(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象を撮像して得られる観察画像を取得する画像取得部と、
前記観察画像に基づいて、前記観察対象に含まれる生体情報を算出する生体情報算出部と、
前記観察画像に基づいて、前記生体情報に関する信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記観察対象のうち測定対象の生体情報を示す測定値に対して、前記信頼度を用いて前記生体情報の基準となる基準値を設定する基準値処理部と、
前記測定値と前記基準値との差分値を算出し、前記差分値に基づいて差分画像を生成する差分画像生成部とを備える医療画像処理システム。
【請求項２】
前記生体情報に基づいて、前記生体情報を画像化した生体情報画像を生成する生体情報画像生成部と、
前記観察画像又は前記生体情報画像において、前記基準値の算出対象となる基準値算出領域を設定する基準値算出領域設定部とを備え、
前記基準値処理部は、前記基準値算出領域に含まれる生体情報に基づいて、前記基準値を算出する第１基準値算出部を含む請求項１記載の医療画像処理システム。
【請求項３】
前記基準値算出領域設定部は、前記信頼度に基づいて、前記基準値算出領域を自動的に設定する請求項２記載の医療画像処理システム。
【請求項４】
前記基準値算出領域に含まれる信頼度の代表値が領域判定用閾値以上の場合には、前記基準値算出領域において基準値の設定を適正に行えると判定し、前記信頼度の代表値が前記領域判定用閾値を下回る場合には、前記基準値算出領域において基準値の設定を適正に行えないと判定する領域適正判定部と、
前記基準値算出領域において基準値の設定が正確に行えないと判定された場合に、前記基準値の算出を正確に算出できないことを報知するエラーを発するエラー発生部とを備える請求項２記載の医療画像処理システム。
【請求項５】
前記基準値処理部は、
前記観察画像又は前記生体情報画像のうち、前記信頼度が第１信頼度用閾値を下回る低信頼度領域については、前記基準値算出領域の設定を禁止する領域設定禁止制御を行う領域設定禁止制御部を含む請求項２記載の医療画像処理システム。
【請求項６】
前記低信頼度領域を表示部に表示する表示制御部を備える請求項５記載の医療画像処理システム。
【請求項７】
前記基準値は、前記基準値算出領域に含まれる生体情報の代表値である請求項２ないし６いずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項８】
前記第１基準値算出部は、前記基準値算出領域に含まれる生体情報に対して、前記信頼度に基づく重み付け係数を掛け合わせて加算することにより、前記基準値を算出する請求項２ないし６いずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項９】
前記基準値処理部は、
前記生体情報に対して、前記信頼度に基づく重み付け係数を掛け合わせて加算することにより、前記基準値を算出する第２基準値算出部を含む請求項１記載の医療画像処理システム。
【請求項１０】
前記基準値処理部は、
互いに異なる複数の第２信頼度用閾値が予め設定されており、前記信頼度が各第２信頼度用閾値以上の高信頼度領域を複数設定する高信頼度領域設定部と、
各高信頼度領域に含まれる生体情報から、前記基準値の候補となる基準候補値を算出する第１基準候補値算出部とを備える請求項１記載の医療画像処理システム。
【請求項１１】
前記高信頼度領域と前記高信頼度領域に対応する基準候補値とを表示部に表示する表示制御部と、
前記表示部に表示された前記基準候補値の中から前記基準値を選択する第１基準値選択部とを備える請求項１０記載の医療画像処理システム。
【請求項１２】
観察対象を撮像して得られる観察画像を取得する画像取得部と、
前記観察画像に基づいて、前記観察対象に含まれる生体情報を算出する生体情報算出部と、
前記観察対象のうち測定対象の生体情報を示す測定値に対して、前記生体情報の基準となる基準値を設定する基準値処理部と、
前記測定値と前記基準値との差分値を算出し、前記差分値に基づいて差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記生体情報の頻度分布を算出する生体情報頻度分布算出部とを備え、
前記基準値処理部は、
前記生体情報の頻度分布のうち前記生体情報の信頼度が低い第１分布領域を除いた第１領域除外分布に基づいて、前記基準値を算出する第３基準値算出部とを備える医療画像処理システム。
【請求項１３】
前記基準値処理部は、
前記生体情報の頻度分布において前記生体情報の信頼度が低い第１分布領域が複数設定されており、前記生体情報の頻度分布のうち各第１分布領域を除いた第１領域除外分布を複数設定する第１領域除外分布設定部と、
各第１領域除外分布に基づいて、前記基準値の候補となる基準候補値を算出する第２基準候補値算出部とを備える請求項１２記載の医療画像処理システム。
【請求項１４】
前記第１領域除外分布と前記第１領域除外分布に対応する基準候補値とを表示部に表示する表示制御部と、
前記表示部に表示された前記基準候補値の中から前記基準値を選択する第２基準値選択部とを備える請求項１３記載の医療画像処理システム。
【請求項１５】
観察対象を異なるフレームにて撮像して得られる複数フレームの観察画像を取得する画像取得部と、
前記複数フレームの観察画像に基づく演算処理によって演算値を算出し、算出した演算値から、前記観察対象に含まれる生体情報を算出する生体情報算出部と、
前記観察対象のうち測定対象の生体情報を示す測定値に対して、前記生体情報の信頼度を用いて前記生体情報の基準となる基準値を設定する基準値処理部と、
前記測定値と前記基準値との差分値を算出し、前記差分値に基づいて差分画像を生成する差分画像生成部と、
前記演算値の頻度分布を算出する演算値頻度分布算出部とを備え、
前記基準値処理部は、
前記演算値を前記信頼度として利用し、
前記演算値の頻度分布のうち特定演算値を有する第２分布領域を除いた第２領域除外分布に基づいて、前記基準値を算出する第４基準値算出部とを備える医療画像処理システム。
【請求項１６】
前記基準値処理部は、
前記演算値の頻度分布において前記特定演算値を有する第２分布領域が複数設定されており、前記生体情報の頻度分布のうち各第２分布領域を除いた第２領域除外分布を複数設定する第２領域除外分布設定部と、
各第２領域除外分布に基づいて、前記基準値の候補となる基準候補値を算出する第３基準候補値算出部とを備える請求項１５記載の医療画像処理システム。
【請求項１７】
前記第２領域除外分布と前記第２領域除外分布に対応する基準候補値とを表示部に表示する表示制御部と、
前記表示部に表示された前記基準候補値の中から前記基準値を選択する第３基準値選択部とを備える請求項１６記載の医療画像処理システム。
【請求項１８】
前記基準値処理部は、
ユーザーインターフェースによって、前記基準値を設定するユーザー設定部を含み、
前記ユーザー設定部によって設定された基準値は、前記信頼度によって調整される請求項１記載の医療画像処理システム。
【請求項１９】
前記生体情報に基づいて、前記生体情報を画像化した生体情報画像を生成する生体情報画像生成部と、
前記観察画像又は前記生体情報画像において、前記測定対象の領域を測定対象領域として設定する測定領域設定部と、
前記測定対象領域に含まれる生体情報に基づいて、前記測定値を算出する測定値算出部とを備える請求項１、１２、１５、１８のうちいずれか１項記載の医療画像処理システム。
【請求項２０】
観察対象を撮像して観察画像を得る内視鏡と、
観察対象を撮像して得られる観察画像を取得する画像取得部と、
前記観察画像に基づいて、前記観察対象に含まれる生体情報を算出する生体情報算出部と、
前記観察画像に基づいて、前記生体情報に関する信頼度を算出する信頼度算出部と、
前記観察対象のうち測定対象の生体情報を示す測定値に対して、前記信頼度を用いて前記生体情報の基準となる基準値を設定する基準値処理部と、
前記測定値と前記基準値との差分値を算出し、前記差分値に基づいて差分画像を生成する差分画像生成部とを備える内視鏡システム。
【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などの生体情報を求める医療画像処理システム及び内視鏡システムに関する。
【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。また、近年においては、生体情報の中でも血中ヘモグロビンの酸素飽和度を用いた病変部の診断が行われつつある（特許文献１、２、３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２１３５５０号公報
【特許文献２】特開２０１２−１２５４０２号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９４０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
観察対象においては正常部と異常部（ガンなどの病変部）とで生体情報（例えば、酸素飽和度）に違いがあることが知られている。ユーザーは、正常部と異常部との酸素飽和度による違いを把握することにより、異常部の発見を容易に行うことができる。これに関して、特許文献３では、生体情報の一つである酸素飽和度の基準値を設定し、基準値と各位置における酸素飽和度と差分値を疑似カラーで表示している。この特許文献３において、基準値を正常部に設定することで、差分値の疑似カラー画像から、正常部と異常部の酸素飽和度の違いを把握することができるようになる。【０００５】
しかしながら、観察対象においてハレーションなどが生じている領域においては、算出される生体情報の信頼度が低くなっている。このような生体情報の信頼度が低い領域に対して、基準値を設定した場合には、基準値との差分値の信頼度も低くなる。【０００６】
本発明は、生体情報に関する信頼度が低い領域が存在する場合であっても、生体情報の測定値に対する基準となる基準値を適切に設定することができる医療画像処理システム及び内視鏡システム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】
【０００７】
本発明の医療画像処理システムは、画像取得部と、生体情報算出部と、信頼度算出部と、基準値処理部と、差分画像生成部とを備える。画像取得部は、観察対象を撮像して得られる観察画像を取得する。生体情報算出部は、観察画像に基づいて、観察対象に含まれる生体情報を算出する。信頼度算出部は、観察画像に基づいて、生体情報に関する信頼度を算出する。基準値処理部は、観察対象のうち測定対象の生体情報を示す測定値に対して、信頼度を用いて生体情報の基準となる基準値を設定する。差分画像生成部は、測定値と基準値との差分値を算出し、差分値に基づいて差分画像を生成する。【０００８】
本発明は、生体情報画像生成部と、基準値算出領域設定部とを含むことが好ましい。生体情報画像生成部は、生体情報に基づいて、生体情報を画像化した生体情報画像を生成する。基準値算出領域設定部は、観察画像又は生体情報画像において、基準値の算出対象となる基準値算出領域を設定する。基準値処理部は、基準値算出領域に含まれる生体情報に基づいて、基準値を算出する第１基準値算出部を含むことが好ましい。基準値算出領域設定部は、信頼度に基づいて、基準値算出領域を自動的に設定することが好ましい。【０００９】
本発明は、領域適正判定部と、エラー発生部とを備えることが好ましい。領域適正判定部は、基準値算出領域に含まれる信頼度の代表値が領域判定用閾値以上の場合には、基準値算出領域において基準値の設定を適正に行えると判定し、信頼度の代表値が領域判定用閾値を下回る場合には、基準値算出領域において基準値の設定を適正に行えないと判定する。エラー発生部は、基準値算出領域において基準値の設定が正確に行えないと判定された場合に、基準値の算出を正確に算出できないことを報知するエラーを発する。【００１０】
基準値処理部は、観察画像又は生体情報画像のうち、信頼度が第１信頼度用閾値を下回る低信頼度領域については、基準値算出領域の設定を禁止する領域設定禁止制御を行う領域設定禁止制御部を含むことが好ましい。低信頼度領域を表示部に表示する表示制御部を備えることが好ましい。基準値は、基準値算出領域に含まれる生体情報の代表値であることが好ましい。【００１１】
第１基準値算出部は、基準値算出領域に含まれる生体情報に対して、信頼度に基づく重み付け係数を掛け合わせて加算することにより、基準値を算出することが好ましい。基準値処理部は、生体情報に対して、信頼度に基づく重み付け係数を掛け合わせて加算することにより、基準値を算出する第２基準値算出部を含むことが好ましい。【００１２】
基準値処理部は、互いに異なる複数の第２信頼度用閾値が予め設定されており、信頼度が各第２信頼度用閾値以上の高信頼度領域を複数設定する高信頼度領域設定部と、各高信頼度領域に含まれる生体情報から、基準値の候補となる基準候補値を算出する第１基準候補値算出部とを備えることが好ましい。【００１３】
高信頼度領域と高信頼度領域に対応する基準候補値とを表示部に表示する表示制御部と、表示部に表示された基準候補値の中から基準値を選択する第１基準値選択部とを備えることが好ましい。【００１４】
本発明の医療画像処理システムは、画像取得部と、生体情報算出部と、基準値処理部と、差分画像生成部と、生体情報頻度分布算出部とを備える。画像取得部は、観察対象を撮像して得られる観察画像を取得する。生体情報算出部は、観察画像に基づいて、観察対象に含まれる生体情報を算出する。基準値処理部は、観察対象のうち測定対象の生体情報を示す測定値に対して、生体情報の基準となる基準値を設定する。差分画像生成部は、測定値と基準値との差分値を算出し、差分値に基づいて差分画像を生成する。生体情報頻度分布算出部は、生体情報の頻度分布を算出する。基準値処理部は、生体情報の頻度分布のうち生体情報の信頼度が低い第１分布領域を除いた第１領域除外分布に基づいて、基準値を算出する第３基準値算出部とを備える。【００１５】
基準値処理部は、生体情報の頻度分布において生体情報の信頼度が低い第１分布領域が複数設定されており、生体情報の頻度分布のうち各第１分布領域を除いた第１領域除外分布を複数設定する第１領域除外分布設定部と、各第１領域除外分布に基づいて、基準値の候補となる基準候補値を算出する第２基準候補値算出部とを備えることが好ましい。【００１６】
第１領域除外分布と第１領域除外分布に対応する基準候補値とを表示部に表示する表示制御部と、表示部に表示された基準候補値の中から基準値を選択する第２基準値選択部とを備えることが好ましい。【００１７】
本発明の医療画像処理システムは、画像取得部と、生体情報算出部と、基準値処理部と、差分画像生成部と、演算値頻度分布算出部とを備える。画像取得部は、観察対象を異なるフレームにて撮像して得られる複数フレームの観察画像を取得する。生体情報算出部は、複数フレームの観察画像に基づく演算処理によって演算値を算出し、算出した演算値から、観察対象に含まれる生体情報を算出する。基準値処理部は、観察対象のうち測定対象の生体情報を示す測定値に対して、生体情報の信頼度を用いて生体情報の基準となる基準値を設定する。差分画像生成部は、測定値と基準値との差分値を算出し、差分値に基づいて差分画像を生成する。演算値頻度分布算出部は、演算値の頻度分布を算出する。基準値処理部は、演算値を信頼度として利用し、演算値の頻度分布のうち特定演算値を有する第２分布領域を除いた第２領域除外分布に基づいて、基準値を算出する第４基準値算出部とを備える。【００１８】
基準値処理部は、演算値の頻度分布において特定演算値を有する第２分布領域が複数設定されており、生体情報の頻度分布のうち各第２分布領域を除いた第２領域除外分布を複数設定する第２領域除外分布設定部と、各第２領域除外分布に基づいて、基準値の候補となる基準候補値を算出する第３基準候補値算出部とを備えることが好ましい。【００１９】
第２領域除外分布と第２領域除外分布に対応する基準候補値とを表示部に表示する表示制御部と、表示部に表示された基準候補値の中から基準値を選択する第３基準値選択部とを備えることが好ましい。【００２０】
基準値処理部は、ユーザーインターフェースによって、基準値を設定するユーザー設定部を含み、ユーザー設定部によって設定された基準値は、信頼度によって調整される。【００２１】
生体情報に基づいて、生体情報を画像化した生体情報画像を生成する生体情報画像生成部と、観察画像又は生体情報画像において、測定対象の領域を測定対象領域として設定する測定領域設定部と、測定対象領域に含まれる生体情報に基づいて、測定値を算出する測定値算出部とを備えることが好ましい。【００２２】
本発明の内視鏡システムは、内視鏡と、画像取得部と、生体情報算出部と、信頼度算出部と、基準値処理部と、差分画像生成部とを備える。内視鏡は、観察対象を撮像して観察画像を得る。画像取得部は、観察対象を撮像して得られる観察画像を取得する。生体情報算出部は、観察画像に基づいて、観察対象に含まれる生体情報を算出する。信頼度算出部は、観察画像に基づいて、生体情報に関する信頼度を算出する。基準値処理部は、観察対象のうち測定対象の生体情報を示す測定値に対して、信頼度を用いて生体情報の基準となる基準値を設定する。差分画像生成部は、測定値と基準値との差分値を算出し、差分値に基づいて差分画像を生成する。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、生体情報に関する信頼度が低い領域が存在する場合であっても、生体情報の測定値に対する基準となる基準値を適切に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】内視鏡システムの外観図である。
【図２】レーザ光源を有する光源装置を備える内視鏡システムのブロック図である。
【図３】通常観察モード時に発光する光のスペクトルを示すグラフである。
【図４】生体情報測定モード時に発光する光のスペクトルを示すグラフである。
【図５】ＲＧＢカラーフィルタの分光透過率を示すグラフである。
【図６】レーザ光源を有する光源装置を使用する場合における通常観察モード時の撮像制御を示す説明図である。
【図７】レーザ光源を有する光源装置を使用する場合における生体情報測定モード時の撮像制御を示す説明図である。
【図８】酸素飽和度処理部のブロック図である。
【図９】信号比Ｂ１／Ｇ２，Ｒ２／Ｇ２と酸素飽和度の相関関係を示すグラフである。
【図１０】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１１】酸素飽和度を算出する方法を示す説明図である。
【図１２】差分値に応じた疑似カラー画像を示す画像図である。
【図１３】等高線の差分画像を示す画像図である。
【図１４】基準値算出領域ＲＳと測定対象領域ＲＭを示す画像図である。
【図１５】基準値算出領域ＲＳと複数の測定対象領域ＲＭを示す画像図である。
【図１６】第１実施形態の基準値処理部の機能を示すブロック図である。
【図１７Ａ】基準値算出領域ＲＳと基準値算出候補領域ＣＲＳを示す画像図である。
【図１７Ｂ】正常部設定用領域を示す画像図である。
【図１８】基準値算出領域ＲＳに含まれる酸素飽和度に対して、信頼度に基づく重み付け係数を掛け合わせて加算して得られる基準値の算出方法を示す説明図である。
【図１９】エラー情報を示す画像図である。
【図２０】低信頼度領域を示す画像図である。
【図２１】第２実施形態の基準値処理部の機能を示すブロック図である。
【図２２】酸素飽和度に対して、信頼度に基づく重み付け係数を掛け合わせて加算して得られる基準値の算出方法を示す説明図である。
【図２３】高信頼度領域とこの高信頼度領域に対応する基準候補値を示す画像図である。
【図２４】第２実施形態における基準値の選択方法を示す説明図である。
【図２５】第３実施形態の基準値処理部の機能を示すブロック図である。
【図２６】酸素飽和度の頻度分布に基づく基準値の算出方法を示す説明図である。
【図２７】複数の第１領域除外分布に基づく基準値の算出方法を示す説明図である。
【図２８】第３実施形態における基準値の選択方法を示す説明図である。
【図２９】第４実施形態の基準値処理部の機能を示すブロック図である。
【図３０】信号比Ｂ１／Ｇ２の頻度分布に基づく基準値の算出方法を示す説明図である。
【図３１】複数の第２領域除外分布に基づく基準値の算出方法を示す説明図である。
【図３２】第５実施形態の基準値処理部の機能を示すブロック図である。
【図３３】基準値を設定するための数値を直接入力する基準値入力画面を示す画像図である。
【図３４】基準値を設定するための数値を段階的に増減させる基準値入力画面を示す画像図である。
【図３５】スライドバーとスライダを用いて、基準値を設定するための数値を段階的に増減させる基準値入力画面を示す画像図である。
【図３６】複数のＬＥＤを有する光源装置を備える内視鏡システムのブロック図である。
【図３７】ＬＥＤの発光帯域とＨＰＦの特性を示すグラフである。
【図３８】複数のＬＥＤを有する光源装置を使用する場合における通常観察モード時の撮像制御を示す説明図である。
【図３９】複数のＬＥＤを有する光源装置を使用する場合における生体情報測定モード時の撮像制御を示す説明図である。
【図４０】回転フィルタを有する光源装置を備える内視鏡システムのブロック図である。
【図４１】回転フィルタの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６、モニタ１８（表示部）と、ユーザーインターフェース２０とを有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続されるとともに、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、被検体内に挿入される挿入部２１と、挿入部２１の基端部分に設けられた操作部２２と、挿入部２１の先端側に設けられた湾曲部２３及び先端部２４を有している。操作部２２のアングルノブ２２ａを操作することにより、湾曲部２３は湾曲動作する。この湾曲動作にともなって、先端部２４が所望の方向に向けられる。
【００２６】
また、操作部２２には、アングルノブ２２ａの他、モード切替ＳＷ（モード切替スイッチ）２２ｂと、ズーム操作部２２ｃと、静止画像を保存するためのフリーズボタン（図示しない）と、が設けられている。モード切替ＳＷ２２ｂは、通常観察モードと、生体情報測定モードの２種類のモード間の切り替え操作に用いられる。通常観察モードは、被検体内の観察対象をフルカラー画像化した通常光画像をモニタ１８に表示するモードである。生体情報測定モードは、観察対象に含まれる生体情報の一つである血中ヘモグロビンの酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像をモニタ１８に表示するモードである。ズーム操作部２２ｃは、内視鏡１２内のズームレンズ４７（図２参照）を駆動させて、観察対象を拡大させるズーム操作に用いられる。
【００２７】
なお、生体情報測定モードでは、酸素飽和度を算出するが、酸素飽和度以外の生体情報を算出するようにしてもよい。例えば、生体情報測定モード時に得られる観察画像から特定深さの血管を抽出し、特定の関心領域内における特定深さの血管が占める割合を血管密度として算出することが考えられる。この血管密度は生体情報の一種であり、観察対象の診断に有効である。血管密度は数値としてモニタ１８に表示する他に、血管密度の大きさに合わせて疑似カラー画像化した血管密度画像（生体情報画像）をモニタ１８に表示するようにしてもよい。
【００２８】
プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びユーザーインターフェース２０と電気的に接続される。モニタ１８は、通常光画像や酸素飽和度画像等の画像、及びこれらの画像に関する情報（以下、画像情報等という）を表示する。ユーザーインターフェース２０は、機能設定等の入力操作を受け付ける機能を有し、具体的には、キーボードやマウスなどから構成される。なお、プロセッサ装置１６には、画像情報等を記録する記録部（図示省略）を接続しても良い。
【００２９】
図２に示すように、光源装置１４は、中心波長４７３ｎｍの第１青色レーザ光を発する第１青色レーザ光源（４７３ＬＤ（レーザダイオード））３４と、中心波長４４５ｎｍの第２青色レーザ光を発する第２青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３６とを発光源として備えている。これらの半導体発光素子からなる各光源３４，３６の発光は、光源制御部４０により個別に制御される。このため、第１青色レーザ光源３４の出射光と、第２青色レーザ光源３６の出射光の光量比は変更自在になっている。
【００３０】
光源制御部４０は、通常観察モードの場合には、第２青色レーザ光源３６を点灯させる。これに対して、生体情報測定モードの場合には、１フレーム間隔で、第１青色レーザ光源３４と第２青色レーザ光源３６を交互に点灯させる。なお、第１，第２青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、第１青色レーザ光源３４と第２青色レーザ光源３６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、発光ダイオード等の発光体を用いた構成としても良い。
【００３１】
各光源３４，３６から出射される第１，第２青色レーザ光は、集光レンズ、光ファイバ、合波器等の光学部材（いずれも図示せず）を介してライトガイド（ＬＧ）４１に入射する。ライトガイド４１は、光源装置１４と内視鏡１２を接続するユニバーサルコード１７（図１参照）と、内視鏡１２に内蔵されている。ライトガイド４１は、各光源３４，３６からの第１，第２青色レーザ光を、内視鏡１２の先端部２４まで伝搬する。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することができる。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することができる。
【００３２】
内視鏡１２の先端部２４は、照明光学系２４ａと撮像光学系２４ｂを有している。照明光学系２４ａには、蛍光体４４と、照明レンズ４５が設けられている。蛍光体４４には、ライトガイド４１から第１，第２青色レーザ光が入射する。蛍光体４４は、第１または第２青色レーザ光が照射されることで蛍光を発する。また、一部の第１または第２青色レーザ光は、そのまま蛍光体４４を透過する。蛍光体４４を出射した光は、照明レンズ４５を介して観察対象に照射される。
【００３３】
通常観察モードにおいては、第２青色レーザ光が蛍光体４４に入射するため、図３に示すスペクトルの通常光が観察対象に照射される。この通常光は、第２青色レーザ光と、この第２青色レーザ光により蛍光体４４から励起発光する緑色〜赤色の第２蛍光とから構成される。したがって、通常光は、波長範囲が可視光全域に及んでいる。
【００３４】
一方、生体情報測定モードにおいては、第１青色レーザ光と第２青色レーザ光が蛍光体４４に交互に入射することにより、図４に示すスペクトルの測定光と通常光が交互に観察対象に照射される。測定光は、酸素飽和度を測定するために用いられ、第１青色レーザ光と、この第１青色レーザ光により蛍光体４４から励起発光する緑色〜赤色の第１蛍光とから構成される。したがって、測定光は、波長範囲が可視光全域に及んでいる。通常光は、通常観察モード時に照射される通常光と同様である。
【００３５】
第１蛍光と第２蛍光は、波形（スペクトルの形状）がほぼ同じであり、第１蛍光の強度（Ｉ１（λ））と第２蛍光の強度（Ｉ２（λ））の比（以下、フレーム間強度比という）は、何れの波長λにおいても同じである。例えば、Ｉ２（λ１）／Ｉ１（λ１）＝Ｉ２（λ２）／Ｉ１（λ２）である。このフレーム間強度比Ｉ２（λ）／Ｉ１（λ）は、酸素飽和度の算出精度に影響を与えるものであるため、光源制御部４０により、予め設定された基準フレーム間強度比を維持するように高精度に制御されている。
【００３６】
なお、蛍光体４４は、第１及び第２青色レーザ光の一部を吸収して、緑色〜赤色に励起発光する複数種類の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、あるいはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ10Ｏ17）等の蛍光体）を含んで構成されるものを使用することが好ましい。また、本実施形態のように、半導体発光素子を蛍光体４４の励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の測定光及び通常光が得られる。また、各白色光の強度を容易に調整できる上に、色温度、色度の変化を小さく抑えることができる。
【００３７】
図２に示すように、内視鏡１２の撮像光学系２４ｂは、撮像レンズ４６、ズームレンズ４７、センサ４８を有している（図２参照）。観察対象からの反射光は、撮像レンズ４６及びズームレンズ４７を介してセンサ４８に入射する。これにより、センサ４８に観察対象の反射像が結像される。ズームレンズ４７は、ズーム操作部２２ｃを操作することでテレ端とワイド端との間を移動する。ズームレンズ４７がテレ端とワイド端との間で移動することにより、観察対象の反射像が拡大又は縮小する。
【００３８】
センサ４８は、カラーの撮像素子であり、観察対象の反射像を撮像して画像信号を出力する。センサ４８は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサである。また、センサ４８は、撮像面にＲＧＢカラーフィルタが設けられたＲＧＢ画素を有しており、ＲＧＢの各色の画素で光電変換をすることによってＲ，Ｇ，Ｂの三色の画像信号を出力する。
【００３９】
図５に示すように、Ｂカラーフィルタは３８０〜５６０ｎｍの分光透過率を有しており、Ｇカラーフィルタは４５０〜６３０ｎｍの分光透過率を有しており、Ｒカラーフィルタ５８０〜７６０ｎｍの分光透過率を有している。したがって、通常観察モード時に通常光が観察対象に照射された場合には、Ｂ画素には第２青色レーザ光と第２蛍光の緑色成分の一部が入射し、Ｇ画素には第２蛍光の緑色成分の一部が入射し、Ｒ画素には第２蛍光の赤色成分が入射する。但し、第２青色レーザ光は第２蛍光よりも発光強度が極めて大きいのでＢ画素から出力するＢ画像信号の大部分は第２青色レーザ光の反射光成分で占められている。
【００４０】
一方、生体情報測定モード時に測定光が観察対象に照射された場合には、Ｂ画素には第１青色レーザ光と第１蛍光の緑色成分の一部が入射し、Ｇ画素には第１蛍光の緑色成分の一部が入射し、Ｒ画素には第１蛍光の赤色成分が入射する。但し、第１青色レーザ光は第１蛍光よりも発光強度が極めて大きいので、Ｂ画像信号の大部分は第１青色レーザ光の反射光成分で占められている。なお、生体情報測定モード時に通常光が観察対象に照射されたときのＲＧＢ各画素での光入射成分は、通常観察モードの場合と同様である。
【００４１】
なお、センサ４８としては、撮像面にＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）及びＧ（グリーン）の補色フィルタを備えた、いわゆる補色イメージセンサを用いても良い。センサ４８として補色イメージセンサを用いる場合は、ＣＭＹＧの四色の画像信号からＲＧＢの三色の画像信号に色変換する色変換部を、内視鏡１２、光源装置１４またはプロセッサ装置１６のいずれかに設けておけば良い。こうすれば補色イメージセンサを用いる場合でも、ＣＭＹＧの４色の画像信号から色変換によってＲＧＢ３色の画像信号を得ることができる。
【００４２】
撮像制御部４９はセンサ４８の撮像制御を行う。図６に示すように、通常観察モード時には、１フレームの期間毎に、通常光で照明された観察対象をセンサ４８で撮像する。これにより、１フレーム毎にセンサ４８からＲＧＢの各画像信号が出力される。
【００４３】
撮像制御部４９は、生体情報測定モード時も、通常観察モード時と同様にしてセンサ４８の撮像制御を行う。但し、生体情報測定モード下ではセンサ４８の撮像のフレームに同期して測定光と通常光が交互に観察対象に照射されるので、図７に示すように、センサ４８は、１フレーム目に測定光で観察対象を撮像し、次の２フレーム目では通常光で観察対象を撮像する。センサ４８は、１フレーム目，２フレーム目ともＲＧＢの各色の画像信号を出力するが、依拠する白色光のスペクトルが異なるので、以下では区別のために、１フレーム目に測定光で撮像して得られるＲＧＢ各色の画像信号をそれぞれＲ１画像信号，Ｇ１画像信号，Ｂ１画像信号といい、２フレーム目に通常光で撮像して得られるＲＧＢ各色の画像信号をＲ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｂ２画像信号という。
【００４４】
センサ４８から出力される各色の画像信号は、ＣＤＳ（correlated double sampling）／ＡＧＣ（automatic gain control）回路５０送信される（図２参照）。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０は、センサ４８から出力されるアナログの画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタル画像信号に変換される。こうしてデジタル化された画像信号はプロセッサ装置１６に入力される。
【００４５】
プロセッサ装置１６は、画像取得部５４と、画像処理切替部６０と、通常モード処理部６２と、生体情報測定モード処理部６４と、表示制御部６６とを備えている。画像取得部５４は、内視鏡１２から入力される画像信号を観察対象の画像として取得する。ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６とノイズ除去部５８を備えており、ＤＳＰ５６は、受信した画像信号に対して色補正処理等のデジタル信号処理を行う。ノイズ除去部５８は、ＤＳＰ５６で色補正処理等が施された画像信号に対して、例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等によるノイズ除去処理を施す。ノイズが除去された画像信号は、画像処理切替部６０に入力される。
【００４６】
画像処理切替部６０は、モード切替ＳＷ２２ｂが通常観察モードにセットされている場合には、画像信号を通常モード処理部６２に入力する。一方、モード切替ＳＷ２２ｂが生体情報測定モードに設定されている場合、画像処理切替部６０は、画像信号を生体情報測定モード処理部６４に入力する。
【００４７】
通常モード処理部６２は、入力した画像信号に対して、色変換処理と、色彩強調処理、構造強調処理などの通常モード用の画像処理を施す。この通常モード用の画像処理が施された画像信号は、通常観察画像として表示制御部６６に入力される。
【００４８】
生体情報測定モード処理部６４は、入力された画像信号に基づいて、酸素飽和度を算出し、算出した酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を生成する酸素飽和度処理部７０と、生体情報測定モードにおいて画像生成モードが差分画像生成モードに設定されている場合には、観察対象のうち測定対象の酸素飽和度を示す測定値に対して、酸素飽和度の基準となる基準値を設定するための基準値処理部７２とを備えている。酸素飽和度処理部７０と基準値処理部７２の詳細については後述する。なお、酸素飽和度処理部７０と基準値処理部７２との間は、各種情報を交換できるようにするために、双方向の通信が可能となっている。
【００４９】
表示制御部６６は、通常モード処理部６２または生体情報測定モード処理部から入力される画像信号や各種情報などをモニタ１８に表示するための制御を行う。この表示制御部６６の制御に従って、モニタ１８には、通常光画像や酸素飽和度画像の各種画像が表示される他、各種画像に各種情報が重畳されて表示される
【００５０】
図８に示すように、酸素飽和度処理部７０は、位置合わせ処理部７４と、光量比補正部７６と、信号比算出部７８と、相関関係記憶部８０と、酸素飽和度算出部８２（生体情報算出部）と、酸素飽和度画像生成部８３（生体情報画像生成部）と、測定領域設定部８４と、測定値算出部８５とを備えている。
【００５１】
位置合わせ処理部７４は、酸素飽和度処理部７０に入力される２フレーム分の画像信号のうち、酸素飽和度の算出に用いるＢ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号の位置合わせ処理を行う。このように位置合わせ処理を行うのは、観察対象や内視鏡１２に動きが生ずることで、フレーム間で位置ズレが発生することがあるためである。具体的には、１フレーム目のＢ１画像信号を２フレーム目のＧ２画像信号、Ｒ２画像信号に位置合わせする。位置合わせ処理は、１フレーム目のＢ１画像信号と２フレーム目のＢ２画像信号とを比較して、観察対象の移動量を算出する。算出した観察対象の移動量に基づいて、Ｂ１画像信号に含まれる観察対象を移動させる。これにより、位置合わせ処理が完了する。なお、１フレーム目のＢ１画像信号と２フレーム目のＢ２画像信号から移動量を算出するのは、それらＢ１画像信号とＢ２画像信号に含まれる波長成分が同じであり、同じような観察対象が写り込んでいるため、移動量の算出を正確に行えるためである。
【００５２】
光量比補正部７６は、フレーム間での光量比の変動に合わせて、Ｂ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号に対して、光量比補正処理を行う。光量比補正処理では、フレーム間の光量比の変動を反映している画像信号は、Ｒ１画像信号とＲ２画像信号であるため、これらＲ１画像信号とＲ２画像信号から光量比補正係数Ｃｋ（Ｒ２画像信号の平均値／Ｒ１画像信号の平均値）を算出する。そして、下記式により、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号の光量比補正処理を行うことにより、光量比補正処理済みのＧ２画像信号とＲ２画像信号を得る。なお、係数ｋは、光源制御部４０による光量制御が理想的に動作している場合に得られるＲ２画像信号の平均値／Ｒ１画像信号の平均値を表している。
式）光量比補正処理済みのＧ２画像信号＝Ｇ２画像信号／Ｃｋ×ｋ
光量比補正処理済みのＲ２画像信号＝Ｒ２画像信号／Ｃｋ×ｋ
【００５３】
信号比算出部７８には、位置合わせ処理及び光量比補正処理済みの２フレーム分の画像信号のうち、Ｂ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号が入力される。信号比算出部７８は、Ｂ１画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｂ１／Ｇ２と、Ｇ２画像信号とＲ２画像信号の信号比Ｒ２／Ｇ２とを、画素毎に算出する。
【００５４】
相関関係記憶部８０は、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２と、酸素飽和度の相関関係を記憶している。この相関関係は、図９に示す二次元空間上に酸素飽和度の等値線を定義した２次元テーブルで記憶されている。信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２に対す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によって予め得られ、各等値線の間隔は、血液量（信号比Ｒ２／Ｇ２）に応じて変化する。なお、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２と、酸素飽和度との相関関係はｌｏｇスケールで記憶されている。
【００５５】
なお、上記相関関係は、図１０に示すように、酸化ヘモグロビン（グラフ８６）や還元ヘモグロビン（グラフ８７）の吸光特性や光散乱特性と密接に関連し合っている。例えば、第１青色レーザ光の中心波長４７３ｎｍのように、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波長では、酸素飽和度の情報を取り扱いやすい。しかしながら、４７３ｎｍの光に対応する信号を含むＢ１画像信号は、酸素飽和度だけでなく、血液量にも依存度が高い。そこで、Ｂ１画像信号に加え、主として血液量に依存して変化する光に対応するＲ２画像信号と、Ｂ１画像信号とＲ２画像信号のリファレンス信号となるＧ２画像信号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。
【００５６】
酸素飽和度算出部８２は、相関関係記憶部８０に記憶された相関関係を参照し、信号比算出部７８で算出された信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する酸素飽和度を画素毎に算出する。例えば、特定画素における信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２がそれぞれＢ１*／Ｇ２*及びＲ２*／Ｇ２*である場合、図１１に示すように、相関関係を参照すると、信号比Ｂ１*／Ｇ２*及び信号比Ｒ２*／Ｇ２*に対応する酸素飽和度は「６０％」である。したがって、酸素飽和度算出部８２は、この画素の酸素飽和度を「６０％」と算出する。
【００５７】
なお、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比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、信号比Ｂ１／Ｇ２や信号比Ｒ２／Ｇ２の値が、酸素飽和度０％の下限ライン８８を上回ったり、反対に酸素飽和度１００％の上限ライン８９を下回ったりすることはほとんどない。但し、算出する酸素飽和度が下限ライン８８を下回ってしまった場合には酸素飽和度算出部８２は酸素飽和度を０％とし、上限ライン８９を上回ってしまった場合には酸素飽和度を１００％とする。また、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する点が下限ライン８８と上限ライン８９の間から外れた場合には、その画素における酸素飽和度の信頼度が低いことが分かるように表示をしたり、酸素飽和度を算出しないようにしても良い。
【００５８】
酸素飽和度画像生成部８３は、酸素飽和度算出部８２で算出された酸素飽和度のデータと、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号を用いて、生体情報画像として、酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を生成する。生成した酸素飽和度画像は表示制御部６６に送信され、また、キャプチャー指示があった場合には、酸素飽和度画像が画像保存部７３（図２参照）に保存される。なお、酸素飽和度画像を画像保存部７３に保存する場合には、酸素飽和度の数値データも合わせて保存することが好ましい。この場合、酸素飽和度の数値データ全体を保存すると膨大なデータ量になるため、酸素飽和度の代表値（例えば、平均値、最大値、最小値、中央値）などを保存することが好ましい。また、酸素飽和度画像だけでなく、通常光画像についても、キャプチャー指示に従って、画像保存部７３に保存することが好ましい。
【００５９】
酸素飽和度画像生成部８３には、疑似カラー画像生成モード、合成画像生成モード、差分画像生成モードの３種類の画像生成モードが設けられている。疑似カラー画像生成モードでは、酸素飽和度のデータに対応する疑似カラーで酸素飽和度を画像化した疑似カラー画像を生成する。合成画像生成モードでは、通常光画像において酸素飽和度が一定値以下の低酸素領域において、酸素飽和度に対応する疑似カラーで酸素飽和度を画像化した合成画像を生成する。差分画像生成モードでは、測定対象の酸素飽和度を示す測定値と、この測定値に対して基準となる酸素飽和度の基準値との差分値に対応する疑似カラーによって、酸素飽和度を画像化した差分画像を生成する。なお、上記３種類の画像生成モードは、ユーザーインターフェース２０によって、適宜、切り替えることが可能である。また、差分画像生成モードに設定されている場合の酸素飽和度画像生成部が、本発明の「差分画像生成部」に対応する。
【００６０】
疑似カラー画像生成モードでは、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂを有する疑似カラー画像を生成する。疑似カラー画像の輝度信号Ｙには、血管など観察対象の構造の視認性が高くなっているＧ２画像信号を割り当てる。一方、色差信号Ｃｒ、Ｃｂについては、酸素飽和度との対応関係を記憶した疑似カラー画像用カラーテーブル（図示しない）が用いられる。したがって、疑似カラー画像用カラーテーブルを参照して、色差信号Ｃｒ、Ｃｂには、酸素飽和度に対応する信号値がそれぞれ割り当てられる。例えば、疑似カラー画像用カラーテーブルにおいて、酸素飽和度が高い場合にはＣｒの信号値をＣｂよりも高くすることで、赤みが強くなるようにする。一方、酸素飽和度が低い場合にはＣｂの信号値をＣｒよりも高くすることで、青みが強くなるようにする。
【００６１】
合成画像生成モードでは、Ｂ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｒ２画像信号に対して、酸素飽和度に応じたゲインを画素毎に施し、ゲインを施したＢ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｒ２画像信号によって、合成画像を生成する。例えば、酸素飽和度が６０％以上の高酸素領域の画素ではＢ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｒ２画像信号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％未満の低酸素領域の画素では、Ｂ２画像信号に対して「１」未満のゲインを乗じ、Ｇ２画像信号及びＲ２画像信号に対しては「１」以上のゲインを乗じる。これにより、高酸素領域では通常光画像と同様の色で表される一方、低酸素領域では酸素飽和度に応じた疑似カラーで表される合成画像が得られる。
【００６２】
差分画像生成モードでは、酸素飽和度算出部８２において算出された酸素飽和度を測定値とし、その測定値と基準値処理部７２で設定された基準値との差分値から、差分画像を生成する。差分画像については、各画素における測定値と基準値との差分値の代表値（例えば、平均値、最大値、最小値）を数値として表示するようにしてもよい。また、差分画像については、例えば、図１２に示すように、各画素における酸素飽和度の測定値と基準値との差分値に応じた疑似カラーで表示する疑似カラーの差分画像としてもよい。また、差分画像については、図１３に示すように、各画素における酸素飽和度の測定値と基準値との差分値に対応する等高線で表示する等高線の差分画像としてもよい。この等高線の差分画像では、等高線Ｘ１は基準値との差分値が「−２０％」であることを、等高線Ｘ２は基準値との差分値が「−４０％」であることを、等高線Ｘ３は基準値との差分値が「−５０％」であることを示している。なお、差分値は、測定値−基準値とすることが好ましい。例えば、測定値が「６０％」で、基準値が「８０％」の場合には、差分値は「−２０％」となる。
【００６３】
また、図１４に示すように、測定領域設定部８４において、後述する基準値算出領域ＲＳとは別の領域に、測定対象の領域を測定対象領域ＲＭとして設定し、測定値算出部８５において、測定対象領域に含まれる酸素飽和度の代表値（例えば、平均値、最大値、最小値等）と基準値との差分値を算出する。そして、算出した差分値を数値等で表示した画像を、測定対象領域の差分画像としてもよい。測定対象領域の差分画像では、測定対象領域ＲＭの差分値は「−３０％」であることを示している。なお、測定対象領域ＲＭは、基準値算出領域ＲＳを設定した画像と同じ画像内で設定してもよく、基準値算出領域ＲＳを設定した画像と異なるタイミングで得られた画像内で設定してもよい。また、基準値算出領域ＲＳ又は測定対象領域ＲＭについては、それら領域を設定した画像と異なるタイミングで得られた画像において、領域の位置を追従するようにすることが好ましい。
【００６４】
測定対象領域の差分画像では、ユーザーインターフェース２０によって、測定対象領域ＲＭの設定が可能である。また、測定対象領域ＲＭは複数設定可能であり、測定対象領域ＲＭを増やす場合には、図１５に示すように、画面右側の「＋」ボタン９０をポインタＰｔでクリックすると、画面内に測定対象領域ＲＭが追加される。この追加された測定対象領域ＲＭを測定対象にまで動かすことで、測定対象領域ＲＭが設定される。一方、測定対象領域ＲＭを減らす場合には、画面右側の「−」ボタン９１をポインタＰｔでクリックすると、画面内から測定対象領域ＲＭが削除される。
【００６５】
図１６に示すように、基準値処理部７２は、基準値算出領域設定部９２と、信頼度算出部９４と、領域適正判定部９５と、第１基準値算出部９６と、エラー発生部９７と、領域設定禁止制御部９８とを備えている。生体情報測定モードでは、画像生成モードとして、差分画像生成モードに設定されている場合には、図１７Ａに示すように、基準値の算出対象となる基準値算出領域ＲＳを設定するための基準値算出領域設定用画像をモニタ１８に表示するとともに、基準値算出領域設定部９２を起動し、ユーザーに対して基準値算出領域ＲＳを設定するように促す。基準値算出領域設定用画像では、基準値算出領域ＲＳの候補となる基準値算出候補領域ＣＲＳが表示される。ユーザーは、ユーザーインターフェース２０によって、観察対象のうち基準対象としたい領域にまで、基準値算出候補領域ＣＲＳを動かす。基準値算出候補領域ＣＲＳが基準対象に到達したら、ユーザーインターフェース２０によって、領域確定処理を行う。これにより、基準値算出領域ＲＳの設定が完了する。
【００６６】
なお、基準値算出領域設定用画像は、観察画像の一つである通常光画像の他、生体情報画像である疑似カラー画像や合成画像でもよい。また、基準値算出領域設定用画像として、それら通常光画像、疑似カラー画像、及び合成画像のうち２以上を並列して表示した場合には、いずれかの画像で基準値算出領域ＲＳを設定した場合には、その他の画像にも連動して基準値算出領域ＲＳを表示するようにしてもよい。また、基準値算出領域ＲＳの形状は、矩形の他、円、楕円等、又は、ユーザーインターフェース２０によるフリーハンドに基づく形状であってもよい。また、基準値算出領域ＲＳの大きさは、例えば、ユーザーインターフェース２０のうちマウスを長押しすることによって、領域を拡大又は縮小できるようにすることが好ましい。
【００６７】
また、基準値算出領域設定部９２は、後述する信頼度を用いて、ユーザーを介することなく、自動的に基準値算出領域ＲＳを設定するようにしてもよい。例えば、信頼度が「１」の領域については、基準値算出領域設定部９２によって、基準値算出領域ＲＳを自動的に設定するようにする。
【００６８】
また、特定タイミングで得られた画像において、基準値算出領域ＲＳを設定した場合であっても、その特定タイミングと異なるタイミングで得られた画像に対しても基準値算出領域ＲＳを設定してもよい。この場合には、時間的に最新の基準地算出領域ＲＳが採用される。また、異なるタイミングで得られる複数の画像において基準値算出領域ＲＳを設定する場合には、設定した基準値算出領域ＲＳの画像については、モニタ１８上の特定位置に、サムネイルを表示するようにしてもよい。また、１フレームの基準値算出領域設定用画像において、基準値算出領域ＲＳを複数設定した場合には、複数の基準値算出領域ＲＳのうち後述する信頼度が最も高い基準値算出領域ＲＳを採用することが好ましい。
【００６９】
また、基準値算出領域ＲＳの設定は、内視鏡１２の体腔内への挿入中に得られる画像に対して行うことが好ましい。この場合には、基準値算出領域ＲＳは、観察対象のうち正常部に設定する（デフォルトの領域とすることが好ましい）。正常部を設定する方法としては、図１７Ｂに示すように、画面中央に正常部設定用領域を設け、正常部が正常部設定用領域に入るように、内視鏡１２を操作する。正常部が正常部設定用領域に入ったら、ユーザーインターフェース２０を操作することにより、その正常部を含む領域を基準値算出領域ＲＳとして確定する。この基準地算出領域ＲＳについても、後述と同様の手順によって、基準値が算出される。なお、後述の信頼度算出部９４において、正常部らしさの信頼度を算出することが好ましい。この場合、正常部らしさの信頼度に基づいて酸素飽和度を算出し、算出した酸素飽和度に基づいて基準値を設定するようにしてもよい。
【００７０】
信頼度算出部９４は、酸素飽和度に関する信頼度を算出する。信頼度は、例えば、「０」〜「１」の間の数値で表し、数値が大きいほど、信頼度が高いとすることが好ましい。信頼度としては、例えば、酸素飽和度の算出に用いるＢ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号のいずれもが適正画素値の範囲内に入っている場合には、信頼度を「１」とすることが好ましい。これに対して、Ｂ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号のうちのいずれかの画素値が適正画素値の範囲外となる場合（下限値を下回るような場合や上限値を上回るような場合）には、信頼度を「０」とすることが好ましい。また、Ｂ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号のうちのいずれかの画素値が適正画素値の範囲外となった場合には、画素値の大きさに合わせて、信頼度を徐々に「０」に近づけていくことが好ましい。また、生体情報測定モード時に得られる画像信号のいずれかに基づいて得られる生体情報測定モード時の演算値が、黄色色素など残渣や残液が存在することを示している場合には、その領域の信頼度を低くすること（例えば、信頼度を「１」よりも小さくし、残渣、残液の量が大きくなる程、信頼度を低くする）が好ましい。また、生体情報測定モード時の演算値が深層血管の存在を示している場合には、信頼度を変化させることが好ましい。また、
【００７１】
領域適正判定部９５は、基準値算出領域設定部９２において基準値算出領域ＲＳの設定が行われた場合、基準値算出領域ＲＳに含まれる信頼度に基づいて、設定された基準値算出領域ＲＳにおいて基準値の設定を適正に行えるか否かの判定を行う。具体的には、基準値算出領域ＲＳに含まれる信頼度の代表値（例えば、平均値、最大値、最小値）が領域判定用閾値以上の場合には、基準値算出領域ＲＳにおいて基準値の設定を適正に行えると判定する。この場合には、第１基準値算出部９６において、基準値算出領域ＲＳに含まれる酸素飽和度から、基準値の算出を行う。
【００７２】
第１基準値算出部９６は、基準値の算出方法としては、基準値算出領域ＲＳに含まれる酸素飽和度の代表値（例えば、平均値、最大値、最小値）を基準値として算出することが好ましい。また、第１基準値算出部９６では、基準値算出領域ＲＳに含まれる酸素飽和度に対して、信頼度に基づく重み付け係数を掛け合わせて加算することによって、基準値を算出するようにしてもよい。例えば、図１８に示すように、基準値算出領域ＲＳのうち、内側の領域ＲＳＩについては信頼度に基づく重み付け係数を「１」とし、外側の領域ＲＳＯについては信頼度に基づく重み付け係数を「０」とした場合には、内側の領域ＲＳＩに含まれる酸素飽和度に対して「１」を掛け合わせた値と、外側の領域ＲＳＯに含まれる酸素飽和度に対して「０」を掛け合わせた値を加算したものが基準値となる。
【００７３】
一方、基準値算出領域ＲＳに含まれる信頼度の代表値（例えば、平均値、最大値、最小値）が領域判定用閾値を下回る場合には、基準値算出領域ＲＳにおいて基準値の設定が適正に行えないと判定する。この場合には、エラー発生部９７が、基準値算出領域ＲＳにおいて基準値の設定を適正に行えないことを報知するためのエラー情報を表示制御部６６に送信する。表示制御部６６は、エラー情報に従って、図１９に示すように、基準値算出領域ＲＳとともに、エラー情報をモニタ１８に表示する制御を行う。これに従って、ユーザーは、ユーザーインターフェース２０によって、基準値算出領域ＲＳを再設定する。
【００７４】
なお、基準値算出領域ＲＳを設定する前に信頼度を算出した場合には、領域設定禁止制御部９８によって、信頼度が第１信頼度用閾値を下回る低信頼度領域を設定し、低信頼度領域については基準値算出領域ＲＳの設定を禁止する制御を行うようにしてもよい。ユーザーが、低信頼度領域において基準値算出領域ＲＳの設定を行おうとした場合には、設定禁止である旨のアラートを行うようにすることが好ましい。なお、図２０に示すように、
基準値算出領域設定用画像において低信頼度領域を重畳表示することで、ユーザーは、低信頼度領域を避けて、基準値算出領域ＲＳを設定することができるようになる。
【００７５】
［第２実施形態］
第１実施形態では、基準値算出領域設定用画像において、基準値算出領域ＲＳを設定し、設定した基準値算出領域ＲＳに含まれる酸素飽和度に基づいて、基準値を算出するようにしているが、第２実施形態では、酸素飽和度算出部８２で算出された各画素の酸素飽和度に対して、信頼度に基づく重み付け係数を掛け合わせて加算することにより、基準値を算出する。
【００７６】
第２実施形態では、第１実施形態の基準値処理部７２に代えて、基準値処理部１１０が用いられる。それ以外については、第１実施形態とほぼ同様である。基準値処理部１１０は、図２１に示すように、信頼度算出部１１１と、第２基準値算出部１１２と、高信頼度領域設定部１１４と、第１基準候補値算出部１１６と、第１基準値選択部１１８とを備えている。信頼度算出部１１１は、第１実施形態の信頼度算出部９４と同様である。
【００７７】
第２基準値算出部１１２は、信頼度算出部１１１で算出した信頼度に基づいて、信頼度に基づく重み付け係数の設定を行う。例えば、信頼度と重み付け係数とは同じでも良い（即ち、信頼度が「１」の場合は重み付け係数を「１」とし、信頼度が「０」の場合は重み付け係数を「０」とする）。また、信頼度に対する閾値として第２信頼度用閾値を予め定めておき、信頼度が第２信頼度用閾値以上の場合に、重み付け係数を「１」とし、信頼度が第２信頼度用閾値を下回る場合に、重み付け係数を「０」としてもよい。そして、第２基準値算出部１１２は、図２２に示すように、酸素飽和度算出部８２で算出された各画素の酸素飽和度に対して、信頼度に基づく重み付け係数を掛け合わせて加算することにより、基準値が算出される。
【００７８】
なお、互いに異なる第２信頼度用閾値を複数設定する場合には、高信頼度領域設定部１１４において、信頼度が各第２信頼度用閾値以上となる高信頼度領域を複数設定する。高信頼度領域を設定した場合には、第１基準候補値算出部１１６において、各高信頼度領域に含まれる酸素飽和度から、各高信頼度領域に対応する基準候補値を算出する。これら高信頼度領域と基準候補値はそれぞれ、表示制御部６６に送られる。表示制御部６６は、図２３に示すように、各高信頼度領域と基準候補値をモニタ１８に表示する制御を行う。図２３では、基準値選択用画像（基準値算出領域設定用画像と同じであることが好ましい）において、３つの高信頼度領域が表示され、且つ、各高信頼度領域に対応する基準候補値が「８０％」、「９０％」、「８５％」と表示されている。
【００７９】
ユーザーは、モニタ１８に表示されている各高信頼度領域内の基準候補値の中から、適正と考える基準候補値を選択する。基準候補値の選択は、ユーザーインターフェース２０により行われる。図２４に示すように、ユーザーが、ユーザーインターフェース２０によってポインタＰｔ操作して、例えば、基準候補値「８０％」を選択した場合には、第１基準値選択部１１８は、３つの基準候補値の中から、基準候補値「８０％」を基準値として選択する。
【００８０】
［第３実施形態］
第１実施形態では、基準値算出領域設定用画像において、基準値算出領域ＲＳを設定し、設定した基準値算出領域ＲＳに含まれる酸素飽和度に基づいて、基準値を算出するようにしているが、第３実施形態では、酸素飽和度算出部８２で算出された各画素の酸素飽和度から酸素飽和度の頻度分布を算出し、酸素飽和度の頻度分布から基準値を算出するようにする。
【００８１】
第３実施形態では、第１実施形態の基準値処理部７２に代えて、基準値処理部１３０が用いられる。それ以外については、第１実施形態とほぼ同様である。基準値処理部１３０は、図２５に示すように、生体情報頻度分布算出部１３２と、第３基準値算出部１３４と、第１領域除外分布設定部１３６と、第２基準候補値算出部１３８と、第２基準値選択部１４０とを備えている。
【００８２】
生体情報頻度分布算出部１３２は、図２６に示すように、酸素飽和度算出部８２で算出された各画素の酸素飽和度から、酸素飽和度の頻度分布を算出する。この酸素飽和度の頻度分布では、酸素飽和度が極めて低い分布領域Ｒｌｏｗ（第１分布領域）において一定の頻度を有している。これは、観察対象の実際の酸素飽和度を示しているものではなく、観察条件の影響を受けて、酸素飽和度の算出に用いる画像信号の画素値が異常値を示していることに基づくものであると考えられる。そのため、分布領域Ｒｌｏｗに含まれる酸素飽和度は、算出精度が低く、適正値でないと考えられる。即ち、酸素飽和度については、それ自体が酸素飽和度の信頼度を図る指標として用いることができることから、適正な基準値を算出するためには、第１領域除外分布設定部１３６は、酸素飽和度の頻度分布から、領域Ｒｌｏｗの分布を除外することによって、第１領域除外分布を得る。そして、第３基準値算出部１３４は、第１領域除外分布に含まれる酸素飽和度の代表値（例えば、平均値、最大値、最小値など）を求めることによって、基準値を算出する。なお、酸素飽和度の頻度分布から除外する領域としては、分布領域Ｒｌｏｗの他、酸素飽和度が極めて高い分布領域Ｒｈｉｇｈ（第１分布領域）としてもよい。
【００８３】
なお、複数の分布領域を除外する場合には、図２７に示すように、第１領域除外分布設定部１３６において、各分布領域を除外した第１領域除外分布を複数設定する。図２７では、酸素飽和度の頻度分布から分布領域Ｒｌｏｗのみを除外した第１領域除外分布１４２と、酸素飽和度の頻度分布から分布領域Ｒｈｉｇｈのみを除外した第１領域除外分布１４４と、酸素飽和度の頻度分布から分布領域Ｒｌｏｗ及び分布領域Ｒｈｉｇｈを除外した第１領域除外分布１４６が設定されている。そして、第２基準候補値算出部１３８は、各第１領域除外分布１４２，１４４，１４６に含まれる酸素飽和度から、それぞれ基準候補値を算出する。算出された複数の基準候補値は、表示制御部６６に送られる。表示制御部６６は、基準値選択用画像において、複数の基準候補値をモニタ１８に表示する。ここでは、基準候補値として、「８０％」、「９０％」、「８５％」が表示される。
【００８４】
ユーザーは、モニタ１８に表示されている基準候補値の中から、適正と考える基準候補値を選択する。基準候補値の選択は、ユーザーインターフェース２０により行われる。図２８に示すように、ユーザーが、ユーザーインターフェース２０によってポインタＰｔ操作して、例えば、基準候補値「８０％」を選択した場合には、第２基準値選択部１４０は、３つの基準候補値の中から、基準候補値「８０％」を基準値として選択する。
【００８５】
［第４実施形態］
第１実施形態では、基準値算出領域設定用画像において、基準値算出領域ＲＳを設定し、設定した基準値算出領域ＲＳに含まれる酸素飽和度に基づいて、基準値を算出するようにしているが、第４実施形態では、酸素飽和度の算出に用いる信号比（演算値）から酸素飽和度の頻度分布を算出し、酸素飽和度の頻度分布から基準値を算出するようにする。なお、信号比は、異なる画像信号間（例えば、Ｂ１画像信号とＧ２画像信号、又はＧ２画像信号とＲ２画像信号）の演算処理によって得られることから、演算値に相当する。
【００８６】
第４実施形態では、第１実施形態の基準値処理部７２に代えて、基準値処理部１５０が用いられる。それ以外については、第１実施形態とほぼ同様である。基準値処理部１５０は、図２９に示すように、演算値頻度分布算出部１５２と、第４基準値算出部１５４と、第２領域除外分布設定部１５６と、第３基準候補値算出部１５８と、第３基準値選択部１６０とを備えている。
【００８７】
演算値頻度分布算出部１５２は、図３０に示すように、信号比算出部７８で得られた信号比、例えばＢ１／Ｇ２から、信号比Ｂ１／Ｇ２の頻度分布を算出する。この信号比Ｂ１／Ｇ２の頻度分布では、信号値Ｂ１／Ｇ２が極めて低い分布領域Ｒｌｏｗにおいて一定の頻度を有している。これは、観察条件の影響を受けて、酸素飽和度の算出に用いる画像信号の画素値が異常値を示していることに基づくものであると考えられる。そのため、分布領域Ｒｌｏｗに含まれる信号比Ｂ１／Ｇ２は、酸素飽和度の算出精度が低く、適正値でないと考えられる。なお、演算値頻度分布算出部１５２では、信号比Ｂ１／Ｇ２に代えて又は加えて、信号比Ｒ２／Ｇ２の頻度分布を算出するようにしてもよい。
【００８８】
したがって、信号比Ｂ１／Ｇ２については、酸素飽和度の信頼度を図る指標として用いることができる。そこで、信号比Ｂ１／Ｇ２が、低信頼度の酸素飽和度の算出に用いた特定信号比（特定演算値）である場合には、第２領域除外分布設定部１５６は、信号比Ｂ１／Ｇ２の頻度分布から、特定信号比を有する第２分布領域の一つである分布領域Ｒｌｏｗの分布を除外することによって、第２領域除外分布を得る。そして、第４基準値算出部１５４は、第２領域除外分布に含まれる信号比Ｂ１／Ｇ２の代表値（例えば、平均値、最大値、最小値など）を求める。この信号比Ｂ１／Ｇ２の代表値と信号比Ｒ２／Ｇ２に基づいて、酸素飽和度算出部８２により酸素飽和度を算出する。この算出した酸素飽和度を基準値として算出する。なお、第２分布領域については、分布領域Ｒｌｏｗの他、信号比Ｂ１／Ｇ２が極めて高い分布領域Ｒｈｉｇｈとしてもよい。
【００８９】
なお、複数の分布領域を除外する場合には、図３１に示すように、第２領域除外分布設定部１５６において、各分布領域を除外した第２領域除外分布を複数設定する。図３１では、信号比Ｂ１／Ｇ２の頻度分布から分布領域Ｒｌｏｗのみを除外した第２領域除外分布１６２と、信号比Ｂ１／Ｇ２の頻度分布から分布領域Ｒｈｉｇｈのみを除外した第２領域除外分布１６４と、信号比Ｂ１／Ｇ２の頻度分布から分布領域Ｒｌｏｗ及び分布領域Ｒｈｉｇｈを除外した第２領域除外分布１６６が設定されている。そして、第３基準候補値算出部１５８は、各第２領域除外分布１６２，１６４，１６６に含まれる信号比Ｂ１／Ｇ２の代表値から、それぞれ酸素飽和度を算出する。これら第２領域除外分布１６２，１６４，１６６に対応する酸素飽和度を基準候補値として算出する。算出された複数の基準候補値は、表示制御部６６に送られる。表示制御部６６は、基準値選択用画像において、複数の基準候補値をモニタ１８に表示する。ここでは、基準候補値として、「８０％」、「９０％」、「８５％」が表示される。
【００９０】
ユーザーは、モニタ１８に表示されている基準候補値の中から、適正と考える基準候補値を選択する。基準候補値の選択は、ユーザーインターフェース２０により行われる。ユーザーが、ユーザーインターフェース２０によってポインタＰｔ操作して、例えば、基準候補値「８０％」を選択した場合には、第３基準値選択部１６０は、３つの基準候補値の中から、基準候補値「８０％」を基準値として選択する（図２８参照）。
【００９１】
なお、第４実施形態では、信号比の頻度分布として、信号比Ｂ１／Ｇ２の頻度分布を算出しているが、分母分子で波長成分を揃えた信号比Ｂ１／（ａ×Ｂ２＋ｂ×Ｇ２）の頻度分布を算出するようにしてもよい。信号比Ｂ１／Ｇ２は、分母と分子で波長成分が異なっているため、適切に酸素飽和度を算出することができない場合がある。そこで、信号比Ｂ１／（ａ×Ｂ２＋ｂ×Ｇ２）（ａ、ｂは分母用の重み付け係数）においては、分子はＢ１画像信号そのままで、分母を、短波の成分を有する「Ｂ２画像信号」を重み付けして、Ｇ２画像信号に加算したものとすることで、分母と分子で波長成分を揃えることができる。これにより、適切に酸素飽和度を算出することができるようになる。
【００９２】
［第５実施形態］
第１実施形態では、基準値算出領域設定用画像において、基準値算出領域ＲＳを設定し、設定した基準値算出領域ＲＳに含まれる酸素飽和度に基づいて、基準値を算出するようにしているが、第５実施形態では、ユーザーによって、適宜、基準値を設定できるようにする。
【００９３】
第５実施形態では、第１実施形態の基準値処理部７２に代えて、基準値処理部１８０が用いられる。基準値処理部１８０には、図３２に示すように、ユーザー設定部１８２が設けられている。ユーザーインターフェース２０によって、基準値ユーザー設定モードにセットされた場合には、表示制御部６６は、図３３に示すように、基準値を入力するための基準値入力画面１８４をモニタ１８に表示する制御を行う。ユーザーは、ユーザーインターフェース２０によって、入力画面に数値（例えば、酸素飽和度の「８０％」）を入力する。数値を入力して特定時間経過したら、ユーザー設定部１８２は、入力された数値を基準値として設定する。設定された基準値は、後述の信頼度算出部１８３において算出される信頼度によって、適宜調整される。信頼度が正常の場合には、設定された基準値をそのまま用い、信頼度が異常の場合には、信頼度に応じて、設定された基準値を調整する。
【００９４】
信頼度算出部１８３は、酸素飽和度の算出に用いるＢ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号の平均画素値を算出し、平均画素値に応じて、信頼度を算出する。Ｂ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号のいずれもが適正画素値の範囲内に入っている場合には、信頼度を正常とすることが好ましい。また、Ｂ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号のいずれかが適正画素値の範囲から外れている場合には、信頼度を異常とする。信頼度が異常である場合には、信頼度を正常にするための補正係数を、設定された基準値に掛け合わせることによって、基準値の調整を行う。
【００９５】
なお、数値そのものを入力する基準値入力画面１８４に代えて、図３４に示すように、数値を段階的に増減させる基準値入力画面１８６を用いてもよい。この基準値入力画面１８６には、特定数値刻みで数値を増加させる「＋」ボタン１８７と、特定数値刻みで数値を減少させる「−」ボタン１８８が設けられている。ユーザーは、ユーザーインターフェース２０によって移動可能なポインタＰｔによって、「＋」ボタン１８７と「−」ボタン１８８を操作することにより、特定値にセットする。特定値にセットして特定時間経過したら、ユーザー設定部１８２は、セットされた特定値を基準値として確定する。
【００９６】
また、数値を段階的に増減させる方法としては、基準値入力画面１８６を用いる他に、図３５に示すように、「０％」〜「１００％」の範囲で数値が割り当てられたスライドバー１９０と、このスライドバー上で移動可能なスライダ１９２が設けられた基準値入力画面１９４を用いるようにしてもよい。ユーザーは、ユーザーインターフェース２０によって移動可能なポインタＰｔによって、スライドバー１９０のうちセットしたい数値が割り当てられた部分に、スライダ１９２を移動させる。スライダ１９２がセットしたい数値の部分にセットされて特定時間経過したら、ユーザー設定部１８２は、スライドバー１９０のうちスライダ１９２が位置する部分の数値を基準値として確定する。
【００９７】
なお、ユーザーによる基準値の設定方法としては、内視鏡の操作部に、基準値設定用のボタン（図示しない）を設け、この基準地設定用のボタンを押圧操作する毎に、基準値を特定値だけ増加又は減少させる方法がある。この場合には、基準値設定用のボタンを長押しすることで、基準値を連続的に増加又は減少させるようにしてもよい。
【００９８】
なお、上記実施形態において、光源装置１４と異なる光源装置を用いるようにしてもよい。内視鏡システム３００の光源装置１４には、第１及び第２青色レーザ光源３４，３６と光源制御部４０の代わりに、図３６に示すように、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源ユニット３０１と、ＬＥＤ光源制御部３０４が設けられている。また、内視鏡システム３００の照明光学系２４ａには蛍光体４４が設けられていない。それ以外については、第１実施形態の内視鏡システム１０と同様である。
【００９９】
ＬＥＤ光源ユニット３０１は、特定の波長帯域に制限された光を発光する光源として、Ｒ−ＬＥＤ３０１ａ，Ｇ−ＬＥＤ３０１ｂ，Ｂ−ＬＥＤ３０１ｃを有する。図３７に示すように、Ｒ−ＬＥＤ３０１ａは、６００〜７２０ｎｍの赤色領域の赤色帯域光（以下、単に赤色光という）し、Ｇ−ＬＥＤ３０１ｂは、４８０〜６２０ｎｍの緑色領域の緑色帯域光（以下、単に緑色光）を発光する。また、Ｂ−ＬＥＤ３０１ｃは、４００〜５００ｎｍの青色領域の青色帯域光（以下、単に青色光という）を発光する。
【０１００】
また、ＬＥＤ光源ユニット３０１は、Ｂ−ＬＥＤ３０１ｃが発する青色光の光路上に挿抜されるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）３０２を有する。ハイパスフィルタ３０２は、４５０ｎｍ以下の波長帯域の青色光をカットし、４５０ｎｍより長波長帯域の光を透過する。
【０１０１】
ハイパスフィルタ３０２のカットオフ波長（４５０ｎｍ）は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数がほぼ等しい波長であり（図１０参照）、この波長を境に酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が逆転する。本実施形態の場合、相関関係記憶部８０に記憶された相関関係は、酸化ヘモグロビンの吸光係数が還元ヘモグロビンの吸光係数よりも大きい場合のものなので、カットオフ波長以下の波長帯域に基づくシグナルは、信号比Ｂ１／Ｇ２が４７３ｎｍで測定する本来の値よりも低下し、不正確な酸素飽和度が算出される原因になる。このため、ハイパスフィルタ３０２は、酸素飽和度を算出するためのＢ１画像信号を取得する時に、カットオフ波長以下の波長帯域の光が観察対象に照射されないようにする。
【０１０２】
したがって、ハイパスフィルタ３０２は、生体情報測定モード時にＢ−ＬＥＤ３０１ｃの前に挿入され、通常観察モード時には退避位置に退避される。ハイパスフィルタ３０２の挿抜は、ＬＥＤ光源制御部３０４の制御の下、ＨＰＦ挿抜部３０３によって行われる。
【０１０３】
ＬＥＤ光源制御部３０４は、ＬＥＤ光源ユニット３０１の各ＬＥＤ３０１ａ〜３０１ｃの点灯／消灯、及びハイパスフィルタ３０２の挿抜を制御する。具体的には、図３８に示すように、通常観察モードの場合、ＬＥＤ光源制御部３０４は、各ＬＥＤ３０１ａ〜３０１ｃを全て点灯させ、ハイパスフィルタ３０２はＢ−ＬＥＤ３０１ｃの光路上から退避させる。
【０１０４】
一方、図３９に示すように、生体情報測定モードの場合、ＬＥＤ光源制御部３０４は、ハイパスフィルタ３０２をＢ−ＬＥＤ３０１ｃの光路上に挿入する。そして、１フレーム目は、Ｂ−ＬＥＤ３０１ｃを点灯させ、Ｒ−ＬＥＤ３０１ａ及びＧ−ＬＥＤ３０１ｂを消灯させることにより、４５０ｎｍ以下の波長帯域がカットされた青色光を観察対象に照射させる。そして、２フレーム目は、Ｒ−ＬＥＤ３０１ａ、Ｇ−ＬＥＤ３０１ｂ、Ｂ−ＬＥＤ３０１ｃを全て点灯させ、Ｂ−ＬＥＤ３０１ｃが発する青色光のうち４５０ｎｍ以下の波長帯域がカットされた青色光と、Ｒ−ＬＥＤ３０１ａが発する赤色光と、Ｇ−ＬＥＤ３０１ｂが発する緑色光からなる白色光を観察対象に照射させる。これにより、センサ４８は、１フレーム目には、Ｂ１画像信号を出力し、２フレーム目にはＲ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｂ２画像信号をそれぞれ出力する。したがって、その後の処理は第１実施形態の内視鏡システム１０と同様に行うことができる。
【０１０５】
なお、第７実施形態では、生体情報測定モード時の１フレーム目、２フレーム目ともハイパスフィルタ４０２を挿入したまま観察対象を撮像しているが、１フレーム目だけハイパスフィルタ４０２を挿入し、２フレーム目にはハイパスフィルタ４０２を退避させても良い。また、生体情報測定モード時の１フレーム目では、Ｂ−ＬＥＤ３０１ｃだけを点灯させ、青色光だけを観察対象に照射しているが、１フレーム目でもＲ−ＬＥＤ３０１ａ及びＧ−ＬＥＤ３０１ｂを点灯させ、Ｒ１画像信号及びＧ１画像信号をセンサ４８に出力させても良い。
【０１０６】
図４０に示すように、内視鏡システム４００の光源装置１４には、第１及び第２青色レーザ光源３４，３６と光源制御部４０の代わりに、広帯域光源４０１と、回転フィルタ４０２と、回転フィルタ制御部４０３が設けられている。また、内視鏡システム４００のセンサ４０５は、カラーフィルタが設けられていないモノクロの撮像素子である。それ以外については、第１実施形態の内視鏡システム１０と同じである。
【０１０７】
広帯域光源４０１は、例えばキセノンランプ、白色ＬＥＤ等からなり、波長帯域が青色から赤色に及ぶ白色光を発する。回転フィルタ４０２は、通常観察モード用フィルタ４１０と生体情報測定モード用フィルタ４１１とを備えており（図４１参照）、広帯域光源４０１から発せられる白色光がライトガイド４１に入射される光路上に、通常観察モード用フィルタ４１０を配置する通常観察モード用の第１位置と、生体情報測定モード用フィルタ４１１を配置する生体情報測定モード用の第２位置との間で径方向に移動可能である。この第１位置と第２位置への回転フィルタ４０２の相互移動は、選択された観察モードに応じて回転フィルタ制御部４０３によって制御される。また、回転フィルタ４０２は、第１位置または第２位置に配置された状態で、センサ４０５の撮像フレームに応じて回転する。回転フィルタ４０２の回転速度は、選択された観察モードに応じて回転フィルタ制御部４０３によって制御される。
【０１０８】
図４１に示すように、通常観察モード用フィルタ４１０は、回転フィルタ４０２の内周部に設けられている。通常観察モード用フィルタ４１０は、赤色光を透過するＲフィルタ４１０ａと、緑色光を透過するＧフィルタ４１０ｂと、青色光を透過するＢフィルタ４１０ｃと有する。したがって、回転フィルタ４０２を通常光観察モード用の第１位置に配置すると、広帯域光源４０１からの白色光は、回転フィルタ４０２の回転に応じてＲフィルタ４１０ａ、Ｇフィルタ４１０ｂ、Ｂフィルタ４１０ｃのいずれかに入射する。このため、観察対象には、透過したフィルタに応じて、赤色光、緑色光、青色光が順次照射され、センサ４０５は、これらの反射光によりそれぞれ観察対象を撮像することにより、Ｒ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号を順次出力する。
【０１０９】
また、生体情報測定モード用フィルタ４１１は、回転フィルタ４０２の外周部に設けられている。生体情報測定モード用フィルタ４１１は、赤色光を透過するＲフィルタ４１１ａと、緑色光を透過するＧフィルタ４１１ｂと、青色光を透過するＢフィルタ４１１ｃと、４７３±１０ｎｍの狭帯域光を透過する狭帯域フィルタ４１１ｄとを有する。したがって、回転フィルタ４０２を通常光観察モード用の第２位置に配置すると、広帯域光源４０１からの白色光は、回転フィルタ４０２の回転に応じてＲフィルタ４１１ａ、Ｇフィルタ４１１ｂ、Ｂフィルタ４１１ｃ、狭帯域フィルタ４１１ｄのいずれかに入射する。このため、観察対象には、透過したフィルタに応じて、赤色光、緑色光、青色光，狭帯域光（４７３ｎｍ）が順次照射され、センサ４０５は、これらの反射光によりそれぞれ観察対象を撮像することにより、Ｒ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号、及び狭帯域画像信号を順次出力する。
【０１１０】
生体情報測定モードで得られるＲ画像信号とＧ画像信号は、第１実施形態のＲ１（またはＲ２）画像信号とＧ１（またはＧ２）画像信号に対応する。また、生体情報測定モードで得られるＢ画像信号は、第１実施形態のＢ２画像信号に対応し、狭帯域画像信号はＢ１画像信号に対応する。したがって、その後の処理は第１実施形態の内視鏡システム１０と同様に行うことができる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
上記実施形態において、通常モード処理部６２、生体情報測定モード処理部６４、酸素飽和度処理部７０、基準値処理部７２、基準値処理部１３０、基準値処理部１５０、基準値処理部１８０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などが含まれる。
【０１１３】
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）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。
【０１１４】
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】
【０１１５】
１０  内視鏡システム
１２  内視鏡
１４  光源装置
１６  プロセッサ装置
１７  ユニバーサルコード
１８  モニタ
２０  ユーザーインターフェース
２１  挿入部
２２  操作部
２２ａ  アングルノブ
２２ｂ  モード切替ＳＷ
２２ｃ  ズーム操作部
２３  湾曲部
２４  先端部
２４ａ  照明光学系
２４ｂ  撮像光学系
３４  第１青色レーザ光源
３６  第２青色レーザ光源
４０  光源制御部
４１  ライトガイド
４４  蛍光体
４５  照明レンズ
４６  撮像レンズ
４７  ズームレンズ
４８  センサ
４９  撮像制御部
５０  ＣＤＳ／ＡＧＣ回路
５２  Ａ／Ｄ変換器
５４  画像取得部
５６  ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）
５８  ノイズ除去部
６０  画像処理切替部
６２  通常モード処理部
６４  生体情報測定モード処理部
６６  表示制御部
７０  酸素飽和度処理部
７２  基準値処理部
７３  画像保存部
７４  処理部
７６  光量比補正部
７８  信号比算出部
８０  相関関係記憶部
８２  酸素飽和度算出部
８４  酸素飽和度画像生成部
８６  グラフ
８７  グラフ
８８  下限ライン
８９  上限ライン
９０  「＋」ボタン
９１  「−」ボタン
９２  基準値算出領域設定部
９４  信頼度算出部
９５  領域適正判定部
９６  第１基準値算出部
９７  エラー発生部
９８  領域設定禁止制御部
１１０  基準値処理部
１１１  信頼度算出部
１１２  第２基準値算出部
１１４  高信頼度領域設定部
１１６  第１基準候補値算出部
１１８  第１基準値選択部
１３０  基準値処理部
１３２  生体情報頻度分布算出部
１３４  第３基準値算出部
１３６  第１領域除外分布設定部
１３８  第２基準候補値算出部
１４０  第２基準値選択部
１４２，１４４，１４６  第１領域除外分布
１４６  第１領域除外分布
１５０  基準値処理部
１５２  演算値頻度分布算出部
１５４  第４基準値算出部
１５６  第２領域除外分布設定部
１５８  第３基準候補値算出部
１６０  第３基準値選択部
１６２，１６４，１６６  第２領域除外分布
１６６  第２領域除外分布
１８０  基準値処理部
１８２  ユーザー設定部
１８４  基準値入力画面
１８６  基準値入力画面
１８７  「＋」ボタン
１８８  「−」ボタン
１９０  スライドバー
１９２  スライダ
１９４  基準値入力画面
３００  内視鏡システム
３０１  ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）光源ユニット
３０２  ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
３０３  挿抜部
３０４  光源制御部
４００  内視鏡システム
４０１  広帯域光源
４０２  ハイパスフィルタ
４０２  回転フィルタ
４０３  回転フィルタ制御部
４０５  センサ
４１０  通常観察モード用フィルタ
４１０ａ  Ｒフィルタ
４１０ｂ  Ｇフィルタ
４１０ｃ  Ｂフィルタ
４１１  生体情報測定モード用フィルタ
４１１ａ  Ｒフィルタ
４１１ｂ  Ｇフィルタ
４１１ｃ  Ｂフィルタ
４１１ｄ  狭帯域フィルタ
【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１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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