(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡を用いて観察対象を撮影した内視鏡画像を取得する画像取得部と、
前記内視鏡画像を用いて、前記内視鏡画像、前記内視鏡画像を用いて算出する生体情報、または、前記生体情報の算出に使用するデータの補正値を算出する補正値算出部と、
前記内視鏡画像を用いて、前記補正値の使用の可否を判断する判断基準となる指標値を１種類または複数種類算出する指標値算出部と、
前記内視鏡画像が補正に適切か否かを、前記指標値を用いて判定する判定部と、
前記内視鏡画像が補正に適切であると前記判定部が判定した場合に、補正に適切と判定した前記内視鏡画像を用いて算出した前記補正値を用いて、前記内視鏡画像、前記生体情報、または、前記データを補正する補正部と、
を備え、
前記指標値算出部は、前記内視鏡画像間で比較した前記観察対象の動き量、１つの前記内視鏡画像内における前記観察対象の動き量、明るさ、画素値、または、付着物の有無もしくは付着量を前記指標値とする内視鏡システム。
【請求項２】
前記画像取得部は、前記指標値の算出に使用する前記内視鏡画像を複数回に取得し、
前記指標値算出部は、各回の前記内視鏡画像についてそれぞれ前記指標値を算出し、かつ、
前記判定部は、各回の前記内視鏡画像がそれぞれ補正に適切か否かを判定する請求項１に記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記指標値算出部が複数種類の前記指標値を算出する場合、
前記判定部は、前記指標値ごとに、前記内視鏡画像が補正に適切か否かを判定し、前記指標値ごとの判定結果を組み合わせて前記内視鏡画像が補正に適切か否かの総合的な判定をする請求項１または２に記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記判定部は、前記指標値を閾値と比較して、前記内視鏡画像が補正に適切か否かを判定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記画像取得部は、前記内視鏡を用いて各々異なるタイミングにおいて前記観察対象を撮影した複数の前記内視鏡画像を取得し、
前記補正値算出部は、複数の前記内視鏡画像を用いて前記補正値を算出し、
前記指標値算出部は、１または複数の前記内視鏡画像を用いて前記指標値を算出する請求項１〜４のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項６】
照明光または照明光の照射条件を制御する制御部を備え、
前記画像取得部は、前記照明光または前記照明光の照射条件、及び、撮影のタイミングが異なる複数の前記内視鏡画像を取得する請求項５に記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記画像取得部は、前記内視鏡画像として、前記補正値の算出に使用する補正値算出用画像と、前記生体情報の算出に使用する生体情報算出用画像と、を取得する請求項５または６に記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記指標値算出部は、前記生体情報算出用画像を用いて前記指標値を算出し、
前記判定部は、前記生体情報算出用画像を用いて算出した前記指標値を用いて判定し、かつ、
前記判定部が適切であると判定した場合に、前記画像取得部は、前記補正値算出用画像を取得する請求項７に記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記指標値算出部は、前記補正値算出用画像を用いて前記指標値を算出し、
前記判定部は、前記補正値算出用画像を用いて算出した前記指標値を用いて適切か否かを判定し、かつ、
前記判定部が適切であると判定した場合に、前記画像取得部は、前記補正値算出用画像の取得を停止する請求項７に記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記内視鏡画像を用いて生成した観察画像と、前記判定部が行う判定の結果、または、補正に適切な前記内視鏡画像を取得済みであるか否かのうちいずれかを表示する表示部を備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
内視鏡を用いて観察対象を撮影した内視鏡画像を取得する画像取得部と、
前記内視鏡画像を用いて、前記内視鏡画像、前記内視鏡画像を用いて算出する生体情報、または、前記生体情報の算出に使用するデータの補正値を算出する補正値算出部と、
前記内視鏡画像を用いて、前記補正値の使用の可否を判断する判断基準となる指標値を１種類または複数種類算出する指標値算出部と、
前記内視鏡画像が補正に適切か否かを、前記指標値を用いて判定する判定部と、
前記内視鏡画像が補正に適切であると前記判定部が判定した場合に、補正に適切と判定した前記内視鏡画像を用いて算出した前記補正値を用いて、前記内視鏡画像、前記生体情報、または、前記データを補正する補正部と、
を備え、
前記指標値算出部は、前記内視鏡画像間で比較した前記観察対象の動き量、１つの前記内視鏡画像内における前記観察対象の動き量、明るさ、画素値、または、付着物の有無もしくは付着量を前記指標値とするプロセッサ装置。
【請求項１２】
画像取得部が、内視鏡を用いて観察対象を撮影した内視鏡画像を取得するステップと、
補正値算出部が、前記内視鏡画像を用いて、前記内視鏡画像、前記内視鏡画像を用いて算出する生体情報、または、前記生体情報の算出に使用するデータの補正値を算出するステップと、
指標値算出部が、前記内視鏡画像を用いて、前記補正値の使用の可否を判断する判断基準となる指標値を１種類または複数種類算出するステップと、
判定部が、前記内視鏡画像が補正に適切か否かを、前記指標値を用いて判定するステップと、
前記内視鏡画像が補正に適切であると前記判定部が判定した場合に、補正部が、補正に適切と判定した前記内視鏡画像を用いて算出した前記補正値を用いて、前記内視鏡画像、前記生体情報、または、前記データを補正するステップと、
を備え、
前記指標値算出部が、前記内視鏡画像を用いて、前記補正値の使用の可否を判断する判断基準となる指標値を１種類または複数種類算出するステップにおいて、前記内視鏡画像間で比較した前記観察対象の動き量、１つの前記内視鏡画像内における前記観察対象の動き量、明るさ、画素値、または、付着物の有無もしくは付着量を前記指標値と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、内視鏡を用いて観察対象を撮影して得る内視鏡画像を用いて演算する内視鏡システム、プロセッサ装置、及び内視鏡システム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、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いて診断することが一般的になっている。特に、内視鏡を用いて観察対象を撮影して内視鏡画像を得るだけでなく、内視鏡画像を用いて血管等の組織や腺管構造等の構造を強調した表示用の画像（以下、観察画像という）を生成及び表示する内視鏡システムが普及している。また、近年においては、内視鏡画像を用いて生体情報を得る内視鏡システムもある。例えば、血中ヘモグロビンの酸素飽和度（生体情報）を用いた病変部の診断が行われつつある。例えば、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が異なる波長帯域の光等を観察対象に照射して複数の内視鏡画像を取得し、これら複数の内視鏡画像を用いて所定の演算をして酸素飽和度を算出する方法がある（特許文献１及び特許文献２）。
【０００３】
酸素飽和度等の生体情報は、食道、胃、もしくは大腸等の部位の違い、または、患者の性別若しくは年齢といった患者の個体差に起因して異なる場合がある。このため、特許文献１の内視鏡システムにおいては、実際に観察する患者及び部位を撮影した内視鏡画像を用いて、酸素飽和度の算出に使用するデータを補正（キャリブレーション）しておくことによって、観察する部位の違いや患者の個体差等に依らずに、正確な酸素飽和度を算出できるようにしている。また、特許文献２の内視鏡システムにおいては、現在と過去の酸素飽和度を比較して、算出した酸素飽和度を補正し、正確な酸素飽和度を求めるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−０２２３４１号公報
【特許文献２】特開２０１５−１３９６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
酸素飽和度等の生体情報の算出に使用するデータ等を補正するためには、当然ながら、どの程度補正すればよいかを表す補正値を求める必要がある。例えば生体情報として酸素飽和度を算出する場合、特許文献２の内視鏡システムのように、患者及び部位に関して過去の酸素飽和度等のデータを蓄積している場合を除けば、特許文献１の内視鏡システムのように、通常はリアルタイムに患者を撮影して得た内視鏡画像を用いて補正値を求めなければならない。
【０００６】
また、補正値が不正確な場合、この不正確な補正値を用いて補正したデータ等を使用して生体情報を算出すれば、当然に、算出した生体情報も不正確になる。このため、補正値の算出に使用する内視鏡画像（以下、補正値算出用画像という）は、補正値の算出誤差が許容範囲に収まる適切な条件において観察対象を撮影した画像でなければならない。
【０００７】
しかしながら、補正値算出用画像を得る際に、撮影の条件が適切であるか否かをリアルタイムに判断するのは容易ではない。例えば、観察対象に動きがある状況で観察対象を撮影して得た内視鏡画像を補正値算出用画像として用いると、補正値の算出誤差が大きくなってしまうので、動きがない状況で観察対象を撮影して得た内視鏡画像を補正値算出用画像として用いることが好ましい。しかし、生体である観察対象の動きを停止することはできないので、補正値算出用画像を得る際の撮影条件としてどの程度の動きまでが補正値の算出の際に許容できるのかをリアルタイムに判断する必要がある。これは補正値の算出方法等に精通していなければできない判断であるから、内視鏡システムの使用者である医師等には通常は困難な判断である。照明光の光量等の他の撮影の条件についても同様である。
【０００８】
本発明は、撮影の条件が適切であるか否かを判断して自動的に生体情報の算出に使用するデータ等を補正する内視鏡システム、プロセッサ装置、及び、内視鏡システム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、内視鏡を用いて観察対象を撮影した内視鏡画像を取得する画像取得部と、内視鏡画像を用いて、内視鏡画像、内視鏡画像を用いて算出する生体情報、または、生体情報の算出に使用するデータの補正値を算出する補正値算出部と、内視鏡画像を用いて、補正値の使用の可否を判断する判断基準となる指標値を１種類または複数種類算出する指標値算出部と、内視鏡画像が補正に適切か否かを、指標値を用いて判定する判定部と、内視鏡画像が補正に適切であると判定部が判定した場合に、補正に適切と判定した内視鏡画像を用いて算出した補正値を用いて、内視鏡画像、生体情報、または、データを補正する補正部と、を備え、指標値算出部は、内視鏡画像間で比較した観察対象の動き量、１つの内視鏡画像内における観察対象の動き量、明るさ、画素値、または、付着物の有無もしくは付着量について、指標値を算出する。
【００１０】
画像取得部は、指標値の算出に使用する内視鏡画像を複数回に取得し、指標値算出部は、各回の内視鏡画像についてそれぞれ指標値を算出し、かつ、判定部は、各回の内視鏡画像がそれぞれ補正に適切か否かを判定することが好ましい。
【００１１】
指標値算出部が複数種類の指標値を算出する場合、判定部は、指標値ごとに、内視鏡画像が補正に適切か否かを判定することが好ましい。
【００１２】
判定部は、指標値を閾値と比較して、内視鏡画像が補正に適切か否かを判定することが好ましい。
【００１３】
画像取得部は、内視鏡を用いて各々異なるタイミングにおいて観察対象を撮影した複数の内視鏡画像を取得し、補正値算出部は、複数の内視鏡画像を用いて補正値を算出し、指標値算出部は、１または複数の内視鏡画像を用いて指標値を算出することが好ましい。
【００１４】
照明光または照明光の照射条件を制御する制御部を備え、画像取得部は、照明光または照明光の照射条件、及び、撮影のタイミングが異なる複数の内視鏡画像を取得することが好ましい。
【００１５】
画像取得部は、内視鏡画像として、補正値の算出に使用する補正値算出用画像と、生体情報の算出に使用する生体情報算出用画像と、を取得することが好ましい。
【００１６】
指標値算出部は、生体情報算出用画像を用いて指標値を算出し、判定部は、生体情報算出用画像を用いて算出した指標値を用いて判定し、かつ、判定部が適切であると判定した場合に、画像取得部は、補正値算出用画像を取得することが好ましい。
【００１７】
指標値算出部は、補正値算出用画像を用いて指標値を算出し、判定部は、補正値算出用画像を用いて算出した指標値を用いて適切か否かを判定し、かつ、判定部が適切であると判定した場合に、画像取得部は、補正値算出用画像の取得を停止することが好ましい。
【００１８】
内視鏡画像を用いて生成した観察画像、判定部が行う判定結果、または、補正に適切な内視鏡画像を取得済みであるか否かのうちいずれか１以上を表示する表示部を備えることが好ましい。
【００２０】
本発明のプロセッサ装置は、内視鏡を用いて観察対象を撮影した内視鏡画像を取得する画像取得部と、内視鏡画像を用いて、内視鏡画像、内視鏡画像を用いて算出する生体情報、または、生体情報の算出に使用するデータの補正値を算出する補正値算出部と、内視鏡画像を用いて、補正値の使用の可否を判断する判断基準となる指標値を１種類または複数種類算出する指標値算出部と、内視鏡画像が補正に適切か否かを、指標値を用いて判定する判定部と、内視鏡画像が補正に適切であると判定部が判定した場合に、補正に適切と判定した内視鏡画像を用いて算出した補正値を用いて、内視鏡画像、生体情報、または、データを補正する補正部と、を備え、指標値算出部は、内視鏡画像間で比較した観察対象の動き量、１つの内視鏡画像内における観察対象の動き量、明るさ、画素値、または、付着物の有無もしくは付着量について、指標値を算出する。
【００２１】
本発明の内視鏡システムの作動方法は、画像取得部が、内視鏡を用いて観察対象を撮影した内視鏡画像を取得するステップと、補正値算出部が、内視鏡画像を用いて、内視鏡画像、内視鏡画像を用いて算出する生体情報、または、生体情報の算出に使用するデータの補正値を算出するステップと、指標値算出部が、内視鏡画像を用いて、補正値の使用の可否を判断する判断基準となる指標値を１種類または複数種類算出するステップと、判定部が、内視鏡画像が補正に適切か否かを、指標値を用いて判定するステップと、内視鏡画像が補正に適切であると判定部が判定した場合に、補正部が、補正に適切と判定した内視鏡画像を用いて算出した補正値を用いて、内視鏡画像、生体情報、または、データを補正するステップと、を備え、指標値算出部が、内視鏡画像を用いて、補正値の使用の可否を判断する判断基準となる指標値を１種類または複数種類算出するステップにおいて、内視鏡画像間で比較した観察対象の動き量、１つの内視鏡画像内における観察対象の動き量、明るさ、画素値、または、付着物の有無もしくは付着量について、指標値を算出する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、撮影の条件が適切であるか否かを判断して自動的に生体情報の算出に使用するデータ等を補正する本発明の内視鏡システム、プロセッサ装置、及び、内視鏡システムの作動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【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】特殊処理部のブロック図である。
【図４】第１実施形態における特殊画像生成部のブロック図である。
【図５】演算値と酸素飽和度との相関関係を表す特徴空間である。
【図６】酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。
【図７】特殊観察モード（酸素飽和度観察モード）のフローチャートである。
【図８】補正動作におけるモニタの表示画面である。
【図９】本動作におけるモニタの表示画面である。
【図１０】変形例の特殊観察画像生成部のブロック図である。
【図１１】変形例の特殊観察画像生成部のブロック図である。
【図１２】生体情報表示部を設けたモニタの表示画面である。
【図１３】判定結果表示部を設けたモニタの表示画面である。
【図１４】補正値算出用画像取得状況表示部を設けたモニタの表示画面である。
【図１５】内視鏡画像の取得等に関するタイミングチャートである。
【図１６】内視鏡画像の取得等に関するタイミングチャートである。
【図１７】内視鏡画像の取得等に関するタイミングチャートである。
【図１８】内視鏡画像の取得等に関するタイミングチャートである。
【図１９】内視鏡画像の取得等に関するタイミングチャートである。
【図２０】内視鏡画像の取得等に関するタイミングチャートである。
【図２１】内視鏡画像の取得等に関するタイミングチャートである。
【図２２】第２実施形態の補正動作のフローチャートである。
【図２３】変形例の内視鏡システムのブロック図である。
【図２４】カプセル内視鏡の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１実施形態］
図１に示すように、内視鏡システム１０は、観察対象を撮影する内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６と、表示部であるモニタ１８と、コンソール１９とを有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続するとともに、プロセッサ装置１６に電気的に接続する。内視鏡１２は、被検体内に挿入する挿入部１２ａと、挿入部１２ａの基端部分に設けられた操作部１２ｂと、挿入部１２ａの先端側に設けられた湾曲部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。この湾曲部１２ｃが湾曲した結果、先端部１２ｄが所望の方向に向く。なお、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。
【００２５】
また、操作部１２ｂには、アングルノブ１２ｅの他、モード切り替えスイッチ１３ａ、ズーム操作部１３ｂが設けられている。モード切り替えスイッチ１３ａは、観察モードの切り替え操作に用いる。内視鏡システム１０は、通常観察モードと特殊観察モードを有する。通常観察モードは、照明光に白色光を用いて観察対象を撮影して得る自然な色合いの観察画像（以下、通常観察画像という）をモニタ１８に表示する観察モードである。
【００２６】
特殊観察モードは、内視鏡１２を用いて観察対象を撮影した内視鏡画像を用いて、観察対象の生体情報を算出及び表示し、または、観察対象の特定の組織もしくは構造を強調等した観察画像を生成及び表示する。以下において、観察対象の生体情報を算出及び表示する場合の特殊観察モードを、生体情報観察モードといい、観察対象の特定の組織もしくは構造を強調等した観察画像を生成及び表示する場合の特殊観察モードを、強調観察モードという。なお、これらは例であり、特殊観察モードは、観察対象の生体情報を算出及び表示し、かつ、観察対象の特定の組織もしくは構造を強調等した観察画像を生成及び表示することができる。
【００２７】
生体情報とは、通常観察画像からは一見して知得することが容易でない生体に関する情報であり、例えば、酸素飽和度または血管の密度等の観察対象に関する数値的な情報である。また、強調観察モードにおける「特定の組織もしくは構造の強調等」には、観察可能な組織または構造の中から、１または複数種類の特定の組織または構造を強調等することのみならず、１種類の特定の組織または構造の中から、一部の共通の特性を有する組織または構造を強調等することを含む。すなわち、強調観察モードにおいては、観察可能な組織または構造のうち、例えば血管という特定の組織を強調等するが、設定によっては、全ての血管を強調等するのではなく、例えば粘膜表面等の所定の基準点からの特定の深さにある血管のみを選択的に強調等することができる。また、例えば、強調観察モードにおいては、太さが特定の範囲内にある血管のみを選択的に強調等することができる。
【００２８】
また、特殊観察モードは、上記のように、内視鏡画像を用いて、生体情報を算出及び表示し、または、特定の組織もしくは構造を強調等して表示する動作（以下、本動作という）の他に、補正動作を含む。補正動作は、「本動作において使用する内視鏡画像」、「本動作において算出する生体情報」、または、「本動作において生体情報の算出に使用するデータ」の補正をする動作である。
【００２９】
補正動作時に、上記「本動作において使用する内視鏡画像」、「本動作において算出する生体情報」、または、「本動作において生体情報の算出に使用するデータ」の補正に使用する内視鏡画像が補正値算出用画像である。本実施形態においては、補正動作時に、内視鏡１２を用いて各々異なるタイミングにおいて観察対象を撮影して得る複数の内視鏡画像が正値算出用画像である。
【００３０】
具体的には、生体情報観察モードの場合、「本動作において使用する内視鏡画像」とは、本動作において生体情報の算出に用いる内視鏡画像（以下、生体情報算出用画像という）、または、本動作において算出した生体情報を表示する観察画像の生成に用いる内視鏡画像である。また、強調観察モードの場合には、「本動作において使用する内視鏡画像」とは、本動作において強調等する組織もしくは構造の特定に用いる内視鏡画像、または、本動作において特定の組織もしくは構造を強調等した観察画像の生成に用いる内視鏡画像である。
【００３１】
「本動作において算出する生体情報」とは、特殊観察モードが生体情報観察モードの場合に算出する酸素飽和度等の生体情報である。また、「本動作において生体情報の算出に使用するデータ」とは、内視鏡画像の他に、生体情報の算出に使用するデータである。例えば、生体情報として酸素飽和度を算出する場合、複数の内視鏡画像を用いて算出する演算値を、酸素飽和度に対応付けるためのデータテーブルまたは変換関数等である。
【００３２】
なお、「本動作において使用する内視鏡画像」、「本動作において算出する生体情報」、または、「本動作において生体情報の算出に使用するデータ」の補正は、正確な生体情報を算出するための、または、正確に特定の組織や構造を強調等するために行う特殊観察モードの校正（キャリブレーション）である。
【００３３】
特殊観察モードの一例である生体情報観察モードにおいては、内視鏡システム１０は、内視鏡画像を用いて演算し、その演算結果を生体情報に対応付ける予め用意したデータを用いて、目的とする生体情報を算出する。これが、生体情報観察モードの本動作である。一方、補正動作においては、内視鏡画像を用いて補正値を算出する。そして、算出した補正値を用いて、「本動作において使用する内視鏡画像」、「本動作において算出する生体情報」、または、「本動作において生体情報の算出に使用するデータ」を補正する。これにより、生体情報観察モードの場合には、本動作において、生体情報を正確に算出することができ、強調観察モードの場合には、特定の組織もしくは構造を正確に強調等した観察画像を生成及び表示することができる。
【００３４】
以下、本実施形態においては、特殊観察モードは酸素飽和度を算出及び表示する生体情報観察モードである。すなわち、本実施形態の特殊観察モードは、酸素飽和度観察モードである。本実施形態の酸素飽和度観察モードは、本動作において、複数の内視鏡画像を用いて、酸素飽和度と相関がある演算値を算出する。そして、算出した演算値と、演算値を酸素飽和度に対応付けるデータとを用いて酸素飽和度を算出する。その後、複数の内視鏡画像と、算出した酸素飽和度とを用いて、酸素飽和度の値を疑似カラーを用いて示す観察画像（以下、酸素飽和度画像１１０（図９参照）という）を生成及び表示する。また、本実施形態の酸素飽和度観察モードは、補正動作において、内視鏡１２を用いて各々異なるタイミングにおいて観察対象を撮影して得る複数の内視鏡画像（補正値算出用画像）を用いて補正値を算出する。そして、算出した補正値を用いて、本動作時に酸素飽和度の算出に使用するデータ（すなわち、上記「演算値を酸素飽和度に対応付けるデータ」）を補正する。
【００３５】
プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール１９と電気的に接続する。モニタ１８は、各観察モードの観察画像や観察画像に付帯する画像情報等を出力表示する。コンソール１９は、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入力部の１つである。なお、プロセッサ装置１６には、画像や画像情報等を記録する外付けの記録部（図示省略）を接続してもよい。
【００３６】
図２に示すように、光源装置１４は、照明光を発光する光源部２０と、光源部２０の駆動を制御する光源制御部２２と、を備えている。
【００３７】
光源部２０は、ＢＳ光源２０ａ、ＢＬ光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及び、Ｒ光源２０ｄの４個の光源を備える。本実施形態においては、ＢＳ光源２０ａ、ＢＬ光源２０ｂ、Ｇ光源２０ｃ、及び、Ｒ光源２０ｄはいずれもＬＥＤ(Light Emitting Diode)である。光源部２０には、これらのＬＥＤの代わりに、ＬＤ(Laser Diode)と蛍光体と帯域制限フィルタとの組み合わせや、キセノンランプ等のランプと帯域制限フィルタの組み合わせ等を用いることができる。
【００３８】
ＢＳ光源２０ａは、中心波長が約４５０±１０ｎｍ、波長帯域が約４２０ｎｍ〜５００ｎｍの第１青色光ＢＳを発光する青色光源である。ＢＬ光源２０ｂは、中心波長及び波長帯域が約４７０ｎｍ±１０ｎｍであり、青色のいわゆる狭帯域光（以下、第２青色光ＢＬという）を発光する青色光源である。Ｇ光源２０ｃは、中心波長が約５４０±２０ｎｍ、波長帯域が約４８０ｎｍ〜６００ｎｍに及ぶ緑色光Ｇを発光する緑色光源である。Ｒ光源２０ｄは、中心波長が約６４０±２０ｎｍ、波長帯域が約６００ｎｍ〜６５０ｎｍに及ぶ赤色光Ｒを発光する赤色光源である。
【００３９】
光源制御部２２は、照明光または照明光の照射条件のうち少なくとも一方を制御する制御部である。照明光を制御するとは、照明光の波長帯域または波長（分光スペクトル、中心波長、平均波長、最長波長もしくは最小波長等）を変更することをいう。照明光の照射条件とは、例えば照明光の光量、発光時間もしくは照射時間、または、発光タイミングもしくは照射タイミング等であり、照射条件の制御とはこれら照射条件の少なくとも１つを調節することをいう。
【００４０】
具体的には、光源制御部２２は、光源部２０を構成する各光源２０ａ〜２０ｄの点灯や消灯のタイミング、及び点灯時の発光量等をそれぞれ独立に制御する。この光源制御部２２の制御により、光源部２０は、通常観察モードにおいて使用する通常観察用照明光と、特殊観察モードにおいて使用する特殊観察用照明光と、をそれぞれ適切な光量及びタイミング等で発光する。
【００４１】
通常観察モードの場合、光源制御部２２は、ＢＳ光源２０ａ、Ｇ光源２０ｃ、及びＲ光源２０ｄを同時に点灯する。このため、通常観察用照明光は、第１青色光ＢＳと、緑色光Ｇと、赤色光Ｒとを含む白色光である。本明細書においては、白色光には、白色光とみなすことができる擬似白色光を含む。また、本実施形態においては、通常観察モードの場合、光源部２０は上記白色光を常時点灯するが、撮影フレームに合わせて、白色光を発光しても良い。
【００４２】
特殊観察用照明光は、本動作において用いる本動作用照明光と、補正動作において用いる補正動作用照明光と、を含む。本動作用照明光及び補正動作用照明光は、特殊観察モードの実際的態様に応じて、それぞれ、１または複数の色の光（波長、波長帯域、または分光スペクトルが異なる複数種類の光）を含む。また、本動作用照明光と補正動作用照明光とは、特殊観察モードの実際的態様によっては、互いに異なる場合があり、また、互いに等しい場合がある。
【００４３】
本実施形態の特殊観察モードである酸素飽和度観察モードにおいては、光源制御部２２は本動作において第１パターンと第２パターンで各光源２０ａ〜２０ｄの点灯及び消灯を交互に繰り返す。第１パターンは、ＢＬ光源２０ｂを単独で点灯する発光パターンである。このため、第１パターンの際には、第２青色光ＢＬが特殊観察用照明光になる。一方、第２パターンは、ＢＳ光源２０ａと、Ｇ光源２０ｃと、Ｒ光源２０ｄを同時に点灯するパターンである。このため、第２パターンの際には、第１青色光ＢＳと、緑色光Ｇと、赤色光Ｒとを含む白色光が特殊観察用照明光になる。したがって、酸素飽和度観察モードは、本動作において、第２青色光ＢＬと白色光が撮影フレームに合わせて交互に発光する。
【００４４】
また、光源制御部２２は、補正動作においても上記第１パターンと第２パターンの点灯及び消灯を撮影フレームに合わせて交互に繰り返す。したがって、本実施形態の特殊観察モードである酸素飽和度観察モードにおいては、本動作用照明光と補正動作用照明光は等しく、発光のパターンも同じである。このように、補正動作においても、本動作用照明光と等しい補正用照明光を発光するのは、補正動作においても酸素飽和度を算出し、補正動作において算出した酸素飽和度を補正値として、本動作において酸素飽和度の算出に用いるデータの補正をするからである。
【００４５】
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。
【００４６】
内視鏡１２の先端部１２ｄには、照明光学系３０ａと撮影光学系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照射される。撮影光学系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影する。なお、ズームレンズ４７は、ズーム操作部１３ｂの操作をすることで移動し、イメージセンサ４８を用いて撮影する観察対象を拡大または縮小する。
【００４７】
イメージセンサ４８は、原色系の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、主として青色帯域の光、具体的には波長帯域が３８０〜５６０ｎｍの波長帯域の光を透過する。青色カラーフィルタの透過率は、波長４６０〜４７０ｎｍ付近においてピークになる。緑色カラーフィルタは、主として緑色帯域の光、具体的には、４６０〜４７０ｎｍの波長帯域の光を透過する。赤色カラーフィルタは、主として赤色帯域の光、具体的には、５８０〜７６０ｎｍの波長帯域の光を透過する。
【００４８】
イメージセンサ４８を用いて観察対象を撮影すると、最大で、Ｂ画素において撮影して得るＢ画像（青色画像）、Ｇ画素において撮像して得るＧ画像（緑色画像）、及び、Ｒ画素において撮影して得るＲ画像（赤色画像）の３種類の内視鏡画像を同時に得ることができる。通常観察モードの場合、使用する通常観察用照明光は白色光であり、青色、緑色、及び赤色の成分を含むので、撮影フレーム毎に、Ｂ画像、Ｇ画像、及びＲ画像を得ることができる。
【００４９】
照明光または照明光の照射条件を変更する場合、イメージセンサ４８は、照明光または照明光の照射条件ごとに各々異なるタイミングにおいて観察対象を撮影する。例えば、本実施形態の特殊観察モードにおける特殊観察用照明光は、撮影フレーム毎に、第２青色光ＢＬと、第１青色光ＢＳ、緑色光Ｇ、及び赤色光Ｒからなる白色光とで切り替わる。このため、特殊観察用照明光が第２青色光ＢＬである撮影フレームにおいては実質的にＢ画像のみが得られる。また、特殊観察用照明光が白色光である撮影フレームにおいてはＢ画像、Ｇ画像、及びＲ画像が得られる。以下、特殊観察用照明光が第２青色光ＢＬである撮影フレームで取得するＢ画像をＢ１画像といい、特殊観察用照明光が白色光である撮影フレームにおいて取得するＢ画像、Ｇ画像、及びＲ画像を、それぞれＢ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像という。
【００５０】
Ｂ１画像と、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像は、内視鏡１２を用いて各々異なるタイミングにおいて観察対象を撮影した内視鏡画像であり、相互の撮影タイミングの関係においてマルチフレーム画像という場合がある。例えば、本実施形態の酸素飽和度観察モードにおいては、Ｂ１画像、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像はそれぞれがマルチフレーム画像である。また、複数のマルチフレーム画像という場合には、例えば、Ｂ１画像と、Ｂ２画像、Ｇ２画像、またはＲ２画像のうちのいずれか１以上の画像とを組み合わせた２以上の内視鏡画像である。
【００５１】
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影することにより、上記各色の画像を得ることができる。
【００５２】
プロセッサ装置１６は、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。
【００５３】
制御部５２は、モード切り替えスイッチ１３ａからモード切り替え信号の入力を受けて、光源制御部２２及びイメージセンサ４８に制御信号を入力することにより、観察モードを切り替える。例えば、制御部５２は、光源制御部２２を介して間接的に照明光または照明光の照射条件を制御する制御部として機能する。この他、制御部５２は、照明光の照射タイミングと撮影のタイミングの同期制御等の内視鏡システム１０の統括的制御も行う。
【００５４】
画像取得部５４は、イメージセンサ４８から観察対象の画像を取得する。通常観察モードの場合、画像取得部５４は、撮影フレーム毎に、Ｂ画像、Ｇ画像、及びＲ画像の組を取得する。また、特殊観察モードの場合、画像取得部５４は、撮影フレーム毎に、各撮影フレームにおける特殊観察用照明光に応じた画像を取得する。例えば、特殊観察モードの場合、画像取得部５４は、照明光または照明光の照射条件、及び、撮影のタイミングが異なる複数の内視鏡画像を取得する。本実施形態の特殊観察モードである酸素飽和度観察モードの場合、画像取得部５４は、少なくとも、Ｂ１画像と、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像の組とを撮影フレーム毎に交互に取得する。
【００５５】
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、取得した画像に各種処理を施す。
【００５６】
ＤＳＰ５６は、取得した画像に対し、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。
【００５７】
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。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のため、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に、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影して得る画像なので、イメージセンサ４８の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。
【００５８】
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。
【００５９】
画像処理部６１は、通常処理部６２と、特殊処理部６３とを有する。通常処理部６２は、通常観察モード時に作動し、上記各種処理を施した１撮影フレーム分のＢ画像、Ｇ画像、及びＲ画像に対して、色変換処理、色彩強調処理、及び構造強調処理を施し、通常観察画像を生成する。色変換処理は、ＢＧＲ各色の画像に対して３×３のマトリクス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ（ルックアップテーブル）処理等を行う。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組織や構造を強調する処理である。表示制御部６６は、通常処理部６２から通常観察画像を順次取得し、取得した通常観察画像を表示に適した形式に変換してモニタ１８に順次出力表示する。これにより、通常観察モードの場合、医師等は、通常観察画像の動画を用いて観察対象を観察できる。
【００６０】
特殊処理部６３は、図３に示すように、指標値算出部７１、判定部７２、補正値算出部７３、補正部７４、及び特殊観察画像生成部７５を備える。
【００６１】
指標値算出部７１は、画像取得部５４から取得する内視鏡画像を用いて、１種類または複数種類の指標値を算出する。指標値とは、補正値の算出の可否、または、補正値の使用の可否を判断する判断基準となる数値である。但し、補正値の算出の可否の判断基準とする場合も、補正値の使用の可否の判断基準とする場合も、指標値は実質的に同じである。指標値を「補正値の算出の可否」の判断基準とする場合とは、補正値算出部７３が補正値を算出するか否かを、判定部７２の判定結果を用いて決定する場合である。指標値を「補正値の使用の可否」の判断基準とする場合とは、補正部７４が補正を実行するか否かを、判定部７２の判定結果を用いて決定する場合である。本実施形態においては、判定部７２の判定結果を用いて、補正値算出部７３が補正値を算出するか否かを決定する。このため、本実施形態は、上記の通り、指標値を「補正値の算出の可否」の判断基準とする場合である。
【００６２】
より具体的には、指標値算出部７１は、内視鏡画像間で比較した観察対象の動き量（以下、画像間動き量という）、１つの内視鏡画像内における観察対象の動き量（以下、画像内動き量という）、観察対象もしくは内視鏡画像の明るさ、内視鏡画像の画素値、または、付着物の有無もしくは付着量のうちいずれか１以上について指標値を算出する。
【００６３】
画像間動き量とは、例えば、Ｂ１画像とＢ２画像等、内視鏡１２を用いて各々異なるタイミングで取得した内視鏡画像を比較した際の観察対象の移動、回転、もしくは変形の向きや大きさ、または、これらを用いて演算して得る複合的数値である。移動等の向きや大きさは、複数の内視鏡画像間の対応する点について算出する。複数点について、移動等の向きや大きさを算出する場合には、それらの平均値、中央値、または最大値等の統計量を動き量にすることができる。なお、画像間動き量には、撮影位置の変化、及び、撮影角度の変化に起因した観察対象の動き（内視鏡１２の動きに起因した相対的な観察対象の動き）の大きさ等に関する情報も自動的に含んでいる。
【００６４】
画像内動き量とは、内視鏡画像を撮影した際に観察対象の移動、回転、もしくは変形に起因した内視鏡画像の不鮮明度を表す数値であり、例えば内視鏡画像を周波数解析して得られる数値である。画像内動き量には、内視鏡画像を撮影した際の撮影位置の変化、及び、撮影角度の変化に起因した観察対象の動き（内視鏡１２の動きに起因した相対的な観察対象の動き）の大きさ等に関する情報も自動的に含んでいる。
【００６５】
観察対象もしくは内視鏡画像の明るさとは、例えば、観察対象もしくは内視鏡画像の全体もしくは特定の部分（例えば中央部分）の輝度もしくは明度等である。指標値算出部７１は、例えば、内視鏡画像の全体または特定の部分にある画素の輝度または明度等の平均値または中央値等の統計量を、明るさに関する指標値として算出する。
【００６６】
内視鏡画像の画素値とは、例えば、特定の画素の画素値、または、内視鏡画像の特定の部分もしくは全体における画素値の平均値、中央値、最大値、もしくは最小値等の統計量である。指標値算出部７１は、内視鏡画像の特定の部分または全体における画素値の出現頻度、画素値の分布、または、画素値の分布に関する統計量（標準偏差等）等を、内視鏡画像の画素値に関する指標値として算出することができる。
【００６７】
付着物とは、例えば、残渣、粘液、または散布等（散布の他、塗布、注入または内視鏡１２を用いない投与等を含む）した薬剤である。付着物の付着量とは、付着物がある箇所の個数、面積、色、または濃度（付着物に起因した着色濃度）等である。
【００６８】
判定部７２は、内視鏡画像が補正に適切か否かを、指標値を用いて判定する。具体的には、指標値算出部７１から指標値を取得すると、判定部７２は、取得した指標値を、指標値の種類に応じて予め定めた閾値と比較する。そして、指標値が閾値で定める範囲内にある場合、判定部７２は、内視鏡画像が補正に適切であると判定する（以下、ＯＫ判定という）。一方、指標値が閾値で定める範囲外である場合、判定部７２は、内視鏡画像が補正に適切でないと判定する（以下、ＮＧ判定という）。
【００６９】
判定部７２は、判定結果（ＯＫ判定またはＮＧ判定）を補正値算出部７３または補正部７４に入力する。判定部７２が判定結果を補正値算出部７３に入力する場合、補正値算出部７３は判定結果がＯＫ判定の場合に補正値を算出し、判定結果がＮＧ判定の場合には補正値を算出しない。したがって、判定部７２が判定結果を補正値算出部７３に入力する場合、判定部７２の判定結果は、補正値の算出の可否の判断基準となる。一方、判定部７２が判定結果を補正部７４に入力する場合、補正部７４は判定結果がＯＫ判定の場合に補正を実行し、補正値算出部７３が補正値を算出したとしても、判定結果がＮＧ判定の場合には補正を実行しない。したがって、判定部７２が判定結果を補正部７４に入力する場合、判定部７２の判定結果は、補正値の使用の可否（補正実行の可否）の判断基準となる。本実施形態においては、判定部７２は判定結果を補正値算出部７３に入力する。
【００７０】
なお、指標値算出部７１が複数種類の指標値を算出する場合、判定部７２は指標値算出部７１が算出した複数種類の指標値を全て取得する。そして、各指標値を、各指標値の種類に応じて予め定められた閾値と比較して、指標値ごとに、内視鏡画像が補正に適切か否かの判定をする。そして、全ての指標値の判定結果がＯＫ判定の場合、総合してＯＫ判定を出力する。複数種類の指標値の各判定結果のうちいずれか１以上がＮＧ判定の場合、総合してＮＧ判定を出力する。
【００７１】
補正値算出部７３は、画像取得部５４から取得する内視鏡画像を補正値算出用画像として用いて、「本動作において使用する内視鏡画像」、「本動作において算出する生体情報」、または、「本動作において生体情報の算出に使用するデータ」の補正に使用する補正値を算出する。補正値算出部７３が、「本動作において使用する内視鏡画像」、「本動作において算出する生体情報」、または、「本動作において生体情報の算出に使用するデータ」のうち、どの対象の補正に使用する補正値を算出するかは、特殊観察モードの実際的態様に依存する。本実施形態の特殊観察モードは酸素飽和度観察モードであり、かつ、本動作時に酸素飽和度の算出に使用するデータを補正するので、本実施形態においては、補正値算出部７３は、「本動作において生体情報の算出に使用するデータ」の補正に使用する補正値を算出する。
【００７２】
補正部７４は、補正値算出部７３が算出した補正値を用いて、「本動作において使用する内視鏡画像」、「本動作において算出する生体情報」、または、「本動作において生体情報の算出に使用するデータ」を補正する。当然ながら、補正値算出部７３が、「本動作において使用する内視鏡画像」を対象とする補正値を算出した場合、補正部７４は、補正値算出部７３が算出した補正値を用いて「本動作において使用する内視鏡画像」を補正する。「本動作において算出する生体情報」、または、「本動作において生体情報の算出に使用するデータ」の場合も同様である。
【００７３】
特殊観察画像生成部７５は、本動作において、画像取得部５４から取得する内視鏡画像を用いて、特殊観察モードの実際的態様に応じた観察画像（以下、特殊観察画像という）を生成する。特殊観察モードが生体情報観察モードである場合、特殊観察画像生成部７５は、内視鏡画像を用いて生体情報を算出し、かつ、生体情報を表す特殊観察画像（以下、生体情報画像という）を生成する。特殊観察モードが強調観察モードである場合、特殊観察画像生成部７５は、内視鏡画像を用いて、特定の組織または構造を抽出等（選択その他、強調等しない他の組織または構造と区別する処理を含む）し、かつ、抽出等した特定の組織または構造を強調等した特殊観察画像（以下、強調観察画像という）を生成する。
【００７４】
また、特殊観察画像生成部７５は、補正動作において、内視鏡画像を用いて、上記特殊観察画像の代わりに自然な観察画像を生成する。ここでいう自然な観察画像とは、特定の組織または構造が強調等しておらず、かつ、生体情報の表示のために着色等をしていない観察画像である。すなわち、特殊観察画像生成部７５は、補正動作において、通常観察モードの通常観察画像と同様の観察画像１０１（以下、「通常観察画像」という。図８参照）を生成する。
【００７５】
特殊観察画像生成部７５は、生成した特殊観察画像または通常観察画像１０１を、表示制御部６６を介して、モニタ１８に表示する。すなわち、モニタ１８は、本動作においては特殊観察画像を表示し、補正動作においては通常観察画像１０１を表示する。なお、表示制御部６６は、必要に応じて、特殊観察画像または通常観察画像１０１に関連する情報、医師等の判断を支援する情報、及び、操作入力のボタン等もモニタ１８に表示する。例えば、酸素飽和度画像１１０をモニタ１８に表示する際には、表示制御部６６は、疑似カラーの色と酸素飽和度との対応関係を示すインジケータ（酸素飽和度画像１１０に関連する情報）をモニタ１８に表示する。上記の通り、モニタ１８は、通常観察画像１０１または酸素飽和度画像１１０のように、内視鏡画像を用いて生成した観察画像を表示する表示部である。
【００７６】
本実施形態の特殊観察モードは酸素飽和度観察モードなので、図４に示すように、特殊観察画像生成部７５は、演算値算出部８１、データ記憶部８２、酸素飽和度算出部８３、及び、画像生成部８４を備える。
【００７７】
演算値算出部８１は、画像取得部５４から複数の内視鏡画像を取得し、これら複数の内視鏡画像を用いて、酸素飽和度算出部８３が酸素飽和度の算出に用いる演算値を算出する。具体的には、演算値算出部８１は、Ｂ１画像、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像を取得する。そして、Ｇ２画像に対するＢ１画像の比Ｂ１／Ｇ２と、Ｇ２画像に対するＲ２画像の比Ｒ２／Ｇ２と、をそれぞれ画素ごとに算出する。これらの比Ｂ１／Ｇ２及び比Ｒ２／Ｇ２が酸素飽和度の算出に用いる演算値である。
【００７８】
データ記憶部８２は、演算値算出部８１が算出した上記演算値を用いて、酸素飽和度算出部８３が酸素飽和度を算出する際に使用するデータを記憶する。すなわち、データ記憶部８２は、演算値と酸素飽和度との相関関係をＬＵＴ等の形式で記憶している。図５に示すように、この相関関係を、縦軸Ｌｏｇ（Ｂ１／Ｇ２）及び横軸Ｌｏｇ（Ｒ２／Ｇ２）を用いて形成する特徴空間において表すと、酸素飽和度が同じ値の点を結ぶ等値線が、概ね横方向に沿って形成される。また、等値線は、酸素飽和度が大きくなるほど縦軸方向の下方に位置する。例えば、酸素飽和度が１００％の等値線９３は、酸素飽和度が０％の等値線９４よりも下方に位置する。
【００７９】
上記相関関係は、図６に示す酸化ヘモグロビン（グラフ９６）及び還元ヘモグロビン（グラフ９７）の吸光特性と密接に関連している。具体的には、第２青色光ＢＬの波長（約４７０±１０ｎｍ）は、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大きいので、ヘモグロビンの酸素飽和度に起因して吸光量が変化する。このため、第２青色光ＢＬは、酸素飽和度の情報を取り扱いやすい。したがって、照度ムラ等の補正のためにＧ２画像を用いてＢ１画像を規格化した比Ｂ１／Ｇ２を用いれば、酸素飽和度を算出できる。しかし、比Ｂ１／Ｇ２は酸素飽和度だけでなく、血液量にも依存する。そこで、比Ｂ１／Ｇ２に加えて、主として血液量に依存して変化する比Ｒ２／Ｇ２を用いることで、血液量に影響されることなく、酸素飽和度を算出できるようにしている。なお、Ｇ２画像に含まれる緑色光Ｇの波長（約５４０±２０ｎｍ）は、ヘモグロビンの吸光係数が比較的高いので、血液量に起因して吸光係数が変化しやすい波長である。
【００８０】
なお、上記特徴空間における等値線の位置及び形状は、光散乱の物理的なシミュレーションをした結果として予め得られる。また、データ記憶部８２は、比Ｂ１／Ｇ２及び比Ｒ２／Ｇ２と、酸素飽和度との相関関係を記憶しているが、データ記憶部８２はこの他の相関関係を記憶しておくことができる。例えば、Ｂ１画像、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像に基づく上記とは異なる他の演算（例えば差分処理）をした結果として得る演算値（以下、他の演算値という）を用いて酸素飽和度を算出する場合、データ記憶部８２は、この他の演算値を酸素飽和度に対応付ける相関関係を記憶しておくことができる。
【００８１】
酸素飽和度算出部８３は、データ記憶部８２が記憶するデータである上記相関関係と、演算値算出部８１が算出した演算値と、を用いて酸素飽和度を算出する。具体的には、酸素飽和度算出部８３は、データ記憶部８２が記憶する相関関係を参照し、比Ｂ１／Ｇ２及び比Ｒ２／Ｇ２に対応する酸素飽和度を画素ごとに算出する。例えば、ある画素の比Ｂ１／Ｇ２及び比Ｒ２／Ｇ２に対応する酸素飽和度は、データ記憶部８２が記憶する相関関係を参照すると「４０％」である。したがって、酸素飽和度算出部８３は、この画素における酸素飽和度を「４０％」と算出する（図５参照）。データ記憶部８２が記憶する相関関係が補正部７４によって補正された場合には、酸素飽和度算出部８３は、補正後の相関関係を参照して酸素飽和度を算出する。
【００８２】
なお、比Ｂ１／Ｇ２及び比Ｒ２／Ｇ２が極めて大きくなったり、極めて小さくなったりすることはほとんどない。すなわち、比Ｂ１／Ｇ２及び比Ｒ２／Ｇ２の各値の組み合わせが、酸素飽和度１００％の上限の等値線９３（図５参照）よりも下方に分布したり、反対に、酸素飽和度０％の下限の等値線９４（図５参照）よりも情報に分布したりすることはほとんどない。万が一、比Ｂ１／Ｇ２及び比Ｒ２／Ｇ２の各値の組み合わせが、上限の等値線９３よりも下方に分布する場合には、酸素飽和度算出部８３はその画素の酸素飽和度を上限の「１００％」と算出する。同様に、比Ｂ１／Ｇ２及び比Ｒ２／Ｇ２の各値の組み合わせが、下限の等値線９３よりも上方に分布する場合には、酸素飽和度算出部８３は、その画素の酸素飽和度を「０％」と算出する。また、比Ｂ１／Ｇ２及び比Ｒ２／Ｇ２に対応する点が上限の等値線９３と下限の等値線９４との間に分布しない場合には、その画素における酸素飽和度の信頼度が低いことを表示しても良いし、酸素飽和度を算出しないようにしても良い。
【００８３】
画像生成部８４は、本動作においては、画像取得部５４から取得する複数の内視鏡画像と、酸素飽和度算出部８３が算出した酸素飽和度と、を用いて酸素飽和度画像１１０を生成する。より具体的には、画像生成部８４は、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像を取得し、これらの内視鏡画像に対して酸素飽和度に応じたゲインを画素ごとに施す。例えば、画像生成部８４は、酸素飽和度が６０％以上の画素にはＢ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像のいずれにも同じゲイン「１」を乗じる。これに対して、酸素飽和度が６０％未満の画素には、Ｂ２画像に対して「１」未満のゲインを乗じ、Ｇ２画像及びＲ２画像に対しては「１」以上のゲインを乗じる。その後、画像生成部８４は、上記のようにゲインを施したＢ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像を用いてカラーの観察画像を生成する。このように、酸素飽和度に応じて画素ごとにゲインを施したＢ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像を用いて生成した観察画像が酸素飽和度画像１１０である。画像生成部８４は、生成した酸素飽和度画像１１０を、表示制御部６６を介してモニタ１８に順次表示する。
【００８４】
画像生成部８４が生成した酸素飽和度画像１１０においては、高酸素の領域（本実施形態においては酸素飽和度が６０％以上１００％以下の領域）は、通常観察画像１０１と同様、自然な色になる。一方、酸素飽和度が特定値を下回る低酸素の領域（本実施形態においては酸素飽和度が０％以上６０％未満の領域）は、算出した酸素飽和度の値に応じて、通常観察画像１０１とは異なる色に着色した疑似カラーになる。なお、本実施形態においては、酸素飽和度観察モードの場合に、画像生成部８４は、低酸素の領域だけを疑似カラー化するゲインを乗じているが、高酸素の領域においても酸素飽和度に応じたゲインを施し、酸素飽和度画像１１０の全体を疑似カラー化しても良い。また、低酸素の領域と高酸素の領域を、酸素飽和度６０％を境界にして分けているが、この境界の酸素飽和度の値も任意である。
【００８５】
本動作においては上記のように酸素飽和度画像１１０を生成するのに対し、補正動作においては、画像生成部８４は通常観察画像１０１を生成する。具体的には、補正動作においては、画像生成部８４は、画像取得部５４から、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像を取得し、これらの内視鏡画像を用いてカラーの観察画像を生成する。このように、画像取得部５４から取得したＢ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像をそのまま使用して生成した観察画像は、酸素飽和度観察モード時の通常観察画像１０１である。すなわち、画像生成部８４が生成する通常観察画像１０１は、通常観察モード時に通常処理部６２で生成する通常観察画像とほぼ同様に、観察対象を自然な色で表す。画像生成部８４は、補正動作において生成した通常観察画像１０１を表示制御部６６を介してモニタ１８に順次表示する。
【００８６】
また、本実施形態においては、補正値算出部７３は、判定部７２の判定結果がＯＫ判定の場合に、画像取得部５４から、Ｂ１画像、Ｂ２画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像を取得する。そして、これらの複数の内視鏡画像を用いて、Ｇ２画像に対するＢ１画像の比Ｂ１／Ｇ２と、Ｇ２画像に対するＲ２画像の比Ｒ２／Ｇ２と、をそれぞれ画素ごとに算出する。すなわち、補正値算出部７３は、演算値算出部８１と同様の演算値を算出する。その後、算出した演算値と、データ記憶部８２に予め記憶した補正前の相関関係（以下、デフォルトの相関関係という）を用いて、酸素飽和度算出部８３と同様に画素ごとに酸素飽和度を算出して、その代表値を求める。代表値とは、本実施形態においては平均値であるが、中央値や最頻値等、その他の統計量を代表値とすることができる。
【００８７】
補正値算出部７３が取得した複数の内視鏡画像が補正値の算出に適した状況において観察対象を撮影して得たものであれば、上記代表値は、概ね一定の値になる。例えば、補正動作のために明らかな病変がない適切な箇所を撮影しており、かつ、撮影条件が適切であれば、酸素飽和度の代表値は特定の値（観察部位にもよるが例えば概ね７０％程度）になる。また、特徴空間内での各等値線の形状及び相互関係は、観察対象の個体差等に依らず概ね一定である。したがって、補正値算出部７３が算出した酸素飽和度の値と、この特定の値を比較すれば、デフォルトの相関関係を特徴空間内でどの程度シフトすれば、観察中の観察対象の酸素飽和度を正確に算出することができるようになるかを求めることができる。このデフォルトの相関関係のシフト量及びシフト方向が補正値算出部７３が算出する補正量である。
【００８８】
補正部７４は、補正値算出部７３が算出したシフト量及びシフト方向にしたがってデフォルトの相関関係を補正する。そして、本動作において、酸素飽和度算出部８３は、この補正後の相関関係を用いて酸素飽和度を算出する。
【００８９】
次に、本実施形態の特殊観察モードである酸素飽和度観察モードの一連の動作の流れを、図７に示すフローチャートに沿って説明する。まず、モード切り替えスイッチ１３ａを操作して、酸素飽和度観察モードに切り替えると（Ｓ１０）、特殊処理部６３は補正動作を開始する（Ｓ１１）。補正動作が開始すると、画像取得部５４は、複数の内視鏡画像を順次取得する（Ｓ１２）。そして、特殊観察画像生成部７５は、画像生成部８４において通常観察画像１０１を生成し、かつ、図８に示すように生成した通常観察画像１０１をモニタ１８に表示する（Ｓ１３）。
【００９０】
一方、指標値算出部７１は、画像取得部５４から取得する複数の内視鏡画像を用いて、指標値を算出する（Ｓ１４）。そして、判定部７２は、指標値を用いて、内視鏡画像が補正に適切か否かの判定をする（Ｓ１５）。内視鏡画像が補正に不適切であり、判定部７２の判定結果がＮＧ判定である場合（Ｓ１５：ＮＯ）、判定結果がＯＫ判定になるまで、内視鏡画像の取得（Ｓ１２）と、通常観察画像１０１の生成及び表示（Ｓ１３）と、指標値の算出（Ｓ１４）と、内視鏡画像が補正に適切か否かの判定（Ｓ１５）を繰り返し行う。すなわち、判定結果がＯＫ判定になるまで、画像取得部５４は、補正値の算出に使用する内視鏡画像を複数回取得し、指標値算出部７１は、各回の内視鏡画像についてそれぞれ指標値を算出し、かつ、判定部７２は、各回の内視鏡画像がそれぞれ補正に適切か否かを判定する。
【００９１】
補正に適切な内視鏡画像が得られ、判定部７２の判定結果がＯＫ判定になると（Ｓ１５：ＹＥＳ）、補正値算出部７３は、画像取得部５４から取得した複数の内視鏡画像を用いて補正値を算出する（Ｓ１６）。そして、補正部７４は、補正値算出部７３が算出した補正値を用いて、データ記憶部８２が記憶する相関関係の補正を実行する（Ｓ１７）。その後、制御部５２は、酸素飽和度観察モードの補正動作を終了して本動作に移行する（Ｓ１８）。
【００９２】
本動作に移行すると、特殊観察画像生成部７５は、画像取得部５４から複数の内視鏡画像を改めて取得し（Ｓ１９）、これらの複数の内視鏡画像を用いて演算値算出部８１において演算値を算出する（Ｓ２０）。そして、酸素飽和度算出部８３は、演算値と、データ記憶部８２から補正部７４が補正した補正後の相関関係を用いて、画素ごとに酸素飽和度を算出する（Ｓ２１）。酸素飽和度算出部８３が酸素飽和度を算出すると、画像生成部８４は、酸素飽和度算出部８３が算出した酸素飽和度と、複数の内視鏡画像と、を用いて酸素飽和度画像１１０（図９参照）を生成し、図９に示すように、表示制御部６６を介してモニタ１８に酸素飽和度画像１１０を表示する（Ｓ２２）。このとき、表示制御部６６は、酸素飽和度画像１１０の色と、酸素飽和度の関係を示すインジケータ１１１を酸素飽和度画像１１０に並べて表示する。これら本動作の動作（Ｓ１９〜Ｓ２２）は、特殊観察モードの終了まで繰り返し行う（Ｓ２３）。
【００９３】
上記のように、内視鏡システム１０は、撮影条件が適切であるか否かを判断して自動的に生体情報の算出に使用するデータを補正するので、本動作においては、個体差等に依らず、常に正確な生体情報が得られる。また、医師等は、補正値算出用画像として用いる内視鏡画像が適切に得られるか否かを判断する必要がなく、単に、観察モードを通常観察モードから特殊観察モードに切り替えるだけで良い。このため、内視鏡システム１０は生体条情報等を算出する従来の内視鏡システムと比較して利便性が良い。
【００９４】
さらに、内視鏡システム１０は、観察モードを通常観察モードから特殊観察モードに切り替えた際に補正動作を行うが、補正値算出用画像は、特殊観察モードへの切り替え直後に必ず得るというわけではなく、補正動作の開始後、判定部７２の判定結果がＯＫ判定となって、内視鏡システム１０が撮影条件が適切であると判断した適切なタイミングで補正値算出用画像を取得する。このため、内視鏡システム１０は失敗しない適切なタイミングを見極めて生体情報の算出に使用するデータの補正をすることができる。
【００９５】
上記第１実施形態においては、補正部７４は「本動作において酸素飽和度の算出に用いるデータ」である相関関係を補正しているが、補正部７４は、「本動作において使用する内視鏡画像」または「本動作において算出する生体情報」を補正することができる。
【００９６】
補正部７４が「本動作において使用する内視鏡画像」を補正する場合、図１０に示すように、補正部７４は、本動作において演算値算出部８１が用いる複数の内視鏡画像を画像取得部５４から取得する。そして、補正後の複数の内視鏡画像を演算値算出部８１に入力する。こうすれば、上記第１実施形態と同様に、正確な酸素飽和度を算出できるようになる。なお、この場合の補正値算出部７３は、例えば、酸素飽和度の代表値が、デフォルトの相関関係を参照した際に特定の値（例えば７０％）になるように、Ｂ１画像、Ｇ２画像、及びＲ２画像の１以上に施すゲインを算出し、このゲインを補正値として補正部７４に入力する。
【００９７】
また、補正部７４が「本動作において算出する生体情報」を補正する場合、図１１に示すように、補正部７４は、酸素飽和度算出部８３が算出した酸素飽和度を取得する。そして、補正後の酸素飽和度を、画像生成部８４に入力する。こうすれば、上記第１実施形態と同様に、正確な酸素飽和度を示す酸素飽和度画像１１０を生成及び表示できる。なお、この場合の補正値算出部７３は、例えば、上記第１実施形態と同様に、酸素飽和度の代表値と、特定の値（例えば７０％）の差分等を補正値として算出する。補正部７４は、酸素飽和度算出部８３が算出した酸素飽和度に、補正値を加減乗除等することで、正確な酸素飽和度の値に補正することができる。
【００９８】
上記第１実施形態は本動作において酸素飽和度画像１１０を生成及び表示しているが、酸素飽和度画像１１０にすれば酸素飽和度を容易に把握できるからである。しかし、酸素飽和度以外の生体情報の場合、その種類によっては、酸素飽和度画像１１０のように画像化できない場合、または、画像化せず数値を表示した方が内容の把握がしやすい場合がある。こうした事情があるときには、図１２に示すように、本動作においても、モニタ１８には、通常観察画像１０１を表示する。そして、モニタ１８に生体情報表示部１２１を設けて、算出した生体情報の数値を表示することができる。この場合、特殊観察画像生成部７５は、例外的に、本動作においても補正動作時と同様に通常観察画像１０１を生成する。また、特殊観察画像生成部７５は、表示制御部６６を介して、算出した生体情報を生体情報表示部１２１に表示する。
【００９９】
上記第１実施形態の補正動作においては、モニタ１８は通常観察画像１０１のみを表示するが、補正動作においては、図１３に示すように、判定結果表示部１２２を設け、モニタ１８はさらに判定部７２の判定結果を表示することが好ましい。このように判定部７２の判定結果をモニタ１８に表示すれば、医師等が補正動作の進行状況等を把握できるからである。図１３のように、判定結果表示部１２２にＮＧ判定が表示されれば、医師等は、通常観察画像１０１を見ながら、判定結果がＯＫ判定になるように撮影位置等を積極的に調整することができるようになる。もちろん、モニタ１８には、生体情報表示部１２１と判定結果表示部１２２を両方設けても良い。
【０１００】
上記第１実施形態の補正動作においては、モニタ１８は通常観察画像１０１のみを表示するが、図１４に示すように、補正動作においては、モニタ１８には補正値算出用画像取得状況表示部１２３を設け、補正に適切な内視鏡画像を取得済みか否かを表示することが好ましい。このように、補正に適切な内視鏡画像を取得済みか否かを表示すれば、判定結果表示部１２２を設ける場合と同様に、医師等は補正動作の進行状況等を把握できる。なお、生体情報表示部１２１、判定結果表示部１２２、及び、補正値算出用画像取得状況表示部１２３は、これらのうち２以上を組み合わせて設けることができる。表示部であるモニタ１８には、少なくとも判定結果表示部１２２または補正値算出用画像取得状況表示部１２３を設け、内視鏡画像を用いて生成した観察画像とともに、判定部７２が行う判定の結果、または、補正に適切な内視鏡画像を取得済みであるか否かのうちいずれかを表示することが好ましい。
【０１０１】
なお、上記第１実施形態においては、補正動作及び本動作において取得する複数の内視鏡画像は同じである。また、補正動作において取得する複数の内視鏡画像は、補正値の算出に使用できる他、通常観察画像１０１の生成に使用できる。このため、上記第１実施形態においては、補正動作において補正値の算出に使用する補正値算出用画像（以下、補正値算出用画像ＰCという）と、補正動作において通常観察画像１０１の生成に使用する内視鏡画像（以下、画像生成用画像ＰNという）と、本動作において生体情報の算出等に使用する生体情報算出用画像（以下、生体情報算出用画像ＰSという）と、を区別する必要がない。
【０１０２】
しかし、特殊観察モードの内容によっては、これらを区別しなければならない場合がある。例えば、本動作用照明光と補正動作用照明光が、波長等や波長等の組み合わせが異なる場合には、補正値算出用画像ＰCと生体情報算出用画像ＰSは異なるので、これらを区別しなければならない。このように、補正値算出用画像ＰC、画像生成用画像ＰN、及び、生体情報算出用画像ＰSを区別しなければならない場合、これらを取得するタイミングや使用する内視鏡画像の種類に注意を必要である。このため、以下では、補正値算出用画像ＰC、画像生成用画像ＰN、及び、生体情報算出用画像ＰSの取得タイミング等を例示する。
【０１０３】
まず、画像生成用画像ＰNと、補正値算出用画像ＰCとに区別が必要であり、補正値算出用画像ＰCを用いて通常観察画像１０１を生成できないとする。この場合、図１５に示すように、時刻Ｔ０において観察モードを通常観察モードから特殊観察モードに切り替えて補正動作が開始したとすると、時刻Ｔ０以降の補正動作においては、画像取得部５４は、画像生成用画像ＰNと補正値算出用画像ＰCとを、例えば交互に、両方とも取得する。このため、特殊観察画像生成部７５は、補正動作においては、画像取得部５４から画像生成用画像ＰNを取得して、通常観察画像１０１を生成及び表示する。一方、指標値算出部７１は、画像取得部５４から補正値算出用画像ＰCを取得して指標値を算出し、かつ、判定部７２は、この補正値算出用画像ＰCを用いて算出した指標値を用いて判定をする。
【０１０４】
また、時刻Ｔ０以後の時刻Ｔ１に判定部７２の判定結果がＯＫ判定になったとすると、特殊観察モードは補正動作から本動作に移行し、画像取得部５４は生体情報算出用画像ＰSを取得する。そして、特殊観察画像生成部７５は、生体情報算出用画像ＰSを用いて特殊観察画像を生成及び表示する。また、補正値算出部７３は、指標値算出部７１が指標値の算出に使用した補正値算出用画像ＰCを用いて補正値を算出する。
【０１０５】
上記のように、画像生成用画像ＰNと、補正値算出用画像ＰCとに区別が必要な場合、補正動作においては、画像生成用画像ＰNと補正値算出用画像ＰCを両方とも取得する必要がある。これは、補正動作において、途切れることなく通常観察画像１０１をモニタ１８に表示し続けるためである。
【０１０６】
なお、生体情報の種類によっては、酸素飽和度画像１１０のように画像化して示すことが適当でなく、算出した生体情報を数値で示す必要がある（図１２参照）。この場合、時刻Ｔ１以降の本動作においても画像生成用画像ＰNを取得する必要がある。したがって、例えば、図１６に示すように、時刻Ｔ１以降においては、画像生成用画像ＰNと生体情報算出用画像ＰSとを、例えば交互に、両方とも取得する。そして、特殊観察画像生成部７５は、画像生成用画像ＰNを用いて通常観察画像１０１を生成し、かつ、生体情報算出用画像ＰSを用いて生体情報を算出する。
【０１０７】
あるいは、モニタ上に通常観察画像１０１と特殊観察画像のそれぞれを並べて表示する場合や、通常観察画像１０１と特殊観察画像を重畳して表示したい場合がある。この場合も、時刻Ｔ１以降においては、画像生成用画像ＰNと生体情報算出用画像ＰSとを、例えば交互に、両方とも取得する。そして、特殊観察画像生成部７５は、画像生成用画像ＰNを用いて通常観察画像１０１を生成し、かつ、生体情報算出用画像ＰSを用いて特殊観察画像を生成する。
【０１０８】
また、指標値を、画像生成用画像ＰNを用いて算出できるが、補正値は、画像生成用画像ＰNを用いて算出することができない場合がある。この場合、図１７に示すように、時刻Ｔ０以降の補正動作においては、画像取得部５４は、画像生成用画像ＰNだけを取得すれば良い。そして、特殊観察画像生成部７５は、画像生成用画像ＰNを用いて通常観察画像１０１を生成及び表示する。また、指標値算出部７１もまた画像生成用画像ＰNを用いて指標値を算出し、かつ、判定部７２は、この画像生成用画像ＰNを用いて算出した指標値を用いて判定をする。あるいは、通常観察画像１０１と特殊観察画像の両方、または重畳した画像を表示したい場合には、画像生成用画像ＰNと生体情報算出用画像ＰSとを、例えば交互に取得すれば良い。
【０１０９】
時刻Ｔ１において判定部７２の判定結果がＯＫ判定になったとすると、画像取得部５４は補正値算出用画像ＰCの取得を開始する。その後、時刻Ｔ２において、補正値の算出に必要な補正値算出用画像ＰCが揃ったとすると、特殊観察モードは、補正動作から本動作に移行する。また、補正値算出部７３は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間に取得した補正値算出用画像ＰCを用いて補正値を算出する。なお、時刻Ｔ２以降の本動作においては、画像取得部５４は、生体情報算出用画像ＰSを取得する。このため、特殊観察画像生成部７５は、生体情報算出用画像ＰSを用いて特殊観察画像を生成及び表示する。生体情報を数値で示す必要があり、生体情報算出用画像ＰSから通常観察画像１０１を生成できない場合には、時刻Ｔ２以降の本動作において、画像生成用画像ＰNと生体情報算出用画像ＰSとを、例えば交互に取得すれば良い。
【０１１０】
また、生体情報算出用画像ＰSを用いて、指標値を算出可能であり、かつ、通常観察画像１０１を生成可能である場合、画像取得部５４は、内視鏡画像として、補正値算出用画像ＰCと、生体情報算出用画像ＰSとの２種類の内視鏡画像を取得すれば良い。この場合、図１８に示すように、時刻Ｔ０以降の補正動作においては、画像取得部５４は、生体情報算出用画像ＰSを取得し、指標値算出部７１は生体情報算出用画像ＰSを用いて指標値を算出し、かつ、特殊観察画像生成部７５は生体情報算出用画像ＰSを用いて通常観察画像１０１を生成す及び表示する。また、判定部７２は、生体情報算出用画像ＰSを用いて算出した指標値を用いて判定する。そして、時刻Ｔ１において、判定部７２の判定結果がＯＫ判定となった場合（すなわち判定部７２が適切と判定した場合）に、時刻Ｔ１以降において、画像取得部５４は、補正値算出用画像ＰCを取得する。その後、時刻Ｔ２において、補正値の算出に必要な補正値算出用画像ＰCが揃ったとすると、特殊観察モードは、補正動作から本動作に移行する。また、補正値算出部７３は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２の間に取得した補正値算出用画像ＰCを用いて補正値を算出し、かつ、補正部７４がこの補正値を用いて補正を実行する。時刻Ｔ２以降の本動作においては、例えば生体情報算出用画像ＰSのみを取得し、生体情報算出用画像ＰSを用いて特殊観察画像を生成及び表示する。
【０１１１】
また、生体情報算出用画像ＰSを用いて通常観察画像１０１を生成可能であり、かつ、補正値算出用画像ＰCを用いて指標値を算出可能である場合も、画像取得部５４は、内視鏡画像として、補正値算出用画像ＰCと、生体情報算出用画像ＰSとの２種類の内視鏡画像を取得すれば良い。この場合、図１９に示すように、時刻Ｔ０以降の補正動作においては、画像取得部５４は、生体情報算出用画像ＰSと補正値算出用画像ＰCを例えば交互に取得する。そして、特殊観察画像生成部７５は、生体情報算出用画像ＰSを用いて通常観察画像１０１を生成及び表示し、かつ、指標値算出部７１は補正値算出用画像ＰCを用いて指標値を算出する。また、判定部７２は、補正値算出用画像ＰCを用いて算出した指標値を用いて判定する。そして、時刻Ｔ１において、判定部７２の判定結果がＯＫ判定となった場合（すなわち判定部７２が適切と判定した場合）に、時刻Ｔ１以降において、画像取得部５４は、補正値算出用画像ＰCの取得を停止する。一方、補正値算出部７３は、判定結果がＯＫ判定となった際に指標値の算出に使用した補正値算出用画像ＰCを用いて補正値を算出し、かつ、補正部７４はこの補正値を用いて補正を実行する。時刻Ｔ１以降の本動作においては、例えば、画像取得部５４は、生体情報算出用画像ＰSのみを取得し、特殊観察画像生成部７５は、生体情報算出用画像ＰSを用いて特殊観察画像を生成及び表示する。
【０１１２】
また、指標値を、画像生成用画像ＰN及び補正値算出用画像ＰCを用いて算出できないが、生体情報算出用画像ＰSからは算出でき、かつ、生体情報算出用画像ＰSを用いて通常観察画像１０１が生成できない場合がある。この場合は、図２０に示すように、時刻Ｔ０以降の補正動作においては、画像取得部５４は、画像生成用画像ＰNと生体情報算出用画像ＰSとを、例えば交互に取得する。そして、特殊観察画像生成部７５は、画像生成用画像ＰNを用いて通常観察画像１０１を生成及び表示し、かつ、指標値算出部７１は生体情報算出用画像ＰSを用いて指標値を算出する。
【０１１３】
時刻Ｔ１において判定部７２の判定結果がＯＫ判定になったとすると、画像取得部５４は、補正値算出用画像ＰCを取得する。その後、時刻Ｔ２において、補正値の算出に必要な補正値算出用画像ＰCが揃ったとすると、特殊観察モードは補正動作から本動作に移行する。本動作においては、生体情報算出用画像ＰSのみを取得しても良いし、生体情報算出用画像ＰSと画像生成用画像ＰNを例えば交互に取得しても良い。
【０１１４】
指標値及び補正値が生体情報算出用画像ＰSを用いて算出可能であるが、通常観察画像１０１は生体情報算出用画像ＰSから生成できない場合は、図２１に示すように、時刻Ｔ０以降の補正動作において、画像取得部５４は、画像生成用画像ＰNと生体情報算出用画像ＰSとを例えば交互に取得する。そして、特殊観察画像生成部７５は、画像生成用画像ＰNを用いて通常観察画像１０１を生成及び表示し、かつ、指標値算出部７１は、生体情報算出用画像ＰSを用いて指標値を算出する。
【０１１５】
時刻Ｔ１において判定部７２の判定結果がＯＫ判定になったとすると、特殊観察モードは補正動作から本動作に移行するが、本例においては、本動作においても画像生成用画像ＰNと生体情報算出用画像ＰSとを例えば交互に取得する。そして、特殊観察画像生成部７５は、生体情報算出用画像ＰSを用いて生体情報を算出し、かつ、算出した生体情報と画像生成用画像ＰNとを用いて特殊観察画像を生成及び表示する。
【０１１６】
上記のように、補正値算出用画像ＰC、画像生成用画像ＰN、及び、生体情報算出用画像ＰSを区別しなければならい場合には、指標値、補正値、及び生体情報等を、どの内視鏡画像から算出できるか等を考慮する。もちろん、上記は例に過ぎないので、上記の例を参考に、実際には特殊観察モードの実際的態様に応じて決める必要がある。
【０１１７】
［第２実施形態］
第１実施形態においては、判定部７２の判定結果がＯＫ判定になったら、補正値算出部７３は補正値を１個算出し、補正部７４はこの１個の補正値を用いて相関関係等を補正する。しかし、撮影条件等については、内視鏡画像が補正に適切である場合でも、補正値には計測の誤差が含まれる。このため、補正動作においては、補正値を複数算出し、算出した複数の補正値の平均値または中央値等を、補正部７４で使用する補正値にすることが好ましい。
【０１１８】
この場合、図２２に示すように、内視鏡システム１０は、補正動作を開始すると（Ｓ３１）、画像取得部５４が内視鏡画像を取得し（Ｓ３２）、特殊観察画像生成部７５は取得した内視鏡画像を用いて通常観察画像１０１を生成及び表示する（Ｓ３３）。一方、指標値算出部７１は、取得した内視鏡画像を用いて指標値を算出し（Ｓ３４）、かつ、判定部７２は、指標値を用いて、取得した内視鏡画像が補正に適切か否かを判定する（Ｓ３５）。また、判定部７２の判定結果がＮＧ判定の場合には上記ステップＳ３１からステップＳ３５を繰り返し（Ｓ３５：ＮＯ）、判定部７２の判定結果がＯＫ判定の場合には補正値算出部７３は取得した内視鏡画像を用いて補正値を算出する（Ｓ３５：ＹＥＳ）。
【０１１９】
ここまでは第１実施形態と同様であるが、本実施形態においては、その後、すぐに補正を実行するのではなく、補正値算出部７３は算出した補正値を記憶し、かつ、規定数の補正値を蓄積したかをチェックする（Ｓ３７）。規定数とは、設定等により予め定めた数量であり、例えば、「１０個」である。規定数の補正値を蓄積していない場合（Ｓ３５：ＮＯ）、上記ステップＳ３２からステップＳ３６を繰り返すことにより、補正値を複数回算出し蓄積する。補正値算出部７３が規定数の補正値を蓄積すると（Ｓ３５：ＹＥＳ）、補正値算出部７３は蓄積した規定数の補正値の平均値等を算出する（Ｓ３８）。そして、補正部７４は、この規定数の補正値の平均値等を用いて補正を実行し（Ｓ３９）、特殊観察モードは本動作に移行する（Ｓ４０）。
【０１２０】
上記のように、このように、複数の補正値を平均等した値を補正に使用すれば、補正値の計測誤差が低減するので、生体情報の算出等をより正確にできるようになる。
【０１２１】
上記第１及び第２実施形態においては、光源部２０が複数の光源２０ａ〜２０ｄを有し、これらが発光する光を重ね合わせて照明光を形成しているが、この他に、光源部２０は、広帯域光源が発する光から一部の成分を抽出して使用することにより照明光を形成することができる。例えば、図２３に示す内視鏡システム６７０は、第１実施形態の各光源２０ａ〜２０ｄ及び光源制御部２２の代わりに、光源部２０に、広帯域光源６７６と、回転フィルタ６７７と、フィルタ制御部６７８と、を備える。また、内視鏡システム６７０においては、イメージセンサ４８は、カラーフィルタが設けられていないモノクロのセンサである。これ以外は、第１及び第２実施形態の内視鏡システム１０と同様である。
【０１２２】
広帯域光源６７６はキセノンランプや白色ＬＥＤ等であり、波長帯域が青色から赤色に及ぶ白色光を発光する。回転フィルタ６７７は、広帯域光源６７６の光路中に回転自在に配置されており、広帯域光源６７６が発光した白色光の帯域を制限し、一部の成分を照明光としてライトガイド４１に入射する。このため、回転フィルタ６７７を適宜区切り、各区画に、例えば、第１青色光ＢＳを透過する光学フィルタ、第２青色光ＢＬを透過するフィルタ、緑色光Ｇを透過するフィルタ、及び赤色光Ｒを透過するフィルタを設ける。そして、フィルタ制御部６７８は、観察モード及び撮影フレームに合わせて、回転フィルタ６７７を位置や回転を制御する。これにより、第１実施形態等と同様に、特殊観察モードの場合にはＢ１画像、Ｂ２画像、Ｇ画像、及びＲ画像を、通常観察モードの場合にはＢ画像、Ｇ画像、及びＲ画像を得ることができる。
【０１２３】
上記第１及び第２実施形態においては、イメージセンサ４８が設けられた内視鏡１２を被検体内に挿入して観察を行う内視鏡システムにおいて本発明を実施しているが、カプセル内視鏡システムにおいても本発明は好適である。図２４に示すように、例えば、カプセル内視鏡システムにおいては、カプセル内視鏡７００と、プロセッサ装置（図示しない）とを少なくとも有する。
【０１２４】
カプセル内視鏡７００は、光源部７０２と制御部７０３と、イメージセンサ７０４と、画像処理部７０６と、送受信アンテナ７０８と、を備えている。光源部７０２は、光源部２０に対応する。制御部７０３は、光源制御部２２及び制御部５２と同様に機能する。また、制御部７０３は、送受信アンテナ７０８を用いて、カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置と無線を使用して通信可能である。カプセル内視鏡システムのプロセッサ装置は、上記第１及び第２実施形態のプロセッサ装置１６とほぼ同様であるが、画像取得部５４及び画像処理部６１に対応する画像処理部７０６はカプセル内視鏡７００に設けられ、生成した酸素飽和度画像等の観察画像は、送受信アンテナ７０８を介してプロセッサ装置に送信される。イメージセンサ７０４はイメージセンサ４８と同様に構成される。
【０１２５】
上記第１及び第２実施形態においては、通常観察モードから特殊観察モードに観察モードを切り替えた際に補正動作をするが、補正動作は、観察モードを特殊観察モードに切り替えたタイミング以外にも任意のタイミングで実施することができる。例えば、コンソール１９等からの操作入力により、強制的に補正動作を行わせることができる。この機能は、任意のタイミングで補正をやり直したいときに有益である。
【０１２６】
上記第１及び第２実施形態においては、画像取得部５４は、異なるタイミングにおいて観察対象を撮影した複数の内視鏡画像を取得し、補正値算出部７３は、複数の内視鏡画像を用いて補正値を算出し、かつ、指標値算出部７１は、複数の内視鏡画像を用いて指標値を算出しているが、これは第１及び第２実施形態の特殊観察モードが酸素飽和度観察モードだからである。例えば、酸素飽和度観察モードを他の態様で実施する場合、または、特殊観察モードが酸素飽和度観察モード以外の場合には、特殊観察モードの実際的態様に応じて、画像取得部５４は補正動作の際に１の内視鏡画像を取得し、かつ、補正値算出部７３はこの１の内視鏡画像を用いて補正値を算出することができる。また、上記第１及び第２実施形態のように、画像取得部５４が異なるタイミングにおいて観察対象を撮影した複数の内視鏡画像を取得し、かつ、補正値算出部７３が複数の内視鏡画像を用いて補正値を算出する場合であっても、指標値算出部７１は、画像取得部５４が取得する複数の内視鏡画像のうち１の内視鏡画像を用いて指標値を算出することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１０、６７０  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
１３ａ  スイッチ
１３ｂ  ズーム操作部
１４  光源装置
１６  プロセッサ装置
１８  モニタ
１９  コンソール
２０  光源部
２０ａ  ＢＳ光源
２０ｂ  ＢＬ光源
２０ｃ  Ｇ光源
２０ｄ  Ｒ光源
２２  光源制御部
３０ａ  照明光学系
３０ｂ  撮影光学系
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、７０４  イメージセンサ
５２、７０３  制御部
５４  画像取得部
５６  ＤＳＰ
５８  ノイズ低減部
５９  変換部
６１、７０６  画像処理部
６２  通常処理部
６３  特殊処理部
６６  表示制御部
７１  指標値算出部
７２  判定部
７３  補正値算出部
７４  補正部
７５  特殊観察画像生成部
８１  演算値算出部
８２  データ記憶部
８３  酸素飽和度算出部
８４  画像生成部
９３、９４  等値線
９６、９７  グラフ
１０１  通常観察画像
１１０  酸素飽和度画像
１１１  インジケータ
６７６  広帯域光源
６７７  回転フィルタ
６７８  フィルタ制御部
７００  カプセル内視鏡
７０２  光源部
７０８  送受信アンテナ
ＰC  補正値算出用画像
ＰN  画像生成用画像
ＰS  生体情報算出用画像
Ｔ０，Ｔ１，Ｔ２  時刻
【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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