[發明專利]電子內窺鏡設備

有效

• 申請號: 201380025400.1
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN104486983A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 千葉亨
• 申請（專利權）人: HOYA株式會社
• 主分類號: A61B1/00
• 分類號: A61B1/00;A61B1/04;G02B23/24;H04N7/18
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術領域

本發明涉及一種電子內窺鏡設備，其能夠在活體組織處發射不同波長的光并且能夠捕捉光譜圖像。

背景技術

最近，如例如在日本專利臨時公開第JP2007-135989A號中所描述的，已經提出了具備捕捉光譜圖像的功能的電子內窺鏡。使用這樣的電子內窺鏡，能夠獲得包含在消化器官(例如，胃或直腸)中的活體組織(比如黏膜)的光譜特性(光吸收特性的頻率特征)的圖像信息。已知的是，活體組織的光譜特性反映關于包含在目標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，活體組織的光譜特性可以通過將構成活體組織的多種主要成分的光譜特性疊加而獲得。

活體組織中的病變部分可能包含更大量的在活體組織的健康部分中很少包含的物質。因此，包含病變部分的活體組織的光譜特性可能趨于與僅包含健康部分的活體組織的光譜特性有所不同。因此，當健康部分和病變部分的光譜特性彼此不同時，能夠通過比較健康部分和病變部分的光譜特性來確定活體組織是否包含任何的病變部分。

同時，已經研究了在人體皮膚或黏膜上的散射系數的波長特征，而且已有報道稱，在從400到2,000nm的波長范圍內的在活體組織上散射的波長特征基本上與瑞利散射和米氏散射的疊加波長特征一致(A.N.Bashkatov等，包括其他三位作者，“Optical?properties?of?human?skin,subcutaneous?and?mucous?tissues?in?the?wavelength?range?from?400to2000nm”，JOURNAL?OF?PHYSICS?D：APPLIED?PHYSICS，2005，第38卷，第2543-2555頁，下文中稱為“非專利文件1”)。

發明內容

雖然活體組織的內窺鏡圖像主要由在活體組織的表面上反射的觀察光形成，但是觀察光可能不僅包括在活體組織的表面上反射的光，而且包括在活體組織中引起的散射光。然而，雖然難以準確地確定在捕捉圖像中散射光的影響程度，但是照慣例，在光譜圖像的分析中已經忽略了散射光的影響。本發明的發明人已經找到通過使用光譜圖像數據來定量評估散射光的影響的方法，并且通過根據該方法評估觀察光(即，觀察圖像)，發明人發現在觀察光中的散射光的影響程度大于已被相信的程度，使得更大的散射光的影響程度在活體組織的光譜特性的評估中引起噪聲。

做出本發明以解決上述情況。也就是說，本發明的目標為提供這樣一種電子內窺鏡設備，其能夠消除散射光等的影響并且顯示高度對比的圖像，在該圖像中，病變部分和健康部分是可以容易地識別的。

為實現上述目標，根據本發明的電子內窺鏡設備設置有：光譜圖像捕捉構件，所述光譜圖像捕捉構件用于在體腔中在預定波長范圍之內捕捉光譜圖像，并且獲得光譜圖像數據；光譜分解構件，所述光譜分解構件用于通過進行回歸分析將所述光譜圖像數據中包含的每個像素的光譜數據分解為多個預定分量光譜；光譜合成構件，所述光譜合成構件用于通過移除多個分量光譜中的至少一個來產生合成圖像數據，以便重構多個預定分量光譜；以及顯示構件，所述顯示構件用于基于所述合成圖像數據來顯示屏幕。

根據該配置，合成圖像數據在作為噪聲分量的分量光譜被移除之后產生；因此，可以顯示提供高對比度并且健康部分和病變部分可以容易地得到辨認的圖像。

可選地，所述多個分量光譜包括例如氧合血紅蛋白的吸收光譜、脫氧血紅蛋白的吸收光譜以及散射系數的光譜。所述光譜分解構件可以配置為在所述光譜數據作為客觀變量并且所述氧合血紅蛋白的吸收光譜、所述脫氧血紅蛋白的吸收光譜以及所述散射系數的光譜作為解釋變量的情況下進行所述回歸分析?？蛇x地，所述光譜合成構件可以配置為重構所述氧合血紅蛋白的吸收光譜和所述脫氧血紅蛋白的吸收光譜。在該情況下，所述散射系數的光譜優選包括瑞利散射中散射系數的光譜和米氏散射中散射系數的光譜。根據這些配置，通過消除散射光的影響，可以獲得更準確的氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白的回歸系數，而且可以產生特定于目標的合成圖像數據(比如依據氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白的濃度)。

可選地，所述多個分量光譜可以包括指示特定于所述電子內窺鏡設備的偏差的光譜。根據該配置，特定于設備的偏差被移除；因此，不需校正電子內窺鏡設備。

可選地，所述光譜合成構件可以配置為獲得重構分量光譜的平均值并且在所述平均值作為像素值的情況下產生所述合成圖像數據。根據該配置，可以容易地產生依據氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白的濃度的合成圖像數據。