專利名稱：電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)及其處理器單元、和獲得血管信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對血管的信息成像的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，一種用于電子內(nèi)視鏡的處理器單元，和一種用于獲得血管信息的方法。
背景技術(shù)：
在醫(yī)療領(lǐng)域中，近年來，使用電子內(nèi)視鏡進(jìn)行的診斷和治療被廣泛實現(xiàn)。電子內(nèi)視鏡設(shè)置有插入人體腔中的細(xì)長插入部分。該插入部分包含圖像傳感器，例如位于其遠(yuǎn)端的 CCD。電子內(nèi)視鏡連接到光源單元。來自光源單元的光被引導(dǎo)通過電子內(nèi)視鏡，并從插入部分的遠(yuǎn)端發(fā)射去照亮體腔的內(nèi)部。在用光照亮體腔的內(nèi)部時，圖像傳感器拍攝待檢查的體內(nèi)部分的圖像。拍攝的圖像在連接到電子內(nèi)視鏡的處理器單元中進(jìn)行各種類型的處理，然后顯示在監(jiān)視器上。電子內(nèi)視鏡能夠?qū)θ梭w腔的內(nèi)部實時地成像，便于精確診斷和有效治療。在該光源單元中，白光源，例如氙燈，用于發(fā)射白光(普通光)，即，具有從藍(lán)色區(qū)域到紅色區(qū)域的波長的寬波段光。在白光下拍攝的圖像顯示體內(nèi)部分的整個圖像，但是不能清楚地顯示內(nèi)壁中的淺和深的血管、麻點圖案和表面組織中的不規(guī)則情況(例如凹陷和凸起)。為了清楚該結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，已知的是，應(yīng)用具有特定波段內(nèi)的波長的窄波段光(特定光) 是有效的。還已知的是，在窄波段光下拍攝的圖像提供了活組織的各種類型的信息，例如， 血管中的氧飽禾口程度(oxygen saturation level) 例如，在根據(jù)美國專利申請公開公報No. 2003/0176768的內(nèi)視鏡系統(tǒng)中，每當(dāng)采用紅(R)、綠(G)和藍(lán)⑶的三種主要顏色中的每種的光作為窄波段時，圖像被拍攝。波長越長，光到達(dá)內(nèi)壁中的點就越深。因此，在藍(lán)(B)光下拍攝的圖像中改善了淺處的或表面的血管。在綠(G)光下拍攝的圖像中改善了中間血管，并且在紅(R)光下拍攝的圖像中改善了深處的血管。此外，對每種顏色的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行彩色圖像處理，為了產(chǎn)生用不同顏色區(qū)分淺處的、中間的和深處的血管的圖像。在該內(nèi)視鏡系統(tǒng)中，每種顏色的光的波段被嚴(yán)格限制成光的波段不能彼此重疊。 此外，在拍攝圖像之后，考慮到血紅蛋白指數(shù)(hemoglobinindex)，對圖像信號進(jìn)行圖像處理和空間頻率濾波處理。這允許分離出在淺的深度處(即靠近活組織的表面)的圖像數(shù)據(jù)， 并防止深處的血管的圖像和淺處的和中間的血管的圖像混合。在日本專利No. 2648494中，具有近紅外區(qū)域內(nèi)的波長的特定光IR1、IR2和IR3用作窄波段光。血管對該特定光IRl或IR3的吸收率取決于氧飽和程度，同時血管對該特定光IR2的吸收率不取決于氧飽和程度。分別應(yīng)用特定光IR1、IR2和IR3來拍攝三種類型的特定圖像。然后，計算這些圖像之間的亮度差，并且用單色或模擬彩色將計算的亮度差反映在圖像中。該圖像顯示血管中的氧飽和程度的信息。在內(nèi)視鏡診斷中，為了提高診斷精度，不僅期望利用具有改善的血管的圖像，而且期望利用包括從圖像獲得的血紅蛋白指數(shù)和氧飽和程度的數(shù)字化血管信息。然而，美國專利公開公報No. 2003/0176768盡管公開了血管的深度，但沒有公開確定血管的血紅蛋白指數(shù)和氧飽和程度。日本專利No. 2648494公開了確定氧飽和程度，但是氧飽和程度的計算沒有考慮血管的深度。因此，根據(jù)血管的深度，確定的氧飽和程度可能不正確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是精確地確定包括考慮到血管深度的血紅蛋白指數(shù)和氧飽和程度的血管信息。為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述和其它目的，根據(jù)本發(fā)明的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)包括光應(yīng)用部分、圖像傳感器和血管信息獲取部分。所述光應(yīng)用部分將用作照射光的、波長在400nm至 600nm內(nèi)的至少三種類型的窄波段光應(yīng)用到包含血管的體內(nèi)部分。來自三種類型的照射光中的兩種類型的照射光是窄的藍(lán)波段光和窄的綠波段光。所述圖像傳感器拍攝利用照射光照射的體內(nèi)部分的圖像。所述血管信息獲取部分基于與三種類型的窄波段光對應(yīng)的窄波段信號來獲取血管信息。所述血管信息包括血管深度和血紅蛋白指數(shù)。三種類型的照射光可以包括第一窄的藍(lán)波段光、第二窄的藍(lán)波段光和第三窄的綠波段光。與三種類型的窄波段光對應(yīng)的窄波段信號包括第一窄的藍(lán)波段信號、第二窄的藍(lán)波段信號和第三窄的綠波段信號。所述電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)還可以包括亮度比計算部分和存儲器。所述亮度比計算部分計算第一窄的藍(lán)波段信號和第二窄的藍(lán)波段信號之間的第一亮度比、和第三窄的綠波段信號和第二窄的藍(lán)波段信號之間的第二亮度比。所述存儲器預(yù)先存儲相對于第一和第二亮度比的血管深度和血紅蛋白指數(shù)之間的關(guān)系。所述血管信息獲取部分基于存儲器中存儲的關(guān)系從第一和第二亮度比獲取血管深度和血紅蛋白指數(shù)。所述存儲器可以預(yù)先存儲表示第一和第二亮度比的亮度坐標(biāo)系和表示血管深度和血紅蛋白指數(shù)的血管信息坐標(biāo)系之間的關(guān)系。所述血管信息獲取部分在亮度坐標(biāo)系上標(biāo)繪出第一和第二亮度比的坐標(biāo)，然后從血管信息坐標(biāo)系讀取與所標(biāo)繪的坐標(biāo)對應(yīng)的血管深度和血紅蛋白指數(shù)的坐標(biāo)，以便識別血管深度和血紅蛋白指數(shù)的數(shù)值。優(yōu)選地，所述第一窄的藍(lán)波段光具有405士 IOnm的波長，所述第二窄的藍(lán)波段光具有470士 IOnm的波長，并且所述第三窄的綠波段光具有560士 IOnm的波長。所述光應(yīng)用部分可以選擇性地發(fā)射第一窄的藍(lán)波段光、第二窄的藍(lán)波段光和第三窄的綠波段光。所述圖像傳感器在第一窄的藍(lán)波段光下拍攝圖像以便獲得一幀第一窄的藍(lán)波段信號，在第二窄的藍(lán)波段光下拍攝圖像以便獲得一幀第二窄的藍(lán)波段信號，和在第三窄的綠波段光下拍攝圖像以便獲得一幀第三窄的綠波段信號。所述光應(yīng)用部分可以包括白光源和波段限制部分。所述白光源用于發(fā)射白寬波段光。所述波段限制部分設(shè)置在白光源和圖像傳感器之間。所述波段限制部分從寬波段光選擇性地提取三種類型的窄波段光。所述波段限制部分可以是聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器。然而，所述波段限制部分可以是旋轉(zhuǎn)過濾器，所述旋轉(zhuǎn)過濾器具有用于選擇性地讓三種類型的窄波段光通過的多個過濾器。所述照射光還可以包括第四窄的藍(lán)波段光，所述第四窄的藍(lán)波段光具有 440士 IOnm的波長，并且從與第四窄的藍(lán)波段光對應(yīng)的第四窄的藍(lán)波段信號獲取血管中的氧飽和程度，作為血管信息。根據(jù)本發(fā)明的一種處理器單元，包括用于接收來自電子內(nèi)視鏡的圖像信號的接收部分和血管信息獲取部分。所述圖像信號由用于拍攝包含血管的體內(nèi)部分的圖像的圖像傳感器獲取，同時利用至少三種類型的窄波段光作為照射光來照射體內(nèi)部分。來自三種類型的照射光中的兩種類型的照射光是窄的藍(lán)波段光和窄的綠波段光。所述血管信息獲取部分基于與三種類型的窄波段光對應(yīng)的窄波段信號來獲取血管信息。所述血管信息包括血管深度和血紅蛋白指數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一種用于獲取血管信息的方法，包括如下步驟應(yīng)用波長在400nm 至600nm內(nèi)的至少三種類型的窄波段光作為照射包含血管的體內(nèi)部分的照射光；拍攝利用照射光照射的體內(nèi)部分的圖像；和基于與三種類型的窄波段光對應(yīng)的窄波段信號來獲取血
菅fe息。根據(jù)本發(fā)明，三種類型的窄波段光具有在400nm至600nm內(nèi)的彼此不同的波段，并且包括至少一種類型的藍(lán)波段照射光和至少一種類型的綠波段照射光。三種類型的窄波段光應(yīng)用到體腔內(nèi)的包含血管的活組織。在應(yīng)用照射光期間，拍攝活組織的圖像，以便獲得與各個不同波段的窄波段光對應(yīng)的多個窄波段信號?；讷@得的多個窄波段信號，獲得包括血管深度和血紅蛋白指數(shù)的血管信息。因此，能夠精確地獲得血管信息，例如，考慮了血管深度的血紅蛋白指數(shù)和氧飽和程度。根據(jù)本發(fā)明，利用第一和第二窄的藍(lán)波段光獲得淺處的或表面的血管的信息，并且利用第三窄的綠波段光獲得深處的血管的信息。因此，能夠精確地獲得位于淺的深度至相對深(最多500nm)的深度的血管的血紅蛋白指數(shù)，這是診斷所關(guān)心的。


為了更充分地理解本發(fā)明和它的優(yōu)點，將結(jié)合附圖進(jìn)行以下說明，附圖為圖1是根據(jù)第一實施例的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的立體圖；圖2是根據(jù)第一實施例的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的框圖；圖3A是處于正常光照模式的CXD的成像操作的說明圖；圖;3B是處于特定光照模式的CXD的成像操作的說明圖；圖4是顯示第一和第二亮度比Rl和R2、血管深度、和血紅蛋白指數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系的圖表；圖5是顯示血紅蛋白的吸收系數(shù)的圖表；圖6是顯示第三和第四亮度比R3和R4、血管深度、和氧飽和程度之間的對應(yīng)關(guān)系的圖表；圖7A是其中第一和第二亮度比的坐標(biāo)(Rl*，R2*)標(biāo)繪在亮度坐標(biāo)系上的圖表；圖7B是說明如何在血管信息坐標(biāo)系上獲取與坐標(biāo)(Rl*，R2*)對應(yīng)的坐標(biāo)(K*，L*) 的圖表；圖8A是其中第三和第四亮度比的坐標(biāo)(R3*，R4*)標(biāo)繪在亮度坐標(biāo)系上的圖表；圖8B是說明如何在血管信息坐標(biāo)系上獲取與坐標(biāo)(R3*，R4*)對應(yīng)的坐標(biāo)(U*，V*) 的圖表；圖9是監(jiān)視器的平面視圖，其中僅血管深度圖像、血紅蛋白指數(shù)圖像和氧飽和度圖像中的一個顯示在監(jiān)視器上；圖10是監(jiān)視器的平面視圖，其中血管深度圖像、血紅蛋白指數(shù)圖像和氧飽和度圖像中的所有都同時顯示在監(jiān)視器上；圖11是監(jiān)視器的平面視圖，其中包括深度數(shù)據(jù)、血紅蛋白指數(shù)數(shù)據(jù)和氧飽和度數(shù)據(jù)的血管信息以文字形式顯示在監(jiān)視器上；圖12是電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的流程圖；圖13是根據(jù)第二實施例的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的框圖；圖14是特定光照模式的CXD的成像操作的說明圖；圖15是顯示紅色、綠色和藍(lán)色過濾器中的每個的光譜透射率和正常光和第一、第二、第三和第四特定光的光譜強度；圖16是根據(jù)第三實施例的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)的框圖；圖17是具有正常光透射區(qū)域和第一至第四特定光透射區(qū)域的旋轉(zhuǎn)過濾器的示意平面視圖；圖18是具有藍(lán)色、綠色和紅色過濾器的旋轉(zhuǎn)過濾器的示意平面視圖；和圖19是具有藍(lán)色、綠色和紅色過濾器和第一至第四特定光透射區(qū)域的旋轉(zhuǎn)過濾器的示意平面視圖。
具體實施例方式第一實施例如圖1所示，根據(jù)第一實施例的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10包括用于對人體腔的內(nèi)部成像的電子內(nèi)視鏡11 ；根據(jù)電子內(nèi)視鏡11獲得的圖像信號產(chǎn)生內(nèi)視鏡圖像的處理器單元12 ； 給電子內(nèi)視鏡11提供用于照亮體腔的內(nèi)部的光的光源單元13 ；和用于顯示內(nèi)視鏡圖像的監(jiān)視器。電子內(nèi)視鏡11設(shè)置有將被引導(dǎo)到人體腔中的柔性插入部分16 ；設(shè)置在插入部分 16的近端的操作部分17 ；和用于將操作部分17連接到理器單元12和光源單元13的通用塞繩(universal cord) 18。插入部分16具有在其遠(yuǎn)端的彎曲部分19。彎曲部分19包括一串連接件。彎曲部分19響應(yīng)于角度球形柄21的操作上下或從一側(cè)到一側(cè)地彎曲，角度球形柄21設(shè)置在操作部分17上。彎曲部分19設(shè)置有遠(yuǎn)端部分16a，遠(yuǎn)端部分16a具有成像的功能。通過柔性地彎曲彎曲部分19，遠(yuǎn)端部分16a在期望的方向上瞄準(zhǔn)體腔的內(nèi)部。連接器M連接到通用塞繩18的末端。連接器M是復(fù)合連接器，該復(fù)合連接器具有將連接到處理器單元12的通信連接器和將連接到光源單元13的光照明連接器 (lighting connector)。電子內(nèi)視鏡11經(jīng)連接器M可拆卸地連接到處理器單元12和光源單元13。如圖2所示，光源單元13設(shè)置有正常光源(寬波段光源)30、光閘(shutter) 31、 光閘驅(qū)動器32、第一至第四特定光源(第一至第四窄波段光源)33至35和38、耦合器 (coupler) 36、和光源切換開關(guān)(light sourceswitch) 37。正常光源30是氙燈、白色LED、 Micro White光源等，并且發(fā)射寬波段光，S卩，正常光(白光)NL，該正常光NL的波長在從紅色區(qū)域到藍(lán)色區(qū)域的寬波段內(nèi)(大約470nm至700nm)。在使用電子內(nèi)視鏡11期間正常光源30總是打開。從正常光源30發(fā)射的正常光NL通過聚焦透鏡39被會聚，并且進(jìn)入正常光透射過濾器40。光閘31設(shè)置在正常光源30和聚焦透鏡39之間。光閘31可在插入位置和縮回位置之間移動。在插入位置處，光閘31設(shè)置在正常光NL的光路上以便阻擋正常光NL。在縮回位置處，光閘31離開光路以便允許正常光NL行進(jìn)到聚焦透鏡39。光閘驅(qū)動器32連接到處理器單元12的控制器59，并基于控制器59的命令來控制光閘31的操作。第一至第四特定光源33至35和38中的每個是激光二極管、LED等，并發(fā)射特定窄波段光，即，特定光。第一特定光源33發(fā)射窄的藍(lán)波段內(nèi)的第一特定光Li，具有400士 IOnm 的波長，優(yōu)選地具有405nm的波長。第二特定光源34發(fā)射窄的藍(lán)波段內(nèi)的第二特定光L2， 具有470士 IOnm的波長，優(yōu)選地具有473nm的波長。第三特定光源35發(fā)射窄的綠波段內(nèi)的第三特定光L3，具有560士 IOnm的波長，優(yōu)選地具有560nm的波長。第四特定光源38發(fā)射窄的藍(lán)波段內(nèi)的第四特定光L4，具有440士 IOnm的波長，優(yōu)選地具有445nm的波長。第一至第四特定光源33至35和38連接到特定光透射過濾器33a至3 和38a，使得從每個光源發(fā)射的第一至第四特定光Ll至L4分別進(jìn)入第一至第四特定光透射過濾器33a至3 和 38a0耦合器36將正常光透射過濾器40和第一至第四特定光透射過濾器33a至3 和 38a連接到光導(dǎo)43，光導(dǎo)43按照路線通過電子內(nèi)視鏡11。因此，正常光NL通過正常光透射過濾器40進(jìn)入光導(dǎo)43。第一至第四特定光Ll至L4分別通過第一至第四特定光透射過濾器33a至:35a和38a進(jìn)入光導(dǎo)43。光源切換開關(guān)37連接到處理器單元12的控制器59，并且基于來自控制器59的命令打開或關(guān)閉第一至第四特定光源33至35和38中的每個。在第一實施例中，如果電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10進(jìn)入正常光模式，正常光NL應(yīng)用到體內(nèi)部分以便拍攝正常圖像，同時第一至第四特定光源33至35和38被關(guān)閉。另一方面，如果電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10進(jìn)入特定光模式，第一至第四特定光源33至35和38依次打開以便拍攝特定圖像，同時停止正常光NL的應(yīng)用。更具體地，第一特定光源33 —開始被光源切換開關(guān)37打開。同時第一特定光Ll 應(yīng)用到體內(nèi)部分，圖像被拍攝。一旦完成圖像的拍攝，控制器59命令切換光源。因此，第一特定光源33被關(guān)閉，并且第二特定光源34被打開。同時第二特定光L2應(yīng)用到體內(nèi)部分， 圖像被拍攝。一旦完成圖像的拍攝，以類似的方式，第二特定光源34被關(guān)閉，并且第三特定光源35被打開。同時第三特定光L3應(yīng)用到體內(nèi)部分，圖像被拍攝。一旦完成圖像的拍攝， 第三特定光源35被關(guān)閉，并且第四特定光源38被打開。同時第四特定光L4應(yīng)用到體內(nèi)部分，圖像被拍攝。一旦完成圖像的拍攝，第四特定光源38被關(guān)閉。電子內(nèi)視鏡11設(shè)置有光導(dǎo)43、(XD44、擬前端處理器(AFE)45、和成像控制器46。 光導(dǎo)43是大直徑光學(xué)過濾器、一串過濾器等。光導(dǎo)43的光進(jìn)入端插入光源單元13的耦合器36中，并且光導(dǎo)43的光離開端瞄準(zhǔn)照明透鏡48。來自光源單元13的正常光NL或特定光L1、L2、L3或L4通過光導(dǎo)43被引導(dǎo)，并且入射在照明透鏡48上。入射在照明透鏡48上的光應(yīng)用到體內(nèi)部分以便通過照明窗口 49檢查，照明窗口 49連接到遠(yuǎn)端部分16a的端面。 然后，正常光NL或特定光L1、L2、L3或L4從體內(nèi)部分反射，并通過成像窗口 50入射在聚焦透鏡51上，成像窗口 50連接到遠(yuǎn)端部分16a的端面。(XD44是對包括正常光NL和特定光Ll至L4的可見光敏感的單色(XD。(XD44在成像表面4 處接收來自聚焦透鏡51的光，并且將接收的光光電轉(zhuǎn)換成信號負(fù)載(signal
8charges)，并累加該信號負(fù)載。然后，該累加的信號負(fù)載被讀取，作為圖像信號。讀取的圖像信號被傳送到AFE45。利用正常光NL進(jìn)入(XD44所獲得的圖像信號被稱作正常圖像信號。利用第一至第四特定光Ll至L4進(jìn)入(XD44所獲得的圖像信號被分別稱作第一至第四圖像信號。AFE45 包括相關(guān)雙采樣電路(correlated double sampling circuit, CDS)、自動增益控制器(AGC)、和模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(A/D)(它們一個也沒有圖示)。⑶S對從(XD44輸出的圖像信號應(yīng)用相關(guān)雙采樣處理(correlateddouble sampling processing)，以便去除由于(XD44的工作引起的噪聲。在⑶S去除噪聲之后，AGC放大圖像信號。A/D將AGC放大的圖像信號轉(zhuǎn)換成預(yù)定位數(shù)的數(shù)字圖像信號，并且將該數(shù)字圖像信號輸入到處理器單元 12。成像控制器46連接到處理器單元12的控制器59，并且響應(yīng)于來自控制器59的命令將驅(qū)動信號傳送到(XD44。響應(yīng)于來自成像控制器46的驅(qū)動信號，(XD44以預(yù)定的幀速率將圖像信號輸出到AFE45。在正常光模式中，如圖3A所示，在單個幀中執(zhí)行兩步操作，該兩步操作包括對正常光NL進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換和累加信號負(fù)載的步驟；和讀取累加的信號負(fù)載作為正常圖像信號的步驟。在正常光模式期間重復(fù)該兩個步驟操作。另一方面，在特定光模式中，如圖:3B所示，在第一幀中執(zhí)行的兩步操作包括對第一特定光Ll進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并累加信號負(fù)載的步驟；和讀取累加的信號負(fù)載作為第一特定圖像信號的步驟。在完成第一特定圖像信號的讀取之后，在第二幀中執(zhí)行對第二特定光L2 進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并累加信號負(fù)載的步驟和讀取累加的信號負(fù)載作為第二特定圖像信號的步驟。在完成第二特定圖像信號的讀取之后，在第三幀中執(zhí)行對第三特定光L3進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并累加信號負(fù)載的步驟和讀取累加的信號負(fù)載作為第三特定圖像信號的步驟。在完成第三特定圖像信號的讀取之后，在第四幀中執(zhí)行對第四特定光L4進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并累加信號負(fù)載的步驟和讀取累加的信號負(fù)載作為第四特定圖像信號的步驟。這些第一至第四幀重復(fù)進(jìn)行。如圖2所示，處理器單元12包括數(shù)字信號處理器(DSP) 55、幀存儲器56、血管圖像產(chǎn)生器57、和顯示控制電路58，并且控制器59控制每個部件的操作。DSP55對從電子內(nèi)視鏡 11的AFE45輸出的正常圖像信號和第一至第四特定圖像信號應(yīng)用顏色分離處理、顏色插值處理、白平衡調(diào)節(jié)處理、灰度校正處理等，以便產(chǎn)生正常圖像和第一至第四特定圖像。DSP55 產(chǎn)生的正常圖像和第一至第四特定圖像寫入幀存儲器56。血管圖像產(chǎn)生器57包括亮度比計算器60、深度-血紅蛋白指數(shù)關(guān)系存儲器61、深度-氧飽和度關(guān)系存儲器65、深度和血紅蛋白指數(shù)計算器62、深度和氧飽和度計算器69、深度圖像產(chǎn)生器63、血紅蛋白指數(shù)圖像產(chǎn)生器64和氧飽和度圖像產(chǎn)生器78。亮度比計算器 60從存儲在幀存儲器56上的第一至第四特定圖像中的每個提取包括血管的血管區(qū)域。例如，血管區(qū)域可以基于血管部分和其它部分之間的亮度差來提取。亮度比計算器60計算位于第一至第三特定圖像之中的血管區(qū)域內(nèi)的相同位置處的像素上的第一亮度比R1，即第一特定圖像和第二特定圖像之間的亮度比的對數(shù) (Log(Bl/B》)，和第二亮度比R2，即第三特定圖像和第二特定圖像之間的亮度比的對數(shù) (Log(G/B2))0其中，Bl表示第一特定圖像中的像素的亮度值。B2表示第二特定圖像中的像素的亮度值，并且G表示第三特定圖像中的像素的亮度值。亮度比計算器60還計算第四特定圖像和第一特定圖像(B4/B1)之間的亮度比(第三亮度比)R3，和第二特定圖像和第一特定圖像(B2/B1)之間的亮度比(第四亮度比)R4。其中，B4表示第四特定圖像中的像素的亮度值。深度-血紅蛋白指數(shù)關(guān)系存儲器61存儲第一和第二亮度比Rl和R2、血紅蛋白指數(shù)、和血管深度之間的關(guān)系。通過分析以往診斷中積累的若干第一至第三特定圖像，來獲得該關(guān)系。更具體地，深度-血紅蛋白指數(shù)關(guān)系存儲器61存儲表示第一和第二亮度比Rl和 R2的亮度坐標(biāo)系79和表示血紅蛋白指數(shù)和血管深度的血管信息坐標(biāo)系83之間的關(guān)系，如圖4所示。血管信息坐標(biāo)系83是在亮度坐標(biāo)系79中建立的KL坐標(biāo)系。在血管信息坐標(biāo)系83中，K軸線表示血管深度，L軸線表示血紅蛋白指數(shù)。因為血管深度隨第一和第二亮度比Rl和R2的增加而增加，因此K軸線對于亮度坐標(biāo)系79具有正梯度。關(guān)于K軸線，越朝左邊血管變得越淺，越朝右邊血管變得越深。因為血紅蛋白指數(shù)隨第一和第二亮度比Rl和 R2增加而增加，因此L軸線對于亮度坐標(biāo)系79具有正梯度。關(guān)于L軸線，越朝左邊血紅蛋白指數(shù)變得越高，越朝右邊血紅蛋白指數(shù)變得越低。深度-氧飽和度關(guān)系存儲器65存儲第三和第四亮度比R3和R4、氧飽和程度、和血管深度之間的關(guān)系。如圖5所示，如果血管中的血紅蛋白的吸收系數(shù)ya取決于波長，則該關(guān)系保持，并且通過分析在以往診斷中積累的若干第一、第二和第四特定圖像來獲得。在圖5中，吸收系數(shù)μ a表示吸收率，該吸收率是血紅蛋白對光的吸收度，并且吸收系數(shù)μ a 是IfxpGyaXx)表示的系數(shù)，其表示應(yīng)用到血紅蛋白的光的衰減。其中，Itl表示從光源單元應(yīng)用到活組織的光的強度，X(CHl)表示活組織中的血管深度。沒有與氧組合的還原血紅蛋白70和與氧組合的氧化血紅蛋白71彼此具有不同的吸收特性。因此，還原血紅蛋白70和氧化血紅蛋白71在吸收率上表現(xiàn)出差異，除了表示相同吸收率(吸收系數(shù)μ a)的相等吸收點(圖5中的還原血紅蛋白70和氧化血紅蛋白71 的交點)例外。即使具有相同強度和相同波長的光應(yīng)用到相同的血管，這種吸收率的差也會導(dǎo)致亮度值的差。此外，在應(yīng)用具有相同強度和不同波長的兩種類型的光的情況中，因為吸收系數(shù)μ a取決于光的波長，因此，亮度值會隨光的類型而變化?？紤]到如上所述的血紅蛋白的吸收特性，優(yōu)選的，第一、第二和第四特定光Li、L2 和L4中的至少一個具有中點在450nm或更小的波段，因為在445nm和405nm的波長處吸收率隨氧飽和程度變化，具有到達(dá)深距離的短波長的光需要去提取血管深度的信息。波長的差導(dǎo)致吸收系數(shù)的差和在粘膜中到達(dá)的深度的差，而不管相同的氧飽和程度。因此，通過利用光的到達(dá)深度取決于波長的光的特性，能夠獲得亮度比和血管深度之間的關(guān)系。深度-氧飽和度關(guān)系存儲器65存儲表示第三和第四亮度比R3和R4的亮度坐標(biāo)系66和表示氧飽和程度和血管深度的血管信息坐標(biāo)系67之間的關(guān)系，如圖6所示。血管信息坐標(biāo)系67是在亮度坐標(biāo)系66上建立的UV坐標(biāo)系。U軸線表示血管深度，并且V軸線表示氧飽和程度。因為血管深度隨第三和第四亮度比R3和R4增加而增加，因此U軸線對于亮度坐標(biāo)系66具有正梯度。關(guān)于U軸線，越朝右上血管變得越淺，越朝左下血管變得越深。因為氧飽和程度隨第三和第四亮度比R3和R4的增加而降低，因此V軸線對于亮度坐標(biāo)系66具有負(fù)梯度。關(guān)于V軸線，越朝左上氧飽和程度變得越低，越朝右下氧飽和程度變得越高。
10
在血管信息坐標(biāo)系67中，U軸線和V軸線在交叉點P處彼此以直角相交。這是因為在應(yīng)用的第四特定光L4和應(yīng)用的第二特定光L2之間吸收率的數(shù)值關(guān)系(magnitude relation)被顛倒。換言之，如圖5所示，在具有440士 IOnm的波長的第四特定光L4的應(yīng)用中，還原血紅蛋白70的吸收系數(shù)大于具有更高的氧飽和程度的氧化血紅蛋白71的吸收系數(shù)。另一方面，在具有470士 IOnm的波長的第二特定光L2的應(yīng)用中，氧化血紅蛋白71的吸收系數(shù)大于還原血紅蛋白70的吸收系數(shù)。如果吸收率的數(shù)值關(guān)系沒有被顛倒的其它類型的特定光被應(yīng)用來代替第一、第二和第四特定光Li、L2和L4，那么U和V軸線不會以直角相交。在具有400士 IOnm的波長的第一特定光Ll的應(yīng)用中，氧化血紅蛋白71的吸收系數(shù)基本等于還原血紅蛋白70的吸收系數(shù)。如圖7A所示，深度和血紅蛋白指數(shù)計算器62在亮度坐標(biāo)系79中標(biāo)繪出與第一和第二亮度比Rl*和R2*對應(yīng)的是測量值的坐標(biāo)(R1*，R2*)。在標(biāo)繪出坐標(biāo)(R1*，R2*)之后， 如圖7B所示，在血管信息坐標(biāo)系83中識別與坐標(biāo)(R1*，R2*)對應(yīng)的坐標(biāo)(L*，L*)。因此， 獲得關(guān)于血管區(qū)域中的預(yù)定位置的像素的深度數(shù)據(jù)K*和血紅蛋白指數(shù)數(shù)據(jù)L*。如圖8A所示，深度和氧飽和度計算器69在亮度坐標(biāo)系66中標(biāo)繪出與第三和第四亮度比R3*和R4*對應(yīng)的是測量值的坐標(biāo)(R3*，R4*)。在標(biāo)繪出坐標(biāo)(R3*，R4*)之后，如圖8B所示，在血管信息坐標(biāo)系67中識別與坐標(biāo)(R3*，R4*)對應(yīng)的坐標(biāo)(U*，V*)。因此，獲得關(guān)于血管區(qū)域中的預(yù)定位置的像素的深度數(shù)據(jù)U*和氧飽和度數(shù)據(jù)V*。深度圖像產(chǎn)生器63具有顏色圖(CM) 63a，以便根據(jù)血管深度給血管區(qū)域內(nèi)的每個像素分配顏色數(shù)據(jù)。顏色圖63a描述顏色分配，以便清晰地區(qū)別血管深度，例如，以該方式， 將藍(lán)色分配給淺處的血管，將綠色分配給中間的血管，并且將紅色分配給深處的血管。深度圖像產(chǎn)生器63基于顏色圖63a限定與通過深度和血紅蛋白指數(shù)計算器62獲得的深度數(shù)據(jù) K*對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)。該顏色數(shù)據(jù)可以根據(jù)通過深度和氧飽和度計算器69獲得的深度數(shù)據(jù) U*限定。在血管區(qū)域內(nèi)的每個像素上限定顏色數(shù)據(jù)之后，深度圖像產(chǎn)生器63從幀存儲器 56讀取正常圖像，并且將該顏色數(shù)據(jù)結(jié)合到讀取的正常圖像中。因此，利用結(jié)合的血管深度，產(chǎn)生血管深度圖像。產(chǎn)生的血管深度圖像寫入幀存儲器56。顏色數(shù)據(jù)可以結(jié)合到第一至第三特定圖像中的任一個或根據(jù)第一至第三特定圖像產(chǎn)生的組合圖像中，而不是正常圖像中。血紅蛋白指數(shù)圖像產(chǎn)生器64具有顏色圖(CM)64a，以便根據(jù)血紅蛋白指數(shù)的度給血管區(qū)域內(nèi)的每個像素分配顏色數(shù)據(jù)。顏色圖6 描述顏色分配，以便清晰地區(qū)別血紅蛋白指數(shù)的度，例如，以該方式，將紅色分配給低血紅蛋白指數(shù)，將灰色分配給中間血紅蛋白指數(shù)，并且將青色分配給高血紅蛋白指數(shù)。血紅蛋白指數(shù)圖像產(chǎn)生器64基于顏色圖6 限定與通過深度和血紅蛋白指數(shù)計算器62獲得的血紅蛋白指數(shù)數(shù)據(jù)L*對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)。該顏色數(shù)據(jù)結(jié)合到正常圖像中，以便利用模擬顏色產(chǎn)生血紅蛋白指數(shù)圖像。產(chǎn)生的血紅蛋白指數(shù)圖像寫入幀存儲器56中，就隨血管深度圖像一起。氧飽和度圖像產(chǎn)生器78具有顏色圖(CM) 78a,以便根據(jù)氧飽和程度給血管區(qū)域內(nèi)的每個像素分配顏色數(shù)據(jù)。顏色圖78a描述顏色分配，以便清晰地區(qū)別氧飽和程度，例如， 以該方式，將青色分配給低氧飽和程度，將紫紅色分配給中間氧飽和程度，并將黃色分配給高氧飽和程度。氧飽和度圖像產(chǎn)生器78基于顏色圖78a限定與通過深度和氧飽和度計算器69獲得的氧飽和度數(shù)據(jù)V*對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)。該顏色數(shù)據(jù)結(jié)合到正常圖像中，以便產(chǎn)生氧飽和度圖像。產(chǎn)生的氧飽和度圖像寫入幀存儲器56，就隨血管深度圖像一起。顯示控制電路58從幀存儲器56讀取一個或多個圖像，并且在監(jiān)視器14上顯示該一個圖像或多個圖像。存在各種圖案的顯示。例如，如圖9所示，正常圖像72顯示在監(jiān)視器14的一半上，通過圖像切換按鈕68 (見圖2、選擇的血管深度圖像73、血紅蛋白指數(shù)圖像84和氧飽和度圖像74中的一個可以顯示在監(jiān)視器14的剩余的一半上。在圖8的血管深度圖像73中，血管圖像75被著成藍(lán)色用于表示淺處的血管，血管圖像76被著成綠色用于表示中間的血管，并且血管圖像77被著成紅色用于表示深處的血管。在血紅蛋白指數(shù)圖像84中，血管圖像86被著成紅色用于表示低血紅蛋白指數(shù)，并且血管圖像87被著成灰色用于表示中間血紅蛋白指數(shù)，并且血管圖像88被著成青色用于表示高血紅蛋白指數(shù)。在氧飽和度圖像74中，血管圖像80被著成青色用于表示低氧飽和程度，并且血管圖像81被著成紫紅色用于表示中間氧飽和程度，并且血管圖像82被著成黃色用于表示高氧飽和程度。血管深度圖像73、血紅蛋白指數(shù)圖像84和氧飽和度圖像74的所有三種圖像可以同時顯示，如圖10所示。否則，如圖11所示，一旦通過鼠標(biāo)(未圖示)等點擊監(jiān)視器14上顯示的正常圖像72而選擇了任意的血管85時，血管85的深度(D)、氧飽和程度(Sa02)和血紅蛋白指數(shù)(HbI)可以以文字顯示。在圖11的顯示圖案中，血管深度圖像73、血紅蛋白指數(shù)圖像84和氧飽和度圖像74沒有被顯示。下面將參照圖12來說明電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10的操作。通過控制臺23上的操作，電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10被從正常光模式切換到特定光模式(Si)。一旦切換到特定光模式，在切換時拍攝的正常圖像寫入幀存儲器56(s》用于產(chǎn)生血管深度圖像、血紅蛋白指數(shù)圖像和氧飽和度圖像。在控制臺23的操作之前拍攝的正常圖像而可以用于產(chǎn)生血管深度圖像等。然后，當(dāng)控制器59對光間驅(qū)動器32發(fā)送正常光應(yīng)用停止命令時，光間驅(qū)動器32 將光閘31從縮回位置移動到插入位置，以便停止將正常光NL應(yīng)用到待檢查的體內(nèi)部分。一旦停止應(yīng)用正常光NL，就從控制器59向光源切換開關(guān)37發(fā)送特定光應(yīng)用開始命令。因此， 光源切換開關(guān)37打開第一特定光源33，將第一特定光Ll應(yīng)用到體內(nèi)部分(S3)。一旦應(yīng)用了第一特定光Li，控制器59給成像控制器46發(fā)送圖像拍攝命令。因此，在第一特定光Ll 下拍攝圖像(S4)，并且獲得的第一特定圖像信號通過AFE45發(fā)送到DSP55。在DSP55中，第一特定圖像根據(jù)第一特定圖像信號產(chǎn)生。產(chǎn)生的第一特定圖像寫入幀存儲器56。 在第一特定圖像寫入幀存儲器56之后，響應(yīng)于來自控制器59的光源切換命令，光源切換開關(guān)37將應(yīng)用的光從第一特定光Ll切換到第二特定光L2(S5)。然后，在第二特定光L2下拍攝圖像(S6)，如上所述，并且根據(jù)第二特定圖像信號產(chǎn)生第二特定圖像。產(chǎn)生的第二特定圖像寫入幀存儲器56。在第二特定圖像寫入幀存儲器56之后，響應(yīng)于來自控制器59的光源切換命令，光源切換開關(guān)37將應(yīng)用的光從第二特定光L2切換到第三特定光L3(S7)。然后，在第三特定光L3下拍攝圖像(S8)，并且根據(jù)第三特定圖像信號產(chǎn)生第三特定圖像。產(chǎn)生的第三特定圖像寫入幀存儲器56。在第三特定圖像寫入幀存儲器56之后，響應(yīng)于來自控制器59的光源切換命令，光源切換開關(guān)37將應(yīng)用的光從第三特定光L3切換到第四特定光L4(S9)。然后，在第四特定光L4下拍攝圖像(SlO)，并且根據(jù)第四特定圖像信號產(chǎn)生第四特定圖像。產(chǎn)生的第四特定圖像寫入幀存儲器56。在正常圖像和第一至第四特定圖像寫入幀存儲器56之后，亮度比計算器60從第一至第四特定圖像的每個中提取包含血管的血管區(qū)域。然后，亮度比計算器60計算位于血管區(qū)域內(nèi)的相同位置的像素上的根據(jù)第一和第二特定圖像的第一亮度比R1*、根據(jù)第三和第二特定圖像的第二亮度比R2*、根據(jù)第四和第一特定圖像的第三亮度比R3*、和根據(jù)第二和第一特定圖像的第四亮度比R4*(S11)。接下來，深度和血紅蛋白指數(shù)計算器62基于深度-血紅蛋白指數(shù)關(guān)系存儲器61 中存儲的關(guān)系，在血管信息坐標(biāo)系83中識別與第一和第二亮度比Rl*和R2*對應(yīng)的是測量值的坐標(biāo)(K*，L*)。因此，獲得血管區(qū)域內(nèi)的預(yù)定像素上的深度數(shù)據(jù)K*和血紅蛋白指數(shù)數(shù)據(jù)L*(S⑵。一旦獲得深度數(shù)據(jù)K*和血紅蛋白指數(shù)數(shù)據(jù)L*，就根據(jù)深度圖像產(chǎn)生器63的CM 63a來限定與深度數(shù)據(jù)K*對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)。根據(jù)血紅蛋白指數(shù)圖像產(chǎn)生器64的CM 6 來限定與血紅蛋白指數(shù)數(shù)據(jù)L*對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)(S13)。限定的顏色數(shù)據(jù)寫入處理器單元12 中的RAM(未圖示)。接下來，深度和氧飽和度計算器69基于存儲在深度-氧飽和度關(guān)系存儲器65 中的關(guān)系，在血管信息坐標(biāo)系67中識別與第三和第四亮度比R3*和R4*對應(yīng)的是測量值的坐標(biāo)(U*，V*)。因此，獲得了血管區(qū)域內(nèi)的預(yù)定像素上的深度數(shù)據(jù)U*和氧飽和度數(shù)據(jù) V*(S14)。在該實施例中不使用深度數(shù)據(jù)U*，因為它與上述的深度數(shù)據(jù)K*相同。然后，根據(jù)氧飽和度圖像產(chǎn)生器78的CM 78a來限定與氧飽和度數(shù)據(jù)V*對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)。限定的顏色數(shù)據(jù)寫入處理器單元12的RAM(未圖示)。通過重復(fù)上述步驟Sll至S15直至步驟S16變成“是”，就獲得了血管區(qū)域內(nèi)的每個像素上的深度數(shù)據(jù)K*、血紅蛋白指數(shù)數(shù)據(jù)L*和氧飽和度數(shù)據(jù)V*。此外，限定與深度數(shù)據(jù) K*、血紅蛋白指數(shù)數(shù)據(jù)L*和氧飽和度數(shù)據(jù)V*中的每個對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)。在獲得了血管區(qū)域內(nèi)的每個像素上的深度數(shù)據(jù)、血紅蛋白指數(shù)數(shù)據(jù)、氧飽和度數(shù)據(jù)、和與它們對應(yīng)的顏色數(shù)據(jù)(S16中的“是”)之后，深度圖像產(chǎn)生器63從幀存儲器56讀取正常圖像。深度圖像產(chǎn)生器63將寫入RAM的顏色數(shù)據(jù)結(jié)合到正常圖像中，以便產(chǎn)生血管深度圖像。血紅蛋白指數(shù)圖像產(chǎn)生器64以與血管深度圖像相似的方式產(chǎn)生血紅蛋白指數(shù)圖像。氧飽和度圖像產(chǎn)生器78還以相似方式產(chǎn)生氧飽和度圖像(S17)。產(chǎn)生的血管深度圖像，血紅蛋白指數(shù)圖像和氧飽和度圖像寫入幀存儲器56。顯示控制電路58從幀存儲器56讀取每個圖像，并且在監(jiān)視器14上顯示正常圖像 72、血管深度圖像73、血紅蛋白指數(shù)圖像84和氧飽和度圖像74(S18)，如圖9或圖10所示。 在圖9中，血管深度圖像73、血紅蛋白指數(shù)圖像84和氧飽和度圖像72中的一個與正常圖像 72—起顯示在監(jiān)視器14上。在圖10中，四個圖像，正常圖像72、血管深度圖像73、血紅蛋白指數(shù)圖像84和氧飽和度圖像74同時顯示在監(jiān)視器14。第二實施例在根據(jù)第二實施例的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)100中，如圖13所示，(XD90是具有R、G、和 B像素的彩色CCD。此外，在特定光模式中，正常光NL應(yīng)用到待檢查的體內(nèi)部分，而不是第三特定光L3，如圖14所示。利用在應(yīng)用正常光NL中從CXD 90的G像素獲得的圖像信號來計算第二亮度比R2。根據(jù)第二實施例的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)100不使用第三特定光L3，因此不具有第三特定光源。因為根據(jù)第二實施例的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)100的其它部件與第一實施例基本相似，因此省略它們的說明。CXD 90的R、G和B像素分別具有R、G和B顏色過濾器。參照圖15，R、G和B顏色過濾器分別具有光譜透射率54、53和52。因為正常光NL具有大約470nm至700nm的波長， 因此所有的R、G和B像素對正常光NL敏感。另一方面，第一特定光Ll具有405 士 IOnm的波長，僅B像素對第一特定光Ll敏感。因為第二特定光L2具有470士 IOnm的波長，因此B和 G像素對第二特定光L2敏感，同時R像素對它不敏感。因為第四特定光L4具有440士 IOnm 的波長，僅B像素對第四特定光L4敏感。如上所述，在CXD 90中，敏感的像素取決于應(yīng)用的光的類型。因此，用于計算第一至第四亮度比Rl至R4的方法不同于第一實施例。在第二實施例中，基于在第一特定光Ll 下CXD 90的B像素獲得的亮度值Bl和在第二特定光L2下B像素獲得的亮度值B2，通過 Log(Bl/B2)計算第一亮度比R1?；谠诘诙囟ü釲2下B像素獲得的亮度值B2和在正常光NL下G像素獲得的亮度值Broad_G，通過Log (Br0ad_G/BW計算第二亮度比R2?；谠诘谝惶囟ü釲l下CXD 90的B像素獲得的亮度值Bl和在第四特定光L4下 B像素獲得的亮度值B4，通過B4/B1計算第三亮度比R3。此外，基于在第二特定光L2下CXD 90的B像素獲得的亮度值B2和在第一特定光Ll下B像素獲得的亮度值Bi，通過B2/B1計算第四亮度比R4。第三實施例在第三實施例中，沒有提供第一至第四特定光源中。替代地，聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器將正常光NL的反射光分離成第一至第四特定光Ll至L4。如圖16所示，根據(jù)第三實施例的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)110與第一實施例的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)10相同，除了在電子內(nèi)視鏡11中設(shè)置聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器111和去除了第一至第四特定光源33至35和38之外。根據(jù)第三實施例的電子內(nèi)視鏡110設(shè)置有聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器111，該聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器111設(shè)置在成像窗口 50和聚焦透鏡51之間。在正常光模式中，聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器111不被致動，使得從待檢查的體內(nèi)部分反射的正常光NL入射在CCD 44上。在特定光模式中，在從體內(nèi)部分反射的正常光NL之中，聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器111僅讓特定波長的光通過并阻擋其它波長的光通過，以便產(chǎn)生第一至第四特定光Ll至L4。聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器111 一開始選擇性地讓第一特定光Ll通過，然后選擇性地依次讓第二特定光L2、 第三特定光L3和第四特定光L4通過，但是該次序是可以改變的。聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器 111連接到成像控制器46，并且每當(dāng)執(zhí)行分光時就發(fā)送分光信號(spectroscopic signal) 給成像控制器46。基于分光信號，成像控制器46發(fā)送圖像拍攝命令給CXD 44。因此，每當(dāng)執(zhí)行分光時，CXD 44拍攝圖像，并且因此輸出第一至第四分光圖像信號，如同第一實施例的情況。在第三實施例中，在成像窗口 50和聚焦透鏡51之間可以使用特定(XD，而不是提供聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器111。該特定C⑶具有設(shè)置有僅讓正常光NL中的第一特定光Ll 通過的過濾器的第一像素；設(shè)置有僅讓第二特定光L2通過的過濾器的第二像素；設(shè)置有僅讓第三特定光L3通過的過濾器的第三像素；和設(shè)置有僅讓第四特定光L4通過的過濾器的第四像素。在第一實施例中，第一至第四特定光源用于產(chǎn)生第一至第四特定光Ll至L4。然而，去除了提供的第一至第四特定光源，可以設(shè)置如圖17所示的旋轉(zhuǎn)過濾器130去提取第一至第四特定光Ll至L4，而不是圖2的光閘31。旋轉(zhuǎn)過濾器130包括正常光透射區(qū)域 131，其用于讓從正常光源30發(fā)射的正常光NL的整個分量通過；第一特定光透射區(qū)域132， 其用于讓來自正常光NL的第一特定光Ll的分量通過；第二特定光透射區(qū)域133，其用于讓第二特定光L2的分量通過；第三特定光透射區(qū)域134，其用于讓第三特定光L3的分量通過；和第四特定光透射區(qū)域135，其用于讓第四特定光L4的分量通過。旋轉(zhuǎn)過濾器130是可旋轉(zhuǎn)的，使得區(qū)域(過濾器)131至135根據(jù)應(yīng)用的光被設(shè)置在正常光源30的光路中。如果去除正常光透射區(qū)域131，在應(yīng)用正常光NL到體內(nèi)部分中，旋轉(zhuǎn)過濾器130可以從正常光源30的光路退出。在第一實施例中，通過每當(dāng)應(yīng)用第一至第四特定光Ll至L4中的每個時拍攝圖像， 在特定光模式中拍攝了四幀的圖像。然而，第一至第四特定光Ll至L4可以同時應(yīng)用到體內(nèi)部分，以便將待拍攝的幀的數(shù)量減少到一個。為了從同時應(yīng)用光所獲得的單個圖像信號中取得第一至第四特定圖像信號，上述特定CXD是有用的。在第一實施例中，在從正常光源發(fā)射的正常光NL直接應(yīng)用到體內(nèi)部分時，單色 CCD拍攝圖像，并且根據(jù)該單色CCD所獲得的正常圖像信號產(chǎn)生正常圖像。然而，用于產(chǎn)生正常圖像的方法不局限于此。例如，正常圖像可以通過幀序方法產(chǎn)生。在幀序方法中，旋轉(zhuǎn)過濾器143具有B、G 和R三種顏色過濾器140至142，如圖18所示，該旋轉(zhuǎn)過濾器143設(shè)置在正常光源的前方。 在產(chǎn)生正常圖像中，旋轉(zhuǎn)過濾器143旋轉(zhuǎn)，使得B顏色過濾器140、G顏色過濾器141和R顏色過濾器142依次地設(shè)置在正常光NL的光路中。通過旋轉(zhuǎn)過濾器143的這種旋轉(zhuǎn)，藍(lán)色、 綠色和紅色光依次地應(yīng)用到體內(nèi)部分。每當(dāng)應(yīng)用每種顏色的光時，單色CCD拍攝圖像，從而獲得三種顏色的圖像信號， 即，藍(lán)色、綠色和紅色圖像信號。根據(jù)三種顏色的圖像信號產(chǎn)生彩色正常圖像。在幀序方法中，在三種顏色的圖像信號之中存在時滯，因為每當(dāng)應(yīng)用每種顏色的光時就拍攝圖像。因此，如果在切換將被應(yīng)用的顏色的光期間電子內(nèi)視鏡的體內(nèi)部分或插入部分移動，那么產(chǎn)生的正常圖像就會模糊。在幀序方法中，如圖19所示，旋轉(zhuǎn)過濾器150可以設(shè)置有與圖18 相似的B、G和R三種顏色過濾器151至153和與圖17相似的第一至第四特定光透射區(qū)域 154至157。這就不需要在光源單元13中提供第一至第四特定光源33至35和38?？梢允褂猛椒椒óa(chǎn)生正常圖像，而不是幀序方法。該同步方法使用具有敏感性取決于波長的B、G和R像素的彩色(XD。為了產(chǎn)生正常圖像，正常光NL直接應(yīng)用到體內(nèi)部分，并且從人體部分反射的正常光NL被彩色CCD接收。因此，藍(lán)色、綠色和紅色圖像信號分別同時從B、G和R像素輸出。根據(jù)這些三種顏色的圖像信號產(chǎn)生正常圖像。在同步方法中，如上所述，時滯不會發(fā)生，因為三種顏色的圖像信號同時輸出。因此，即使電子內(nèi)視鏡的體內(nèi)部分或插入部分移動，正常圖像也不會模糊。作為彩色CCD，可以使用具有互補的三種顏色C (青色)、M(紫紅色)和Y (黃色)的過濾器的補色CCD，而不是具有主色R、G和B的過濾器的主色(XD。本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于具有插入部分的可插入的電子內(nèi)視鏡等，而且可以應(yīng)用于密封囊內(nèi)視鏡(capsule endoscope)，在該密封囊內(nèi)視鏡中，圖像傳感器(例如CCD)包含在密封囊中。
盡管已經(jīng)通過參照附圖的優(yōu)選實施例全面地說明了本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員而言，各種變化和修改是顯然的。因此，在不脫離本發(fā)明的保護范圍的情況下， 這些變化和修改應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為落入本發(fā)明的保護范圍中。
權(quán)利要求
1.一種電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，包括光應(yīng)用部分，所述光應(yīng)用部分用于將用作照射光的、波長在400nm至600nm內(nèi)的至少三種類型的窄波段光應(yīng)用到包含血管的體內(nèi)部分，來自三種類型的照射光中的兩種類型的照射光是窄的藍(lán)波段光和窄的綠波段光；圖像傳感器，所述圖像傳感器用于拍攝利用照射光照射的體內(nèi)部分的圖像；和血管信息獲取部分，所述血管信息獲取部分基于與三種類型的窄波段光相對應(yīng)的窄波段信號來獲取血管信息，所述血管信息包括血管深度和血紅蛋白指數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中三種類型的照射光包括第一窄的藍(lán)波段光、第二窄的藍(lán)波段光和第三窄的綠波段光；并且與三種類型的窄波段光對應(yīng)的窄波段信號包括第一窄的藍(lán)波段信號、第二窄的藍(lán)波段信號和第三窄的綠波段信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，還包括亮度比計算部分，所述亮度比計算部分用于計算第一窄的藍(lán)波段信號和第二窄的藍(lán)波段信號之間的第一亮度比、和第三窄的綠波段信號和第二窄的藍(lán)波段信號之間的第二亮度比；和存儲器，所述存儲器用于預(yù)先存儲相對于第一和第二亮度比的血管深度和血紅蛋白指數(shù)之間的關(guān)系，其中，所述血管信息獲取部分基于存儲器中存儲的關(guān)系從第一和第二亮度比獲取血管深度和血紅蛋白指數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中所述存儲器預(yù)先存儲表示第一和第二亮度比的亮度坐標(biāo)系和表示血管深度和血紅蛋白指數(shù)的血管信息坐標(biāo)系之間的關(guān)系；并且所述血管信息獲取部分在亮度坐標(biāo)系上標(biāo)繪出第一和第二亮度比的坐標(biāo)，然后從血管信息坐標(biāo)系讀取與所標(biāo)繪的坐標(biāo)相對應(yīng)的血管深度和血紅蛋白指數(shù)的坐標(biāo)，以便識別血管深度和血紅蛋白指數(shù)的數(shù)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中所述第一窄的藍(lán)波段光具有 405士 IOnm的波長，所述第二窄的藍(lán)波段光具有470士 IOnm的波長，并且所述第三窄的綠波段光具有560 士 IOnm的波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中所述光應(yīng)用部分選擇性地發(fā)射第一窄的藍(lán)波段光、第二窄的藍(lán)波段光和第三窄的綠波段光；并且所述圖像傳感器在第一窄的藍(lán)波段光下拍攝圖像以便獲得一幀中的第一窄的藍(lán)波段信號，在第二窄的藍(lán)波段光下拍攝圖像以便獲得一幀中的第二窄的藍(lán)波段信號，和在第三窄的綠波段光下拍攝圖像以便獲得一幀中的第三窄的綠波段信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中所述光應(yīng)用部分包括白光源，所述白光源用于發(fā)射白寬波段光；和波段限制部分，所述波段限制部分設(shè)置在白光源和圖像傳感器之間，所述波段限制部分從寬波段光選擇性地提取三種類型的窄波段光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中所述波段限制部分是聲學(xué)-光學(xué)可調(diào)過濾器ο
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中所述波段限制部分是旋轉(zhuǎn)過濾器，所述旋轉(zhuǎn)過濾器具有用于選擇性地讓三種類型的窄波段光通過的多個過濾器。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)，其中所述照射光還包括第四窄的藍(lán)波段光，所述第四窄的藍(lán)波段光具有440士 IOnm的波長，并且從與第四窄的藍(lán)波段光相對應(yīng)的第四窄的藍(lán)波段信號獲取血管中的氧飽和程度，作為血管信息。
11.一種連接到電子內(nèi)視鏡的處理器單元，包括接收部分，所述接收部分用于接收來自電子內(nèi)視鏡的圖像信號，所述圖像信號由用于拍攝包含血管的體內(nèi)部分的圖像的圖像傳感器獲取，同時利用至少三種類型的窄波段光作為照射光來照射體內(nèi)部分，來自三種類型的照射光中的兩種類型的照射光是窄的藍(lán)波段光和窄的綠波段光；和血管信息獲取部分，所述血管信息獲取部分基于與三種類型的窄波段光對應(yīng)的窄波段信號來獲取血管信息，所述血管信息包括血管深度和血紅蛋白指數(shù)。
12.一種用于獲取血管信息的方法，包括如下步驟將作為照射光的、波長在400nm至600nm內(nèi)的至少三種類型的窄波段光應(yīng)用到包含血管的體內(nèi)部分，來自三種類型的照射光中的兩種類型的照射光是窄的藍(lán)波段光和窄的綠波段光；拍攝利用照射光照射的體內(nèi)部分的圖像；和基于與三種類型的窄波段光相對應(yīng)的窄波段信號來獲取血管信息，所述血管信息包括血管深度和血紅蛋白指數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電子內(nèi)視鏡系統(tǒng)。在一種特定光模式中，在第一至第四特定光下拍攝第一至第四特定圖像，第一至第四特定光是窄波段光。亮度比計算器從每個特定圖像提取包含血管的血管區(qū)域。亮度比計算器根據(jù)特定圖像計算血管區(qū)域內(nèi)的每個像素上的第一至第四亮度比。深度和血紅蛋白指數(shù)計算器基于預(yù)先存儲的血管深度和血紅蛋白指數(shù)之間的關(guān)系，來計算與第一和第二亮度比對應(yīng)的血管深度和血紅蛋白指數(shù)。深度和氧飽和度計算器基于預(yù)先存儲的血管深度和氧飽和程度之間的關(guān)系，來計算與第三和第四亮度比對應(yīng)的氧飽和程度。
文檔編號A61B1/00GK102197984SQ20111003653
公開日2011年9月28日 申請日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
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