JP6140056B2 - 内視鏡システム、内視鏡システムのプロセッサ装置、内視鏡システムの作動方法、プロセッサ装置の作動方法 - Google Patents

Description

本発明は、被検体内の観察対象を撮像して得られる画像信号から血中ヘモグロビンの酸素飽和度に関する生体機能情報を求める内視鏡システム内視鏡システムのプロセッサ装置、内視鏡システムの作動方法、プロセッサ装置の作動方法に関する。

医療分野においては、光源装置、内視鏡、プロセッサ装置を備える内視鏡システムを用いて診断することが一般的になっている。また、近年においては、生体機能情報の中でも血中ヘモグロビンの酸素飽和度を用いた病変部の診断が行われつつあり、特に、酸素飽和度に基づいて正常組織と癌組織の判別をすることができる（特許文献１，２）。さらに、特許文献１では、照射する光の組み合わせを変えて、観察対象の表層，中層，深層の各酸素飽和度の分布を表示することにより、より詳細な癌組織の状態の判別を可能にしている。

酸素飽和度を取得する方法としては、波長帯域と、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が異なる第１信号光と第２信号光を交互に粘膜内の血管に照射して、第１及び第２信号光の各反射光を内視鏡先端部のセンサで検出する方法が知られている（特許文献１〜３）。

センサで検出した第１信号光の反射光に対応する第１信号光画像信号と、第２信号光の反射光に対応する第２信号光画像信号の比率（以下、信号比という）は、血管内の酸素飽和度に変化がなければ一定値を維持するが、酸素飽和度の変化が生じれば、それにもとなって変化する。したがって、第１信号光画像信号と第２信号光画像信号の信号比に基づいて酸素飽和度を算出することができる。

特開２０１２−２１３５５０号公報 特開２０１２−１２５４０２号公報 特開２０１２−１２５４０２号公報

酸素飽和度あるいは酸素飽和度を表す画像（以下、酸素飽和度画像という）を提示されれば、医師はこれに基づいて癌組織の有無を識別することができる。特に、特許文献１のように、内視鏡システムが観察対象の表層，中層，深層の酸素飽和度の分布を提示すれば、医師は癌組織の識別をより正確に行うことができる。

但し、こうした酸素飽和度画像による診断の正確性は、医師の知識や経験（熟練度）による部分も大きく、診断結果にばらつきが生じることがある。例えば、酸素飽和度画像に基づいて癌組織を発見できるとしても、その進行度（例えば、ステージ分類）等のより詳細な診断結果は、医師によって異なってしまう場合がある。また、酸素飽和度画像等の内視鏡システムが提供する各種画像だけでは癌の進行度を診断できない場合もある。

本発明は、観察対象の酸素飽和度に基づいて、より正確かつ詳細な診断を行えるように医師をサポートするための情報を提示する内視鏡システムのプロセッサ装置、内視鏡システムの作動方法、プロセッサ装置の作動方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の内視鏡システムは、光源装置と、イメージセンサと、酸素飽和度算出部と、分布パターン生成部と、病状スコア算出部と、表示部と、自動保存制御部と、を備える。光源装置は、観察対象に光を照射する。イメージセンサは、光源装置が照射する光の反射光で観察対象を撮像し、画像信号を出力する。酸素飽和度算出部は、画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成部は、酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。病状スコア算出部は、分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。表示部は、病状スコアまたは病状スコアに基づく情報を表示する。自動保存制御部は、病状スコアが規定値以上の値になった場合に、画像信号と酸素飽和度に基づいて生成される酸素飽和度画像と病状スコアとを関連付けて、自動的に保存する。
本発明の第２の内視鏡システムは、光源装置と、イメージセンサと、酸素飽和度算出部と、分布パターン生成部と、特徴領域抽出部と、病状スコア算出部と、表示部と、を備える。光源装置は、観察対象に光を照射する。イメージセンサは、光源装置が照射する光の反射光で観察対象を撮像し、画像信号を出力する。酸素飽和度算出部は、画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成部は、酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。特徴領域抽出部は、画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する。病状スコア算出部は、発赤領域の分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。表示部は、病状スコアまたは病状スコアに基づく情報を表示する。そして、発赤領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアは、発赤領域中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも大きい。
また、本発明の第３の内視鏡システムは、光源装置と、イメージセンサと、酸素飽和度算出部と、分布パターン生成部と、特徴領域抽出部と、病状スコア算出部と、表示部と、を備える。光源装置は、観察対象に光を照射する。イメージセンサは、光源装置が照射する光の反射光で観察対象を撮像し、画像信号を出力する。酸素飽和度算出部は、画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成部は、酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。特徴領域抽出部は、画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する。病状スコア算出部は、発赤領域の分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。表示部は、病状スコアまたは病状スコアに基づく情報を表示する。そして、発赤領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアは、発赤領域中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも小さい。

第１の内視鏡システムまたは第２の内視鏡システムにおいては、酸素飽和度が一定値未満の低酸素領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアは、低酸素領域中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも大きいことが好ましい。また、低酸素領域中に高酸素領域がある場合、低酸素領域に対する高酸素領域の割合が大きいほど病状スコアが大きいことが好ましい。

第１の内視鏡システムにおいては、上記とは逆に、酸素飽和度が一定値未満の低酸素領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアは、低酸素領域中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも小さくなるようにしても良い。この場合、低酸素領域中に高酸素領域がある場合、低酸素領域に対する高酸素領域の割合が大きいほど病状スコアが小さくなる。

病状スコア算出部は、例えば、特定分布形状の基準パターンと、分布パターン生成部が算出した分布パターンとを比較し、基準パターンと分布パターン生成部が算出した分布パターンとの類似度を病状スコアとして算出する。特定分布形状の基準パターンは、酸素飽和度が一定値未満の低酸素領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域があるパターンである。

また、分布パターン生成部は、予め指定された関心領域について分布パターンを生成しても良い。この場合、病状スコア算出部は、関心領域に対して病状スコアを算出する。

内視鏡システムは、さらに類似臨床データ選出部を備えていても良い。類似臨床データ選出部は、過去の臨床データが予め複数記憶されたデータベースを参照して、分布パターンを臨床データと比較し、臨床データのうち分布パターンが類似する類似臨床データを選出して表示部に表示させる。類似臨床データ選出部は、例えば、類似臨床データに含まれる酸素飽和度画像を表示部に表示させる。

また、内視鏡システムは、さらに治療効果スコア算出部を備えていても良い。治療効果スコア算出部は、分布パターンに基づいて、特定の治療方法による治療効果を表す治療効果スコアを算出し、表示部に表示させる。

表示部は、病状スコアが規定値以上の場合に病状スコアまたは病状スコアに基づく情報を表示しても良い。

第１の内視鏡システムにおいては、画像信号に基づいて観察対象の特徴領域を抽出する特徴領域抽出部を備えていることが好ましい。この場合、病状スコア算出部は、特徴領域における酸素飽和度の分布パターンに基づいて病状スコアを算出する。

特徴領域抽出部を備える第１の内視鏡システムにおいては、特徴領域抽出部は、例えばイメージセンサの青色画素から得られる青色の画像信号または緑色画素から得られる緑色の画像信号に基づいて観察対象の特徴領域を抽出する。

第２の内視鏡システムにおいては、発赤領域中に高酸素領域がある場合、発赤領域に対する高酸素領域の割合が大きいほど病状スコアが大きいことが好ましい。

第３の内視鏡システムにおいては、発赤領域中に高酸素領域がある場合、発赤領域に対する高酸素領域の割合が大きいほど病状スコアを小さいことが好ましい。

病状スコアを監視し、病状スコアに応じたメッセージを表示部に表示させるメッセージ表示制御部を備えていても良い。

本発明の第１の内視鏡システムのプロセッサ装置は、観察対象に光を照射するための光源装置と、光源装置が照射する光の反射光で観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムのプロセッサ装置であり、酸素飽和度算出部と、分布パターン生成部と、病状スコア算出部と、自動保存制御部と、を備える。酸素飽和度算出部は、画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成部は、酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。病状スコア算出部は、分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。自動保存制御部は、病状スコアが規定値以上の値になった場合に、画像信号と酸素飽和度に基づいて生成される酸素飽和度画像と病状スコアとを関連付けて、自動的に保存する。
本発明の第２の内視鏡システムのプロセッサ装置は、観察対象に光を照射するための光源装置と、光源装置が照射する光の反射光で観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムのプロセッサ装置であり、酸素飽和度算出部と、分布パターン生成部と、特徴領域抽出部と、病状スコア算出部と、を備える。酸素飽和度算出部は、画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成部は、酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。特徴領域抽出部は、画像信号に基づいて観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する。病状スコア算出部は、発赤領域の分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。そして、発赤領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアは、発赤領域中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも大きい。
本発明の第３の内視鏡システムのプロセッサ装置は、観察対象に光を照射するための光源装置と、光源装置が照射する光の反射光で観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムのプロセッサ装置であり、酸素飽和度算出部と、分布パターン生成部と、特徴領域抽出部と、病状スコア算出部と、を備える。酸素飽和度算出部は、画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成部は、酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。特徴領域抽出部は、画像信号に基づいて観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する。病状スコア算出部は、発赤領域の分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。そして、発赤領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアは、発赤領域中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも小さい。

第１の内視鏡システムのプロセッサ装置においては、画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域を抽出する特徴領域抽出部を備えていても良い。この場合、病状スコア算出部は、特徴領域における酸素飽和度の分布パターンに基づいて病状スコアを算出する。

本発明の第１の内視鏡システムの作動方法は、観察対象に光を照射するための光源装置と、光源装置が照射する光の反射光で観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムの作動方法であり、酸素飽和度算出ステップと、分布パターン生成ステップと、病状スコア算出ステップと、表示ステップと、自動保存ステップと、を備える。酸素飽和度算出ステップでは、酸素飽和度算出部が画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成ステップでは、分布パターン生成部が酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。病状スコア算出ステップでは、病状スコア算出部が分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。表示ステップでは、表示部が病状スコアまたは病状スコアに基づく情報を表示する。自動保存ステップでは、自動保存制御部が、病状スコアが規定値以上の値になった場合に、画像信号と酸素飽和度に基づいて生成される酸素飽和度画像と病状スコアとを関連付けて、自動的に保存する。
本発明の第２の内視鏡システムの作動方法は、観察対象に光を照射するための光源装置と、光源装置が照射する光の反射光で観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムの作動方法であり、酸素飽和度算出ステップと、分布パターン生成ステップと、特徴領域抽出ステップと、病状スコア算出ステップと、表示ステップと、を備える。酸素飽和度算出ステップでは、酸素飽和度算出部が画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成ステップでは、分布パターン生成部が酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。特徴領域抽出ステップでは、画像信号に基づいて観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する。病状スコア算出ステップでは、病状スコア算出部が発赤領域の分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。表示ステップでは、表示部が病状スコアまたは病状スコアに基づく情報を表示する。そして、発赤領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアは、発赤領域中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも大きい。
本発明の第３の内視鏡システムの作動方法は、観察対象に光を照射するための光源装置と、光源装置が照射する光の反射光で観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムの作動方法であり、酸素飽和度算出ステップと、分布パターン生成ステップと、特徴領域抽出ステップと、病状スコア算出ステップと、表示ステップと、を備える。酸素飽和度算出ステップでは、酸素飽和度算出部が画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成ステップでは、分布パターン生成部が酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。特徴領域抽出ステップでは、画像信号に基づいて観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する。病状スコア算出ステップでは、病状スコア算出部が発赤領域の分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。表示ステップでは、表示部が病状スコアまたは病状スコアに基づく情報を表示する。そして、発赤領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアは、発赤領域中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも小さい。

第１の内視鏡システムの作動方法においては、特徴領域抽出部が画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域を抽出する特徴領域抽出ステップを備えていても良い。この場合、病状スコア算出ステップでは、病状スコア算出部は特徴領域における酸素飽和度の分布パターンに基づいて病状スコアを算出する。

本発明の第１のプロセッサ装置の作動方法は、観察対象を撮像して得られる画像信号を処理するプロセッサ装置の作動方法であり、酸素飽和度算出ステップと、分布パターン生成ステップと、病状スコア算出ステップと、自動保存ステップと、を備える。酸素飽和度算出ステップでは、酸素飽和度算出部が画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成ステップでは、分布パターン生成部が酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。病状スコア算出ステップでは、病状スコア算出部が分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。自動保存ステップでは、自動保存制御部が、病状スコアが規定値以上の値になった場合に、画像信号と酸素飽和度に基づいて生成される酸素飽和度画像と病状スコアとを関連付けて、自動的に保存する。
本発明の第２のプロセッサ装置の作動方法は、観察対象を撮像して得られる画像信号を処理するプロセッサ装置の作動方法であり、酸素飽和度算出ステップと、分布パターン生成ステップと、特徴領域抽出ステップと、病状スコア算出ステップと、を備える。酸素飽和度算出ステップでは、酸素飽和度算出部が画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成ステップでは、分布パターン生成部が酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。特徴領域抽出ステップでは、特徴量抽出部が、画像信号に基づいて観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する。病状スコア算出ステップでは、病状スコア算出部が発赤領域の分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。そして、発赤領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアは、発赤領域中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも大きい。
本発明の第３のプロセッサ装置の作動方法は、観察対象を撮像して得られる画像信号を処理するプロセッサ装置の作動方法であり、酸素飽和度算出ステップと、分布パターン生成ステップと、特徴領域抽出ステップと、病状スコア算出ステップと、を備える。酸素飽和度算出ステップでは、酸素飽和度算出部が画像信号に基づいて観察対象の酸素飽和度を算出する。分布パターン生成ステップでは、分布パターン生成部が酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。特徴領域抽出ステップでは、特徴量抽出部が、画像信号に基づいて観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する。病状スコア算出ステップでは、病状スコア算出部が発赤領域の分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。そして、発赤領域中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアは、発赤領域中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも小さい。

第１のプロセッサ装置の作動方法においては、特徴領域抽出部が画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域を抽出する特徴領域抽出ステップを備えていても良い。この場合、病状スコア算出ステップでは、病状スコア算出部は、特徴領域における酸素飽和度の分布パターンに基づいて病状スコアを算出する。

本発明の内視鏡システムのプロセッサ装置、内視鏡システムの作動方法、プロセッサ装置の作動方法によれば、さらに、酸素飽和度に基づいて、より正確かつ詳細な診断を行えるように医師をサポートするための情報を提示することができる。

内視鏡システムの外観図である。 内視鏡システムのブロック図である。 通常観察モード時に発光する光のスペクトルを示すグラフである。 特殊観察モード時に発光する光のスペクトルを示すグラフである。 ＲＧＢカラーフィルタの分光透過率を示すグラフである。 通常観察モード時の撮像制御を示す説明図である。 特殊観察モード時の撮像制御を示す説明図である。 酸素飽和度画像生成部のブロック図である。 信号比Ｂ１／Ｇ２，Ｒ２／Ｇ２と酸素飽和度の相関関係を示すグラフである。 酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数を示すグラフである。 酸素飽和度を算出する方法を示す説明図である。 評価部を示すブロック図である。 早期癌の断面と、通常観察画像及び酸素飽和度を示す説明図である。 進行癌の断面と、通常観察画像及び酸素飽和度を示す説明図である。 基準パターンと病状スコアの関係を示す説明図である。 内視鏡システムの作用を示すフローチャートである。 早期癌がある場合の表示例を示す説明図である。 進行癌がある場合の表示例を示す説明図である。 早期癌がある場合の別の表示例を示す説明図である。 進行癌がある場合の別の表示例を示す説明図である。 基準パターンを外部から得る場合の評価部を示すブロック図である。 関心領域を示す説明図である。 第２実施形態の評価部を示すブロック図である。 第２実施形態の表示例を示す説明図である。 第３実施形態の評価部を示すブロック図である。 第３実施形態の表示例を示す説明図である。 第４実施形態の評価部を示すブロック図である。 第４実施形態の表示例を示す説明図である。 第５実施形態の評価部を示すブロック図である。 第６実施形態の評価部を示すブロック図である。 第６実施形態における分布パターンの算出方法を示す説明図である。 第７実施形態の内視鏡システムのブロック図である。 ＬＥＤの発光帯域とＨＰＦの特性を示すグラフである。 第７実施形態における通常観察モード時の撮像制御を示す説明図である。 第７実施形態における特殊観察モード時の撮像制御を示す説明図である。 第８実施形態の内視鏡システムのブロック図である。 回転フィルタの平面図である。

［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態の内視鏡システム１０は、内視鏡１２と、光源装置１４と、プロセッサ装置１６、モニタ１８（表示部）と、コンソール２０とを有する。内視鏡１２は、光源装置１４と光学的に接続されるとともに、プロセッサ装置１６と電気的に接続される。内視鏡１２は、被検体内に挿入される挿入部２１と、挿入部２１の基端部分に設けられた操作部２２と、挿入部２１の先端側に設けられた湾曲部２３及び先端部２４を有している。操作部２２のアングルノブ２２ａを操作することにより、湾曲部２３は湾曲動作する。この湾曲動作にともなって、先端部２４が所望の方向に向けられる。

また、操作部２２には、アングルノブ２２ａの他、モード切替ＳＷ（モード切替スイッチ）２２ｂと、ズーム操作部２２ｃと、静止画像を保存するためのフリーズボタン（図示しない）と、が設けられている。モード切替ＳＷ２２ｂは、通常観察モードと、特殊観察モードの２種類のモード間の切り替え操作に用いられる。通常観察モードは、被検体内の観察対象をフルカラー画像化した通常光画像をモニタ１８に表示するモードである。特殊観察モードは、観察対象の血中ヘモグロビンの酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像をモニタ１８に表示するモードである。ズーム操作部２２ｃは、内視鏡１２内のズームレンズ４７（図２参照）を駆動させて、観察対象を拡大させるズーム操作に用いられる。

プロセッサ装置１６は、モニタ１８及びコンソール２０と電気的に接続される。モニタ１８は、通常光画像や酸素飽和度画像等の画像、及びこれらの画像に関する情報（以下、画像情報等という）を表示する。コンソール２０は、機能設定等の入力操作を受け付けるＵＩ（ユーザインタフェース）として機能する。なお、プロセッサ装置１６には、画像情報等を記録する記録部（図示省略）を接続しても良い。

図２に示すように、光源装置１４は、中心波長４７３ｎｍの第１青色レーザ光を発する第１青色レーザ光源（４７３ＬＤ（レーザダイオード））３４と、中心波長４４５ｎｍの第２青色レーザ光を発する第２青色レーザ光源（４４５ＬＤ）３６とを発光源として備えている。これらの半導体発光素子からなる各光源３４，３６の発光は、光源制御部４０により個別に制御される。このため、第１青色レーザ光源３４の出射光と、第２青色レーザ光源３６の出射光の光量比は変更自在になっている。

光源制御部４０は、通常観察モードの場合には、第２青色レーザ光源３６を点灯させる。これに対して、特殊観察モードの場合には、１フレーム間隔で、第１青色レーザ光源３４と第２青色レーザ光源３６を交互に点灯させる。なお、第１，第２青色レーザ光の半値幅は±１０ｎｍ程度にすることが好ましい。また、第１青色レーザ光源３４と第２青色レーザ光源３６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を用いることもできる。また、上記光源として、発光ダイオード等の発光体を用いた構成としても良い。

各光源３４，３６から出射される第１，第２青色レーザ光は、集光レンズ、光ファイバ、合波器等の光学部材（いずれも図示せず）を介してライトガイド（ＬＧ）４１に入射する。ライトガイド４１は、光源装置１４と内視鏡１２を接続するユニバーサルコード１７（図１参照）と、内視鏡１２に内蔵されている。ライトガイド４１は、各光源３４，３６からの第１，第２青色レーザ光を、内視鏡１２の先端部２４まで伝搬する。なお、ライトガイド４１としては、マルチモードファイバを使用することができる。一例として、コア径１０５μｍ、クラッド径１２５μｍ、外皮となる保護層を含めた径がφ０．３〜０．５ｍｍの細径なファイバケーブルを使用することができる。

内視鏡１２の先端部２４は、照明光学系２４ａと撮像光学系２４ｂを有している。照明光学系２４ａには、蛍光体４４と、照明レンズ４５が設けられている。蛍光体４４には、ライトガイド４１から第１，第２青色レーザ光が入射する。蛍光体４４は、第１または第２青色レーザ光が照射されることで蛍光を発する。また、一部の第１または第２青色レーザ光は、そのまま蛍光体４４を透過する。蛍光体４４を出射した光は、照明レンズ４５を介して観察対象に照射される。

通常観察モードにおいては、第２青色レーザ光が蛍光体４４に入射するため、図３に示すスペクトルの白色光（第２白色光）が観察対象に照射される。この第２白色光は、第２青色レーザ光と、この第２青色レーザ光により蛍光体４４から励起発光する緑色〜赤色の第２蛍光とから構成される。したがって、第２白色光は、波長範囲が可視光全域に及んでいる。

一方、特殊観察モードにおいては、第１青色レーザ光と第２青色レーザ光が蛍光体４４に交互に入射することにより、図４に示すスペクトルの第１白色光と第２白色光が交互に観察対象に照射される。第１白色光は、第１青色レーザ光と、この第１青色レーザ光により蛍光体４４から励起発光する緑色〜赤色の第１蛍光とから構成される。したがって、第１白色光は、波長範囲が可視光全域に及んでいる。第２白色光は、通常観察モード時に照射される第２白色光と同様である。

第１蛍光と第２蛍光は、波形（スペクトルの形状）がほぼ同じであり、第１蛍光の強度（Ｉ１（λ））と第２蛍光の強度（Ｉ２（λ））の比（以下、フレーム間強度比という）は、何れの波長λにおいても同じである。例えば、Ｉ２（λ１）／Ｉ１（λ１）＝Ｉ２（λ２）／Ｉ１（λ２）である。このフレーム間強度比Ｉ２（λ）／Ｉ１（λ）は、酸素飽和度の算出精度に影響を与えるものであるため、光源制御部４０により、予め設定された基準フレーム間強度比を維持するように高精度に制御されている。

なお、蛍光体４４は、第１及び第２青色レーザ光の一部を吸収して、緑色〜赤色に励起発光する複数種類の蛍光体（例えばＹＡＧ系蛍光体、あるいはＢＡＭ（ＢａＭｇＡｌ_１０Ｏ_１７）等の蛍光体）を含んで構成されるものを使用することが好ましい。また、本実施形態のように、半導体発光素子を蛍光体４４の励起光源として用いれば、高い発光効率で高強度の第１白色光及び第２白色光が得られる。また、各白色光の強度を容易に調整できる上に、色温度、色度の変化を小さく抑えることができる。

内視鏡１２の撮像光学系２４ｂは、撮像レンズ４６、ズームレンズ４７、センサ４８を有している（図２参照）。観察対象からの反射光は、撮像レンズ４６及びズームレンズ４７を介してセンサ４８に入射する。これにより、センサ４８に観察対象の反射像が結像される。ズームレンズ４７は、ズーム操作部２２ｃを操作することでテレ端とワイド端との間を移動する。ズームレンズ４７がテレ端側に移動すると観察対象の反射像が拡大する。一方、ズームレンズ４７がワイド端側に移動することで、観察対象の反射像が縮小する。なお、拡大観察をしない場合（非拡大観察時）には、ズームレンズ４７はワイド端に配置されている。そして、拡大観察を行う場合には、ズーム操作部２２ｃの操作によってズームレンズ４７はワイド端からテレ端側に移動される。

センサ４８は、カラーの撮像素子であり、観察対象の反射像を撮像して画像信号を出力する。センサ４８は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサである。また、センサ４８は、撮像面にＲＧＢカラーフィルタが設けられたＲＧＢ画素を有しており、ＲＧＢの各色の画素で光電変換をすることによってＲ，Ｇ，Ｂの三色の画像信号を出力する。

図５に示すように、Ｂカラーフィルタは３８０〜５６０ｎｍの分光透過率を有しており、Ｇカラーフィルタは４５０〜６３０ｎｍの分光透過率を有しており、Ｒカラーフィルタ５８０〜７６０ｎｍの分光透過率を有している。したがって、通常観察モード時に第２白色光が観察対象に照射された場合には、Ｂ画素には第２青色レーザ光と第２蛍光の緑色成分の一部が入射し、Ｇ画素には第２蛍光の緑色成分の一部が入射し、Ｒ画素には第２蛍光の赤色成分が入射する。但し、第２青色レーザ光は第２蛍光よりも発光強度が極めて大きいのでＢ画素から出力するＢ画像信号の大部分は第２青色レーザ光の反射光成分で占められている。

一方、特殊観察モード時に第１白色光が観察対象に照射された場合には、Ｂ画素には第１青色レーザ光と第１蛍光の緑色成分の一部が入射し、Ｇ画素には第１蛍光の緑色成分の一部が入射し、Ｒ画素には第１蛍光の赤色成分が入射する。但し、第１青色レーザ光は第１蛍光よりも発光強度が極めて大きいので、Ｂ画像信号の大部分は第１青色レーザ光の反射光成分で占められている。なお、特殊観察モード時に第２白色光が観察対象に照射されたときのＲＧＢ各画素での光入射成分は、通常観察モードの場合と同様である。

なお、センサ４８としては、撮像面にＣ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー）及びＧ（グリーン）の補色フィルタを備えた、いわゆる補色イメージセンサを用いても良い。センサ４８として補色イメージセンサを用いる場合は、ＣＭＹＧの四色の画像信号からＲＧＢの三色の画像信号に色変換する色変換部を、内視鏡１２、光源装置１４またはプロセッサ装置１６のいずれかに設けておけば良い。こうすれば補色イメージセンサを用いる場合でも、ＣＭＹＧの４色の画像信号から色変換によってＲＧＢ３色の画像信号を得ることができる。

撮像制御部４９はセンサ４８の撮像制御を行う。図６に示すように、通常観察モード時には、１フレームの期間毎に、第２白色光で照明された観察対象をセンサ４８で撮像する。これにより、１フレーム毎にセンサ４８からＲＧＢの各画像信号が出力される。

撮像制御部４９は、特殊観察モード時も、通常観察モード時と同様にしてセンサ４８の撮像制御を行う。但し、特殊観察モード下ではセンサ４８の撮像のフレームに同期して第１白色光と第２白色光が交互に観察対象に照射されるので、図７に示すように、センサ４８は、１フレーム目に第１白色光で観察対象を撮像し、次の２フレーム目では第２白色光で観察対象を撮像する。センサ４８は、１フレーム目，２フレーム目ともＲＧＢの各色の画像信号を出力するが、依拠する白色光のスペクトルが異なるので、以下では区別のために、１フレーム目に第１白色光で撮像して得られるＲＧＢ各色の画像信号をそれぞれＲ１画像信号，Ｇ１画像信号，Ｂ１画像信号といい、２フレーム目に第２白色光で撮像して得られるＲＧＢ各色の画像信号をＲ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｂ２画像信号という。

なお、酸素飽和度の算出には、Ｂ１画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｂ１／Ｇ２と、Ｒ２画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｒ２／Ｇ２が用いられる。これらのうち、酸素飽和度の算出に必須な信号比は、Ｂ１画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｂ１／Ｇ２である。このため、本実施形態では、第１白色光中のＢ１画像信号になる成分（蛍光体４４を透過した第１青色レーザ光）が第１信号光であり、第２白色光中のＧ２画像信号になる成分（第２蛍光の緑色帯域成分）が第２信号光である。

センサ４８から出力される各色の画像信号は、ＣＤＳ（correlated double sampling）／ＡＧＣ（automatic gain control）回路５０送信される（図２参照）。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０は、センサ４８から出力されるアナログの画像信号に相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や自動利得制御（ＡＧＣ）を行う。ＣＤＳ／ＡＧＣ回路５０を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器５２によってデジタル画像信号に変換される。こうしてデジタル化された画像信号はプロセッサ装置１６に入力される。

プロセッサ装置１６は、受信部５４と、画像処理切替部６０と、通常観察画像処理部６２と、特殊観察用画像処理部６４と、評価部６５と、画像表示信号生成部６６とを備えている。受信部５４は、内視鏡１２から入力される画像信号を受信する。受信部５４はＤＳＰ（Digital Signal Processor）５６とノイズ除去部５８を備えており、ＤＳＰ５６は、受信した画像信号に対して色補正処理等のデジタル信号処理を行う。ノイズ除去部５８は、ＤＳＰ５６で色補正処理等が施された画像信号に対して、例えば移動平均法やメディアンフィルタ法等によるノイズ除去処理を施す。ノイズが除去された画像信号は、画像処理切替部６０に入力される。

画像処理切替部６０は、モード切替ＳＷ２２ｂが通常観察モードにセットされている場合には、画像信号を通常観察画像処理部６２に入力する。一方、モード切替ＳＷ２２ｂが特殊観察モードに設定されている場合、画像処理切替部６０は、画像信号を特殊観察用画像処理部６４に入力する。

通常観察画像処理部６２は、色変換部６８と、色彩強調部７０と、構造強調部７２とを有する。色変換部６８は、入力された１フレーム分のＲＧＢの各画像信号を、それぞれＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素に割り当てたＲＧＢ画像データを生成する。そして、ＲＧＢ画像データに対して、さらに３×３のマトリックス処理、階調変換処理、３次元ＬＵＴ処理等の色変換処理を施す。

色彩強調部７０は、色変換処理済みのＲＧＢ画像データに対して、各種色彩強調処理を施す。構造強調部７２は、色彩強調処理済みのＲＧＢ画像データに対して、空間周波数強調等の構造強調処理を施す。構造強調部７２で構造強調処理が施されたＲＧＢ画像データは、通常観察画像として画像表示信号生成部６６に入力される。

特殊観察画像処理部６４は、酸素飽和度画像生成部７６と、構造強調部７８とを有する。酸素飽和度画像生成部７６は、酸素飽和度を算出するとともに、算出した酸素飽和度を表す酸素飽和度画像を生成する。

構造強調部７８は、酸素飽和度画像生成部７６から入力される酸素飽和度画像に対して、空間周波数強調処理等の構造強調処理を施す。構造強調部７２で構造強調処理が施された酸素飽和度画像は、画像表示信号生成部６６に入力される。

評価部６５は、酸素飽和度画像生成部７６で算出される酸素飽和度のデータを取得し、この酸素飽和度のデータに基づいて酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。そして、算出した分布パターンに基づいて観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。病状とは、例えば、癌の進行度である。

表示用画像信号生成部６６は、通常観察画像または酸素飽和度画像を表示用形式の信号（表示用画像信号）に変換し、モニタ１８に入力する。これにより、モニタ１８には通常観察画像または酸素飽和度画像が表示される。また、表示用画像信号生成部６６には、評価部６５から病状スコアが入力される。このため、表示画像信号生成部６６は、酸素飽和度画像とともに、病状スコアまたは病状スコアに基づく情報（警告メッセージ等）をモニタ１８に表示する。このため、医師は、酸素飽和度画像だけでなく、病状スコアまたは病状スコアに基づく情報の表示を参照することで、病変の可能性がある組織を、より客観的で正確かつ詳細に診断することができる。

図８に示すように、酸素飽和度画像生成部７６は、信号比算出部８１と、相関関係記憶部８２と、酸素飽和度算出部８３と、画像生成部８７と、を備えている。

信号比算出部８１には、酸素飽和度画像生成部７６に入力される２フレーム分の画像信号のうち、Ｂ１画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号が入力される。信号比算出部８１は、Ｂ１画像信号とＧ２画像信号の信号比Ｂ１／Ｇ２と、Ｇ２画像信号とＲ２画像信号の信号比Ｒ２／Ｇ２とを、画素毎に算出する。

相関関係記憶部８２は、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２と、酸素飽和度の相関関係を記憶している。この相関関係は、図９に示す二次元空間上に酸素飽和度の等値線を定義した２次元テーブルで記憶されている。信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２に対する等値線の位置及び形状は、光散乱の物理的なシミュレーションによって予め得られ、各等値線の間隔は、血液量（信号比Ｒ２／Ｇ２）に応じて変化する。なお、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２と、酸素飽和度との相関関係はｌｏｇスケールで記憶されている。

なお、上記相関関係は、図１０に示すように、酸化ヘモグロビン（グラフ９０）や還元ヘモグロビン（グラフ９１）の吸光特性や光散乱特性と密接に関連し合っている。例えば、第１青色レーザ光の中心波長４７３ｎｍのように、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数の差が大きい波長では、酸素飽和度の情報を取り扱いやすい。しかしながら、４７３ｎｍの光に対応する信号を含むＢ１画像信号は、酸素飽和度だけでなく、血液量にも依存度が高い。そこで、Ｂ１画像信号に加え、主として血液量に依存して変化する光に対応するＲ２画像信号と、Ｂ１画像信号とＲ２画像信号のリファレンス信号となるＧ２画像信号から得られる信号比Ｂ１／Ｇ２及びＲ２／Ｇ２を用いることで血液量に依存することなく、酸素飽和度を正確に求めることができる。

酸素飽和度算出部８３は、相関関係記憶部８２に記憶された相関関係を参照し、信号比算出部８１で算出された信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する酸素飽和度を画素毎に算出する。例えば、特定画素における信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２がそれぞれＢ１^＊／Ｇ２^＊及びＲ２^＊／Ｇ２^＊である場合、図１１に示すように、相関関係を参照すると、信号比Ｂ１^＊／Ｇ２^＊及び信号比Ｒ２^＊／Ｇ２^＊に対応する酸素飽和度は「６０％」である。したがって、酸素飽和度算出部８３は、この画素の酸素飽和度を「６０％」と算出する。

なお、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２が極めて大きくなったり、極めて小さくなったりすることはほとんどない。すなわち、信号比Ｂ１／Ｇ２や信号比Ｒ２／Ｇ２の値が、酸素飽和度０％の下限ライン９３を上回ったり、反対に酸素飽和度１００％の上限ライン９４を下回ったりすることはほとんどない。但し、算出する酸素飽和度が下限ライン９３を下回ってしまった場合には酸素飽和度算出部８３は酸素飽和度を０％とし、上限ライン９４を上回ってしまった場合には酸素飽和度を１００％とする。また、信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２に対応する点が下限ライン９３と上限ライン９４の間から外れた場合には、その画素における酸素飽和度の信頼度が低いことが分かるように表示をしたり、酸素飽和度を算出しないようにしても良い。

画像生成部８４は、酸素飽和度算出部８３で算出された酸素飽和度のデータと、Ｂ２画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号を用いて、酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を生成する。具体的には、画像生成部８４は、入力される元のＢ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｒ２画像信号に対して、酸素飽和度に応じたゲインを画素毎に施し、ゲインを施したＢ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｒ２画像信号を用いてＲＧＢ画像データを生成する。例えば、画像生成部８４は、補正酸素飽和度が６０％以上の画素ではＢ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｒ２画像信号のいずれにも同じゲイン「１」を乗じる。これに対して、補正酸素飽和度が６０％未満の画素では、Ｂ２画像信号に対して「１」未満のゲインを乗じ、Ｇ２画像信号及びＲ２画像信号に対しては「１」以上のゲインを乗じる。このゲイン処理後のＢ１画像信号，Ｇ２画像信号，Ｒ２画像信号を用いて生成されたＲＧＢ画像データが酸素飽和度画像である。

画像生成部８４が生成した酸素飽和度画像では、高酸素の領域（酸素飽和度が６０〜１００％の領域）では、通常観察画像と同様の色で表される。一方、酸素飽和度が特定値を下回る低酸素の領域（酸素飽和度が０〜６０％の領域）は、通常観察画像とは異なる色（疑似カラー）で表される。

なお、本実施形態では、画像生成部８４は、低酸素の領域のみ疑似カラー化するゲインを乗じているが、高酸素領域でも酸素飽和度に応じたゲインを施し、酸素飽和度画像の全体を疑似カラー化しても良い。また、低酸素領域と高酸素領域を酸素飽和度６０％で分けているがこの境界も任意である。

図１２に示すように、評価部６５は、分布パターン生成部９６、病状スコア算出部９７、基準パターン記憶部９８を備える。

分布パターン生成部９６は、酸素飽和度算出部８３が画素毎に算出した酸素飽和度のデータを取得し、酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する。分布パターンとは、例えば、各画素の酸素飽和度を画像のように配列した２次元状の分布パターンや、これを所定方向に微分した酸素飽和度の勾配に関する分布パターン、各画素の酸素飽和度を画像のように配列した２次元状の分布パターンをフーリエ変換することにより得られる空間周波数スペクトルである。本実施形態では、分布パターン生成部９６は、酸素飽和度の分布を分布パターンとして算出するが、分布パターン生成部９６は、他の上記分布パターンを生成しても良いし、複数の分布パターンを生成しても良い。

例えば、図１３の通常観察画像１０１及びその中央の断面１０２に示すように、癌組織１０３が粘膜基板１０５を浸潤せずに粘膜層１０４に留まっている早期癌の場合、癌組織１０３の周辺には新生血管１０３ａが構築されるものの、これらの新生血管１０３ａは粘膜下組織層１０６の太い血管１０６ａには到達しない。このため、酸素飽和度の分布１１５やその中央での分布１１６に示すように、癌組織１０３は正常組織よりも酸素飽和度が低い低酸素領域になっている。また、癌組織が多い部分ほど酸素が欠乏して酸素飽和度が低下するので、早期癌では、癌組織１０３の概ね中央近傍が最も低酸素状態になり、中央のＸ１−Ｘ２断面に沿ってみれば、酸素飽和度の分布は、Ｕ字（あるいはＶ字）の分布になる。

一方、図１４の通常観察画像１１０及びその中央の断面１１２に示すように、癌組織１１３が粘膜基板１０５を浸潤した進行癌の場合、癌組織１１３の周辺に構築された新生血管１１３ａの一部は粘膜下組織層１０６の太い血管１０６ａに到達する。このため、酸素飽和度の分布１２５やその中央での分布１２６に示すように、新生血管１１３ａが粘膜下組織層１０６の太い血管１０６ａに到達していない癌組織１１３の周辺部分では、早期癌組織１０３と同様に周辺の正常組織よりも酸素飽和度が低い低酸素状態になるが、新生血管１１３ａが粘膜下組織層１０６の太い血管１０６ａに到達した中央部分では酸素の供給が豊富になるので、例えば正常組織と同等程度の高酸素状態になる。このため、進行癌では、中央部分に高酸素領域が形成され、その周囲が低酸素領域で囲まれた円環状の低酸素領域が観察される。また、中央の断面Ｘ１−Ｘ２に沿ってみれば、酸素飽和度の分布は、中央が凸になったＷ字に近い分布になる。

本実施形態では、分布パターン生成部９６は、この酸素飽和度の分布１１５，１２５を分布パターンとして算出する。酸素飽和度の勾配や空間周波数スペクトルは、上記酸素飽和度の分布１１５，１２５を微分し、あるいはフーリエ変換することにより求めることができる。なお、図１３及び図１４から容易に分かるように、癌が発生すると、酸素飽和度の空間周波数スペクトルには高周波成分が生じ、癌が進行して粘膜筋板１０６を浸潤した場合に、さらなる高周波成分が生じる。

病状スコア算出部９７は、分布パターン生成部９６が算出した分布パターンに基づいて、観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。具体的には、分布パターン生成部９６が算出した分布パターンを、基準パターン記憶部９８に予め記憶された基準パターンと比較し、その類似度を病状スコアとして算出する。本実施形態では、分布パターン生成部９６は酸素飽和度の分布を分布パターンとして算出するので、これに対応して、基準パターン生成部９８には過去の臨床データ等に基づいて作成された酸素飽和度の分布の雛形が基準パターンとして予め記憶している。病状スコア算出部９７は、分布パターン生成部９６から得る分布パターンと、基準パターンとのマッチングを行って病状スコア（類似度）を算出する。

図１５に示すように、基準パターン１３０は、例えば酸素飽和度が一定値未満の低酸素領域１３１中に、酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域１３２を有する特定の酸素飽和度の分布形状である。すなわち、この基準パターン１３０は、進行癌の酸素飽和度の分布を模した酸素飽和度の分布形状になっている。なお、低酸素領域１３１や高酸素領域１３２を区別する酸素飽和度の一定値は、臨床データに基づいて定められている。また、低酸素領域１３１の外周部分１３３の酸素飽和度は、正常組織の酸素飽和度を模した値になっている。

病状スコア算出部９７は、基準パターン１３０を拡大あるいは縮小して、分布パターン生成部９６が算出した分布パターンとマッチングする。低酸素領域中に高酸素領域がない早期癌の分布パターン１１５（図１３参照）に比べて、低酸素領域中に高酸素領域を有する進行癌の分布パターン１２５（図１４参照）の方が基準パターン１３０との類似度が高い。このため、病状スコアは進行癌を観察している場合に大きい。なお、癌がない場合には、分布パターン生成部９６が算出した分布パターンには低酸素領域すら含まれないので、早期癌を観察している場合よりもさらに病状スコアは小さい。

上記のように、病状スコアは、低酸素領域中に高酸素領域がある場合に高スコアになるが、さらに低酸素領域中にある高酸素領域の割合が大きいほど、病状スコアが大きいことが好ましい。低酸素領域中にある高酸素領域の割合は粘膜筋板１０５が浸潤されている範囲に対応するので、このように病状スコアをスコアリングすれば、進行癌の進行程度をさらに詳細かつ客観的に評価することができる。低酸素領域中にある高酸素領域の割合に応じて大きい病状スコアを算出するためには、例えば、高酸素領域１３２の面積を変えた複数の基準パターンを予め用意し、これらと分布パターンとのマッチングを行い、各基準パターンとのマッチングで得られた病変スコアの総計を最終的な病変スコアとすれば良い。また、基準パターン１３０から演算により、低酸素領域中にある高酸素領域の割合が異なる基準パターンを生成して用いても良い。また、マッチングで得られた類似度を、低酸素領域中にある高酸素領域の割合に応じて補正した値を病変スコアにしても良い。

なお、病状スコア算出部９７が算出した病状スコアは、画像表示信号生成部６６に入力され、酸素飽和度画像とともにモニタ１８に表示される。

次に、本実施形態の内視鏡システム１０による観察の流れを図１６のフローチャートに沿って説明する。まず、通常観察モードにおいて、最も遠景の状態からスクリーニングを行う（Ｓ１０）。通常観察モードでは、通常観察画像がモニタ１８に表示される。このスクリーニング時に、ブラウニッシュエリアや発赤等の病変の可能性がある部位（以下、病変可能性部位という）を発見した場合（Ｓ１１）には、モード切替ＳＷ２２ｂを操作して、特殊観察モードに切り替える（Ｓ１２）。そして、この特殊観察モードにおいて、病変可能性部位の診断を行う。

特殊観察モードでは、第１及び第２白色光がセンサ４８の撮像フレームに同期して交互に観察対象に照射されるので、第１白色光が照射されたフレームではセンサ４８はＲ１画像信号，Ｇ１画像信号，Ｂ１画像信号を出力し、第２白色光が照射されたフレームではＲ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｂ２画像信号を出力する。これら２フレーム分の画像信号に基づいて、信号比算出部８１によって信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２が画素毎に算出される（Ｓ１３）。そして、酸素飽和度算出部８３によって、これらの信号比Ｂ１／Ｇ２及び信号比Ｒ２／Ｇ２に基づいて、画素毎に酸素飽和度が算出される（Ｓ１４）。酸素飽和度が算出されると、画像生成部８７においてＢ２画像信号、Ｇ２画像信号、Ｒ２画像信号に酸素飽和度に応じたゲインを施した酸素飽和度画像が生成される（Ｓ１５）。

また、分布パターン生成部９６によって、酸素飽和度算出部８３で算出された酸素飽和度のデータに基づいて酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンが算出され（Ｓ１６）、さらに病状スコア算出部９７によってこの分布パターンに基づいて病状スコアが算出される（Ｓ１７）。

こうして生成及び算出された酸素飽和度画像と病状スコアは、モニタ１８に表示される（Ｓ１８）。例えば、図１７に示すように、病変組織が早期癌の場合、癌組織１０３のほぼ全体が疑似カラー化された酸素飽和度画像１４１と、病状スコア「１２」がモニタ１８に表示される。また、図１８に示すように、病変組織が進行癌の場合、疑似カラー化された低酸素領域中に通常色の高酸素領域を有する癌組織１１３が写し出された酸素飽和度画像１４２と、病状スコア「９５」がモニタ１８に表示される。

上記のように、早期癌では癌組織１０３の全体が疑似カラー化され、進行癌では癌組織１１３が円環状に疑似カラー化されるので、医師は、モニタ１８に表示された酸素飽和度画像を観察することにより、病変組織が早期癌であるか進行癌であるか（あるいは癌でないか）を判別できる。これに加え、内視鏡システム１０では、モニタ１８には浸潤の可能性を客観的に評価した病変スコアが表示されているので、この病変スコアを見れば、より容易に浸潤の可能性を把握することができ、癌の進行度まで含めた詳細な診断を正確かつ容易に行うことができる。

なお、こうした酸素飽和度（酸素飽和度画像）の表示は、通常観察モードに切り替えられるまで継続して行わる（Ｓ１９）。また、診断を終了する場合には、内視鏡１２の挿入部２１を被検体内から抜き出す（Ｓ２０）。

以上のように、内視鏡システム１０は、酸素飽和度画像をモニタ１８に表示するだけでなく、さらに病変スコアを算出し、モニタ１８に表示することにより、医師の診断を支援することができる。内視鏡システム１０は、この病変スコアの算出及び表示による支援を、観察対象を観察している最中にリアルタイムに行うことができる。特に、内視鏡システム１０は、観察対象の表面を観察して、観察対象の内部（病変の深さ方向）への病変の進行度をスコア化することができるので、観察に使用する波長を変更する等して観察対象の深さ毎の観察をする場合よりも、迅速に（例えば観察のフレームレートを落とさずに）診断を支援する情報を提示することができる。

なお、内視鏡システム１０は、酸素飽和度６０％を境界にして低酸素領域を疑似カラー化した酸素飽和度画像を生成及び表示するが、さらに酸素飽和度をさらに細かく段階的に分け、各段階で異なる色になるように疑似カラー化しても良い。例えば、酸素飽和度に応じて画像信号に乗じるゲイン変えることによって、酸素飽和度の各段階で異なる色となるようにして表示することができる。この場合、図１９及び図２０に示すように、早期癌の癌組織１０３や進行癌の癌組織１１３の内部の酸素飽和度の分布形状が詳細に表れた酸素飽和度画像１４３，１４４を表示することができる。

なお、内視鏡システム１０は、癌の進行度の診断を支援する病状スコアを算出及び表示しているが、同様の方法で、癌以外の病変（炎症や潰瘍等）の進行度の診断を支援する病状スコアを算出及び表示することができる。

なお、内視鏡システム１０では、癌の進行度に応じて大きくなる病状スコアを算出及び表示しているが、逆に、癌が進行度に応じて小さくなる病状スコアを算出しても良い。例えば、病状スコア算出部９７は、分布パターン生成部９６から得る分布パターンと基準パターンの類似度の逆数を病状スコアとして算出して良い。この場合、低酸素領域中に高酸素領域がない場合に最も病状スコアが大きく、低酸素領域中に高酸素領域がある場合に病状スコアは小さくなる。そして、低酸素領域中の高酸素領域の割合が大きいほどさらに病状スコアは小さくなる。このため、病状スコアの小ささが癌の進行度を表す。

なお、内視鏡システム１０では、基準パターン１３０を予め記憶した基準パターン記憶部９８が評価部６５に設けられているが、図２１に示すように、例えばプロセッサ装置１６とネットワーク接続された外部のデータベース１５１から基準パターン１３０を取得しても良い。このように、外部データベース１５１から基準パターン１３０を取得するようにしておくと、最新の症例に基づいて基準パターン１３０が更新された場合でも、基準パターン記憶部９８のデータを更新するメンテナンスを行わなくても常に最適な基準パターンを用いて病変スコアを算出することができる。

なお、内視鏡システム１０では、分布パターン生成部９６及び病変スコア算出部９７が分布パターン及び病変スコアを算出する領域を指定していないが、分布パターン生成部９６及び病変スコア算出部９７は、図２２に示すように予め指定された関心領域１６１について分布パターン及び病変スコアの算出をしても良い。こうすれば、病変スコアの算出を素早く行うことができる。関心領域１６１は、例えば、通常観察画像１１０等（酸素飽和度画像でも良い）を観察しながら、医師が指定する領域である。関心領域１６１の指定は、プロセッサ装置１６で行うことができる。もちろん、関心領域１６１が指定されない場合には、観察をしている全範囲について分布パターン及び病変スコアの算出をし、関心領域１６１が指定された場合には指定された関心領域１６１について分布パターン及び病変スコアの算出をすれば良い。

なお、関心領域１６１は、内視鏡システム１０が自動的に行っても良い。例えば、分布パターン生成部９６で生成する分布パターン１１５，１２５から低酸素領域を含む所定サイズ及び所定形状（例えば四角形）の領域を関心領域として抽出する関心領域抽出部を評価部６５に設け、抽出された関心領域について病状スコアを算出しても良い。

なお、内視鏡システム１０では、分布パターン生成部９６において１つの分布パターン（酸素飽和度の分布形状）を算出し、病変スコア算出部９７では、これに対応する病変スコアを算出しているが、酸素飽和度の勾配の分布パターン等、他の分布パターンを含め、複数の分布パターンを生成する場合には、各分布パターンについて算出した病変スコアの合計値、各分布パターンについて算出した病変スコアを重み付けして加算した値等、各分布パターンについて算出した病変スコアを用いて演算した結果を最終的に算出及び表示する病変スコアにすれば良い。

［第２実施形態］
図２３に示すように、第２実施形態の内視鏡システムは、評価部６５にさらに類似臨床データ選出部２０１を備える。それ以外の構成は第１実施形態の内視鏡システム１０と同じである。

類似臨床データ選出部２０１は、病状スコア算出部９７から病状スコアを取得し、取得した病状スコアと病変スコアが近い（あるいは一致する）過去の症例を、複数の臨床データ２０３が記憶された臨床データベース２０２から選出する。そして、選出した臨床データ（以下、類似臨床データという）を画像表示信号生成部６６に入力する。これにより、図２４に示すように、例えば類似臨床データに含まれる酸素飽和度画像２０６を、観察対象の酸素飽和度画像１４２と並べてモニタ１８に表示させる。

この第２実施形態の内視鏡システムでは、病状スコアに加えて、類似臨床データの酸素飽和度画像２０６をリアルタイムに医師に提示することができる。

なお、酸素飽和度画像２０６の他に、類似臨床データに含まれる通常観察画像や狭帯域光で観察した場合の狭帯域光画像等、他の種類の画像をモニタ１８に表示させても良い。また、類似臨床データに、各種画像の他、病名等の診断の結果や、行った治療とその効果等の記録が含まれる場合、これらをモニタ１８に表示しても良い。こうした類似症例の様々な記録も医師の診断の支援になる。

なお、臨床データベース２０２は、内視鏡システムとネットワーク接続された外部データベースでも良いし、内視鏡システム（プロセッサ装置１６）が内蔵するデータベースでも良い。また、病状スコアが同じものが複数ある場合には、例えば、これらのうち最も新しいものを選んで表示させたり、参照回数が多いものを選んで表示させたりしても良い。また、類似臨床データとして表示する臨床データを、病状スコア毎に予め設定しておいても良い。また、類似臨床データは、被検体の年齢や性別、観察部位等の病状スコア以外の観察対象との共通性に応じて絞り込んで選出しても良い。

なお、第２実施形態の内視鏡システムでは、類似臨床データを１例選出しているが、複数の類似臨床データを選出し、モニタ１８に表示させても良い。また、複数の類似臨床データが選出された場合には、これらのリストをモニタ１８に表示し、このリストから医師が選択した類似臨床データの酸素飽和度画像等をモニタ１８に表示させても良い。

［第３実施形態］
図２５に示すように、第３実施形態の内視鏡システムは、第１実施形態の内視鏡システム１０に対して、評価部６５に治療効果スコア算出部３０１を加えたものであり、これ以外の構成は、第１実施形態の内視鏡システム１０と同じである。

治療効果スコア算出部３０１は、分布パターン生成部９６から分布パターンを取得し、取得した分布パターンに基づいて、特定の治療方法による治療効果を表す治療効果スコアを算出する。具体的には、分布パターン（酸素飽和度の分布形状）や分布パターンから算出される情報（低酸素領域の面積、低酸素領域中の高酸素領域の割合等）に基づいて治療効果スコアを算出する。治療効果スコア算出部３０１は、算出した治療効果スコアを画像表示信号生成部６６に入力することにより、図２６に示すように、観察対象の酸素飽和度画像１４２と並べて、治療効果スコア３０２をモニタ１８に表示させる。特定の治療方法とその治療効果とは、病変が癌の場合、例えば、抗癌剤とその効き目、放射線治療とその効き目、外科手術とその予後（生存率、再発可能性や転移可能性）等である。

例えば、抗癌剤の場合、低酸素領域は血流が悪いので抗癌剤の効果が薄く、高酸素領域では高い効果が得られるので、治療効果スコア算出部３０１は、低酸素領域が多い場合に抗癌剤の治療効果スコアを低く、高酸素領域が多い（特に低酸素領域中にある高酸素領域の割合が大きい）場合に、抗癌剤の治療効果スコアを高くスコアリングする。また、放射線治療の場合、低酸素領域ではフリーラジカルの発生量が低下するので、治療効果が薄くなるので、治療効果スコア算出部３０１は、低酸素領域が多い場合に放射線治療の治療効果スコアを低くスコアリングし、高酸素領域が多い場合（低酸素領域中にある高酸素領域の割合が大きい）場合に、放射線治療の治療効果スコアを高くスコアリングする。

［第４実施形態］
図２７に示すように、第４実施形態の内視鏡システムは、第１実施形態の内視鏡システム１０に対して、評価部６５にメッセージ表示制御部４０１を加えたものであり、これ以外の構成は、第１実施形態の内視鏡システム１０と同じである。

メッセージ表示制御部４０１は、病状スコア算出部９７から病状スコアを取得し、取得した病状スコアの値を監視する。そして、例えば、メッセージ表示制御部４０１は、警告等の病状スコアに応じた情報を画像表示信号生成部６６に入力する。これにより、図２８に示すように、観察対象の酸素飽和度画像１４２と並べて、病状スコアに応じたメッセージ４０２をモニタ１８に表示させる。例えば、病状スコアが大きい場合には、粘膜筋板１０５や粘膜下組織層１０６に浸潤している可能性が高いので、病状スコアが予め定めた特定値以上の場合に、浸潤の可能性を警告するメッセージ４０２を表示することが好ましい。なお、メッセージ表示制御部４０１は、病状スコアの監視を常に行うが、メッセージ４０２の表示は行わない場合があっても良い。例えば、病状スコアが特定値以上（または以下）の場合、あるいは所定の範囲にある場合など、特定の症状スコアの場合にだけメッセージを表示させても良い。

［第５実施形態］
図２９に示すように、第５実施形態の内視鏡システムは、第１実施形態の内視鏡システム１０に対して、評価部６５に自動保存制御部５０１を加えたものであり、これ以外の構成は、第１実施形態の内視鏡システム１０と同じである。

自動保存制御部５０１は、病状スコア監視部９７から病状スコアを取得し、その値を監視する。そして、病状スコアが所定の規定値以上の値であった場合に、例えば構造強調部７８から出力される酸素飽和度画像を取得し、記憶部５０２に自動的に保存する。この自動保存制御部５０１が行う酸素飽和度画像の自動保存は、内視鏡システムを操作する医師が静止画像の保存をするための操作をしなかった場合でも実行する。また、自動保存する酸素飽和度画像には、病状スコアを関連付けて保存する。病状スコアは、例えば、酸素飽和度画像のヘッダに、付帯情報として記録される。

病状スコアが高スコアの場合は、進行癌の可能性が高く、通常は、医師によって静止画像として保存される可能性が高いが、万が一、医師が静止画像としての保存を忘れた場合でも、自動保存制御部５０１によって酸素飽和度画像を自動的に保存しているので、検査のやり直す必要はなく、医師及び被検体への負担は低減される。

なお、病状スコアが高スコアの場合に、全フレームの酸素飽和度画像を自動保存する必要はなく、例えば、一定のフレーム間隔で自動保存制御部５０１による自動保存を実行しても良い。

なお、第２実施形態の類似臨床データ選出部２０１、第３実施形態の治療効果スコア算出部３０１、第４実施形態のメッセージ表示制御部４０１、第５実施形態の自動保存制御部５０１は、相互に任意に組み合わせて用いることができる。

［第６実施形態］
図３０に示すように、第６実施形態の内視鏡システムは、評価部６５に特徴領域抽出部６０１を備える。また、病状スコア算出部６０２は、特徴領域抽出部６０１が抽出した特徴領域における酸素飽和度の分布パターンに基づいて病状スコアを算出する。これ以外の構成は、第１実施形態の内視鏡システム１０と同じである。

特徴領域抽出部６０１は、画像信号を取得し、病変部と疑われる箇所を観察対象の特徴領域として抽出する。例えば、図３１に示すように、特徴領域抽出部６０１は、取得した画像信号に基づいて、赤味が強い領域（以下、発赤領域という）６０５を特徴領域として抽出する。

病状スコア算出部６０２は、特徴領域抽出部６０１が抽出した発赤領域６０５における酸素飽和度の分布パターンに基づいて、観察対象の病状を表す病状スコアを算出する。例えば、酸素飽和度の分布パターン６０３のように、低酸素領域６０６中に高酸素領域６０７がある分布パターンが、発赤領域６０５に重なっていれば、この発赤領域６０５は癌組織による新生血管の構築によるものである可能性が高い。このため、発赤領域６０５における酸素飽和度の分布パターンに基づいて病状スコアを算出することにより、癌組織の有無及びその進行度を特に正確に病状スコアで表すことができる。

本実施形態では、病状スコア算出部６０２は、発赤領域６０５中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアを、発赤領域６０５中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも大きくする。また、発赤領域６０５中に高酸素領域がある場合、発赤領域６０５に対する高酸素領域の割合が大きいほど病状スコアを大きくする。こうすれば、病状スコアで癌の進行度を良く表すことができる。もちろん、病状スコア算出部６０２は、発赤領域６０５中に酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の病状スコアを、発赤領域６０５中に高酸素領域がない場合の病状スコアよりも小さくしても良い。この場合、発赤領域６０５中に高酸素領域がある場合、発赤領域６０５に対する高酸素領域の割合が大きいほど病状スコアは小さくなる。この場合でも病状スコアで癌の進行度を良く表すことができる。

なお、特徴領域抽出部６０１は、Ｂ２画像信号またはＧ２画像信号を用いて発赤領域６０５を抽出することができる。例えば、４２０ｎｍや５５０ｎｍ付近の波長帯域において血中ヘモグロビンによる吸収が大きくなるので（図１０参照）、この波長帯域の情報を含むＢ２画像信号やＧ２画像信号では、ヘモグロビンの吸収によるコントラストが大きく表れ、血管の有無が判別しやすいからである。もちろん、Ｂ１画像信号やＧ２画像信号を用いても良い。また、Ｒ１（Ｒ２）画像信号を含め、複数の画像信号に基づいて発赤領域６０５を抽出しても良い。

なお、特徴領域として発赤領域６０５を抽出しているが、観察対象の隆起した領域（隆起領域）を特徴領域として抽出しても良い。

病状スコアが画像表示信号生成部６６に入力され、モニタ１８に表示されるのは第１実施形態と同様である。このため、第２〜第５実施形態はこの第６実施形態に組み合わせて用いることができる。

［第７実施形態］
図３２に示すように、内視鏡システム７００の光源装置１４には、第１及び第２青色レーザ光源３４，３６と光源制御部４０の代わりに、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源ユニット７０１と、ＬＥＤ光源制御部７０４が設けられている。また、内視鏡システム７００の照明光学系２４ａには蛍光体４４が設けられていない。それ以外については、第１実施形態の内視鏡システム１０と同様である。

ＬＥＤ光源ユニット７０１は、特定の波長帯域に制限された光を発光する光源として、Ｒ−ＬＥＤ７０１ａ，Ｇ−ＬＥＤ７０１ｂ，Ｂ−ＬＥＤ７０１ｃを有する。図３３に示すように、Ｒ−ＬＥＤ７０１ａは、６００〜７２０ｎｍの赤色領域の赤色帯域光（以下、単に赤色光という）し、Ｇ−ＬＥＤ７０１ｂは、４８０〜６２０ｎｍの緑色領域の緑色帯域光（以下、単に緑色光）を発光する。また、Ｂ−ＬＥＤ７０１ｃは、４００〜５００ｎｍの青色領域の青色帯域光（以下、単に青色光という）を発光する。

また、ＬＥＤ光源ユニット７０１は、Ｂ−ＬＥＤ７０１ｃが発する青色光の光路上に挿抜されるハイパスフィルタ（ＨＰＦ）７０２を有する。ハイパスフィルタ７０２は、４５０ｎｍ以下の波長帯域の青色光をカットし、４５０ｎｍより長波長帯域の光を透過する。

ハイパスフィルタ７０２のカットオフ波長（４５０ｎｍ）は、酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数がほぼ等しい波長であり（図１０参照）、この波長を境に酸化ヘモグロビンと還元ヘモグロビンの吸光係数が逆転する。本実施形態の場合、相関関係記憶部８２に記憶された相関関係は、酸化ヘモグロビンの吸光係数が還元ヘモグロビンの吸光係数よりも大きい場合のものなので、カットオフ波長以下の波長帯域に基づくシグナルは、信号比Ｂ１／Ｇ２が４７３ｎｍで測定する本来の値よりも低下し、不正確な酸素飽和度が算出される原因になる。このため、ハイパスフィルタ７０２は、酸素飽和度を算出するためのＢ１画像信号を取得する時に、カットオフ波長以下の波長帯域の光が観察対象に照射されないようにする。

したがって、ハイパスフィルタ７０２は、特殊観察モード時にＢ−ＬＥＤ７０１ｃの前に挿入され、通常観察モード時には退避位置に退避される。ハイパスフィルタ７０２の挿抜は、ＬＥＤ光源制御部７０４の制御の下、ＨＰＦ挿抜部７０３によって行われる。

ＬＥＤ光源制御部７０４は、ＬＥＤ光源ユニット７０１の各ＬＥＤ７０１ａ〜７０１ｃの点灯／消灯、及びハイパスフィルタ７０２の挿抜を制御する。具体的には、図３４に示すように、通常観察モードの場合、ＬＥＤ光源制御部７０４は、各ＬＥＤ７０１ａ〜７０１ｃを全て点灯させ、ハイパスフィルタ７０２はＢ−ＬＥＤ７０１ｃの光路上から退避させる。

一方、図３５に示すように、特殊観察モードの場合、ＬＥＤ光源制御部７０４は、ハイパスフィルタ７０２をＢ−ＬＥＤ７０１ｃの光路上に挿入する。そして、１フレーム目は、Ｂ−ＬＥＤ７０１ｃを点灯させ、Ｒ−ＬＥＤ７０１ａ及びＧ−ＬＥＤ７０１ｂを消灯させることにより、４５０ｎｍ以下の波長帯域がカットされた青色光を観察対象に照射させる。そして、２フレーム目は、Ｒ−ＬＥＤ７０１ａ、Ｇ−ＬＥＤ７０１ｂ、Ｂ−ＬＥＤ７０１ｃを全て点灯させ、Ｂ−ＬＥＤ７０１ｃが発する青色光のうち４５０ｎｍ以下の波長帯域がカットされた青色光と、Ｒ−ＬＥＤ７０１ａが発する赤色光と、Ｇ−ＬＥＤ７０１ｂが発する緑色光からなる白色光を観察対象に照射させる。これにより、センサ４８は、１フレーム目には、Ｂ１画像信号を出力し、２フレーム目にはＲ２画像信号，Ｇ２画像信号，Ｂ２画像信号をそれぞれ出力する。したがって、その後の処理は第１実施形態の内視鏡システム１０と同様に行うことができる。

なお、第７実施形態では、特殊観察モード時の１フレーム目、２フレーム目ともハイパスフィルタ７０２を挿入したまま観察対象を撮像しているが、１フレーム目だけハイパスフィルタ７０２を挿入し、２フレーム目にはハイパスフィルタ７０２を退避させても良い。また、特殊観察モード時の１フレーム目では、Ｂ−ＬＥＤ７０１ｃだけを点灯させ、青色光だけを観察対象に照射しているが、１フレーム目でもＲ−ＬＥＤ７０１ａ及びＧ−ＬＥＤ７０１ｂを点灯させ、Ｒ１画像信号及びＧ１画像信号をセンサ４８に出力させても良い。

［第８実施形態］
図３６に示すように、内視鏡システム８００の光源装置１４には、第１及び第２青色レーザ光３４，３６と光源制御部４０の代わりに、広帯域光源８０１と、回転フィルタ８０２と、回転フィルタ制御部８０３が設けられている。また、内視鏡システム８００のセンサ８０５は、カラーフィルタが設けられていないモノクロの撮像素子である。それ以外については、第１実施形態の内視鏡システム１０と同じである。

広帯域光源８０１は、例えばキセノンランプ、白色ＬＥＤ等からなり、波長帯域が青色から赤色に及ぶ白色光を発する。回転フィルタ８０２は、通常観察モード用フィルタ８１０と特殊観察モード用フィルタ８１１とを備えており（図３７参照）、広帯域光源８０１から発せられる白色光がライトガイド４１に入射される光路上に、通常観察モード用フィルタ８１０を配置する通常観察モード用の第１位置と、特殊観察モード用フィルタ８１１を配置する特殊観察モード用の第２位置との間で径方向に移動可能である。この第１位置と第２位置への回転フィルタ８０２の相互移動は、選択された観察モードに応じて回転フィルタ制御部８０３によって制御される。また、回転フィルタ８０２は、第１位置または第２位置に配置された状態で、センサ８０５の撮像フレームに応じて回転する。回転フィルタ８０２の回転速度は、選択された観察モードに応じて回転フィルタ制御部８０３によって制御される。

図３７に示すように、通常観察モード用フィルタ８１０は、回転フィルタ８０２の内周部に設けられている。通常観察モード用フィルタ８１０は、赤色光を透過するＲフィルタ８１０ａと、緑色光を透過するＧフィルタ８１０ｂと、青色光を透過するＢフィルタ８１０ｃと有する。したがって、回転フィルタ８０２を通常光観察モード用の第１位置に配置すると、広帯域光源８０１からの白色光は、回転フィルタ８０２の回転に応じてＲフィルタ８１０ａ、Ｇフィルタ８１０ｂ、Ｂフィルタ８１０ｃのいずれかに入射する。このため、観察対象には、透過したフィルタに応じて、赤色光、緑色光、青色光が順次照射され、センサ８０５は、これらの反射光によりそれぞれ観察対象を撮像することにより、Ｒ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号を順次出力する。

また、特殊観察モード用フィルタ８１１は、回転フィルタ８０２の外周部に設けられている。特殊観察モード用フィルタ８１１は、赤色光を透過するＲフィルタ８１１ａと、緑色光を透過するＧフィルタ８１１ｂと、青色光を透過するＢフィルタ８１１ｃと、４７３±１０ｎｍの狭帯域光を透過する狭帯域フィルタ８１１ｄとを有する。したがって、回転フィルタ８０２を通常光観察モード用の第２位置に配置すると、広帯域光源８０１からの白色光は、回転フィルタ８０２の回転に応じてＲフィルタ８１１ａ、Ｇフィルタ８１１ｂ、Ｂフィルタ８１１ｃ、狭帯域フィルタ８１１ｄのいずれかに入射する。このため、観察対象には、透過したフィルタに応じて、赤色光、緑色光、青色光，狭帯域光（４７３ｎｍ）が順次照射され、センサ８０５は、これらの反射光によりそれぞれ観察対象を撮像することにより、Ｒ画像信号、Ｇ画像信号、Ｂ画像信号、及び狭帯域画像信号を順次出力する。

特殊観察モードで得られるＲ画像信号とＧ画像信号は、第１実施形態のＲ１（またはＲ２）画像信号とＧ１（またはＧ２）画像信号に対応する。また、特殊観察モードで得られるＢ画像信号は、第１実施形態のＢ２画像信号に対応し、狭帯域画像信号はＢ１画像信号に対応する。したがって、その後の処理は第１実施形態の内視鏡システム１０と同様に行うことができる。

なお、第１〜第８実施形態では、信号比Ｂ１／Ｇ２と信号比Ｒ２／Ｇ２に基づいて酸素飽和度を算出しているが、信号比Ｂ１／Ｇ２のみに基づいて酸素飽和度を算出しても良い。この場合には、相関関係記憶部８２には信号比Ｂ１／Ｇ２と酸素飽和度の相関関係を記憶しておけば良い。

なお、第１〜第８実施形態では、酸素飽和度を画像化した酸素飽和度画像を生成及び表示しているが、これに加えて、血液量を画像化した血液量画像を生成及び表示しても良い。血液量は信号比Ｒ２／Ｇ２と相関があるので、信号比Ｒ２／Ｇ２に応じて異なる色を割り当てることで、血液量を画像化した血液量画像を作成することができる。

なお、第１〜第８実施形態では酸素飽和度を算出しているが、これに代えて、あるいはこれに加えて、「血液量（信号比Ｒ２／Ｇ２）×酸素飽和度（％）」から求まる酸化ヘモグロビンインデックスや、「血液量×（１−酸素飽和度）（％）」から求まる還元ヘモグロビンインデックス等、他の生体機能情報を算出しても良い。

１０，７００，８００ 内視鏡システム
１８ モニタ
６５ 評価部
７６ 酸素飽和度画像生成部
８３ 酸素飽和度算出部
９６ 分布パターン生成部
９７，６０２ 病状スコア算出部
１１５，１２５ 分布パターン
１３０ 基準パターン
１６１ 関心領域（指定領域）
２０１ 類似臨床データ選出部
３０１ 治療効果スコア算出部
４０１ メッセージ表示制御部
５０１ 自動保存制御部
６０１ 特徴領域抽出部

Claims (31)

1. 観察対象に光を照射するための光源装置と、
   前記光の反射光で前記観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、
   前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部と、
   前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成部と、
   前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出部と、
   前記病状スコアまたは前記病状スコアに基づく情報を表示する表示部と、
   前記病状スコアが規定値以上の値になった場合に、前記画像信号と前記酸素飽和度に基づいて生成される酸素飽和度画像と前記病状スコアとを関連付けて、自動的に保存する自動保存制御部と、
   を備える内視鏡システム。
2. 観察対象に光を照射するための光源装置と、
   前記光の反射光で前記観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、
   前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部と、
   前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成部と、
   前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する特徴領域抽出部と、
   前記発赤領域の前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出部と、
   前記病状スコアまたは前記病状スコアに基づく情報を表示する表示部と、
   を備え、
   前記発赤領域中に前記酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の前記病状スコアは、前記発赤領域中に前記高酸素領域がない場合の前記病状スコアよりも大きい内視鏡システム。
3. 観察対象に光を照射するための光源装置と、
   前記光の反射光で前記観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、
   前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部と、
   前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成部と、
   前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する特徴領域抽出部と、
   前記発赤領域の前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出部と、
   前記病状スコアまたは前記病状スコアに基づく情報を表示する表示部と、
   を備え、
   前記発赤領域中に前記酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の前記病状スコアは、前記発赤領域中に前記高酸素領域がない場合の前記病状スコアよりも小さい内視鏡システム。
4. 前記酸素飽和度が一定値未満の低酸素領域中に前記酸素飽和度が前記一定値以上の高酸素領域がある場合の前記病状スコアは、前記低酸素領域中に前記高酸素領域がない場合の前記病状スコアよりも大きい請求項１または２に記載の内視鏡システム。
5. 前記低酸素領域中に前記高酸素領域がある場合、前記低酸素領域に対する前記高酸素領域の割合が大きいほど前記病状スコアが大きい請求項４に記載の内視鏡システム。
6. 前記酸素飽和度が一定値未満の低酸素領域中に前記酸素飽和度が前記一定値以上の高酸素領域がある場合の前記病状スコアは、前記低酸素領域中に前記高酸素領域がない場合の前記病状スコアよりも小さい請求項１に記載の内視鏡システム。
7. 前記低酸素領域中に前記高酸素領域がある場合、前記低酸素領域に対する前記高酸素領域の割合が大きいほど前記病状スコアが小さい請求項６に記載の内視鏡システム。
8. 前記病状スコア算出部は、特定分布形状の基準パターンと、前記分布パターン生成部が算出した前記分布パターンとを比較し、前記基準パターンと前記分布パターン生成部が算出した前記分布パターンとの類似度を前記病状スコアとして算出する請求項１〜７のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
9. 前記特定分布形状の基準パターンは、前記酸素飽和度が一定値未満の低酸素領域中に前記酸素飽和度が前記一定値以上の高酸素領域があるパターンである請求項８に記載の内視鏡システム。
10. 前記分布パターン生成部は、予め指定された関心領域について前記分布パターンを生成し、
    前記病状スコア算出部は、前記関心領域に対して前記病状スコアを算出する請求項１〜９のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
11. 過去の臨床データが予め複数記憶されたデータベースを参照して、前記分布パターンを前記臨床データと比較し、前記臨床データのうち前記分布パターンが類似する類似臨床データを選出して前記表示部に表示させる類似臨床データ選出部を備える請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
12. 前記類似臨床データ選出部は、前記類似臨床データに含まれる前記酸素飽和度画像を前記表示部に表示させる請求項１１に記載の内視鏡システム。
13. 前記分布パターンに基づいて、特定の治療方法による治療効果を表す治療効果スコアを算出し、前記表示部に表示させる治療効果スコア算出部を備える請求項１〜１２のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
14. 前記表示部は、前記病状スコアが特定値以上の場合に前記病状スコアまたは前記病状スコアに基づく情報を表示する請求項１〜１３のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
15. 前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域を抽出する特徴領域抽出部を備え、
    前記病状スコア算出部は、前記特徴領域の前記分布パターンに基づいて前記病状スコアを算出する請求項１に記載の内視鏡システム。
16. 前記特徴領域抽出部は、前記イメージセンサの青色画素から得られる青色の前記画像信号または緑色画素から得られる緑色の前記画像信号に基づいて前記特徴領域を抽出する請求項１５に記載の内視鏡システム。
17. 前記発赤領域中に前記高酸素領域がある場合、前記発赤領域に対する前記高酸素領域の割合が大きいほど前記病状スコアが大きい請求項２に記載の内視鏡システム。
18. 前記発赤領域中に前記高酸素領域がある場合、前記発赤領域に対する前記高酸素領域の割合が大きいほど前記病状スコアが小さい請求項３に記載の内視鏡システム。
19. 前記病状スコアを監視し、前記病状スコアに応じたメッセージを前記表示部に表示させるメッセージ表示制御部を備える請求項１〜１８のいずれか１項に記載の内視鏡システム。
20. 観察対象に光を照射するための光源装置と、前記光の反射光で前記観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムのプロセッサ装置において、
    前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部と、
    前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成部と、
    前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出部と、
    前記病状スコアが規定値以上の値になった場合に、前記画像信号と前記酸素飽和度に基づいて生成される酸素飽和度画像と前記病状スコアとを関連付けて、自動的に保存する自動保存制御部と、
    を備える内視鏡システムのプロセッサ装置。
21. 前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域を抽出する特徴領域抽出部を備え、
    前記病状スコア算出部は、前記特徴領域の前記分布パターンに基づいて前記病状スコアを算出する請求項２０に記載のプロセッサ装置。
22. 観察対象に光を照射するための光源装置と、前記光の反射光で前記観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムのプロセッサ装置において、
    前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部と、
    前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成部と、
    前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する特徴領域抽出部と、
    前記発赤領域の前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出部と、
    前記病状スコアまたは前記病状スコアに基づく情報を表示する表示部と、
    を備え、
    前記発赤領域中に前記酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の前記病状スコアは、前記発赤領域中に前記高酸素領域がない場合の前記病状スコアよりも大きいプロセッサ装置。
23. 観察対象に光を照射するための光源装置と、前記光の反射光で前記観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムのプロセッサ装置において、
    前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出部と、
    前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成部と、
    前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する特徴領域抽出部と、
    前記発赤領域の前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出部と、
    前記病状スコアまたは前記病状スコアに基づく情報を表示する表示部と、
    を備え、
    前記発赤領域中に前記酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の前記病状スコアは、前記発赤領域中に前記高酸素領域がない場合の前記病状スコアよりも小さいプロセッサ装置。
24. 観察対象に光を照射するための光源装置と、前記光の反射光で前記観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムの作動方法において、
    酸素飽和度算出部が前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出ステップと、
    分布パターン生成部が前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成ステップと、
    病状スコア算出部が前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出ステップと、
    前記表示部が、前記病状スコアまたは前記病状スコアに基づく情報を表示する表示ステップと、
    自動保存制御部が、前記病状スコアが規定値以上の値になった場合に、前記画像信号と前記酸素飽和度に基づいて生成される酸素飽和度画像と前記病状スコアとを関連付けて、自動的に保存する自動保存ステップと、
    を備える内視鏡システムの作動方法。
25. 特徴領域抽出部が前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域を抽出する特徴領域抽出ステップを備え、
    前記病状スコア算出ステップでは、前記病状スコア算出部は、前記特徴領域の前記分布パターンに基づいて前記病状スコアを算出する請求項２４に記載の内視鏡システムの作動方法。
26. 観察対象に光を照射するための光源装置と、前記光の反射光で前記観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムの作動方法において、
    酸素飽和度算出部が前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出ステップと、
    分布パターン生成部が前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成ステップと、
    特徴量抽出部が、前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する特徴領域抽出ステップと、
    病状スコア算出部が前記発赤領域の前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出ステップと、
    前記表示部が、前記病状スコアまたは前記病状スコアに基づく情報を表示する表示ステップと、
    を備え、
    前記発赤領域中に前記酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の前記病状スコアは、前記発赤領域中に前記高酸素領域がない場合の前記病状スコアよりも大きい内視鏡システムの作動方法。
27. 観察対象に光を照射するための光源装置と、前記光の反射光で前記観察対象を撮像し、画像信号を出力するイメージセンサと、表示部と、を有する内視鏡システムの作動方法において、
    酸素飽和度算出部が前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出ステップと、
    分布パターン生成部が前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成ステップと、
    特徴量抽出部が、前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する特徴領域抽出ステップと、
    病状スコア算出部が前記発赤領域の前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出ステップと、
    前記表示部が、前記病状スコアまたは前記病状スコアに基づく情報を表示する表示ステップと、
    を備え、
    前記発赤領域中に前記酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の前記病状スコアは、前記発赤領域中に前記高酸素領域がない場合の前記病状スコアよりも小さい内視鏡システムの作動方法。
28. 観察対象を撮像して得られる画像信号を処理するプロセッサ装置の作動方法において、
    酸素飽和度算出部が前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出ステップと、
    分布パターン生成部が前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成ステップと、
    病状スコア算出部が前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出ステップと、
    自動保存制御部が、前記病状スコアが規定値以上の値になった場合に、前記画像信号と前記酸素飽和度に基づいて生成される酸素飽和度画像と前記病状スコアとを関連付けて、自動的に保存する自動保存ステップと、
    を備えるプロセッサ装置の作動方法。
29. 特徴領域抽出部が前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域を抽出する特徴領域抽出ステップを備え、
    前記病状スコア算出ステップでは、前記病状スコア算出部が前記特徴領域の前記分布パターンに基づいて前記病状スコアを算出する請求項２８に記載のプロセッサ装置の作動方法。
30. 観察対象を撮像して得られる画像信号を処理するプロセッサ装置の作動方法において、
    酸素飽和度算出部が前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出ステップと、
    分布パターン生成部が前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成ステップと、
    特徴量抽出部が、前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する特徴領域抽出ステップと、
    病状スコア算出部が前記発赤領域の前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出ステップと、
    前記発赤領域中に前記酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の前記病状スコアは、前記発赤領域中に前記高酸素領域がない場合の前記病状スコアよりも大きいプロセッサ装置の作動方法。
31. 観察対象を撮像して得られる画像信号を処理するプロセッサ装置の作動方法において、
    酸素飽和度算出部が前記画像信号に基づいて前記観察対象の酸素飽和度を算出する酸素飽和度算出ステップと、
    分布パターン生成部が前記酸素飽和度に関する分布を表す分布パターンを生成する分布パターン生成ステップと、
    特徴量抽出部が、前記画像信号に基づいて前記観察対象の特徴領域として発赤領域を抽出する特徴領域抽出ステップと、
    病状スコア算出部が前記発赤領域の前記分布パターンに基づいて前記観察対象の病状を表す病状スコアを算出する病状スコア算出ステップと、
    前記発赤領域中に前記酸素飽和度が一定値以上の高酸素領域がある場合の前記病状スコアは、前記発赤領域中に前記高酸素領域がない場合の前記病状スコアよりも小さいプロセッサ装置の作動方法。

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