また、マークＭ１とマークＭ２とは、鑑別部８２の鑑別結果に応じて表示態様が異なる。図１３では、マークＭ２の線の太さがマークＭ１よりも太い。これにより、ユーザは鑑別結果を容易に認識することができる。
【００８１】
また、表示部１８の表示画面には、先端部２１が関心領域に近いことを警告する警告表示９５が行われる（図１３参照）。これにより、関心領域の見落としが防止される。
【００８２】
警告表示９５は、鑑別部８２の鑑別結果に応じて表示態様が変更される。図１３では、鑑別部８２により腺腫との鑑別結果が得られた場合の警告表示９５として「！」が示されている。
【００８３】
一方、図１４に示すように、内視鏡１２の挿入状態Ｌの先端がマークＭ２の位置にある場合、すなわち、管腔内における内視鏡１２の先端部２１が、関心領域Ｒ２が検出された検出位置Ｐ２にある場合は、警告表示９５が「！！」に変更される。このように、関心領域Ｒ２は鑑別部８２により病変部との鑑別結果が得られた領域であるから、より強調した警告表示９５とすることが好ましい。これにより、ユーザに対し病変が極めて要注意であることを意識させることができるため、精査または処置が必要とされる関心領域の見落としがより確実に防止される。
【００８４】
位置情報取得部８１により取得された関心領域の位置情報は、関心領域位置情報記憶部としての記憶部８５に記憶される。記憶部８５に記憶した関心領域の位置情報は、例えば、他の施設での内視鏡診断時に使用される。これにより、他施設での関心領域の再探索にかかる診断時間がより確実に短縮される。
【００８５】
鑑別部８２により出力された鑑別結果は、鑑別結果記憶部としての記憶部８５に記憶される。これにより、例えば他施設で鑑別結果が利用可能となる。
【００８６】
なお、関心領域の位置情報の表示方法は、本実施形態のように第１マーキング画像９０を表示させる方法に限られない。例えば、関心領域の位置情報として、管腔を区分けした複数の管腔部位の管腔部位情報を表示させてもよい。例えば大腸の場合は、管腔部位として、盲腸と上行結腸と横行結腸と下行結腸とＳ状結腸と直腸などに区分けされる。管腔部位情報は、例えば管腔部位の名称などである。位置情報取得部８１は、管腔内において関心領域が検出された管腔部位を特定し、特定した管腔部位の管腔部位情報を関心領域の位置情報として取得する。位置情報取得部８１は、例えば、内視鏡画像を用いて、テンプレートマッチングと深層学習とエッジ検出とテクスチャ解析と周波数解析等により管腔部位を特定する。なお、管腔部位の特定方法としては、上記のように内視鏡画像を用いる方法に限られず、例えば、磁気センサとＸ線画像と挿入部１２ａの挿入長などに基づき管腔部位を特定してもよい。位置情報取得部８１により取得された管腔部位情報は、関心領域の位置情報として表示部１８に表示される。
【００８７】
図１５は、関心領域Ｒ１と関心領域Ｒ２とが検出された場合において、表示部１８の表示画面に、関心領域Ｒ１を検出した管腔部位の管腔部位情報と、関心領域Ｒ２を検出した管腔部位の管腔部位情報とを表示させた具体例である。この例では、管腔部位情報として管腔部位の名称をテキストで表示しており、関心領域Ｒ１は下行結腸で検出されたことを示し、関心領域Ｒ２は横行結腸で検出されたことを示している。
【００８８】
なお、図１５では、管腔の模式図９４が表示されている。模式図９４は、盲腸と上行結腸と横行結腸と下行結腸とＳ状結腸と直腸とに対応するように６分割されている。模式図９４において、下行結腸に対応する区域と横行結腸に対応する区域とは、他の区域とは異なる表示態様で表示されている。さらに、図１５では、下行結腸に対応する区域と横行結腸に対応する区域との違いを、ハッチングの間隔の違いにより表している。この例では表示部１８の表示画面に模式図９４も表示させているが、管腔部位情報の表示方法はこれに限られない。なお、関心領域が検出された区域は、鑑別結果に応じて表示態様を変更してもよい。
【００８９】
また、関心領域の位置情報として、管腔内に含まれる基準構造からの距離情報を表示させてもよい。基準構造は、バウヒン弁（回盲弁）や肛門、「肛門から数えて何枚目のヒダ」などの特徴的な構造である。いずれの基準構造を用いるかは、例えば操作入力部１９の入力により設定される。また、検出された関心領域ごとに設定可能とされている。基準構造は、例えば関心領域検出部８０により内視鏡画像から検出される。例えばバウヒン弁は、先端部２１が往路の終端まで到達した場合に得た内視鏡画像から検出される。なお、肛門は、挿入部１２ａの挿入長から求めてもよい。基準構造の検出方法は、上記の方法に限られず、例えば、磁気センサとＸ線画像などから検出してもよい。位置情報取得部８１は、関心領域の検出位置と基準構造の検出位置とを用いて、関心領域の基準構造からの距離情報を取得する。そして、位置情報取得部８１により取得された距離情報は、関心領域の位置情報として表示部１８に表示される。
【００９０】
図１６は、関心領域Ｒ１と関心領域Ｒ２とが検出された場合において、表示部１８の表示画面に、関心領域Ｒ１の位置を肛門からの距離で表示し、関心領域Ｒ２の位置をバウヒン弁からの距離で表示した具体例である。図１６では、距離情報をテキストと数値とにより表示しており、関心領域Ｒ１については「肛門からＡｃｍ」と表示され、関心領域Ｒ２については「バウヒン弁からＢｃｍ」と表示されている。なお、図１６ではテキストと数値とにより距離情報を表示するとともに管腔の模式図９６を表示させているが、基準構造からの距離情報の表示方法はこれに限られない。
【００９１】
また、関心領域の位置情報として、挿入長取得部により取得した挿入部１２ａの挿入長のうち、関心領域を検出した挿入長を表示部１８に表示させてもよい。
【００９２】
図１７は、関心領域Ｒ１と関心領域Ｒ２とが検出された場合において、表示部１８の表示画面に、関心領域Ｒ１を検出した挿入長と、関心領域Ｒ２を検出した挿入長とを表示した具体例である。この例では、挿入長を数値により表示しており、関心領域Ｒ１を検出した挿入長はＸｃｍとされ、関心領域Ｒ２を検出した挿入長はＹｃｍとされている。なお、図１７では挿入長を数値で表示するとともに管腔の模式図９８を表示させているが、挿入長の表示方法はこれに限られない。
【００９３】
なお、上記実施形態では、鑑別部８２の鑑別結果に応じてマーキングの表示態様を変更しているが、鑑別部８２の鑑別結果に加え、内視鏡画像から関心領域の生体特徴量を算出し、この生体特徴量を用いてマーキングの表示態様を変更するようにしてもよい。
【００９４】
この場合は、図１８に示すように、関心領域探索用画像処理部６６の代わりに、関心領域探索用画像処理部１００を備える。関心領域探索用画像処理部１００は、関心領域探索用画像処理部６６の各部材に加え、生体特徴量算出部１０２をさらに有する。関心領域探索用画像処理部６６と同じ部材については説明を省略する。
【００９５】
生体特徴量算出部１０２は、内視鏡画像から生体特徴量を算出する。生体特徴量の算出には、関心領域検出部８０により関心領域が検出された内視鏡画像が用いられる。生体特徴量は、血管の性質を表す情報であり、例えば、血管の本数、血管の分岐数、血管の分岐角度、分岐点間距離、血管の交差数、血管の太さ、血管の太さの変化、血管の太さの変化の複雑度、血管の長さ、血管の間隔、血管の深さ、血管の高低差、血管の傾き、血管の面積、血管の密度、血管のコントラスト、血管の色、血管の色の変化、血管の蛇行度、血管の血液濃度、血管の酸素飽和度、動脈の割合、静脈の割合、投与した色素の濃度、血管の走行パターン、及び血管の血流量等である。生体特徴量算出部１０２は、これらの生体特徴量のうちのいずれかを算出する。なお、生体特徴量の種類は上記した例のみに限定されない。
【００９６】
生体特徴量を用いた表示態様の変更方法としては、例えば鑑別結果を用いた表示態様の変更方法とは異なる変更方法が用いられる。具体的には、上記実施形態のように鑑別結果の違いをマーキングの太さで表している場合は、生体特徴量は例えばマーキングの色で表す。なお、上記のように鑑別結果と生体特徴量とで表示態様の変更方法を異ならせることに限らず、鑑別結果と生体特徴量との両方を用いて、例えばマーキングの太さを変えるなどしても良い。
【００９７】
なお、生体特徴量算出部１０２により算出された生体特徴量を表示部１８に表示させてもよい。また、生体特徴量を関心領域の位置情報と対応付けして記憶部８５に記憶させてもよい。
【００９８】
なお、上記実施形態では、管腔の模式図９２において関心領域の位置情報に対応する箇所にマーキングした第１マーキング画像９０を表示部１８に表示しているが、これに代えて、管腔内に挿入されている挿入部１２ａの挿入形状を画像化した内視鏡挿入形状画像を取得し、この内視鏡挿入形状画像において関心領域の位置情報に対応する箇所にマーキングした第２マーキング画像を表示部１８に表示させてもよい。
【００９９】
この場合は、図１９に示すように、第１マーキング画像生成部８４の代わりに、第２マーキング画像生成部１０８を備える。また、挿入状態取得部７０は、挿入部１２ａに設けられた磁気センサ（図示無し）で得た情報を用いて挿入部１２ａの形状情報を取得する。すなわち、挿入状態取得部７０は、管腔内に挿入されている内視鏡１２の挿入部１２ａの形状情報を取得する内視鏡挿入形状情報取得部として機能する。
【０１００】
第２マーキング画像生成部１０８は、内視鏡挿入形状情報取得部としての挿入状態取得部７０により取得された挿入部１２ａの形状情報を用いて画像処理を行うことにより内視鏡挿入形状画像を取得する。内視鏡挿入形状画像では、表示部１８の表示画面において挿入部１２ａの形状が３次元的に表される。そして、第２マーキング画像生成部１０８は、内視鏡挿入形状画像において関心領域の位置情報に対応する箇所にマーキングをした第２マーキング画像を生成する。
【０１０１】
図２０は、関心領域Ｒ１と関心領域Ｒ２とが検出された場合において、内視鏡挿入形状画像１１０上に、関心領域Ｒ１が検出されたことを示すマークＭ１と、関心領域Ｒ２が検出されたことを示すマークＭ２とが表示された第２マーキング画像１１２を示す。内視鏡挿入形状画像１１０は、挿入している管腔の形状に近い形状をしている。このため、ユーザは、内視鏡挿入形状画像１１０とマークＭ１，Ｍ２とにより関心領域の位置を認識することが可能である。この結果、検出済みの関心領域Ｒ１，Ｒ２の再探索にかかる診断時間が短縮される。
【０１０２】
なお、第２マーキング画像生成部１０８は、鑑別部８２の鑑別結果に応じてマーキングの表示態様を変更してもよい。また、第２マーキング画像生成部１０８は、鑑別部８２の鑑別結果に加え、生体特徴量を用いてマーキングの表示態様を変更するようにしてもよい。
【０１０３】
記憶部８５は、関心領域の位置情報と第２マーキング画像１１２とを対応付けして記憶してもよい。
【０１０４】
また、鑑別部８２の鑑別結果は、表示部１８に表示させてもよい。なお、上記で示した人工知能等を用いた鑑別は１００％の精度で病変鑑別を保証するものとは限らない。したがって、鑑別部８２は、鑑別結果の確信度をさらに算出し、表示部１８に表示してもよい。すなわち、鑑別部８２により出力される鑑別結果は、この鑑別結果に対する確信度をさらに含むものでもよい。確信度の算出方法の一例として、病変部であるとの鑑別結果に対する確信度を算出する場合を説明する。この場合では、病変部特有の画像的情報として複数のテンプレート画像を鑑別部８２に予め記憶させておき、内視鏡画像においてテンプレート画像とマッチングする部分の検出を行い、マッチングしたテンプレート画像の数とテンプレート画像の総数との比率を確信度として算出する。なお、確信度の算出方法はこれに限られない。また、鑑別結果に対して医師が同意するかを確認するための「同意ボタン」を表示部１８に表示し、鑑別結果に対する最終的な承認は医師に任せる形をとってもよい。この場合には、「同意ボタン」に対する操作は、操作入力部１９により行うことが好ましい。
【０１０５】
［第２実施形態］
第２実施形態では、上記第１実施形態で示した４色のＬＥＤ３０ａ〜３０ｄの代わりに、レーザ光源と蛍光体を用いて観察対象の照明を行う。以下においては、第１実施形態と異なる部分のみ説明を行い、第１実施形態と略同様の部分については、説明を省略する。
【０１０６】
図２１に示すように、第２実施形態の内視鏡システム２００では、光源装置１４の光源部３０において、４色のＬＥＤ３０ａ〜３０ｄの代わりに、中心波長４４５±１０ｎｍの青色レーザ光を発する青色レーザ光源（「４４５ＬＤ」と表記。ＬＤは「Laser Diode」を表す）２０４と、中心波長４０５±１０ｎｍの青紫色レーザ光を発する青紫色レーザ光源（「４０５ＬＤ」と表記）２０６とが設けられている。これら各光源２０４、２０６の半導体発光素子からの発光は、光源制御部２０８により個別に制御されており、青色レーザ光源２０４の出射光と、青紫色レーザ光源２０６の出射光の光量比は変更自在になっている。
【０１０７】
光源制御部２０８は、通常モードの場合には、青色レーザ光源２０４を点灯させる。これに対して、特殊モードの場合には、青色レーザ光源２０４と青紫色レーザ光源２０６の両方を点灯させるとともに、青色レーザ光の発光比率を青紫色レーザ光の発光比率よりも大きくなるように制御している。関心領域探索モードの場合には、操作入力部１９により入力された光量比に従って発光される。
【０１０８】
なお、青色レーザ光又は青紫色レーザ光の半値幅は±１０ｎｍ程度にすることが好ましい。また、青色レーザ光源２０４及び青紫色レーザ光源２０６は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが利用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオードを用いることもできる。また、上記光源として、発光ダイオードなどの発光体を用いた構成としてもよい。
【０１０９】
照明光学系３６には、照明レンズ４０の他に、ライトガイド３４からの青色レーザ光又は青紫色レーザ光が入射する蛍光体２１０が設けられている。蛍光体２１０は、青色レーザ光によって励起され、蛍光を発する。また、青色レーザ光の一部は、蛍光体２１０を励起させることなく透過する。青紫色レーザ光は、蛍光体２１０を励起させることなく透過する。蛍光体２１０を出射した光は、照明レンズ４０を介して、管腔内を照明する。
【０１１０】
ここで、通常モードにおいては、主として青色レーザ光が蛍光体２１０に入射する。図２２に示すように、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体２１０から励起発光する蛍光を合波した通常モード用の広帯域光が通常光となる。この通常光で照明された管腔内をイメージセンサ４６で撮像することによって通常画像が得られる。
【０１１１】
一方、特殊モードにおいては、青紫色レーザ光と青色レーザ光の両方が蛍光体２１０に入射する。図２３に示すように、青紫色レーザ光、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体２１０から励起発光する蛍光を合波した特殊モード用の広帯域光が特殊光となる。この特殊光で照明された管腔内をイメージセンサ４６で撮像することによって特殊画像が得られる。
【０１１２】
また、関心領域探索モードにおいては、操作入力部１９により入力された光量比に従って発光された照明光により管腔内が照明される。そして、照明光照明された管腔内をイメージセンサ４６で撮像することによって内視鏡画像が得られる。そして、関心領域検出部８０により内視鏡画像から管腔内の関心領域が検出され、位置情報取得部８１により関心領域の位置情報が取得される。取得された関心領域の位置情報は表示部１８に表示される。
【０１１３】
なお、蛍光体２１０は、青色レーザ光の一部を吸収して、緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光体（例えばＹＫＧ系蛍光体、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）などの蛍光体）を含んで構成されるものを使用することが好ましい。本構成例のように、半導体発光素子を蛍光体２１０の励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の白色光が得られ、白色光の強度を容易に調整できる上に、白色光の色温度、色度の変化を小さく抑えることができる。
【０１１４】
［第３実施形態］
第３実施形態では、４色のＬＥＤ３０ａ〜３０ｄの代わりに、キセノンランプ等の白色光光源と回転フィルタを用いて観察対象の照明を行う。また、カラーのイメージセンサ４６に代えて、モノクロの撮像センサで観察対象の撮像を行っても良い。以下においては、第１実施形態と異なる部分のみ説明を行い、第１実施形態と略同様の部分については、説明を省略する。
【０１１５】
図２４に示す内視鏡システム３００では、光源装置１４において、内視鏡システム１０の各ＬＥＤ３０ａ〜３０ｄに代えて、白色光光源部３０２と、回転フィルタ３０４と、フィルタ切替部３０６とが設けられている。また、撮像光学系３８には、カラーのイメージセンサ４６の代わりに、カラーフィルタが設けられていないモノクロのイメージセンサ３０８が設けられている。また、白色光光源部３０２と回転フィルタ３０４との間には絞り３０３が設けられており、この絞り３０３は絞り制御部３０５によって開口部の面積が調整される。
【０１１６】
白色光光源部３０２はキセノンランプや白色ＬＥＤ等であり、波長域が青色から赤色に及ぶ白色光を発する。回転フィルタ３０４は、回転軸に近い一番近い内側に設けた通常モード用フィルタ３１０と、この通常モード用フィルタ３１０の外側に設けた特殊モード用フィルタ３１２、関心領域探索モード用フィルタ３１４とを備えている（図２５参照）。
【０１１７】
フィルタ切替部３０６は、回転フィルタ３０４を径方向に移動する。具体的には、フィルタ切替部３０６は、モード切替部２７により通常モードにセットした場合に、通常モード用フィルタ３１０を白色光の光路に挿入する。フィルタ切替部３０６は、特殊モードにセットした場合に、特殊モード用フィルタ３１２を白色光の光路に挿入する。フィルタ切替部３０６は、関心領域探索モードにセットした場合に、関心領域探索モード用フィルタ３１４を白色光の光路に挿入する。
【０１１８】
図２５に示すように、通常モード用フィルタ３１０には、周方向に沿って、Ｂｂフィルタ３１０ａと、Ｇフィルタ３１０ｂと、Ｒフィルタ３１０ｃとが設けられている。Ｂｂフィルタ３１０ａは、白色光のうち４００〜５００ｎｍの波長範囲を持つ広帯域の青色光Ｂｂを透過する。Ｇフィルタ３１０ｂは、白色光のうち緑色光Ｇを透過する。Ｒフィルタ３１０ｃは、白色光のうち赤色光Ｒを透過する。したがって、通常モード時には、回転フィルタ３０４が回転することで、通常光として、広帯域の青色光Ｂｂと緑色光Ｇと赤色光Ｒとが観察対象に向けて順次照射される。
【０１１９】
特殊モード用フィルタ３１２には、周方向に沿って、Ｂｎフィルタ３１２ａと、Ｇｎフィルタ３１２ｂとが設けられている。Ｂｎフィルタ３１２ａは、白色光のうち４００〜４５０ｎｍの青色狭帯域光Ｂｎを透過する。Ｇｎフィルタ３１２ｂは、白色光のうち５３０〜５７０ｎｍの緑色狭帯域光Ｇｎを透過する。したがって、特殊モード時には、回転フィルタ３０４が回転することで、特殊光として、青色狭帯域光と緑色狭帯域光が観察対象に向けて順次照射される。
【０１２０】
関心領域探索モード用フィルタ３１４には、この例では、周方向に沿って、Ｂｂフィルタ３１４ａ、Ｇフィルタ３１４ｂ、Ｒフィルタ３１４ｃ、Ｂｎフィルタ３１４ｄ、Ｇｎフィルタ３１４ｅが設けられている。Ｂｂフィルタ３１４ａは、白色光のうち広帯域の青色光Ｂｂを透過する。Ｇフィルタ３１４ｂは、白色光のうち緑色光Ｇを透過する。Ｒフィルタ３１４ｃは、白色光のうち赤色光Ｒを透過する。Ｂｎフィルタ３１４ｄは、白色光のうち青色狭帯域光Ｂｎを透過する。Ｇｎフィルタ３１４ｅは、白色光のうち緑色狭帯域光Ｇｎを透過する。したがって、関心領域探索モード時には、回転フィルタ３０４が回転することで、通常光として、広帯域の青色光Ｂｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒが観察対象に順次照射されるとともに、特殊光として、青色狭帯域光、緑色狭帯域光が観察対象に順次照射される。
【０１２１】
内視鏡システム３００では、通常モード時には、広帯域の青色光Ｂｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒで管腔内を照明する毎にモノクロのイメージセンサ３０８で管腔内を撮像する。これにより、広帯域の青色光Ｂｂの照明時にＢｃ画像信号が得られ、緑色光Ｇの照明時にＧｃ画像信号が得られ、赤色光Ｒの照明時にＲｃ画像信号が得られる。これらＢｎ画像信号、Ｇｃ画像信号とＲｃ画像信号によって、通常画像が構成される。
【０１２２】
特殊モード時には、青色狭帯域光Ｂｎ、緑色狭帯域光Ｇｎで管腔内を照明する毎にモノクロのイメージセンサ３０８で管腔内を撮像する。これにより、青色狭帯域光Ｂｎの照明時にＢｎ画像信号が得られ、緑色狭帯域光Ｇｎの照射時にＧｎ画像信号が得られる。これらＢｎ画像信号とＧｎ画像信号によって、特殊画像が構成される。
【０１２３】
関心領域探索モードの場合には、広帯域の青色光Ｂｂの照明時に得られるＢｃ画像信号、緑色光Ｇの照明時に得られるＧｃ画像信号、赤色光Ｒの照明時に得られるＲｃ画像信号に基づいて、内視鏡画像が得られる。また、青色狭帯域光Ｂｎの照明時に得られるＢｎ画像信号と、緑色狭帯域光Ｇｎの照射時に得られるＧｎ画像信号とに基づいて、内視鏡画像が得られる。内視鏡画像が得られる毎に関心領域の検出が行われるとともに、関心領域の位置情報の取得が行われる。そして、取得され関心領域の位置情報が表示部１８に表示される。
【符号の説明】
【０１２４】
１０  内視鏡システム
１２  内視鏡
１２ａ  挿入部
１２ｂ  操作部
１４  光源装置
１６  プロセッサ装置
１８  表示部
１９  操作入力部
２１  先端部
２２  湾曲部
２３  可撓管部
２５  アングルノブ
２６  画像記憶操作部
２７  モード切替部
２８  ズーム操作部
３０  光源部
３０ａ  Ｖ−ＬＥＤ
３０ｂ  Ｂ−ＬＥＤ
３０ｃ  Ｇ−ＬＥＤ
３０ｄ  Ｒ−ＬＥＤ
３０ｅ  光学フィルタ
３２  光源制御部
３４  ライトガイド
３６  照明光学系
３８  撮像光学系
４０  照明レンズ
４２  対物レンズ
４４  ズームレンズ
４６  イメージセンサ
５２  コントローラ
５４  内視鏡画像取得部
５６  ＤＳＰ
５８  ノイズ低減部
６０  画像処理部
６２  通常画像処理部
６４  特殊画像処理部
６６  関心領域探索用画像処理部
６８  表示制御部
７０  挿入状態取得部
７１  測定用目盛り
７２  目盛り検出センサ
８０  関心領域検出部
８１  位置情報取得部
８２  鑑別部
８３  警告部
８４  第１マーキング画像生成部
８５  記憶部
８６  内視鏡画像
８７  示す内視鏡画像
９０  第１マーキング画像
９２，９４，９６，９８  模式図
９５  警告表示
１００  関心領域探索用画像処理部
１０２  生体特徴量算出部
１０８  第２マーキング画像生成部
１１０  内視鏡挿入形状画像
１１２  第２マーキング画像
２００  第２実施形態の内視鏡システム
２０４  青色レーザ光源
２０６  青紫色レーザ光源
２０８  光源制御部
２１０  蛍光体
３００  内視鏡システム
３０２  白色光光源部
３０３  絞り
３０４  回転フィルタ
３０５  絞り制御部
３０６  フィルタ切替部
３０８  イメージセンサ
３１０  通常モード用フィルタ
３１０ａ  Ｂｂフィルタ
３１０ｂ  Ｇフィルタ
３１０ｃ  Ｒフィルタ
３１２  特殊モード用フィルタ
３１２ａ  Ｂｎフィルタ
３１２ｂ  Ｇｎフィルタ
３１４  関心領域探索モード用フィルタ
３１４ａ  Ｂｂフィルタ
３１４ｂ  Ｇフィルタ
３１４ｃ  Ｒフィルタ
３１４ｄ  Ｂｎフィルタ
３１４ｅ  Ｇｎフィルタ
Ｂ  青色光
Ｇ  緑色光
Ｌ  内視鏡の挿入状態
Ｍ１  マーク
Ｍ２  マーク
Ｐ１  先端部の検出位置
Ｐ２  先端部の検出位置
Ｑ  診断経路
Ｒ  赤色光
Ｒ１  関心領域
Ｒ２  関心領域
Ｖ  紫色光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【国際調査報告】
2018179991.tif 000028
2018179991.tif 000029
2018179991.tif 000030
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