(57)【要約】  ユーザーによる操作態様や診断目的などによって変化する観察状況に合わせて、病変部などの注目領域を確実に検出し、且つ、観察対象を把握し易くすることができる医療画像処理システム、内視鏡システム、診断支援装置、並びに医療業務支援装置を提供する。  撮像部は、白色光によって照明中の観察対象を撮像して白色光画像を取得し、特定光によって照明中の前記観察対象を撮像して特定光画像を取得する。光源制御部は、撮像部の移動速度、ズーム情報、又は発光量のうち少なくとも一つに応じて、１発光サイクルにおける前記白色光の発光フレームの数と前記特定光の発光フレームの数を制御する。
2019059059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光、又は、前記白色光と異なるスペクトルを有する特定光を発光する光源部と、
前記白色光によって照明中の観察対象を撮像して白色光画像を取得し、前記特定光によって照明中の前記観察対象を撮像して特定光画像を取得する撮像部と、
前記撮像部の移動速度、前記観察対象を拡大するズームに関するズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つを取得する観察状況取得部と、
前記撮像部の移動速度、前記ズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つに応じて、１発光サイクルにおける前記白色光の発光フレームの数と前記特定光の発光フレームの数を制御する光源制御部とを備える医療画像処理システム。
【請求項２】
前記光源制御部は、前記ズーム使用時は、前記特定光の発光フレームの数を前記白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、前記ズーム不使用時は、前記白色光の発光フレームの数を前記特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行う請求項１記載の医療画像処理システム。
【請求項３】
前記光源制御部は、前記撮像部の移動速度が速度用閾値を超える場合には、前記白色光の発光フレームの数を前記特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、前記撮像部の移動速度が前記速度用閾値以下になる場合には、前記特定光の発光フレームの数を前記白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行う請求項１または２記載の医療画像処理システム。
【請求項４】
前記光源制御部は、前記白色光又は前記特定光の発光量が発光量用閾値を超える場合には、前記白色光の発光フレームの数を前記特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、前記白色光又は前記特定光の発光量が前記発光量用閾値以下になる場合には、前記特定光の発光フレームの数を前記白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行う請求項１ないし３いずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項５】
前記特定光画像から注目領域を検出する注目領域検出処理を行う注目領域検出部と、
前記白色光画像に対して、前記注目領域検出部での検出結果を反映させた注目領域表示用画像を表示する表示部とを備える請求項１ないし４いずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項６】
複数の特定光の発光フレームから複数の前記特定光画像を取得し、各特定光画像に対して前記注目領域検出処理を行った場合には、前記各特定光画像に対する前記注目領域検出処理の検出結果に基づいて、前記白色光画像上に反映させるための特定光検出結果を決定する特定光検出結果決定部を有する請求項５記載の医療画像処理システム。
【請求項７】
前記特定光検出結果決定部は、前記複数の特定光画像から、前記観察対象の同一領域に対して、注目領域検出有りの結果と、注目領域検出無しの結果が得られた場合には、前記注目領域検出有りの結果の数と前記注目領域検出無しの結果の数に基づく多数決により、前記特定光検出結果として、前記注目領域検出有りの結果又は前記注目領域検出無しの結果のいずれかを決定する請求項６記載の医療画像処理システム。
【請求項８】
前記注目領域に含まれる観察対象を鑑別する鑑別処理を行う鑑別部を有し、
前記鑑別処理の結果は前記表示部に表示される請求項５記載の医療画像処理システム。
【請求項９】
複数の特定光の発光フレームから複数の前記特定光画像を取得し、各特定光画像に対して前記注目領域検出処理を行い、前記注目領域検出処理で検出された各注目領域に対して前記鑑別処理を行う場合には、前記各注目領域に対する鑑別処理の結果に基づいて、前記表示部に表示させるための特定光鑑別結果を決定する鑑別結果決定部を有する請求項８記載の医療画像処理システム。
【請求項１０】
前記鑑別処理の結果は、前記観察対象の状態に応じて定められるステージで表され、
前記鑑別結果決定部は、同一の注目領域に対して、ステージが異なる複数の鑑別処理の結果が得られた場合は、前記複数の鑑別処理の結果に基づく多数決により、前記特定光鑑別結果としての前記ステージを決定する請求項９記載の医療画像処理システム。
【請求項１１】
前記鑑別処理の結果は、前記観察対象の状態に応じて定められるステージで表され、
前記鑑別結果決定部は、同一の注目領域に対して、ステージが異なる複数の鑑別処理の結果が得られた場合は、前記複数の鑑別処理の結果の平均化を行うことにより、前記特定光鑑別結果としての前記ステージを決定する請求項９記載の医療画像処理システム。
【請求項１２】
前記光源部は、前記鑑別処理を行う場合には、前記特定光に代えて又は加えて、鑑別用照明光を発光する請求項８ないし１１いずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項１３】
前記鑑別用照明光のピーク波長には４１０ｎｍが含まれる請求項１２記載の医療画像処理システム。
【請求項１４】
前記特定光のピーク波長には４５０ｎｍが含まれる請求項１ないし１３いずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項１５】
白色光、又は、前記白色光と異なるスペクトルを有する特定光を発光する光源部と、
前記白色光によって照明中の観察対象を撮像して白色光画像を取得し、前記特定光によって照明中の前記観察対象を撮像して特定光画像を取得する撮像部を有する内視鏡と、
前記内視鏡の移動速度、前記観察対象を拡大するズームに関するズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つを含む観察状況を取得する観察状況取得部と、
前記内視鏡の移動速度、前記ズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つに応じて、前記白色光の発光フレームと前記特定光の発光フレームとの比率を制御する光源制御部とを備える内視鏡システム。
【請求項１６】
前記特定光画像から注目領域を検出する注目領域検出処理を行う注目領域検出部と、
前記白色光画像に対して、前記注目領域検出部での検出結果を反映させた注目領域表示用画像を表示する表示部とを備える請求項１５記載の内視鏡システム。
【請求項１７】
請求項１ないし１４いずれか１項記載の医療画像処理システムを有する診断支援装置。
【請求項１８】
請求項１ないし１４いずれか１項記載の医療画像処理システムを有する医療業務支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察対象を観察するための白色光と病変部などの注目領域を検出するための特定光とを用いる医療画像処理装置、内視鏡システム、診断支援装置、並びに医療業務支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の医療分野においては、観察対象の診断において、医療画像を用いる医療画像処理システムが普及している。医療画像処理システムの中でも、内視鏡システムにおいては、観察対象に対して照明光を照射し、観察対象を撮像することにより、医療画像の一つである内視鏡画像を取得している。取得した内視鏡画像は、モニタなどの表示部に表示され、観察対象の診断に用いられる。【０００３】
また、近年の内視鏡システムにおいては、短波の狭帯域光を含む特定の波長帯域を有する特定光を観察対象に照明して、観察対象上の病変部の視認性を向上することによって、病変部の検出をし易くすることも行われている。ただし、特定光により得られる特定光画像は、疑似カラーなど観察対象の色と異なる色で表示されるため、ユーザーにとっては、通常観察に用いられる白色光画像と比較して、見慣れていない場合も多い。そこで、特許文献１では、特定光画像から病変領域を検出し、検出した病変領域を白色光画像で強調表示することで、見慣れた白色光画像上で病変領域を観察できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３５９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
内視鏡観察においては、ユーザーによる操作態様や診断目的などに応じて、観察対象に対する観察状況が変化している。例えば、病変部が無い領域や、病変確認が容易な領域などでは、内視鏡の移動速度が速くなる一方で、病変部の疑いがある領域や、病変確認が困難な領域などでは、内視鏡の移動速度が遅くなる。また、病変部を検出した場合などにおいては、内視鏡のズームを使用して、病変と思われる領域を拡大することも行われている。また、スクリーニング時のように、観察対象から離れている場合には光量が低い状態で観察が行われる一方、病変部を鑑別する場合など観察対象に近い場合には光量が高い状態で観察が行われる。【０００６】
ここで、特許文献１のように、特定光に基づく特定光画像から検出した病変領域を、白色光画像上で観察する場合には、上記のように、内視鏡の移動速度、ズームの使用の有無、光量などの観察状況が変化すると、特定光画像から病変部を検出することができないことがあり、また、白色光画像上で観察対象を把握しにくくなることがあった。【０００７】
例えば、白色光と特定光を切り替えて観察対象に照明する場合には、白色光のフレームレートが落ちて、コマ落ちしたような観察画像になることがあった。また、観察対象の撮像にＣＭＯＳイメージセンサを用いた場合には、ローリングシャッターの影響により、フレームレートの低下が顕著となる。更には、観察画像のコマ落ちを抑えるため、特定光の発光フレームの比率を落とした場合には、病変部を検出できるタイミングが減り、病変部を見落とす可能性がある。特に、内視鏡では、同じ場所でも微妙な撮影角度や距離の違いにより見え方が変わるため、特定光の発光フレームの比率を落とすことで、病変部を見逃す可能性が高くなる。【０００８】
本発明は、ユーザーによる操作態様や診断目的などによって変化する観察状況に合わせて、病変部などの注目領域を確実に検出し、且つ、観察対象を把握し易くすることができる医療画像処理システム、内視鏡システム、診断支援装置、並びに医療業務支援装置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】
本発明の医療画像処理システムは、光源部と、撮像部と、観察状況取得部と、光源制御部とを備える。光源部は、白色光、又は、白色光と異なるスペクトルを有する特定光を発光する。撮像部は、白色光によって照明中の観察対象を撮像して白色光画像を取得し、特定光によって照明中の観察対象を撮像して特定光画像を取得する。観察状況取得部は、撮像部の移動速度、観察対象を拡大するズームに関するズーム情報、又は、白色光又は特定光の発光量のうち少なくとも一つを取得する。光源制御部は、撮像部の移動速度、ズーム情報、又は、白色光又は特定光の発光量のうち少なくとも一つに応じて、１発光サイクルにおける白色光の発光フレームの数と特定光の発光フレームの数を制御する。さらに、特定光画像から注目領域を検出する注目領域検出処理を行う注目領域検出部と、白色光画像に対して、注目領域検出部での検出結果を反映させた注目領域表示用画像を表示する表示部とを備えることが好ましい。【００１０】
光源制御部は、ズーム使用時は、特定光の発光フレームの数を白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、前記ズーム不使用時は、前記白色光の発光フレームの数を前記特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行うことが好ましい。光源制御部は、撮像部の移動速度が速度用閾値を超える場合には、白色光の発光フレームの数を特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、撮像部の移動速度が速度用閾値以下になる場合には、特定光の発光フレームの数を白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行うことが好ましい。光源制御部は、白色光又は特定光の発光量が発光量用閾値を超える場合には、白色光の発光フレームの数を特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、白色光又は特定光の発光量が発光量用閾値以下になる場合には、特定光の発光フレームの数を白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行うことが好ましい。【００１１】
複数の特定光の発光フレームから複数の特定光画像を取得し、各特定光画像に対して注目領域検出処理を行った場合には、各特定光画像に対する注目領域検出処理の検出結果に基づいて、白色光画像上に反映させるための特定光検出結果を決定する特定光検出結果決定部を有することが好ましい。特定光検出結果決定部は、複数の特定光画像から、観察対象の同一領域に対して、注目領域検出有りの結果と、注目領域検出無しの結果が得られた場合には、注目領域検出有りの結果の数と注目領域検出無しの結果の数に基づく多数決により、特定光検出結果として、注目領域検出有りの結果又は注目領域検出無しの結果のいずれかを決定することが好ましい。【００１２】
注目領域に含まれる観察対象を鑑別する鑑別処理を行う鑑別部を有し、鑑別処理の結果は表示部に表示されることが好ましい。複数の特定光の発光フレームから複数の特定光画像を取得し、各特定光画像に対して注目領域検出処理を行い、注目領域検出処理で検出された各注目領域に対して鑑別処理を行う場合には、各注目領域に対する鑑別処理の結果に基づいて、表示部に表示させるための特定光鑑別結果を決定する鑑別結果決定部を有することが好ましい。【００１３】
鑑別処理の結果は、観察対象の状態に応じて定められるステージで表され、鑑別結果決定部は、同一の注目領域に対して、ステージが異なる複数の鑑別処理の結果が得られた場合は、複数の鑑別処理の結果に基づく多数決により、特定光鑑別結果としてのステージを決定することが好ましい。鑑別処理の結果は、観察対象の状態に応じて定められるステージで表され、鑑別結果決定部は、同一の注目領域に対して、ステージが異なる複数の鑑別処理の結果が得られた場合は、複数の鑑別処理の結果の平均化を行うことにより、特定光鑑別結果としてのステージを決定することが好ましい。【００１４】
光源部は、鑑別処理を行う場合には、特定光に代えて又は加えて、鑑別用照明光を発光することが好ましい。鑑別用照明光のピーク波長には４１０ｎｍが含まれることが好ましい。特定光のピーク波長には４５０ｎｍが含まれることが好ましい。【００１５】
本発明の内視鏡システムは、光源部と、内視鏡と、観察状況取得部と、光源制御部とを備える。光源部は、白色光、又は、白色光と異なるスペクトルを有する特定光を発光する。内視鏡は、白色光によって照明中の観察対象を撮像して白色光画像を取得し、特定光によって照明中の観察対象を撮像して特定光画像を取得する撮像部を有する。観察状況取得部は、内視鏡の移動速度、観察対象を拡大するズームに関するズーム情報、又は、白色光又は特定光の発光量のうち少なくとも一つを含む観察状況を取得する。光源制御部は、内視鏡の移動速度、ズーム情報、又は、白色光又は特定光の発光量のうち少なくとも一つに応じて、白色光の発光フレームと特定光の発光フレームとの比率を制御する。さらに、特定光画像から注目領域を検出する注目領域検出処理を行う注目領域検出部と、白色光画像に対して、注目領域検出部での検出結果を反映させた注目領域表示用画像を表示する表示部とを備えることが好ましい。【００１６】
本発明の診断支援装置は、上記記載の本発明の医療画像処理システムを有する。本発明の医療業務支援装置は、上記記載の本発明の医療画像処理システムを有する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ユーザーによる操作態様や診断目的などによって変化する観察状況に合わせて、病変部などの注目領域を確実に検出し、且つ、観察対象を把握し易くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】内視鏡システムの外観図である。
【図２】内視鏡システムのブロック図である。
【図３】第１の発光パターンを示す説明図である。
【図４】１発光サイクルにおける特定光の発光フレームの数が白色光の発光フレームの数よりも大きい第２の発光パターンを示す説明図である。
【図５】１発光サイクルにおける白色光の発光フレームの数と特定光の発光フレームの数が同じである第２の発光パターンを示す説明図である。
【図６】白色光と鑑別用照明光を発光する第２の発光パターンを示す説明図である。
【図７】画像処理部の機能を示すブロック図である。
【図８】注目領域ＲＯＩが重畳表示された白色光画像を示す画像図である。
【図９】多数決により特定光検出結果を決定することを示す説明図である。
【図１０】注目領域ＲＯＩが重畳表示された白色光画像と鑑別結果を示す画像図である。
【図１１】多数決により特定光鑑別結果を決定することを示す説明図である。
【図１２】平均化により特定光鑑別結果を決定することを示す説明図である。
【図１３】特殊モードの一連の流れを示すフローチャートである。
【図１４】複数のLEDを備える光源部を示すブロック図である。
【図１５】複数のLEDを発光して得られる白色光のスペクトルを示すグラフである。
【図１６】複数のLEDを発光して得られる特定光のスペクトルを示すグラフである。
【図１７】レーザ光源を備える光源部と蛍光体を示すブロック図である。
【図１８】レーザ光源及び蛍光体を用いて発光する白色光のスペクトルを示すグラフである。
【図１９】レーザ光源及び蛍光体を用いて発光する特定光のスペクトルを示すグラフである。
【図２０】広帯域光源及び回転フィルタを備える光源部を示すブロック図である。
【図２１】回転フィルタを示す平面図である。
【図２２】診断支援装置を示すブロック図である。
【図２３】医療業務支援装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［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、モニタ１８と、ユーザーインターフェース１９と、を備える。内視鏡１２は、観察対象である観察対象に照明光を照射し、照明光で照射された観察対象を撮像する。光源装置１４は、観察対象に照射するための照明光を発生する。プロセッサ装置１６は、内視鏡システム１０のシステム制御及び画像処理等を行う。モニタ１８は、プロセッサ装置１６から出力された画像を表示する表示部である。ユーザーインターフェース１９は、プロセッサ装置１６等への設定入力等を行う入力デバイスであり、キーボードＫＢやマウスＭＳなどから構成される。
【００２０】
内視鏡１２は、被検体内に挿入する挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けた湾曲部１２ｃと、先端部１２ｄと、を有している。操作部１２ｂのアングルノブ１２ｅを操作することにより、湾曲部１２ｃが湾曲する。湾曲部１２ｃが湾曲することにより、先端部１２ｄが所望の方向に向く。先端部１２ｄには、観察対象に向けて空気や水等を噴射する噴射口（図示しない）が設けられている。
【００２１】
また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、ズーム操作部１３が設けられている。ズーム操作部１３を操作することによって、観察対象を拡大または縮小して撮像することができる。また、挿入部１２ａから先端部１２ｄにわたって、処置具などを挿通するための鉗子チャンネル（図示しない）が設けられている。処置具は、鉗子入口１２ｆから鉗子チャンネル内に挿入される。
【００２２】
図２に示すように、光源装置１４は、光源部２０と、光源制御部２２と、を備える。光源部２０は、観察対象を照明するための照明光を発光する。光源部２０は、１又は複数の光源を備えており、白色光、又は、白色光と異なるスペクトルを有する特定光を含む複数の照明光を発光する。具体的には、光源部２０は、青色帯域、緑色帯域、及び赤色帯域を有する白色光、又は、ピーク波長に４５０ｎｍが含まれる特定帯域を有する特定光を発光する。光源部２０には、白色光の発光量、又は特定光の発光量を測定する発光量測定部２１が設けられている。これら白色光の発光量又は特定光の発光量に関する情報は、光源制御部２２に送られる。なお、本発明の「観察状況取得部」は、「発光量測定部２１」に対応する。
【００２３】
光源制御部２２は、光源部２０の駆動を制御する。光源制御部２２は、光源部２０を構成する光源の点灯または消灯のタイミング、及び、点灯時の発光量等をそれぞれ独立に制御する。その結果、光源部２０は、発光量や発光タイミングが異なる複数種類の照明光を発光することができる。光源装置１４においては、光源部２０の発光を制御するための発光モードとして、白色光を発光する通常モードと、白色光と特定光とを、特定の発光パターンに従って、自動で切り替えて発光を行う特殊モードとを備えている。
【００２４】
特殊モードに設定されている場合には、光源制御部２２は、内視鏡１２の移動速度、ズーム情報、又は、白色光又は特定光の発光量に応じて、特定の発光パターンを設定する。例えば、内視鏡１２の移動速度が速度用閾値を超える場合には、特定の発光パターンとして、１発光サイクルにおいて、白色光の発光フレームの数を特定光の発光フレームの数よりも多くする第１の発光パターンを設定し、この第１の発光パターンに基づいて、光源制御部２２は発光制御を行う。ここで、１発光サイクルは、特定数の発光フレームからなり、白色光を発光する発光フレームと特定光を発光する発光フレームとが含まれる。
【００２５】
このように、内視鏡１２の移動速度が速度用閾値を超える場合には、病変がない、あるいは病変確認が容易な領域を観察している状況下で、病変部を検出する必要性が低いと考えられるため、特定光の発光フレームの数を小さくする第１の発光パターンを設定するようにしている。なお、１発光サイクル当たりの発光フレーム数（白色光の発光フレームの数と特定光の発光フレームの数の合計）は、固定でもよく、特定のフレーム数変更条件に応じて、変化するようにしてもよい。例えば、１発光フレーム当たりの発光フレーム数が９フレームの場合には、特定のフレーム数変更条件を満たしたときに、１発光フレーム当たりの発光フレーム数を５に変化させる。
【００２６】
例えば、図３に示すように、第１の発光パターンとして、１発光サイクルにおいて、白色光の発光フレームの数を「９」、特定光の発光フレームの数を「１」とした場合には、白色光が連続して「９」フレーム分だけ発光した後に、特定光が「１」フレーム分だけ発光される。なお、第１の発光パターンを設定する場合としては、「ズーム不使用」である場合や、白色光又は特定光の発光量が発光量用閾値を超える場合がある。このような場合においても、内視鏡１２の移動速度が速度用閾値を超えている場合と同様、病変がない、あるいは病変確認が容易な領域を観察している状況下で、病変部を検出する必要性が低いと考えられるため、第１の発光パターンを設定するようにしている。
【００２７】
また、内視鏡１２の移動速度が速度用閾値以下となる場合には、特定の発光パターンとして、１発光サイクルにおいて、特定光の発光フレームの数を白色光の発光フレームの数よりも多くする又は同じにする第２の発光パターンを設定し、この第２の特定発光パターンに基づいて、光源制御部２２は発光制御を行う。このように、内視鏡１２の移動速度が速度用閾値以下になる場合には、病変が有る可能性があり、あるいは病変を検出して精査している状況下で、病変部を検出する必要性が高いと考えられるため、特定光の発光フレームの数を大きくする第２の発光パターンを設定するようにしている。
【００２８】
例えば、図４に示すように、第２の発光パターンとして、１発光サイクルにおいて、白色光の発光フレームの数を「１」、特定光の発光フレームの数を「３」とした場合には、白色光が「１」フレーム分だけ発光した後に、特定光が連続して「３」フレーム分だけ発光される。なお、第２の発光パターンを設定する場合としては、「ズーム使用中」である場合や、白色光又は特定光の発光量が発光量用閾値以下となる場合がある。このような場合においても、内視鏡１２の移動速度が速度用閾値以下になる場合と同様、病変が有る可能性があり、あるいは病変を検出して精査している状況下で、病変部を検出する必要性が高いと考えられるため、第２の発光パターンを設定するようにしている。
【００２９】
なお、白色光又は特定光の発光量が発光量用閾値以下となったものの、「ズーム不使用」である場合には、白色光の発光フレームの数と特定光の発光フレームの数とを同じにする第２の発光パターンに設定することが好ましい。例えば、図５に示すように、第２の発光パターンとして、１発光サイクルにおいて、白色光の発光フレームの数を「１」、特定光の発光フレームの数を「１」とした場合には、白色光と特定光が１フレーム毎に交互に発光される。なお、第２の発光パターンにおいては、「ズーム使用中」でズーム倍率が高くなるほど、１発光サイクルにおける特定光の発光フレームの数を大きくすることが好ましい。
【００３０】
また、白色光又は特定光の発光量が発光量用閾値以下となり、且つ、「ズーム使用中」となった場合には、後述する鑑別部７８による鑑別処理を行う可能性があることから、特定光の発光フレームの数を白色光の発光フレームの数よりも大きくする又は同じにすることに加えて、ピーク波長に４５０ｎｍが含まれる特定光から、ピーク波長に４１０ｎｍが含まれる鑑別用照明光に切り替えることが好ましい。図６では、１発光サイクルにおいて、白色光の発光フレームの数を「１」、鑑別用照明光の発光フレームの数を「３」としている。ここで、特定光は、スクリーニング時のように、病変部の検出（病変部の拾い上げ）に適している一方、鑑別用照明光は、血管構造や腺管構造などの表面構造を鮮明に照明することができるため、病変部の鑑別に適している。したがって、ズームの使用により、病変部などを拡大して観察を行う場合には、特定光から鑑別用照明光に切り替えて照明することが好ましい。なお、特定光から鑑別用照明光に切り替えることなく、特定光に加えて、鑑別用照明光を発光するようにしてもよい。
【００３１】
図２に示すように、光源部２０が発光した照明光は、ライトガイド４１に入射する。ライトガイド４１は、内視鏡１２及びユニバーサルコード（図示しない）内に内蔵されており、照明光を内視鏡１２の先端部１２ｄ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４１としては、マルチモードファイバを使用できる。一例として、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できる。
【００３２】
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮像光学系３０ｂが設けられている。照明光学系３０ａは、照明レンズ４５を有しており、この照明レンズ４５を介して照明光が観察対象に向けて出射する。撮像光学系３０ｂは、対物レンズ４６、ズームレンズ４７、及びイメージセンサ４８を有している。イメージセンサ４８は、対物レンズ４６及びズームレンズ４７を介して、観察対象から戻る照明光の反射光等（反射光の他、散乱光、観察対象が発する蛍光、または、観察対象に投与等した薬剤に起因した蛍光等を含む）を用いて観察対象を撮像する。
【００３３】
ズームレンズ４７は、ズーム操作部１３の操作をすることで移動し、イメージセンサ４８を用いて撮像する観察対象を拡大または縮小する。ズームレンズ４７により観察対象を拡大するズームに関するズーム情報は、ズーム情報出力部４９から、光源装置１４の光源制御部２２に送られる。ズーム情報としては、例えば、ズームレンズ４７がワイド端に位置して、観察対象を拡大していない場合には、「ズーム不使用」とされる。一方、ズームレンズ４７がワイド端からテレ端側に移動して、観察対象を拡大している場合には、「ズーム使用中」とされる。また、ズーム情報には、「ズーム使用中」において、ズームレンズ４７のズーム倍率に関する情報も含まれる。
【００３４】
イメージセンサ４８は、例えば原色系のカラーフィルタを有するカラーセンサであり、青色カラーフィルタを有するＢ画素（青色画素）、緑色カラーフィルタを有するＧ画素（緑色画素）、及び、赤色カラーフィルタを有するＲ画素（赤色画素）の３種類の画素を備える。青色カラーフィルタは、主として紫色から青色の光を透過する。緑色カラーフィルタは、主として緑色の光を透過する。赤色カラーフィルタは、主として赤色の光を透過する。上記のように原色系のイメージセンサ４８を用いて観察対象を撮像すると、最大で、Ｂ画素から得るＢ画像（青色画像）、Ｇ画素から得るＧ画像（緑色画像）、及び、Ｒ画素から得るＲ画像（赤色画像）の３種類の画像を同時に得ることができる。
【００３５】
なお、イメージセンサ４８としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサや、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを利用可能である。また、本実施形態のイメージセンサ４８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上記各色の画素から得る画像は、補色−原色色変換をすれば、Ｂ画像、Ｇ画像、及びＲ画像に変換できる。また、カラーセンサの代わりに、カラーフィルタを設けていないモノクロセンサをイメージセンサ４８として使用できる。この場合、ＢＧＲ等各色の照明光を用いて観察対象を順次撮像することにより、上記各色の画像を得ることができる。
【００３６】
プロセッサ装置１６は、中央制御部５２と、画像取得部５４と、画像処理部６１と、表示制御部６６とを有する。中央制御部５２は、照明光の照射タイミングと撮像のタイミングの同期制御等の内視鏡システム１０の統括的な制御を行う。また、ユーザーインターフェース１９等を用いて、各種設定の入力等をした場合には、中央制御部５２は、入力された各種設定を、光源制御部２２、イメージセンサ４８、または画像処理部６１等の内視鏡システム１０の各部に入力する。
【００３７】
画像取得部５４は、イメージセンサ４８から、観察対象を撮像した画像を取得する。この画像取得部５４で取得する画像は、内視鏡１２のような医療用装置により得られた画像であることから、医療画像と称する。画像取得部５４は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６と、ノイズ低減部５８と、変換部５９と、を有し、これらを用いて、取得した医療画像に必要に応じて各種処理を施す。ＤＳＰ５６は、取得した医療画像に対し、必要に応じて欠陥補正処理、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、デモザイク処理、及びＹＣ変換処理等の各種処理を施す。
【００３８】
欠陥補正処理は、イメージセンサ４８の欠陥画素に対応する画素の画素値を補正する処理である。オフセット処理は、欠陥補正処理を施した画像から暗電流成分を低減し、正確な零レベルを設定する処理である。ゲイン補正処理は、オフセット処理をした画像に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処理である。リニアマトリクス処理は、オフセット処理をした画像の色再現性を高める処理であり、ガンマ変換処理は、リニアマトリクス処理後の画像の明るさや彩度を整える処理である。
【００３９】
なお、イメージセンサ４８がカラーセンサである場合には、デモザイク処理が行われる。デモザイク処理（等方化処理や同時化処理とも言う）は、欠落した画素の画素値を補間する処理であり、ガンマ変換処理後の画像に対して施す。欠落した画素とは、カラーフィルタの配列に起因して（イメージセンサ４８において他の色の画素を配置しているため）、画素値がない画素である。例えば、Ｂ画像はＢ画素において観察対象を撮像して得る画像なので、Ｇ画素やＲ画素に対応する位置の画素には画素値がない。デモザイク処理は、Ｂ画像を補間して、イメージセンサ４８のＧ画素及びＲ画素の位置にある画素の画素値を生成する。ＹＣ変換処理は、デモザイク処理後の画像を、輝度チャンネルＹと色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒに変換する処理である。
【００４０】
ノイズ低減部５８は、輝度チャンネルＹ、色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒに対して、例えば、移動平均法またはメディアンフィルタ法等を用いてノイズ低減処理を施す。変換部５９は、ノイズ低減処理後の輝度チャンネルＹ、色差チャンネルＣｂ及び色差チャンネルＣｒを再びＢＧＲの各色の画像に再変換する。
【００４１】
画像処理部６１は、画像取得部５４が取得した医療画像に対して各種の画像処理を施す。画像処理部６１においては、通常モードと特殊モードで施される画像処理の種類は異なっている。通常モードでは、白色光の照明時に得られた医療画像に対して、白色光に対応する画像処理（白色光画像処理）を医療画像に施すことによって、白色光画像を生成する。また、特殊モードでは、白色光の照明時に得られた医療画像に対して、白色光に対応する画像処理（白色光画像処理）を施すことによって、白色光画像を生成する。一方、特定光の照明時に得られた医療画像である特定光画像から注目領域を検出し、検出した注目領域に対して病変に関する鑑別処理を行う。注目領域の検出と鑑別処理の詳細については後述する。そして、注目領域の検出結果と鑑別処理の結果は白色光画像に反映することによって、注目領域表示用画像が生成される。表示制御部６６は、画像処理部６１から送られる白色光画像又は注目領域表示用画像を用い、モニタ１８での表示に適した形式に変換してモニタ１８に出力する。これにより、モニタ１８には、白色光画像又は注目領域表示用画像が表示される。
【００４２】
図７に示すように、画像処理部６１は、白色光画像処理部７０と、移動速度算出部７２と、注目領域検出部７４と、特定光検出結果決定部７６と、鑑別部７８と、鑑別結果決定部８０とを備えている。白色光画像処理部７０は、通常モード又は特殊モードにおいて白色光の照明時に得られる医療画像に対して、白色光に対応する画像処理である白色光画像処理を施す。これにより、白色光画像が得られる。なお、白色光画像処理には、観察対象の色に近づけるための色調整処理の他、観察対象上の構造物を強調する構造強調処理が含まれる。
【００４３】
移動速度算出部７２は、白色光画像又は特定光画像のいずれかを用いて、内視鏡１２の移動速度を算出する。算出された内視鏡１２の移動速度は、光源装置１４の光源制御部２２に送られる。内視鏡１２の移動速度とは、ユーザーが内視鏡１２の挿入部１２ａを管腔内に押し込む又は引き込むその他の内視鏡１２の操作によって、イメージセンサ４８（本発明の「撮像部」に対応する）が内蔵された内視鏡１２の先端部が移動する速度のことをいう。移動速度の算出方法としては、例えば、画像取得タイミングが異なる複数の白色光画像又は特定光画像から移動ベクトルを算出し、移動ベクトルに基づいて、内視鏡１２の移動速度を算出する。内視鏡１２の移動速度は、移動ベクトルが大きくなる程、速くなる。なお、本発明の「観察状況取得部」は、「移動速度算出部７２」に対応する。
【００４４】
注目領域検出部７４は、特定光画像から検査または診断の対象として注目すべき注目領域を検出する注目領域検出処理を行う。注目領域検出処理においては、特定光画像から特徴量を算出し、算出した特徴量が、特定の範囲に入っている領域を注目領域として検出する。検出した注目領域については、図８に示すように、矩形上の領域ＲＯＩとして、白色光画像上に表示される。なお、注目領域検出部７４により検出する注目領域は、観察対象の表面など２次元の領域に限られない。例えば、観察対象の表面に加えて、観察対象の深さ方向（浸潤）の３次元の領域を、注目領域として検出するようにしてもよい。
【００４５】
ここで、特徴量としては、後述する血管に関する血管指標値や、腺管構造に関する腺管指標値であってもよい。また、特徴量としては、例えば、特定光画像に対してConvolutional Neural Networkを行うことの他、特定光画像の色情報、画素値の勾配等で得られる特徴量を用いてもよい。なお、画素値の勾配等は、例えば、被写体の形状（粘膜の大局的な起伏または局所的な陥凹もしくは隆起等）、色（炎症、出血、発赤、または萎縮に起因した白化等の色）、組織の特徴（血管の太さ、深さ、密度、もしくはこれらの組み合わせ等）、または、構造の特徴（ピットパターン等）等によって、変化が表れる。
【００４６】
また、注目領域検出部７４で検出される注目領域は、例えば、がんに代表される病変部、良性腫瘍部、炎症部（いわゆる炎症の他、出血または萎縮等の変化がある部分を含む）、加熱による焼灼跡もしくは着色剤、蛍光薬剤等による着色によってマーキングしたマーキング部、または、生体検査（いわゆる生検）を実施した生検実施部を含む領域である。すなわち、病変を含む領域、病変の可能性がある領域、生検等の何らかの処置をした領域、クリップやかん子などの処置具、または、暗部領域（ヒダ（襞）の裏、管腔奥のため観察光が届きにくい領域）など病変の可能性にかかわらず詳細な観察が必要である領域等が注目領域になり得る。内視鏡システム１０においては、注目領域検出部７４は、病変部、良性腫瘍部、炎症部、マーキング部、または、生検実施部のうち少なくともいずれかを含む領域を注目領域として検出する。
【００４７】
ここで、１発光サイクルにおいて、特定光の発光フレームが「１」で、１の特定光画像が得られた場合には、１の特定光画像から検出される注目領域を白色光画像にそのまま重畳表示する。一方、１発光サイクルにおいて、特定光の発光フレームが複数で、複数の特定光画像が得られた場合には、各特定光画像に対して注目領域検出処理を行い、これら各特定光画像に対する注目領域検出処理の結果に基づいて、白色光画像に反映させるための特定光検出結果を決定することが好ましい。このように複数の注目領域の検出結果から１の特定光検出結果を決定するようにすることで、白色光又は特定光の発光量が低いような場合であっても、ノイズに対するロバスト性を確保することができる。なお、特定光検出結果を決定するための検出結果処理は、特定光検出結果決定部７６において行われる。この特定光検出結果決定部７６にて決定された特定光検出結果が白色光画像に反映される。
【００４８】
特定光検出結果決定部７６は、１発光サイクルにおける複数の特定光画像から、同一の領域に対して、注目領域検出有りの結果と、注目領域検出無しの結果の両方が得られた場合には、注目領域検出有りの結果の数と注目領域の検出無しの結果の数に基づく多数決により、注目領域検出有りの結果又は注目領域検出無しの結果のいずれかを、特定光検出結果として決定する。
【００４９】
例えば、図９に示すように、１発光サイクルにおいて５つの特定光画像が得られた場合において、同一の領域に対して、注目領域検出有りの結果を有する特定光画像が「３」、注目領域検出無しの結果を有する特定光画像が「２」である場合には、多数決により、注目領域検出有りの結果を特定光検出結果として決定する。なお、注目領域検出有りの結果の数と注目領域検出無しの結果の数とが同じである場合には、注目領域検出有りの結果を特定光検出結果とすることが好ましい。
【００５０】
鑑別部７８は、注目領域検出部７４で検出された注目領域から各種指標値を算出し、算出した各種指標値に基づいて、注目領域に含まれる観察対象を鑑別する鑑別処理を行う。各種指標値としては、血管密度や血管走行パターンなどの血管に関する血管指標値や、腺管構造に関する腺管指標値などが含まれる。鑑別処理の結果としては、例えば、病変部の進行度（ステージ）などが挙げられる。鑑別処理の結果は、図１０に示すように、注目領域ＲＯＩに対応づけられてモニタ１８に表示される（図１０では「ステージ２」）。
【００５１】
ここで、１発光サイクルにおいて、特定光の発光フレームが「１」で、１の特定光画像から検出された１の注目領域に対して、鑑別処理が行われた場合には、その鑑別処理の結果に表示する。一方、１発光サイクルにおいて、特定光の発光フレームが複数で、複数の特定光画像からそれぞれ注目領域を検出した場合には、各注目画像に対して鑑別処理を行い、これら各注目領域に対する鑑別処理の結果に基づいて、モニタ１８に表示させるための特定光鑑別結果を決定することが好ましい。このような複数の鑑別処理の結果から１の特定光鑑別結果を決定するようにすることで、白色光又は特定光の発光量が低いような場合であっても、ノイズに対するロバスト性を確保することができる。なお、特定光鑑別結果を決定するための鑑別結果処理は、鑑別結果決定部８０において行われる。この鑑別結果決定部８０にて決定された特定光鑑別結果が、注目領域ＲＯＩが重畳表示された白色光画像とともに、モニタ１８に表示される。
【００５２】
鑑別結果決定部８０は、１発光サイクルにおける複数の特定光画像からそれぞれ注目領域が検出され、各注目領域に対して鑑別処理が行われた場合には、各注目領域に対する鑑別処理の結果に基づく多数決により、特定光鑑別結果として決定してもよい。例えば、図１１に示すように、１発光サイクルにおいて５つの特定光画像が得られ、各特定光画像からそれぞれ１つの注目領域が検出された場合、鑑別処理の結果が「ステージ２」である注目領域が「３」、鑑別処理の結果が「ステージ１」である注目領域が「２」である場合、「ステージ２」を特定光鑑別結果として決定する。なお、「ステージ」は、病変部など観察対象の状態に応じて予め定められており、一般的に、「ステージ」の数字が大きくなるほど、病変の進行度が高いとされる。
【００５３】
また、鑑別結果決定部８０は、１発光サイクルにおける複数の特定光画像からそれぞれ注目領域が検出され、各注目領域に対して鑑別処理が行われた場合には、各注目領域に対する鑑別処理の結果の平均化した結果を、特定光鑑別結果として決定してもよい。例えば、図１２に示すように、１発光サイクルにおいて５つの特定光画像が得られ、各特定光画像からそれぞれ１つの注目領域が検出された場合、鑑別処理の結果が「ステージ３」である注目領域が「２」、鑑別処理の結果が「ステージ２」である注目領域が「２」、鑑別処理の結果が「ステージ１」である注目領域が「１」である場合、それらを平均化した結果「２．２（＝（３×２＋２×２＋１）／５）」を、特別鑑定結果として決定する。なお、平均化した結果については、四捨五入することが好ましい（例えば、図１２の場合であれば、特別鑑定結果は四捨五入により「２」となる）。
【００５４】
次に、特殊モードの流れについて、図１３に示すフローチャートに沿って説明を行う。特殊モードに切り替えられると、移動速度算出部７２において、内視鏡１２の移動速度を算出する。また、ズーム情報出力部４９は、観察対象を拡大するズームに関するズーム情報を出力する。また、発光量測定部２１は白色光の発光量、又は特定光の発光量を測定する。
【００５５】
そして、内視鏡１２の移動速度、ズーム情報、又は、白色光又は特定光の発光量の少なくとも１つに応じて、１発光サイクルにおいて白色光の発光フレームの数を特定光の発光フレームの数よりも多くする第１の発光パターン、又は、１発光サイクルにおいて特定光の発光フレームの数を白色光の発光フレームの数よりも多くする第２の発光パターンのいずれかを決定する。内視鏡１２の移動速度が速度用閾値を超える場合、「ズーム不使用」である場合、又は、白色光又は特定光の発光量が発光量用閾値を超える場合には、第１の発光パターンに設定する。そして、光源制御部２２は、第１の発光パターンに従って、光源制御を行う。
【００５６】
これに対して、内視鏡１２の移動速度が速度用閾値以下となる場合、「ズーム使用中」である場合、又は、白色光又は特定光の発光量が発光量用閾値以下である場合には、第２の発光パターンに設定する。そして、光源制御部２２は、第２の発光パターンに従って、光源制御を行う。
【００５７】
白色光によって照明された観察対象を撮像することによって、白色光画像を取得する。また、特定光によって照明された観察対象を撮像することによって、特定光画像を取得する。注目領域検出部７４は、特定光画像から注目領域ＲＯＩを検出する。検出された注目領域は、白色光画像上に重畳表示される。１発光サイクルにおいて１フレームの特定光が発光され、１フレーム分の特定光画像が得られた場合には、１フレームの特定光画像から検出した注目領域を白色光画像上に重畳表示する。一方、１発光サイクルにおいて複数フレームの特定光が発光され、複数フレーム分の特定光画像が得られた場合には、各特定光画像に対して注目領域検出処理を行う。そして、特定光検出結果決定部７６は、各特定光画像に対する注目領域検出処理の結果に基づいて、白色光画像に反映されるための特定光検出結果を決定する。この特定光検出結果が白色光画像に反映される。
【００５８】
なお、上記実施形態では、内視鏡１２の移動速度が速度用閾値を超えた場合か否かによって、白色光の発光フレームの数又は特定光の発光フレームの数を制御するようにしているが、ＡＩ（Artificial Intelligence）などの方法を用い、内視鏡１２の移動速度と白色光の発光フレームの数又は特定光の発光フレームの数との関係を学習装置に学習させておき、内視鏡１２の移動速度を学習装置に入力することによって、白色光の発光フレームの数又は特定光の発光フレームの数を決定するようにしてもよい。ズーム情報、又は、白色光又は特定光の発光量についても、内視鏡１２の移動速度と同様、白色光の発光フレームの数又は特定光の発光フレームの数との関係を学習装置に学習させておき、ズーム情報、又は、白色光又は特定光の発光量を学習装置に入力することによって、白色光の発光フレームの数又は特定光の発光フレームの数を決定するようにしてもよい。また、上記実施形態で示したように、内視鏡１２の移動速度、ズーム情報、又は、白色光又は特定光の発光量を総合的に勘案して、白色光の発光フレームの数又は特定光の発光フレームの数を決定するようにしてもよい。
【００５９】
なお、上記実施形態では、図１４に示すように、光源部２０として、Ｖ−ＬＥＤ（Violet Light Emitting Diode）２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ（Blue Light Emitting Diode）２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ（Green Light Emitting Diode）２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ（Red Light Emitting Diode）２０ｄの４色のＬＥＤと、波長カットフィルタ２３とを用いて、照明光の発光を行うことが好ましい。
【００６０】
Ｖ−ＬＥＤ２０ａは、波長帯域３８０ｎｍ〜４２０ｎｍの紫色光Ｖを発する。Ｂ−ＬＥＤ２０ｂは、波長帯域４２０ｎｍ〜５００ｎｍの青色光Ｂを発する。Ｂ−ＬＥＤ２３ｂから出射した青色光Ｂのうち少なくともピーク波長の４５０ｎｍよりも長波長側は、波長カットフィルタ２３によりカットされる。これにより、波長カットフィルタ２３を透過した後の青色光Bxは、４２０〜４６０nmの波長範囲になる。このように、４６０ｎｍよりも長波長側の波長域の光をカットしているのは、この４６０ｎｍよりも長波長側の波長域の光は、観察対象である血管の血管コントラストを低下させる要因であるためである。なお、波長カットフィルタ２３は、４６０ｎｍよりも長波長側の波長域の光をカットする代わりに、４６０ｎｍよりも長波長側の波長域の光を減光させてもよい。Ｇ−ＬＥＤ２０ｃは、波長帯域が４８０ｎｍ〜６００ｎｍに及ぶ緑色光Ｇを発する。Ｒ−ＬＥＤ２０ｄは、波長帯域が６００ｎｍ〜６５０ｎｍに及び赤色光Ｒを発する。
【００６１】
通常モードの場合、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄを全て点灯させる。これにより、図１５に示すように、光源装置１４から、紫色光Ｖ、青色光Ｂｘ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒを含む白色光が発せられる。白色光は、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。
【００６２】
特殊モードの場合には、白色光又は特定光が特定の発光パターンに従って発光するように、Ｖ−ＬＥＤ２０ａ、Ｂ−ＬＥＤ２０ｂ、Ｇ−ＬＥＤ２０ｃ、及びＲ−ＬＥＤ２０ｄの発光制御が行われる。白色光を発光する場合には、上記したように、図１５に示すスペクトルを有する白色光が発せられる。一方、特定光を発光する場合には、図１６に示すように、青色光Bxの発光量が、紫色光V、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒのいずれの発光量よりも大きくなる特定光が発せられる。
【００６３】
また、上記実施形態では、レーザ光源と蛍光体を用いて、照明光の発光を行うようにしてもよい。この場合には、図１７に示すように、光源部２０には、ピーク波長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）１０４と、ピーク波長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）１０６とが設けられている。
【００６４】
照明光学系３０aには、照明レンズ３２の他に、ライトガイド２４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１１０が設けられている。蛍光体１１０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１１０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１１０を励起させることなく透過する。蛍光体１１０を出射した光は、照明レンズ３２を介して、観察対象の体内を照明する。
【００６５】
ここで、通常モードでは、青色レーザ光源１０４が点灯して、主として青色レーザ光が蛍光体１１０に入射するため、図１８に示すような、青色レーザ光、及び青色レーザ光により蛍光体１１０から励起発光する蛍光を合波した白色光が発せられる。一方、特殊モードでは、白色光又は特定光が特定の発光パターンに従って発光するように、青色レーザ光源１０４及び青紫色レーザ光源１０６の発光制御が行われる。白色光を発光する場合には、上記したように、図１８に示すスペクトルを有する白色光が発せられる。一方、特定光を発光する場合には、青色レーザ光源１０４及び青紫色レーザ光源１０６が点灯して、青紫色レーザ光と青色レーザ光の両方を蛍光体１１０に入射させる。これにより、図１９に示すような、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１１０から励起発光する蛍光を合波した特定光が発せられる。
【００６６】
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１０４及び青紫色レーザ光源１０６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。
【００６７】
なお、蛍光体１１０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ＹＡＧ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１１０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。
【００６８】
また、上記実施形態では、キセノンランプ等の広帯域光源と回転フィルタを用いて、照明光の発光を行うようにしてもよい。この場合には、図２０に示すように、光源部２０には、広帯域光源２０２と、回転フィルタ２０４と、フィルタ切替部２０６とが設けられている。また、広帯域光源２０２と回転フィルタ２０４との間には絞り２０３が設けられており、この絞り２０３は絞り制御部２０５によって開口部の面積が調整される。絞り制御部２０５は、プロセッサ装置１６からの調光信号に基づいて絞り２０３の制御を行う。
【００６９】
広帯域光源２０２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広帯域光を発する。回転フィルタ２０４は、回転軸に一番近い内側に設けた通常モード用フィルタ２１０と、この通常モード用フィルタ２１０の外側に設けた特殊モード用フィルタ２１２とを備えている（図２１参照）。
【００７０】
フィルタ切替部２０６は、回転フィルタ２０４を径方向に移動する。具体的には、フィルタ切替部２０６は、モード切替部１３ｃ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２１０を白色光の光路に挿入する。フィルタ切替部２０６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２１２を白色光の光路に挿入する。
【００７１】
図２１に示すように、通常モード用フィルタ２１０には、周方向に沿って、Ｂフィルタ２１０ａと、Ｇフィルタ２１０ｂと、Ｒフィルタ２１０ｃとが設けられている。Ｂフィルタ２１０ａは、広帯域光のうち４００〜５００nmの波長範囲を持つ広帯域の青色光Ｂを透過する。Ｇフィルタ２１０ｂは、広帯域光のうち緑色光Ｇを透過する。Ｒフィルタ２１０ｃは、広帯域光のうち赤色光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２０４が回転することで、
【００７２】
特殊モード用フィルタ２１２には、周方向に沿って、Ｂフィルタ２１２ａと、Ｇフィルタ２１２ｂと、Ｒフィルタ２１２ｃと、Ｂｎフィルタ２１２ａと、Ｇｎフィルタ２１２ｂとが設けられている。Ｂフィルタ２１２ａは、Ｂフィルタ２１０ａと同様に、青色光Ｂを透過する。Ｇフィルタ２１２ｂは、Ｇフィルタ２１０ａと同様に、緑色光Ｇを透過する。Ｒフィルタ２１２ｃは、Ｒフィルタ２１０ｃと同様に、赤色光Ｒを透過する。Ｂｎフィルタ２１２ｄは、広帯域光のうち４００〜４５０nmの青色狭帯域光Ｂｎを透過する。Ｇｎフィルタ２１２ｅは、広帯域光のうち緑色光Ｇを透過する。
【００７３】
したがって、特殊モード時には、回転フィルタ２０４が回転することで、白色光として、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒが、観察対象に向けて、順次照射される。赤色光Ｒが照射された後は、特定光として、青色狭帯域光Ｂｎ、緑色光Ｇが、観察対象に向けて、順次照射される。
【００７４】
キセノンランプ等の広帯域光源と回転フィルタを用いて、照明光の発光を行う場合には、通常モード時には、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒで観察対象を照明する毎にモノクロのイメージセンサで観察対象を撮像する。この観察対象の撮像により得られるＢ画像、Ｇ画像、Ｒ画像によって、白色光画像を生成する。
【００７５】
また、特殊モード時には、白色光の照明時、即ち、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒで観察対象を照明する毎にモノクロのイメージセンサで観察対象を撮像し、この撮像により得られるＢ画像、Ｇ画像、Ｒ画像によって、白色光画像を生成する。また、特定光の照明時、即ち、青色狭帯域光Ｂｎ、緑色光Ｇで観察対象を照明する毎にモノクロのイメージセンサで観察対象を撮像し、この撮像により得られるＢｎ画像、Ｇ画像によって、特定光画像を生成する。
【００７６】
なお、上記実施形態では、医療画像の一つである内視鏡画像の処理を行う内視鏡システムに対して、本発明の適用を行っているが、内視鏡画像以外の医療画像を処理する医療画像処理システムに対しても本発明の適用は可能である。また、医療画像を用いてユーザーに診断支援を行うための診断支援装置に対しても本発明の適用は可能である。また、医療画像を用いて、診断レポートなどの医療業務を支援するための医療業務支援装置に対しても本発明の適用は可能である。
【００７７】
例えば、図２２に示すように、診断支援装置６００は、医療画像処理システム６０２などのモダリティやＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication Systems）６０４を組み合わせて使用される。また、図２３に示すように、医療業務支援装置６１０は、第１医療画像処理システム６２１、第２医療画像処理システム６２２、…、第Ｎ医療画像処理システム６２３等の各種検査装置と任意のネットワーク６２６を介して接続する。医療業務支援装置６１０は、第１〜第N医療画像処理システム６２１、６２２・・・、６２３からの医療画像を受信し、受信した医療画像に基づいて、医療業務の支援を行う。
【００７８】
上記実施形態において、画像処理部６１に含まれる白色光画像処理部７０、移動速度算出部７２、注目領域検出部７４、特定光検出結果決定部７６、鑑別部７８、鑑別結果決定部８０といった各種の処理を実行する処理部（processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウエア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＦＰＧＡ (Field Programmable Gate Array) などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device:ＰＬＤ）、各種の処理を実行するために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路、ＧＰＵ（Graphical Processing Unit）などが含まれる。
【００７９】
１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサの組み合せ（例えば、複数のＦＰＧＡや、ＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ、ＣＰＵとＧＰＵの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウエアの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。
【００８０】
さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた形態の電気回路（circuitry）である。
【符号の説明】
【００８１】
１０  内視鏡システム
１２  内視鏡
１２ａ  挿入部
１２ｂ  操作部
１２ｃ  湾曲部
１２ｄ  先端部
１２ｅ  アングルノブ
１２ｆ  鉗子入口
１３  ズーム操作部
１３ｃ  モード切替部
１４  光源装置
１６  プロセッサ装置
１８  モニタ
１９  ユーザーインターフェース
２０  光源部
２０ａ  Ｖ−ＬＥＤ（Ｖｉｏｌｅｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）
２０ｂ  Ｂ−ＬＥＤ（Ｂｌｕｅ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）
２０ｃ  Ｇ−ＬＥＤ（Ｇｒｅｅｎ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）
２０ｄ  Ｒ−ＬＥＤ（Ｒｅｄ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）
２１  発光量測定部
２２  光源制御部
２３  波長カットフィルタ
２４  ライトガイド
３０ａ  照明光学系
３０ｂ  撮像光学系
３２  照明レンズ
４１  ライトガイド
４５  照明レンズ
４６  対物レンズ
４７  ズームレンズ
４８  イメージセンサ
４９  ズーム情報出力部
５２  中央制御部
５４  画像取得部
５６  ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）
５８  ノイズ低減部
５９  変換部
６１  画像処理部
６６  表示制御部
７０  白色光画像処理部
７２  移動速度算出部
７４  注目領域検出部
７６  特定光検出結果決定部
７８  鑑別部
８０  鑑別結果決定部
１０４  青色レーザ光源
１０６  青紫色レーザ光源
１１０  蛍光体
２０２  広帯域光源
２０４  回転フィルタ
２０５  制御部
２０６  フィルタ切替部
２１０  通常モード用フィルタ
２１０ａ  Ｂフィルタ
２１０ｂ  Ｇフィルタ
２１０ｃ  Ｒフィルタ
２１２  特殊モード用フィルタ
２１２ａ  Ｂフィルタ
２１２ｂ  Ｇフィルタ
２１２ｃ  Ｒフィルタ
２１２ｄ  Ｂｎフィルタ
２１２ｅ  Ｇｎフィルタ
６００  診断支援装置
６０２  医療画像処理システム
６０４  ＰＡＣＳ
６１０  医療業務支援装置
６２１  第１医療画像処理システム
６２２  第２医療画像処理システム
６２３  第Ｎ医療画像処理システム
６２６  ネットワーク
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月16日(2020.3.16)
【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】
白色光、又は、前記白色光と異なるスペクトルを有する特定光を発光する光源部と、
前記白色光によって照明中の観察対象を撮像して白色光画像を取得し、前記特定光によって照明中の前記観察対象を撮像して特定光画像を取得する撮像部と、
前記撮像部の移動速度、前記観察対象を拡大するズームに関するズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つを取得する観察状況取得部と、
前記撮像部の移動速度、前記ズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つに応じて、１発光サイクルにおける前記白色光の発光フレームの数と前記特定光の発光フレームの数を制御する光源制御部とを備え、
前記光源制御部は、前記ズーム使用時は、前記特定光の発光フレームの数を前記白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、前記ズーム不使用時は、前記白色光の発光フレームの数を前記特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行う医療画像処理システム。
【請求項２】
白色光、又は、前記白色光と異なるスペクトルを有する特定光を発光する光源部と、
前記白色光によって照明中の観察対象を撮像して白色光画像を取得し、前記特定光によって照明中の前記観察対象を撮像して特定光画像を取得する撮像部と、
前記撮像部の移動速度、前記観察対象を拡大するズームに関するズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つを取得する観察状況取得部と、
前記撮像部の移動速度、前記ズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つに応じて、１発光サイクルにおける前記白色光の発光フレームの数と前記特定光の発光フレームの数を制御する光源制御部とを備え、
前記光源制御部は、前記撮像部の移動速度が速度用閾値を超える場合には、前記白色光の発光フレームの数を前記特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、前記撮像部の移動速度が前記速度用閾値以下になる場合には、前記特定光の発光フレームの数を前記白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行う医療画像処理システム。
【請求項３】
白色光、又は、前記白色光と異なるスペクトルを有する特定光を発光する光源部と、
前記白色光によって照明中の観察対象を撮像して白色光画像を取得し、前記特定光によって照明中の前記観察対象を撮像して特定光画像を取得する撮像部と、
前記撮像部の移動速度、前記観察対象を拡大するズームに関するズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つを取得する観察状況取得部と、
前記撮像部の移動速度、前記ズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つに応じて、１発光サイクルにおける前記白色光の発光フレームの数と前記特定光の発光フレームの数を制御する光源制御部とを備え、
前記光源制御部は、前記白色光又は前記特定光の発光量が発光量用閾値を超える場合には、前記白色光の発光フレームの数を前記特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、前記白色光又は前記特定光の発光量が前記発光量用閾値以下になる場合には、前記特定光の発光フレームの数を前記白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行う医療画像処理システム。
【請求項４】
前記光源制御部は、前記撮像部の移動速度が速度用閾値を超える場合には、前記白色光の発光フレームの数を前記特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、前記撮像部の移動速度が前記速度用閾値以下になる場合には、前記特定光の発光フレームの数を前記白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行う請求項１記載の医療画像処理システム。
【請求項５】
前記光源制御部は、前記白色光又は前記特定光の発光量が発光量用閾値を超える場合には、前記白色光の発光フレームの数を前記特定光の発光フレームの数よりも多くする制御を行い、前記白色光又は前記特定光の発光量が前記発光量用閾値以下になる場合には、前記特定光の発光フレームの数を前記白色光の発光フレームの数よりも多くする制御を行う請求項１、２または４いずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項６】
前記特定光画像から注目領域を検出する注目領域検出処理を行う注目領域検出部と、
前記白色光画像に対して、前記注目領域検出部での検出結果を反映させた注目領域表示用画像を表示する表示部とを備える請求項１ないし５いずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項７】
複数の特定光の発光フレームから複数の前記特定光画像を取得し、各特定光画像に対して前記注目領域検出処理を行った場合には、前記各特定光画像に対する前記注目領域検出処理の検出結果に基づいて、前記白色光画像上に反映させるための特定光検出結果を決定する特定光検出結果決定部を有する請求項６記載の医療画像処理システム。
【請求項８】
前記特定光検出結果決定部は、前記複数の特定光画像から、前記観察対象の同一領域に対して、注目領域検出有りの結果と、注目領域検出無しの結果が得られた場合には、前記注目領域検出有りの結果の数と前記注目領域検出無しの結果の数に基づく多数決により、前記特定光検出結果として、前記注目領域検出有りの結果又は前記注目領域検出無しの結果のいずれかを決定する請求項７記載の医療画像処理システム。
【請求項９】
前記注目領域に含まれる観察対象を鑑別する鑑別処理を行う鑑別部を有し、
前記鑑別処理の結果は前記表示部に表示される請求項６記載の医療画像処理システム。
【請求項１０】
複数の特定光の発光フレームから複数の前記特定光画像を取得し、各特定光画像に対して前記注目領域検出処理を行い、前記注目領域検出処理で検出された各注目領域に対して前記鑑別処理を行う場合には、前記各注目領域に対する鑑別処理の結果に基づいて、前記表示部に表示させるための特定光鑑別結果を決定する鑑別結果決定部を有する請求項９記載の医療画像処理システム。
【請求項１１】
前記鑑別処理の結果は、前記観察対象の状態に応じて定められるステージで表され、
前記鑑別結果決定部は、同一の注目領域に対して、ステージが異なる複数の鑑別処理の結果が得られた場合は、前記複数の鑑別処理の結果に基づく多数決により、前記特定光鑑別結果としての前記ステージを決定する請求項１０記載の医療画像処理システム。
【請求項１２】
前記鑑別処理の結果は、前記観察対象の状態に応じて定められるステージで表され、
前記鑑別結果決定部は、同一の注目領域に対して、ステージが異なる複数の鑑別処理の結果が得られた場合は、前記複数の鑑別処理の結果の平均化を行うことにより、前記特定光鑑別結果としての前記ステージを決定する請求項１０記載の医療画像処理システム。
【請求項１３】
前記光源部は、前記鑑別処理を行う場合には、前記特定光に代えて又は加えて、鑑別用照明光を発光する請求項９ないし１２いずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項１４】
前記鑑別用照明光のピーク波長には４１０ｎｍが含まれる請求項１３記載の医療画像処理システム。
【請求項１５】
前記特定光のピーク波長には４５０ｎｍが含まれる請求項１ないし１４いずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項１６】
白色光、又は、前記白色光と異なるスペクトルを有する特定光を発光する光源部と、
前記白色光によって照明中の観察対象を撮像して白色光画像を取得し、前記特定光によって照明中の前記観察対象を撮像して特定光画像を取得する撮像部を有する内視鏡と、
前記内視鏡の移動速度、前記観察対象を拡大するズームに関するズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つを含む観察状況を取得する観察状況取得部と、
前記内視鏡の移動速度、前記ズーム情報、又は、前記白色光又は前記特定光の発光量のうち少なくとも一つに応じて、前記白色光の発光フレームと前記特定光の発光フレームとの比率を制御する光源制御部とを備える内視鏡システム。
【請求項１７】
前記特定光画像から注目領域を検出する注目領域検出処理を行う注目領域検出部と、
前記白色光画像に対して、前記注目領域検出部での検出結果を反映させた注目領域表示用画像を表示する表示部とを備える請求項１６記載の内視鏡システム。
【請求項１８】
請求項１ないし１５いずれか１項記載の医療画像処理システムを有する診断支援装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１５いずれか１項記載の医療画像処理システムを有する医療業務支援装置。
【国際調査報告】
2019059059.tif 000026
2019059059.tif 000027