抄録及び質疑応答 - Digital Biocolor Society - UMIN

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[ Document Identification Number : DIN02100207 ]
Digital Biocolor Journal, No.2, 7.1-7.3, 2002.10.02 (received: 2001.07.09)
<http://biocolor.umin.ac.jp/journal/din02100207.pdf>
内視鏡照明光分光特性の狭帯域化による画質向上の研究
後野 和弘*1*2 (gono@isl.titech.ac.jp)、山口雅浩*2、大山永昭*2
*1
オリンパス光学工業株式会社
*2
東京工業大学 像情報工学研究施設
Improvement of Image Quality of Electro-Endoscope by
Narrowing Spectral Feature of the Observation Light
Kazuhiro GONO*1*2 (gono@isl.titech.ac.jp),
Masahiro YAMAGUCHI*2, Nagaaki OHYAMA*2
*1
Olympus Optical Co., Ltd.
*2
Tokyo Inst. of Tech. Imaging Science & Engineering Laboratory
Abstract
In the diagnosis with electro-endoscope, it is important to observe the fine structure of the
mucous membrane surface in detail. We propose a new endoscope system: NBI(Narrow Band
Imaging) that supports this observation. NBI is the technology that improves the image quality
with regard to such the fine structure by adjusting the spectrum feature in consideration of the
wavelength dependence of the light penetration depth into the tissue. We experimentally
confirmed that the NBI would be a good tool for diagnosis of the disease at early stage.
1. はじめに
NBIは光の生体組織への深達度を考慮して、観察光の分光特性を調整することで観察機能の向
上を狙う技術であり、従来の自然な色再現を目標とするイメージング方式とは異なる。本稿で
は、NBIの原理、机上実験による効果の確認、そして臨床評価結果について報告する。
2. NBI: Narrow Band Imaging
生体組織に観察光が入射すると拡散的に伝播する。吸収・散乱特性が強いと光は内部深く伝播
することなく反射光として観測される。その吸収・散乱特性は強い波長依存性を持ち波長が短
いほど散乱特性が強くなることがCheong[1]やKeijze[2]らにより報告されている。これらの研究
より、光の生体組織への深達度が強い波長依存性を持つと考えられる。
NBIでは、面順次照明方式に用いられているRGB3枚の光学フィルタの分光透過率特性を調整
することで観察能向上を狙う。先に述べた、光の生体組織への深達度の波長依存性から、B
フィルタはヘモグロビンの吸収極大を中心波長(415nm)として、それより長波長側の光を
7.1
カットするように半値幅を約30nmに狭帯域化した。狭帯域化することで、Bチャンネル画像で
は、光の深達度を表層に限定することができる。その結果、表面微細構造のコントラストが向
上することを期待する。残りのGRフィルタについては観察目的に応じて種々の特性が考えられ
る。
3. 実験
Fig. 1に正常人の舌裏粘膜の画像(上段:通常光源、下段:NBI)を示す。チャンネル間の情報
差がNBIで明瞭化していることが分かる。そして、NBIのBチャンネル画像では、毛細血管等の
微細なパターンが明瞭化されていることが分かる。舌裏粘膜の観察により、NBIではチャンネ
ル間の情報差が拡大し、粘膜微細構造の再現能が向上していることが分かる。Fig. 2に大腸腺腫
の拡大内視鏡像(左から、通常光源、色素像、NBI観察像)を示す。腺管模様(ピットパター
ン)が明瞭に描出されており、色素像に匹敵する描写能力を示すことから、色素内視鏡に代わ
る技術として期待できる。
Fi gure 1 人舌裏粘膜の内視鏡像
Fi gure 2 大腸腺腫の拡大内視鏡像(国立がんセンター東病院 佐野先生提供)
7.2
4. 結論
NBIは、内視鏡観察における早期病変の診断に重要な、粘膜表面の微細構造の描写能力に優れ
ていることを机上実験、および臨床評価により確認した。今後、病理学的な検証により、NBI
による再現像と粘膜内構造との対応を確認する必要がある。
謝辞 貴重な内視鏡臨床像を提供して頂いた国立がんセンター東病院の佐野先生に感謝いたし
ます。
参考文献
[1] Cheong W F, Prahl S A and Welch A J, A review of the optical properties of biological tissues, IEEE J
Quantum Electron. QE-26, pp2166-85(1990)
[2] M Keijzer, RR Richards-Kortum, SL Jacques, MS Feld. Fluorescence spectroscopy of turbid media:
autofluorescence of the human aorta. Appl. Opt. 28, pp4286-4292(1989)
質疑応答の要旨 | Floor Discussions
[フロア] 工学的アプローチの方法はどのようなことを考えているか。
[from the floor] Would you show some engineering approaches you have in your plan?
[演者] (1)染色法に変わる診断法、(2)画像化しにくいものを画像化する(細い血管を見
やすくする)、(3)(波長依存性)病理学的に見る。
[Speaker] (1) substitution of dyeing, (2) visualization of hardly visible images, for example, enhancement
a small blood vessel image, (3) pathological observation dependent on light wavelength
[フロア] (1)画像のてかりはなぜか。(2)カメラの散乱特性によって見え方が変わるので
はないか。
[from the floor] (1) Why were some glares observed? (2) The scattering characteristics of a camera may
affect the looks of a captured image,
[演者] (1)単にパターンの違い。(2)フィルターを変えるので補正はできていると考えら
れる。
[Speaker] (1) Mere difference of patterns, (2) Proper selection of optical filters prevents such a problem.
7.3