(57)【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領域を示す脂肪画像領域を抽出する脂肪画像領域抽出部と、
該脂肪画像領域抽出部により抽出された脂肪画像領域から脂肪の色を決定する脂肪色成分量を検出する脂肪色成分検出部と、
該脂肪色成分検出部により検出された脂肪色成分量に基づいて、前記脂肪画像領域抽出部により抽出された脂肪画像領域の信号強度を補正する補正部と、
前記脂肪画像領域抽出部により抽出された前記脂肪画像領域から、脂肪が他の組織に覆われることなく露出している露出脂肪領域を検出する露出脂肪検出部とを備え、
前記脂肪色成分検出部が、前記露出脂肪検出部により検出された前記露出脂肪領域に基づいて前記脂肪色成分量を検出する画像処理装置。
【請求項２】
生体組織画像中における脂肪が存在している領域を示す脂肪画像領域を抽出する脂肪画像領域抽出部と、
生体組織画像中における脂肪が他の組織に覆われることなく露出している露出脂肪領域を操作者に指定させる露出脂肪領域指定部と、
該露出脂肪領域指定部により指定された露出脂肪領域から脂肪の色を決定する脂肪色成分量を検出する脂肪色成分検出部と、
該脂肪色成分検出部により検出された脂肪色成分量に基づいて、前記脂肪画像領域抽出部により抽出された脂肪画像領域の信号強度を補正する補正部とを備える画像処理装置。
【請求項３】
前記脂肪色成分検出部が、前記露出脂肪検出部により検出された露出脂肪領域から適正露光の画素を抽出し、抽出された適正露光の画素に基づいて脂肪色成分量を検出する請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記脂肪色成分量の基準値を記憶する記憶部を備え、
前記脂肪色成分検出部が、前記脂肪画像領域における画素毎の前記脂肪色成分量と前記基準値との平均値を出力するとともに、前記平均値によって前記記憶部に記憶されている前記基準値を更新する請求項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】
前記脂肪色成分量の基準値を記憶する記憶部を備え、
前記脂肪色成分検出部が、前記露出脂肪検出部により検出された露出脂肪領域が所定の画素数以上の範囲にわたって存在している場合に、前記脂肪画像領域における画素毎の前記脂肪色成分量と前記基準値との平均値を出力するとともに、前記平均値によって前記記憶部に記憶されている前記基準値を更新する請求項１または請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記生体組織画像が、時間軸方向に配列された複数枚のフレーム画像を備え、
前記脂肪色成分検出部が、さらに複数のフレーム画像における前記脂肪色成分量の平均値を出力する請求項４または請求項５に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記脂肪色成分検出部により検出された前記脂肪色成分量と前記記憶部に記憶されている前記基準値との差が所定の閾値より大きい場合には、当該脂肪色成分量を前記平均値の算出対象から除外する請求項４から請求項６のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記所定の閾値が、前記平均値の算出回数に応じて漸次小さく設定される請求項７に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記脂肪色成分検出部が、脂肪に含まれるカロテン量を検出する請求項１から請求項８のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記生体組織画像が、４５０から５００ｎｍに含まれる波長帯域の反射光を撮影した特殊光画像である請求項１から請求項８のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記生体組織画像として、白色光画像と、４５０から５００ｎｍに含まれる波長帯域の反射光を撮影した特殊光画像とが入力され、
前記脂肪画像領域抽出部が、前記白色光画像に基づいて前記脂肪画像領域を抽出し、
前記脂肪色成分検出部が、前記特殊光画像に基づいて、前記脂肪色成分量を検出する請求項１から請求項１０のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記補正部により信号強度が補正された脂肪画像領域に対し、周辺組織から区別可能な強調処理を行って前記脂肪画像領域が強調された画像を生成する脂肪強調部を備える請求項１から請求項１１のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１３】
生体組織に照明光を照射する照射部と、
該照射部により照射された照明光が生体組織により反射された反射光の内、βカロテンの吸収特性がヘモグロビンの吸収特性よりも高い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１２に記載の画像処理装置と、
前記脂肪強調部により形成された画像を表示する表示部とを備える生体観察装置。
【請求項１４】
生体組織に照明光を照射する照射部と、
該照射部により照射された照明光が生体組織により反射された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、
請求項２に記載の画像処理装置とを備える生体観察装置。
【請求項１５】
前記撮像部が、生体組織の白色光画像と４５０から５００ｎｍに含まれる波長帯域の反射光を撮影した特殊光画像とを取得し、
前記露出脂肪領域指定部が、前記白色光画像内において前記露出脂肪領域を操作者に指定させ、
前記脂肪色成分検出部が、前記特殊光画像に基づいて、前記脂肪色成分量を検出する請求項１４に記載の生体観察装置。
【請求項１６】
脂肪画像領域抽出部が、生体組織画像中における脂肪が存在している領域を示す脂肪画像領域を抽出する脂肪画像領域抽出ステップと、
露出脂肪検出部が、前記脂肪画像領域抽出ステップにより抽出された前記脂肪画像領域から、脂肪が他の組織に覆われることなく露出している露出脂肪領域を検出する露出脂肪検出ステップと、
脂肪色成分検出部が、前記露出脂肪検出ステップにより検出された前記露出脂肪領域に基づいて、前記脂肪画像領域抽出ステップにより抽出された前記脂肪画像領域から脂肪の色を決定する脂肪色成分量を検出する脂肪色成分検出ステップと、
補正部が、前記脂肪色成分検出ステップにより検出された脂肪色成分量に基づいて、前記脂肪画像領域抽出ステップにより抽出された脂肪画像領域の信号強度を補正する補正ステップとを含む画像処理装置の制御方法。
【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装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。しかし、直径５０から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やすくして、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であるため、対応する波長帯域の照射光を照射して、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２０１３／１１５３５３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、生体内に存在する脂肪の色には、人種や食生活等の違いによる個人差がある。例えば、脂肪に含まれるβカロテンの量が多い人は脂肪の黄色みが強く見え、逆に脂肪に含まれるβカロテンの量が少ない人は脂肪が白っぽく見える。すなわち、手術の際の脂肪の見分け易さは患者毎に相違するため、医師が脂肪を安定して見分けることが困難となる場合がある。【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、個人差に関わらず脂肪を安定して見分けることができ、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装置の制御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】
本発明の一態様は、生体組織画像中における脂肪が存在している領域を示す脂肪画像領域を抽出する脂肪画像領域抽出部と、該脂肪画像領域抽出部により抽出された脂肪画像領域から脂肪の色を決定する脂肪色成分量を検出する脂肪色成分検出部と、該脂肪色成分検出部により検出された脂肪色成分量に基づいて、前記脂肪画像領域抽出部により抽出された脂肪画像領域の信号強度を補正する補正部と、前記脂肪画像領域抽出部により抽出された前記脂肪画像領域から、脂肪が他の組織に覆われることなく露出している露出脂肪領域を検出する露出脂肪検出部とを備え、前記脂肪色成分検出部が、前記露出脂肪検出部により検出された前記露出脂肪領域に基づいて前記脂肪色成分量を検出する画像処理装置である。
【０００９】
本態様によれば、脂肪画像領域抽出部により、入力された生体組織画像から脂肪画像領域が抽出され、脂肪色成分検出部により、脂肪の色を決定する脂肪色成分量が検出される。生体内に存在する脂肪の色には、人種や食生活等の違いによる個人差がある。例えば、脂肪に含まれるβカロテンの量が多い人は脂肪の黄色みが強く見え、逆に脂肪に含まれるβカロテンの量が少ない人は脂肪が白っぽく見える。したがって、補正部が、検出された脂肪色成分量に基づいて脂肪画像領域の信号強度を補正することにより、個人差に関わらず脂肪を安定して見分けることができ、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ことができる。【００１０】
また、本発明の他の態様は、生体組織画像中における脂肪が存在している領域を示す脂肪画像領域を抽出する脂肪画像領域抽出部と、前記生体組織画像中における脂肪が他の組織に覆われることなく露出している露出脂肪領域を操作者に指定させる露出脂肪領域指定部と、該露出脂肪領域指定部により指定された露出脂肪領域から脂肪の色を決定する脂肪色成分量を検出する脂肪色成分検出部と、該脂肪色成分検出部により検出された脂肪色成分量に基づいて、前記脂肪画像領域抽出部により抽出された脂肪画像領域の信号強度を補正する補正部とを備える画像処理装置である。【００１１】
本態様によれば、脂肪画像領域抽出部により、入力された生体組織画像から脂肪画像領域が抽出され、露出脂肪領域指定部により、入力された生体組織画像中における露出脂肪領域が操作者により指定される。そして、脂肪色成分検出部により、指定された露出脂肪領域から、脂肪の色を決定する脂肪色成分量が検出される。補正部が、検出された脂肪色成分量に基づいて脂肪画像領域の信号強度を補正することにより、個人差に関わらず脂肪を安定して見分けることができ、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ことができる。脂肪色成分量を露出脂肪領域から検出するので、他の組織の影響を受けることなく安定して脂肪色成分量を検出でき、脂肪を安定して見分けることができる。【００１２】
上記態様においては、前記脂肪画像領域抽出部により抽出された脂肪画像領域から、脂肪が他の組織に覆われることなく露出している露出脂肪領域を検出する露出脂肪検出部を備え、前記脂肪色成分検出部が、前記露出脂肪検出部により検出された露出脂肪領域に基づいて脂肪色成分量を検出する。
【００１３】
このようにすることで、脂肪画像領域抽出部により抽出された脂肪画像領域から露出脂肪領域が自動的に検出され、他の組織の影響を受けることなく安定して脂肪色成分量を検出でき、脂肪を安定して見分けることができる。【００１４】
また、上記態様においては、前記脂肪色成分検出部が、前記露出脂肪検出部により検出された露出脂肪領域から適正露光の画素を抽出し、抽出された適正露光の画素に基づいて脂肪色成分量を検出してもよい。
このようにすることで、露出脂肪検出部により検出された露出脂肪領域の内、適正露光の画素を脂肪色成分量の検出対象とするので、生体画像中の暗部や明部が除かれた露出脂肪領域に基づいて脂肪色成分量を精度よく検出することができる。【００１５】
また、上記態様においては、前記脂肪色成分量の基準値を記憶する記憶部を備え、前記脂肪色成分検出部が、前記脂肪画像領域における画素毎の前記脂肪色成分量と前記基準値との平均値を出力するとともに、前記平均値によって前記記憶部に記憶されている前記基準値を更新してもよい。【００１６】
このようにすることで、複数画素からなる脂肪画像領域から画素毎に検出された脂肪色成分量が記憶部に記憶されている基準値とともに平均されて出力される。脂肪色成分量を平均することで、ノイズ成分を除去して安定した脂肪色成分量を算出できるとともに、基準値とともに平均されることで、蓄積された過去のデータを利用して、脂肪色成分量の検出精度を向上することができる。記憶部には、適当な基準値あるいは実験的にあるいは経験的に求められた基準値が初期値として記憶されており、新たな脂肪色成分量が検出される毎に更新されることで、データを蓄積することができる。【００１７】
また、上記態様においては、前記脂肪色成分量の基準値を記憶する記憶部を備え、前記脂肪色成分検出部が、前記露出脂肪検出部により検出された露出脂肪領域が所定の画素数以上の範囲にわたって存在している場合に、前記脂肪画像領域における画素毎の前記脂肪色成分量と前記基準値との平均値を出力するとともに、該平均値によって前記記憶部に記憶されている前記基準値を更新してもよい。【００１８】
このようにすることで、生体組織画像中に露出脂肪が少ない場合には、検出される脂肪色成分の信頼性が低くなる可能性が高いので、これを除外することにより、信頼性の高い脂肪色成分量を検出することができ、かつ、そのようにして検出された信頼性の高い脂肪色成分量を、次の画像処理時にも利用することができる。【００１９】
また、上記態様においては、前記生体組織画像が、時間軸方向に配列された複数枚のフレーム画像を備え、前記脂肪色成分検出部が、さらに複数のフレーム画像における前記脂肪色成分量の平均値を出力してもよい。
このようにすることで、時系列に取得された複数のフレーム画像において検出された脂肪色成分量が平均されるので、ノイズ成分をより確実に除去することができる。【００２０】
また、上記態様においては、前記脂肪色成分検出部により検出された前記脂肪色成分量と前記記憶部に記憶されている基準値との差が所定の閾値より大きい場合には、当該脂肪色成分量を平均値の算出対象から除外してもよい。
このようにすることで、記憶部に記憶されている基準値との差が大きい場合には、基準値との平均値を大きく変動させることになるのでエラー値としてはじくことにより、脂肪成分量を安定的に検出することができる。【００２１】
また、上記態様においては、前記所定の閾値が、前記平均値の算出回数に応じて漸次小さく設定されてもよい。
このようにすることで、脂肪色成分量を検出する回数が増加するにしたがって、基準値との差が小さくなってもエラー値としてはじかれるものが増加するので、検出される脂肪色成分量の変動を低減して、より安定した検出を行うことができる。【００２２】
また、上記態様においては、前記脂肪色成分検出部が、脂肪に含まれるカロテン量を検出してもよい。
このようにすることで、脂肪の色を決定する脂肪色成分としてカロテン量が検出され、より確実に、個人差に関わらず脂肪を安定して見分けることができ、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ことができる。【００２３】
また、上記態様においては、前記生体組織画像が、４５０から５００ｎｍに含まれる波長帯域の反射光を撮影した特殊光画像であってもよい。
このようにすることで、４５０から５００ｎｍに含まれる青色の波長帯域においては、他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。このため、この波長帯域の反射光を撮影した特殊光画像では、血管による吸収の影響が小さく、脂肪組織による吸収が大きい。したがって、この特殊光画像からカロテン量を精度よく検出することができる。【００２４】
また、上記態様においては、前記生体組織画像として、白色光画像と、４５０から５００ｎｍに含まれる波長帯域の反射光を撮影した特殊光画像とが入力され、前記脂肪画像領域抽出部が、前記白色光画像に基づいて前記脂肪画像領域を抽出し、前記脂肪色成分検出部が、前記特殊光画像に基づいて、前記脂肪色成分量を検出してもよい。
このようにすることで、生体観察に使用される白色光画像によって、簡易に露出脂肪領域を抽出でき、抽出された露出脂肪領域における脂肪色成分量を特殊光画像に基づいて精度よく検出することができる。【００２５】
また、上記態様においては、前記補正部により信号強度が補正された脂肪画像領域に対し、周辺組織から区別可能な強調処理を行って前記脂肪画像領域が強調された画像を生成する脂肪強調部を備えていてもよい。
このようにすることで、脂肪強調部により周辺組織から脂肪画像領域を区別し、脂肪の色によらず安定した強調画像を取得することができる。【００２６】
また、本発明の他の態様は、生体組織に照明光を照射する照射部と、該照射部により照射された照明光が生体組織により反射された反射光の内、βカロテンの吸収特性がヘモグロビンの吸収特性よりも高い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の画像処理装置と、前記脂肪強調部により形成された画像を表示する表示部とを備える生体観察装置である。【００２７】
本態様によれば、照明光が照射部から生体組織に照射され、生体組織において反射された反射光が撮像部により撮影される。撮像部は、βカロテンの吸収特性がヘモグロビンの吸収特性よりも高い波長帯域の反射光を撮影するので、血管の存在による影響が少なく、脂肪の存在により影響を受けた生体組織画像を取得することができる。そして、このようにして取得された生体組織画像から抽出された脂肪画像領域からカロテン量を精度よく検出することができ、検出されたカロテン量に基づいて、脂肪画像領域の信号強度を補正することができる。これにより、個人差に関わらず脂肪を安定して見分けることができ、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ことができる。【００２８】
また、本発明の他の態様は、生体組織に照明光を照射する照射部と、該照射部により照射された照明光が生体組織により反射された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、上記画像処理装置とを備える生体観察装置である。【００２９】
上記態様においては、前記撮像部が、生体組織の白色光画像と４５０から５００ｎｍに含まれる波長帯域の反射光を撮影した特殊光画像とを取得し、前記露出脂肪領域指定部が、前記白色光画像内において前記露出脂肪領域を操作者に指定させ、前記脂肪色成分検出部が、前記特殊光画像に基づいて、前記脂肪色成分量を検出してもよい。【００３０】
また、本発明の他の態様は、脂肪画像領域抽出部が、生体組織画像中における脂肪が存在している領域を示す脂肪画像領域を抽出する脂肪画像領域抽出ステップと、露出脂肪検出部が、前記脂肪画像領域抽出ステップにより抽出された前記脂肪画像領域から、脂肪が他の組織に覆われることなく露出している露出脂肪領域を検出する露出脂肪検出ステップと、脂肪色成分検出部が、前記露出脂肪検出ステップにより検出された前記露出脂肪領域に基づいて、前記脂肪画像領域抽出ステップにより抽出された前記脂肪画像領域から脂肪の色を決定する脂肪色成分量を検出する脂肪色成分検出ステップと、補正部が、前記脂肪色成分検出ステップにより検出された脂肪色成分量に基づいて、前記脂肪画像領域抽出ステップにより抽出された脂肪画像領域の信号強度を補正する補正ステップとを含む画像処理装置の制御方法である。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、個人差に関わらず脂肪を安定して見分けることができ、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ことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の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装置を示すブロック図である。
【図４】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５】図４の画像処理方法の脂肪強調処理を詳細に示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の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７】図６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８Ａ】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８Ｂ】図７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８Ｃ】図７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９】図６の生体観察装置の第１の変形例を示す模式的な全体構成図である。
【図１０Ａ】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１０Ｂ】図９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１０Ｃ】図９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１１】図６の生体観察装置の第２の変形例を示す模式的な全体構成図である。
【図１２Ａ】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１２Ｂ】図１１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１２Ｃ】図１１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１２Ｄ】図１１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】
【００３３】
本発明の第１の実施形態に係る画像処理装置（画像処理部）１６およびこれを備える生体観察装置１について、図面を参照して以下に説明する。
まず、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、該挿入部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、該信号処理部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、外部Ｉ／Ｆ部１３とを備えている。
【００３４】
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７と、被写体からの反射光を撮影する撮影光学系（撮像部）８とを備えている。照明光学系７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。
【００３５】
撮影光学系８は、照明光学系７により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９と、該対物レンズ９により集光された光を撮影する撮像素子１０とを備えている。
撮像素子１０は、例えば、カラーＣＣＤである。
【００３６】
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１１と、該キセノンランプ１１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１１からの光の光軸上に挿脱可能な短波長カットフィルタ２１と、後述する制御部１７によって制御され該短波長カットフィルタ２１を光軸に挿脱する直動機構２２とを備えている。
短波長カットフィルタ２１は、図２Ｄに示されるように、４５０ｎｍより短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。
【００３７】
撮像素子１０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１１は、図２Ｃおよび図１２Ｃに示されるような強度スペクトルを有している。
【００３８】
ここで、図２Ａ、図８Ａ、図１０Ａおよび図１２Ａに示されるように、生体組織に含まれるβカロテンは、４００から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から６００ｎｍの波長帯域において高い吸収特性を有している。
【００３９】
すなわち、撮像素子１０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２１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。
【００４０】
そして、こ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２１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。
【００４１】
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、こ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。
【００４２】
信号処理部４は、撮像素子１０により取得された画像信号を処理する補間部１５と、該補間部１５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）１６とを備えている。また、信号処理部４には制御部１７が設けられている。制御部１７は、外部Ｉ／Ｆ部１３からの指示信号に基づいて、撮像素子１０による撮影タイミング、短波長カットフィルタ２１の挿脱および画像処理部１６による画像処理のタイミングを同期させるようになっている。
【００４３】
補間部１５は、撮像素子１０の各色に対応する画素により取得されたカラー画像を、公知のデモザイキング処理により３チャネル化するようになっている。
画像処理部１６は、図３に示されるように、前処理部１４と、脂肪画像生成部（脂肪画像領域抽出部）１８と、露出脂肪検出部１９と、記憶部２０と、カロテン量算出部（脂肪色成分検出部）２３と、補正部２４と、後処理部２５と、脂肪強調部２６とを備えている。
【００４４】
前処理部１４は、補間部１５から入力されてきた３チャネルの画像信号に対し、制御部１７に予め保存されているＯＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｌａｃｋ）クランプ値、ゲイン補正値、ＷＢ（Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）係数値を用いてＯＢクランプ処理、ゲイン補正処理、ＷＢ補正処理を行うようになっている。
【００４５】
脂肪画像生成部１８は、前処理部１４により処理された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。画像信号は、青色、緑色および赤色の３種類の照明光に対する画像信号を含んでいる。脂肪画像生成部１８は、この３チャネルの画像信号から１チャ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、高い信号値になる信号である。
【００４６】
露出脂肪検出部１９は、脂肪画像生成部１８から送られてきた脂肪画像信号から露出脂肪領域を検出するようになっている。ここで、露出脂肪とは、脂肪の上に血液（ヘモグロビン）や生体組織（筋膜）が載っていない状態のものを指す。露出脂肪領域の検出方法は、予め設定された基準値を超える信号値を有する画素を露出脂肪領域として検出するものである。
【００４７】
具体的には、露出脂肪検出部１９は、脂肪画像信号から最大値を検出する。検出された最大値は、予め内部メモリ（図示略）に記憶しておいた露出脂肪値と比較される。比較の結果、最大値が露出脂肪値より大きい場合には、内部メモリ内の露出脂肪値を検出された最大値に書き換えて記憶するようになっている。次に、露出脂肪検出部１９は、脂肪画像信号から露出脂肪値より所定の閾値分を減算した値を基準値として、基準値より大きい信号値を有する画素を露出脂肪領域として検出し、その座標を出力するようになっている。
【００４８】
ここで、露出脂肪検出処理は、後述する外部Ｉ／Ｆ部１３から検出処理のオン／オフ指示信号が制御部１７を介して入力されることにより実施されるようになっている。オン／オフ指示信号がオンである場合に、露出脂肪検出処理を行い、オン／オフ指示信号がオフの場合には、露出脂肪検出部１９は検出処理を行わないようになっている。
【００４９】
記憶部２０は、露出脂肪のカロテン量を記憶するようになっている。記憶部２０は、制御部１７に予め保存されている既知のカロテン量を初期値として保存している。既知のカロテン量は、平均的な脂肪のカロテン量であってもよいし、サーバ上の患者情報データベースから読み出すことにしてもよい。
【００５０】
カロテン量算出部２３は、まず、露出脂肪検出部１９から送られてきた露出脂肪領域として検出された画素の座標における脂肪画像信号の平均値を算出するようになっている。ここで、平均値を求める画素には、適正露光の画素のみが使用されるようになっている。具体的には、カロテン量算出部２３は、前処理部１４による画像処理後の画像信号から輝度信号を算出し、暗過ぎずかつ明る過ぎない画素を適正露光画素として抽出するようになっている。
【００５１】
次いで、カロテン量算出部２３は、記憶部２０に記憶されているカロテン量を読み出し、算出された脂肪画像信号の平均値との間でさらに平均をとるようなっている。そして、算出されたカロテン量の平均値は、記憶部２０に送られるようになっている。
【００５２】
ここで、カロテン量算出部２３は、記憶部２０から読み出したカロテン量と、算出された脂肪画像信号の平均値との差が所定値より大きい場合には、算出された脂肪画像信号の平均値を、記憶部２０から読み出したカロテン量との間で平均をとる対象から除外するようになっている。平均値の算出対象から除外された場合には、平均値の算出は行われないので、記憶部２０におけるカロテン量の更新も行われない。
【００５３】
所定値は、手術開始時には大きくしておき、露出脂肪の検出回数が増えるに従って緩やかに小さくしていくようになっている。
また、カロテン量算出部２３は、平均値の算出に用いる画素数が少ない場合も、算出された脂肪画像信号の平均値を、記憶部２０から読み出したカロテン量との間で平均をとる対象から除外するようになっており、記憶部２０におけるカロテン量の更新は行われない。
【００５４】
補正部２４は、脂肪画像生成部１８において生成された脂肪画像信号を記憶部２０に記憶されているカロテン量に基づいて補正するようになっている。ここでは、補正部２４は、カロテン値とゲインとの対応マップを保持していて、カロテン量が大きいほど脂肪画像信号の信号値に小さいゲインを乗算し、カロテン量が小さいほど脂肪画像信号の信号値に大きいゲインを乗算するようになっている。
【００５５】
後処理部２５は、前処理部１４から入力されてきた画像信号に対して、制御部１７に予め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、輪郭強調処理を行い、画像表示部６に表示するためのカラー画像を生成するようになっている。
【００５６】
脂肪強調部２６は、補正部２４により補正された露出脂肪画像に基づいて、後処理部２５から入力されてきた脂肪画像信号の強調処理を行うようになっている。補正後の脂肪画像信号の信号値が所定の閾値より高い領域に対しては画像信号の色強調を行うようになっている。また、外部Ｉ／Ｆ部１３から制御部１７を介して入力された脂肪強調処理のオン／オフ指示信号がオフの場合には、脂肪強調部２６は強調処理を行わずに、後処理部２５から入力されてきた画像信号をそのまま画像表示部６に送るようになっている。オン／オフ指示信号がオンの場合には、脂肪強調処理後の画像信号を画像表示部６に送るようになっている。
【００５７】
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や液晶モニタ等により構成されている。
外部Ｉ／Ｆ部１３は、操作者からの入力を行うためのインタフェースであり、脂肪強調処理のオン／オフ指示を行うことができる強調処理ボタン（図示略）を備えている。操作者は、強調処理ボタンを操作することにより、制御部１７に対して脂肪強調処理のオン／オフ指示信号を入力することができるようになっている。外部Ｉ／Ｆ部１３には、電源のオン／オフを行う電源スイッチや、撮影モードやその他の各種モードを切り替えるためのモード切替ボタンが備えられている。
【００５８】
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および画像処理装置１６を用いた画像処理方法について、以下に説明する。
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、図４および図５に示されるように、まず、挿入部２を体腔内に挿入し、挿入部２の先端を観察対象部位に対向させた状態で、制御部１７の作動により直動機構２２を作動させて短波長カットフィルタ２１を光軸上から退避させる。この状態で、キセノンランプ１１から発せられ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、生体組織に照射させる（照明光照射ステップＳ１）。
【００５９】
照射された白色光は、生体組織の表面において反射され、対物レンズ９によって集光され、撮像素子１０によって撮影される（画像信号取得ステップＳ２）。カラーＣＣＤからなる撮像素子１０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。取得された画像信号は、補間部１５においてデモザイキング処理を施されて３チャネルの画像信号に変換された後、前処理部１４、後処理部２５および脂肪強調部２６を介して白色光画像として生成され画像表示部６に表示される。
【００６０】
前処理部１４においては、補間部１５から入力されてきた３チャネルの画像信号に対し、制御部１７に予め保存されているＯＢクランプ値、ゲイン補正値、ＷＢ係数値を用いた前処理（例えば、ＯＢクランプ処理、ゲイン補正処理およびＷＢ補正処理等、前処理ステップＳ３）が行われる。また、後処理部２５においては、前処理部１４から入力されてきた前処理後の画像信号に対して、制御部１７に予め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、後処理（例えば、階調変換処理や色処理、輪郭強調処理等、後処理ステップＳ４）が行われ、外部Ｉ／Ｆ部１３からの脂肪強調処理のオン／オフ指示信号を判定し（脂肪強調判定ステップＳ５）、画像表示部６に表示する（表示ステップＳ７）ための白色光画像が生成される。
【００６１】
外部Ｉ／Ｆ部１３からの脂肪強調処理のオン／オフ指示信号はオフなので、脂肪強調部２６では処理は行われない。この観察モードを白色光観察モードという。
この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。
【００６２】
操作者が、外部Ｉ／Ｆ部１３から脂肪強調処理のオン／オフ指示信号をオンに切り替えると、制御部１７が直動機構２２を作動させて短波長カットフィルタ２１を光軸上に挿入する。
キセノンランプ１１から発せられた白色光は、短波長カットフィルタ２１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の先端に導光され、生体組織に照射される（照明光照射ステップＳ１）。照射された照明光は生体組織の表面において反射され、対物レンズ９によって集光され、撮像素子１０によって撮影される（画像信号取得ステップＳ２）。この観察モードを特殊光観察モードという。
【００６３】
撮像素子１０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。
取得された画像信号は、補間部１５においてデモザイキング処理を施されて３チャネルの画像信号に変換された後、画像処理部１６において画像処理される。
【００６４】
具体的には、補間部１５から画像処理部１６に入力された３チャネルの画像信号は、前処理部１４において前処理（前処理ステップＳ３）された後に、後処理部２５、脂肪画像生成部１８およびカロテン量算出部２３に入力される。後処理部２５における後処理（後処理ステップＳ４）は白色光観察モードにおける場合と同様である。脂肪画像生成部１８においては、前処理部１４において処理された３チャネルの画像信号から１チャネルの脂肪画像信号が生成される。
【００６５】
この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２１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。
【００６６】
また、緑色の波長帯域は、βカロテンの吸収はなく、ヘモグロビンの吸収が大きい波長帯域である。したがって、こ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ということができる。つまり、血液や血管など、ヘモグロビンを多く含む組織を明確に表示することができる。
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ない波長帯域である。したがって、この波長帯域の光を照射して得られる画像は、生体表面の形態的特徴に基づく輝度分布が示されているということができる。
【００６７】
そして、後処理部２５における後処理（後処理ステップＳ４）後、処理脂肪強調処理のオン／オフ指示信号を判定し（脂肪強調判定ステップＳ５）、このとき、指示信号がオンであるため画像強調処理を実行する（画像強調処理ステップＳ６）。
脂肪画像生成部１８においては、特殊光観察モードにおいて取得された３チャネルの画像信号に基づいて、カロテン量が多いほど高くなる１チャネルの脂肪画像信号が生成される（脂肪画像領域抽出ステップＳ６０１）。
脂肪画像生成部１８において生成された脂肪画像信号は、露出脂肪検出部１９、カロテン量算出部２３および補正部２４に送られる。
【００６８】
露出脂肪検出部１９においては、所定の閾値ＳＨ１以上の値の脂肪画像信号を有する画素が抽出されることにより、脂肪が他の組織に覆われることなく露出している露出脂肪領域が検出される（露出脂肪領域抽出ステップＳ６０２）。
露出脂肪検出部１９において検出された露出脂肪領域を構成する各画素の座標は、カロテン量算出部２３に送られる。
【００６９】
カロテン量算出部２３においては、まず、露出脂肪検出部１９から送られてきた露出脂肪領域を構成する画素数が所定の閾値ＳＨ１より大きいか否かが判定され（画素数判定ステップＳ６０３）、所定の閾値ＳＨ１以下の場合には平均値の算出は行われない。露出脂肪領域を構成する画素数が所定の閾値ＳＨ１より大きい場合には、前処理部１４から送られてきた３チャネルの画像信号から輝度信号が算出され（輝度信号算出ステップＳ６０４）、暗過ぎずかつ明る過ぎない画素が適正露光画素として抽出される（適正露光画素抽出ステップＳ６０５）。そして、カロテン量算出部２３は、脂肪画像生成部１８において生成された脂肪画像信号の内、露出脂肪検出部１９において露出脂肪領域として検出され、かつ、適正露光画素として抽出された画素の座標における脂肪画像信号の平均値（第１の平均値）を算出する（第１の平均値算出ステップＳ６０６）。
【００７０】
これにより、露出脂肪領域が狭くデータ数が少ない場合や、適正露光ではない画素を含む場合に、信頼性の低い第１の平均値が算出されてしまうことを防止して、カロテン量の算出精度を向上することができる。
【００７１】
また、カロテン量算出部２３は、記憶部２０に記憶されているカロテン量の値を読み出し（カロテン量読出ステップＳ６０７）、第１の平均値との間でさらに平均値（第２の平均値）を算出する（第２の平均値算出ステップＳ６１０、脂肪色成分検出ステップ）。そして、カロテン量算出部２３は、算出された第２の平均値を記憶部２０に送り、記憶部２０において、記憶されているカロテン量の値が更新される（カロテン量更新ステップＳ６１１）。
【００７２】
この場合において、カロテン量算出部２３においては、算出された第１の平均値と記憶部２０に記憶されているカロテン量との差分値が算出され（差分値算出ステップＳ６０８）、差分値が所定の閾値ＳＨ２より大きいか否かが判定される（差分値判定ステップＳ６０９）。差分値が所定の閾値ＳＨ２より大きい場合には、第２の平均値の算出（第２の平均値算出ステップＳ６１０）を行わず、また、記憶部２０におけるカロテン量の更新（カロテン量更新ステップＳ６１１）も行わず、後述する脂肪画像領域抽出ステップＳ６１２に移行する。これにより、信頼性の低いデータに基づいて算出されたカロテン量により記憶部２０におけるカロテン量が更新されてしまう不都合を防止することができる。
【００７３】
また、上記閾値ＳＨ２は、観察開始時には大きく設定されており、算出回数が増加するとともに緩やかに減少させられていくので、観察が進行するに従って、差分値が小さい場合でも第２の平均値の算出対象から除外されることになり、記憶部２０に記憶されているカロテン量の変動を抑えることができる。
【００７４】
補正部２４においては、脂肪画像生成部１８において検出された脂肪画像信号（脂肪画像領域抽出ステップＳ６１２）が、記憶部２０に記憶されているカロテン量に基づいて補正される（脂肪画像信号補正ステップＳ６１４、補正ステップ）。補正部２４においては、記憶部２０に記憶されているカロテン量が読み出され、カロテン量に対応して記憶されているゲインが読み出され（ゲイン読出ステップＳ６１３）、脂肪画像信号に乗算される。
ゲインとしては、カロテン量の値が小さいほど大きく、カロテン量の値が大きいほど小さい値が記憶されているので、脂肪に含有されるカロテン量に個人差があっても、同じ脂肪として同様の脂肪画像信号を出力することができる。
【００７５】
そして、脂肪強調部２６においては、後処理部２５から出力された３チャネルの画像信号が、補正部２４から出力される補正された脂肪画像信号に基づいて強調処理される（強調処理ステップＳ６１５）。具体的には、補正された脂肪画像信号の信号値が所定の閾値ＳＨ１より高い領域に対して、画像信号の色強調が行われた特殊光画像が生成され、画像表示部６に送られて表示される（表示ステップＳ７）。
【００７６】
このように、本実施形態に係る画像処理装置１６、生体観察装置１および画像処理方法によれば、脂肪に含有されるカロテン量に個人差があっても、同じ脂肪として同様の脂肪画像信号を有する領域に同様の色強調を行うことができ、脂肪の見分けやすさを安定させることができるという利点がある。
【００７７】
すなわち、カロテン量が多く脂肪の黄色みが強い場合には、脂肪強調部２６における強調度合いが抑えられる補正が補正部２４において行われ、カロテン量が少なく脂肪が白っぽい場合には、脂肪強調部２６における強調度合いを高める補正が補正部２４において行われる。これにより、脂肪の色によらず安定した強調画像を取得することができ、手術を行う場合には、脂肪層内の神経を損傷せずに済むという利点がある。
【００７８】
なお、本実施形態においては、特殊光観察モードにおいて取得された画像信号から露出脂肪を検出することとしたが、これに変えて、白色光観察モードにおいて取得された画像信号から露出脂肪を検出してもよい。
露出脂肪はβカロテンの吸収特性により、白色光画像において彩度の高い黄色い被写体として観察される。これを利用して露出脂肪検出部１９は、露出脂肪の検出処理を行う。
【００７９】
この場合、制御部１７は、白色光観察モードと特殊光観察モードとを所定のタイミングで切り替える。制御部１７から、前処理後の画像信号が白色光画像であるという指示信号が入力されると、露出脂肪検出部１９は、露出脂肪領域の検出処理を開始する。検出処理が開始されると、画像信号が色度座標に変換され、色相が黄色で彩度が所定の閾値ＳＨ１より高い画素が露出脂肪領域として検出される。
【００８０】
制御部１７から特殊光観察モードであるという指示信号が入力されると、カロテン量算出部２３は、特殊光観察モードにおいて取得された画像信号に基づいて生成された脂肪画像信号から、直前の白色光観察モードにおいて検出された露出脂肪領域のカロテン量を算出する。そして、補正部２４により脂肪画像信号が補正され、脂肪強調部２６において脂肪強調処理が行われる。
【００８１】
また、本実施形態においては、単一のフレーム画像の場合について説明したが、複数枚のフレーム画像の画像処理にも採用することができる。
この場合、フレーム画像が時間軸方向に複数枚配列され、カロテン量算出部２３により、各フレーム画像におけるカロテン量の平均値をさらに平均して複数枚のフレーム画像におけるカロテン量の平均値を出力する。
このようにすることで、時系列順に取得された複数枚のフレーム画像において検出されたカロテン量が平均され、ノイズ成分をより確実に除去して信頼性を向上することができる。
【００８２】
また、本実施形態においては露出脂肪検出部１９により画像信号中の露出脂肪を自動検出することとしたが、これに代えて、画像表示部６に表示された白色光画像において、操作者が露出脂肪領域を指定する露出脂肪領域指定部（図示略）を備えていてもよい。
また、本実施形態においては、脂肪強調部２６における強調処理を色強調として説明したが、これに代えて、明るさや構造の強調処理を行ってもよい。
【００８３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る画像処理装置１６、生体観察装置３０および画像処理方法について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態の説明において、上述した第１の実施形態に係る画像処理装置１６、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。
【００８４】
第１の実施形態においては、撮像素子１０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が、本実施形態にこいては、これに代えて、図６に示されるように、撮像素子２７としてモノクロＣＣＤを採用し、短波長カットフィルタ２１に代えて、キセノンランプ１１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１２を配置している。
【００８５】
フィルタターレット１２は、例えば、図７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種類のフィルタ群を備えている。図中、符号２９はモータである。
また、フィルタターレット１２は、直動機構２２によってキセノンランプ１１の光軸に交差する方向に移動可能に設けられている。
これにより、フィルタターレット１２は、キセノンランプ１１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。
【００８６】
第１のフィルタ群Ｆ１は、図８Ｃ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から４８０ｎｍ）、緑色（Ｇ１：５５０から５７０ｎｍ）および赤色（Ｒ１：６２０から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。
【００８７】
第２のフィルタ群Ｆ２は、図８Ｂに示されるように、青色（Ｂ２：４００から４９０ｎｍ）、緑色（Ｇ２：５００から５７０ｎｍ）および赤色（Ｒ２：５９０から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。
【００８８】
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、こ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。
【００８９】
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、こ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、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。
【００９０】
信号処理部４は、撮像素子２７により取得された画像信号を照射した照明光の波長ごとに記憶するメモリ２８を備えている。画像処理部１６は、該メモリ２８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１７は、撮像素子２７による撮影タイミング、フィルタターレット１２の回転および画像処理部１６による画像処理のタイミングを同期させるようになっている。
【００９１】
このように構成された本実施形態に係る生体観察装置３０においては、まず、フィルタターレット１２の第２のフィルタ群Ｆ２を、キセノンランプ１１からの光の光軸上に配置される位置に移動して、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被写体における反射光を撮像素子２７で順次撮影する。
【００９２】
各色の照明光に対応する画像情報はメモリ２８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２８から画像処理部１６に送られる。画像処理部１６においては、前処理部１４および後処理部２５において各画像処理が施されるとともに、後処理部２５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、脂肪強調部２６を介して画像表示部６に送られて表示される。
【００９３】
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。
【００９４】
そこで、このような場合には、フィルタターレット１２の第１のフィルタ群Ｆ１を、キセノンランプ１１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被写体における反射光を撮像素子２７で順次撮影する。
【００９５】
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２８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１６に送られる。
画像処理部１６における画像処理は第１の実施形態と同様である。
【００９６】
このように、モノクロＣＣＤ２７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ＣＣＤ１０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、特殊光画像から求めたカロテン量に応じて脂肪画像信号を補正するので、脂肪の色が個人差によって異なる場合でも、脂肪を見分けやすいように表示することができるという利点がある。
【００９７】
なお、本実施形態においては、光源部３が、キセノンランプ１１とフィルタターレット１２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が、これに代えて、図９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）３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄからの光をミラー３２およびダイクロイックミラー３３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。
【００９８】
図９に示す例では、４００から４５０ｎｍ、４５０から５００ｎｍ、５２０から５７０ｎｍ、６００から６５０ｎｍの波長帯域の４個の発光ダイオード３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄを用意している。そして、白色光観察モードでは、図１０Ｂに示されるように青色の照明光として４００から５００ｎｍの発光ダイオード３１ａ，３１ｂ、緑色の照明光として、５２０から５７０ｎｍの発光ダイオード３１ｃ、赤色の照明光として６００から６５０ｎｍの発行ダイオード３１ｄ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１０Ｃに示されるように、青色の照明光として、４５０から５００ｎｍの発光ダイオード３１ｂを使用すればよい。
【００９９】
また、図１１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３４と、各波長帯域の光を撮影する３つのモノクロＣＣＤ３５ａ，３５ｂ，３５ｃとを備える３ＣＣＤ方式を採用してもよい。
色分解プリズム３４は、被写体からの反射光を図１２Ｂ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。
【０１００】
この場合にも、フィルタターレット１２に代えて、直動機構２２によりキセノンランプ１１からの光の光軸上に挿脱可能なフィルタ３６を備えればよい。フィルタ３６は図１２Ｄ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。
【０１０１】
そして、白色光観察モードではフィルタ３６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３６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ＣＣＤ３５ａ，３５ｂ，３５ｃにより取得された画像は合成部３７において３チャネル化され画像処理部１６に入力される。このようにすることで、上記生体観察装置３０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立たせて表示することができる。
【０１０２】
また、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にしてもよい。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理を行うことができ、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。
また、本発明に係る生体観察装置１，３０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】
【０１０３】
１，３０  生体観察装置
３  光源部（照射部）
６  画像表示部（表示部）
８  撮影光学系（撮像部）
１６  画像処理装置（画像処理部）
１８  脂肪画像生成部（脂肪画像領域抽出部）
１９  露出脂肪検出部
２０  記憶部
２３  カロテン量算出部（脂肪色成分検出部）
２４  補正部
２６  脂肪強調部
Ｓ６０１  脂肪画像領域抽出ステップ
Ｓ６１０  第２の平均値算出ステップ（脂肪色成分検出ステップ）
Ｓ６１４  脂肪画像信号補正ステップ（補正ステップ）
【図１】
0006473222.tif 000002
【図２Ａ】
0006473222.tif 000003
【図２Ｂ】
0006473222.tif 000004
【図２Ｃ】
0006473222.tif 000005
【図２Ｄ】
0006473222.tif 000006
【図３】
0006473222.tif 000007
【図４】
0006473222.tif 000008
【図５】
0006473222.tif 000009
【図６】
0006473222.tif 000010
【図７】
0006473222.tif 000011
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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