本發(fā)明專利技術提供了圖像采集系統(tǒng)和電子內窺鏡系統(tǒng)。該圖像采集系統(tǒng)包括：光源設備，其發(fā)射照射光，所述照射光包含多個波長區(qū)域；圖像提取設備，其具有RGB濾光器；以及圖像處理單元，其配置為計算第一指數，所述第一指數表示包含在活體組織中的第一生物物質與第二生物物質的摩爾濃度比，其中，所述多個波長區(qū)域包括：第一波長區(qū)域，其對應于B濾光器；以及第二波長區(qū)域，其對應于G濾光器，其中：在第一波長區(qū)域中，圖像數據B的值依據所述摩爾濃度比而變化；第二波長區(qū)域包含活體組織的多個等吸收點，并且，在第二波長區(qū)域中，圖像數據G的值取常量而不取決于所述摩爾濃度比。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及圖像采集系統(tǒng)(image capturing system)和電子內窺鏡系統(tǒng)。
技術介紹
最近，已經提出了具備采集光譜圖像的功能的內窺鏡設備(光譜內窺鏡設備)。使用這樣的光譜內窺鏡設備，能夠獲得包含活體組織(例如消化器官中的黏膜)的光譜特性(例如，反射率光譜)的圖像信息。已知的是，活體組織的反射率光譜(reflectivityspectrum)反映關于包含在作為測量目標的受測活體組織的表面層附近的成分的類型或密度的信息。具體而言，已知通過對構成活體組織的多種物質的吸光率(absorbance)進行線性疊加，可以獲得根據活體組織的反射率光譜計算的吸光率。已知病變部分中的活體組織在成分和成分的量上與健康部分中的活體組織不同。現(xiàn)有研究顯示，以癌癥為代表的病變部分異常與血液的狀態(tài)密切相關，即，與整體的血容量(blood volume)和氧飽和度(oxygen saturat1n)密切相關。使用感興趣的兩個活體組織的在可見光區(qū)的光譜特征量來對兩個活體組織進行定性和定量的分析在光譜分析化學中是經常使用的。因此，通過將包含病變部分的活體組織的血液的光譜特性與僅包含健康部分的活體組織的血液的光譜特性進行比較，能夠估計活體組織是否包含病變部分。光譜圖像由使用具有不同波長的光采集的多個圖像信息構成。隨著光譜圖像中包含的波長信息(用于獲得圖像信息的波長的數量)增加，所獲得的涉及活體組織的信息變得更精確。日本專利臨時公開第2012-245223A號(下文中，稱為專利文獻1)公開了光譜內窺鏡設備的示例，其在400nm到800nm的波長區(qū)域內以5nm的波長間隔獲得光譜圖像。
技術實現(xiàn)思路
然而，為了如同專利文獻1所述地以高度的波長分辨率獲得光譜圖像，必須在改變照射光的波長的同時采集大量圖像。此外，因為分析圖像所需的計算量很大，所以分析需要很長的計算時間。即，為了獲得對于輔助診斷有效的信息，必須重復執(zhí)行相對復雜的采集和計算，而這需要很長的時間。本專利技術的益處在于，其提供的圖像采集系統(tǒng)和電子內窺鏡系統(tǒng)能夠在短時間內獲得表示生物物質的分布的圖像信息，例如氧飽和度的分布。根據本專利技術的一個方面，提供了一種圖像采集系統(tǒng)，其包括:光源設備，其發(fā)射照射光，照射光包含彼此分開的多個波長區(qū)域；圖像提取設備，其通過對以照射光照射的作為受測體的活體組織的圖像進行采集而產生圖像數據，圖像提取設備具有RGB濾光器；以及圖像處理單元，其配置為基于通過圖像提取設備產生的圖像數據來計算第一指數，第一指數表示包含在活體組織中的第一生物物質與第二生物物質的摩爾濃度比。在該配置中，多個波長區(qū)域包括:第一波長區(qū)域，其對應于RGB濾光器的B濾光器；以及第二波長區(qū)域，其對應于RGB濾光器的G濾光器。在第一波長區(qū)域中，由圖像提取設備的附接了 B濾光器的光接收元件采集的活體組織的圖像數據B的值依據摩爾濃度比而變化。第二波長區(qū)域包含活體組織的多個等吸收點，并且，在第二波長區(qū)域中，由圖像提取設備的附接了 G濾光器的光接收元件采集的活體組織的圖像數據G的值取常量而不取決于摩爾濃度比。圖像處理單元配置為基于圖像數據B和圖像數據G計算與摩爾濃度比具有相關性的第一指數。使用該配置，能夠在短時間內獲得表示例如氧飽和度的分布的生物物質的分布的圖像信息。在至少一個方面，光源設備可以包括:白光源；以及濾光器，其將照射光從白光源所發(fā)射的白光分離。在至少一個方面，可以將第一指數定義為通過將圖像數據B除以圖像數據G所獲得的值。在至少一個方面，多個波長區(qū)域可以包括對應于RGB濾光器的R濾光器的第三波長區(qū)域。在該情況下，將活體組織在第三波長區(qū)域中的吸光率視為幾乎為零；并且，圖像處理單元配置為，基于圖像數據G和由圖像提取設備的附接了 R濾光器的光接收元件采集的活體組織的圖像數據R，計算第二指數，所述第二指數與第一生物組織與第二生物組織的摩爾濃度的和具有相關性的。在至少一個方面，可以將第二指數定義為通過將圖像數據G除以圖像數據R所獲得的值。在至少一個方面，該圖像采集系統(tǒng)可以進一步包括存儲器，其存儲基準線圖像數據BLr、BL#P BL B，基準線圖像數據BLr、BL#P BL B分別對應于通過對以照射光照射的顏色參考板進行采集而獲得的R、G和B的圖像數據。在至少一個方面，該圖像處理單元可以配置為，使用由下列表達式定義的標準化圖像數據Rs、&和B s代替圖像數據R、圖像數據G和圖像數據B來計算第一指數和第二指數:Rs= R/BL RGs= G/BLgBs= B/BLbo在至少一個方面，該圖像處理單元可以配置為，產生表示第一指數在活體組織中的分布的第一指數圖像。在至少一個方面，第一指數圖像數據可以是像素值為第一指數的圖像數據。在至少一個方面，第一生物物質可以是氧合血紅蛋白；第二生物物質可以是去氧血紅蛋白；并且第一指數可以與氧飽和度具有相關性。在至少一個方面，圖像處理單元可以配置為，基于第一指數和第二指數來計算第三指數，第三指數表示活體組織的惡性腫瘤的可能性的程度。在至少一個方面，對于具有低于第一參考值的第一指數以及高于第二參考值的第二指數的像素，可以將表示惡性腫瘤的高可能性的值賦給第三指數。在至少一個方面，第二波長區(qū)域可以由活體組織的第一對等吸收點分隔，并且可以包括處于由第一對等吸收點所限定的范圍內的活體組織的第二對等吸收點。根據本專利技術的另一方面，提供了一種電子內窺鏡系統(tǒng)，其包括:上述的圖像采集系統(tǒng)；以及電子鏡(electronic scope)，其設置有圖像提取設備。【附圖說明】圖1示出了血紅蛋白的透射光譜。圖2是畫出在波長區(qū)域W2中的血液的透射光量與氧飽和度之間的關系的圖。圖3是畫出在波長區(qū)域W7中的血液的透射光量與氧飽和度之間的關系的圖。圖4是示出根據本專利技術的實施方案的電子內窺鏡系統(tǒng)的配置的框圖。圖5示出了固態(tài)圖像提取設備的濾色器的透射光譜。圖6示出了濾光器的透射光譜。圖7是示出根據實施方案的分析過程的流程圖。圖8A和圖8B是根據實施方案的電子內窺鏡系統(tǒng)所產生的圖像的示例，其中圖8A是內窺鏡圖像，而圖8B是氧飽和度分布的圖像。圖9是畫出模擬結果的圖，其中，對在對應于波長區(qū)域W2的濾光器的透射波長區(qū)域移動時引起的指數X的誤差進行了模擬。【具體實施方式】在下文中，參考所附附圖描述根據本專利技術的實施方案。下文中，通過示例的方式，將對作為本專利技術的實施方案的電子內窺鏡系統(tǒng)進行解釋。下面解釋的根據實施方案的電子內窺鏡系統(tǒng)基于使用具有不同波長區(qū)域的光采集的多個圖像(在該實施方案中，由R、G、B三原色圖像構成一個彩色圖像)來定量分析受測體的生物信息(例如，氧飽和度和血容量)，并且該電子內窺鏡系統(tǒng)對分析結果進行成像和顯示。在下面解釋的使用根據實施方案的電子內窺鏡系統(tǒng)進行的對于例如氧飽和度的定量分析中，利用了血液在可見光區(qū)域的光譜特性依據氧飽和度而連續(xù)改變的特征。血紅蛋白的光譜特性和氧飽和度的計算原理在詳細解釋根據本專利技術的實施方案的電子內窺鏡系統(tǒng)的配置之前，將解釋根據實施方案的在可見光區(qū)域中的血紅蛋白的光譜特性和氧飽和度的計算原理。圖1示出了血紅蛋白的透射光譜(transmittance spectrum)。血紅蛋白的光譜特性依據氧飽和度(氧合血紅蛋白相對于總血紅蛋白的比率)而改變。圖1中的實本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種圖像采集系統(tǒng)，包括：光源設備，其發(fā)射照射光，所述照射光包含彼此分開的多個波長區(qū)域；圖像提取設備，其通過對以照射光照射的作為受測體的活體組織的圖像進行采集而產生圖像數據，所述圖像提取設備具有RGB濾光器；以及圖像處理單元，其配置為基于通過所述圖像提取設備產生的圖像數據來計算第一指數，所述第一指數表示包含在活體組織中的第一生物物質與第二生物物質的摩爾濃度比，其中，所述多個波長區(qū)域包括：第一波長區(qū)域，其對應于所述RGB濾光器的B濾光器；以及第二波長區(qū)域，其對應于所述RGB濾光器的G濾光器，其中：在第一波長區(qū)域中，由附接了B濾光器的圖像提取設備的光接收元件采集的活體組織的圖像數據B的值依據所述摩爾濃度比而變化；第二波長區(qū)域包含活體組織的多個等吸收點，并且，在第二波長區(qū)域中，由圖像提取設備的附接了G濾光器的光接收元件采集的活體組織的圖像數據G的值為常量而不取決于所述摩爾濃度比；并且所述圖像處理單元配置為，基于圖像數據B和圖像數據G計算與所述摩爾濃度比具有相關性的第一指數。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：千葉亨，
申請(專利權)人：HOYA株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP
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