JP2771844B2 - Endoscope image observation device - Google Patents
Endoscope image observation deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、被検部位に注入される蛍光剤の蛍光を観察
するための内視鏡像観察装置に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an endoscopic image observation device for observing fluorescence of a fluorescent agent injected into a test site.
[従来の技術] 近年、体腔内に細長の挿入部を挿入することにより、
体腔内臓器等を観察したり、必要に応じ処置具チャンネ
ル内に挿通した処置具を用いて各種治療処置のできる内
視鏡が広く利用されている。[Prior art] In recent years, by inserting an elongated insertion portion into a body cavity,
2. Description of the Related Art Endoscopes capable of observing organs in a body cavity and the like and performing various treatments using a treatment tool inserted into a treatment tool channel as necessary are widely used.
また、電荷結合素子(CCD)等の固体撮像素子を撮像
手段に用いた電子内視鏡も種々提案されている。Also, various electronic endoscopes using a solid-state imaging device such as a charge-coupled device (CCD) as an imaging unit have been proposed.
ところで、人体の内臓等の状態を検査する装置とし
て、例えば特開昭63−122421号公報に示されるように、
内臓等の被検部位に蛍光剤を投与し、これに励起光を照
射し、前記蛍光剤から発せられる蛍光による蛍光画像を
観察する内視鏡装置が知られている。By the way, as an apparatus for inspecting the state of internal organs and the like of a human body, for example, as shown in JP-A-63-122421,
2. Description of the Related Art There has been known an endoscope apparatus which administers a fluorescent agent to a test site such as an internal organ, irradiates the fluorescent agent with excitation light, and observes a fluorescent image by fluorescence emitted from the fluorescent agent.
[発明が解決しようとする課題〕 ここで、フルオレッセイン,アドレアマイシン等の
蛍光剤は、一般に、吸収帯域が短波長側で、蛍光を発す
る帯域は長波長側である。また、内視鏡画像は、一般的
に赤が強い。従って、通常観察と同時に蛍光を観察する
場合、内視鏡の被検部位が蛍光を発したとしても、その
蛍光が超波長側、すなわち赤に近いので、内視鏡画像内
に埋もれてしまい、蛍光を明確に認識できなかった。[Problems to be Solved by the Invention] Here, fluorescent agents such as fluorescein and adreamycin generally have an absorption band on the short wavelength side and a band emitting fluorescence on the long wavelength side. In addition, an endoscope image generally has a strong red color. Therefore, when observing the fluorescence simultaneously with the normal observation, even if the test site of the endoscope emits fluorescence, the fluorescence is on the super-wavelength side, that is, close to red, so it is buried in the endoscope image, Fluorescence could not be clearly recognized.
これを解決するため、前記蛍光の波長域に強調をかけ
ることが考えられる。しかし、上述したように、蛍光が
赤に近いので、内視鏡画像中の被検部位の本来の赤と相
対的に差をつけることが困難であり、十分な強調効果を
得ることができない。In order to solve this, it is conceivable to emphasize the wavelength region of the fluorescence. However, as described above, since the fluorescence is close to red, it is difficult to make a relative difference from the original red of the test site in the endoscope image, and a sufficient enhancement effect cannot be obtained.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、蛍
光をより明確に観察できるようにした内視鏡像観察装置
を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an endoscopic image observation device capable of observing fluorescence more clearly.
[課題を解決するための手段] 本発明の内視鏡像観察装置は、被検部位に注入される
第1の波長帯域の光を吸収して第2の波長帯域の蛍光を
発する蛍光剤の前記蛍光を観察するための装置であっ
て、前記第1の波長帯域の近傍の帯域の光を含む互いに
波長帯域の異なる複数の照射光を、前記被検部位に順次
照射する照射手段と、前記照射手段により照射光が照射
された前記被検部位からの光を受光する撮像手段と、前
記撮像手段からの信号を映像信号とする処理手段と、前
記映像信号に対し、前記第1の波長帯域の近傍の帯域
と、この帯域と異なる波長帯域との間で、映像信号レベ
ルの差を拡大する手段とを備えたものである。[Means for Solving the Problems] An endoscopic image observation apparatus according to the present invention is characterized in that a fluorescent agent that absorbs light in a first wavelength band and emits fluorescence in a second wavelength band, which is injected into a test site, is used. An apparatus for observing fluorescence, comprising: an irradiation unit configured to sequentially irradiate a plurality of irradiation lights having different wavelength bands including light in a band near the first wavelength band to the test site; Imaging means for receiving light from the test site irradiated with irradiation light by means, processing means for converting a signal from the imaging means to a video signal, and processing the video signal in the first wavelength band. Means for expanding the difference in video signal level between a nearby band and a wavelength band different from this band is provided.
[作用] 本発明では、照射手段により、蛍光剤が吸収する第1
の波長帯域の近傍の帯域の光を含む互いに波長帯域の異
なる複数の照射光が、被検部位に順次照射される。被検
部位に注入された蛍光剤に第1の波長帯域の近傍の帯域
の光が照射されると、この蛍光剤が蛍光を発する。この
蛍光を含む被検部位からの光は撮像手段により受光さ
れ、この撮像手段からの信号は、処理手段により映像信
号となる。この映像信号に対し、第1の波長帯域の近傍
の帯域と、この帯域と異なる波長帯域との間で、映像信
号レベルの差が拡大される。[Action] In the present invention, the first means that the fluorescent agent absorbs by the irradiation means.
A plurality of irradiation lights having different wavelength bands, including light in a band in the vicinity of the wavelength band, are sequentially radiated to the test site. When the fluorescent agent injected into the test site is irradiated with light in a band near the first wavelength band, the fluorescent agent emits fluorescence. The light including the fluorescence from the test site is received by the imaging unit, and the signal from the imaging unit is converted into a video signal by the processing unit. For this video signal, the difference in video signal level between a band near the first wavelength band and a wavelength band different from this band is enlarged.
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図ないし第9図は本発明の一実施例に係り、第1
図は内視鏡装置の構成を示すブロック図、第2図は帯域
制限フィルタユニットを示す説明図、第3図は演算処理
装置の機能ブロック図、第4図は内視鏡装置の全体を示
す側面図、第5図は回転フィルタの各フィルタの透過波
長領域を示す特性図、第6図は帯域制限フィルタユニッ
トの一方のフィルタの透過波長領域を示す特性図、第7
図はフルオレッセインの吸収,蛍光特性を示す特性図、
第8図は強調処理前の内視鏡画像のGBの2次元ヒストグ
ラム、第9図は強調処理後の内視鏡画像のGBの2次元ヒ
ストグラムである。FIGS. 1 to 9 relate to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the endoscope apparatus, FIG. 2 is an explanatory view showing a band limiting filter unit, FIG. 3 is a functional block diagram of an arithmetic processing unit, and FIG. 4 shows the entire endoscope apparatus. FIG. 5 is a characteristic diagram showing a transmission wavelength region of each filter of the rotary filter. FIG. 6 is a characteristic diagram showing a transmission wavelength region of one filter of the band-limiting filter unit.
The figure is a characteristic diagram showing the absorption and fluorescence characteristics of fluorescein.
FIG. 8 is a two-dimensional histogram of GB of the endoscope image before the enhancement processing, and FIG. 9 is a two-dimensional histogram of GB of the endoscope image after the enhancement processing.
本実施例の内視鏡装置は、第4図に示すように、電子
内視鏡1を備えている。この電子内視鏡1は、細長で例
えば可撓性の挿入部2を有し、この挿入部2の後端に太
径の操作部3が連設されている。前記操作部3の後端部
からは側方に可撓性のケーブル4が延設され、このケー
ブル4の先端部にコネクタ5が設けられている。前記電
子内視鏡1は、前記コネクタ5を介して、光源装置及び
信号処理回路が内蔵されたビデオプロセッサ6に接続さ
れるようになっている。さらに、前記ビデオプロセッサ
6には、モニタ7が接続されるようになっている。The endoscope apparatus according to the present embodiment includes an electronic endoscope 1 as shown in FIG. The electronic endoscope 1 has a slender, for example, flexible insertion section 2, and a large-diameter operation section 3 is connected to the rear end of the insertion section 2. A flexible cable 4 extends laterally from a rear end of the operation unit 3, and a connector 5 is provided at a distal end of the cable 4. The electronic endoscope 1 is connected via the connector 5 to a video processor 6 having a light source device and a signal processing circuit built therein. Further, a monitor 7 is connected to the video processor 6.
前記挿入部2の先端側には、硬性の先端部9及びこの
先端部9に隣接する後方側に湾曲可能な湾曲部10が順次
設けられている。また、前記操作部3に設けられた湾曲
操作ノブ11を回動操作することによって、前記湾曲部10
を左右方向あるいは上下方向に湾曲できるようになって
いる。また、前記操作部3には、前記挿入部2内に設け
られた処置具チャンネルに連通する挿入口12が設けられ
ている。On the distal end side of the insertion portion 2, a rigid distal end portion 9 and a bending portion 10 which can be bent rearward adjacent to the distal end portion 9 are sequentially provided. By rotating a bending operation knob 11 provided on the operation section 3, the bending section 10 is rotated.
Can be bent in the horizontal direction or the vertical direction. The operation section 3 is provided with an insertion port 12 communicating with a treatment instrument channel provided in the insertion section 2.
第1図に示すように、電子内視鏡1の挿入部2内に
は、照明光を伝達するライトガイド14が挿通されてい
る。このライトガイド14の先端面は、挿入部2の先端部
9に配置され、この先端部9から照明光を出射できるよ
うになっている。また、前記ライトガイド14の入射端側
は、ユニバーサルコード4内に挿通されてコネクタ5に
接続されている。また、前記先端部9には、対物レンズ
系15が設けられ、この対物レンズ系15の結像位置に、固
体撮像素子16が配設されている。この固体撮像素子16
は、可視領域を含め紫外領域から赤外領域に至る広い波
長域で感度を有している。前記固体撮像素子16には、信
号線26,27が接続され、これら信号線26,27は、前記挿入
部2及びユニバーサルコード4内に挿通されて前記コネ
クタ5に接続されている。As shown in FIG. 1, a light guide 14 for transmitting illumination light is inserted into the insertion section 2 of the electronic endoscope 1. The distal end surface of the light guide 14 is arranged at the distal end 9 of the insertion section 2 so that illumination light can be emitted from the distal end 9. The light guide 14 has an incident end inserted into the universal cord 4 and connected to the connector 5. Further, an objective lens system 15 is provided at the distal end portion 9, and a solid-state imaging device 16 is provided at an image forming position of the objective lens system 15. This solid-state imaging device 16
Has sensitivity in a wide wavelength range from the ultraviolet region to the infrared region including the visible region. Signal lines 26 and 27 are connected to the solid-state imaging device 16. These signal lines 26 and 27 are inserted into the insertion section 2 and the universal cord 4 and connected to the connector 5.
一方、ビデオプロセッサ6内には、紫外光から赤外光
に至る広帯域の光を発光するランプ21が設けられてい
る。このランプ21としては、一般的なキセノンランプや
ストロボランプ等を用いることができる。前記キセノン
ランプやストロボランプは、可視光のみならず紫外光及
び赤外光を大量に発光する。このランプ21は、電源部22
によって電力が供給されるようになっている。前記ラン
プ21の前方には、モータ23によって回転駆動される回転
フィルタ50が配設されている。この回転フィルタ50に
は、通常観察用の赤(R),緑(G),青(B)の各波
長領域の光を透過するフィルタが、周方向に沿って配列
されている。この回転フィルタ50の各フィルタの透過特
性を第5図に示す。On the other hand, the video processor 6 is provided with a lamp 21 that emits light in a wide band from ultraviolet light to infrared light. As the lamp 21, a general xenon lamp, a strobe lamp, or the like can be used. The xenon lamp and the strobe lamp emit a large amount of ultraviolet light and infrared light as well as visible light. This lamp 21 is connected to a power supply 22
Is supplied with power. A rotary filter 50 driven by a motor 23 is provided in front of the lamp 21. In the rotary filter 50, filters for transmitting light in the respective red (R), green (G), and blue (B) wavelength regions for normal observation are arranged along the circumferential direction. FIG. 5 shows the transmission characteristics of each filter of the rotary filter 50.
また、前記モータ23は、モータドライバ25によって回
転が制御されて駆動されるようになっている。The rotation of the motor 23 is controlled by a motor driver 25 to be driven.
また、前記回転フィルタ50とライトガイド14入射端と
の間の照明光路上には、波長制限フィルタユニット51が
配設されている。第2図に示すように、この波長制限フ
ィルタユニット51は、第6図に示すように可視光領域の
みを透過するフィルタ51aと、ランプ21の発光する光を
全て通過させる、または観察及び蛍光剤の励起に必要の
ない領域をカットするフィルタ(または孔でも良い。)
51bとを有している。この波長制限フィルタユニット51
は、フィルタ切換装置55によって回転が制御されるモー
タ52によって回転されるようになっている。また、前記
フィルタ切換装置55は、切換え回路43からの制御信号に
よって制御されるようになっている。そして、前記切換
え回路43によって、観察波長を選択することにより、前
記波長制限フィルタユニット51の各フィルタ51a,51bの
うち、前記切換え回路43で選択した観察波長に対応する
フィルタが照明光路上に介装されるようにモータ52が回
転され、前記波長制限フィルタユニット51の位置が変更
されるようになっている。A wavelength limiting filter unit 51 is provided on the illumination light path between the rotary filter 50 and the light guide 14 entrance end. As shown in FIG. 2, the wavelength limiting filter unit 51 includes, as shown in FIG. 6, a filter 51a that transmits only the visible light region, and a filter 51a that transmits all the light emitted by the lamp 21 or an observation and fluorescent agent. Filter (or holes may be used) that cuts the area not required for the excitation of
51b. This wavelength limiting filter unit 51
Is rotated by a motor 52 whose rotation is controlled by a filter switching device 55. The filter switching device 55 is controlled by a control signal from the switching circuit 43. Then, by selecting the observation wavelength by the switching circuit 43, a filter corresponding to the observation wavelength selected by the switching circuit 43 among the filters 51a and 51b of the wavelength limiting filter unit 51 is provided on the illumination optical path. The motor 52 is rotated so as to be mounted, and the position of the wavelength limiting filter unit 51 is changed.
前記回転フィルタ50を透過し、R,G,Bの各波長領域の
光に時系列的に分離された光は、更に、前記波長制限フ
ィルタユニット51の選択されたフィルタを透過し、前記
ライトガイド14の入射端に入射され、このライトガイド
14を介して先端部9に導かれ、この先端部9から出射さ
れて、観察部位を照明するようになっている。The light that has passed through the rotary filter 50 and has been separated in time series into light in the R, G, and B wavelength regions is further transmitted through a selected filter of the wavelength limiting filter unit 51, and the light guide This light guide is incident on 14 entrance ends.
The light is guided to the distal end portion 9 through 14 and emitted from the distal end portion 9 to illuminate the observation site.
この照明光による観察部位からの戻り光は、対物レン
ズ系15によって、固体撮像素子16上に結像され、光電変
換されるようになっている。この固体撮像素子16には、
前記信号線126を介して、前記ビデオプロセッサ6内の
ドライバ回路31からの駆動パルスが印加され、この駆動
パルスによって読み出し,転送が行われるようになって
いる。この固体撮像素子16から読み出された映像信号
は、前記信号線27を介して、前記ビデオプロセッサ6内
または電子内視鏡1内に設けられたプリアンプ32に入力
されるようになっている。このプリアンプ32で増幅され
た映像信号は、プロセス回路33に入力され、γ補正及び
ホワイトバランス等の信号処理を施され、A/Dコンバー
タ34によって、デジタル信号に変換されるようになって
いる。このデジタルの映像信号は、セレクト回路35によ
って、例えば赤(R),緑(G),青(B)の各色に対
応する3つのメモリ(1)36a,メモリ(2)36b,メモリ
(3)36cに選択的に記憶されるようになっている。前
記メモリ(1)36a,メモリ(2)36b,メモリ(3)36c
は、同時に読み出され、D/Aコンバータ37によって、ア
ナログ信号に変換され、R,G,B色信号として出力される
と共に、エンコーダ38に入力され、このエンコーダ38か
らNTSCコンポジット信号として出力されるようになって
いる。The return light from the observation site due to the illumination light is imaged on the solid-state imaging device 16 by the objective lens system 15, and is photoelectrically converted. This solid-state imaging device 16 includes:
A drive pulse from a driver circuit 31 in the video processor 6 is applied via the signal line 126, and reading and transfer are performed by the drive pulse. The video signal read from the solid-state imaging device 16 is input to a preamplifier 32 provided in the video processor 6 or the electronic endoscope 1 via the signal line 27. The video signal amplified by the preamplifier 32 is input to a process circuit 33, subjected to signal processing such as γ correction and white balance, and converted into a digital signal by an A / D converter. The digital video signal is supplied by a select circuit 35 to three memories (1) 36a, memories (2) 36b, and memories (3) corresponding to, for example, each color of red (R), green (G), and blue (B). 36c is selectively stored. The memory (1) 36a, the memory (2) 36b, and the memory (3) 36c
Are simultaneously read out, converted to analog signals by a D / A converter 37, output as R, G, B color signals, input to an encoder 38, and output from the encoder 38 as an NTSC composite signal. It has become.
そして、前記R,G,B色信号または、NTSCコンポジット
信号が、カラーモニタ7に入力され、このカラーモニタ
7によって、観察部位がカラー表示されるようになって
いる。Then, the R, G, B color signals or the NTSC composite signals are input to a color monitor 7, and the color monitor 7 displays the observation region in color.
また、前記ビデオプロセッサ6内には、システム全体
のタイミングを作るタイミングジェネレータ42が設けら
れ、このタイミングジェネレータ42によって、モータド
ライバ25,ドライバ回路31,セレクト回路35等の各回路間
の同期が取られている。In the video processor 6, a timing generator 42 for generating the timing of the entire system is provided, and the timing generator 42 synchronizes the circuits such as the motor driver 25, the driver circuit 31, and the select circuit 35. ing.
本実施例では、前記D/Aコンバータ37から出力される
R,G,B色信号は、動画ファイル101に取り込まれ記憶され
るようになっている。この動画ファイル101は、動画像
を全て取り込んでも良いし、所定の間隔で画像を取り込
んでも良い。この動画ファイル101に記憶された画像
は、入出力インタフェース102を介して、画像データフ
ァイル103に入力され、記憶されるようになっている。
この画像データファイル103は、例えば、前記動画ファ
イル101の画像を約1秒間隔でピックアップし、その画
像をデジタル化して記憶するようになっている。前記画
像データファイル103からのR,G,Bのデータは、演算処理
装置(CPU)104に入力され、所定の強調処理が施され、
入出力インタフェース105を介して、モニタ106に入力さ
れるようになっている。そして、このモニタ106に強調
処理後の内視鏡画像が表示されるようになっている。In this embodiment, the signal is output from the D / A converter 37.
The R, G, and B color signals are captured and stored in the moving image file 101. This moving image file 101 may capture all moving images, or may capture images at predetermined intervals. The image stored in the moving image file 101 is input to and stored in the image data file 103 via the input / output interface 102.
The image data file 103 picks up the image of the moving image file 101 at an interval of about one second, digitizes the image, and stores the digitized image. The R, G, B data from the image data file 103 is input to an arithmetic processing unit (CPU) 104, where a predetermined enhancement process is performed,
The data is input to the monitor 106 via the input / output interface 105. Then, the endoscope image after the enhancement processing is displayed on the monitor 106.
前記演算処理装置104は、第3図に示すような機能構
成になっている。The arithmetic processing unit 104 has a functional configuration as shown in FIG.
すなわち、入力G,B信号は、それぞれ、ノイズ除去フ
ィルタ112,113に入力され、ノイズ除去が行われるよう
になっている。このノイズ除去フィルタ112,113は、例
えばメディアンフィルタで構成され、ノイズ除去やハレ
ーション除去を行う。前記ノイズ除去フィルタ112,113
の出力は、それぞれ、逆γ補正手段114,115に入力され
るようになっている。この逆γ補正手段114,115は、例
えば、濃度階調をγ=1の状態とするために、入力を2.
2乗するようになっている。前記逆γ補正手段114,115の
出力は、強調処理手段116に入力されるようになってい
る。この強調処理手段116は、例えば のマトリクス演算を行うようになっている。尚、(1)
式において、cは、強調度合いを変える乗数で、任意に
調整可能であり、例えばc=5とする。That is, the input G and B signals are input to the noise elimination filters 112 and 113, respectively, to perform noise elimination. The noise elimination filters 112 and 113 are configured by, for example, median filters, and perform noise elimination and halation elimination. The noise removal filters 112 and 113
Are input to the inverse γ correction units 114 and 115, respectively. The inverse γ correction means 114 and 115 receive an input of 2. for setting the density gradation to γ = 1, for example.
It is designed to be squared. Outputs of the inverse γ correction units 114 and 115 are input to an enhancement processing unit 116. This emphasis processing means 116 Is performed. In addition, (1)
In the formula, c is a multiplier for changing the degree of emphasis, and can be arbitrarily adjusted. For example, c = 5.
前記強調処理手段116の出力信号G′,B′は、それぞ
れ、γ補正手段117,118に入力されるようになってい
る。このγ補正手段117,118は、濃度階調を表示用のγ
=0.45に変換するものである。Output signals G 'and B' of the emphasis processing means 116 are input to γ correction means 117 and 118, respectively. The γ correction means 117 and 118 provide a γ
= 0.45.
また、入力R信号は、遅延手段111に入力され、G,B信
号に対する上記の処理に要する時間だけ遅延されて、
R′信号として出力されるようになっている。The input R signal is input to the delay unit 111, and is delayed by the time required for the above-described processing on the G and B signals.
The signal is output as an R 'signal.
前記R′信号及びγ補正手段117,118からのG′信号,
B′信号が、演算処理装置104の出力となる。The R ′ signal and the G ′ signal from the γ correction means 117 and 118,
The B ′ signal is the output of the processing unit 104.
次に、本実施例の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment will be described.
波長制限フィルタユニット51のフィルタ51aによっ
て、第6図に示すように波長が制限された場合、回転フ
ィルタ50にて照明用のランプ21の発光波長が順次制限さ
れ、第5図に示すように、R,G,Bの各波長の光に色分離
され、この光が、生体粘膜面等に時系列的に照射され
る。そして、この光によって、通常の可視光域のカラー
画像が得られる。When the wavelength is limited by the filter 51a of the wavelength limiting filter unit 51 as shown in FIG. 6, the emission wavelength of the illumination lamp 21 is sequentially limited by the rotating filter 50, and as shown in FIG. The light is color-separated into light of each wavelength of R, G, and B, and this light is radiated on a mucous membrane of a living body or the like in time series. Then, with this light, a color image in a normal visible light range is obtained.
ところで、生体粘膜を通常のカラー画像にて観察中
に、第7図に示すような吸収,蛍光特性を有するフルオ
レッセインという蛍光物質を静注すると、時間の変化に
伴い、血液中のフルオレッセイン濃度が変化する。この
変化は、血流の変化及び血液量に依存する。By the way, when a fluorescent substance called fluorescein having absorption and fluorescence characteristics as shown in FIG. 7 is injected intravenously while observing the living mucous membrane with a normal color image, the fluorescein in the blood changes with time. In concentration changes. This change depends on changes in blood flow and blood volume.
ここで、前記フルオレッセインは、第7図に示すよう
に、略Bの波長領域に一致する吸収特性を有し、この光
を吸収してGの波長領域の蛍光を発する。従って、回転
フィルタ50によって時系列的にR,G,Bの各波長領域の光
が照明された場合、R,Gの照明時には、Bによる照明時
に比べ、蛍光が弱くなる。すなわち、B照明時に粘膜中
のフルオレッセインの濃度が高いと、この粘膜は蛍光を
発するが、信号処理時にはBのタイミングの時に蛍光を
発するため、その蛍光の波長に関係なくB画像の変化と
して処理が行われる。すなわち、蛍光によってカラー画
像中のB成分が増加する。従って、色調の変化によっ
て、フルオレッセインの濃度分布、及びその時系列的変
化を観察することができる。Here, as shown in FIG. 7, the fluorescein has an absorption characteristic substantially coincident with the wavelength region of B, and absorbs this light to emit fluorescence in the wavelength region of G. Therefore, when the light of each wavelength region of R, G, and B is illuminated in time series by the rotation filter 50, the fluorescence becomes weaker at the time of R and G illumination than at the time of illumination by B. That is, if the concentration of fluorescein in the mucous membrane is high during B illumination, this mucosa emits fluorescence, but during signal processing, it emits fluorescence at the timing of B, so that the B image changes regardless of the wavelength of the fluorescence. Processing is performed. That is, the B component in the color image increases due to the fluorescence. Therefore, the concentration distribution of fluorescein and its chronological change can be observed by changing the color tone.
尚、本実施例では、蛍光を観察する際に、必ずしも、
波長制限フィルタユニット51をフィルタ51b側に切り換
える必要はない。また、必ずしも、波長制限フィルタユ
ニット51は、必要ではない。In the present embodiment, when observing the fluorescence,
It is not necessary to switch the wavelength limiting filter unit 51 to the filter 51b. Further, the wavelength limiting filter unit 51 is not always necessary.
本実施例では、RGB画像は、動画ファイル101,入出力
インタフェース102,画像データファイル103を経て、演
算処理装置104に入力される。この演算処理装置104で
は、前記(1)式に示すマトリクス演算によって、G,B
の映像信号レベルの差を拡大するように処理される。す
なわち、GB平面におけるデータ分布をG,Bが負の相関を
持つ方向を伸展の軸として引き伸ばす。このような処理
後のG′,B′信号、及び処理を行わず遅延したR′信号
とが、モニタ106に入力され、このモニタ106に強調処理
後の内視鏡画像が表示される。In this embodiment, the RGB image is input to the arithmetic processing device 104 via the moving image file 101, the input / output interface 102, and the image data file 103. In the arithmetic processing device 104, G, B
Is processed so as to enlarge the difference between the video signal levels. That is, the data distribution in the GB plane is stretched with the direction in which G and B have a negative correlation as the axis of extension. The G 'and B' signals after such processing and the R 'signal delayed without performing the processing are input to the monitor 106, and the monitor 106 displays the endoscope image after the enhancement processing.
ここで、一例として、フルオレッセイン静脈注射後の
大腸等の被検部位の蛍光の経時変化について説明する。Here, as an example, a change over time in fluorescence of a test site such as the large intestine after intravenous injection of fluorescein will be described.
前述のように、本実施例では、蛍光の発生は、B画像
の濃度値の上昇となって観察される。第8図(a)ない
し(d)は、それぞれ、フルオレッセイン静注前,フル
オレッセイン静注後36秒,41秒,46秒後の内視鏡画像のGB
の2次元ヒストグラムである。尚、この図で、横軸はG
の濃度値、縦軸はBの濃度値である。第8図(a)に示
すように、フルオレッセイン静注前のヒストグラムは、
GBに非常に強い正の相関があることを示しており、一般
的な内視鏡画像におけるGBのヒストグラムと一致する。
しかし、第8図(c),(d)に示すように、蛍光が表
れた41秒後,46秒後のヒストグラムでは、データ分布中
に主分布から上方に分れる枝が見出だされる。この枝は
B濃度値の値がG濃度値に対し相対的に大きい部分の存
在を示しており、強い蛍光を発生した部分のデータが上
方にプロットされた結果と推測される。As described above, in the present embodiment, the generation of the fluorescence is observed as an increase in the density value of the B image. FIGS. 8 (a) to 8 (d) show GBs of endoscope images before fluorescein intravenous injection, 36 seconds, 41 seconds and 46 seconds after intravenous fluorescein injection, respectively.
Is a two-dimensional histogram. In this figure, the horizontal axis is G
The vertical axis indicates the density value of B. As shown in FIG. 8 (a), the histogram before intravenous injection of fluorescein
This shows that GB has a very strong positive correlation, which is consistent with the histogram of GB in general endoscopic images.
However, as shown in FIGS. 8 (c) and (d), in the histograms at 41 seconds and 46 seconds after the appearance of the fluorescence, a branch is found in the data distribution, which branches upward from the main distribution. . This branch indicates the existence of a portion where the value of the B concentration value is relatively larger than the G concentration value, and it is estimated that the data of the portion where strong fluorescence is generated are plotted upward.
第9図(a)ないし(d)は、それぞれ、フルオレッ
セイン静注前,フルオレッセイン静注後36秒,41秒,46秒
後の内視鏡画像に、(1)式による強調処理を行った画
像のGBの2次元ヒストグラムである。FIGS. 9 (a) to 9 (d) show the enhancement processing by the formula (1) on the endoscopic images before fluorescein intravenous injection and 36 seconds, 41 seconds and 46 seconds after intravenous fluorescein injection, respectively. Is a two-dimensional histogram of GB of the image subjected to the above.
蛍光発生前の画像では、画像全体において略一様に若
干B濃度値よりG濃度値の方が高値であるため、強調処
理の結果画像は全体的に黄色味を帯び、第9図(a)に
示すように、Bが減少してGが増加する。蛍光が発生す
ると、G濃度値が増大するため、強調処理の結果、蛍光
発生部位は急激に赤紫色に変化する。すなわち、Gが減
少してBが増加する。このことは、第9図(c),
(d)に示すように、データ分布がG,Bが負の相関を持
つ方向に拡大されていることから判る。In the image before the generation of the fluorescent light, the G density value is slightly higher than the B density value almost uniformly in the entire image, so that the image as a result of the emphasis processing has a yellowish color as a whole, and FIG. As shown in the figure, B decreases and G increases. When fluorescence is generated, the G density value increases, and as a result of the enhancement process, the fluorescence generation site rapidly changes to magenta. That is, G decreases and B increases. This is shown in FIG. 9 (c),
As shown in (d), it can be seen from the fact that the data distribution is expanded in the direction where G and B have a negative correlation.
このように本実施例によれば、フルオレッセインの吸
収波長帯域の近傍の帯域Bを含むR,G,Bの面順次照明光
を被検部位に照射し、フルオレッセインの吸収波長帯域
の近傍の帯域Bと、この帯域Bと異なる波長帯域Gとの
間で、映像信号レベルの差を拡大するように強調処理を
行うので、蛍光をより明確に観察することができる。こ
れに対し、同時式の内視鏡により得た内視鏡画像におい
て、フルオレッセインの蛍光の波長域に強調をかけた合
には、蛍光が赤に近いので、内視鏡画像中の被検部位の
本来の赤と相対的に差をつけることが困難であり、十分
な強調効果を得ることができない。As described above, according to the present embodiment, the portion to be inspected is irradiated with the R, G, and B plane-sequential illumination light including the band B in the vicinity of the absorption wavelength band of fluorescein, and the absorption wavelength band of fluorescein is absorbed. Since the enhancement processing is performed so as to enlarge the difference in the video signal level between the nearby band B and the wavelength band G different from the band B, the fluorescence can be more clearly observed. On the other hand, in the endoscope image obtained by the simultaneous endoscope, if the wavelength range of the fluorescence of fluorescein is emphasized, the fluorescence is close to red, so It is difficult to make a difference relative to the original red color of the inspection site, and a sufficient emphasis effect cannot be obtained.
従って、本実施例によれば、蛍光による情報の時系列
的変化、例えば、蛍光剤静注後の粘膜面における蛍光剤
の分布状態の時間的変化を、より明確に、観察,測定す
ることが可能となる。Therefore, according to the present embodiment, it is possible to more clearly observe and measure time-series changes in information due to fluorescence, for example, temporal changes in the distribution state of the fluorescent agent on the mucosal surface after intravenous injection of the fluorescent agent. It becomes possible.
また、このように、蛍光剤静注後の粘膜の時系列的変
化、特にフルオレッセインの場合、B画像と他のG,R画
像との時系列的変化を、観察または計測することによ
り、生体粘膜面の血行動態を把握することによって、病
変の観察能が向上し、診断能が向上する。In addition, in this way, by observing or measuring the time-series change of the mucous membrane after intravenous injection of the fluorescent agent, in particular, in the case of fluorescein, the time-series change between the B image and the other G, R images, By grasping the hemodynamics of the mucosal surface of a living body, the ability to observe a lesion is improved and the ability to diagnose is improved.
また、本実施例によれば、蛍光剤の発する発光が可視
光域になくても、蛍光による情報を、画像の色調の変化
として観察することができる。Further, according to this embodiment, even if the emission of the fluorescent agent is not in the visible light range, the information based on the fluorescence can be observed as a change in the color tone of the image.
尚、本発明は、上記実施例に限定されず、例えば、蛍
光剤としては、アドレアマイシン,ヘマトポルフェリ
ン,フェオフォーバイドa等でも良く、使用する蛍光剤
の吸収波長帯域の光を含む面順次光を被検部位に照射す
ることによって、蛍光を色調の変化として観察すること
ができる。The present invention is not limited to the above embodiments. For example, the fluorescent agent may be adreamycin, hematoporpherin, pheophorbide a, or the like, and the surface sequential light containing the light in the absorption wavelength band of the fluorescent agent used. By irradiating the test site with light, the fluorescence can be observed as a change in color tone.
また、強調の方法は、マトリクス演算に限らず、色空
間または色度図におけるデータ分布を拡大するようにし
ても良い。また、強調処理は、ハード的に行っても良
い。Further, the emphasis method is not limited to the matrix operation, and the data distribution in the color space or the chromaticity diagram may be enlarged. The emphasizing process may be performed by hardware.
また、本発明は、挿入部の先端部に固体撮像素子を有
する電子内視鏡に限らず、ファイバスコープ等肉眼観察
が可能な内視鏡の接眼部に、あるいは、前記接眼部と交
換して、テレビカメラを接続して使用する内視鏡装置に
も適用することができる。In addition, the present invention is not limited to an electronic endoscope having a solid-state imaging device at the distal end of the insertion portion, and may be replaced with an eyepiece of an endoscope such as a fiberscope capable of observing the naked eye or with the eyepiece. Thus, the present invention can also be applied to an endoscope apparatus used by connecting a television camera.
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、被検部位に注入
される蛍光剤が光を吸収する第1の波長帯域の近傍の帯
域の光を含む互いに波長帯域の異なる複数の照射光を、
被検部位に順次照射し、前記第1の波長帯域の近傍の帯
域と、この帯域と異なる波長帯域との間で、映像信号レ
ベルの差を拡大するように強調処理を行うので、蛍光を
より明確に観察できるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a plurality of fluorescent materials having different wavelength bands from each other including light in a band near the first wavelength band in which a fluorescent agent injected into a test site absorbs light. Irradiation light,
Irradiation is sequentially performed on the test site, and an enhancement process is performed so as to enlarge the difference in video signal level between a band near the first wavelength band and a wavelength band different from this band. This has the effect of allowing clear observation.
第1図ないし第9図は本発明の一実施例に係り、第1図
は内視鏡装置の構成を示すブロック図、第2図は帯域制
限フィルタユニットを示す説明図、第3図は演算処理装
置の機能ブロック図、第4図は内視鏡装置の全体を示す
側面図、第5図は回転フィルタの各フィルタの透過波長
領域を示す特性図、第6図は帯域制限フィルタユニット
の一方のフィルタの透過波長領域を示す特性図、第7図
はフルオレッセインの吸収,蛍光特性を示す特性図、第
8図は強調処理前の内視鏡画像のGBの2次元ヒストグラ
ム、第9図は強調処理後の内視鏡画像のGBの2次元ヒス
トグラムである。 1…電子内視鏡、16…固体撮像素子 21…ランプ、50…回転フィルタ 51…波長制限フィルタユニット 104…演算処理装置 116…強調処理手段1 to 9 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an endoscope apparatus, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a band limiting filter unit, and FIG. FIG. 4 is a side view showing the entire endoscope device, FIG. 5 is a characteristic diagram showing a transmission wavelength region of each filter of the rotary filter, and FIG. 6 is one of band-limiting filter units. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the absorption and fluorescence characteristics of fluorescein, FIG. 8 is a two-dimensional histogram of GB of an endoscope image before enhancement processing, and FIG. Is a GB two-dimensional histogram of the endoscope image after the enhancement processing. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electronic endoscope, 16 ... Solid-state image sensor 21 ... Lamp, 50 ... Rotating filter 51 ... Wavelength limiting filter unit 104 ... Arithmetic processing unit 116 ... Emphasis processing means
フロントページの続き (72)発明者 桧山 慶一 東京都渋谷区幡ケ谷2丁目43番2号 オ リンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−122421(JP,A) 特開 平1−223930(JP,A) 特開 平2−200237(JP,A) 特開 平1−113018(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A61B 1/00Continuation of the front page (72) Inventor Keiichi Hiyama 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Olympus Optical Co., Ltd. (56) References JP-A-63-122421 (JP, A) JP-A-1- 223930 (JP, A) JP-A-2-200237 (JP, A) JP-A-1-113018 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) A61B 1/00
Claims (1)
を吸収して第2の波長帯域の蛍光を発する蛍光剤の前記
蛍光を観察するための内視鏡像観察装置において、 前記第1の波長帯域の近傍の帯域の光を含む互いに波長
帯域の異なる複数の照射光を、前記被検部位に順次照射
する照射手段と、 前記照射手段により照射光が照射された前記被検部位か
らの光を受光する撮像手段と、 前記撮像手段からの信号を映像信号とする処理手段と、 前記映像信号に対し、前記第1の波長帯域の近傍の帯域
と、この帯域と異なる波長帯域との間で、映像信号レベ
ルの差を拡大する手段と を具備したことを特徴とする内視鏡像観察装置。1. An endoscope image observation device for observing the fluorescence of a fluorescent agent that absorbs light in a first wavelength band and emits fluorescence in a second wavelength band, which is injected into a test site, Irradiating means for sequentially irradiating the test site with a plurality of irradiation lights having different wavelength bands including light in a band near the first wavelength band; and the test site irradiated with the irradiation light by the irradiation means. An imaging unit that receives light from the imaging unit; a processing unit that uses a signal from the imaging unit as a video signal; a band near the first wavelength band; and a wavelength band different from the band for the video signal. Means for enlarging the difference in video signal level between the endoscope image observation device and the endoscope image observation device.
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