專利名稱：圖像顯示方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于顯示通過(guò)以特殊光照射待觀察區(qū)域而得到的該待觀察區(qū)域的特殊圖像的圖像顯示方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
通常，用于觀察患者體腔內(nèi)的組織的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)廣為人知。此外，通過(guò)以白光照射患者體腔內(nèi)的待觀察區(qū)域來(lái)獲得這些區(qū)域的普通圖像以及將這些普通圖像顯示在監(jiān)控器屏幕上的電子內(nèi)窺鏡系統(tǒng)被廣泛用于實(shí)際應(yīng)用中。作為這樣的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，例如，已經(jīng)提出了獲得自體熒光圖像和普通圖像、并將這兩種圖像顯示在監(jiān)控器屏幕上的熒光內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。該熒光內(nèi)窺鏡系統(tǒng)通過(guò)對(duì)利用激勵(lì)光進(jìn)行照射而從待觀察區(qū)域輸出的自體熒光的圖像進(jìn)行成像來(lái)獲得自體熒光圖像。·作為熒光內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，已經(jīng)提出了這樣的一種系統(tǒng)，其例如通過(guò)預(yù)先在患者體內(nèi)注射ICG (吲哚花青緑)、并通過(guò)利用激勵(lì)光照射待觀察區(qū)域檢測(cè)患者血管內(nèi)的ICG的熒光來(lái)獲得熒光圖像。此處，在上述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中獲得的熒光圖像不代表整個(gè)待觀察區(qū)域(諸如器官)，而是僅代表待觀察區(qū)域的光輸出部分。因此，當(dāng)僅觀察熒光圖像時(shí)，可以觀察到待觀察區(qū)域的光輸出部分，而不能觀察到該光輸出區(qū)域周圍的區(qū)域。因此，不能識(shí)別出該光輸出部分位于待觀察區(qū)域的何處。為了解決該問(wèn)題，例如，可以同時(shí)顯示普通圖像和熒光圖像。然而，由于這兩個(gè)圖像単獨(dú)進(jìn)行顯示，因此仍不能準(zhǔn)確識(shí)別熒光圖像的光輸出部分位于普通圖像的何處。因此，例如，日本未審查專利公開(kāi)第9 (1997)-154812號(hào)(專利文獻(xiàn)I)、日本未審查專利公開(kāi)第2002-010968號(hào)(專利文獻(xiàn)2)、日本未審查專利公開(kāi)第2005-349007號(hào)(專利文獻(xiàn)3)、日本未審查專利公開(kāi)第2006-175052號(hào)(專利文獻(xiàn)4)、以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第20070073104號(hào)(專利文獻(xiàn)5)提出了如下識(shí)別熒光圖像的光輸出部分的位置的方法將代表普通圖像的普通圖像信號(hào)與代表熒光圖像的熒光圖像信號(hào)組合在一起來(lái)生成新的合成圖像信號(hào)、并基于所述合成圖像信號(hào)顯示合成圖像。此外，日本未審查專利公開(kāi)第2008-259591號(hào)(專利文獻(xiàn)6)提出了另ー種用于識(shí)別熒光圖像的光輸出部分的位置的方法。在專利文獻(xiàn)6中，通過(guò)利用激勵(lì)光照射待觀察區(qū)域并通過(guò)利用包含熒光波長(zhǎng)帶的照明光照射該待觀測(cè)區(qū)域來(lái)觀察熒光圖像的光輸出部分與該光輸出部分的背景圖像。但是，如在專利文獻(xiàn)I至5中，當(dāng)通過(guò)將普通圖像和熒光圖像組合在一起來(lái)生成合成圖像時(shí)，存在著由于難以觀察熒光圖像的光輸出部分的灰度(gradient)等而使得不能得到必需的信息的風(fēng)險(xiǎn)。此外，如在專利文獻(xiàn)6中，當(dāng)以包含熒光波長(zhǎng)帶的照明光照射待觀察區(qū)域吋，需要額外提供濾光器、光源等。因此,增加了生產(chǎn)成本,并且設(shè)備尺寸變大。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述情況，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供圖像顯示方法及設(shè)備，其顯示使得能夠準(zhǔn)確識(shí)別熒光圖像的光輸出部分在待觀察區(qū)域中的位置、并且能夠準(zhǔn)確代表諸如該光輸出部分的灰度的信息的圖像。本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備是這樣的圖像顯示設(shè)備，其包括圖像獲取單元，其獲取基于通過(guò)以可見(jiàn)光照射待觀察區(qū)域而從所述待觀察區(qū)域輸出的光的可見(jiàn)圖像，和基于通過(guò)以不同于所述可見(jiàn)光的波長(zhǎng)帶的波長(zhǎng)帶中的特殊光照射所述待觀察區(qū)域而從所述待觀察區(qū)域輸出的光的特殊圖像；提取圖像產(chǎn)生單元，其通過(guò)提取代表所述可見(jiàn)圖像的圖像數(shù)據(jù)的一部分來(lái)產(chǎn)生提取圖像；重疊處理單元，其通過(guò)將由所述提取圖像產(chǎn)生單元產(chǎn)生的提取圖像重疊在所述特殊圖像上來(lái)產(chǎn)生重疊圖像；以及
顯示單元，其對(duì)由所述重疊處理單元產(chǎn)生的重疊圖像進(jìn)行顯示。在本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備中，提取圖像產(chǎn)生單元可以通過(guò)提取包括在所述可見(jiàn)圖像中的至少一個(gè)輪廓來(lái)產(chǎn)生所述提取圖像?？商鎿Q地，提取圖像產(chǎn)生單元可以通過(guò)提取包括在所述可見(jiàn)圖像中的具有預(yù)定尺寸或更大尺寸的至少一個(gè)封閉區(qū)域來(lái)產(chǎn)生所述提取圖像。此外，所述顯示單元以以下方式進(jìn)行顯示當(dāng)代表通過(guò)以所述特殊光進(jìn)行照射而輸出光的區(qū)域的一部分特殊圖像的尺寸大于等于預(yù)定閾值時(shí)不顯示所述重疊圖像，而顯示未重疊所述提取圖像的所述特殊圖像。此外，該設(shè)備還可以包括輪廓增強(qiáng)處理單元，其對(duì)所述可見(jiàn)圖像執(zhí)行輪廓增強(qiáng)處理，并且所述顯示單元可以顯示已經(jīng)進(jìn)行了輪廓增強(qiáng)處理的可見(jiàn)圖像。 所述特殊光可以是激勵(lì)光。所述激勵(lì)光可以是近紅外光。所述可見(jiàn)光可以是白光。本發(fā)明的圖像顯示方法是包括以下步驟的圖像顯示方法獲取基于通過(guò)以可見(jiàn)光照射待觀察區(qū)域而從所述待觀察區(qū)域輸出的光的可見(jiàn)圖像，并且獲取基于通過(guò)以不同于所述可見(jiàn)光的波長(zhǎng)帶的波長(zhǎng)帶中的特殊光照射所述待觀察區(qū)域而從所述待觀察區(qū)域輸出的光的特殊圖像；通過(guò)提取代表所述可見(jiàn)圖像的圖像數(shù)據(jù)的一部分來(lái)產(chǎn)生提取圖像；通過(guò)將所產(chǎn)生的提取圖像重疊在所述特殊圖像上來(lái)產(chǎn)生重疊圖像；以及對(duì)所產(chǎn)生的重疊圖像進(jìn)行顯示。根據(jù)本發(fā)明的圖像顯示方法和設(shè)備，通過(guò)以可見(jiàn)光照射待觀察區(qū)域獲得可見(jiàn)圖像，并且通過(guò)以不同于所述可見(jiàn)光的波長(zhǎng)帶的波長(zhǎng)帶中的特殊光照射所述待觀察區(qū)域而獲得特殊圖像。此外，通過(guò)提取代表可見(jiàn)圖像的圖像數(shù)據(jù)的一部分來(lái)產(chǎn)生提取圖像。此外，通過(guò)將所產(chǎn)生的提取圖像重疊在特殊圖像上來(lái)產(chǎn)生重疊圖像，并且顯示所產(chǎn)生的重疊圖像。因此，通過(guò)觀察重疊圖像可以準(zhǔn)確識(shí)別特殊圖像的光輸出部分位于可見(jiàn)圖像的何處。此外，可以顯示精確代表諸如光輸出部分的灰度的信息的圖像。


圖I是示出利用本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備的實(shí)施例的硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2是示出體腔插入單元的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3是示出成像單元的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4是示出圖像處理設(shè)備和光源設(shè)備的構(gòu)造的示意框圖；圖5是示出圖像處理單元的構(gòu)造的示意框圖；圖6是示出普通圖像和突光圖像的示例的示意圖；以及
圖7是示出普通圖像和重疊圖像的示例的示意圖。
具體實(shí)施例方式下文中，將參照附圖詳細(xì)描述利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像顯示設(shè)備的硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。圖I是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)的示意性外部視圖。如圖I所示，本實(shí)施例的硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)I包括光源設(shè)備2、硬性內(nèi)窺鏡成像設(shè)備10、處理器3、和監(jiān)控器4(相當(dāng)于顯示単元)。光源設(shè)備2輸出為白光的普通光以及激勵(lì)光。硬性內(nèi)窺鏡成像設(shè)備10引導(dǎo)從光源設(shè)備2輸出的普通光和激勵(lì)光，并利用該普通光和激勵(lì)光照射待觀察區(qū)域。此外，硬性內(nèi)窺鏡成像設(shè)備10成像基于通過(guò)利用普通光進(jìn)行照射而從待觀察區(qū)域反射的反射光的普通圖像，以及基于通過(guò)以激勵(lì)光進(jìn)行照射而從所述待觀察區(qū)域輸出的熒光的熒光圖像。處理器3對(duì)通過(guò)利用硬性內(nèi)窺鏡成像設(shè)備10進(jìn)行成像而獲得的圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的處理。監(jiān)控器4基于由處理器3產(chǎn)生的顯示控制信號(hào)顯示待觀察區(qū)域的普通圖像、熒光圖像和稍后描述的重疊圖像。如圖I所示，硬性內(nèi)窺鏡成像設(shè)備10包括體腔插入單元30、和成像單元20。體腔插入單元30插入患者體腔內(nèi)。成像単元20對(duì)待觀察區(qū)域的已被體腔插入單元30引導(dǎo)的普通圖像和熒光圖像進(jìn)行成像。如圖2所示，在硬性內(nèi)窺鏡成像設(shè)備10中，體腔插入單元30和成像單元20可附接以及可拆卸地彼此連接。體腔插入單元30包括連接元件30a、插入元件30b、纜線連接開(kāi)ロ 30c、ー個(gè)或多個(gè)照射窗ロ 30d、和成像窗ロ 30e。連接元件30a設(shè)置在體腔插入單元30 (插入元件30b)的端部30X處。成像単元20和體腔插入單元30例如通過(guò)將連接元件30a裝配到形成于成像単元20側(cè)的開(kāi)ロ 20a中可附接以及可拆卸地彼此連接。當(dāng)對(duì)體腔內(nèi)部進(jìn)行成像時(shí)，將插入元件30b插入體腔。插入元件30b由硬材料制成，并例如具有直徑約為5mm的圓柱形狀。用于形成待觀察區(qū)域的圖像的透鏡組置于插入元件30b的內(nèi)部。待觀察區(qū)域的普通圖像和熒光圖像通過(guò)位于另一端30Y處的成像窗ロ30e進(jìn)入插入元件30b，并通過(guò)透鏡組被輸出至位于端部30X處的成像単元20偵れ纜線連接開(kāi)ロ 30c設(shè)置在插入元件30b的側(cè)面，并且光纜LC機(jī)械連接至纜線連接開(kāi)ロ 30c。因此，光源設(shè)備2和插入元件30b通過(guò)光纜LC彼此光學(xué)連接。光纜LC由引導(dǎo)普通光和激勵(lì)光的所謂的束纖維(一束纖維)構(gòu)成?！獋€(gè)或多個(gè)照射窗ロ 30d設(shè)置在體腔插入單元30的另一端部30Y —側(cè)。ー個(gè)或多個(gè)照射窗ロ 30d用于利用已由光纜LC引導(dǎo)的普通光和激勵(lì)光照射待觀察區(qū)域。此外，用于將普通光和激勵(lì)光從纜線連接開(kāi)口 30c引導(dǎo)至一個(gè)或多個(gè)照射窗口 30d的束纖維(未示出)容納在插入元件30b中。一個(gè)或多個(gè)照射窗口 30d是通過(guò)對(duì)束纖維的前端進(jìn)行拋光而形成的。圖3是示出成像單元20的結(jié)構(gòu)的示意圖。成像單元20包括第一成像系統(tǒng)和第二成像系統(tǒng)。第一成像系統(tǒng)通過(guò)對(duì)由體腔插入單元30中的透鏡組形成的待觀察區(qū)域的熒光圖像進(jìn)行成像來(lái)產(chǎn)生待觀察區(qū)域的熒光圖像信號(hào)。第二成像系統(tǒng)通過(guò)對(duì)由體腔插入單元30中的透鏡組形成的待觀察區(qū)域的普通圖像進(jìn)行成像來(lái)產(chǎn)生待觀察區(qū)域的普通圖像信號(hào)。這些成像系統(tǒng)被二向色棱鏡21分成兩個(gè)彼此正交的光軸，其中二向色棱鏡21具有反射普通圖像而通過(guò)熒光圖像的光譜特性。第一成像系統(tǒng)包括激勵(lì)光截止濾光器(cut filter) 22、第一圖像形成光學(xué)系統(tǒng)23、和高靈敏度成像裝置24。激勵(lì)光截止濾光器22濾除被待觀 察區(qū)域反射且已通過(guò)二向色棱鏡21、波長(zhǎng)小于等于激勵(lì)光的波長(zhǎng)的光。激勵(lì)光截止濾光器22傳遞稍后描述的突光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的照明光。第一圖像形成光學(xué)系統(tǒng)23形成已從體腔插入單元30輸出并通過(guò)二向色棱鏡21和激勵(lì)光截止濾光器22的熒光圖像L4的圖像。高靈敏度成像裝置24對(duì)由第一圖像形成光學(xué)系統(tǒng)23形成的熒光圖像L4進(jìn)行成像。第二成像系統(tǒng)包括第二圖像形成光學(xué)系統(tǒng)25和成像裝置26。第二圖像形成光學(xué)系統(tǒng)25形成已從體腔插入單元30輸出且被二向色棱鏡21反射的普通圖像L3的圖像。成像裝置26對(duì)由第二圖像形成光學(xué)系統(tǒng)25形成的普通圖像進(jìn)行成像。高靈敏度成像裝置24以高靈敏度檢測(cè)熒光圖像L4的波長(zhǎng)帶中的光，并將該光轉(zhuǎn)換成熒光圖像信號(hào)，然后輸出這些熒光圖像信號(hào)。在本實(shí)施例中，成像單色圖像的成像裝置用作高靈敏度成像裝置24。成像裝置26檢測(cè)普通圖像的波長(zhǎng)帶中的光，并將該光轉(zhuǎn)換成普通圖像信號(hào)，然后輸出這些普通圖像信號(hào)。Bayer排列或蜂窩排列的紅(R)、綠(G)及蘭(B)三原色濾光器或青(C)、品紅(M)及黃(Y) CMY混色濾光器設(shè)置在成像裝置26的成像平面上。此外，在成像單元20中設(shè)置有成像控制單元27。成像控制單元27對(duì)從高靈敏度成像裝置24輸出的熒光圖像信號(hào)和從成像裝置26輸出的普通圖像信號(hào)執(zhí)行⑶S/AGC (相關(guān)雙采樣/自動(dòng)增益控制)處理和A/D轉(zhuǎn)換處理，并通過(guò)纜線5 (請(qǐng)參見(jiàn)圖I)將處理后的信號(hào)輸出至處理器3。如圖4所示，處理器3包括普通圖像輸入控制器31、熒光圖像輸入控制器32、圖像處理單元33、存儲(chǔ)器34、視頻輸出單元35、操作單元36、TG (定時(shí)發(fā)生器)37、和CPU38。普通圖像輸入控制器31和熒光圖像輸入控制器32中的每一個(gè)都包括預(yù)定容量的行緩沖器。普通圖像輸入控制器31針對(duì)每一幀臨時(shí)存儲(chǔ)已從成像單元20的成像控制單元27輸出的普通圖像信號(hào)。熒光圖像輸入控制器32臨時(shí)存儲(chǔ)熒光圖像信號(hào)。存儲(chǔ)于普通圖像輸入控制器31中的普通圖像信號(hào)和存儲(chǔ)于熒光圖像輸入控制器32中的熒光圖像信號(hào)通過(guò)總線被存入存儲(chǔ)器34中。在該實(shí)施例中，普通圖像輸入控制器31和熒光圖像輸入控制器32相當(dāng)于圖像獲取單元。圖像處理單元33接收從存儲(chǔ)器34讀取的每一幀的普通圖像信號(hào)和每一幀的熒光圖像信號(hào)，并對(duì)這些圖像信號(hào)執(zhí)行預(yù)定的圖像處理，然后將處理后的信號(hào)輸出至總線。圖5示出了圖像處理單元33的更具體構(gòu)造。
如圖5所示，圖像處理單元33包括突光圖像處理單元51、普通圖像處理單元52、噪聲消除處理單元53、邊緣提取単元54和重疊處理単元55。熒光圖像處理單元51對(duì)輸入的熒光圖像信號(hào)執(zhí)行適于熒光圖像的預(yù)定圖像處理，并輸出處理后的熒光圖像信號(hào)。在該實(shí)施例中，成像了輪廓較模糊的ICG的熒光圖像。因此，熒光圖像處理單元51對(duì)熒光圖像信號(hào)執(zhí)行灰度校正處理和銳化處理。普通圖像處理單元52對(duì)輸入的普通圖像信號(hào)執(zhí)行適于普通圖像的預(yù)定圖像處理，并輸出處理后的普通圖像信號(hào)。噪聲消除處理單元53對(duì)輸入的普通圖像信號(hào)執(zhí)行噪聲消除處理。具體地，在該實(shí)施例中，噪聲消除處理單元53執(zhí)行用于消除普通圖像信號(hào)中包含的高頻成分噪聲的處理。作為這種用于消除高頻成分噪聲的處理，可以采用已知的技術(shù)。例如，可以使用利用中值濾波器的處理。 邊緣提取単元54對(duì)已經(jīng)進(jìn)行了噪聲消除處理的普通圖像信號(hào)進(jìn)行邊緣提取處理。邊緣提取単元54通過(guò)利用邊緣提取處理提取普通圖像信號(hào)中所包括的器官、血管等的輪廓來(lái)產(chǎn)生輪廓提取圖像信號(hào)。作為邊緣提取處理，可以采用已知的技木。例如，可以采用利用拉普拉斯濾波器的處理、利用Canny法的處理等。在該實(shí)施例中，前述的噪聲消除處理単元53和邊緣提取単元54構(gòu)成提取圖像產(chǎn)生単元。重疊處理単元55通過(guò)將邊緣提取単元54產(chǎn)生的輪廓提取圖像信號(hào)放置在已經(jīng)由熒光圖像處理單元51進(jìn)行了圖像處理的熒光圖像信號(hào)上來(lái)產(chǎn)生重疊圖像信號(hào)。返回圖4，視頻輸出単元35通過(guò)總線接收從圖像處理單元33輸出的普通圖像信號(hào)、熒光圖像信號(hào)和重疊圖像信號(hào)，并通過(guò)對(duì)接收到的圖像信號(hào)執(zhí)行預(yù)定處理來(lái)產(chǎn)生顯示控制信號(hào)。視頻輸出単元35將顯示控制信號(hào)輸出至監(jiān)控器4。操作単元36接收操作者或用戶的輸入，諸如各種操作指令和控制參數(shù)。TG 37輸出驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)成像単元20中的高靈敏度成像裝置24和成像裝置26、以及光源設(shè)備2中的LD驅(qū)動(dòng)器45 (稍后描述)。CPU38控制光源設(shè)備。光源設(shè)備2包括普通光源40、聚光透鏡42、和ニ向色鏡43。普通光源40輸出約400至700nm的寬波長(zhǎng)帶中的普通光(白光)LI。聚光透鏡42聚集從普通光源40輸出的普通光LI。ニ向色鏡43通過(guò)已被聚光透鏡42聚集的普通光LI,并反射激勵(lì)光L2(稍后描述)。ニ向色鏡43使得普通光LI和激勵(lì)光L2進(jìn)入光纜LC的進(jìn)ロ端。作為普通光源40，例如，使用了氙燈。此外，在普通光源40和聚光透鏡42之間設(shè)置擋塊(膜片或光圏)41，并且光圈的尺寸(F數(shù))基于來(lái)自ALC (自動(dòng)光控制)48的控制信號(hào)進(jìn)行控制。光源設(shè)備2包括近紅外LD光源44、LD驅(qū)動(dòng)器45、聚光透鏡46、和反射鏡47。近紅外LD光源44輸出波長(zhǎng)為750至830nm的近紅外光作為激勵(lì)光L2。LD驅(qū)動(dòng)器45驅(qū)動(dòng)近紅外LD光源44。聚光透鏡46對(duì)從近紅外LD光源44輸出的激勵(lì)光42進(jìn)行聚光。反射鏡47將聚光透鏡46聚集的激勵(lì)光L2反射向ニ向色鏡43。激勵(lì)光L2的波長(zhǎng)帶比普通光的波長(zhǎng)帶(其為寬波長(zhǎng)帶)窄。激勵(lì)光L2不限于前述波長(zhǎng)帶中的光，而是基于熒光顔料的種類或要激勵(lì)的自體熒光活體組織的種類進(jìn)行適當(dāng)確定。接下來(lái)，將描述根據(jù)本實(shí)施例的硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的動(dòng)作。本實(shí)施例的硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)顯示通過(guò)以激勵(lì)光進(jìn)行照射而得到的I CG熒光的熒光圖像、以白光進(jìn)行照射得到的普通圖像、以及重疊圖像。該重疊圖像基于前述的重疊圖像信號(hào)。首先，將描述顯示普通圖像和熒光圖像的動(dòng)作。首先，操作者將體腔插入單元30插入患者體腔，體腔插入單元30的前端被設(shè)置在待觀察區(qū)域附近。然后，從光源設(shè)備2中的普通光源40輸出的普通光LI通過(guò)聚光透鏡42、二向色鏡43、和光纜LC進(jìn)入體腔插入單元30。普通光LI通過(guò)體腔插入單元30的照射窗口 30d照射待觀察區(qū)域。同時(shí)，從光源設(shè)備2中的近紅外LD光源44輸出的激勵(lì)光L2通過(guò)聚光透鏡46、反射鏡47、二向色鏡43、和光纜LC進(jìn)入體腔插入單元30。在以普通光LI照射待觀察區(qū)域的同時(shí)，激勵(lì)光L2通過(guò)體腔插入單元30的照射窗口 30d照射待觀察區(qū)域。此外，對(duì)基于通過(guò)以普通光LI照射待觀察區(qū)域而從待觀察區(qū)域反射的反射光的·普通圖像進(jìn)行成像。此外，對(duì)基于通過(guò)以激勵(lì)光L2照射待觀察區(qū)域而從待觀察區(qū)域輸出的熒光的熒光圖像進(jìn)行成像。此處，假設(shè)已經(jīng)預(yù)先將ICG引入待觀察區(qū)域，并對(duì)從ICG輸出的熒光進(jìn)行成像。具體地，當(dāng)對(duì)普通圖像進(jìn)行成像時(shí)，基于通過(guò)以普通光LI照射待觀察區(qū)域而從待觀察區(qū)域反射的反射光的普通圖像L3從插入元件30b的前端30Y進(jìn)入插入元件30b。普通圖像L3受插入元件30b中的透鏡組的引導(dǎo)，并向成像單元20輸出。進(jìn)入成像單元20的普通圖像L3被二向色棱鏡21以直角向成像裝置26反射。此夕卜，普通圖像L3的圖像被第二圖像形成光學(xué)系統(tǒng)25形成在成像裝置26的成像平面上。成像裝置26以預(yù)定的幀速率順序?qū)ζ胀▓D像L3進(jìn)行成像。普通圖像信號(hào)從成像裝置26順序輸出，在成像控制單元27中對(duì)普通圖像信號(hào)執(zhí)行⑶S/AGC (相關(guān)雙采樣/自動(dòng)增益控制)處理和A/D轉(zhuǎn)換處理。處理后的普通圖像信號(hào)通過(guò)纜線5順序輸出至處理器3。進(jìn)入處理器3的普通圖像信號(hào)在被臨時(shí)存入普通圖像輸入控制器31中之后被存入存儲(chǔ)器34。每一幀的普通圖像信號(hào)被從存儲(chǔ)器34讀出，并由圖像處理單元33中的普通圖像處理單元52對(duì)普通圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的圖像處理。處理后的普通圖像信號(hào)順序輸出至視頻輸出單元35。視頻輸出單元35通過(guò)對(duì)進(jìn)入視頻輸出單元35的普通圖像信號(hào)執(zhí)行預(yù)定的處理來(lái)產(chǎn)生顯示控制信號(hào)。此外，視頻輸出單元35將每一幀的顯示控制信號(hào)順序輸出至監(jiān)控器4。監(jiān)控器4基于輸入的顯示控制信號(hào)來(lái)顯示普通圖像。同時(shí)，當(dāng)成像熒光圖像時(shí)，基于通過(guò)以激勵(lì)光照射待觀察區(qū)域而從待觀察區(qū)域輸出的熒光的熒光圖像L4從插入元件30b的前端30Y進(jìn)入插入元件30b。熒光圖像L4受插入元件30b中的透鏡組的引導(dǎo)，并向成像單元20輸出。進(jìn)入成像單元20的熒光圖像L4通過(guò)二向色棱鏡21和激勵(lì)光截止濾光器22。此夕卜，熒光圖像L4的圖像被第一圖像形成光學(xué)系統(tǒng)23形成在高靈敏度成像裝置24的成像平面上。高靈敏度成像裝置24以預(yù)定的幀速率對(duì)熒光圖像L4進(jìn)行成像。熒光圖像信號(hào)從高靈敏度成像裝置24順序輸出，在成像控制單元27中對(duì)熒光圖像信號(hào)執(zhí)行CDS/AGC (相關(guān)雙采樣/自動(dòng)增益控制)處理和A/D轉(zhuǎn)換處理。處理后的熒光圖像信號(hào)通過(guò)纜線5順序輸出至處理器3。進(jìn)入處理器3的熒光圖像信號(hào)在被臨時(shí)存入熒光圖像輸入控制器32中之后被存入存儲(chǔ)器34。每ー幀的熒光圖像信號(hào)被從存儲(chǔ)器34讀出，并由圖像處理單元33中的熒光圖像處理單元51對(duì)熒光圖像信號(hào)進(jìn)行預(yù)定的圖像處理。處理后的熒光圖像信號(hào)順序輸出至視頻輸出単元35。視頻輸出單元35通過(guò)對(duì)進(jìn)入視頻輸出單元35的熒光圖像信號(hào)執(zhí)行預(yù)定的處理來(lái)產(chǎn)生顯示控制信號(hào)。此外，視頻輸出単元35將每ー幀的顯示控制信號(hào)順序輸出至監(jiān)控器4。監(jiān)控器4基于輸入的顯示控制信號(hào)來(lái)顯示熒光圖像。圖6是示出通過(guò)前述動(dòng)作顯示在監(jiān)控器4上的普通圖像和熒光圖像的示例的示意圖。圖6中，以線圖代表普通圖像。但是，實(shí)際的普通圖像是彩色圖像。當(dāng)顯示普通圖像和熒光圖像時(shí)，如圖6所示，在一些情況中，觀察者(用戶)想要了解熒光圖像的光輸出部分位于普通圖像的何處(換言之，熒光圖像的光輸出部分在普通圖像中的位置或大概位置)。在這種情況中，觀察者利用操作単元36輸入用于顯示重疊圖像 的指令?；谠撝噶铒@示重疊圖像。接下來(lái)，將描述顯示重疊圖像的動(dòng)作。具體地，當(dāng)顯示合成圖像吋，已輸入圖像處理單元33的普通圖像信號(hào)被輸入至噪聲消除處理單元53。在噪聲消除處理單元53對(duì)普通圖像信號(hào)執(zhí)行了噪聲消除處理之后，將處理后的普通圖像信號(hào)輸入至邊緣提取単元54。此外，邊緣提取単元54對(duì)已經(jīng)進(jìn)行了噪聲消除處理的普通圖像信號(hào)進(jìn)行邊緣提取處理。相應(yīng)地，產(chǎn)生了輪廓提取圖像信號(hào)。如上所述的已經(jīng)基于普通圖像信號(hào)產(chǎn)生的輪廓提取圖像信號(hào)、和已從熒光圖像處理單兀51輸出的突光圖像信號(hào)被輸入至重疊處理單兀55。重疊處理單兀55通過(guò)將輸入的輪廓提取圖像信號(hào)重疊在輸入的熒光圖像信號(hào)上來(lái)產(chǎn)生重疊圖像信號(hào)。由重疊處理單元55產(chǎn)生的重疊圖像信號(hào)被輸入至視頻輸出單元35。視頻輸出單元35通過(guò)對(duì)輸入的重疊圖像信號(hào)執(zhí)行預(yù)定的處理來(lái)產(chǎn)生顯示控制信號(hào)。此外，視頻輸出單兀35將姆ー巾貞的顯不控制信號(hào)順序輸出至監(jiān)控器4。監(jiān)控器4基于輸入的顯不控制信號(hào)顯示重疊圖像。圖7是示出通過(guò)前述動(dòng)作顯示在監(jiān)控器4上的重疊圖像的示例的示意圖。圖7中，以白色顯示基于輪廓提取圖像信號(hào)顯示的輪廓提取圖像。然而，輪廓提取圖像的實(shí)際顔色不限于白色。實(shí)際的輪廓提取圖像可以以黑色之外的不同顔色進(jìn)行顯示。在重疊圖像中，基于普通圖像而產(chǎn)生的輪廓提取圖像重疊并顯示在熒光圖像上。因此，可以立即識(shí)別出熒光圖像的光輸出部分位于普通圖像的何處。在如上所述顯示重疊圖像時(shí)，同時(shí)顯示的普通圖像可以以增強(qiáng)該普通圖像的ー個(gè)或多個(gè)輪廓的方式進(jìn)行顯示。具體地，還可以提供輪廓增強(qiáng)處理單元來(lái)顯示通過(guò)對(duì)普通圖像信號(hào)進(jìn)行輪廓增強(qiáng)處理而使得一個(gè)或多個(gè)輪廓得到增強(qiáng)的普通圖像。輪廓增強(qiáng)處理単元對(duì)普通圖像信號(hào)執(zhí)行輪廓增強(qiáng)處理，諸如邊緣增強(qiáng)處理。因此，可以立即識(shí)別出普通圖像和已經(jīng)重疊在熒光圖像上的輪廓提取圖像之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外，在前述實(shí)施例的硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，提取了普通圖像中所包括的所有輪廓，所提取的輪廓被重疊到熒光圖像上。然而，不必提取所有的輪廓。例如，可以僅提取普通圖像中某一區(qū)域或某些區(qū)域(諸如，ー個(gè)器官)的輪廓以獲得輪廓提取圖像，并且該輪廓提取圖像被重疊在熒光圖像上。具體地，可以從普通圖像中的所有輪廓中僅提取大于等于預(yù)定尺寸的一個(gè)或多個(gè)閉合區(qū)域的輪廓，以產(chǎn)生輪廓提取圖像。此外，輪廓提取圖像可以重疊在熒光圖像上。當(dāng)將這樣的輪廓提取圖像重疊在熒光圖像上時(shí)，可以刪除或排除不需要的輪廓，諸如由短線段組成的輪廓或形成小的閉合區(qū)域的輪廓。因此，可以在識(shí)別出熒光圖像的光輸出部分的位置的同時(shí)更清晰地觀察熒光圖像的光輸出部分。閉合區(qū)域不僅利用普通圖像中的器官、血管等的一個(gè)或多個(gè)輪廓來(lái)形成，而且利用整個(gè)普通圖像的輪廓(圖6和圖7所示的圈)形成。與輪廓提取圖像對(duì)應(yīng)的普通圖像中的一個(gè)或多個(gè)輪廓可以以該一個(gè)或多個(gè)輪廓在此情況中也被增強(qiáng)的方式進(jìn)行顯示。此外，可以以其中至少兩個(gè)模式可切換的方式來(lái)提供不同的顯示模式，諸如如上所述的將所有輪廓的輪廓提取圖像重疊在熒光圖像上的顯示模式、將部分輪廓(諸如一個(gè)器官的輪廓)的輪廓提取圖像重疊在熒光圖像上的顯示模式、以及顯示其上無(wú)輪廓提取圖像重疊的熒光圖像的顯示模式。當(dāng)在如前述的硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中觀察ICG的熒光圖像時(shí)，在向待觀察區(qū)域引入ICG之后的很短時(shí)間段期間，光輸出部分很小。然而，當(dāng)在引入了 ICG之后經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間段時(shí)，該ICG的光輸出部分的面積變大。因此，該光輸出部分位置的識(shí)別變得相對(duì)容易，并且在一些情況下不必如上所述將輪廓提取圖像重疊在熒光圖像上。因此，在前述實(shí)施例的硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)中，可以計(jì)算出熒光圖像中光輸出部分的 面積，并且當(dāng)該面積變得大于等于預(yù)定閾值時(shí)，可以在不顯示輪廓提取圖像的情況下來(lái)顯示熒光圖像。因此，可以更清晰地觀察熒光圖像的光輸出部分。作為不顯示輪廓提取圖像的方法，可以采用其中不產(chǎn)生輪廓提取圖像的方法。具體地，不執(zhí)行噪聲消除處理、邊緣提取處理和重疊處理中的任一處理?？商鎿Q地，可以采用其中產(chǎn)生但不顯示輪廓提取圖像的方法。在前述實(shí)施例中，通過(guò)利用普通光和激勵(lì)光同時(shí)照射待觀察區(qū)域來(lái)同時(shí)成像普通圖像和熒光圖像。然而，本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備不必以此方式來(lái)構(gòu)造。例如，待觀察區(qū)域可以以時(shí)分方式交替利用普通光和激勵(lì)光來(lái)照射，從而以時(shí)分方式成像普通圖像和熒光圖像。在前述實(shí)施例中，利用第一成像系統(tǒng)成像熒光圖像。然而，不必成像熒光圖像?？商鎿Q地，可以對(duì)基于通過(guò)利用特殊光照射待觀察區(qū)域而得到的待觀察區(qū)域的光吸收特性的圖像進(jìn)行成像。在前述實(shí)施例中，本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備被應(yīng)用于硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。然而，本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備的應(yīng)用不限于硬性內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。例如，本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備可以應(yīng)用于包括軟性內(nèi)窺鏡設(shè)備在內(nèi)的不同類型的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。此外，本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備不是必須應(yīng)用于內(nèi)窺鏡系統(tǒng)。本發(fā)明的圖像顯示設(shè)備可以應(yīng)用于不包括插入患者體腔的插入單元的所謂的視頻類型的醫(yī)療圖像成像設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種圖像顯示設(shè)備，包括 圖像獲取單元，其獲取基于通過(guò)以可見(jiàn)光照射待觀察區(qū)域而從所述待觀察區(qū)域輸出的光的可見(jiàn)圖像，和基于通過(guò)以不同于所述可見(jiàn)光的波長(zhǎng)帶的波長(zhǎng)帶中的特殊光照射所述待觀察區(qū)域而從所述待觀察區(qū)域輸出的光的特殊圖像； 提取圖像產(chǎn)生單元，其通過(guò)提取代表所述可見(jiàn)圖像的圖像數(shù)據(jù)的一部分來(lái)產(chǎn)生提取圖像； 重疊處理單元，其通過(guò)將由所述提取圖像產(chǎn)生單元產(chǎn)生的提取圖像重疊在所述特殊圖像上來(lái)產(chǎn)生重疊圖像；以及 顯示單元，其對(duì)由所述重疊處理單元產(chǎn)生的重疊圖像進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像顯示設(shè)備，其中，所述提取圖像產(chǎn)生單元通過(guò)提取包括在所述可見(jiàn)圖像中的至少一個(gè)輪廓來(lái)產(chǎn)生所述提取圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的圖像顯示設(shè)備，其中，所述提取圖像產(chǎn)生單元通過(guò)提取包括在所述可見(jiàn)圖像中的具有預(yù)定尺寸或更大尺寸的至少一個(gè)閉合區(qū)域來(lái)產(chǎn)生所述提取圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像顯示設(shè)備，其中，當(dāng)代表通過(guò)以所述特殊光進(jìn)行照射而輸出光的區(qū)域的一部分特殊圖像的尺寸大于等于預(yù)定閾值時(shí)，所述顯示單元不顯示所述重疊圖像，而是顯示未重疊所述提取圖像的所述特殊圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像顯示設(shè)備，其中，所述圖像顯示設(shè)備還包括 輪廓增強(qiáng)處理單元，其對(duì)所述可見(jiàn)圖像執(zhí)行輪廓增強(qiáng)處理， 其中，所述顯示單元顯示已經(jīng)進(jìn)行了輪廓增強(qiáng)處理的可見(jiàn)圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像顯示設(shè)備，其中，所述特殊光是激勵(lì)光。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像顯示設(shè)備，其中，所述激勵(lì)光是近紅外光。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圖像顯示設(shè)備，其中，所述可見(jiàn)光是白光。
9.一種圖像顯示方法，包括以下步驟 獲取基于通過(guò)以可見(jiàn)光照射待觀察區(qū)域而從所述待觀察區(qū)域輸出的光的可見(jiàn)圖像，并且獲取基于通過(guò)以不同于所述可見(jiàn)光的波長(zhǎng)帶的波長(zhǎng)帶中的特殊光照射所述待觀察區(qū)域而從所述待觀察區(qū)域輸出的光的特殊圖像； 通過(guò)提取代表所述可見(jiàn)圖像的圖像數(shù)據(jù)的一部分來(lái)產(chǎn)生提取圖像； 通過(guò)將所產(chǎn)生的提取圖像重疊在所述特殊圖像上來(lái)產(chǎn)生重疊圖像；以及 對(duì)所產(chǎn)生的重疊圖像進(jìn)行顯示。
全文摘要
提供了圖像顯示方法及設(shè)備。在用于顯示諸如熒光圖像的特殊圖像的圖像顯示設(shè)備中，以以下方式顯示圖像可精確識(shí)別特殊圖像的光輸出部分在待觀察區(qū)域中的位置，并且該圖像精確代表諸如光輸出部分的灰度的信息。獲得了基于通過(guò)以可見(jiàn)光照射待觀察區(qū)域而從所述待觀察區(qū)域輸出的光的可見(jiàn)圖像，和基于通過(guò)以不同于所述可見(jiàn)光的波長(zhǎng)帶的波長(zhǎng)帶中的特殊光照射所述待觀察區(qū)域而從所述待觀察區(qū)域輸出的光的特殊圖像。通過(guò)提取代表可見(jiàn)圖像的圖像數(shù)據(jù)的一部分產(chǎn)生提取圖像。通過(guò)將所產(chǎn)生的提取圖像重疊在特殊圖像上來(lái)產(chǎn)生重疊圖像。顯示所產(chǎn)生的重疊圖像。
文檔編號(hào)A61B1/06GK102949172SQ20121029280
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月16日
發(fā)明者山田英之 申請(qǐng)人:富士膠片株式會(huì)社