電子內窺鏡系統、光源裝置、及電子內窺鏡系統的控制方法

專利名稱：電子內窺鏡系統、光源裝置、及電子內窺鏡系統的控制方法
技術領域：
本發明涉及通過電子內窺鏡的使用來取得血管相關信息的電子內窺鏡系統、及其使用的光源裝置、及其控制方法。
背景技術：
在醫療領域，使用電子內窺鏡的診斷正在普及。電子內窺鏡具備插入被檢體內的細長的插入部，且在該插入部的前端設有向被檢體內的觀察部位照射照明光的照明窗和由觀察部位反射的像光所入射的觀察窗，并在觀察窗的進深內置有用于對像光進行攝像而得到觀察圖像的CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器等攝像元件。電子內窺鏡與光源裝置連接，且從光源裝置被供給照明光，并通過導光管向照明窗導光。在近年來的內窺鏡診斷中，不僅進行基于白色光觀察生體組織的表面的整體的性 狀的通常觀察，而且還進行使用了被限制為特定的波長的特殊光的特殊光觀察。特殊光觀察有各種觀察，例如在日本特許3559755號公報中公開有如下技術,利用距粘膜表面的光的深達度存在波長依存性，使用波長域不同的、B(青)色、G(綠)色、R(紅)色三種窄帶域光來強調顯示表層、中層、深層各層的血管。另外，日本特許2648494號公報中公開有如下技術,使用因氧飽和度而血管的吸光度變化的近紅外區域的窄帶域光來測定血中的氧飽和度。另外，本申請人提出的特開2011-092690號公報中公開有如下技術，使用藍色區域的窄帶域光來同時取得氧飽和度的信息和表示距粘膜表面的深度的血管深度的信息。上述三個現有文獻中記載的有關血管的觀察技術，在內窺鏡診斷時是有用的。特別是在特開2011-092690號公報中被公開的、同時取得氧飽和度信息和血管深度信息的技術，是可進行排除了血管的深度影響的精度高的氧飽和度的測定的技術，在腫瘤的良性惡性鑒別等正確地觀察病變部的性狀方面極其有用是清楚可見的。另外，特開2011-092690號公報中，通過使用藍色區域的窄帶域光，能夠對表層血管進行良好的觀察。在腫瘤的良性惡性鑒別時，也多有相比中深層而言表層血管的性狀的把握至為重要的情況，特開2011-092690號公報中記載的技術作為能夠詳細地把握表層血管的性狀的有用的技術被期待。在為了用戶能夠更好地利用這樣的電子內窺鏡系統上，尋求開發成本及制造成本的降低，因此，要求盡可能有效地利用氙氣燈、鹵素燈、金屬鹵化物水銀燈等搭載于已有的光源裝置的白色光源的對策。如特開2011-092690號公報所記載，為了同時取得氧飽和度信息和血管深度信息，需要對觀察部位照射波長域不同的三個光，且需要表示這些反射光的輝度的三個信號。特開2011-092690號公報中，作為取得三個信號的一個方式，記載有設有分別發出三個光的專用三個半導體光源的構成、或利用白色光源將三個光均通過過濾器對白色光進行色分離而生成的構成。設置專用的三個半導體光源的構成從有效利用已有的光源裝置的構成的觀點出發，留有改良的余地。
另外，將三個光全部通過過濾器進行色分離而生成的方式中，光量不足之虞存在。這是由于為了高精度地測定氧飽和度而需要波長域窄的窄帶域光，如果將白色光色分離而生成窄帶域光，則波長域窄，因此，有時不能得到充分的光量的緣故。光量不足也成為測定精度降低的原因。作為該對策，考慮使用通過色分離從白色光生成窄帶域光以得到所需的光量的程度使發光量增大的白色光源，但這樣的大光量的白色光源由于在通常觀察中過大，所以不僅浪費多而且特殊，因此，從利用已有的光源裝置構成的觀點來看殘存問題。上述三個現有文獻的任一個中，對于有效利用已有的光源裝置降低成本的課題沒有明確說明也沒有給出任何暗示。

發明內容
本發明的目的在于，在可觀察血管深度信息和氧飽和度信息兩者的電子內窺鏡系統中，設為主要確保與表層血管有關的良好的測定精度，同時容易利用已有的光源裝置的構成的形式。為實現上述目的，本發明的電子內窺鏡系統具備具有插入被檢體內的插入部且 具有對被檢體內的觀察部位進行攝像的攝像元件的電子內窺鏡、向電子內窺鏡供給攝像用的光的光源裝置、對攝像元件輸出的攝像信號進行處理的處理機裝置。光源裝置具有白色光源、和第一及第二半導體光源。白色光源發出用于得到觀察部位的通常觀察圖像的照明光所利用的白色光。第一及第二半導體光源發出為了取得包含表示觀察部位所存在的血管的血中血色素的氧飽和度的氧飽和度信息和表示距觀察部位的表面的血管的深度的血管深度信息之血管信息而向觀察部位進行照射的光，是均在藍色區域的一部分窄的波長域內且分別具有不同的波長域的第一及第二藍色窄帶域光。光源裝置將第一及第二藍色窄帶域光向電子內窺鏡供給，且作為用于得到接收第一及第二藍色窄帶域光的反射光而攝像元件輸出的第一及第二攝像信號的標準化所利用的參照信號的參照光，將白色光中包含的至少一部分的波長域的光向電子內窺鏡供給。處理機裝置基于第一及第二攝像信號和參照信號這三個信號求血管信息。優選光源裝置具有為了將白色光源發出的白色光向電子內窺鏡入射而將白色光聚光的聚光透鏡；在從白色光源朝向聚光透鏡的白色光的光路上配置、并使第一及第二半導體光源發出的第一及第二藍色窄帶域光合流到白色光的光路的光合流部。另外，優選光合流部具有透過白色光的透過部、和將第一及第二藍色窄帶域光朝向聚光透鏡加以反射的反射部。優選的是，光源裝置具有被插入白色光的光路且在將白色光遮光的插入位置和從光路退避的退避位置之間可移動的遮擋板，在取得血管信息時，在使遮擋板移動到插入位置將白色光遮光的狀態下，將第一及第二藍色窄帶域光向電子內窺鏡供給，使遮擋板向退避位置移動，將參照光向電子內窺鏡供給。也可以是，攝像元件是輸出單色的攝像信號的單色攝像元件，光源裝置具有過濾器，該過濾器具有藍色、綠色、紅色三色的透過區域或者黃色、品紅、青色三色的透過區域，將三色的各透過區域選擇性地插入白色光的光路，將白色光色分離成三色光，光源裝置是在對通常觀察圖像進行攝像時將三色的光依次向電子內窺鏡供給的面順序式。優選的是，在過濾器上，不僅設有三色的透過區域，而且設有構成遮擋板的遮光部。
也可以是，攝像元件是具有藍色、綠色、紅色三色的像素或者黃色、品紅、青色三色的像素并且輸出與各色的像素相對應的三色的圖像信號的彩色攝像元件，光源裝置是在對通常觀察圖像進行攝像時將白色光色未進行色分離而向電子內窺鏡供給的同時式。優選的是，第一及第二藍色窄帶域光的兩個波長，是在還原血色素和氧化血色素各自的吸光光譜中各自的吸光度產生差的波長。優選的是，兩個波長中，還原血色素和氧化血色素各自的吸光度的大小關系反向。優選的是，第一藍色窄帶域光的波長為440±10nm，第二藍色窄帶域光的波長為470±10nm。優選的是，處理機裝置基于第一攝像信號和參照信號之比即第一輝度比、第二攝像信號和參照信號之比即第二輝度比求血管信息。優選的是，具備預先存儲第一及第二輝度比和血管的深度及氧飽和度的相關關系的存儲裝置，處理機裝置基于相關關系求血管信息。優選的是，相關關系表示對兩個坐標軸分別分配第一及第二輝度比的輝度坐標系、和對兩個坐標軸分別分配血管的深度及氧飽和度的血管信息坐標系之對應關系，處理機裝置在輝度坐標系中特定出與第一及第二輝度比相對應的第一坐標，處理機裝置在血管信息坐標系中，通過將第一坐標分別向氧飽和度的坐標軸和血管的深度的坐標軸投影，特定出第二坐標，求氧飽和度信息和血管深度信息。優選的是，處理機裝置具有生成表示氧飽和度信息及血管深度信息中至少一個的圖像的圖像生成裝置；將所生成的圖像向顯示裝置輸出的顯示控制裝置。本發明的光源裝置用于電子內窺鏡系統，電子內窺鏡系統具備具有插入被檢體內的插入部且對被檢體內的觀察部位進行攝像的攝像元件，并且光源裝置向電子內窺鏡供給攝像用的光。光源裝置具有白色光源，其發出用于得到觀察部位的通常觀察圖像的照明光所利用的白色光；第一及第二半導體光源，其發出為了取得包含表示觀察部位所存在的血管的血中血色素的氧飽和度的氧飽和度信息和表示與血管有關的距觀察部位的表面的深度的血管深度信息之血管信息而向觀察部位所照射的光，所照射的光是均在藍色區域的一部分窄的波長域內且分別具有不同的波長域的第一及第二藍色窄帶域光。光源裝置將第一及第二藍色窄帶域光向電子內窺鏡供給，且作為用于得到接收第一及第二藍色窄帶域光的反射光而攝像元件輸出的第一及第二攝像信號的標準化所利用的參照信號的參照光，將白色光中包含的至少一部分的波長域的光向電子內窺鏡供給。本發明的電子內窺鏡系統的控制方法是具備電子內窺鏡和向電子內窺鏡供給攝像用的光的光源裝置之電子內窺鏡系統的控制方法，是用于取得包含表示觀察部位所存在的血管的血中血色素的氧飽和度的氧飽和度信息和表示與血管有關的距觀察部位的表面的深度的血管深度信息之血管信息的控制方法。電子內窺鏡具有插入被檢體內的插入部且具有對被檢體內的觀察部位進行攝像的攝像元件。電子內窺鏡系統的控制方法包含第一照射控制步驟、第一信號取得步驟、第二照射控制步驟、第二信號取得步驟、求血管信息的步驟各步驟。第一照射控制步驟中，按照光源裝置所具有的第一及第二半導體光源發出的第一及第二藍色窄帶域光、即均為在藍色區域的一部分的窄帶域內且分別具有不同的波長域的第一及第二藍色窄帶域光，向觀察部位照射的方式，控制光源裝置。第一信號取得步驟中，取得接收到第一及第二藍色窄帶域光的反射光的攝像元件輸出的第一及第二攝像信號。第二照射控制步驟中，按照將光源裝置所具有的白色光源發出的白色光中包含的至少一部分的波長域的光，作為用于得到在第一及第二攝像信號的標準化所利用的參照信號的參照光向觀察部位照射的方式，控制光源裝置。第二信號取得步驟中，取得接收到參照光的反射光的攝像元件所輸出的參照信號。求血管信息的步驟中，基于第一及第二攝像信號和參照信號這三個信號求血管信息。根據本發明，利用半導體光源發出的第一及第二藍色窄帶域光、和白色光源發出的白色光，取得由氧飽和度信息和血管深度信息組成的血管信息，因此，主要對于有關表層血管的血管信息能夠確保良好的測定精度，且能夠以容易利用已有的光源裝置的構成的方式提供電子內窺鏡系統。


圖I是本發明第一實施方式的電子內窺鏡系統的外觀圖；圖2是表不第一實施方式的電子內窺鏡系統的電氣構成的塊圖；圖3是旋轉濾器的說明圖； 圖4是光合流部的說明圖；圖5是遮擋板的說明圖；圖6是通常觀察模式下的光源裝置的動作的說明圖；圖7是血管信息取得模式的光源裝置的動作的說明圖；圖8是表示原色系濾色器的分光透射率、白色光BB及第一及第二窄帶域光N1、N2的光強度分布的圖表；圖9A是通常觀察模式時的CXD的攝像動作的說明圖；圖9B是血管信息取得模式時的CXD的攝像動作的說明圖；圖10是表示血色素的吸收系數的圖表；圖11是表示第一及第二輝度比S1/S3、S2/S3與血管深度及氧飽和度的相關關系的圖表；圖12A是根據第一及第二輝度比SI * /S3 *，S2 * /S3 *求輝度坐標系的坐標(X * , Y * )的方法的說明圖；圖12B是求與坐標(X * , Y * )相對應的血管信息坐標系的坐標(U * , V * )的方法的說明圖；圖13是血管深度圖像或氧飽和度圖像的任一方得以顯示的顯示方式的說明圖；圖14是同時顯示血管深度圖像或氧飽和度圖像兩方的顯示方式的說明圖；圖15是將有關血管的血管深度信息及氧飽和度信息作為文字信息同時顯示的顯示方式的說明圖；圖16是表示電子內窺鏡系統的動作順序的流程圖；圖17是第二實施方式的具有遮擋功能的旋轉濾器的說明圖；圖18是具有有別于圖17的遮擋功能的旋轉濾器的說明圖；圖19是第三實施方式的彩色CXD的說明圖；圖20是第三實施方式的光源裝置的說明圖；圖21是說明第三實施方式的CXD的攝像動作的說明圖；圖22是表示補色系的濾色器的分光透射率、和白色光BB、及第一及第二窄帶域光N1、N2的光強度分布的圖表。
具體實施例方式[第一實施方式]如圖I所示，本發明第一實施方式的電子內窺鏡系統10具備對被檢體內的觀察部位進行攝像的電子內窺鏡11、基于由攝像得到的信號來生成觀察部位的觀察圖像的處理機裝置12、供給照射觀察部位的光的光源裝置13、顯示觀察圖像的監視器14。電子內窺鏡系統10具備基于白色光對觀察部位進行觀察的通常觀察模式、和利用特殊光取得包含與存在于觀察部位的血管有關的氧飽和度信息及血管深度信息的血管信息的血管信息取得模式這兩個動作模式。電子內窺鏡11具備插入被檢體內的撓性的插入部16、設于插入部16的基端部分的操作部17、將操作部17和處理機裝置12及光源裝置13之間連結的通用塞繩18。 插入部16由從前端按順序連設的前端部16a、彎曲部19、可撓管部構成。在前端部16a的前端面設有對觀察部位照射照明光的照明窗49 (參照圖2)、由觀察部位反射的像光入射的觀察窗50 (參照圖2)、使鉗子或射電刀之類的處置件突出的鉗子出口等。在觀察窗50的進深內置有攝像元件即(XD44(參照圖2)或成像用的光學系。彎曲部19由連結的多個彎曲塊構成，通過操作操作部的角旋鈕21，在上下左右方向進行彎曲動作。通過彎曲部19進行彎曲，前端部16a的方向朝向所希望的方向。可撓管部具有撓性，以能夠插入食道或腸等彎彎曲曲的管道。在插入部16插通有對驅動(XD44的驅動信號或CCD44所輸出的攝像信號進行通信的通信電纜、將從光源裝置13供給的照明光向照明窗49導光的導光管43 (參照圖2)。另外，在操作部17，除角旋鈕26外，還設有用于插入處置件的鉗子口 22、進行送氣·送水操作的送氣·送水按鈕、用于攝像靜止圖像的釋放按鈕等。就通用塞繩18而已，被插通從插入部16延設的通信電纜或導光管43，且在其一端，在處理機裝置12及光源裝置13側安裝有連接器24。連接器24是由通信用連接器和光源用連接器構成的復合型的連接器，在通信用連接器配設通信電纜的一端，在光源用連接器配設導光管43的一端。電子內窺鏡11經由該連接器24拆裝自如地連接于處理機裝置12及光源裝置13。如圖2所示，光源裝置13具備白色光源30、半導體光源單元31、驅動控制它們的光源控制部32。光源控制部32進行光源裝置13的各部的驅動開始、結束、驅動定時、同期定時等控制。白色光源30為氙氣燈、鹵素燈、金屬鹵化物水銀燈等，產生在從紅色區域到藍色區域(約400 700nm)的寬波長域發光光譜連續的寬帶域光(白色光)BB。白色光源30與搭載于已有的大多光源裝置的光源相同，可沿用已有的光源裝置的零件。白色光源30由放射白色光BB的燈30a、及將燈30a放射的白色光BB向射出方向反射的反射鏡30b構成。氙氣燈或鹵素燈等白色光源從開始點燈到光量穩定耗費時間，因此，白色光源30在光源裝置13的電源接入時就開始點燈、且在電子內窺鏡11的使用中持續點燈。另外，在白色光源30的光路上配置有光圈33，白色光源30的光量控制通過調節光圈33的開度來進行。
在白色光源30發光的白色光BB的光路行配置有旋轉濾器34。如圖3所示，旋轉濾器34形成圓板形狀，且在圓周方向被三等分而在中心角為120°的扇形的區域被分別設有透射B、G、R光的B過濾部34a、G過濾部34b、R過濾部34c三色的濾色器。旋轉濾器34按照將B過濾部34a、G過濾部34b、R過濾部34c選擇性地插入白色光BB的光路的方式旋轉自如地設置。電動機34d是用于使旋轉濾器34旋轉的驅動源。旋轉濾器34旋轉時，各色的過濾部34a、G過濾部34b、R過濾部34c被依次插入白色光BB的光路。光源裝置13為在白色光下觀察觀察部位的通常觀察模式下，將白色光源30的光由旋轉濾器34色分離并生成為B、G、R三色的光,且將所生成的三色光相對于電子內窺鏡11依次供給的所謂的面依次方式。電子內窺鏡11的CCD44(參照圖2)是在攝像面未設有微濾色器的單色的攝像元件，依次輸出與從光源裝置13依次供給的三色光相對應的三色的攝像信號。旋轉濾器34旋轉速度及各過濾部34a、34b、34c的大小根據規定輸出(XD44的I畫面量的攝像信號的間隔的巾貞頻率(frame rate)決定。 在白色光BB的光路中，在旋轉濾器34的下游側配置有光圈33、聚光透鏡36、棒狀積分器37。光圈33由對光遮光的遮光板和使遮光板位移的致動器(未圖不)構成，通過由遮光板將白色光BB的光路的一部分加以遮光，控制光量。光源控制部32從處理機裝置12接收CCD44輸出的攝像信號，根據攝像信號求CCD44的攝像面上的曝光量，決定光圈33的光圈量。光圈33根據所決定的光圈量調節光圈徑及向光路的插入量，并控制光量。聚光透鏡36使通過了光圈33的光聚光、且使之向棒狀積分器37入射。棒狀積分器37將入射的光由內部多重反射而使面內光量分布均一化、且向與光源裝置13連接的電子內窺鏡11的導光管43的入射端面入射光。半導體光源單元31是為取得血管信息而在血管信息取得模式下發出特殊光的特殊光光源，具有分別由激光二極管構成的第一及第二激光光源31a、31b、光纖31c、稱合器31d、準直透鏡31e。第一及第二激光光源31a、31b均發出藍色區域的一部分窄的波長域的藍色窄帶域光。第一激光光源31a發出波長域被限制在440 ±10nm、優選限制在445nm的窄帶域的光(以下稱作“第一窄帶域光NI”)，第二激光光源31b發出波長域被限制在470±10nm、優選限制在473nm的窄帶域的光(以下稱作“第二窄帶域光N2”)。作為第一及第二激光光源31a、32a所使用的激光二極管，可使用大面積型的InGaN系、InGaNAs系、GaNAs系的激光二極管。就半導體光源單元31而言，通過光源控制部32的控制進行第一激光光源31a和第二激光光源31b的點燈及熄滅，且選擇性地產生第一窄帶域光NI和第二窄帶域光N2。光纖31c將各激光光源31a、31b發出的窄帶域光導光、且向f禹合器31d入射。稱合器31d用于使從各光纖31c入射的第一及第二窄帶域光N1、N2的光軸一致,在稱合器31d射出的各窄帶域光N1、N2向準直透鏡31e入射。準直透鏡31e使第一及第二窄帶域光NI、N2成為平行光束，并且將光束的尺寸及形狀整形。在白色光BB的光路中，在旋轉濾器34和光圈33之間配置有將半導體光源單元31發生的第一窄帶域光N1、N2合流到白色光BB的光路的光合流部39。從半導體光源單元31射出之后的第一窄帶域光NI、N2的射出光軸NA與白色光BB的光軸BA正交，光合流部39使射出光軸NA折曲90°，使第一窄帶域光NI、N2的光路合流到白色光BB的光路。如圖4所示，光合流部39以相對于白色光BB具有透過性的平板部件為基礎、且在其單面的中央部設有反射第一及第二窄帶域光NI、N2的反射部件，并且平板部件中未設置反射部件的部分構成透過部39a、而設有反射部件的部分構成反射部39b。反射部39b由僅反射第一及第二窄帶域光N1、N2而其它白色光BB透過的分色鏡形成。光合流部39使反射部39b的中心和白色光BB的光軸BA —致，且朝向白色光BB的行進方向傾斜45°地配置。通過該傾斜，光合流部39按照斜向橫切白色光BB的光束的方式配置，因此，其平面形狀與斜向切斷光束時的切斷面的形狀一致，形成橢圓形狀。第一及第二窄帶域光NI、N2的光束通過準直透鏡31e被整形為反射部39b的尺寸及形狀。光合流部39相對于第一及第二窄帶域光NI、N2的射出光軸NA也傾斜45°地配置，因此，按照其傾斜，反射部39b的形狀也形成橢圓形狀。反射部39b不透過白色光BB中與第一及第二窄帶域光NI、N2對應的波長成分， 因此，透過旋轉濾器34的B過濾器34b部并透過光合流部39的B色光的光量分布不均一。但是，由于在棒狀積分器37的內部使光量分布均一化,因此，向電子內窺鏡11供給的B色光的光量不均降低。圖2中，在白色光源30和旋轉濾器34之間配置有遮擋板40。遮擋板40在將第一窄帶域光NI及第二窄帶域光N2向電子內窺鏡11供給時將白色光BB遮光。如圖5所示，遮擋板40由相對于白色光BB具有遮光性的部件構成，且其平面形狀形成為使圓形的一部分切缺的形狀。具體而言，遮擋板40具有擁有240°的中心角的遮光部40a，且剩余的120°的部分被切缺而形成透過白色光BB的透過部40b。遮擋板40被旋轉自如地設置，通過進行旋轉，將遮光部40a和透過部40b交互選擇性地插入白色光BB的光路。電動機40c (參照圖2)為遮擋板40的驅動源，且由光源控制部32控制。遮擋板40具有與旋轉濾器34大致相同的半徑，且旋轉軸一致。遮擋板40的透過部40b的中心角與旋轉濾器34的B、G、R的各過濾部34a、34b、34c的中心角大致一致。此夕卜，在本例中，將透過部40b以切口方式形成，但也可以由透過白色光BB的透明板構成透過部 40b ο如圖6所示，在通常觀察模式下，遮擋板40在使遮光部40a從白色光BB的光路退避、且使透過部40b插入到光路的狀態下停止。白色光源30被持續點燈，因此，在透過部40b進入白色光BB的光路時，白色光BB透過透過部40b。在通常觀察模式下，白色光BB總是透過透過部40b，并向旋轉濾器34入射。而且，按照插入到白色光BB的光路的B、G、R各過濾部34a、34b、34c的種類，依次生成B色、G色、R色三色的光。 如圖7所示，在血管信息取得模式下，遮擋板40按照使透過部40b和G過濾部34b的旋轉位相一致的方式以與旋轉濾器34相同的速度旋轉。由此，在透過部40b插入白色光BB的光路并使遮光部40a從光路退避的期間，白色光BB透過G過濾部34b，生成G色光。G色光通過聚光透鏡36及棒狀積分器37向電子內窺鏡11供給。另外，在遮光部40a被插入白色光BB的光路、而透過部40b從光路退避的期間，將白色光BB遮光。在將白色光BB遮光的期間，第一及第二激光光源31a、31b依次點燈，將第一及第二窄帶域光N1、N2向電子內窺鏡11供給。(XD44由于是單色的攝像元件，因此，通過設置遮擋板40，防止第一及第二窄帶域光NI、N2和白色光BB的混色。
這樣，在血管信息取得模式中，將第一及第二窄帶域光N1、N2、和從白色光BB進行了色分離的G色光三種光依次向電子內窺鏡11供給。電子內窺鏡11從CCD44輸出與三種光相對應的攝像信號。G色光在通常觀察模式的基礎上還在血管信息取得模式中被利用。具體而言，如后述，作為用于得到用于比較與第一及第二窄帶域光NI、N2相對應的兩個信號的參照信號的參照光加以利用。圖2中，電子內窺鏡11具備導光管43、CCD44、模擬處理電路45(AFE =Analog FrontEnd)、攝像控制部46。導光管43是大口徑光纖、束纖維等，在配置導光管43的入射端的連接器24 (參照圖I)與光源裝置13連接時，入射端與光源裝置13的棒狀積分器37的射出端對向。在設于電子內窺鏡11的前端部16a的照明窗49的進深，配置有調整照明光的配光角的照射透鏡48。從光源裝置13供給的光被導光管43導光到照射透鏡48、且從照明窗49朝向觀察部位進行照射。在前端部16a設有觀察窗50，在觀察窗50的進深配置有物鏡光學系51和(XD44。由觀察部位反射的像光通過觀察窗50向物鏡光學系51入射，且通過 物鏡光學系51在(XD44的攝像面44a成像。眾所周知，CCD44具有將光敏二極管等構成像素的多個光電變換元件以矩陣狀排列的攝像面44a，對由攝像面44a接收的光進行光電變換，在各像素中蓄積與各受光量對應的信號電荷。信號電荷在由垂直傳送路及水平傳送路傳送后，作為電壓信號被讀出。電壓信號作為攝像信號從C⑶44輸出。攝像信號被送入AFE45。如上述，(XD44是在攝像面44a未設置微濾色器的單色攝像元件。如圖8所示，在通常觀察模式下，白色光BB通過旋轉濾器34依次生成與其B、G、R各色的過濾部34a、34b、34c的分光透射率相對應的波長域及光量的三色光。(XD44輸出與所依次入射的B、G、R各色相對應的攝像信號B、G、R。而且，在血管信息取得模式中，通過第一窄帶域光NI、N2和由G過濾部34b進行了色分離的G色光依次向(XD44入射，(XD44依次輸出與各色相對應的攝像信號N1、N2、G。如圖9(A)所示，CCD44在I幀的取得區間內進行蓄積信號電荷的蓄積動作、和讀出所蓄積的信號電荷的讀出動作。在通常觀察模式中，依次攝像B、G、R三色的像光，且依次輸入攝像信號B、G、R0這樣的動作在設定為通常觀察模式的期間被重復。在血管信息取得模式下，如圖9(B)所示，依次攝像第一窄帶域光NI、第二窄帶域光N2、G色光三種光的像光，并依次輸出攝像信號N1、N2、G。這樣的動作在設定為血管信息取得模式的期間被重復。在圖2中，AFE45由相關二重采樣電路(OTS)、自動增益控制電路(AGC)、及模擬/數字轉換器(A/D)(均省略圖示)構成。CDS對來自CCD44的攝像信號實施相關二重采樣處理，除去信號電荷的因重置引起的噪聲。AGC將通過⑶S除去了噪聲的攝像信號放大。A/D將由AGC放大的攝像信號轉換成具有與規定的比特數相對應的灰度值的數字的攝像信號并向處理機裝置12輸入。攝像控制部46與處理機裝置12內的控制器59連接，且與從控制器59輸入的基礎頻率信號同步，并對(XD44輸入驅動信號。(XD44基于來自攝像控制部46的驅動信號以規定的幀頻率向AFE45輸出攝像信號。處理機裝置12具備數字信號處理部55 (DSP (Digital Signal Processor))、幀存儲器56、血管圖像生成部57、顯示控制電路58，控制器59對各部進行控制。DSP55對從電子內窺鏡11輸出的攝像信號實施伽馬修正等圖像修正，生成圖像數據。幀存儲器56存儲由DSP55生成的圖像數據。另外，DSP55在通常觀察模式下，基于與依次輸入的攝像信號B、G、R相對應的三色的圖像數據生成通常觀察圖像。通常觀察圖像根據幀頻率在每次更新攝像信號B、G、R時生成。顯示控制電路58將通常觀察圖像轉換成合成信號或組成信號等視頻信號并向監視器14輸出。在血管信息取得模式中，血管圖像生成部57基于與攝像信號N1、N2、G相對應的三個圖像數據，通過實施以下的圖像處理，生成使氧飽和度信息圖像化的氧飽和度圖像、及使血管深度信息圖像化的血管深度圖像。血管圖像生成部57具備輝度比算出部60、相關關系存儲部61、血管深度-氧飽和度算出部62、血管深度圖像生成部63、氧飽和度圖像生成部64。輝度比算出部60將存儲于幀存儲器56的與攝像信號NI、N2、G相對應的圖像數據NI、N2、G進行對照，對于血管區域 的相同位置的像素求圖像數據NI和圖像數據G的第一輝度比S1/S3，同時，求圖像數據N2和圖像數據G之間的第二輝度比S2/S3。在此，SI表示圖像數據NI的像素的輝度值，S2表示圖像數據N2的像素的輝度值，S3表示圖像數據G的像素的輝度值。輝度值S3表示觀察部位的明亮度的水平，是為比較輝度值SI、S2而用于使輝度值SI、S2的值標準化的參照信號。作為血管區域的特定方法，例如有根據血管部分的輝度值和其以外的輝度值之差求血管區域的方法。此外，在本例中，僅對血管區域求第一輝度比S1/S3和第二輝度比S2/S3，但也可以對于包含血管區域以外的像素的圖像整體求第一輝度比S1/S3和第二輝度比S2/S3。相關關系存儲部61存儲有第一及第二輝度比S1/S3、S2/S3和血管中的氧飽和度及血管深度的相關關系。該相關關系是圖10所示的以血中的血色素的吸光光譜為前提的相關關系，通過以至此的診斷等分析所蓄積的多個圖像數據NI、N2而得到。如圖10所示，血色素具有吸光系數μa因照射的光的波長而發生變化的吸光特性。吸光系數μa表示血色素的光的吸收的大小即吸光度，是表示對血色素照射的光的衰減狀況的I0exp(-y aXx)的式的系數。在此，IO是從光源裝置對觀察部位的表層粘膜等生體組織進行照射的光的強度，x(cm)是至生體組織內的血管的深度。另外，與氧不鍵合的還原血色素70、與氧鍵合的氧化血色素71具有不同的吸光特性，除表示相同的吸光度(吸光系數μ a)的等吸收點(圖10中的各血色素70、71的交點)夕卜，吸光度產生差。當吸光度產生差時，即使對相同的血管照射相同強度且相同波長的光，輝度值也會發生變化。另外，即使照射相同強度的光，如果波長不同，則吸光系數μ a也發生變化，所以輝度值發生變化。另外，圖10中，如果比較波長為550nm左右的各血色素70，71的吸光度的差、和波長為445nm左右的吸光度的差，則表明，各血色素70、71的吸光度的差的大小因波長而發生變化。鑒于以上的血色素的吸光特性，即使氧飽和度相同，如果波長不同，則吸光度也不同，且粘膜中的深達度也不同。因此，如第一窄帶域光NI、N2，各血色素70、71的吸光度均存在差，且通過利用其差的大小不同的兩種波長域的光、比較兩者的輝度值，可以同時得到氧飽和度和血管深度這兩種信息。如特許2648494號公報所記載，目前使用血色素70、71的各吸光度產生差的一個波長域的光而根據其輝度值測定氧飽和度的方法正在進行，但根據一個光的輝度值求出的氧飽和度的測定值受到血管深度的影響，因此，精度不高。根據上述利用兩種波長域的光的方法，在氧飽和度信息的基礎上，還可以取得血管深度信息，因此，得到消除了血管深度帶來的影響的氧飽和度的測定值。如圖11所示，相關關系存儲部61存儲表示第一及第二輝度比S1/S3，S2/S3的輝度坐標系66、和表示氧飽和度及血管深度的血管信息坐標系67的對應關系的相關關系。輝度坐標系66是具有XY這2軸的XY坐標系，對X軸分配第一輝度比S1/S3，對Y軸分配第二輝度比S2/S3。血管信息坐標系67是設于輝度坐標系66上的具有UV2軸的UV坐標系，U軸分配 給血管深度，V軸分配給氧飽和度。U軸存在血管深度相對于輝度坐標系66為正的相關關系，因此，具有正的傾斜。關于該U軸，表示血管越朝向右斜上越淺，血管越朝向左斜下越深。另一方面，V軸具有氧飽和度相對于輝度坐標系66為負的相關關系，因此，具有負的傾斜。關于該V軸，表示氧飽和度越朝向左斜上越低，氧飽和度越朝向右斜下越高。另外,在血管信息坐標系67中,U軸和V軸在交點P正交。這是因為,在血色素的吸光光譜中，第一窄帶域光NI的波長域的吸光度、和第二窄帶域光N2的波長域的吸光度的大小關系反向。即，如圖10所示，在第一窄帶域光NI的波長域即440±10nm，還原血色素70的吸光系數比氧化血色素71的吸光系數大，與之相對，在第二窄帶域光N2的波長域即470±10nm，氧化血色素71的吸光系數比還原血色素70的吸光系數大。血管深度-氧飽和度算出部62基于相關關系存儲部61的相關關系特定出由輝度比算出部60算出的與第一及第二輝度比S1/S3，S2/S3對應的氧飽和度和血管深度。在此，由輝度比算出部60算出的第一及第二輝度比S1/S3，S2/S3中，將關于血管區域內的像素的第一輝度比設為SI ~k /S3 *，將第二輝度比設為S2 * /S3 *。血管深度-氧飽和度算出部62如圖12(A)所示，在輝度坐標系66中，特定出與第一及第二輝度比SI * /S3 *，S2 * /S3 *相對應的坐標(X *，Y * )。特定了坐標(X *，Y * )后，如圖12(B)所示，在血管信息坐標系67中，將所特定的坐標(X *，Y * )分別投影到氧飽和度的坐標軸即V軸、和血管深度的坐標軸即U軸，特定出坐標(U *，V * )。由此，對于血管區域內的像素求血管深度信息U *及氧飽和度信息V此外，在本例中，作為第一及第二窄帶域光NI、Ν2的波長域，使用吸光度的大小關系反向的兩個波長域(440± IOnm i 470± IOnm)，但也可以不使用吸光度的大小關系反向的兩個波長域。但是，在使用吸光度的大小關系未反向的兩個波長域的情況下，在二維空間，U軸和V軸不正交。該情況下，例如如果使用三維的立體空間規定U軸i V軸的關系，則可以從在輝度坐標系66中所特定的坐標(X *，Y * )來特定出血管信息坐標系67中的坐標(U *，V * )。當然，U軸和V軸正交容易生成規定相關關系的表數據等運算所需的數據，因此，作為第一及第二窄帶域光NI、N2的波長域，優選使用吸光度的大小關系反向的兩個波長域。血管深度圖像生成部63具備根據血管深度的程度分配彩色信息的彩色圖(CM(Color Map))63a0在彩色圖63a中，例如按照血管的深度為表層時成為藍色、為中層時成為綠色、為深層時成為紅色的方式，分配根據血管深度的程度可以明確區分開的顏色。在此所說的血管深度是第一窄帶域光N1、N2的深達度的范圍內的深度。第一窄帶域光N1、N2由于為藍色區域，所以距觀察部位的表面的深達度比波長更長的紅色區域的光短，因此，可利用第一窄帶域光NI、N2主要判別表層區域內的深度的程度。血管深度圖像生成部63根據彩色圖63a特定出與由血管深度-氧飽和度算出部62算出的血管深度信息U *相對應的彩色信息。血管深度圖像生成部63在對血管區域內的所有像素特定彩色信息時，通過將彩色信息與通常觀察圖像合成，使其在通常觀察圖像反映出來。作為通常觀察圖像，例如使用在剛切換為血管信息取得模式之前在幀存儲器56中所存儲的圖像數據。由此，生成對通常觀察圖像反映了血管深度的信息的血管深度圖像數據。所生成的血管深度圖像數據再次被存儲于幀存儲器56中。此外，彩色信息不僅對通常觀察圖像反映，而且也可以對在血管信息取得模式得到的圖像數據NI、N2、G的任一個或將它們合成的合成圖像反映。氧飽和度圖像生成部64具備根據氧飽和度的程度分配彩色信息的彩色圖(CM(Color Map))64a0在彩色圖64a中，例如按照在低氧飽和度時成為青色、在中氧飽和度時成為品紅、在高氧飽和度時成為黃色的方式根據氧飽和度的程度分配可以明確區分開的色。氧飽和度圖像生成部64與血管深度圖像生成部相同，從彩色圖64a特定出與由血管深度-氧飽和度算出部算出的氧飽和度信息V *相對應的彩色信息。而且，通過使該彩色信息在通常觀察圖像數據中反映出來，生成氧飽和度圖像數據。所生成的氧飽和度圖像數據與血管深度圖像數據相同，被存儲于幀存儲器56。此外，與血管深度圖像相同，氧飽和度圖像也可以代替通常觀察圖像，而以圖像數據N1、N2、G或它們的合成圖像為基礎反映彩色信肩、O顯示控制電路58與通常觀察圖像相同地從幀存儲器56讀取血管深度圖像及氧飽和度圖像，將其轉換成視頻信號并向監視器14輸出。作為血管信息取得模式中的圖像的顯示方式，認為有各種圖案。例如圖13所示，也可以在監視器14的一側顯示通常觀察圖像72，在另一側顯示通過圖像切換SW68 (參照圖2)所選擇的血管深度圖像73或氧飽和度圖像74的任一個。圖13的血管深度圖像73中，血管圖像75由表示表層血管的藍色表示，血管圖像76由表示中層血管的綠色表示，血管圖像77由表示深層血管的紅色表示。另外，氧飽和度圖像74中，血管圖像80由表示低氧飽和度的青色表示，血管圖像81由表示中氧飽和度的品紅表示，血管圖像82由表不聞氧飽和度的黃色表不。另外，如圖14所示，也可以使血管深度圖像73及氧飽和度圖像74兩方同時顯示。另外，如圖15所示，也可以不顯示血管深度圖像73及氧飽和度圖像74，而指定通常觀察圖像72中規定的血管圖像85，針對該指定的血管圖像85，將血管深度(D(D印th))及氧飽和度(St02 (Saturated Oxygen))作為文字信息進行顯示。接著，使用圖16所示的流程圖對上述構成的作用進行說明。首先，電子內窺鏡系統10以通常觀察模式啟動，白色光源30開始點燈，同時，旋轉濾器34開始旋轉。在通常觀察模式中，如圖6所示，遮擋板40不旋轉，在透過部40b被插入白色光BB的光路的狀態下停止。由此，白色光BB依次向旋轉濾器34的各過濾部34a 34c入射，將白色光BB色分離，依次生成B、G、R三色的光。三色光從光源裝置13向電子內窺鏡11供給，從照明窗49向觀察部位進行照射。由觀察部位反射的三色像光通過觀察窗50由(XD44進行攝像，(XD44順次輸出攝像信號B、G、R。DSP55基于與攝像信號B、G、R相對應的圖像數據B、G、R生成通常觀察圖像。所生成的通常觀察圖像被存儲于幀存儲器56。顯示控制電路58將通常觀察圖像變換成視頻信號并向監視器14輸出。由此，在監視器14顯示通常觀察圖像。在通常觀察模式中，重復這樣的處理，更新顯示于監視器14的通常觀察圖像。通過操作控制臺23，輸入從通常觀察模式向血管信息取得模式的切換指示時，被切換成血管信息取得模式。當切換成血管信息取得模式時，遮擋板40在使透過部40b與旋轉濾器34的G過濾部34b的旋轉位相一致的狀態下以與旋轉濾器34相同的速度開始旋轉。光源控制部32在將遮擋板40的遮光部40a插入白色光BB的光路的期間，與CCD44的幀頻率同步，使第一及第二激光光源31a、31b依次點燈。第一及第二激光光源31a、31b 發出的第一及第二窄帶域光N1、N2向電子內窺鏡11供給，從照明窗49依次照射觀察部位。第一及第二窄帶域光N1、N2的像光通過觀察窗50向(XD44入射，(XD44輸出與第一及第二窄帶域光NI、N2相對應的攝像信號NI、N2。而且，光源控制部32在將遮擋板40的透過部40b插入白色光BB的光路的期間，使第一及第二激光光源31a、31b兩方熄滅。在將透過部40b插入光路的期間，白色光BB向旋轉濾器34的G過濾部34b入射，生成G色光。G色光向電子內窺鏡11供給，并向觀察部位照射。G色光的像光通過觀察窗50向(XD44入射，(XD44輸出與G色光相對應的攝像信號G。血管圖像生成部57基于與攝像信號NI、N2、G相對應的圖像數據NI、N2、G，按圖
12所說明的順序取得氧飽和度信息及血管深度信息。血管圖像生成部57使用彩色圖63a、64a將這些信息在通常觀察圖像中反映出來，生成氧飽和度圖像及血管深度圖像。所生成的圖像以圖13 圖15所示的任一種顯示方式在監視器14進行顯示。重復上述處理，直至出現向通常觀察模式的切換指示。在輸入了向通常觀察模式的切換指示的情況下，返回通常觀察模式。在有觀察結束的指示的情況下，使白色光源30、第一及第二激光光源31a、31b、旋轉濾器34、遮擋板40停止。此外，在本例中，在血管信息取得模式中，以不進行通常觀察圖像的生成的例子進行了說明，但在血管信息取得模式的執行中，也可以交互進行用于得到通常觀察圖像的B、G、R的照射、和用于得到血管圖像的第一及第二窄帶域光N1、N2、G的照射，同時進行血管圖像的生成和通常觀察圖像的生成。據此，在血管信息取得模式中也可以更新通常觀察圖像。如以上說明，在本發明中，利用藍色區域的兩個窄帶域光N1、N2、和從白色光BB進行了色分離的G色光三個光，取得氧飽和度信息和血管深度信息。利用已有的光源裝置的構成即白色光源30的光作為參照光，因此，與特開2011-092690號公報中記載的由半導體光源構成三個窄帶域光的現有技術相比，能夠降低零件數量、設置空間。由此，容易利用已有的光源裝置的構成，且零件數量也可以降低，因此，可以降低成本。另外，由于使用發出藍色區域的窄帶域光的兩個激光光源31a、31b，所以能夠確保良好的測定精度。首先，在本發明中，作為第一窄帶域光NI、N2選擇藍色區域的光的理由是，在腫瘤的良性惡性鑒別等病變部的診斷中，也多有表層血管的性狀的把握相比中深層重要的情況，期望能夠詳細把握表層血管的性狀的觀察方法。為應對該要求，本發明中，采用深達度淺且能夠良好地取得表層血管的信息的藍色區域的光。而且，使用窄帶域光的理由如下。如圖10所示的血色素的吸光光譜表明，在藍色區域，相比綠色區域及紅色區域，吸光度的變化劇烈，如果波長過少，則吸光度大幅變化。另夕卜，各血色素70、71的吸光度的大小關系產生反向等吸收點的間隔也縮小。如果波長域寬，則大小關系反向的兩個區域的信號混合，輝度值被平均化，因此，不能得到精度高的信息。因此，為利用藍色區域的光得到表層血管的血管信息，需要使用與兩個等吸收點的間隔近的寬度的波長域、優選具有收斂于兩個等吸收點的間隔的波長域的窄的窄帶域光。另外，表層血管由于比中深層血管細，所以照射的光量不足，在觀察表層血管的情況下，需要光量大的光源。這樣，為提高有關表層血管的血管信息的測定精度，優選發出藍色區域的窄帶域光、且高的光量的光的光源，根據這樣的理由，本發明中，采用可發出第一及第二窄帶域光N1、N2的第一及第二激光光源31a、31b。通過使用第一及第二激光光源31a、31b,相比通過 過濾器將白色光BB色分離的情況，得到大光量的窄帶域光NI、N2。參照光是作為用于將與第一及第二窄帶域光N1、N2對應的輝度值S1、S2標準化的參照信號(輝度值S3)被利用的，因此，只要知曉觀察部位的明亮度的水平即可，因此，即使使用由白色光BB進行了色分離的G色光，在實用上也沒有問題。此外，上述實施方式中，以利用G色光作為參照光的例子進行了說明，但可知參照光只要是明亮度的水平知曉即可，因此，代替G色光，也可以利用由B過濾部34a、R過濾器34b對白色光BB進行了色分離的B色光或R色光,也可以不將白色光BB色分離而使用白色光BB本身。此外，在本例中，作為第一窄帶域光NI，使用波長域為440 土 10nm、優選為445nm的窄帶域光，作為第二窄帶域光N2，使用波長域為470± 10nm、優選為473nm的窄帶域光，但如上述，只要是均在各血色素70、71的吸光度有差異、且該差的大小不同的兩個波長域的光，則也可以是其它波長域。另外，在上述實施方式中，將半導體光源單元31的窄帶域光NI、N2利用光合流部39在從白色光源30朝向聚光透鏡36的白色光BB的光路合流。設置白色光源30、旋轉濾器34、聚光透鏡36的構成在已有的光源裝置中為標準的構成。如果是上述實施方式那樣的構成，則在白色光BB的光路中不增加大幅的變更而僅追加光合流部39和遮擋板40即可，因此，容易裝入已有的光源裝置。另外，光合流部39具有透過白色光的透過部39a、和使第一及第二窄帶域光NI、N2反射的反射部39b，因此，能夠防止構成的復雜。這在光合流部39僅由反射部39b構成的情況下，在通常觀察模式中，需要按照使光合流部39從光路退避、在血管信息取得模式中被插入光路的方式使光合流部39移動的移動機構。如果在光合流部39設置透過部39a，則不設置移動機構即可，因此，可以簡化向已有的光源裝置追加的構成，因此，容易利用已有的光源裝置。此外，反射部39b不使包含于白色光BB的、第一及第二窄帶域光NI、N2的波長域的光透過，因此，在反射部39b的尺寸大的情況下，也可能導致在該波長域不能忽視的程度的光量的降低。該情況下，在通常觀察模式中，在照射B色光時,使第一及第二激光光源3la、3Ib點燈，補償由反射部39b截斷的光量也可。
另外，遮擋板40由旋轉板構成，透過旋轉動作進行遮光部40a向光路的插入和退避，但例如也可以使遮擋板40直線移動來進行插入和退避。但是，如果為如本例那樣使遮擋板40旋轉動作的構成，則與直線移動的情況相比，可以將構成簡化不需要用于直線移動的連桿機構的量。[第二實施方式]在上述實施方式中，以分別設置旋轉濾器34和遮擋板40的例子進行了說明，但如圖17所示，也可以使用設有遮擋板的功能的旋轉濾器91。旋轉濾器91利用由內周區域和外周區域兩個區域組成的二重圓構成。在內周區域設有B、G、R的過濾部，在外周區域設有遮光部和G過濾部。內周區域作為上述實施方式的旋轉濾器34起作用，外周區域作為上述實施方式的遮擋板40起作用。移動機構92通過使旋轉濾器91的旋轉軸移動，將內周區域和外周區域選擇性地插入白色光BB的光路。如果使用這樣的旋轉濾器91，不用分別設置旋轉濾器34和遮擋板40，因此，能夠降低零件數量或配置空間。
另外，如圖18所示的旋轉濾器93，也可以不分成內周區域和外周區域而將全周6等分，在通常觀察用的B，Gl，R各過濾部之間設置血管信息取得用的兩個遮光部和G2過濾部的三個區域。兩個遮光部被分別分配給第一及第二窄帶域光N1、N2用。Gl和G2可以是相同的分光透射率，也可以不同。根據這種構成，不需要移動機構92。[第三實施方式]在上述實施方式中，以作為電子內窺鏡11的CCD44，使用單色攝像元件，在光源裝置13上設置了將白色光BB色分離為B、G、R三色的光的旋轉濾器的面順序式的例子進行了說明，但作為電子內窺鏡11的CCD，圖19所示的使用了彩色CCD100的同時式的系統也可以應用本發明。彩色CCD100在構成攝像面的各像素中設有B、G、R任一種微濾色器，在攝像面內構成B、G、R三色的像素。三色的像素例如以拜爾( ^ ^ — =Bayer)形式排列。如圖20所示，在同時式的情況下，光源裝置13不需要旋轉濾器34。其它構成與圖6及7所示的面順序式相同，因此，對于同一部件標注相同的符號并省略說明。如圖21 (A)所示，在通常觀察模式下，同時式的光源裝置13對電子內窺鏡11供給白色光BB。白色光BB從照明窗49向觀察部位進行照射，通過彩色(XD100攝像該反射光。向彩色CCD100入射的白色光BB由微濾色器進行色分離，彩色CCD100輸出包含與B、G、R各色的像素相對應的三色色信號的攝像信號。B、G、R各微濾色器的分光透射率與圖8所示的旋轉濾器34的情況相同。如圖21 (B)所示，在血管信息取得模式的情況下，使遮擋板40旋轉，在由遮擋板40的遮光部40a將白色光BB遮光的期間，使第一及第二激光光源31a、31b依次點燈，依次照射第一及第二窄帶域光NI、N2。如圖8所示，由于第一窄帶域光NI是B像素感光的光，所以將與B像素相對應的攝像信號作為攝像信號NI提取。第二窄帶域光N2是B像素及G像素感光的光，因此，將與B像素及G像素相對應的攝像信號作為攝像信號N2提取。由此，得到與第一及第二窄帶域光NI、N2相對應的攝像信號NI、N2。而且，在遮擋板40的遮光部40a從白色光BB的光路退避的期間，照射白色光BB。血管圖像生成部57從彩色(XD100輸出的攝像信號提取與G像素相對應的攝像信號G。而且，按照圖12中說明的順序并基于攝像信號NI、N2、G取得血管信息，生成血管圖像進行顯不。在本例中，作為參照光，利用G色光,但與第一實施方式相同，也可以利用B色光或R色光、白色光。另外，在上述各實施方式中，以使用B、G、R的原色系的過濾器的例子說明了旋轉濾器的各過濾部、彩色CCD的微濾色器，但也可以使用圖22所示的具有分光透射率的、Y (黃色)、M(品紅)、C(青色)的補色系的過濾器。上述實施方式中，將氧飽和度進行了圖像化，但本發明的氧飽和度圖像中，代替上述實施方式所示的方式，或在此基礎上，也包含將根據“血液量(氧化血色素和還原血色素之和)X氧飽和度(％ ) ”求出的氧化血色素率(hemoglobin index)圖像化的圖像、或將根據“血液量X (100-氧飽和度)(％)”求出的還原血色素率圖像化的圖像。在上述實施方式中，作為半導體光源示例了由激光二極管構成的激光光源，但也可以是代替激光二極管而使用了 LED的LED光源。作為攝像元件，不限于上述實施方式的(XD，也可以使用CMOS圖像傳感器。另外，在上述實施方式中，以光源裝置和處理機裝置分體構成的例子進行了說明，但也可以一體構成兩個裝置。 此外，本發明也可以適用于前端部內置有攝像元件和超聲換能器(transducer)的超聲波內窺鏡等、其它方式的內窺鏡。
權利要求
1.一種電子內窺鏡系統，其具備具有插入被檢體內的插入部且具有對所述被檢體內的觀察部位進行攝像的攝像元件的電子內窺鏡、向所述電子內窺鏡供給攝像用的光的光源裝置、對所述攝像元件輸出的攝像信號進行處理的處理機裝置，其特征在于， 所述光源裝置具有 白色光源，其發出用于得到所述觀察部位的通常觀察圖像的照明光所利用的白色光； 第一及第二半導體光源，其發出為了取得血管信息向所述觀察部位所照射的光，所述所照射的光是均在藍色區域的一部分窄的波長域內且分別具有 不同的波長域的第一及第二藍色窄帶域光，所述血管信息包含表示所述觀察部位所存在的血管的血中血色素的氧飽和度的氧飽和度信息、和表示距所述觀察部位的表面的所述血管的深度的血管深度信息， 所述光源裝置將所述第一及第二藍色窄帶域光向所述電子內窺鏡供給，且作為用于得到接收所述第一及第二藍色窄帶域光的反射光而所述攝像元件輸出的第一及第二攝像信號的標準化所利用的參照信號的參照光，將所述白色光中包含的至少一部分的波長域的光向所述電子內窺鏡供給， 所述處理機裝置基于所述第一及第二攝像信號和所述參照信號這三個信號求取所述血管信息。
2.如權利要求I所述的電子內窺鏡系統，其特征在于， 所述光源裝置具有為了將所述白色光源發出的白色光向所述電子內窺鏡入射而將所述白色光聚光的聚光透鏡；在從所述白色光源朝向所述聚光透鏡的所述白色光的光路上配置、且使所述第一及第二半導體光源發出的第一及第二藍色窄帶域光合流到所述白色光的光路的光合流部。
3.如權利要求2所述的電子內窺鏡系統，其特征在于， 所述光合流部具有透過所述白色光的透過部、和將所述第一及第二藍色窄帶域光朝向所述聚光透鏡加以反射的反射部。
4.如權利要求I所述的電子內窺鏡系統，其特征在于， 所述光源裝置具有被插入所述白色光的光路且在將所述白色光遮光的插入位置和從所述光路退避的退避位置之間可移動的遮擋板， 在取得所述血管信息時，在使所述遮擋板移動到所述插入位置將所述白色光遮光的狀態下，將所述第一及第二藍色窄帶域光向所述電子內窺鏡供給，使所述遮擋板向所述退避位置移動，將所述參照光向所述電子內窺鏡供給。
5.如權利要求4所述的電子內窺鏡系統，其特征在于， 所述攝像元件是輸出單色的攝像信號的單色攝像元件， 所述光源裝置具有過濾器，該過濾器具有藍色、綠色、紅色三色的透過區域或者黃色、品紅、青色三色的透過區域，將三色的各透過區域選擇性地插入所述白色光的光路，將所述白色光色分離成三色光， 所述光源裝置是在對所述通常觀察圖像進行攝像時將所述三色的光依次向所述電子內窺鏡供給的面順序式。
6.如權利要求5所述的電子內窺鏡系統,其特征在于， 在所述過濾器上，不僅設有所述三色的透過區域，而且設有構成所述遮擋板的遮光部。
7.如權利要求I所述的電子內窺鏡系統，其特征在于，所述攝像元件是具有藍色、綠色、紅色三色的像素或者黃色、品紅、青色三色的像素并且輸出與各色的像素相對應的三色的圖像信號的彩色攝像元件， 所述光源裝置是在對所述通常觀察圖像進行攝像時將所述白色光未進行色分離而向所述電子內窺鏡供給的同時式。
8.如權利要求I所述的電子內窺鏡系統，其特征在于， 所述第一及第二藍色窄帶域光的兩個波長，是在還原血色素和氧化血色素各自的吸光光譜中各自的吸光度產生差的波長。
9.如權利要求8所述的電子內窺鏡系統，其特征在于， 所述兩個波長中，還原血色素和氧化血色素各自的吸光度的大小關系反向。
10.如權利要求9所述的電子內窺鏡系統，其特征在于， 所述第一藍色窄帶域光的波長為440±10nm，所述第二藍色窄帶域光的波長為470土10nm。
11.如權利要求I所述的電子內窺鏡系統，其特征在于， 所述處理機裝置基于所述第一攝像信號和所述參照信號之比即第一輝度比、第二攝像信號和所述參照信號之比即第二輝度比來求取所述血管信息。
12.如權利要求11所述的電子內窺鏡系統，其特征在于， 具備存儲裝置，其預先存儲所述第一及第二輝度比和所述血管的深度及所述氧飽和度的相關關系， 所述處理機裝置基于所述相關關系求取所述血管信息。
13.如權利要求12所述的電子內窺鏡系統，其特征在于， 所述相關關系表示對兩個坐標軸分別分配所述第一及第二輝度比的輝度坐標系、和對兩個坐標軸分別分配血管的深度及氧飽和度的血管信息坐標系之對應關系， 所述處理機裝置， 在所述輝度坐標系中特定出與所述第一及第二輝度比相對應的第一坐標， 在所述血管信息坐標系中，通過將所述第一坐標分別向所述氧飽和度的坐標軸和所述血管的深度的坐標軸進行投影，特定出第二坐標，求取所述氧飽和度信息和所述血管深度信息。
14.如權利要求I 13中任一項所述的電子內窺鏡系統,其特征在于， 所述處理機裝置具有 生成表示所述氧飽和度信息及所述血管深度信息中至少一個的圖像的圖像生成裝置； 將所生成的圖像向顯示裝置輸出的顯示控制裝置。
15.一種光源裝置，其用于電子內窺鏡系統，所述電子內窺鏡系統具備具有插入被檢體內的插入部且具有對所述被檢體內的觀察部位進行攝像的攝像元件的電子內窺鏡，并且，所述光源裝置向所述電子內窺鏡供給攝像用的光，其特征在于，具有白色光源，其發出用于得到所述觀察部位的通常觀察圖像的照明光所利用的白色光；第一及第二半導體光源，其發出為了取得血管信息向所述觀察部位所照射的光，所述所照射的光是均在藍色區域的一部分窄波長域內且分別具有不同的波長域的第一及第二藍色窄帶域光，所述血管信息包含表示所述觀察部位所存在的血管的血中血色素的氧飽和度的氧飽和度信息、和表示與所述血管有關的距所述觀察部位的表面的深度的血管深度信息， 將所述第一及第二藍色窄帶域光向所述電子內窺鏡供給，且作為用于得到接收所述第一及第二藍色窄帶域光的反射光而所述攝像元件輸出的第一及第二攝像信號的標準化所利用的參照信號的參照光，將所述白色光中包含的至少一部分的波長域的光向所述電子內窺鏡供給。
16.—種電子內窺鏡系統的控制方法,其使用電子內窺鏡系統取得血管信息，所述電子內窺鏡系統具備具有插入被檢體內的插入部且具有對所述被檢體內的觀察部位進行攝像 的攝像元件的電子內窺鏡、和向所述電子內窺鏡供給攝像用的光的光源裝置，所述血管信息包含表示所述觀察部位所存在的血管的血中血色素的氧飽和度的氧飽和度信息、和表示與所述血管有關的距所述觀察部位的表面的深度的血管深度信息，其特征在于， 電子內窺鏡系統的控制方法包含 第一照射控制步驟，按照所述光源裝置所具有的第一及第二半導體光源發出的第一及第二藍色窄帶域光、即均為在藍色區域的一部分的窄帶域內且分別具有不同的波長域的第一及第二藍色窄帶域光，向所述觀察部位照射的方式，控制所述光源裝置； 第一信號取得步驟，取得接收到所述第一及第二藍色窄帶域光的反射光的所述攝像元件輸出的第一及第二攝像信號； 第二照射控制步驟，按照將所述光源裝置所具有的白色光源發出的白色光中包含的至少一部分的波長域的光，作為用于得到在第一及第二攝像信號的標準化所利用的參照信號的參照光向所述觀察部位照射的方式，控制所述光源裝置； 第二信號取得步驟，取得接收到所述參照光的反射光的所述攝像元件所輸出的參照信號; 基于所述第一及第二攝像信號和所述參照信號這三個信號求取所述血管信息的步驟。
全文摘要
本發明提供電子內窺鏡系統、光源裝置、及電子內窺鏡系統的控制方法。其中，在光源裝置(13)上不僅設有用于得到通常觀察圖像的白色光源(30)、而且設有發出藍色區域的第一及第二窄帶域光的半導體光源單元(31)。第一窄帶域光和第二窄帶域光是包含氧飽和度和血管深度的血管信息取得用的光。在血管信息取得時，為了將與第一窄帶域光和第二窄帶域光相對應的攝像信號標準化而需要表示明亮度的水平的參照信號。作為用于得到參照信號的參照光，利用白色光源(30)發出的白色光。通過半導體光源的窄帶域光維持測定精度，同時，通過利用已有的光源裝置的構成即白色光源(30)來抑制成本增加。
文檔編號A61B1/045GK102860812SQ20121022798
公開日2013年1月9日 申請日期2012年7月2日 優先權日2011年7月4日
發明者齋藤孝明, 山口博司, 飯田孝之 申請人:富士膠片株式會社