JP6294255B2 - 内視鏡診断装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内に内視鏡スコープを挿入して観察を行う場合に、病変部等のサイズを計測する機能を備える内視鏡診断装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体に関するものである。

被検体内を観察するために、内視鏡診断装置が用いられている。被検体内の観察を行う場合、内視鏡スコープが被検体の体腔内に挿入されて、その先端部から、例えば、白色光が被観察領域に照射され、その反射光を受光して内視鏡画像が撮像される。撮像された内視鏡画像は表示部に表示され、内視鏡診断装置の操作者により、内視鏡画像の観察が行われる。

また、被検体内で撮像された内視鏡画像を見て、腫瘍等の病変部の有無を確認するだけでなく、あるサイズ（大きさ）を超える腫瘍は切除し、それ以下のサイズの腫瘍は温存して様子を見るなどの目的から、病変部のサイズを計測したいという要求がある。

病変部のサイズを計測するために、メジャー鉗子等の処置具を利用する手法が知られている。この手法では、内視鏡スコープの鉗子口の入口からメジャー鉗子を挿入して先端部の鉗子口の出口から突出させる。メジャー鉗子の先端部には、サイズを計測するための目盛りが刻まれており、柔軟性のある先端部を被観察領域に押し当てて折り曲げ、先端部に刻まれた目盛りを読み取ることにより、被観察領域の腫瘍等のサイズを計測する。

しかし、この手法では、病変部のサイズを計測するためだけに、メジャー鉗子を内視鏡スコープの鉗子口に挿入する必要があるため、その操作に時間がかかるだけでなく、作業が繁雑で面倒であった。また、メジャー鉗子の先端部を被検体の被観察領域に押し当てて折り曲げて計測するため、計測精度が低く、部位によっては、先端部を被検体の被観察領域に押し当てることが難しいなど、計測しづらい場合があった。

また、本発明に関連性のある先行技術文献として、特許文献１，２等がある。

特許文献１は、内視鏡装置に関するものである。同文献には、内視鏡の挿入部の先端部の２つ開口から水流を病変部に出力し、２つの水流間の距離が２つの開口間の距離と等しいことから、病変部が処置基準値以上であるか否かを判定することが記載されている。
特許文献２は、内視鏡装置に搭載されるロボティクスアームシステムに関するものである。同文献には、処置具等の先端部を用いて、病変部の周囲に複数の測定点を設定し、測定点の座標情報に基づき、演算により病変部の大きさを求めることが記載されている。

特開２０１１−１８３０００号公報 特開２００８−２４５８３８号公報

特許文献１の内視鏡装置では、挿入部の先端部から２つの水流を出力する２つの開口を備える専用の内視鏡スコープが必要であり、この内視鏡スコープでなければ病変部のサイズを計測することができないという問題がある。
また、特許文献２の内視鏡装置では、病変部のサイズを計測するために、ロボットアームが必要であり、さらに、煩雑なロボットアームを操作して病変部の周囲に複数の測定点を設定しなければならないという問題がある。

本発明の目的は、従来技術の問題点を解消し、特別な操作を行うことなく、通常の操作で撮影された内視鏡画像から病変部等のサイズを容易に計測することができる内視鏡診断装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、内視鏡スコープの先端部から被検体の内視鏡画像を撮像する撮像部と、
内視鏡画像を表示する表示部と、
内視鏡画像から、被検体に接触する、内視鏡スコープの先端部から延在する人工物、あるいは、内視鏡スコープの先端部の射出口から射出される水ジェットの領域を検出する領域検出部と、
被検体に接触する、人工物の直径あるいは水ジェットの領域の内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出する撮像サイズ算出部と、
被検体に接触する、人工物の直径あるいは水ジェットの領域の現実のサイズを表す情報を保持するサイズ情報保持部と、
撮像サイズと現実のサイズを表す情報とに基づいて、内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズを算出する画素サイズ算出部と、
内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズに基づいて、内視鏡画像上での被検体の現実のサイズを表す目盛りを生成する目盛り生成部と、
内視鏡画像と目盛りとを合成して表示部に表示するように制御する制御部とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置を提供するものである。

ここで、人工物は、両端部に開口部を有し、一方の開口部が内視鏡スコープの先端部に嵌合されて装着される円筒形状のフードであり、
領域検出部は、内視鏡画像から、被検体に接触するフードの他方の開口部を検出するものであり、
撮像サイズ算出部は、被検体に接触するフードの他方の開口部の直径の内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出するものであり、
サイズ情報保持部は、被検体に接触するフードの他方の開口部の直径の現実のサイズを表す情報を保持するものであることが好ましい。

また、領域検出部は、内視鏡画像の周辺部から円形のエッジを抽出することにより、被検体に接触するフードの他方の開口部を検出するものであることが好ましい。

また、人工物は、内視鏡スコープの先端部の鉗子口の出口から延在する処置具であり、
領域検出部は、内視鏡画像から、被検体に接触する処置具の先端部を検出するものであり、
撮像サイズ算出部は、被検体に接触する処置具の先端部の断面の直径の内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出するものであり、
サイズ情報保持部は、処置具の先端部の断面の直径の現実のサイズを表す情報を保持するものであることが好ましい。

また、領域検出部は、内視鏡スコープの先端部の観察窓と鉗子口の出口との位置関係に応じて決定される、処置具が延在する内視鏡画像上の位置および方向に基づいて、内視鏡画像から処置具が延在する領域を抽出することにより、被検体に接触する処置具の先端部を検出するものであることが好ましい。

また、領域検出部は、内視鏡画像の２つの色成分の分光画像における被検体と処置具が延在する領域との各画素の画素値の比率の違いに応じて、被検体に接触する処置具の先端部を検出するものであることが好ましい。

また、領域検出部は、内視鏡画像から、被検体に接触する水ジェットの領域を検出するものであり、
撮像サイズ算出部は、被検体に接触する水ジェットの領域の内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出するものであり、
サイズ情報保持部は、内視鏡スコープの先端部の射出口における現実のサイズを表す情報を保持するものであることが好ましい。

また、領域検出部は、内視鏡スコープの先端部の観察窓と射出口との位置関係に応じて決定される、水ジェットが射出される内視鏡画像上の位置および方向に基づいて、内視鏡画像から水ジェットが射出される領域を抽出することにより、被検体に接触する水ジェットの領域を検出するものであることが好ましい。

また、領域検出部は、内視鏡画像の２つの色成分の分光画像における被検体と水ジェットが射出される領域との各画素の画素値の比率の違いに応じて、被検体に接触する水ジェットの領域を検出するものであることが好ましい。

また、内視鏡スコープの先端部の射出口は、水ジェットが射出される専用の射出口であることが好ましい。

また、内視鏡スコープの先端部の射出口は、内視鏡スコープの先端部の鉗子口の出口であることが好ましい。

また、領域検出部は、被検体に接触する人工物あるいは水ジェットの領域の検出を開始する指示に応じて、領域の検出を開始し、領域の検出を終了する指示に応じて、領域の検出を終了するものであることが好ましい。

また、領域検出部は、被検体に接触する人工物あるいは水ジェットの領域の検出を開始する指示に応じて、領域の検出を開始し、内視鏡画像と目盛りとが合成されて表示部に表示されてから一定時間が経過した後に、領域の検出を終了するものであることが好ましい。

また、本発明は、サイズ情報保持部が、被検体に接触する、内視鏡スコープの先端部から延在する人工物の直径、あるいは、内視鏡スコープの先端部の射出口から射出される水ジェットの領域の現実のサイズを表す情報を保持するステップと、
領域検出部が、撮像部により内視鏡スコープの先端部から撮像された被検体の内視鏡画像から、被検体に接触する、人工物あるいは水ジェットの領域を検出するステップと、
撮像サイズ算出部が、被検体に接触する、人工物の直径あるいは水ジェットの領域の内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出するステップと、
画素サイズ算出部が、撮像サイズと現実のサイズを表す情報とに基づいて、内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズを算出するステップと、
目盛り生成部が、内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズに基づいて、内視鏡画像上での被検体の現実のサイズを表す目盛りを生成するステップと、
制御部が、内視鏡画像と目盛りとを合成して表示部に表示するように制御するステップとを含むことを特徴とする画像処理方法を提供する。

ここで、人工物は、両端部に開口部を有し、一方の開口部が内視鏡スコープの先端部に嵌合されて装着される円筒形状のフードであり、
サイズ情報保持部が、被検体に接触するフードの他方の開口部の直径の現実のサイズを表す情報を保持し、
領域検出部が、内視鏡画像から、被検体に接触するフードの他方の開口部を検出し、
撮像サイズ算出部が、被検体に接触するフードの他方の開口部の直径の内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出することが好ましい。

また、人工物は、内視鏡スコープの先端部の鉗子口の出口から延在する処置具であり、
サイズ情報保持部が、処置具の先端部の断面の直径の現実のサイズを表す情報を保持し、
領域検出部が、内視鏡画像から、被検体に接触する処置具の先端部を検出し、
撮像サイズ算出部が、被検体に接触する処置具の先端部の断面の直径の内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出することが好ましい。

また、サイズ情報保持部が、内視鏡スコープの先端部の射出口における現実のサイズを表す情報を保持し、
領域検出部が、内視鏡画像から、被検体に接触する水ジェットの領域を検出し、
撮像サイズ算出部が、被検体に接触する水ジェットの領域の内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出することが好ましい。

また、本発明は、上記に記載の画像処理方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。

また、本発明は、上記に記載の画像処理方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。

本発明によれば、病変部等のサイズの計測を行うために撮影された内視鏡画像ではなく、通常の操作で撮影された内視鏡画像を用いて、病変部等のサイズを容易に計測することができる。

本発明の内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図である。 図１に示す内視鏡診断装置の内部構成を表すブロック図である。 内視鏡スコープの先端部の構成を表す概念図である。 青色レーザ光源からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体により波長変換された発光スペクトルを示すグラフである。 （Ａ）は、内視鏡スコープの先端部に装着されるフードの構成を表す概念図、（Ｂ）は、同図（Ａ）に示すフードを内視鏡スコープの先端部に装着する様子を表す概念図である。 （Ａ）は、フードが撮像された内視鏡画像を表す概念図、（Ｂ）は、同図（Ａ）に示す内視鏡画像と目盛りとが合成された様子を表す概念図である。 （Ａ）は、処置具が撮像された内視鏡画像を表す概念図、（Ｂ）は、同図（Ａ）に示す内視鏡画像と目盛りとが合成された様子を表す概念図である。 処置具が延在する領域と被検体の生体組織の領域との各色成分の分光画像における各画素の画素値の比率による違いを表すグラフである。 内視鏡スコープの先端部の射出口から水ジェットが射出される様子を表す概念図である。

以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の内視鏡診断装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を詳細に説明する。

図１は、本発明の内視鏡診断装置の構成を表す一実施形態の外観図、図２は、その内部構成を表すブロック図である。これらの図に示す内視鏡診断装置１０は、光源装置１２と、光源装置１２から発せられる光を用いて被検体の被観察領域の内視鏡画像を撮像する内視鏡スコープ１４と、内視鏡スコープ１４で撮像された内視鏡画像を画像処理するプロセッサ装置１６と、プロセッサ装置１６から出力される画像処理後の内視鏡画像を表示する表示装置１８と、入力操作を受け付ける入力装置２０とによって構成されている。

まず、光源装置１２は、光源制御部２２と、レーザ光源ＬＤと、カプラ（分波器）２６とによって構成されている。

本実施形態において、レーザ光源ＬＤからは、中心波長が４４５ｎｍである、青色の一定の波長範囲（例えば、中心波長±１０ｎｍ）の狭帯域光が発せられる。レーザ光源ＬＤは、照明光として、後述する蛍光体から白色光（疑似白色光）を発生させるための励起光を発する光源であって、後述するプロセッサ装置１６の制御部によって制御される光源制御部２２によりオンオフ（点灯消灯）制御および光量制御が行われる。

レーザ光源ＬＤとしては、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等を用いることもできる。

なお、白色光を発生するための白色光光源は、励起光および蛍光体の組合せに限定されず、白色光を発するものであればよく、例えば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）などを利用することもできる。また、レーザ光源ＬＤから発せられるレーザ光の波長は上記例に限定されず、同様の役割を果たす波長のレーザ光を適宜選択することができる。

レーザ光源ＬＤから発せられるレーザ光は、集光レンズ（図示略）を介して光ファイバに入力され、カプラ２６により２系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。カプラ２６は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。

続いて、内視鏡スコープ１４は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端面から２系統（２灯）の照明光を出射する照明光学系と、被観察領域の内視鏡画像を撮像する１系統（１眼）の撮像光学系とを有する、電子内視鏡である。内視鏡スコープ１４は、内視鏡挿入部２８と、内視鏡挿入部２８の先端の湾曲操作や観察のための操作を行う操作部３０と、内視鏡スコープ１４を光源装置１２およびプロセッサ装置１６に着脱自在に接続するコネクタ部３２Ａ，３２Ｂとを備えている。

内視鏡挿入部２８は、可撓性を持つ軟性部３４と、湾曲部３６と、先端部（以降、内視鏡先端部とも呼称する）３８とから構成されている。

湾曲部３６は、軟性部３４と先端部３８との間に設けられ、操作部３０に配置されたアングルノブ４０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３６は、内視鏡スコープ１４が使用される被検体の部位等に応じて、任意の方向、任意の角度に湾曲でき、内視鏡先端部３８を、所望の観察部位に向けることができる。

図３に示すように、内視鏡挿入部２８の先端面４６には、被観察領域へ光を照射する２系統の照明窓４２Ａ，４２Ｂ、被観察領域からの反射光を撮像する１系統の観察窓４４、内視鏡挿入部２８の内部に設けられている鉗子チャンネルに挿入される、処置具等の出口となる鉗子口７４、同じく送気・送水チャンネルの出口となる送気・送水口７６等が配置されている。

観察窓４４、鉗子口７４、送気・送水口７６は、先端面４６の中央部に配置されている。照明窓４２Ａ，４２Ｂは、観察窓４４を挟んでその両脇側に配置されている。

照明窓４２Ａの奥には、光ファイバ４８Ａが収納されている。光ファイバ４８Ａは、光源装置１２からコネクタ部３２Ａを介して内視鏡先端部３８まで敷設されている。光ファイバ４８Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）の先には蛍光体５４Ａが配置され、さらに蛍光体５４Ａの先にレンズ５２Ａ等の光学系が取り付けられている。同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部に蛍光体５４Ｂおよびレンズ５２Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４８Ｂが収納されている。

蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、レーザ光源ＬＤからの青色レーザ光の一部を吸収して緑色〜黄色に励起発光する複数種の蛍光物質（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。白色光観察用の励起光が蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射されると、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる緑色〜黄色の励起発光光（蛍光）と、蛍光体５４Ａ，５４Ｂにより吸収されず透過した青色レーザ光とが合わされて、白色光（疑似白色光）が生成される。

図４は、青色レーザ光源からの青色レーザ光及び青色レーザ光が蛍光体により波長変換された発光スペクトルを示すグラフである。レーザ光源ＬＤから発せられる青色レーザ光は、中心波長４４５ｎｍの輝線で表され、青色レーザ光による蛍光体５４Ａ，５４Ｂからの励起発光光は、概ね４５０ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲で発光強度が増大する分光強度分布となる。この励起発光光と青色レーザ光との合波光によって、上述した疑似白色光が形成される。

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。

照明窓４２Ａ側および照明窓４２Ｂ側の照明光学系は同等の構成および作用のものであって、照明窓４２Ａ，４２Ｂからは、基本的に同時に同等の照明光が照射される。なお、照明窓４２Ａ，４２Ｂからそれぞれ異なる照明光を照射させることもできる。また、２系統の照明光を出射する照明光学系を有することは必須ではなく、例えば、１系統や４系統の照明光を出射する照明光学系でも同等の機能を実現することができる。

観察窓４４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５６等の光学系が取り付けられ、さらに対物レンズユニット５６の奥には、被観察領域の画像情報を取得するＣＣＤ(Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサ等の撮像素子５８（第１撮像素子）が取り付けられている。撮像素子５８は、内視鏡スコープ１４の先端部から被検体の内視鏡画像を撮像する本発明の撮像部に相当する。

撮像素子５８は、対物レンズユニット５６からの光を撮像面（受光面）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５８の撮像面には、可視光の約３７０〜７２０ｎｍの波長範囲を３分割する分光透過率を有する、Ｒ色（約５８０ｎｍ〜７６０ｎｍ）、Ｇ色（約４５０ｎｍ〜６３０ｎｍ）、Ｂ色（約３８０ｎｍ〜５１０ｎｍ）のカラーフィルタが設けられ、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の３色の画素を１組として、複数組の画素がマトリクス状に配列されている。

光源装置１２から光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光された光は、内視鏡先端部３８から被検体の被観察領域に向けて照射される。そして、照明光が照射された被観察領域の様子が対物レンズユニット５６により撮像素子５８の撮像面上に結像され、撮像素子５８により光電変換されて撮像される。撮像素子５８からは、撮像された被検体の被観察領域の内視鏡画像の撮像信号（アナログ信号）が出力される。

撮像素子５８から出力される内視鏡画像の撮像信号（アナログ信号）は、スコープケーブル６２を通じてＡ／Ｄ変換器６４に入力される。Ａ／Ｄ変換器６４は、撮像素子５８からの撮像信号（アナログ信号）を画像信号（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３２Ｂを介してプロセッサ装置１６の画像処理部に入力される。

続いて、プロセッサ装置１６は、画像処理部７０と、領域検出部７８と、撮像サイズ算出部８０と、サイズ情報保持部８２と、画素サイズ算出部８４と、目盛り生成部８６と、制御部６８と、記憶部７２とを備えている。また、制御部６８には、表示装置１８および入力装置２０が接続されている。プロセッサ装置１６は、内視鏡スコープ１４の撮像スイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、光源装置１２の光源制御部２２を制御するとともに、内視鏡スコープ１４から入力される内視鏡画像の画像信号を画像処理し、画像処理後の内視鏡画像を表示装置１８に出力する。表示装置１８は、内視鏡画像を表示する本発明の表示部に相当する。

画像処理部７０は、内視鏡スコープ１４から入力される内視鏡画像の画像信号に対してあらかじめ設定された各種の画像処理を施し、画像処理後の内視鏡画像の画像信号を出力する。画像処理後の内視鏡画像の画像信号は、制御部６８に送られる。

領域検出部７８は、内視鏡画像の画像信号に対応する内視鏡画像から、被検体に接触する、内視鏡スコープ１４の先端部から延在する人工物、あるいは、内視鏡スコープ１４の先端部の射出口から射出される水ジェットの領域を検出するものである。

ここで、人工物は、被検体に接触する領域の現実のサイズが既知で、かつ、内視鏡画像の撮像時に、内視鏡スコープ１４の先端部から延在して、被検体と一緒に撮像することができるものであれば何ら制限はないが、フードや処置具等を例示することができる。

フードは、図５（Ａ）に示すように、内視鏡スコープ１４の先端部と、被検体の被観察領域との間の距離を固定して内視鏡画像を撮像したい場合等に用いられる、両端部に開口部を有する円筒形状のものであり、同図（Ｂ）に示すように、一方の開口部が内視鏡スコープ１４の先端部に嵌合されて装着される。また、フードの開口部は、円形や楕円形のものがある。

処置具は、生検鉗子等のように、各種の処置を行うために、内視鏡スコープ１４の鉗子口の入口から挿入され、内視鏡スコープ１４の先端部の鉗子口７４の出口から延在されて使用されるものである。

また、水ジェットは、被検体表面を洗浄等する場合に、内視鏡スコープ１４の先端部の射出口から射出されるものである。

水ジェットが射出される内視鏡スコープ１４の先端部の射出口は、その現実のサイズが既知で、かつ、内視鏡スコープ１４の先端部から水ジェットを射出することができるものであれば何ら制限はなく、例えば、送気・送水口７６等のように、水ジェトが射出される専用の射出口でもよいし、あるいは、内視鏡スコープ１４の先端部の鉗子口７４の出口でもよい。また、内視鏡スコープ１４の鉗子口の入口から、水ジェットを射出するための処置具を挿入し、先端部の鉗子口７４の出口から突出させて水ジェットを射出してもよい。送気・送水口７６、鉗子口７４の出口、水ジェットを射出する処置具の射出口の直径等は既知である。

領域検出部７８が、内視鏡画像から、人工物あるいは水ジェットの領域を検出する方法は何ら限定されないが、例えば、内視鏡画像の画像解析を行うことにより、人工物あるいは水ジェットの領域を自動で検出することができる。

続いて、撮像サイズ算出部８０は、領域検出部７８により検出された、被検体に接触する、人工物あるいは水ジェットの領域の内視鏡画像上での撮像サイズ（距離）を画素数単位で算出するものである。

ここで、撮像サイズは、人工物がフードの場合には、被検体に接触するフードの他方の開口部の直径や外周の画素数、人工物が処置具の場合には、被検体に接触する処置具の先端部の断面の直径の画素数、水ジェットの場合には、被検体に接触する水ジェットの断面の直径の画素数等である。なお、これに限定されず、撮像サイズとして、その現実のサイズが既知で、かつ、人工物、あるいは、水ジェットが被検体に接触する領域のサイズを画素数単位で算出することができる。

サイズ情報保持部８２は、被検体に接触する、人工物あるいは水ジェットの領域の現実のサイズ（距離）を表す情報を保持するものである。

ここで、人工物、あるいは、水ジェットが被検体に接触する領域の現実のサイズとは、人工物がフードの場合には、被検体に接触するフードの他方の開口部の直径や外周の現実のサイズ、人工物が処置具の場合には、被検体に接触する処置具の先端部の断面の直径の現実のサイズである。また、水ジェットの場合には、被検体に接触する水ジェットの断面の直径等、つまり、射出口の直径の現実のサイズである。

画素サイズ算出部８４は、撮像サイズ算出部８０により算出された、画素数単位での撮像サイズと、サイズ情報保持部８２に保持された現実のサイズを表す情報とに基づいて、内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズ（距離）を算出するものである。

例えば、撮像サイズがＸ画素、現実のサイズがＹｍｍの場合、内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズは、Ｙ／Ｘにより算出することができる。

目盛り生成部８６は、画素サイズ算出部８４により算出された、内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズに基づいて、スケールバー等のように、内視鏡画像上での被検体の現実のサイズを表す目盛りを生成するものである。

最後に、制御部６８は、画像処理後の内視鏡画像を表示装置１８に表示するように制御する。この場合、制御部６８の制御により、内視鏡画像と、目盛り生成部８６により生成された目盛りとを合成して表示装置１８に表示することができる。また、制御部６８は、内視鏡スコープ１４の撮像スイッチ６６や入力装置２０からの指示に基づいて、光源装置１２の光源制御部２２の動作を制御したり、例えば、１枚（１フレーム）の内視鏡画像を単位として記憶部７２に記憶するように制御したりする。

次に、内視鏡診断装置１０の動作を説明する。
まず、内視鏡画像を撮像する場合の動作を説明する。

内視鏡画像の撮像時には、光源制御部２２の制御により、レーザ光源ＬＤがあらかじめ設定された一定の発光量で点灯される。レーザ光源ＬＤから発せられる中心波長４４５ｎｍのレーザ光が蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから白色光が発せられる。蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光は被検体に照射され、その反射光が撮像素子５８で受光されて被検体の被観察領域の内視鏡画像が撮像される。

撮像素子５８から出力される内視鏡画像の撮像信号（アナログ信号）は、Ａ／Ｄ変換器６４により画像信号（デジタル信号）に変換され、画像処理部７０により各種の画像処理が施され、画像処理後の内視鏡画像の画像信号が出力される。そして、制御部６８により、画像処理後の内視鏡画像の画像信号に対応する内視鏡画像が表示装置１８上に表示され、必要に応じて、内視鏡画像の画像信号が記憶部７２に記憶される。

続いて、被検体の被観察領域の現実のサイズを計測する場合の動作を説明する。
まず、第１の実施例として、内視鏡スコープの先端部に装着されたフードを利用して、内視鏡画像上での被検体の現実のサイズを計測する場合について説明する。

まず、内視鏡診断装置１０の操作者により、内視鏡スコープ１４の先端部に装着されたフードの他方の開口部の現実のサイズを表す情報が入力装置２０を介して入力される。フードの他方の開口部の現実のサイズを表す情報はサイズ情報保持部８２に保持される。

続いて、操作者により、先端部に透明なフードが装着された内視鏡スコープ１４が被検体内に挿入され、表示装置１８に表示された内視鏡画像を確認しながら被観察領域まで移動されて、図６（Ａ）に示すように、フードの他方の開口部が被検体の被観察領域の表面に接触される。

続いて、操作者により、内視鏡スコープ１４の操作部３０に配置されたボタン等を押すことにより、フードの他方の開口部の検出を開始する指示が入力される。

フードの他方の開口部の検出を開始する指示が入力されると、領域検出部７８により、内視鏡画像からの、被検体に接触するフードの他方の開口部の検出が開始される。

領域検出部７８は、例えば、フードの他方の開口部が、内視鏡画像の周辺部に円形に撮像されているという前提で、画像解析を行って、内視鏡画像の周辺部から円形のエッジを抽出することにより、被検体に接触するフードの他方の開口部を検出する。

続いて、撮像サイズ算出部８０により、被検体に接触するフードの他方の開口部の内視鏡画像上での撮像サイズ、例えば、フードの他方の開口部の直径の内視鏡画像上での撮像サイズが画素数単位で算出される。

続いて、画素サイズ算出部８４により、撮像サイズと、サイズ情報保持部８２に保持されたフードの他方の開口部の現実のサイズを表す情報とに基づいて、内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズが算出される。

続いて、目盛り生成部８６により、内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズに基づいて、内視鏡画像上での被検体の現実のサイズを表す目盛りが生成される。

続いて、制御部６８の制御により、内視鏡画像と目盛りとが合成されて表示装置１８に表示される。目盛りとして、例えば、図６（Ｂ）に示すように、１ｍｍの長さが分かるようなスケールバーが表示装置１８の画面に表示される。なお、図６（Ｂ）では、領域検出部７８により検出された、被検体に接触するフードの他方の開口部が点線で囲んで示されている。

続いて、操作者により、内視鏡スコープ１４の操作部３０に配置されたボタン等を押すことにより、フードの他方の開口部の検出を終了する指示が内視鏡診断装置１０に入力される。

フードの他方の開口部の検出を終了する指示が入力されると、領域検出部７８により、内視鏡画像からの、被検体に接触するフードの他方の開口部の検出が終了される。これにより、目盛りの表示が表示装置１８から消える。

なお、終了の指示を入力する代わりに、内視鏡画像と目盛りとが合成されて表示装置１８に表示されてから一定時間が経過した後に、領域検出部７８により、内視鏡画像からの、被検体に接触するフードの他方の開口部の検出が終了されるようにしてもよい。

次に、第２の実施例として、処置具を利用して、内視鏡画像上での被検体の現実のサイズを計測する場合について説明する。

第１の実施例の場合と同様に、操作者により、内視鏡スコープ１４の先端部の鉗子口７４の出口から延在する処置具の先端部の現実のサイズを表す情報が入力装置２０を介して入力され、サイズ情報保持部８２に保持される。

続いて、操作者により、内視鏡スコープ１４が被検体内に挿入され、表示装置１８に表示された内視鏡画像を確認しながら被観察領域まで移動される。続いて、内視鏡スコープ１４の鉗子口の入口から処置具が挿入され、内視鏡スコープ１４の先端部の鉗子口７４の出口から延在されて、図７（Ａ）に示すように、処置具の先端部が被検体の被観察領域の表面に接触される。

続いて、操作者により、内視鏡スコープ１４の操作部３０に配置されたボタン等を押すことにより、処置具の先端部の検出を開始する指示が内視鏡診断装置１０に入力される。

処置具の先端部の検出を開始する指示が入力されると、領域検出部７８により、内視鏡画像からの、被検体に接触する処置具の先端部の検出が開始される。

ここで、処置具は、内視鏡スコープ１４の鉗子口に挿入されるものであり、内視鏡スコープ１４の先端部の観察窓４４と鉗子口７４の出口との位置関係は固定されている。そのため、処置具が内視鏡スコープ１４の先端部から延在されると、内視鏡画像において、必ず決まった位置および方向に現れる。

従って、この性質を利用して、領域検出部７８は、画像解析を行って、内視鏡スコープ１４の先端部の観察窓４４と鉗子口７４の出口との位置関係に応じて決定される、処置具が延在する内視鏡画像上の位置および方向に基づいて、内視鏡画像から処置具が延在する領域を抽出することにより、被検体に接触する処置具の先端部を検出することができる。

なお、内視鏡画像において処置具が延在する領域は、例えば、ＲＧＢなどの各色成分の分光画像における各画素の画素値の比率が被検体の生体組織の領域とは全く異なる。被検体の生体組織の領域は、赤みがかっており、Ｒ成分が最も大きく、その次にＧ成分が大きく、Ｂ成分が最も小さい（Ｒ成分＞Ｇ成分＞Ｂ成分）。一方、処置具が延在する領域は、白色ないし薄いグレーであり、ＲＧＢの各色成分の比がおよそ１：１：１で、かつ、各色成分の画素値が大きい。そのため、図８のグラフに示すように、ＲＧＢの各色成分の比として、ｌｏｇ（Ｒ／Ｇ）を横軸、ｌｏｇ（Ｇ／Ｂ）を縦軸にとると、被検体の生体組織の領域の画素値は、グラフの右上の領域、処置具が延在する領域の画素値は、グラフの右下の領域に入る。

従って、この性質を利用して、領域検出部７８は、内視鏡画像の２つの色成分の分光画像における被検体と処置具が延在する領域との各画素の画素値の比率の違いに応じて、被検体に接触する処置具の先端部を検出してもよい。これにより、被検体に接触する処置具の先端部をさらに正確に検出することができる。
なお、この性質は、白色光を用いて撮像された白色光画像の各色成分の分光画像に限らず、ＢＬＩ（Blue Laser Imaging）の短波長レーザ光のような特殊光を用いて撮像された特殊光画像の場合も同様である。

続いて、撮像サイズ算出部８０により、被検体に接触する処置具の先端部の内視鏡画像上での撮像サイズ、つまり、処置具の先端部の断面の直径の内視鏡画像上での撮像サイズが画素数単位で算出される。

続いて、画素サイズ算出部８４により、撮像サイズと、サイズ情報保持部８２に保持された処置具の先端部の現実のサイズを表す情報とに基づいて、内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズが算出される。

これ以後の動作は、第１の実施例の場合と同様であり、制御部６８の制御により、内視鏡画像と目盛りとが合成されて、例えば、図７（Ｂ）に示すように、１ｍｍの長さが分かるようなスケールバーが表示装置１８の画面に表示される。

次に、第３の実施例として、水ジェットを利用して、内視鏡画像上での被検体の現実の長さを計測する場合について説明する。

第１の実施例の場合と同様に、操作者により、内視鏡スコープ１４の先端部の、水ジェットが射出される射出口の現実のサイズを表す情報が入力装置２０を介して入力され、サイズ情報保持部８２に保持される。

続いて、操作者により、内視鏡スコープ１４が被検体内に挿入され、表示装置１８に表示された内視鏡画像を確認しながら被観察領域まで移動される。続いて、図９に示すように、水ジェットが、内視鏡スコープ１４の先端部の射出口から被検体の被観察領域の表面に射出される。

続いて、操作者により、内視鏡スコープ１４の操作部３０に配置されたボタン等を押すことにより、水ジェットの領域の検出を開始する指示が内視鏡診断装置１０に入力される。

水ジェットの領域の検出を開始する指示が入力されると、領域検出部７８により、内視鏡画像からの、被検体に接触する水ジェットの領域の検出が開始される。

ここで、水ジェットの水柱の太さは、水が通る管の太さ、つまり、内視鏡スコープ１４の先端部の射出口のサイズでほとんど決まり、内視鏡スコープ１４の先端部の観察窓４４と射出口との位置関係は固定されている。そのため、水ジェットが内視鏡スコープ１４の先端部の射出口から射出されると、内視鏡画像において、必ず決まった位置および方向に現れる。

従って、この性質を利用して、領域検出部７８は、画像解析を行って、内視鏡スコープ１４の先端部の観察窓４４と射出口との位置関係に応じて決定される、水ジェットが射出される内視鏡画像上の位置および方向に基づいて、内視鏡画像から水ジェットが射出される領域を抽出することにより、被検体に接触する水ジェットの領域を検出することができる。
水ジェットは、被検体に当たると弾けて飛び散る。従って、水ジェットが直線的に飛んでいる領域と、被検体に当たって弾けて飛び散っている領域との界面を検出することにより、被検体に接触する水ジェットの領域を検出することができる。

なお、内視鏡画像において水ジェットが射出される領域は、第２の実施例の場合と同様に、ＲＧＢ（赤緑青）などの各色成分の分光画像における各画素の画素値の比率が被検体の生体組織の領域とは全く異なる。

従って、この性質を利用して、領域検出部７８は、内視鏡画像の２つの色成分の分光画像における被検体と水ジェットが射出される領域との各画素の画素値の比率の違いに応じて、被検体に接触する水ジェットの領域を検出してもよい。これにより、被検体に接触する水ジェットの領域をさらに正確に検出することができる。

続いて、撮像サイズ算出部８０により、被検体に接触する水ジェットの領域の内視鏡画像上での撮像サイズ、つまり、水ジェットの断面の直径の内視鏡画像上での撮像サイズが画素数単位で算出される。

続いて、画素サイズ算出部８４により、撮像サイズと、サイズ情報保持部８２に保持された射出口の現実のサイズを表す情報とに基づいて、内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズが算出される。

これ以後の動作は、第１の実施例の場合と同様であり、制御部６８の制御により、内視鏡画像と目盛りとが合成されて、１ｍｍの長さが分かるようなスケールバーが表示装置１８の画面に表示される。

このように、内視鏡診断装置１０では、病変部等のサイズの計測を行うために撮影された内視鏡画像ではなく、通常の操作で撮影された内視鏡画像を用いて、病変部等のサイズを容易に計測することができる。

本発明の装置は、装置が備える各々の構成要素を専用のハードウェアで構成してもよいし、各々の構成要素をプログラムされたコンピュータで構成してもよい。
本発明の方法は、上記のように、その各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムにより実施することができる。また、このプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することもできる。

本発明は、基本的に以上のようなものである。
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ 内視鏡診断装置
１２ 光源装置
１４ 内視鏡スコープ
１６ プロセッサ装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２２ 光源制御部
２６ カプラ（分波器）
２８ 内視鏡挿入部
３０ 操作部
３２Ａ、３２Ｂ コネクタ部
３４ 軟性部
３６ 湾曲部
３８ 先端部
４０ アングルノブ
４２Ａ、４２Ｂ 照明窓
４４ 観察窓
４６ 先端面
４８Ａ、４８Ｂ 光ファイバ
５２Ａ、５２Ｂ レンズ
５４Ａ、５４Ｂ 蛍光体
５６ 対物レンズユニット
５８ 撮像素子
６２ スコープケーブル
６４ Ａ／Ｄ変換器
６６ 撮像スイッチ
６８ 制御部
７０ 画像処理部
７２ 記憶部
７４ 鉗子口
７６ 送気・送水口
７８ 領域検出部
８０ 撮像サイズ算出部
８２ サイズ情報保持部
８４ 画素サイズ算出部
８６ 目盛り生成部
ＬＤ レーザ光源

Claims (19)

1. 内視鏡スコープの先端部から被検体の内視鏡画像を撮像する撮像部と、
   前記内視鏡画像を表示する表示部と、
   前記内視鏡画像から、前記被検体に接触する、前記内視鏡スコープの先端部から延在する人工物、あるいは、前記内視鏡スコープの先端部の射出口から射出される水ジェットの領域を検出する領域検出部と、
   前記被検体に接触する、前記人工物の直径あるいは前記水ジェットの領域の前記内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出する撮像サイズ算出部と、
   前記被検体に接触する、前記人工物の直径あるいは前記水ジェットの領域の現実のサイズを表す情報を保持するサイズ情報保持部と、
   前記撮像サイズと前記現実のサイズを表す情報とに基づいて、前記内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズを算出する画素サイズ算出部と、
   前記内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズに基づいて、前記内視鏡画像上での前記被検体の現実のサイズを表す目盛りを生成する目盛り生成部と、
   前記内視鏡画像と前記目盛りとを合成して前記表示部に表示するように制御する制御部とを備えることを特徴とする内視鏡診断装置。
2. 前記人工物は、両端部に開口部を有し、一方の前記開口部が前記内視鏡スコープの先端部に嵌合されて装着される円筒形状のフードであり、
   前記領域検出部は、前記内視鏡画像から、前記被検体に接触する前記フードの他方の開口部を検出するものであり、
   前記撮像サイズ算出部は、前記被検体に接触する前記フードの他方の開口部の直径の前記内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出するものであり、
   前記サイズ情報保持部は、前記被検体に接触する前記フードの他方の開口部の直径の前記現実のサイズを表す情報を保持するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
3. 前記領域検出部は、前記内視鏡画像の周辺部から円形のエッジを抽出することにより、前記被検体に接触する前記フードの他方の開口部を検出するものである請求項２に記載の内視鏡診断装置。
4. 前記人工物は、前記内視鏡スコープの先端部の鉗子口の出口から延在する処置具であり、
   前記領域検出部は、前記内視鏡画像から、前記被検体に接触する前記処置具の先端部を検出するものであり、
   前記撮像サイズ算出部は、前記被検体に接触する前記処置具の先端部の断面の直径の前記内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出するものであり、
   前記サイズ情報保持部は、前記処置具の先端部の断面の直径の前記現実のサイズを表す情報を保持するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
5. 前記領域検出部は、前記内視鏡スコープの先端部の観察窓と鉗子口の出口との位置関係に応じて決定される、前記処置具が延在する前記内視鏡画像上の位置および方向に基づいて、前記内視鏡画像から前記処置具が延在する領域を抽出することにより、前記被検体に接触する前記処置具の先端部を検出するものである請求項４に記載の内視鏡診断装置。
6. 前記領域検出部は、前記内視鏡画像の２つの色成分の分光画像における前記被検体と前記処置具が延在する領域との各画素の画素値の比率の違いに応じて、前記被検体に接触する前記処置具の先端部を検出するものである請求項４に記載の内視鏡診断装置。
7. 前記領域検出部は、前記内視鏡画像から、前記被検体に接触する前記水ジェットの領域を検出するものであり、
   前記撮像サイズ算出部は、前記被検体に接触する前記水ジェットの領域の前記内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出するものであり、
   前記サイズ情報保持部は、前記内視鏡スコープの先端部の射出口における前記現実のサイズを表す情報を保持するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
8. 前記領域検出部は、前記内視鏡スコープの先端部の観察窓と射出口との位置関係に応じて決定される、前記水ジェットが射出される前記内視鏡画像上の位置および方向に基づいて、前記内視鏡画像から前記水ジェットが射出される領域を抽出することにより、前記被検体に接触する前記水ジェットの領域を検出するものである請求項７に記載の内視鏡診断装置。
9. 前記領域検出部は、前記内視鏡画像の２つの色成分の分光画像における前記被検体と前記水ジェットが射出される領域との各画素の画素値の比率の違いに応じて、前記被検体に接触する前記水ジェットの領域を検出するものである請求項７に記載の内視鏡診断装置。
10. 前記内視鏡スコープの先端部の射出口は、前記水ジェットが射出される専用の射出口である請求項７〜９のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
11. 前記内視鏡スコープの先端部の射出口は、前記内視鏡スコープの先端部の鉗子口の出口である請求項７〜９のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
12. 前記領域検出部は、前記被検体に接触する前記人工物あるいは前記水ジェットの領域の検出を開始する指示に応じて、前記領域の検出を開始し、前記領域の検出を終了する指示に応じて、前記領域の検出を終了するものである請求項１〜１１のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
13. 前記領域検出部は、前記被検体に接触する前記人工物あるいは前記水ジェットの領域の検出を開始する指示に応じて、前記領域の検出を開始し、前記内視鏡画像と前記目盛りとが合成されて前記表示部に表示されてから一定時間が経過した後に、前記領域の検出を終了するものである請求項１〜１１のいずれか１項に記載の内視鏡診断装置。
14. サイズ情報保持部が、被検体に接触する、内視鏡スコープの先端部から延在する人工物の直径、あるいは、前記内視鏡スコープの先端部の射出口から射出される水ジェットの領域の現実のサイズを表す情報を保持するステップと、
    領域検出部が、撮像部により前記内視鏡スコープの先端部から撮像された前記被検体の内視鏡画像から、前記被検体に接触する、前記人工物あるいは前記水ジェットの領域を検出するステップと、
    撮像サイズ算出部が、前記被検体に接触する、前記人工物の直径あるいは前記水ジェットの領域の前記内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出するステップと、
    画素サイズ算出部が、前記撮像サイズと前記現実のサイズを表す情報とに基づいて、前記内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズを算出するステップと、
    目盛り生成部が、前記内視鏡画像の１画素に対応する現実のサイズに基づいて、前記内視鏡画像上での前記被検体の現実のサイズを表す目盛りを生成するステップと、
    制御部が、前記内視鏡画像と前記目盛りとを合成して表示部に表示するように制御するステップとを含むことを特徴とする画像処理方法。
15. 前記人工物は、両端部に開口部を有し、一方の前記開口部が前記内視鏡スコープの先端部に嵌合されて装着される円筒形状のフードであり、
    前記サイズ情報保持部が、前記被検体に接触する前記フードの他方の開口部の直径の前記現実のサイズを表す情報を保持し、
    前記領域検出部が、前記内視鏡画像から、前記被検体に接触する前記フードの他方の開口部を検出し、
    前記撮像サイズ算出部が、前記被検体に接触する前記フードの他方の開口部の直径の前記内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出する請求項１４に記載の画像処理方法。
16. 前記人工物は、前記内視鏡スコープの先端部の鉗子口の出口から延在する処置具であり、
    前記サイズ情報保持部が、前記処置具の先端部の断面の直径の前記現実のサイズを表す情報を保持し、
    前記領域検出部が、前記内視鏡画像から、前記被検体に接触する前記処置具の先端部を検出し、
    前記撮像サイズ算出部が、前記被検体に接触する前記処置具の先端部の断面の直径の前記内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出する請求項１４に記載の画像処理方法。
17. 前記サイズ情報保持部が、前記内視鏡スコープの先端部の射出口における前記現実のサイズを表す情報を保持し、
    前記領域検出部が、前記内視鏡画像から、前記被検体に接触する前記水ジェットの領域を検出し、
    前記撮像サイズ算出部が、前記被検体に接触する前記水ジェットの領域の前記内視鏡画像上での撮像サイズを画素数単位で算出する請求項１４に記載の画像処理方法。
18. 請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の画像処理方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラム。
19. 請求項１４〜１７のいずれか１項に記載の画像処理方法の各々のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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