醫(yī)用圖像處理裝置及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于顯示對(duì)被檢體內(nèi)的觀察對(duì)象攝像而得到的醫(yī)用圖像的醫(yī)用圖像處理裝置及其工作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在近年的胃癌診斷中，由于據(jù)說胃癌的產(chǎn)生和幽門螺桿菌的有無(wú)有密切關(guān)系(1994年、世界衛(wèi)生組織(WHO)將幽門螺桿菌認(rèn)定為致癌因子)，因此通過將幽門螺桿菌除菌來(lái)減少胃癌。另外，在進(jìn)行幽門螺桿菌的除菌的情況下，還檢查幽門螺桿菌的除菌是否成功。
[0003]關(guān)于幽門螺桿菌的感染、未感染的檢查，除了血液檢查等以外，還使用具備光源裝置、內(nèi)窺鏡、處理器裝置的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行。在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，從內(nèi)窺鏡對(duì)觀察對(duì)象照射照明光，基于用內(nèi)窺鏡的攝像元件在該照明光下對(duì)照明中的觀察對(duì)象進(jìn)行攝像而得到的RGB圖像信號(hào)，將觀察對(duì)象的圖像顯示在監(jiān)視器上。在監(jiān)視器上的圖像中確認(rèn)了彌漫性發(fā)紅的情況下，診斷為存在幽門螺桿菌的可能性高、為易于引起癌的狀態(tài)。
[0004]另外，還已知幽門螺桿菌的存在和IHb(稱作血色素指標(biāo)、以G圖像信號(hào)和R圖像信號(hào)的G/R比表征)有關(guān)聯(lián)性(參考特開2003-220019號(hào)公報(bào))。在該特開2003-220019號(hào)公報(bào)中，作為幽門螺桿菌的除菌是否成功的指標(biāo)而使用IHb。根據(jù)該特開2003-220019號(hào)公報(bào)，在IHb大于閾值“59”的情況下，診斷為仍感染著幽門螺桿菌，幽門螺桿菌的除菌未成功，另一方面，在IHb小于閾值“59”的情況下，診斷為幽門螺桿菌的除菌成功。
[0005]如圖44所示那樣，在由縱軸B/G比(B圖像信號(hào)和G圖像信號(hào)的比率)、橫軸G/R比形成的特征空間中，未感染幽門螺桿菌的情況分布在“A”的范圍內(nèi)，感染幽門螺桿菌的情況分布在“B”的范圍內(nèi)，幽門螺桿菌的除菌成功的情況分布在“C”的范圍內(nèi)。在該特征空間上，由于“A”和“B”完全分開，因此僅以橫軸G/R比的值、SP IHb就能區(qū)分。與此相對(duì)，關(guān)于“B”和“C”，由于混合存在，因此僅以橫軸G/R比難以區(qū)分“B”和“C”。因此，謀求用取代IHb的方法使得能區(qū)分感染幽門螺桿菌的情況和幽門螺桿菌的除菌成功的情況地進(jìn)行圖像顯不ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于，提供生成能區(qū)分感染幽門螺桿菌的情況和幽門螺桿菌的除菌成功的情況的圖像的醫(yī)用圖像處理裝置以及其工作方法。
[0007]本發(fā)明的醫(yī)用圖像處理裝置具備:圖像信號(hào)輸入處理部，其對(duì)第1彩色圖像信號(hào)進(jìn)行輸入處理；色信息取得部，其從第1彩色圖像信號(hào)取得多個(gè)色信息；和彩度強(qiáng)調(diào)處理部，其在由多個(gè)色信息形成的特征空間進(jìn)行彩度強(qiáng)調(diào)處理ΕΡχ，該彩度強(qiáng)調(diào)處理ΕΡχ加大相對(duì)于第1邊界線位于一方側(cè)的第1觀察對(duì)象范圍、和相對(duì)于第1邊界線位于另一方側(cè)的第2觀察對(duì)象范圍的彩度之差。
[0008]優(yōu)選彩度強(qiáng)調(diào)處理ΕΡχ分別變更第1觀察對(duì)象范圍內(nèi)的坐標(biāo)所示的矢徑、和第2觀察對(duì)象范圍內(nèi)的坐標(biāo)所示的矢徑，使第1觀察對(duì)象范圍內(nèi)的坐標(biāo)所示的矢徑、和第2觀察對(duì)象范圍內(nèi)的坐標(biāo)所示的矢徑分別遠(yuǎn)離第1邊界線。優(yōu)選包含第1觀察對(duì)象范圍內(nèi)的坐標(biāo)和第2觀察對(duì)象范圍內(nèi)的坐標(biāo)的矢徑變更范圍由從第1邊界線起的一定的范圍即矢徑變更范圍Rx、和超出矢徑變更范圍Rx的范圍即矢徑變更范圍Ry構(gòu)成，使在矢徑變更范圍Ry的矢徑變化率Wy小于在矢徑變更范圍Rx的矢徑變化率Wx。優(yōu)選彩度強(qiáng)調(diào)處理ΕΡχ包含以大于“ 1”的矢徑變化率Wx使矢徑變更范圍Rx內(nèi)的矢徑變化的矢徑用的擴(kuò)展處理、和以小于“ 1 ”的矢徑變化率Wy使矢徑變更范圍Ry內(nèi)的矢徑變化的矢徑用的壓縮處理。優(yōu)選彩度強(qiáng)調(diào)處理部在特征空間進(jìn)行彩度強(qiáng)調(diào)處理EPy，該彩度強(qiáng)調(diào)處理EPy加大相對(duì)于與第1邊界線不同的第2邊界線位于一方側(cè)的第1觀察對(duì)象范圍、和相對(duì)于第2邊界線位于另一方側(cè)的第3觀察對(duì)象范圍的彩度之差。
[0009]優(yōu)選第1彩色圖像信號(hào)是3色的圖像信號(hào)，多個(gè)色信息是3色的圖像信號(hào)當(dāng)中的2色的圖像信號(hào)間的第1信號(hào)比、和與第1信號(hào)比不同的2色的圖像信號(hào)間的第2信號(hào)比，特征空間是由第1信號(hào)比和第2信號(hào)比形成的信號(hào)比空間。優(yōu)選第1信號(hào)比與血管深度相關(guān)，第2信號(hào)比與血液量相關(guān)。優(yōu)選第1信號(hào)比是B/G比，第2信號(hào)比是G/R比。優(yōu)選特征空間是由多個(gè)色信息的色差信號(hào)Cr、Cb形成的CbCr空間、或者由多個(gè)色信息的CIE Lab空間的色調(diào)的要素a' b*形成的ab空間中的任意一個(gè)。
[0010]優(yōu)選多個(gè)色信息是色相Η和彩度S，特征空間是由色相Η和彩度S形成的HS空間。優(yōu)選彩度強(qiáng)調(diào)處理ΕΡχ在HS空間使第1觀察對(duì)象范圍的坐標(biāo)和第2觀察對(duì)象范圍的坐標(biāo)在彩度方向上移動(dòng)，使得第1觀察對(duì)象范圍的坐標(biāo)和第2觀察對(duì)象范圍內(nèi)的坐標(biāo)分別遠(yuǎn)離第1邊界線。優(yōu)選彩度強(qiáng)調(diào)處理部在HS空間進(jìn)行彩度強(qiáng)調(diào)處理EPy，該彩度強(qiáng)調(diào)處理EPy加大相對(duì)于與第1邊界線不同的第2邊界線位于一方側(cè)的第1觀察對(duì)象范圍、和相對(duì)于第2邊界線位于另一方側(cè)的第3觀察對(duì)象范圍的彩度之差。
[0011]優(yōu)選還具備:彩色圖像信號(hào)變換部，其將在彩度強(qiáng)調(diào)處理部進(jìn)行彩度強(qiáng)調(diào)處理ΕΡχ后的多個(gè)色信息變換成第2彩色圖像信號(hào)；和明亮度調(diào)整部，其根據(jù)從第1彩色圖像信號(hào)得到的第1明亮度信息以及從第2彩色圖像信號(hào)得到的第2明亮度信息來(lái)調(diào)整第2彩色圖像信號(hào)的像素值。
[0012]本發(fā)明的醫(yī)用圖像處理裝置的工作方法具有:圖像信號(hào)輸入處理部對(duì)第1彩色圖像信號(hào)進(jìn)行輸入處理的步驟；色信息取得部從第1彩色圖像信號(hào)取得多個(gè)色信息的步驟；和彩度強(qiáng)調(diào)處理部在由多個(gè)色信息形成的特征空間進(jìn)行彩度強(qiáng)調(diào)處理ΕΡχ，該彩度強(qiáng)調(diào)處理ΕΡχ加大相對(duì)于第1邊界線位于一方側(cè)的第1觀察范圍、和相對(duì)于第1邊界線位于另一方側(cè)的第2觀察對(duì)象范圍的彩度之差的步驟。
[0013]發(fā)明的效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，不僅由G/R比等1個(gè)色信息形成特征空間，還由加入與該1個(gè)色信息不同的另外的色信息(例如B/G比)的多個(gè)色信息形成特征空間，通過在該特征空間上進(jìn)行彩度強(qiáng)調(diào)處理而能在圖像上區(qū)分感染幽門螺桿菌的情況和幽門螺桿菌的除菌成功的情況。
【附圖說明】
[0015]圖1是第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的外觀圖。
[0016]圖2是表示第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的功能的框圖。
[0017]圖3是表示紫色光V、藍(lán)色光B、綠色光G、以及紅色光R的發(fā)光光譜的圖表。
[0018]圖4是表示在特征空間為信號(hào)比空間的情況下進(jìn)行第1以及第2處理的特殊圖像處理部的功能的框圖。
[0019]圖5是表示信號(hào)比空間用的第1處理的說明圖。
[0020]圖6是表示角度θ 1與信號(hào)比空間用的第1處理時(shí)的角度變化率的關(guān)系的圖表。
[0021]圖7是表示角度θ 1與信號(hào)比空間用的第1處理后的角度Ε θ 1的關(guān)系的圖表。
[0022]圖8A是表示通過信號(hào)比空間用的第1處理得到的作用、效果的說明圖，圖8B是表示特征空間為ab空間的情況下的通過第1處理得到的作用、效果的說明圖。
[0023]圖9是表示信號(hào)比空間用的第2處理的說明圖。
[0024]圖10是表示角度Θ 2與信號(hào)比空間用的第2處理時(shí)的角度變化率的關(guān)系的圖表。
[0025]圖11是表示角度Θ 2與信號(hào)比空間用的第2處理后的角度Ε Θ 2的關(guān)系的圖表。
[0026]圖12A是表示通過信號(hào)比空間用的第2處理得到的作用、效果的說明圖，圖12B是表示特征空間為ab空間的情況下的通過第2處理得到的作用、效果的說明圖。
[0027]圖13是表示使用特殊觀察模式進(jìn)行觀察對(duì)象的觀察的一系列的流程的流程圖。
[0028]圖14是表示進(jìn)行第3以及第4處理的特殊圖像處理部的功能的框圖。
[0029]圖15是表示信號(hào)比空間用的第3處理的說明圖。
[0030]圖16是表示矢徑r與信號(hào)比空間用的第3處理時(shí)的矢徑變化率的關(guān)系的圖表。
[0031]圖17是表示矢徑r與信號(hào)比空間用的第3處理后的角度Er的關(guān)系的圖表。
[0032]圖18A是表示通過信號(hào)比空間用的第3處理得到的作用、效果的說明圖，圖18B是表示特征空間為ab空間的情況下的通過第3處理得到的作用、效果的說明圖。
[0033]圖19是表示信號(hào)比空間用的第4處理的說明圖。
[0034]圖20是表示矢徑r與信號(hào)比空間用的第4處理時(shí)的矢徑變化率的關(guān)系的圖表。
[0035]圖21是表示矢徑r與信號(hào)比空間用的第4處理后的角度Er的關(guān)系的圖表。
[0036]圖22A是表示通過信號(hào)比空間用的第4處理得到的作用、效果的說明圖，圖22B是表示特征空間為ab空間的情況下的通過第4處理得到的作用、效果的說明圖。
[0037]圖23是表示在特征空間為CbCr空間的情況下進(jìn)行第3以及第4處理的特殊圖像處理部的功能的框圖。
[0038]圖24是特征空間(CbCr空間)上表示未感染幽門螺桿菌的情況下的坐標(biāo)的分布(第3觀察對(duì)象范圍A)、感染幽門螺桿菌的情況下的分布(第1觀察對(duì)象范圍B)、幽門螺桿菌的除菌成功的情況下的坐標(biāo)的分布(第2觀察對(duì)象范圍C)的說明圖。
[0039]圖25是表示特征空間是CbCr空間的情況下的第1處理的說明圖。
[0040]圖26是表示特征空間是CbCr空間的情況下的第2處理的說明圖。
[0041]圖27是在特征空間為CbCr空間的情況下進(jìn)行第3以及第4處理的特殊圖像處理部的功能的框圖。
[0042]圖28是表示特征空間是CbCr空間的情況下的第3處理的說明圖。
[0043]圖29是表示特征空間是CbCr空間的情況下的第4處理的說明圖。
[0044]圖30是表示特征空間為HS空間的情況下所用的特殊圖像處理部的功能的框圖。
[0045]圖31是在特征空間(HS空間)上表示未感染幽門螺桿菌的情況下的坐標(biāo)的分布(第3觀察對(duì)象范圍A)、感染幽門螺桿菌的情況下的分布(第1觀察對(duì)象范圍B)、幽門螺桿菌的除菌成功的情況下的坐標(biāo)的分布(第2觀察對(duì)象范圍C)的說明圖。
[0046]圖32是表示特征空間是HS空間的情況下的第1處理的說明圖。
[0047]圖33是表示特征空間是HS空間的情況下的第2處理的說明圖。
[0048]圖34是表示特征空間是HS空間的情況下的第3處理的說明圖。
[0049]圖35是表示特征空間是HS空間的情況下的第4處理的說明圖。
[0050]圖36是表示第2實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的功能的框圖。
[0051]圖37是表不白色光的發(fā)光光譜的圖表。
[0052]圖38是表不特殊光的發(fā)光光譜的圖表。
[0053]圖39是表示第3實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的功能的框圖。
[0054]圖40是表示旋轉(zhuǎn)濾色器的俯視圖。
[0055]圖41是表示第4實(shí)施方式的膠囊內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的功能的圖。
[0056]圖42是表示和圖3不同的紫色光V、藍(lán)色光B、綠色光G、以及紅色光R的發(fā)光光譜的圖表。
[0057]圖43是表示使用二維LUT的情況下的特殊圖像處理部的功能的框圖。
[0058]圖44是在特征空間(縱軸B/G比、橫軸G/R比)上表示未感染幽門螺桿菌的情況下的坐標(biāo)的分布(A)、感染幽門螺桿菌的情況下的分布(B)、幽門螺桿菌的除菌成功的情況下的坐標(biāo)的分布(C)的說明。
【具體實(shí)施方式】
[0059][第1實(shí)施方式]
[0060]如圖1所示那樣，第1實(shí)施方式的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10具有:內(nèi)窺鏡12、光源裝置14、處理器裝置16、監(jiān)視器18、和控制臺(tái)19。內(nèi)窺鏡12和光源裝置14光學(xué)連接，并且和處理器裝置16電連接。內(nèi)窺鏡12具有:插入到被檢體內(nèi)的插入部12a、設(shè)于插入部12a的基端部分的操作部12b、和設(shè)于插入部12a的前端側(cè)的彎曲部12c以及前端部12d。通過操作操作部12b的彎角鈕12e，彎曲部12c進(jìn)行彎曲動(dòng)作。與該彎曲動(dòng)作相伴，前端部12d朝向所期望的方向。
[0061]另外，在操作部12b除了彎角鈕12e以外，還設(shè)置模式切換SW13a。模式切換SW13a用在通常觀察模式、第1特殊觀察模式、和第2特殊觀察模式這3個(gè)種類的模式間的切換操作中。通常觀察模式是在監(jiān)視器18上顯示通常圖像的模式。第1特殊觀察模式用在判斷幽門螺桿菌的除菌是否成功的情況中，是在監(jiān)視器18上顯示第1特殊圖像的模式。第2特殊觀察模式用在判斷是否感染幽門螺桿菌的情況中，是在監(jiān)視器18上顯示第2特殊圖像的模式。
[0062]處理器裝置16與監(jiān)視器18以及控制臺(tái)19電連接