[發明專利]血液信息測量設備及方法

有效

• 申請號: 201210224929.3
• 申請日: 2012-06-29
• 公開（公告）號: CN102871669A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 山口博司;齋藤孝明
• 申請（專利權）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: A61B5/1459
• 分類號: A61B5/1459
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張天舒

技術領域

本發明涉及用于根據血管的圖像信號來測量血液信息的血液信息測量設備和方法。

背景技術

內窺鏡廣泛用于觀察人體內的病變。內窺鏡具有介入人體的插入部分以及用于操縱插入部分的操作部分。插入部分在其遠端具有發光窗口和成像窗口。在通過發光窗口用光照明的同時，通過成像窗口對體內部位成像。在監視器上顯示所得到的內窺鏡圖像。

通常可以獲得諸如氙燈或金屬鹵化物燈的白光源來作為內窺鏡的光源。另外，近來出現了一種引人注目的方法，其中將窄波段的光（窄帶光）用作照明光來幫助找出病變（參考對應于日本專利第3583731號的美國專利申請公開第2008/0281154號）。

此外，正在研究對流過血管的血液的信息進行測量的方法，所述信息例如是血紅蛋白的氧飽和度、血液流量等（參考日本專利特許公開第06-315477號）。在這種方法中，從窄帶光照下捕獲的內窺鏡圖像中提取血管，并根據圖像信號獲得血液信息。這種方法使用300至400nm、400nm左右、400至500nm、500至600nm、450至850nm等波段的照明光。以測量血紅蛋白的氧飽和度的情況為例，根據身體的部位從5個波段中選擇最佳的波段。每個波段具有作為波長組的一對波長。該對波長包括吸收度隨氧飽和度劇烈變化的測量波長以及吸收度基本不隨氧飽和度變化的參考波長。將具有測量波長和參考波長的兩種光依次應用于身體部位，以獲得在測量光下取得的測量圖像信號和在參考光下取得的參考圖像信號。測量圖像信號基于吸收度的差別而改變，因此利用參考圖像信號校正測量圖像信號，以獲得流過血管的血液的氧飽和度。

另外，光穿透人體組織的深度取決于光的波段。利用這一點，可以檢查諸如腫瘤的病變的深度。具體來說，在波長組之間進行切換使得能夠測量流過血管的血液的氧飽和度，這些血管具有從粘膜層到粘膜下層的不同深度。這允許對腫瘤的階段進行檢查。

日本專利特許公開第06-315477號并未具體公開波長組的切換時刻。此外，某些類型的腫瘤（如硬癌（硬變性胃炎））不會在粘膜層表層表現出來，而是出現在粘膜層中部（見圖15）。因此，適用于診斷的波長組根據要檢查的身體部位的不同而不同。如果在全部波長組之間自動進行切換，則不可避免地會使用該診斷不必需的波長組，導致時間和精力的浪費。如果醫生手動進行切換，則需要復雜的操作。

發明內容

本發明的目的之一是提供能夠自動選擇適于診斷的波長組的血液信息測量設備和方法。

為了實現本發明的上述及其它目的，根據本發明的血液信息測量設備包括發光裝置、成像裝置、波長可調裝置、血液信息計算裝置、顯示裝置、波長組切換裝置、波長組確定裝置和控制裝置。發光裝置將照明光施加到具有血管的身體部位。成像裝置對從受到照明光照射的身體部位反射的光執行光電轉換并輸出圖像信號。波長可調裝置縮窄要施加到身體部位的照明光或者要入射到成像裝置上的反射光的波段。血液信息計算裝置基于圖像信號計算血液信息。顯示裝置顯示血液信息。波長組切換裝置驅動波長可調裝置以在多個波長組之間進行切換。每個波長組包括在身體部位中穿透相近深度的多種類型的光。波長組確定裝置基于在初步成像操作中獲得的圖像信號來選擇一個波長組，作為要用在實際成像操作中的實際成像波長組?？刂蒲b置執行初步成像操作和實際成像操作。在初步成像操作中，在波長組切換裝置切換波長組的同時捕獲初步圖像。在實際成像操作中，使用實際成像波長組來捕獲實際圖像。

血液信息優選是血紅蛋白的氧飽和度。波長組確定裝置優選從一個波長組到另一個波長組彼此獨立地創建每個初步圖像的氧飽和度的柱狀圖，并基于這些柱狀圖確定實際成像波長組。優選在這些波長組中選擇與具有最大方差或者最大標準差的柱狀圖相對應的一個波長組來作為實際成像波長組。

血液信息測量設備還可以包括用于根據圖像信號確定血管區域的血管區域確定裝置。波長組確定裝置從一個波長組到另一個波長組彼此獨立地計算血管區域的氧飽和度的均值和另一區域的氧飽和度的均值之差，并選擇具有最大差值的一個波長組來作為實際成像波長組。在另一情況下，波長組確定裝置從一個波長組到另一個波長組彼此獨立地計算血管區域中血管的密度，并選擇具有最大密度值的一個波長組來作為實際成像波長組。在另一情況下，波長組確定裝置可以從一個波長組到另一個波長組彼此獨立地計算氧飽和度的均值，并選擇具有最大均值的一個波長組來作為實際成像波長組。

血液信息測量設備還可以包括重新分級（binning）處理裝置，用于對在初步成像操作中獲得的圖像信號進行重新分級處理。