内視鏡診断装置
【課題】表層から中層の血管を観察することができる血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを同時に撮像し表示することができる内視鏡診断装置を提供する。
【解決手段】内視鏡診断装置は、狭帯域光観察モードの場合に、被検体に第１発光比率で照射される白色光および第１狭帯域光の被検体からの反射光を受光して血管観察用の狭帯域光画像を撮像し、酸素飽和度観察モードの場合に、被検体に照射される第２狭帯域光の被検体からの反射光を受光して酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像する撮像素子と、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを時分割で交互に撮像するように制御する制御部と、血管観察用の狭帯域光画像および酸素飽和度観察用の狭帯域光画像に基づいて酸素飽和度の分布を表示する酸素飽和度画像を生成する画像処理部と、血管観察用の狭帯域光画像および酸素飽和度画像を同時に表示する表示装置とを備える。
【解決手段】内視鏡診断装置は、狭帯域光観察モードの場合に、被検体に第１発光比率で照射される白色光および第１狭帯域光の被検体からの反射光を受光して血管観察用の狭帯域光画像を撮像し、酸素飽和度観察モードの場合に、被検体に照射される第２狭帯域光の被検体からの反射光を受光して酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像する撮像素子と、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを時分割で交互に撮像するように制御する制御部と、血管観察用の狭帯域光画像および酸素飽和度観察用の狭帯域光画像に基づいて酸素飽和度の分布を表示する酸素飽和度画像を生成する画像処理部と、血管観察用の狭帯域光画像および酸素飽和度画像を同時に表示する表示装置とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊光観察として、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを同時に撮像して表示する内視鏡診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置から発せられる白色光（通常光）を内視鏡先端部まで導光して被検体の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を取得し、通常光観察（白色光観察）を行う内視鏡装置が用いられている。これに対し、近年では、通常光観察に加えて、所定の波長範囲の狭帯域光（特殊光）を被検体の被観察領域に照射し、その反射光等を撮像して特殊光画像を取得し、特殊光観察を行う内視鏡装置が活用されている。
【０００３】
特殊光観察を行う内視鏡装置では、例えば、被検体体腔内の粘膜層あるいは粘膜下層に発生する新生血管の微細構造、病変部の強調等、通常の観察像では得られない生体情報を簡単に可視化できる。例えば、観察対象が癌病変部である場合、青色の狭帯域光を粘膜組織に照射すると組織表層の微細血管や微細構造の状態がより詳細に観察できるため、病変部をより正確に診断することができる。
【０００４】
内視鏡観察において、例えば、通常光画像、血管走行画像（血管観察用の狭帯域光画像）、病変部・血管の酸素飽和度画像を切り替えて比較表示することは、病変部の診断能を向上する上で効果的である。特許文献１には、色分離フィルタを有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子と、これとは別の分離透過特性を有する回転フィルタとを組み合わせることにより、例えば、通常光画像と血管走行画像、あるいは、通常光画像と酸素飽和度画像とを切り替えて表示する電子内視鏡装置が開示されている。
【０００５】
まず、図１３に示す概念図を参照して、通常光画像と血管走行画像とを切り替えて表示する特許文献１に開示の電子内視鏡装置について説明する。
【０００６】
通常光画像を観察する場合には、ランプから発せられる、可視光域から赤外光域までの波長領域の光のうち、赤外カットフィルタにより赤外光域の波長がカットされ、可視光域の光のみが被検体に照射される。そして、被検体からの反射光が、シアン（Ｃｙ）、緑（Ｇ）、黄（Ｙｅ）、赤外（ＩＲ）の各色の光を透過する分光透過特性を有する色フィルタを有する撮像素子でＣｙ，Ｇ，Ｙｅに同時に色分離されて撮像され、通常光画像（カラー表示）のビデオ信号が生成される。
【０００７】
一方、血管走行画像を観察する場合には、ランプから発せられる、可視光域から赤外光域までの波長領域の光が、回転フィルタにより、順次、赤外光域を３分割したＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３の波長領域の光とされ、被検体に順次照射される。そして、被検体からの反射光が撮像素子で順次撮像され、ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３が青（Ｂ），緑（Ｇ），赤（Ｒ）の各チャンネルＢｃｈ、Ｇｃｈ、Ｒｃｈに割り当てられて合成され、血管走行画像（疑似カラー表示）のビデオ信号が生成される。
【０００８】
続いて、図１４に示す概念図を参照して、通常光画像と酸素飽和度画像とを切り替えて表示する特許文献１に開示の電子内視鏡装置について説明する。
【０００９】
通常光画像を観察する場合の作用は、通常光画像と血管走行画像とを切り替えて表示する電子内視鏡装置の場合と同じである。
【００１０】
一方、酸素飽和度画像を観察する場合には、ランプから発せられる可視光域の光が、回転フィルタにより、順次、緑色光域を３分割したＧ１，Ｇ２，Ｇ３の波長領域の光とされ、被検体に順次照射される。そして、被検体からの反射光が撮像素子で順次撮像され、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３がＢ，Ｇ，Ｒの各チャンネルＢｃｈ、Ｇｃｈ、Ｒｃｈに割り当てられて合成され、酸素飽和度画像（疑似カラー表示）のビデオ信号が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１−４３２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１の手法では、通常光画像と血管走行画像、もしくは、通常光画像と酸素飽和度画像とを切り替えるために、回転フィルタを切り替える必要があるため、通常光画像と血管走行画像、もしくは、通常光画像と酸素飽和度画像とを同時に撮像し、表示することができない。また、血管走行画像と酸素飽和度画像を撮像する装置は異なる装置であるため、血管走行画像と酸素飽和度画像を同時に表示することもできない。
【００１３】
さらに、特許文献１の手法では、血管走行画像の撮像に赤外光を使っているため、粘膜下の血管しか観察することができず、病変部の診断上、重要な表層血管の観察ができない、等の問題点がある。
【００１４】
本発明の目的は、表層から中層の血管を観察することができる血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像、さらには、通常光画像を同時に撮像し表示することができる内視鏡診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、白色光を発する白色光光源と、
所定の波長範囲の第１狭帯域光を発する第１狭帯域光光源と、
前記第１狭帯域光とは異なる波長範囲の第２狭帯域光を発する第２狭帯域光光源と、
前記白色光光源、前記第１および第２狭帯域光光源をそれぞれ個別にオンオフ制御および光量制御する光源制御部と、
通常光観察モードの場合に、被検体に照射される前記白色光の該被検体からの反射光を受光して通常光画像を撮像し、狭帯域光観察モードの場合に、前記被検体に第１発光比率で照射される前記白色光および前記第１狭帯域光の該被検体からの反射光を受光して血管観察用の狭帯域光画像を撮像し、酸素飽和度観察モードの場合に、前記被検体に照射される前記第２狭帯域光の該被検体からの反射光を受光して酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像する撮像素子と、
前記狭帯域光観察モードと前記酸素飽和度観察モードとをこの順序で交互に切り替えて、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを時分割で交互に撮像するように制御する制御部と、
前記血管観察用の狭帯域光画像および前記酸素飽和度観察用の狭帯域光画像に基づいて、前記被検体の血中ヘモグロビンの酸素飽和度を算出し、該酸素飽和度の分布を表示する酸素飽和度画像を生成する画像処理部と、
前記血管観察用の狭帯域光画像および前記酸素飽和度画像を同時に表示する表示装置とを備えてい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。
【００１６】
ここで、前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものであることが好ましい。
【００１７】
また、前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを並べた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものであることが好ましい。
【００１８】
また、前記光源制御部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記白色光および前記第１狭帯域光を前記第１発光比率で前記被検体に照射する第１照射モードと、前記第１狭帯域光が前記血管観察用の狭帯域光画像に与える影響を無視できるまで該第１狭帯域光の発光量を低減した第２発光比率で前記被検体に照射する第２照射モードとを交互に切り替えるように制御し、
前記撮像素子は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記第１照射モードの時に前記血管観察用の狭帯域光画像、前記第２照射モードの時に前記通常光画像を交互に撮像するものであることが好ましい。
【００１９】
また、前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記通常光画像と前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものであることが好ましい。
【００２０】
また、前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記通常光画像と前記合成画像とを並べて表示するものであることが好ましい。
【００２１】
また、前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記通常光画像と前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを並べた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものであることが好ましい。
【００２２】
また、前記第１狭帯域光は、４０５ｎｍ±１０ｎｍの波長範囲の光であり、前記第２狭帯域光は、４７３ｎｍ±１０ｎｍの波長範囲の光であることが好ましい。
【００２３】
また、前記白色光光源は、所定の波長範囲の第３狭帯域光を発する第３狭帯域光光源と、該第３狭帯域光が照射されることによって励起発光光を発し、該第３狭帯域光と該励起発光光とで疑似白色光を生成する蛍光体とを有することが好ましい。
【００２４】
また、前記第３狭帯域光は、４４５±１０ｎｍの波長範囲の光であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを時分割で同時に撮像するため、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを同時に表示することができる。また、狭帯域光観察モードの場合に、白色光と狭帯域光とを所定の発光比率で被検体に照射して血管観察用の狭帯域光画像を撮像するため、被検体の表層から中層にかけての血管を観察することができる。
【００２６】
また、狭帯域光観察モードと酸素飽和度観察モードとをこの順序で交互に行うことにより、狭帯域光観察モードで撮像された血管観察用の狭帯域光画像の画像信号を酸素飽和度の算出に利用することができる。そのため、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像するだけで酸素飽和度の算出に必要な内視鏡画像を取得することができる。これにより、複数の内視鏡画像の同時観察を行う場合に、動画適正を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る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２】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。
【図３】図１に示す内視鏡診断装置の内視鏡挿入部の先端部の様子を表す概念図である。
【図４】青色レーザ光源からの青色レーザ光およ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。
【図５】中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍのレーザ光で蛍光体を励起した場合に蛍光体から発せられる励起発光光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図６】図１に示す内視鏡診断装置における各観察モードの場合の処理を表す概念図である。
【図７】ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。
【図８】信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇと、血液量および酸素飽和度との相関関係を表すグラフである。
【図９】図１に示す内視鏡診断装置の作用を表す一例のフローチャートである。
【図１０】図１に示す内視鏡診断装置の特殊光観察モードの場合の作用を表す一例の概念図である。
【図１１】図１に示す内視鏡診断装置の特殊光観察モードの場合の作用を表す一例の概念図である。
【図１２】図１に示す内視鏡診断装置の特殊光観察モードの場合の作用を表す一例の概念図である。
【図１３】従来の内視鏡装置における各観察モードの場合の処理を表す一例の概念図である。
【図１４】従来の内視鏡装置における各観察モードの場合の処理を表す一例の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係る内視鏡診断装置を詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る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、波長範囲の異なる複数の光を発生する光源装置１２と、光源装置１２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、被検体からの反射光を撮像する内視鏡装置１４と、内視鏡装置１４で撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力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。
【００３０】
ここで、内視鏡診断装置１０は、通常光を被検体に照射し、その反射光を撮像して通常光画像を表示（観察）する通常光観察モードと、特殊光を被検体に照射し、その反射光を撮像して特殊光画像（血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像）を表示する特殊光観察モード（狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モード）とを有する。各観察モードは、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、適宜切り替えられる。
【００３１】
光源装置１２は、光源制御部２２と、それぞれ波長範囲の異なるレーザ光を発する３種のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３と、コンバイナ（合波器）２４と、カプラ（分波器）２６とによって構成されている。
【００３２】
本実施形態において、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３からは、それぞれ、中心波長が異なる４０５ｎｍ、４４５ｎｍ、４７３ｎｍである、所定の波長範囲（例えば、中心波長±１０ｎｍ）の狭帯域光が発せられる。レーザ光源ＬＤ１は血管観察用の狭帯域光画像を撮像するための光源、レーザ光源ＬＤ２は、通常光画像を撮像するために、通常光観察用の励起光を発生して、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光源であり、レーザ光源ＬＤ３は、酸素飽和度画像を生成するために、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像するための光源である。
【００３３】
酸素飽和度観察用の狭帯域光である中心波長４７３ｎｍのレーザ光は、この波長範囲における血液の吸収が酸素飽和度の変化に対応して変化するため、この波長のレーザ光を使用することで酸素飽和度の変化を観察することができる。
【００３４】
なお、白色光を発生するための白色光光源（通常光光源）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ＬＤ１〜ＬＤ３から発せられるレーザ光の波長は上記に限定されず、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。
【００３５】
レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３は、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によりそれぞれ個別にオンオフ制御および光量制御が行われ、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３の発光のタイミングや光量比率は変更自在になっている。
【００３６】
レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３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。
【００３７】
光源制御部２２は、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ３を消灯、レーザ光源ＬＤ２を点灯する。また、光源制御部２２は、特殊光観察モードの場合、例えば、１フレーム時間毎に、狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モードの順序で観察モードを順次切り替える。なお、１フレーム時間毎に限らず複数フレーム毎に切り替えてもよい。光源制御部２２は、狭帯域光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２を点灯、レーザ光源ＬＤ３を消灯し、酸素飽和度観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２を消灯、レーザ光源ＬＤ３を点灯する。
【００３８】
各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３から発せられるレーザ光は、集光レンズ（図示略）を介してそれぞれ対応する光ファイバに入力され、コンバイナ２４により合波され、カプラ２６により４系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。コンバイナ２４およびカプラ２６は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。なお、これに限らず、コンバイナ２４およびカプラ２６を用いずに、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３からのレーザ光を直接コネクタ部３２Ａに送出する構成としてもよい。
【００３９】
続いて、内視鏡装置１４は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端から４系統（４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。内視鏡装置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、内視鏡装置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とを備える。
【００４０】
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。
【００４１】
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、内視鏡装置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。
【００４２】
内視鏡先端部３８の先端面には、図３の概念図に示すように、被観察領域へ光を照射する２系統の照明窓４２Ａ，４２Ｂと、被観察領域からの反射光を撮像する１系統の観察窓４４が配置されている。
【００４３】
照明窓４２Ａの奥には、２系統の光ファイバ４６Ａ，４８Ａが収納されている。光ファイバ４６Ａ，４８Ａは、光源装置１２からコネクタ部３２Ａを介してスコープ先端部３８まで敷設されている。光ファイバ４６Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）にはレンズ５０Ａ等の光学系が取り付けられている。一方、光ファイバ４８Ａの先端部には蛍光体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。
【００４４】
同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部にレンズ５０Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４６Ｂと、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の、２系統の光ファイバが収納されている。
【００４５】
ここで、内視鏡先端部３８において、照明窓４２Ａ，４２Ｂは、図３に示すように、観察窓４４を挟んでその両脇側に配置されている。そして、照明窓４２Ａ，４２Ｂ内に収納された４本の光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび４８Ａ，４８Ｂは、蛍光体５４Ａ，５４Ｂを備える光ファイバ４８Ａ，４８Ｂ同士を結ぶ直線Ｌ２と、蛍光体を備えていない光ファイバ４６Ａ，４６Ｂ同士を結ぶ直線Ｌ１とが、観察窓４４の中心部Ｐで交差するように互い違いに配置されている。このように光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび４８Ａ，４８Ｂを配置することによって、照明むらの発生を防止することができる。
【００４６】
蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、レーザ光源ＬＤ２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。通常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。
【００４７】
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ＬＤ２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。
【００４８】
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，Ｇ，Ｂ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。
【００４９】
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、４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、蛍光体有りと無しの２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。
【００５０】
また、通常光観察用の励起光である中心波長４４５ｎｍのレーザ光と、血管観察用の狭帯域光である中心波長４０５ｎｍのレーザ光とを同時に照射する場合に両者を合波し、合波したレーザ光を蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射することもできる。
【００５１】
図５は、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍのレーザ光で蛍光体を励起した場合に蛍光体から発せられる励起発光光の発光スペクトルを示すグラフである。このグラフの縦軸は光強度（a.u.：任意単位）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフに示すように、中心波長４０５ｎｍのレーザ光を蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射した場合に蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる励起発光光の光強度は、中心波長４４５ｎｍのレーザ光の場合の数分の一である。つまり、中心波長４４５ｎｍのレーザ光と一緒に中心波長４０５ｎｍのレーザ光を蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射したとしても、中心波長４０５ｎｍのレーザ光によって蛍光体５４Ａ，５４Ｂから励起発光光はほとんど発せられない。
【００５２】
このため、血管観察用の狭帯域光を、蛍光体無しの光ファイバで導光する必要はなく、蛍光体有りの光ファイバのみで通常光観察用の励起光と血管観察用の狭帯域光とを合波して導光することができる。
【００５３】
続いて、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が取り付けられている。
【００５４】
撮像素子５８は、対物レンズユニット５６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５８の受光面には、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、Ｇ色、Ｂ色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。
【００５５】
光源装置１２から光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび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の受光面上に結像され、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撮像信号（アナログ信号）が出力される。
【００５６】
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。
【００５７】
ここで、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ２から発せられる通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光が、照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検体の被観察領域に照射される。そして、白色光が照射された被検体の被観察領域からの反射光が対物レンズユニット５６により集光され、撮像素子５８によって通常光画像が撮像される。
【００５８】
狭帯域光観察モードの場合、通常光観察用の励起光に加えて、さらにレーザ光源ＬＤ１から発せられる狭帯域光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、上記の白色光と狭帯域光とが所定の発光比率で照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検体の被観察領域に向けて同時に照射される。そして、白色光および狭帯域光が照射された被検体の被観察領域からの反射光が対物レンズユニット５６により集光され、撮像素子５８によって血管観察用の狭帯域光画像が撮像される。
【００５９】
酸素飽和度観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ３から発せられる狭帯域光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検体の被観察領域に向けて照射される。そして、狭帯域光が照射された被検体の被観察領域からの反射光が対物レンズユニット５６により集光され、撮像素子５８によって酸素飽和度観察用の狭帯域光画像が撮像される。
【００６０】
なお、図示はしていないが、操作部３０及び内視鏡挿入部２８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。
【００６１】
続いて、プロセッサ装置１６は、制御部６８と、画像処理部７０と、記憶部７２とを備えている。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、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ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、内視鏡装置１４から入力される画像信号（画像データ）を画像処理し、表示用画像を生成して表示装置１８に出力する。
【００６２】
制御部６８は、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０からの指示、例えば、観察モード、画像表示モード等の指示に基づいて、画像処理部７０および光源装置１２の光源制御部２２の動作を制御する。画像表示モードは、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像のいずれかを表示する、２以上の画像（通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像）を組み合わせて、例えば、重ね合わせた合成画像を表示する、並べた合成画像を表示する等の画像の表示形態を指定する指示である。
【００６３】
画像処理部７０は、制御部６８の制御の基で、観察モードおよび画像表示モードに基づき、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像、合成画像の画像種別に応じて、内視鏡装置１４のＡ／Ｄ変換器６４から入力される画像信号に対して所定の画像処理を施す。画像処理部７０で処理された画像信号は、制御部６８に送られて、制御部６８で各種情報と共に内視鏡観察画像にされて表示装置１８に表示され、必要に応じて、メモリやストレージ装置からなる記憶部７２に記憶される。
【００６４】
画像処理部７０は、通常光画像処理部７０Ａと、狭帯域光画像処理部７０Ｂと、酸素飽和度画像処理部７０Ｃと、画像合成部８４とを備えている。
【００６５】
通常光画像処理部７０Ａ、狭帯域光画像処理部７０Ｂ、酸素飽和度画像処理部７０Ｃは、それぞれ、通常光観察モード、狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モードの場合に、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号に対して、それぞれの内視鏡画像に適した所定の画像処理を施し、画像処理後の通常光画像信号、血管観察用の狭帯域光画像信号、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号を出力（生成）する。
【００６６】
図６の概念図に示すように、通常光画像処理部７０Ａは、通常光観察モードの場合に、通常光画像のＲ，Ｇ，Ｂの各チャンネル（画素）の画像データ（画像信号）を用いて通常光画像をカラー表示するための通常光画像信号を出力する。
【００６７】
狭帯域光画像処理部７０Ｂは、狭帯域光観察モードの場合に、血管観察用の狭帯域光画像のＢチャンネル（Ｂｃｈ）の画像データをＢチャンネルおよびＧチャンネル（Ｇｃｈ）に割り当て、Ｇチャンネルの画像データをＲチャンネル（Ｒｃｈ）に割り当てることによって、血管観察用の狭帯域光画像を疑似カラー表示するための血管観察用の狭帯域光画像信号を出力する。
【００６８】
酸素飽和度画像処理部７０Ｃは、酸素飽和度観察モードの場合に、血管観察用の狭帯域光画像のＧチャンネルおよびＲチャンネル、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像のＢチャンネルの画像信号に基づいて、信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇと、後述する信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇと血液量および酸素飽和度との相関関係のＬＵＴとから被検体の血中ヘモグロビンの酸素飽和度を算出し、酸素飽和度の分布を表示（例えば、疑似カラー表示）するための酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号を出力する。
【００６９】
酸素飽和度画像処理部７０Ｃは、図２に示すように、信号比算出部７６と、相関関係記憶部７８と、血液量−酸素飽和度算出部８０と、酸素飽和度画像生成部８２とを備えている。
【００７０】
信号比算出部７６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、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号から血管領域を特定する。そして、信号比算出部７６は、血管領域内の同じ位置の画素について、血管観察用の狭帯域光画像のＧチャンネルおよびＲチャンネルの画像信号Ｇ，Ｒ、および、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像のＢチャンネルの画像信号Ｂから、信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇを求める。
【００７１】
ここで、Ｂは、中心波長４７３ｎｍの単色照明の画像信号、Ｇは、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる励起発光光のＧ色の約５４０〜５８０ｎｍの波長範囲の分光照明の画像信号、Ｒは、同Ｒ色の約５９０〜７００ｎｍの波長範囲の分光照明の画像信号である。また、ＢおよびＲは、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンの吸光係数（吸光度）の大小関係が逆転する波長範囲の２つの狭帯域光の反射光に対応する画像信号であり、Ｇは、吸光係数が同じになる波長範囲の１つの狭帯域光の反射光に対応する画像信号である。
【００７２】
相関関係記憶部７８は、例えば、図８に示すような、信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇと、血液量および酸素飽和度との相関関係を、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の形式で記憶している。この相関関係は、血管が図７に示すヘモグロビンの吸光係数を有する場合の相関関係であり、これまでの生体の光学測定等で蓄積された多数の画像信号を分析することにより得られたものである。
【００７３】
図７は、ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。このグラフの縦軸はヘモグロビンの吸光係数μａ（ｃｍ−１）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフに示すように、血中ヘモグロビンは、照射する光の波長によって吸光係数μａが変化する吸光特性を持っている。吸光係数μａは、ヘモグロビンの光の吸収の大きさである吸光度を表す。また、酸素と結合していない還元ヘモグロビン７０と、酸素と結合した酸化ヘモグロビン７１は、異なる吸光特性を持っており、同じ吸光度（吸光係数μａ）を示す等吸収点（図７における各ヘモグロビン７０，７１の交点）を除いて、吸光度に差が生じる。一般的に、図７の分布は撮像対象の部位によって非線形に変化するため、実際の生体組織の計測や光伝播シミュレーション等により予め求めておく必要がある。
【００７４】
図８は、信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇと、血液量および酸素飽和度との相関関係を表すグラフである。このグラフの横軸はｌｏｇ（Ｒ／Ｇ）、縦軸はｌｏｇ（Ｂ／Ｇ）である。このグラフに示すように、信号比Ｒ／Ｇの値は、血液量に依存して変化し、血液量が大きくなるほど大きくなる。また、信号比Ｂ／Ｇの値は、血液量および酸素飽和度の両方に依存して変化する。つまり、信号比Ｂ／Ｇの値は、血液量が大きくなるほど大きくなるとともに、酸素飽和度が低くなるほど大きくなる。
【００７５】
血液量−酸素飽和度算出部８０は、相関関係記憶部７８に記憶された相関関係に基づき、信号比算出部７６で算出された信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇに対応する血液量および酸素飽和度を算出する。
【００７６】
酸素飽和度画像生成部８２は、酸素飽和度の大小に応じてカラー情報が割り当てられたカラーテーブルを備えている。カラーテーブルは、入力装置２０から入力される指示によって切り替えが可能であり、例えば、食道、胃、大腸等のように、観察する部位に合ったものが選択される。酸素飽和度画像生成部８２は、カラーテーブルを用い、血液量−酸素飽和度算出部８０で算出された酸素飽和度に対応するカラー情報を特定することにより、血中ヘモグロビンの酸素飽和度が反映（疑似カラー表示）された酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号を生成する。
【００７７】
画像合成部８４は、観察モードおよび画像表示モードに従って、記憶部７２に記憶された通常光画像信号、血管観察用の狭帯域光画像信号および酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号に基づき、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像および酸素飽和度画像から２以上の画像を組み合わせて合成画像を生成し、合成画像信号を出力する。画像合成部８４は、合成画像として、２以上の画像（通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像）を重ね合わせたり、並べて配置した合成画像を生成する。
【００７８】
通常光画像信号、血管観察用の狭帯域光画像信号、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号、合成画像信号は、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位として記憶部７２に記憶される。
【００７９】
画像処理部７０からは、通常光画像信号、血管観察用の狭帯域光画像信号、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号、合成画像信号が出力され、制御部６８に入力される。制御部６８により、観察モードおよび画像表示モードに従って、通常光画像信号、血管観察用の狭帯域光画像信号、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号、合成画像信号に基づき、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像、合成画像のいずれかが表示装置１８に表示される。
【００８０】
次に、図９に示すフローチャートを参照して、内視鏡診断装置１０の作用を説明する。
【００８１】
まず、制御部６８により、観察モードが、通常光観察モードかどうかの判定が行われる（ステップＳ１）。
【００８２】
ステップＳ１において、観察モードが通常光観察モードであると判定された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ３が消灯、レーザ光源ＬＤ２が点灯され、光源装置１２から２系統の通常光観察用の励起光（中心波長４４５ｎｍのレーザ光）が発せられる（ステップＳ２）。
【００８３】
通常光観察モードの場合、内視鏡装置１４では、通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光が被検体に照射される。そして、白色光が照射された被検体からの反射光が撮像素子５８によって撮像され、Ａ／Ｄ変換器６４から通常光画像の画像信号が出力される。
【００８４】
プロセッサ装置１６では、観察モードに従って、通常光画像の画像信号が画像処理部７０の通常光画像処理部７０Ａに入力され、通常光画像に適した所定の画像処理（通常光画像処理）が通常光画像の画像信号に対して施され、通常光画像信号が出力される。続いて、制御部６８の制御により、通常光画像信号に基づいて、通常光画像が表示装置１８上に表示され、必要に応じて、通常光画像信号が記憶部７２に記憶される。
【００８５】
その後、観察モードが切り替えられると（信号切替）、ステップＳ１へ戻る（ステップＳ３）。
【００８６】
一方、ステップＳ１において、観察モードが通常光観察モードではない、つまり、特殊光観察モードであると判定された場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御部６８の制御により、図１０の概念図に示すように、１フレーム時間毎に、狭帯域光観察モードと酸素飽和度観察モードとがこの順序で交互に切り替えられ、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とが時分割で交互に撮像される。
【００８７】
まず、１フレーム目の狭帯域光観察モードの場合には、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２が点灯、レーザ光源ＬＤ３が消灯され、光源装置１２から２系統の通常光観察用の励起光（中心波長４４５ｎｍのレーザ光）および２系統の血管観察用の狭帯域光（中心波長４０５ｎｍのレーザ光）が発せられる（ステップＳ４）。
【００８８】
狭帯域光観察モードの場合、内視鏡装置１４では、通常光観察用の励起光に加えて、血管観察用の狭帯域光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、白色光と血管観察用の狭帯域光とが所定の発光比率で被検体に照射される。そして、白色光および血管観察用の狭帯域光が照射された被検体からの反射光が撮像素子５８によって撮像され、Ａ／Ｄ変換器６４から血管観察用の狭帯域光画像の画像信号が出力される。
【００８９】
白色光と血管観察用の狭帯域光との光量比（発光比率）は、表層血管の抽出能が両者の光量比で決まるため、各々単独でのＢチャンネル（画素）の画像データの比で、１：４〜５が望ましいが、この限りではない。また、表層血管だけを表示したい場合は、表層血管の拡大率に応じて画像上の表層血管の太さを算出し、その太さの血管のみを抽出する周波数分離の処理を行うこともできる。
【００９０】
プロセッサ装置１６では、同様に、観察モードに従って、血管観察用の狭帯域光画像の画像信号が狭帯域光画像処理部７０Ｂに入力され、血管観察用の狭帯域光画像に適した所定の画像処理（狭帯域光画像処理）が血管観察用の狭帯域光画像の画像信号に対して施され、血管観察用の狭帯域光画像信号が出力される。血管観察用の狭帯域光画像信号は、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。
【００９１】
狭帯域光観察モードでは、中心波長４０５ｎｍのレーザ光と白色光とを所定の発光比率で被検体に照射することにより、被検体の表層から中層にかけての血管を観察することができる。
【００９２】
続いて、２フレーム目の酸素飽和度観察モードの場合には、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２が消灯、レーザ光源ＬＤ３が点灯され、光源装置１２から２系統の酸素飽和度観察用の狭帯域光（中心波長４７３ｎｍのレーザ光）が発せられる（ステップＳ５）。
【００９３】
酸素飽和度観察モードの場合、内視鏡装置１４では、酸素飽和度観察用の狭帯域光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、被検体に照射される。そして、酸素飽和度観察用の狭帯域光が照射された被検体からの反射光が撮像素子５８によって撮像され、Ａ／Ｄ変換器６４から酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号が出力される。
【００９４】
プロセッサ装置１６では、同様に、観察モードに従って、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号が酸素飽和度画像処理部７０Ｃに入力され、以下に述べる、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像に適した所定の画像処理（酸素飽和度画像処理）が酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号に対して施される。
【００９５】
すなわち、酸素飽和度画像処理として、まず、信号比算出部７６により、記憶部７２に記憶されている１フレーム目の血管観察用の狭帯域光画像信号および２フレーム目の酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号から血管領域が特定され、血管領域内の同じ位置の画素について、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像のＢ画素の画像信号Ｂと血管観察用の狭帯域光画像のＧ画素およびＲ画素の画像信号Ｇ，Ｒとから信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇが算出される。
【００９６】
続いて、血液量−酸素飽和度算出部８０により、相関関係記憶部７２に記憶されている相関関係のＬＵＴに基づいて、信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇに対応する、血液量および酸素飽和度の情報が算出される。
【００９７】
ここで、酸素飽和度の算出には、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する２つの波長範囲の反射光に対応する画像信号と、吸光係数が変化しない１つの波長範囲の反射光に対応する画像信号が必要である。
【００９８】
本実施形態の酸素飽和度観察モードでは、中心波長４７３ｎｍのレーザ光を照射することにより、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する１つの波長範囲の反射光に対応する画像信号を得ている。
【００９９】
従って、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化するもう１つの波長範囲の反射光に対応する画像信号と、吸光係数が変化しない１つの波長範囲の反射光に対応する画像信号を得るために、本来であれば、さらに１フレーム時間ないし２フレーム時間が必要である。つまり、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を取得するためには、本来、２フレーム時間ないし３フレーム時間が必要である。
【０１００】
これに対し、上記のように、狭帯域光観察モードと酸素飽和度観察モードとをこの順序で交互に行うことにより、狭帯域光観察モードで撮像された血管観察用の狭帯域光画像の画像信号を酸素飽和度の算出に利用することができる。そのため、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像するだけで酸素飽和度の算出に必要な内視鏡画像を取得することができる。これにより、複数の内視鏡画像の同時観察を行う場合に、動画適正を向上させることができる。
【０１０１】
続いて、酸素飽和度画像生成部８２により、選択されたカラーテーブルに基づき、血管領域内の全ての画素について、酸素飽和度に対応するカラー情報が特定されることにより、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号が出力される。酸素飽和度画像は、図６に示すように、酸素飽和度をＢ／Ｇ、血液濃度をＲ／Ｇとして、ＬＵＴによる酸素飽和度０〜１００％に対応した濃度表示をしたものである。
【０１０２】
そして、制御部６８により、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号が記憶部７２に記憶される。
【０１０３】
また、画像合成部８４により、記憶部７２に記憶されている血管観察用の狭帯域光画像信号および酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号から、観察モードおよび画像表示モードに従って、血管観察用の狭帯域光画像および酸素飽和度画像を組み合わせて、例えば、両者を重ね合わせたり、並べて配置した合成画像信号が生成される。
【０１０４】
そして、制御部６８により、観察モードおよび画像表示モードに応じて、合成画像信号に対応する合成画像が表示装置１８上に表示され、必要に応じて記憶部７２に記憶される。
【０１０５】
その後、観察モードが切り替えられると、ステップＳ１へ戻る（ステップＳ７）。
【０１０６】
内視鏡診断装置１０では、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを時分割で同時に撮像しているため、同一の被観察領域の内視鏡画像として、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを重ね合わせたり、並べて同時に表示することができる。このとき、血管観察用の狭帯域光画像には表層血管の画像が抽出されているが、酸素飽和度画像は、中心波長４７３ｎｍのレーザ光を使用しているため、酸素飽和度画像には表層から中層にかけての情報が含まれている。このため、両者を重ね合わせて表示することにより、表層血管の分布が、酸素飽和度画像上でも見分けられるようになる。
【０１０７】
画像の重ね合わせ処理について、例えば、腫瘍病変に見られる新生血管は表層にあるため、血管観察用の狭帯域光画像では新生血管を含めた表層血管を抽出することができ、酸素飽和度画像と重ね合わせることにより、新生血管の酸素飽和度を見分け易くなる。
【０１０８】
なお、狭帯域光観察モードの場合に、血管観察用の狭帯域光画像に与える影響を無視できるまで、レーザ光源ＬＤ１から発せられる中心波長４０５ｎｍのレーザ光の発光量を低減することにより、実質的に通常光画像を撮像することができる。この場合、光源制御部２２は、白色光および中心波長４０５ｎｍのレーザ光を、血管観察用の狭帯域光画像を撮像するための第１発光比率で被検体に照射する第１照射モードと、中心波長４０５ｎｍのレーザ光の発光量を低減した通常光画像を撮像するための第２発光比率で被検体に照射する第２照射モードとを交互に切り替えるように制御する。
【０１０９】
そして、図１１の概念図に示すように、２フレーム時間を１組として、１組目（第１照射モードの時）は、１フレーム時間毎に、狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モードの順序で交互に切り替え、２組目（第２照射モードの時）は、１フレーム時間毎に、通常光観察モード、酸素飽和度観察モードの順序で交互に切り替える。これにより、狭帯域光観察モードの場合に、第１照射モードの時に血管観察用の狭帯域光画像、第２照射モードの時に通常光画像を撮像することができ、特殊光観察モードであっても、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像を時分割で同時に取得することができる。
【０１１０】
また、図１２の概念図に示すように、３フレーム時間を１組として、１フレーム毎に、通常光観察モード、狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モードの順序で順次切り替えることによっても同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
また、狭帯域光観察モードの場合に、上記のようにして通常光画像を撮像する場合、例えば、通常光画像と血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を表示してもよいし、通常光画像と、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像とを並べて表示してもよい。また、通常光画像と血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを並べて表示してもよい。
【０１１２】
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。
【符号の説明】
【０１１３】
１０ 内視鏡診断装置
１２ 光源装置
１４ 内視鏡装置
１６ プロセッサ装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２２ 光源制御部
２４ コンバイナ
２６ カプラ
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
４６Ａ，４６Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ 光ファイバ
５０Ａ，５０Ｂ，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 切り替えスイッチ
６８ 制御部
７０ 画像処理部
７０Ａ 通常光画像処理部
７０Ｂ 狭帯域光画像処理部
７０Ｃ 酸素飽和度画像処理部
７２ 記憶部
７６ 信号比算出部
７８ 相関関係記憶部
８０ 血液量−酸素飽和度算出部
８２ 酸素飽和度画像生成部
８４ 画像合成部
ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３ レーザ光源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特殊光観察として、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを同時に撮像して表示する内視鏡診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源装置から発せられる白色光（通常光）を内視鏡先端部まで導光して被検体の被観察領域に照射し、その反射光を撮像して通常光画像（白色光画像）を取得し、通常光観察（白色光観察）を行う内視鏡装置が用いられている。これに対し、近年では、通常光観察に加えて、所定の波長範囲の狭帯域光（特殊光）を被検体の被観察領域に照射し、その反射光等を撮像して特殊光画像を取得し、特殊光観察を行う内視鏡装置が活用されている。
【０００３】
特殊光観察を行う内視鏡装置では、例えば、被検体体腔内の粘膜層あるいは粘膜下層に発生する新生血管の微細構造、病変部の強調等、通常の観察像では得られない生体情報を簡単に可視化できる。例えば、観察対象が癌病変部である場合、青色の狭帯域光を粘膜組織に照射すると組織表層の微細血管や微細構造の状態がより詳細に観察できるため、病変部をより正確に診断することができる。
【０００４】
内視鏡観察において、例えば、通常光画像、血管走行画像（血管観察用の狭帯域光画像）、病変部・血管の酸素飽和度画像を切り替えて比較表示することは、病変部の診断能を向上する上で効果的である。特許文献１には、色分離フィルタを有するＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子と、これとは別の分離透過特性を有する回転フィルタとを組み合わせることにより、例えば、通常光画像と血管走行画像、あるいは、通常光画像と酸素飽和度画像とを切り替えて表示する電子内視鏡装置が開示されている。
【０００５】
まず、図１３に示す概念図を参照して、通常光画像と血管走行画像とを切り替えて表示する特許文献１に開示の電子内視鏡装置について説明する。
【０００６】
通常光画像を観察する場合には、ランプから発せられる、可視光域から赤外光域までの波長領域の光のうち、赤外カットフィルタにより赤外光域の波長がカットされ、可視光域の光のみが被検体に照射される。そして、被検体からの反射光が、シアン（Ｃｙ）、緑（Ｇ）、黄（Ｙｅ）、赤外（ＩＲ）の各色の光を透過する分光透過特性を有する色フィルタを有する撮像素子でＣｙ，Ｇ，Ｙｅに同時に色分離されて撮像され、通常光画像（カラー表示）のビデオ信号が生成される。
【０００７】
一方、血管走行画像を観察する場合には、ランプから発せられる、可視光域から赤外光域までの波長領域の光が、回転フィルタにより、順次、赤外光域を３分割したＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３の波長領域の光とされ、被検体に順次照射される。そして、被検体からの反射光が撮像素子で順次撮像され、ＩＲ１，ＩＲ２，ＩＲ３が青（Ｂ），緑（Ｇ），赤（Ｒ）の各チャンネルＢｃｈ、Ｇｃｈ、Ｒｃｈに割り当てられて合成され、血管走行画像（疑似カラー表示）のビデオ信号が生成される。
【０００８】
続いて、図１４に示す概念図を参照して、通常光画像と酸素飽和度画像とを切り替えて表示する特許文献１に開示の電子内視鏡装置について説明する。
【０００９】
通常光画像を観察する場合の作用は、通常光画像と血管走行画像とを切り替えて表示する電子内視鏡装置の場合と同じである。
【００１０】
一方、酸素飽和度画像を観察する場合には、ランプから発せられる可視光域の光が、回転フィルタにより、順次、緑色光域を３分割したＧ１，Ｇ２，Ｇ３の波長領域の光とされ、被検体に順次照射される。そして、被検体からの反射光が撮像素子で順次撮像され、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３がＢ，Ｇ，Ｒの各チャンネルＢｃｈ、Ｇｃｈ、Ｒｃｈに割り当てられて合成され、酸素飽和度画像（疑似カラー表示）のビデオ信号が生成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１−４３２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１の手法では、通常光画像と血管走行画像、もしくは、通常光画像と酸素飽和度画像とを切り替えるために、回転フィルタを切り替える必要があるため、通常光画像と血管走行画像、もしくは、通常光画像と酸素飽和度画像とを同時に撮像し、表示することができない。また、血管走行画像と酸素飽和度画像を撮像する装置は異なる装置であるため、血管走行画像と酸素飽和度画像を同時に表示することもできない。
【００１３】
さらに、特許文献１の手法では、血管走行画像の撮像に赤外光を使っているため、粘膜下の血管しか観察することができず、病変部の診断上、重要な表層血管の観察ができない、等の問題点がある。
【００１４】
本発明の目的は、表層から中層の血管を観察することができる血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像、さらには、通常光画像を同時に撮像し表示することができる内視鏡診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために、本発明は、白色光を発する白色光光源と、
所定の波長範囲の第１狭帯域光を発する第１狭帯域光光源と、
前記第１狭帯域光とは異なる波長範囲の第２狭帯域光を発する第２狭帯域光光源と、
前記白色光光源、前記第１および第２狭帯域光光源をそれぞれ個別にオンオフ制御および光量制御する光源制御部と、
通常光観察モードの場合に、被検体に照射される前記白色光の該被検体からの反射光を受光して通常光画像を撮像し、狭帯域光観察モードの場合に、前記被検体に第１発光比率で照射される前記白色光および前記第１狭帯域光の該被検体からの反射光を受光して血管観察用の狭帯域光画像を撮像し、酸素飽和度観察モードの場合に、前記被検体に照射される前記第２狭帯域光の該被検体からの反射光を受光して酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像する撮像素子と、
前記狭帯域光観察モードと前記酸素飽和度観察モードとをこの順序で交互に切り替えて、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを時分割で交互に撮像するように制御する制御部と、
前記血管観察用の狭帯域光画像および前記酸素飽和度観察用の狭帯域光画像に基づいて、前記被検体の血中ヘモグロビンの酸素飽和度を算出し、該酸素飽和度の分布を表示する酸素飽和度画像を生成する画像処理部と、
前記血管観察用の狭帯域光画像および前記酸素飽和度画像を同時に表示する表示装置とを備えてい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。
【００１６】
ここで、前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものであることが好ましい。
【００１７】
また、前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを並べた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものであることが好ましい。
【００１８】
また、前記光源制御部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記白色光および前記第１狭帯域光を前記第１発光比率で前記被検体に照射する第１照射モードと、前記第１狭帯域光が前記血管観察用の狭帯域光画像に与える影響を無視できるまで該第１狭帯域光の発光量を低減した第２発光比率で前記被検体に照射する第２照射モードとを交互に切り替えるように制御し、
前記撮像素子は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記第１照射モードの時に前記血管観察用の狭帯域光画像、前記第２照射モードの時に前記通常光画像を交互に撮像するものであることが好ましい。
【００１９】
また、前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記通常光画像と前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものであることが好ましい。
【００２０】
また、前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記通常光画像と前記合成画像とを並べて表示するものであることが好ましい。
【００２１】
また、前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記通常光画像と前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを並べた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものであることが好ましい。
【００２２】
また、前記第１狭帯域光は、４０５ｎｍ±１０ｎｍの波長範囲の光であり、前記第２狭帯域光は、４７３ｎｍ±１０ｎｍの波長範囲の光であることが好ましい。
【００２３】
また、前記白色光光源は、所定の波長範囲の第３狭帯域光を発する第３狭帯域光光源と、該第３狭帯域光が照射されることによって励起発光光を発し、該第３狭帯域光と該励起発光光とで疑似白色光を生成する蛍光体とを有することが好ましい。
【００２４】
また、前記第３狭帯域光は、４４５±１０ｎｍの波長範囲の光であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを時分割で同時に撮像するため、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを同時に表示することができる。また、狭帯域光観察モードの場合に、白色光と狭帯域光とを所定の発光比率で被検体に照射して血管観察用の狭帯域光画像を撮像するため、被検体の表層から中層にかけての血管を観察することができる。
【００２６】
また、狭帯域光観察モードと酸素飽和度観察モードとをこの順序で交互に行うことにより、狭帯域光観察モードで撮像された血管観察用の狭帯域光画像の画像信号を酸素飽和度の算出に利用することができる。そのため、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像するだけで酸素飽和度の算出に必要な内視鏡画像を取得することができる。これにより、複数の内視鏡画像の同時観察を行う場合に、動画適正を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る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２】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。
【図３】図１に示す内視鏡診断装置の内視鏡挿入部の先端部の様子を表す概念図である。
【図４】青色レーザ光源からの青色レーザ光およ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。
【図５】中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍのレーザ光で蛍光体を励起した場合に蛍光体から発せられる励起発光光の発光スペクトルを示すグラフである。
【図６】図１に示す内視鏡診断装置における各観察モードの場合の処理を表す概念図である。
【図７】ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。
【図８】信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇと、血液量および酸素飽和度との相関関係を表すグラフである。
【図９】図１に示す内視鏡診断装置の作用を表す一例のフローチャートである。
【図１０】図１に示す内視鏡診断装置の特殊光観察モードの場合の作用を表す一例の概念図である。
【図１１】図１に示す内視鏡診断装置の特殊光観察モードの場合の作用を表す一例の概念図である。
【図１２】図１に示す内視鏡診断装置の特殊光観察モードの場合の作用を表す一例の概念図である。
【図１３】従来の内視鏡装置における各観察モードの場合の処理を表す一例の概念図である。
【図１４】従来の内視鏡装置における各観察モードの場合の処理を表す一例の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明に係る内視鏡診断装置を詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明に係る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、波長範囲の異なる複数の光を発生する光源装置１２と、光源装置１２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、被検体からの反射光を撮像する内視鏡装置１４と、内視鏡装置１４で撮像された画像を画像処理して内視鏡画像を出力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。
【００３０】
ここで、内視鏡診断装置１０は、通常光を被検体に照射し、その反射光を撮像して通常光画像を表示（観察）する通常光観察モードと、特殊光を被検体に照射し、その反射光を撮像して特殊光画像（血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像）を表示する特殊光観察モード（狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モード）とを有する。各観察モードは、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０から入力される指示に基づき、適宜切り替えられる。
【００３１】
光源装置１２は、光源制御部２２と、それぞれ波長範囲の異なるレーザ光を発する３種のレーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３と、コンバイナ（合波器）２４と、カプラ（分波器）２６とによって構成されている。
【００３２】
本実施形態において、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３からは、それぞれ、中心波長が異なる４０５ｎｍ、４４５ｎｍ、４７３ｎｍである、所定の波長範囲（例えば、中心波長±１０ｎｍ）の狭帯域光が発せられる。レーザ光源ＬＤ１は血管観察用の狭帯域光画像を撮像するための光源、レーザ光源ＬＤ２は、通常光画像を撮像するために、通常光観察用の励起光を発生して、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光源であり、レーザ光源ＬＤ３は、酸素飽和度画像を生成するために、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像するための光源である。
【００３３】
酸素飽和度観察用の狭帯域光である中心波長４７３ｎｍのレーザ光は、この波長範囲における血液の吸収が酸素飽和度の変化に対応して変化するため、この波長のレーザ光を使用することで酸素飽和度の変化を観察することができる。
【００３４】
なお、白色光を発生するための白色光光源（通常光光源）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ＬＤ１〜ＬＤ３から発せられるレーザ光の波長は上記に限定されず、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。
【００３５】
レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３は、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によりそれぞれ個別にオンオフ制御および光量制御が行われ、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３の発光のタイミングや光量比率は変更自在になっている。
【００３６】
レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３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。
【００３７】
光源制御部２２は、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ３を消灯、レーザ光源ＬＤ２を点灯する。また、光源制御部２２は、特殊光観察モードの場合、例えば、１フレーム時間毎に、狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モードの順序で観察モードを順次切り替える。なお、１フレーム時間毎に限らず複数フレーム毎に切り替えてもよい。光源制御部２２は、狭帯域光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２を点灯、レーザ光源ＬＤ３を消灯し、酸素飽和度観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２を消灯、レーザ光源ＬＤ３を点灯する。
【００３８】
各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３から発せられるレーザ光は、集光レンズ（図示略）を介してそれぞれ対応する光ファイバに入力され、コンバイナ２４により合波され、カプラ２６により４系統の光に分波されてコネクタ部３２Ａに伝送される。コンバイナ２４およびカプラ２６は、ハーフミラー、反射ミラー等によって構成される。なお、これに限らず、コンバイナ２４およびカプラ２６を用いずに、各レーザ光源ＬＤ１〜ＬＤ３からのレーザ光を直接コネクタ部３２Ａに送出する構成としてもよい。
【００３９】
続いて、内視鏡装置１４は、被検体内に挿入される内視鏡挿入部の先端から４系統（４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。内視鏡装置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、内視鏡装置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とを備える。
【００４０】
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。
【００４１】
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、内視鏡装置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。
【００４２】
内視鏡先端部３８の先端面には、図３の概念図に示すように、被観察領域へ光を照射する２系統の照明窓４２Ａ，４２Ｂと、被観察領域からの反射光を撮像する１系統の観察窓４４が配置されている。
【００４３】
照明窓４２Ａの奥には、２系統の光ファイバ４６Ａ，４８Ａが収納されている。光ファイバ４６Ａ，４８Ａは、光源装置１２からコネクタ部３２Ａを介してスコープ先端部３８まで敷設されている。光ファイバ４６Ａの先端部（照明窓４２Ａ側）にはレンズ５０Ａ等の光学系が取り付けられている。一方、光ファイバ４８Ａの先端部には蛍光体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。
【００４４】
同様に、照明窓４２Ｂの奥には、先端部にレンズ５０Ｂ等の光学系を有する光ファイバ４６Ｂと、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の、２系統の光ファイバが収納されている。
【００４５】
ここで、内視鏡先端部３８において、照明窓４２Ａ，４２Ｂは、図３に示すように、観察窓４４を挟んでその両脇側に配置されている。そして、照明窓４２Ａ，４２Ｂ内に収納された４本の光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび４８Ａ，４８Ｂは、蛍光体５４Ａ，５４Ｂを備える光ファイバ４８Ａ，４８Ｂ同士を結ぶ直線Ｌ２と、蛍光体を備えていない光ファイバ４６Ａ，４６Ｂ同士を結ぶ直線Ｌ１とが、観察窓４４の中心部Ｐで交差するように互い違いに配置されている。このように光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび４８Ａ，４８Ｂを配置することによって、照明むらの発生を防止することができる。
【００４６】
蛍光体５４Ａ，５４Ｂは、レーザ光源ＬＤ２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。通常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。
【００４７】
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ＬＤ２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。
【００４８】
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，Ｇ，Ｂ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。
【００４９】
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、４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、蛍光体有りと無しの２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。
【００５０】
また、通常光観察用の励起光である中心波長４４５ｎｍのレーザ光と、血管観察用の狭帯域光である中心波長４０５ｎｍのレーザ光とを同時に照射する場合に両者を合波し、合波したレーザ光を蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射することもできる。
【００５１】
図５は、中心波長４０５ｎｍおよび４４５ｎｍのレーザ光で蛍光体を励起した場合に蛍光体から発せられる励起発光光の発光スペクトルを示すグラフである。このグラフの縦軸は光強度（a.u.：任意単位）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフに示すように、中心波長４０５ｎｍのレーザ光を蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射した場合に蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる励起発光光の光強度は、中心波長４４５ｎｍのレーザ光の場合の数分の一である。つまり、中心波長４４５ｎｍのレーザ光と一緒に中心波長４０５ｎｍのレーザ光を蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射したとしても、中心波長４０５ｎｍのレーザ光によって蛍光体５４Ａ，５４Ｂから励起発光光はほとんど発せられない。
【００５２】
このため、血管観察用の狭帯域光を、蛍光体無しの光ファイバで導光する必要はなく、蛍光体有りの光ファイバのみで通常光観察用の励起光と血管観察用の狭帯域光とを合波して導光することができる。
【００５３】
続いて、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が取り付けられている。
【００５４】
撮像素子５８は、対物レンズユニット５６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５８の受光面には、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、Ｇ色、Ｂ色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。
【００５５】
光源装置１２から光ファイバ４６Ａ，４６Ｂおよび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の受光面上に結像され、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撮像信号（アナログ信号）が出力される。
【００５６】
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。
【００５７】
ここで、通常光観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ２から発せられる通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光が、照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検体の被観察領域に照射される。そして、白色光が照射された被検体の被観察領域からの反射光が対物レンズユニット５６により集光され、撮像素子５８によって通常光画像が撮像される。
【００５８】
狭帯域光観察モードの場合、通常光観察用の励起光に加えて、さらにレーザ光源ＬＤ１から発せられる狭帯域光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、上記の白色光と狭帯域光とが所定の発光比率で照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検体の被観察領域に向けて同時に照射される。そして、白色光および狭帯域光が照射された被検体の被観察領域からの反射光が対物レンズユニット５６により集光され、撮像素子５８によって血管観察用の狭帯域光画像が撮像される。
【００５９】
酸素飽和度観察モードの場合、レーザ光源ＬＤ３から発せられる狭帯域光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、照明窓４２Ａ，４２Ｂから被検体の被観察領域に向けて照射される。そして、狭帯域光が照射された被検体の被観察領域からの反射光が対物レンズユニット５６により集光され、撮像素子５８によって酸素飽和度観察用の狭帯域光画像が撮像される。
【００６０】
なお、図示はしていないが、操作部３０及び内視鏡挿入部２８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。
【００６１】
続いて、プロセッサ装置１６は、制御部６８と、画像処理部７０と、記憶部７２とを備えている。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、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ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、内視鏡装置１４から入力される画像信号（画像データ）を画像処理し、表示用画像を生成して表示装置１８に出力する。
【００６２】
制御部６８は、内視鏡装置１４の切り替えスイッチ６６や入力装置２０からの指示、例えば、観察モード、画像表示モード等の指示に基づいて、画像処理部７０および光源装置１２の光源制御部２２の動作を制御する。画像表示モードは、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像のいずれかを表示する、２以上の画像（通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像）を組み合わせて、例えば、重ね合わせた合成画像を表示する、並べた合成画像を表示する等の画像の表示形態を指定する指示である。
【００６３】
画像処理部７０は、制御部６８の制御の基で、観察モードおよび画像表示モードに基づき、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像、合成画像の画像種別に応じて、内視鏡装置１４のＡ／Ｄ変換器６４から入力される画像信号に対して所定の画像処理を施す。画像処理部７０で処理された画像信号は、制御部６８に送られて、制御部６８で各種情報と共に内視鏡観察画像にされて表示装置１８に表示され、必要に応じて、メモリやストレージ装置からなる記憶部７２に記憶される。
【００６４】
画像処理部７０は、通常光画像処理部７０Ａと、狭帯域光画像処理部７０Ｂと、酸素飽和度画像処理部７０Ｃと、画像合成部８４とを備えている。
【００６５】
通常光画像処理部７０Ａ、狭帯域光画像処理部７０Ｂ、酸素飽和度画像処理部７０Ｃは、それぞれ、通常光観察モード、狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モードの場合に、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号に対して、それぞれの内視鏡画像に適した所定の画像処理を施し、画像処理後の通常光画像信号、血管観察用の狭帯域光画像信号、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号を出力（生成）する。
【００６６】
図６の概念図に示すように、通常光画像処理部７０Ａは、通常光観察モードの場合に、通常光画像のＲ，Ｇ，Ｂの各チャンネル（画素）の画像データ（画像信号）を用いて通常光画像をカラー表示するための通常光画像信号を出力する。
【００６７】
狭帯域光画像処理部７０Ｂは、狭帯域光観察モードの場合に、血管観察用の狭帯域光画像のＢチャンネル（Ｂｃｈ）の画像データをＢチャンネルおよびＧチャンネル（Ｇｃｈ）に割り当て、Ｇチャンネルの画像データをＲチャンネル（Ｒｃｈ）に割り当てることによって、血管観察用の狭帯域光画像を疑似カラー表示するための血管観察用の狭帯域光画像信号を出力する。
【００６８】
酸素飽和度画像処理部７０Ｃは、酸素飽和度観察モードの場合に、血管観察用の狭帯域光画像のＧチャンネルおよびＲチャンネル、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像のＢチャンネルの画像信号に基づいて、信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇと、後述する信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇと血液量および酸素飽和度との相関関係のＬＵＴとから被検体の血中ヘモグロビンの酸素飽和度を算出し、酸素飽和度の分布を表示（例えば、疑似カラー表示）するための酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号を出力する。
【００６９】
酸素飽和度画像処理部７０Ｃは、図２に示すように、信号比算出部７６と、相関関係記憶部７８と、血液量−酸素飽和度算出部８０と、酸素飽和度画像生成部８２とを備えている。
【００７０】
信号比算出部７６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、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号から血管領域を特定する。そして、信号比算出部７６は、血管領域内の同じ位置の画素について、血管観察用の狭帯域光画像のＧチャンネルおよびＲチャンネルの画像信号Ｇ，Ｒ、および、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像のＢチャンネルの画像信号Ｂから、信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇを求める。
【００７１】
ここで、Ｂは、中心波長４７３ｎｍの単色照明の画像信号、Ｇは、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる励起発光光のＧ色の約５４０〜５８０ｎｍの波長範囲の分光照明の画像信号、Ｒは、同Ｒ色の約５９０〜７００ｎｍの波長範囲の分光照明の画像信号である。また、ＢおよびＲは、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて還元ヘモグロビンと酸化ヘモグロビンの吸光係数（吸光度）の大小関係が逆転する波長範囲の２つの狭帯域光の反射光に対応する画像信号であり、Ｇは、吸光係数が同じになる波長範囲の１つの狭帯域光の反射光に対応する画像信号である。
【００７２】
相関関係記憶部７８は、例えば、図８に示すような、信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇと、血液量および酸素飽和度との相関関係を、例えば、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）の形式で記憶している。この相関関係は、血管が図７に示すヘモグロビンの吸光係数を有する場合の相関関係であり、これまでの生体の光学測定等で蓄積された多数の画像信号を分析することにより得られたものである。
【００７３】
図７は、ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。このグラフの縦軸はヘモグロビンの吸光係数μａ（ｃｍ−１）、横軸は波長（ｎｍ）である。このグラフに示すように、血中ヘモグロビンは、照射する光の波長によって吸光係数μａが変化する吸光特性を持っている。吸光係数μａは、ヘモグロビンの光の吸収の大きさである吸光度を表す。また、酸素と結合していない還元ヘモグロビン７０と、酸素と結合した酸化ヘモグロビン７１は、異なる吸光特性を持っており、同じ吸光度（吸光係数μａ）を示す等吸収点（図７における各ヘモグロビン７０，７１の交点）を除いて、吸光度に差が生じる。一般的に、図７の分布は撮像対象の部位によって非線形に変化するため、実際の生体組織の計測や光伝播シミュレーション等により予め求めておく必要がある。
【００７４】
図８は、信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇと、血液量および酸素飽和度との相関関係を表すグラフである。このグラフの横軸はｌｏｇ（Ｒ／Ｇ）、縦軸はｌｏｇ（Ｂ／Ｇ）である。このグラフに示すように、信号比Ｒ／Ｇの値は、血液量に依存して変化し、血液量が大きくなるほど大きくなる。また、信号比Ｂ／Ｇの値は、血液量および酸素飽和度の両方に依存して変化する。つまり、信号比Ｂ／Ｇの値は、血液量が大きくなるほど大きくなるとともに、酸素飽和度が低くなるほど大きくなる。
【００７５】
血液量−酸素飽和度算出部８０は、相関関係記憶部７８に記憶された相関関係に基づき、信号比算出部７６で算出された信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇに対応する血液量および酸素飽和度を算出する。
【００７６】
酸素飽和度画像生成部８２は、酸素飽和度の大小に応じてカラー情報が割り当てられたカラーテーブルを備えている。カラーテーブルは、入力装置２０から入力される指示によって切り替えが可能であり、例えば、食道、胃、大腸等のように、観察する部位に合ったものが選択される。酸素飽和度画像生成部８２は、カラーテーブルを用い、血液量−酸素飽和度算出部８０で算出された酸素飽和度に対応するカラー情報を特定することにより、血中ヘモグロビンの酸素飽和度が反映（疑似カラー表示）された酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号を生成する。
【００７７】
画像合成部８４は、観察モードおよび画像表示モードに従って、記憶部７２に記憶された通常光画像信号、血管観察用の狭帯域光画像信号および酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号に基づき、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像および酸素飽和度画像から２以上の画像を組み合わせて合成画像を生成し、合成画像信号を出力する。画像合成部８４は、合成画像として、２以上の画像（通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像）を重ね合わせたり、並べて配置した合成画像を生成する。
【００７８】
通常光画像信号、血管観察用の狭帯域光画像信号、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号、合成画像信号は、例えば、１枚（１フレーム）の画像を単位として記憶部７２に記憶される。
【００７９】
画像処理部７０からは、通常光画像信号、血管観察用の狭帯域光画像信号、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号、合成画像信号が出力され、制御部６８に入力される。制御部６８により、観察モードおよび画像表示モードに従って、通常光画像信号、血管観察用の狭帯域光画像信号、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号、合成画像信号に基づき、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像、合成画像のいずれかが表示装置１８に表示される。
【００８０】
次に、図９に示すフローチャートを参照して、内視鏡診断装置１０の作用を説明する。
【００８１】
まず、制御部６８により、観察モードが、通常光観察モードかどうかの判定が行われる（ステップＳ１）。
【００８２】
ステップＳ１において、観察モードが通常光観察モードであると判定された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ３が消灯、レーザ光源ＬＤ２が点灯され、光源装置１２から２系統の通常光観察用の励起光（中心波長４４５ｎｍのレーザ光）が発せられる（ステップＳ２）。
【００８３】
通常光観察モードの場合、内視鏡装置１４では、通常光観察用の励起光が光ファイバ４８Ａ，４８Ｂによって導光されて蛍光体５４Ａ，５４Ｂに照射され、蛍光体５４Ａ，５４Ｂから発せられる白色光が被検体に照射される。そして、白色光が照射された被検体からの反射光が撮像素子５８によって撮像され、Ａ／Ｄ変換器６４から通常光画像の画像信号が出力される。
【００８４】
プロセッサ装置１６では、観察モードに従って、通常光画像の画像信号が画像処理部７０の通常光画像処理部７０Ａに入力され、通常光画像に適した所定の画像処理（通常光画像処理）が通常光画像の画像信号に対して施され、通常光画像信号が出力される。続いて、制御部６８の制御により、通常光画像信号に基づいて、通常光画像が表示装置１８上に表示され、必要に応じて、通常光画像信号が記憶部７２に記憶される。
【００８５】
その後、観察モードが切り替えられると（信号切替）、ステップＳ１へ戻る（ステップＳ３）。
【００８６】
一方、ステップＳ１において、観察モードが通常光観察モードではない、つまり、特殊光観察モードであると判定された場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御部６８の制御により、図１０の概念図に示すように、１フレーム時間毎に、狭帯域光観察モードと酸素飽和度観察モードとがこの順序で交互に切り替えられ、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とが時分割で交互に撮像される。
【００８７】
まず、１フレーム目の狭帯域光観察モードの場合には、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２が点灯、レーザ光源ＬＤ３が消灯され、光源装置１２から２系統の通常光観察用の励起光（中心波長４４５ｎｍのレーザ光）および２系統の血管観察用の狭帯域光（中心波長４０５ｎｍのレーザ光）が発せられる（ステップＳ４）。
【００８８】
狭帯域光観察モードの場合、内視鏡装置１４では、通常光観察用の励起光に加えて、血管観察用の狭帯域光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、白色光と血管観察用の狭帯域光とが所定の発光比率で被検体に照射される。そして、白色光および血管観察用の狭帯域光が照射された被検体からの反射光が撮像素子５８によって撮像され、Ａ／Ｄ変換器６４から血管観察用の狭帯域光画像の画像信号が出力される。
【００８９】
白色光と血管観察用の狭帯域光との光量比（発光比率）は、表層血管の抽出能が両者の光量比で決まるため、各々単独でのＢチャンネル（画素）の画像データの比で、１：４〜５が望ましいが、この限りではない。また、表層血管だけを表示したい場合は、表層血管の拡大率に応じて画像上の表層血管の太さを算出し、その太さの血管のみを抽出する周波数分離の処理を行うこともできる。
【００９０】
プロセッサ装置１６では、同様に、観察モードに従って、血管観察用の狭帯域光画像の画像信号が狭帯域光画像処理部７０Ｂに入力され、血管観察用の狭帯域光画像に適した所定の画像処理（狭帯域光画像処理）が血管観察用の狭帯域光画像の画像信号に対して施され、血管観察用の狭帯域光画像信号が出力される。血管観察用の狭帯域光画像信号は、制御部６８の制御により記憶部７２に記憶される。
【００９１】
狭帯域光観察モードでは、中心波長４０５ｎｍのレーザ光と白色光とを所定の発光比率で被検体に照射することにより、被検体の表層から中層にかけての血管を観察することができる。
【００９２】
続いて、２フレーム目の酸素飽和度観察モードの場合には、レーザ光源ＬＤ１，ＬＤ２が消灯、レーザ光源ＬＤ３が点灯され、光源装置１２から２系統の酸素飽和度観察用の狭帯域光（中心波長４７３ｎｍのレーザ光）が発せられる（ステップＳ５）。
【００９３】
酸素飽和度観察モードの場合、内視鏡装置１４では、酸素飽和度観察用の狭帯域光が光ファイバ４６Ａ，４６Ｂによって導光され、被検体に照射される。そして、酸素飽和度観察用の狭帯域光が照射された被検体からの反射光が撮像素子５８によって撮像され、Ａ／Ｄ変換器６４から酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号が出力される。
【００９４】
プロセッサ装置１６では、同様に、観察モードに従って、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号が酸素飽和度画像処理部７０Ｃに入力され、以下に述べる、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像に適した所定の画像処理（酸素飽和度画像処理）が酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号に対して施される。
【００９５】
すなわち、酸素飽和度画像処理として、まず、信号比算出部７６により、記憶部７２に記憶されている１フレーム目の血管観察用の狭帯域光画像信号および２フレーム目の酸素飽和度観察用の狭帯域光画像の画像信号から血管領域が特定され、血管領域内の同じ位置の画素について、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像のＢ画素の画像信号Ｂと血管観察用の狭帯域光画像のＧ画素およびＲ画素の画像信号Ｇ，Ｒとから信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇが算出される。
【００９６】
続いて、血液量−酸素飽和度算出部８０により、相関関係記憶部７２に記憶されている相関関係のＬＵＴに基づいて、信号比Ｂ／ＧおよびＲ／Ｇに対応する、血液量および酸素飽和度の情報が算出される。
【００９７】
ここで、酸素飽和度の算出には、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する２つの波長範囲の反射光に対応する画像信号と、吸光係数が変化しない１つの波長範囲の反射光に対応する画像信号が必要である。
【００９８】
本実施形態の酸素飽和度観察モードでは、中心波長４７３ｎｍのレーザ光を照射することにより、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化する１つの波長範囲の反射光に対応する画像信号を得ている。
【００９９】
従って、血中ヘモグロビンの酸素飽和度に応じて吸光係数が変化するもう１つの波長範囲の反射光に対応する画像信号と、吸光係数が変化しない１つの波長範囲の反射光に対応する画像信号を得るために、本来であれば、さらに１フレーム時間ないし２フレーム時間が必要である。つまり、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を取得するためには、本来、２フレーム時間ないし３フレーム時間が必要である。
【０１００】
これに対し、上記のように、狭帯域光観察モードと酸素飽和度観察モードとをこの順序で交互に行うことにより、狭帯域光観察モードで撮像された血管観察用の狭帯域光画像の画像信号を酸素飽和度の算出に利用することができる。そのため、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像するだけで酸素飽和度の算出に必要な内視鏡画像を取得することができる。これにより、複数の内視鏡画像の同時観察を行う場合に、動画適正を向上させることができる。
【０１０１】
続いて、酸素飽和度画像生成部８２により、選択されたカラーテーブルに基づき、血管領域内の全ての画素について、酸素飽和度に対応するカラー情報が特定されることにより、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号が出力される。酸素飽和度画像は、図６に示すように、酸素飽和度をＢ／Ｇ、血液濃度をＲ／Ｇとして、ＬＵＴによる酸素飽和度０〜１００％に対応した濃度表示をしたものである。
【０１０２】
そして、制御部６８により、酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号が記憶部７２に記憶される。
【０１０３】
また、画像合成部８４により、記憶部７２に記憶されている血管観察用の狭帯域光画像信号および酸素飽和度観察用の狭帯域光画像信号から、観察モードおよび画像表示モードに従って、血管観察用の狭帯域光画像および酸素飽和度画像を組み合わせて、例えば、両者を重ね合わせたり、並べて配置した合成画像信号が生成される。
【０１０４】
そして、制御部６８により、観察モードおよび画像表示モードに応じて、合成画像信号に対応する合成画像が表示装置１８上に表示され、必要に応じて記憶部７２に記憶される。
【０１０５】
その後、観察モードが切り替えられると、ステップＳ１へ戻る（ステップＳ７）。
【０１０６】
内視鏡診断装置１０では、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを時分割で同時に撮像しているため、同一の被観察領域の内視鏡画像として、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを重ね合わせたり、並べて同時に表示することができる。このとき、血管観察用の狭帯域光画像には表層血管の画像が抽出されているが、酸素飽和度画像は、中心波長４７３ｎｍのレーザ光を使用しているため、酸素飽和度画像には表層から中層にかけての情報が含まれている。このため、両者を重ね合わせて表示することにより、表層血管の分布が、酸素飽和度画像上でも見分けられるようになる。
【０１０７】
画像の重ね合わせ処理について、例えば、腫瘍病変に見られる新生血管は表層にあるため、血管観察用の狭帯域光画像では新生血管を含めた表層血管を抽出することができ、酸素飽和度画像と重ね合わせることにより、新生血管の酸素飽和度を見分け易くなる。
【０１０８】
なお、狭帯域光観察モードの場合に、血管観察用の狭帯域光画像に与える影響を無視できるまで、レーザ光源ＬＤ１から発せられる中心波長４０５ｎｍのレーザ光の発光量を低減することにより、実質的に通常光画像を撮像することができる。この場合、光源制御部２２は、白色光および中心波長４０５ｎｍのレーザ光を、血管観察用の狭帯域光画像を撮像するための第１発光比率で被検体に照射する第１照射モードと、中心波長４０５ｎｍのレーザ光の発光量を低減した通常光画像を撮像するための第２発光比率で被検体に照射する第２照射モードとを交互に切り替えるように制御する。
【０１０９】
そして、図１１の概念図に示すように、２フレーム時間を１組として、１組目（第１照射モードの時）は、１フレーム時間毎に、狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モードの順序で交互に切り替え、２組目（第２照射モードの時）は、１フレーム時間毎に、通常光観察モード、酸素飽和度観察モードの順序で交互に切り替える。これにより、狭帯域光観察モードの場合に、第１照射モードの時に血管観察用の狭帯域光画像、第２照射モードの時に通常光画像を撮像することができ、特殊光観察モードであっても、通常光画像、血管観察用の狭帯域光画像、酸素飽和度画像を時分割で同時に取得することができる。
【０１１０】
また、図１２の概念図に示すように、３フレーム時間を１組として、１フレーム毎に、通常光観察モード、狭帯域光観察モード、酸素飽和度観察モードの順序で順次切り替えることによっても同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
また、狭帯域光観察モードの場合に、上記のようにして通常光画像を撮像する場合、例えば、通常光画像と血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を表示してもよいし、通常光画像と、血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像とを並べて表示してもよい。また、通常光画像と血管観察用の狭帯域光画像と酸素飽和度画像とを並べて表示してもよい。
【０１１２】
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。
【符号の説明】
【０１１３】
１０ 内視鏡診断装置
１２ 光源装置
１４ 内視鏡装置
１６ プロセッサ装置
１８ 表示装置
２０ 入力装置
２２ 光源制御部
２４ コンバイナ
２６ カプラ
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
４６Ａ，４６Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ 光ファイバ
５０Ａ，５０Ｂ，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 切り替えスイッチ
６８ 制御部
７０ 画像処理部
７０Ａ 通常光画像処理部
７０Ｂ 狭帯域光画像処理部
７０Ｃ 酸素飽和度画像処理部
７２ 記憶部
７６ 信号比算出部
７８ 相関関係記憶部
８０ 血液量−酸素飽和度算出部
８２ 酸素飽和度画像生成部
８４ 画像合成部
ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３ レーザ光源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光を発する白色光光源と、
所定の波長範囲の第１狭帯域光を発する第１狭帯域光光源と、
前記第１狭帯域光とは異なる波長範囲の第２狭帯域光を発する第２狭帯域光光源と、
前記白色光光源、前記第１および第２狭帯域光光源をそれぞれ個別にオンオフ制御および光量制御する光源制御部と、
通常光観察モードの場合に、被検体に照射される前記白色光の該被検体からの反射光を受光して通常光画像を撮像し、狭帯域光観察モードの場合に、前記被検体に第１発光比率で照射される前記白色光および前記第１狭帯域光の該被検体からの反射光を受光して血管観察用の狭帯域光画像を撮像し、酸素飽和度観察モードの場合に、前記被検体に照射される前記第２狭帯域光の該被検体からの反射光を受光して酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像する撮像素子と、
前記狭帯域光観察モードと前記酸素飽和度観察モードとをこの順序で交互に切り替えて、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを時分割で交互に撮像するように制御する制御部と、
前記血管観察用の狭帯域光画像および前記酸素飽和度観察用の狭帯域光画像に基づいて、前記被検体の血中ヘモグロビンの酸素飽和度を算出し、該酸素飽和度の分布を表示する酸素飽和度画像を生成する画像処理部と、
前記血管観察用の狭帯域光画像および前記酸素飽和度画像を同時に表示する表示装置とを備えていることを特徴とする内視鏡診断装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを並べた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【請求項４】
前記光源制御部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記白色光および前記第１狭帯域光を前記第１発光比率で前記被検体に照射する第１照射モードと、前記第１狭帯域光が前記血管観察用の狭帯域光画像に与える影響を無視できるまで該第１狭帯域光の発光量を低減した第２発光比率で前記被検体に照射する第２照射モードとを交互に切り替えるように制御し、
前記撮像素子は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記第１照射モードの時に前記血管観察用の狭帯域光画像、前記第２照射モードの時に前記通常光画像を交互に撮像するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記通常光画像と前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものである請求項４に記載の内視鏡診断装置。
【請求項６】
前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記通常光画像と前記合成画像とを並べて表示するものである請求項４に記載の内視鏡診断装置。
【請求項７】
前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記通常光画像と前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを並べた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものである請求項４に記載の内視鏡診断装置。
【請求項８】
前記第１狭帯域光は、４０５ｎｍ±１０ｎｍの波長範囲の光であり、前記第２狭帯域光は、４７３ｎｍ±１０ｎｍの波長範囲の光である請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項９】
前記白色光光源は、所定の波長範囲の第３狭帯域光を発する第３狭帯域光光源と、該第３狭帯域光が照射されることによって励起発光光を発し、該第３狭帯域光と該励起発光光とで疑似白色光を生成する蛍光体とを有する請求項１〜８のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項１０】
前記第３狭帯域光は、４４５±１０ｎｍの波長範囲の光である請求項９に記載の内視鏡診断装置。
【請求項１】
白色光を発する白色光光源と、
所定の波長範囲の第１狭帯域光を発する第１狭帯域光光源と、
前記第１狭帯域光とは異なる波長範囲の第２狭帯域光を発する第２狭帯域光光源と、
前記白色光光源、前記第１および第２狭帯域光光源をそれぞれ個別にオンオフ制御および光量制御する光源制御部と、
通常光観察モードの場合に、被検体に照射される前記白色光の該被検体からの反射光を受光して通常光画像を撮像し、狭帯域光観察モードの場合に、前記被検体に第１発光比率で照射される前記白色光および前記第１狭帯域光の該被検体からの反射光を受光して血管観察用の狭帯域光画像を撮像し、酸素飽和度観察モードの場合に、前記被検体に照射される前記第２狭帯域光の該被検体からの反射光を受光して酸素飽和度観察用の狭帯域光画像を撮像する撮像素子と、
前記狭帯域光観察モードと前記酸素飽和度観察モードとをこの順序で交互に切り替えて、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度観察用の狭帯域光画像とを時分割で交互に撮像するように制御する制御部と、
前記血管観察用の狭帯域光画像および前記酸素飽和度観察用の狭帯域光画像に基づいて、前記被検体の血中ヘモグロビンの酸素飽和度を算出し、該酸素飽和度の分布を表示する酸素飽和度画像を生成する画像処理部と、
前記血管観察用の狭帯域光画像および前記酸素飽和度画像を同時に表示する表示装置とを備えていることを特徴とする内視鏡診断装置。
【請求項２】
前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【請求項３】
前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを並べた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【請求項４】
前記光源制御部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記白色光および前記第１狭帯域光を前記第１発光比率で前記被検体に照射する第１照射モードと、前記第１狭帯域光が前記血管観察用の狭帯域光画像に与える影響を無視できるまで該第１狭帯域光の発光量を低減した第２発光比率で前記被検体に照射する第２照射モードとを交互に切り替えるように制御し、
前記撮像素子は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記第１照射モードの時に前記血管観察用の狭帯域光画像、前記第２照射モードの時に前記通常光画像を交互に撮像するものである請求項１に記載の内視鏡診断装置。
【請求項５】
前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記通常光画像と前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものである請求項４に記載の内視鏡診断装置。
【請求項６】
前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを重ね合わせた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記通常光画像と前記合成画像とを並べて表示するものである請求項４に記載の内視鏡診断装置。
【請求項７】
前記画像処理部は、前記狭帯域光観察モードの場合に、前記通常光画像と前記血管観察用の狭帯域光画像と前記酸素飽和度画像とを並べた合成画像を生成し、
前記表示装置は、前記合成画像を表示するものである請求項４に記載の内視鏡診断装置。
【請求項８】
前記第１狭帯域光は、４０５ｎｍ±１０ｎｍの波長範囲の光であり、前記第２狭帯域光は、４７３ｎｍ±１０ｎｍの波長範囲の光である請求項１〜７のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項９】
前記白色光光源は、所定の波長範囲の第３狭帯域光を発する第３狭帯域光光源と、該第３狭帯域光が照射されることによって励起発光光を発し、該第３狭帯域光と該励起発光光とで疑似白色光を生成する蛍光体とを有する請求項１〜８のいずれかに記載の内視鏡診断装置。
【請求項１０】
前記第３狭帯域光は、４４５±１０ｎｍの波長範囲の光である請求項９に記載の内視鏡診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１３５４３１（Ｐ２０１２−１３５４３１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９６２６（Ｐ２０１０−２８９６２６）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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