(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血中ヘモグロビンの酸素飽和度の変化により吸光係数が変化する第１の波長範囲と前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲とを含む照明光を被検体内に照射する照明手段と、
被検体内で反射した第１の波長範囲の照明光を撮像素子で撮像して第１の画像信号を取得するとともに、被検体内で反射した第２の波長範囲の照明光を撮像素子で撮像して第２の画像信号を取得する画像信号取得手段と、
前記第２の画像信号を用いて被検体画像を生成する被検体画像生成手段と、
前記第１の画像信号を用いて酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出手段と、
前記被検体画像の色特性値を酸素飽和度に応じて変化させた酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像取得手段と、
酸素飽和度画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする内視鏡システム
【請求項２】
前記酸素飽和度画像取得手段は、
酸素飽和度と、前記第２画像信号の画素値との掛け合わせによって前記色特性値を変化させる色変化量とを関連付けて記憶する色変化量記憶部と、
前記色変化量記憶部から、前記酸素飽和度算出手段で求めた酸素飽和度に対応する変換値を特定し、この特定した色変化量を、前記画像信号取得手段で取得した前記第２の画像信号の画素値に掛け合わせることによって、前記酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像生成部とを備えることを特徴とする請求項１記載の内視鏡システム。
【請求項３】
前記酸素飽和度と前記色変化量との関係は略線形であることを特徴とする請求項２記載の内視鏡システム。
【請求項４】
前記色変化量は、酸素飽和度が一定値以上である場合には、酸素飽和度によらず一定であり、前記一定値を下回った場合には、酸素飽和度に応じて増加又は減少することを特徴とする請求項３記載の内視鏡システム。
【請求項５】
前記色変化量の増加率又は減少率は、酸素飽和度に応じて段階的に変化することを特徴とする請求項４記載の内視鏡システム。
【請求項６】
前記変換値記憶部において、前記色変化量を変化させるときの酸素飽和度の閾値を、ユーザの入力情報に基づいて変更する閾値変更手段を備えることを特徴とする請求項２ないし５いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項７】
前記色変化量はゲイン値であることを特徴とする請求項２ないし６いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項８】
前記撮像素子は、Ｒのカラーフィルタが設けられたＲ画素、Ｇのカラーフィルタが設けられたＧ画素、Ｂのカラーフィルタが設けられたＢ画素を有するカラー撮像素子であり、
前記被検体画像は、Ｒ画素から出力された赤色信号と、Ｇ画素から出力された緑色信号、Ｂ画素から出力された青色信号とで構成され、
前記被検体画像に基づいて生成される酸素飽和度画像は、前記酸素飽和度が一定値を下回った時に、前記赤色信号、緑色信号、青色信号の画素値と前記ゲイン値との掛け合わせにより、少なくとも前記赤色信号の画素値が低下することを特徴とする請求項７記載の内視鏡システム。
【請求項９】
前記第１の波長範囲を有する照明光は狭帯域光であり、前記第２の波長範囲を有する第２照明光は、青色帯域のＢ光、緑色帯域のＧ光、赤色帯域のＲ光であり、これら狭帯域光、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光は、それぞれ被検体に向けて順次照射されるとともに、
前記被検体画像は、前記被検体で反射したＢ光、Ｇ光、Ｒ光の像光をモノクロの撮像素子で順次撮像することにより得られる青色信号、緑色信号、赤色信号で構成され、
前記被検体画像に基づいて生成される酸素飽和度画像は、前記酸素飽和度が一定値を下回った時に、前記赤色信号、緑色信号、青色信号の画素値と前記ゲイン値との掛け合わせにより、少なくとも前記赤色信号の画素値が低下することを特徴とする請求項７記載の内視鏡システム。
【請求項１０】
前記酸素飽和度算出手段は、前記第１の画像信号に加え、前記第２の画像信号に基づき、前記第１又は第２の画像信号に含まれる複数の生体情報の中から酸素飽和度に関する情報のみを分離することを特徴とする請求項１ないし９いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項１１】
前記第１の波長範囲は４６０ｎｍ〜４８０ｎｍであり、前記第２の波長範囲は５４０ｎｍ〜５８０ｎｍ、５９０ｎｍ〜７００ｎｍであることを特徴とする請求項１ないし１０いずれか１項記載の内視鏡システム。
【請求項１２】
血中ヘモグロビンの酸素飽和度の変化により吸光係数が変化する第１の波長範囲と前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲とを含む照明光を被検体内に照射し、被検体内で反射した第１の照明光を撮像素子で撮像して第１の画像信号を取得するとともに、被検体内で反射した第２の照明光を撮像素子で撮像して第２の画像信号を取得する内視鏡装置から、前記第１の画像信号及び第２の画像信号を受信する受信手段と、
前記第２の画像信号を用いて被検体画像を生成する被検体画像生成手段と、
第１の画像信号を用いて酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出手段と、
被検体画像の色特性値を酸素飽和度に応じて変化させた酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像生成手段とを備えることを特徴とする内視鏡システムのプロセッサ装置。
【請求項１３】
内視鏡システムの作動方法であって、
照明光発生手段が、血中ヘモグロビンの酸素飽和度の変化により吸光係数が変化する第１の波長範囲と前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲とを含む照明光を被検体内で発生するステップと、
画像信号取得手段が、被検体内で反射した第１の照明光を撮像素子で撮像して第１の画像信号を取得するとともに、被検体内で反射した第２の照明光を撮像素子で撮像して第２の画像信号を取得するステップと、
被検体画像生成手段が、前記第２の画像信号を用いて被検体画像を生成するステップと、
酸素飽和度算出手段が、前記第１の画像信号を用いて酸素飽和度を算出するステップと、
酸素飽和度画像生成手段が、前記被検体画像の色特性値を酸素飽和度に応じて変化させた酸素飽和度画像を生成するステップとを行うことを特徴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、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に関する情報を画像化した酸素飽和度画像を生成する内視鏡システム、内視鏡システムの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】
近年の医療においては、内視鏡装置を用いた診断等が広く行われている。内視鏡装置による被検体内の観察としては、照明光として広帯域光の白色光を用いる通常光観察の他、波長を狭帯域化した狭帯域光を用いて、被検体内の血管を強調表示等させる特殊光観察も行われるようになってきている。
【０００３】
また、特殊光観察の他に、血管の吸光特性や生体組織の散乱特性を利用して、内視鏡装置で得られた画像信号から血中ヘモグロビンの酸素飽和度や血管深さなどの血管に関する機能情報を取り出し、それを画像化することも行われている。例えば、特許文献１では、酸素飽和度の大小に応じて異なる色を割り当て、その割り当てた色に基づいて疑似カラーの酸素飽和度画像を生成している。
【０００４】
また、特許文献２では、回転フィルタを用いる面順次方式によって得られる通常光画像において、酸素飽和度に応じて色調が変化するようにしている。この特許文献２においては、回転フィルタのうちＲ色のフィルタの波長帯域を、酸化／還元ヘモグロビンの光の吸収に差がある波長帯域にずらすことで、通常光画像の色調のうち特に赤味が、酸素飽和度に応じて変化するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許２６４８４９４号公報
【特許文献２】特許３３１５１８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１における酸素飽和度画像は、赤みを帯びた生体の色調とは全く異なる色である完全な疑似カラー画像となるため、粘膜の性状の変化を診断することが困難となる。一方、特許文献２では、通常光画像において酸素飽和度の変化がある部分だけ色調（赤味）が変化するため、特許文献１のような問題は生じない。しかしながら、色調（赤味）が変化する赤色の画像信号は粘膜中の血液量にも依存するため、血液量の大小と酸素飽和度の大小を画像から区別することができない。
【０００７】
本発明は、血液量に依存せず酸素飽和度のみが通常光画像に反映された酸素飽和度画像を取得することができる内視鏡システム、内視鏡システムの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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の内視鏡システムは、血中ヘモグロビンの酸素飽和度の変化により吸光係数が変化する第１の波長範囲と前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲とを含む照明光を被検体内に照射する照明手段と、被検体内で反射した第１の波長範囲の照明光を撮像素子で撮像して第１の画像信号を取得するとともに、被検体内で反射した第２の波長範囲の照明光を撮像素子で撮像して第２の画像信号を取得する画像信号取得手段と、前記第２の画像信号を用いて被検体画像を生成する被検体画像生成手段と、前記第１の画像信号を用いて酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出手段と、前記被検体画像の色特性値を酸素飽和度に応じて変化させた酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像取得手段と、酸素飽和度画像を表示する表示手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
前記酸素飽和度画像取得手段は、酸素飽和度と、前記第２画像信号の画素値との掛け合わせによって前記色特性値を変化させる色変化量とを関連付けて記憶する色変化量記憶部と、前記色変化量記憶部から、前記酸素飽和度算出手段で求めた酸素飽和度に対応する変換値を特定し、この特定した色変化量を、前記画像信号取得手段で取得した前記第２の画像信号の画素値に掛け合わせることによって、前記酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像生成部とを備えてもよい。
【００１０】
前記酸素飽和度と前記色変化量との関係は略線形であってもよい。前記色変化量は、酸素飽和度が一定値以上である場合には、酸素飽和度によらず一定であり、前記一定値を下回った場合には、酸素飽和度に応じて増加又は減少させてもよい。前記色変化量の増加率又は減少率は、酸素飽和度に応じて段階的に変化させることが好ましい。
【００１１】
前記変換値記憶部において、前記色変化量を変化させるときの酸素飽和度の閾値を、ユーザの入力情報に基づいて変更する閾値変更手段を備えてもよい。
【００１２】
前記色変化量はゲイン値であることが好ましい。前記撮像素子は、Ｒのカラーフィルタが設けられたＲ画素、Ｇのカラーフィルタが設けられたＧ画素、Ｂのカラーフィルタが設けられたＢ画素を有するカラー撮像素子であり、前記被検体画像は、Ｒ画素から出力された赤色信号と、Ｇ画素から出力された緑色信号、Ｂ画素から出力された青色信号とで構成され、前記被検体画像に基づいて生成される酸素飽和度画像は、前記酸素飽和度が一定値を下回った時に、前記赤色信号、緑色信号、青色信号の画素値と前記ゲイン値との掛け合わせにより、少なくとも前記赤色信号の画素値が低下するとが好ましい。
【００１３】
前記第１の波長範囲を有する照明光は狭帯域光であり、前記第２の波長範囲を有する第２照明光は、青色帯域のＢ光、緑色帯域のＧ光、赤色帯域のＲ光であり、これら狭帯域光、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光は、それぞれ被検体に向けて順次照射されるとともに、前記被検体画像は、前記被検体で反射したＢ光、Ｇ光、Ｒ光の像光をモノクロの撮像素子で順次撮像することにより得られる青色信号、緑色信号、赤色信号で構成され、前記被検体画像に基づいて生成される酸素飽和度画像は、前記酸素飽和度が一定値を下回った時に、前記赤色信号、緑色信号、青色信号の画素値と前記ゲイン値との掛け合わせにより、少なくとも前記赤色信号の画素値が低下することが好ましい。
【００１４】
前記酸素飽和度算出手段は、前記第１の画像信号に加え、前記第２の画像信号に基づき、前記第１又は第２の画像信号に含まれる複数の生体情報の中から酸素飽和度に関する情報のみを分離してもよい。
【００１５】
前記第１の波長範囲は４６０ｎｍ〜４８０ｎｍであり、前記第２の波長範囲は５４０ｎｍ〜５８０ｎｍ、５９０ｎｍ〜７００ｎｍであることが好ましい。
【００１６】
本発明の内視鏡システムのプロセッサ装置は、血中ヘモグロビンの酸素飽和度の変化により吸光係数が変化する第１の波長範囲と前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲とを含む照明光を被検体内に照射し、被検体内で反射した第１の照明光を撮像素子で撮像して第１の画像信号を取得するとともに、被検体内で反射した第２の照明光を撮像素子で撮像して第２の画像信号を取得する内視鏡装置から、前記第１の画像信号及び第２の画像信号を受信する受信手段と、前記第２の画像信号を用いて被検体画像を生成する被検体画像生成手段と、第１の画像信号を用いて酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出手段と、被検体画像の色特性値を酸素飽和度に応じて変化させた酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度画像生成手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明の内視鏡システムの作動方法は、照明光発生手段が、血中ヘモグロビンの酸素飽和度の変化により吸光係数が変化する第１の波長範囲と前記第１の波長範囲と異なる第２の波長範囲とを含む照明光を被検体内で発生するステップと、画像信号取得手段が、被検体内で反射した第１の照明光を撮像素子で撮像して第１の画像信号を取得するとともに、被検体内で反射した第２の照明光を撮像素子で撮像して第２の画像信号を取得するステップと、被検体画像生成手段が、前記第２の画像信号を用いて被検体画像を生成するステップと、酸素飽和度算出手段が、前記第１の画像信号を用いて酸素飽和度を算出するステップと、酸素飽和度画像生成手段が、前記被検体画像の色特性値を酸素飽和度に応じて変化させた酸素飽和度画像を生成するステップとを行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、血中ヘモグロビンの酸素飽和度を測定するための光として、酸素飽和度の変化により吸光係数が変化する波長範囲を有する第１の照明光と、波長範囲が広帯域に及ぶ第２の照明光を用いることで、それら第１及び第２の照明光を照射したときの第１及び第２の画像信号から血液量に依存せず酸素飽和度のみを求めることができる。そして、酸素飽和度画像は、酸素飽和度に関する情報を通常光画像に反映させたものであるため、粘膜の性状の変化の診断等を妨げることの無い診断しやすい画像となっている。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態の内視鏡システムの外観図である。
【図２】内視鏡システムの内部構成を表すブロック図である。
【図３】スコープ先端部の正面図である。
【図４】酸素飽和度測定光及び白色光の発光スペクトルを表すグラフである。
【図５】ＲＧＢのカラーフィルタの分光透過率を示すグラフである。
【図６Ａ】通常光観察モードにおける撮像素子の撮像制御を説明するための説明図である。
【図６Ｂ】酸素飽和度観察モードにおける撮像素子の撮像制御を説明するための説明図である。
【図７】血液量と信号比Ｒ２／Ｇ２との相関関係を示すグラフである。
【図８】酸素飽和度と信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２との相関関係を示すグラフである。
【図９】ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。
【図１０】図８のグラフにおいて信号比から酸素飽和度を求める方法を説明するための説明図である。
【図１１】ゲイン値と酸素飽和度との関係を示すグラフである。
【図１２】酸素飽和度画像を示す画像図である。
【図１３】図１１のグラフとは別の関係を示すグラフである。
【図１４】本発明の作用を示すフローチャートである。
【図１５】酸素飽和度画像の作成手順を示すブロック図である。
【図１６】第２実施形態における内視鏡システムの内部構成を表すブロック図である。
【図１７】白色光の発光スペクトルを表すグラフである。
【図１８】回転フィルタの正面図である。
【図１９】半導体光源で光を生成するとともに、キセノンランプなどの白色光源の広帯域光から波長分離して光を生成する光源装置を示す概略図である。
【図２０】Ｂフィルタ部、Ｇフィルタ部、Ｒフィルタ部が周方向に沿って設けられたロータリフィルタを示す正面図である。
【図２１】Ｂフィルタ部、Ｇフィルタ部、Ｒフィルタ部の分光透過率と青色狭帯域光ＢＮの発光強度を示すグラフである。
【図２２】シャッタ板の正面図である。
【図２３】図１９の光源装置を用いた場合の撮像素子の撮像制御を説明するためのものであり、（Ａ）は通常光観察モード時の撮像制御を説明するための説明図であり、（Ｂ）は酸素飽和度観察モード時の撮像制御を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１及び２に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、所定の波長範囲の光を発生する光源装置１１と、光源装置１１から発せられる光を導光して被検体の被観察領域に照明光を照射し、その反射光等を撮像する内視鏡装置１２と、内視鏡装置１２で得られた画像信号を画像処理するプロセッサ装置１３と、画像処理によって得られた内視鏡画像等を表示する表示装置１４と、キーボード等で構成される入力装置１５とを備えている。
【００２１】
内視鏡システム１０は、波長範囲が青色から赤色に及ぶ可視光の被検体像からなる通常光画像を表示装置１４に表示する通常光観察モードと、被検体における血中ヘモグロビンの酸素飽和度の情報が通常光画像上に反映された酸素飽和度画像を表示装置１４に表示する酸素飽和度観察モードを備えている。観察モードは、内視鏡装置の切り替えスイッチ１７や入力装置１５から入力される指示に基づき、適宜切り替えられる。
【００２２】
光源装置１１は、２種のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２と、光源制御部２０と、コンバイナ２１と、カプラ２２とを備えている。レーザ光源ＬＤ１は、酸素飽和度の測定に用いられる狭帯域光（酸素飽和度測定光）を発生させる。レーザ光源ＬＤ２は、内視鏡装置１２の先端部に配置された蛍光体５０から白色光を発生させるための励起光を発生させる。各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２から発せられる光は、集光レンズ（図示省略）を介してそれぞれ対応する光ファイバ２４，２５に入射する。なお、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２は、ブロードエリア型のＩｎＧａＮ系レーザダイオードが使用でき、また、ＩｎＧａＮＡｓ系レーザダイオードやＧａＮＡｓ系レーザダイオード等を用いることもできる。
【００２３】
光源制御部２０は、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２を制御することによって、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２の発光タイミングや各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２間の光量比を調節する。本実施形態では、通常光観察モードのときには、レーザ光源ＬＤ１をオフにし、レーザ光源ＬＤ２をオンにする。一方、酸素飽和度観察モードのときには、レーザ光源ＬＤ１をオンにしたときはレーザ光源ＬＤ２オフにし、反対にレーザ光源ＬＤ１をオフにしたときはレーザ光源ＬＤ２をオンにする。この切替は一定時間毎に繰り返し行われる。
【００２４】
コンバイナ２１は、各光ファイバ２４，２５からの光を合波させる。合波した光は、分波器であるカプラ２２によって４系統の光に分波される。分波された４系統の光のうち、レーザ光源ＬＤ１からの光はライトガイド２６，２７で伝送され、レーザ光源ＬＤ２からの光はライトガイド２８、２９で伝送される。ライトガイド２６〜２９は多数の光ファイバを束ねたバンドルファイバなどから構成される。なお、コンバイナ２１及びカプラ２２を用いずに、各レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２からの光を直接ライトガイド２６〜２９に入れる構成としてもよい。
【００２５】
内視鏡装置１２は電子内視鏡から構成され、内視鏡スコープ３２と、ライトガイド２６〜２９で伝送される４系統（４灯）の光を照射する照明部３３と、被観察領域を撮像する１系統の撮像部３４、内視鏡スコープ３２の先端部の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部３５と、内視鏡スコープ３２と光源装置１１及びプロセッサ装置１３とを着脱自在に接続するコネクタ部３６を備えている。
【００２６】
内視鏡スコープ３２には、操作部３５側から順に、軟性部３８、湾曲部３９、スコープ先端部４０が設けられている。軟性部３８は、可撓性を有しているため、内視鏡スコープ挿入時には被検体内で屈曲自在とすることができる。湾曲部３９は、操作部３５に配置されたアングルノブ３５ａの回動操作により湾曲自在に構成されている。この湾曲部３９は、被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲させることができるため、スコープ先端部４０を所望の観察部位に向けることができる。
【００２７】
スコープ先端部４０には照明部３３と撮像部３４が設けられている。撮像部３４は、スコープ先端部４０の略中心位置に、被写体領域からの反射光等を撮像する１つの観察窓４２を備えている。照明部３３は、撮像部３４の両脇に設けられた２つの照明窓４３，４４を備えており、各照明窓４３，４４は、酸素飽和度測定光と白色光の２種類の光を被観察領域に向けて照射する。
【００２８】
一方の照明窓４３の奥には２つの投光ユニット４６，４７が収納されている。一方の投光ユニット４６では、ライトガイド２６からの酸素飽和度測定光を、レンズ４８を介して被観察領域に向けて照射する。もう一方の投光ユニット４７では、ライトガイド２８からの励起光を蛍光体５０に当てて白色光を励起発光させ、その白色光をレンズ５１を介して被観察領域に向けて照射する。なお、他方の照明窓４４の奥にも、上記投光ユニット４６と同様の投光ユニット５３と、上記投光ユニット４７と同様の投光ユニット５４の２つが収納されている。
【００２９】
図３に示すように、照明窓４３，４４は、スコープ先端部４０において、観察窓４２を挟んでその両側に配置されている。また、４つの投光ユニット４６，４７，５３，５４は、蛍光体５０を備える投光ユニット４７，５４の出射面間を結ぶ直線Ｌ１と、蛍光体５０を備えていない投光ユニット４６，５３の出射面間を結ぶ直線Ｌ２とが、観察窓４２の中心部で交差するように、互い違いに配置されている。このような配置にすることによって、照明ムラの発生を防止することができる。
【００３０】
蛍光体５０は、レーザ光源ＬＤ２からの励起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物質（例えばＹＡＧ系蛍光物質、或いはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７）等の蛍光物質）を含んで構成される。励起光が蛍光体５０に照射されると、蛍光体５０から発せられる緑色〜黄色の励起発光光（蛍光）と、蛍光体５０により吸収されず透過した励起光とが合わされて、白色光（疑似白色光）が生成される。なお、蛍光体５０は、商品名としてマイクロホワイト（登録商標）（Micro White（ＭＷ））とも呼ばれている。
【００３１】
したがって、蛍光体５０を備える投光ユニット４７，５４から発せられる白色光は、図４に示すように、中心波長４４５ｎｍの励起光の波長範囲と、その励起光によって励起発光する蛍光において発光強度が増大する概ね４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲とを有する発光スペクトルとなる。一方、蛍光体５０を備えていない投光ユニット４６，５３から発せられる酸素飽和度測定光は、中心波長４７３ｎｍの近傍に波長範囲を有する発光スペクトルとなる。
【００３２】
なお、ここで、本発明でいう白色光とは、厳密に可視光の全ての波長成分を含むものに限らず、例えば、上述した疑似白色光を始めとして、基準色であるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）等、特定の波長帯の光を含むものであればよい。つまり、本発明のいう白色光には、例えば、緑色から赤色にかけての波長成分を含む光や、青色から緑色にかけての波長成分を含む光等も広義に含まれるものとする。
【００３３】
観察窓４２の奥には、被検体の被観察領域の像光を取り込むための対物レンズユニット（図示省略）等の光学系が設けられており、さらにその対物レンズユニットの奥には、被観察領域の像光を受光して被観察領域を撮像するＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの撮像素子６０が設けられている。
【００３４】
撮像素子６０は、対物レンズユニットからの光を受光面（撮像面）で受光し、受光した光を光電変換して撮像信号（アナログ信号）を出力する。撮像素子６０はカラーＣＣＤであり、その受光面には、Ｒ色のカラーフィルタが設けられたＲ画素、Ｇ色のカラーフィルタが設けられたＧ画素、Ｂ色のカラーフィルタが設けられたＢ画素を１組とする画素群が、多数マトリックス状に配列されている。
【００３５】
Ｂ色、Ｇ色、Ｒ色のカラーフィルタは、それぞれ図５に示すような分光透過率６３，６４，６５を有している。したがって、被観察領域からの反射光等のうち白色光はＲ色、Ｇ色、Ｂ色のカラーフィルタの全てを透過するため、撮像素子６０のＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の全てから撮像信号が出力される。一方、酸素飽和度測定光は、中心波長が４７３ｎｍであるため、主としてＢ画素から撮像信号が出力される。
【００３６】
撮像素子６０から出力される撮像信号（アナログ信号）は、スコープケーブル６７を通じてＡ／Ｄ変換器６８に入力される。Ａ／Ｄ変換器６８は、撮像信号（アナログ信号）をその電圧レベルに対応する画像信号（デジタル信号）に変換する。変換後の画像信号は、コネクタ部３６を介して、プロセッサ装置１３の画像処理部７３に入力される。
【００３７】
撮像制御部７０は撮像素子６０の撮像制御を行う。図６Ａに示すように、通常光観察モード時には、１フレーム期間内で、白色光（４４５ｎｍ＋蛍光体（本実施形態では４４５ｎｍの励起光を蛍光体５０に当てて白色光を発生させるため、このように表記する））を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を読み出すステップの合計２ステップが行われる。これは通常光観察モードに設定されている間、繰り返し行われる。
【００３８】
一方、酸素飽和度観察モード時には、図６Ｂに示すように、１フレーム期間内で、酸素飽和度測定光（４７３ｎｍの狭帯域光）を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を読み出すステップの合計２ステップが行われる（１フレーム目）。そして、その次に、１フレーム期間内で、白色光（４４５ｎｍ＋ＭＷ）を光電変換して得られる電荷を蓄積するステップと、蓄積した電荷を読み出すステップの合計２ステップが行われる（２フレーム目）。これら合計２フレームの撮像制御は、酸素飽和度観察モードに設定されている間、繰り返し行われる。
【００３９】
なお、１フレーム目の画像信号は、撮像素子６０のＢ画素からの青色信号Ｂ１と、Ｇ画素からの緑色信号Ｇ１と、Ｒ画素からの赤色信号Ｒ１とで構成される。また、２フレーム目の画像信号は通常光観察モード時に得られる通常光画像信号と同じであり、Ｂ画素からの青色信号Ｂ２と、Ｇ画素からの信号を緑色信号Ｇ２と、Ｒ画素からの赤色信号Ｒ２とで構成される。
【００４０】
なお、図示はしていないが、内視鏡装置１２における操作部３５及び内視鏡スコープ３２の内部には、組織採取用処置具等を挿入する鉗子チャンネルや、送気・送水用のチャンネル等、各種のチャンネルが設けられている。
【００４１】
プロセッサ装置１３は、制御部７２と、画像処理部７３と、記憶部７４とを備えており、制御部７２には表示装置１４及び入力装置１５が接続されている。制御部７２は、内視鏡装置１２の切り替えスイッチ１７や入力装置１５から入力される観察モード等の指示に基づいて、画像処理部７３、光源装置１１の光源制御部２０、内視鏡装置１２の撮像制御部７０、及び表示装置１４の動作を制御する。
【００４２】
画像処理部７３は通常光画像処理部８０と酸素飽和度画像処理部８２とを備えており、内視鏡装置１２からの画像信号に対して、所定の画像処理を施す。通常光画像処理部８０は、画像信号に対して所定の画像処理を施すことによって、通常光画像を生成する。
【００４３】
酸素飽和度画像処理部８２は、内視鏡装置から入力される画像信号に基づき被検体の血液量及び血中ヘモグロビンの酸素飽和度の情報を算出するとともに、算出した酸素飽和度の情報を通常光画像に反映させた酸素飽和度画像を生成する。酸素飽和度画像処理部８２は、信号比算出部８４と、相関関係記憶部８５と、血液量及び酸素飽和度算出部８６と、酸素飽和度画像生成部８７とを備えている。
【００４４】
信号比算出部８４は、酸素飽和度観察モード時に取得する１フレーム目の画像信号と２フレーム目の画像信号において、同じ位置にある画素間の信号比を算出する。信号比は画像信号の全ての画素に対して算出される。本実施形態では、信号比算出部８４は、１フレーム目の青色信号Ｂ１と２フレーム目の緑色信号Ｇ２との信号比Ｂ１／Ｇ２と、２フレーム目の緑色信号Ｇ２と赤色信号Ｒ２との信号比Ｒ２／Ｇ２とを求める。なお、信号比は画像信号のうち血管部分の画素のみ求めてもよい。この場合、血管部分は、血管部分の画像信号とそれ以外の部分の画像信号との差に基づいて特定される。
【００４５】
相関関係記憶部８５は、信号比Ｂ１／Ｇ２及びＲ２／Ｇ２と血液量及び酸素飽和度との相関関係を記憶している。信号比と血液量との相関関係は、図７に示すように、信号比Ｒ２／Ｇ２が大きくなればなるほど血液量も大きくなるように定義されている１次元テーブルで記憶されている。なお、信号比Ｒ２／Ｇ２はlogスケールで記憶されている。
【００４６】
一方、信号比と酸素飽和度との相関関係は、図８に示す二次元空間上に酸素飽和度の等高線を定義した２次元テーブルで記憶されている。この等高線の位置、形は光散乱の物理的なシミュレーションで得られ、血液量に応じて変わるように定義されている。例えば、血液量の変化があると、各等高線間の間隔が広くなったり、狭くなったりする。なお、信号比Ｂ１／Ｇ２，Ｒ２／Ｇ２はlogスケールで記憶されている。
【００４７】
なお、上記相関関係は、図９に示すような酸化ヘモグロビンや還元ヘモグロビンの吸光特性や光散乱特性と密接に関連性し合っている。この図９において、グラフ９０は酸化ヘモグロビンの吸光係数を、グラフ９１は還元ヘモグロビンの吸光係数を示している。この図９が示すように、例えば、４７３ｎｍのように吸光係数の差が大きい波長では、酸素飽和度の情報を取り易い。しかしながら、４７３ｎｍの光に対応する信号を含む青色信号は、酸素飽和度だけでなく血液量にも依存度が高い。そこで、青色信号Ｂ１に加え、主として血液量に依存して変化する光に対応する赤色信号Ｒ２と、青色信号Ｂ１と赤色信号Ｒ２のリファレンス信号となる緑色信号Ｇ２から得られる信号比Ｂ１／Ｇ２及びＲ２／Ｇ２を用いることで、血液量に依存することなく、酸素飽和度を正確に求めることができる。
【００４８】
また、血中ヘモグロビンの吸光係数の波長依存性から、以下の３つのことが言える。
・波長４７０ｎｍ近辺（例えば、中心波長４７０ｎｍ±１０ｎｍの青色の波長領域）では酸素飽和度の変化に応じて吸光係数が大きく変化する。
・５４０〜５８０ｎｍの緑色の波長範囲で平均すると、酸素飽和度の影響を受けにくい。
・５９０〜７００ｎｍの赤色の波長範囲では、酸素飽和度によって一見吸光係数が大きく変化するように見えるが、吸光係数の値自体が非常に小さいので、結果的に酸素飽和度の影響を受けにくい。
【００４９】
血液量及び酸素飽和度算出部８６は、相関関係記憶部８５に記憶された相関関係と信号比算出部８４で求めた信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２とを用いて、各画素における血液量及び酸素飽和度の両方を求める。血液量は、相関関係記憶部８５の１次元テーブルにおいて信号比算出部で求めた信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する値となる。一方、酸素飽和度については、まず、図１０に示すように、二次元空間において信号比算出部８４で求めた信号比Ｂ１＊／Ｇ２＊、Ｒ２＊／Ｇ２＊に対応する対応点Ｐを特定する。
【００５０】
そして、図１０のように、対応点Ｐが酸素飽和度＝０％限界の下限ライン９３と酸素飽和度＝１００％限界の上限ライン９４との間にある場合、その対応点Ｐが位置する等高線が示すパーセント値が、酸素飽和度となる。例えば、図１０の場合であれば、対応点Ｐが位置する等高線は６０％を示しているため、この６０％が酸素飽和度となる。なお、対応点が下限ライン９３と上限ライン９４との間から外れている場合には、対応点が下限ライン９３よりも上方に位置するときには酸素飽和度を０％とし、対応点が上限ライン９４よりも下方に位置するときには酸素飽和度を１００％とする。なお、対応点が下限ライン９３と上限ライン９４との間から外れている場合には、その画素における酸素飽和度の信頼度を下げて表示しないようにしてもよい。
【００５１】
酸素飽和度画像生成部８７は、ＲＧＢゲインテーブル９５、ゲイン値演算部９６とを備えている。ＲＧＢゲインテーブル９５は、図１１に示すように、横軸を酸素飽和度、縦軸を通常光画像信号の赤色信号Ｒ２、緑色信号Ｇ２、青色信号Ｂ２に対するゲイン値ｇｒ，ｇｇ，ｇｂとする二次元空間で定義される一次元ＬＵＴ（Look Up Table）で構成される。このＲＧＢゲインインテーブル９５は、酸素飽和度が１００％〜６０％の間はゲイン値ｇｒ，ｇｇ，ｇｂはすべて１に設定されている。一方、酸素飽和度が６０％を下回ると、ゲイン値ｇｒは酸素飽和度の低下に伴って徐々に小さくなり、ゲイン値ｇｇ，ｇｂは酸素飽和度の低下に伴って徐々に大きくなる。
【００５２】
ゲイン値演算部９６は、血液量及び酸素飽和度算出部８６で求めた酸素飽和度とＲＧＢゲインテーブル９５とを用い、酸素飽和度の情報を通常光画像信号を反映させる。まず、ＲＧＢゲインテーブル９５において、血液量及び酸素飽和度算出部９６で求めた酸素飽和度に対応するゲイン値を、通常光画像信号の画素毎に特定する。そして、各画素毎にゲイン値を画像信号の画素値に掛け合わせることにより、下記のような酸素飽和度画像信号Ｂ２´，Ｇ２´，Ｒ２´からなる酸素飽和度画像を得る。
（Ｂ２´，Ｇ２´，Ｒ２´）＝（ｇｂＢ２，ｇｇＧ２，ｇｒＲ２）
【００５３】
なお、本実施形態では、酸素飽和度に応じて通常光画像の画素値を変化させるが、画素値自体ではなく、色相、明度、彩度などの通常光画像の色特性値を酸素飽和度に応じて変化させてもよい。その際、酸素飽和度に応じて色相、明度、彩度を変化させる場合には、ＲＧＢゲインテーブルに代えて、酸素飽和度と、通常光画像の画素値を色相、明度、彩度に変換するための変換値とを関連付けた色相マトリックス、明度マトリクス、彩度マトリックスを用いる。
【００５４】
酸素飽和度画像は、通常光画像をベースとしているため、図１２に示すように、酸素飽和度が正常な領域１００においては生体に適した色で表示されるの対して、酸素飽和度が正常でない領域１０１においては、酸素飽和度に応じて通常光画像の色調が生体ではあり得ない色になる。本実施形態では酸素飽和度が６０％を下回った時にゲイン値が１から上下するＲＧＢテーブルを用いているため、酸素飽和度画像は、酸素飽和度が特に低い６０％未満（正常な消化管粘膜では７０％程度）の画素において、酸素飽和度が低くなるほど色味がシアン調に変化するようになっている。なお、正常な状態での酸素飽和度は、動脈では１００％、静脈では７０％程度である。
【００５５】
なお、本実施形態では、酸素飽和度が６０％を下回ったときにゲイン値を変化させるようにしたが、これに限らず、６０％よりももっと低い値に設定し、著しく低酸素な領域のみ強調するようにしてもよい。また、これとは反対に６０％よりも少し高めの値に設定し、少しでも低酸素の疑いのある領域を強調するようにしてもよい。
【００５６】
また、図１１に示すＲＧＢテーブルでは、酸素飽和度が６０％を下回った時に、酸素飽和度の低下に合わせてゲイン値を一定の変化率で増加または減少させたが、これに代えて、図１３のようなＲＧＢテーブルを用いて、変化率を段階的に変化させてもよい。このＲＧＢテーブルによれば、酸素飽和度２０％〜６０％間におけるゲイン値ｇｒの低下率は、酸素飽和度２０％未満のゲイン値のｇｒ低下率よりも大きくなっている。また、酸素飽和度２０％〜６０％間におけるゲイン値ｇｂの上昇率は、酸素飽和度２０％未満のゲイン値ｇｂの上昇率よりも小さく。一方、ゲイン値ｇｇは、酸素飽和度が２０％未満となると、ほぼ変化しなくなる。このようなＲＧＢテーブルで色調を変化させることで、酸素飽和度が２０％を下回る極めて低酸素な領域では、シアンよりも青味が強くなる色調となる。
【００５７】
また、上記の例では、ゲイン値を画像信号に掛け合わせることで色調を変化させたが、ｌｏｇ変換した画像信号にゲイン値に相当のオフセット値を加算するようにしてもよい。
【００５８】
次に、本発明の作用について図１４のフローチャート及び図１５のブロック図に沿って説明する。内視鏡装置の切り替えスイッチ１７によって、酸素飽和度観察モードに切り替えられると、スコープ先端部４０から中心波長４７３ｎｍの狭帯域光である酸素飽和度測定光が被検体内に照射される。被検体からの反射光等は、Ｂ画素、Ｇ画素、Ｒ画素からなるカラーＣＣＤである撮像素子６０で撮像される。これにより、青色信号Ｂ１、緑色信号Ｇ１、赤色信号Ｒ１からなる１フレーム目の画像信号が得られる。
【００５９】
１フレーム目の画像信号が得られると、中心波長４４５ｎｍの励起光で励起発光される白色光が、スコープ先端部４０から被検体内に照射される。被検体からの反射光等を撮像素子６０で撮像することにより、青色信号Ｂ２、緑色信号Ｇ２、赤色信号Ｒ２からなる２フレーム目の画像信号（通常光画像信号）が得られる。
【００６０】
２フレーム目の画像信号が得られると、信号比算出部８４は、１フレーム目の画像信号と２フレーム目の画像信号間で同じ位置にある画素について、信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２を求める。信号比は全ての画素について求める。信号比が求まると、血液量及び酸素飽和度算出部８６は、相関関係記憶部８５に記憶している相関関係から、信号比算出部８４で求めた信号比Ｂ１／Ｇ２、Ｒ２／Ｇ２に対応する酸素飽和度を求める。酸素飽和度は、全ての画素について求める。
【００６１】
全ての画素について酸素飽和度が求まると、ＲＧＢゲインテーブル９５から、各画素における酸素飽和度に対応するゲイン値を特定する。ゲイン値の特定は全ての画素について行う。各画素におけるゲイン値が特定されると、ゲイン値算出部９６は、通常光画像信号である青色信号Ｂ２、緑色信号Ｇ２、赤色信号Ｒ２の画素値にゲイン値を掛け合わせる。ゲイン値の掛け合わせは全ての画素について行われる。これにより、酸素飽和度画像信号Ｂ２´，Ｇ２´，Ｒ２´からなる酸素飽和度画像が得られる。酸素飽和度画像は、表示装置１４によって画像表示される。
【００６２】
図１６に示すように、第２実施形態の内視鏡システム１２０は、光源装置１１に回転フィルタ方式を採用する。したがって、内視鏡システム１２０には、第１実施形態におけるレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２、光源制御部２０、及びコンバイナ２１に代えて、図１７に示すような分光強度を有する白色光を発するキセノン光源等の広帯域光源１２１と、白色光のうち酸素飽和度測定光の波長成分または白色光をそのまま透過させる回転フィルタ１２２と、回転フィルタを透過した光が入射する光ファイバ１２３と、回転フィルタ１２２の回転を制御する回転制御部１２４が設けられている。光ファイバ１２３に入射した光は、カプラ２２で２系統の光に分波され、分波された光はそれぞれライトガイド２６及び２７を介して、投光ユニット４６及び５３から被検体内に照射される。なお、これら以外については、内視鏡システム１２０は内視鏡システム１０と同様の構成を有しているので、説明を省略する。
【００６３】
図１８に示すように、回転フィルタ１２２は、白色光のうち中心波長が４７３ｎｍの酸素飽和度測定光（図４参照）を透過させるバンドフィルタ１２５と、白色光をそのまま透過させる開口部１２６とからなる。したがって、回転フィルタ１２２が回転することで、酸素飽和度測定光と白色光とが交互に被検体内に照射される。このとき、第１実施形態と同様に、酸素飽和度測定光が照射されたときに１フレーム目の画像信号を取得し、白色光が照射されたときに２フレーム目の画像信号を取得する。これら取得した２フレーム分の画像信号から、第１実施形態と同様に、酸素飽和度画像を生成する。なお、バンドパスフィルタ１２５は４６０ｎｍ〜４８０ｎｍの波長範囲の光を透過させることが好ましい。
【００６４】
なお、第２実施形態では、白色光が図１７のような分光強度特性を有するため、通常光画像信号の青色信号Ｂ２には４００ｎｍ〜５３０ｎｍの波長範囲の光に対応する信号が含まれ、緑色信号Ｇ２には５４０ｎｍ〜５８０ｎｍの波長範囲の光に対応する信号が含まれ、赤色信号Ｒ２には５９０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲の光に対応する信号が含まれる。
【００６５】
なお、上記第１及び第２実施形態では、色調を変化させる酸素飽和度の閾値を固定値としたが、これに代えて、閾値をユーザが適宜変更できるようにしてもよい。この場合、内視鏡装置１２の各種設定を変更するソフトに、閾値変更機能を新たに追加し、入力装置１５に入力された閾値に基づいてＲＧＢゲインテーブルを変更できるようにする。
【００６６】
なお、血液量と酸素飽和度の算出に使用する３波長の光のうち、一部の光については、第１実施形態と同様に、半導体光源の光を使用する一方、残りの光については、キセノンランプなどの白色光源の広帯域光ＢＢから波長分離した光を使用してもよい。
【００６７】
この場合、第１実施形態における内視鏡システム１０の光源装置１１に代えて、図１９に示す光源装置２００を用いる。この光源装置２００で生成された光は、内視鏡装置１８０に供給される。この内視鏡装置１８０は第１実施形態の内視鏡装置１２とほぼ同様の構成を備えているが、先端部の照明部３３に蛍光体５０が設けられていない点が内視鏡装置１２と異なる。そのため、光源装置２００からの光は、内視鏡装置１８０を介して、そのまま被検体内に照射される。
【００６８】
また、内視鏡装置１８０内における撮像素子１８０ａの構成及び撮像制御部７０の動作については、第１実施形態と異なっている。また、プロセッサ装置１２においては、通常光画像処理部８０における通常光画像の生成方法が異なり、また、酸素飽和度画像処理部８２で使用する信号が第１実施形態で使用する信号と異なっている。以下においては、上記第１実施形態とで異なる部分についてのみ説明し、それ以外については説明を省略する。
【００６９】
光源装置２００は、広帯域光ＢＢ（４００〜７００ｎｍ）を発する白色光源２３０と、この白色光源２３０からの広帯域光ＢＢをＢ、Ｒ、Ｒの３色の光に色分離し、それら各色の光を順次ライトガイド４３に供給するロータリフィルタ２３４と、青色狭帯域光ＢＮを発する半導体光源ユニット２３６と、広帯域光ＢＢの光路Ｌ１上に青色狭帯域光ＢＮの光路Ｌ２を合流させる光合流部２３８と、所定のタイミングにおいて、白色光源２３０とロータリフィルタ２３４との間の広帯域光ＢＢの光路を塞ぐシャッタ板２４０とを備えている。
【００７０】
白色光源２３０は、広帯域光ＢＢを放射する光源本体２３０ａと、広帯域光ＢＢの光量を調整する絞り２３０ｂとを備えている。光源本体２３０ａはキセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライドなどから構成される。絞り２３０ｂの開度は、光量制御部（図示省略）によって調節される。
【００７１】
図２０に示すように、ロータリフィルタ２３４は、Ｂフィルタ部２３４ａ、Ｇフィルタ部２３４ｂ、Ｒフィルタ部２３４ｃが選択的に広帯域光ＢＢの光路Ｌ１に挿入されるように回転自在に設けられている。ロータリフィルタ２３４は、円板形状をしており、円周方向に３分割されて中心角が１２０°の扇型の領域に、それぞれＢフィルタ部２３４ａ、Ｇフィルタ部２３４ｂ、Ｒフィルタ部２３４ｃが設けられている。
【００７２】
図２１に示すように、Ｂフィルタ部２３４ａは広帯域光ＢＢから青色帯域のＢ光を透過させ、Ｇフィルタ部２３４ｂは広帯域光ＢＢから緑色帯域のＧ光を透過させ、Ｒフィルタ部２３４ｃは広帯域光ＢＢから赤色帯域のＲ光を透過させる。したがって、ロータリフィルタ２３４の回転によって、ロータリフィルタ２３４からＢ光、Ｇ光、Ｒ光が順次出射する。
【００７３】
半導体光源ユニット２３６は、レーザ光源２３６ａ、光源制御部２３６ｂを有する。図２１に示すように、レーザ光源２３６ａは中心波長４７３ｎｍの青色狭帯域光ＢＮを発光する。このレーザ光源２３６ａは、光源制御部２３６ｂの制御に従って、点灯及び消灯を行う。この光源制御部２３６ｂはプロセッサ装置内の制御部７２によって制御される。レーザ光源２３６ａから発光された青色狭帯域光ＢＮは、集光レンズ２３６ｃを通して、光合流部２３８に向けて出射する。
【００７４】
光合流部２３８はダイクロイックミラーであり、ロータリフィルタ２３４からの光はそのまま透過させる一方で、半導体光源ユニット２３６からの青色狭帯域光ＢＮは反射させてその光路Ｌ２を広帯域光ＢＢの光路Ｌ１に一致させる。光合流部２３８を出た光は、集光レンズ２４２を通して、内視鏡装置１８０に供給される。
【００７５】
図２２に示すように、シャッタ板２４０は、１２０°の中心角を有し、広帯域光ＢＢを遮光する遮光部２４０ａと、残りの２４０°の中心角を有し、広帯域光ＢＢを透過させる透過部２４０ｂとを備えている。シャッタ板２４０は回転自在に設けられており、回転することで、遮光部２４０ａと透過部２４０ｂが交互に選択的に広帯域光ＢＢの光路に挿入させるようになっている。
【００７６】
シャッタ板２４０の回転動作は、通常光画像モードと特殊光画像モードとで異なっている。通常光画像モードにおいては、シャッタ板２４０は、遮光部２４０ａが広帯域光ＢＢの光路Ｌ１から退避し、透過部２４０ｂが光路Ｌ１に挿入された状態で停止している。したがって、広帯域光ＢＢは、常時ロータリフイルタ２３４に入射する。これにより、広帯域光ＢＢの光路Ｌ１に挿入されている、Ｂ、Ｇ、Ｒの各フイルタ部２３４ａ、２３４ｂ、２３４ｃの種類に応じて、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の三色の光が順次生成される。
【００７７】
一方、特殊光画像モードにおいては、シャッタ板２４０は、遮光部２４０ａが広帯域光ＢＢの光路に挿入されて、透過部２４０ｂが光路から退避している間、広帯域光ＢＢが遮光される。この広帯域光ＢＢの遮光期間に、レーザ光源２３６ａを点灯して、青色狭帯域光ＢＮを内視鏡装置１８０に供給する。そして、一定期間経過後に、青色狭帯域光ＢＮが消灯した後は、透過部２４０ｂを広帯域光ＢＢの光路に挿入して、遮光部２４０ａを光路から退避させる。これにより、広帯域光ＢＢがＢフィルタ部２３４ａ、Ｇフイルタ部２３４ｂ、Ｒフィルタ２３４ｃを透過するため、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光が順次生成される。
【００７８】
内視鏡装置１８０内の撮像素子１８０ａは、上記第１実施形態の撮像素子６０と異なり、撮像面にマイクロカラーフィルタが設けられていないモノクロ撮像素子である。また、この撮像素子１８０ａの撮像を制御する撮像制御部７０についても、上記第１実施形態と異なる動作を行う。
【００７９】
通常光画像モードにおいては、図２３（Ａ）に示すように、Ｂ、Ｇ、Ｒの三色の像光を順次撮像して電荷を蓄積し、この蓄積した電荷に基づいて面順次撮像信号Ｂ、Ｇ、Ｒを順次出力する。この一連の動作は、通常光観察モードに設定されている間、繰り返される。一方、酸素飽和度観察モードにおいては、図２３（Ｂ）に示すように、青色狭帯域光ＢＮ、Ｂ光、Ｇ光、Ｒ光の３つの光の像光を順次撮像して電荷を蓄積し、この蓄積した電荷に基づいて面順次撮像信号Ｎ、Ｂ、Ｇ、Ｒを順次出力する。こうした動作が特殊光画像モードに設定されている間、繰り返される。
【００８０】
プロセッサ装置内の通常光画像処理部８０は、面順次撮像信号Ｂ、Ｇ、Ｒに基づいて、通常光画像を生成する。この通常光画像において、面順次撮像信号Ｂは第１実施形態の青色信号Ｂ２に略対応し、面順次撮像信号Ｇは第１実施形態の緑色信号Ｇ２に略対応し、面順次撮像信号Ｒは第１実施形態のＲ２に略対応している。
【００８１】
プロセッサ装置内の酸素飽和度画像処理部８２は、第１実施形態と異なり、面順次撮像信号Ｎ１、Ｇ、Ｒに基づいて、血液量及び酸素飽和度を算出する。ここでは、第１実施形態の第１輝度比Ｂ１／Ｇ２に対応する輝度比としてＮ／Ｇを用い、第１実施形態の第２輝度比Ｒ２／Ｇ２に対応する輝度比としてＲ／Ｇを用いる。これに伴って、相関関係記憶部８２には、輝度比Ｂ１／Ｇ２及びＲ２／Ｇ２と血液量及び酸素飽和度との相関関係が記憶されている。それ以外については、第１実施形態と同様の手順で処理が行われる。
【００８２】
なお、本発明では、酸素飽和度を反映させる画像として、広帯域光で生成される通常光画像を用いたが、これに代えて、特定波長の狭帯域光によって生成させるＮＢＩ（Narrow Band Imaging）画像や自家蛍光や薬剤蛍光によって生成される蛍光画像に酸素飽和度を反映させてもよい。
【００８３】
なお、本発明では、通常光画像上に反映させる生体機能情報を酸素飽和度としたが、これに代えて又は加えて、「血液量（酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの和）×酸素飽和度（％）」から求まる酸化ヘモグロビンインデックスや、「血液量×（１００−酸素飽和度）（％）」から求まる還元ヘモグロビンインデックスを通常光画像上に反映させてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１０，１２０  内視鏡システム
６０，１８０ａ  撮像素子
７３  画像処理部
８４  信号比算出部
８５  相関関係記憶部
８６  血液量及び酸素飽和度算出部
８７  酸素飽和度画像生成部
９５  ＲＧＢゲインテーブル
９６  ゲイン値演算部
【図１】
0005303012.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005303012.tif 000004
【図４】
0005303012.tif 000005
【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
0005303012.tif 000009
【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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