JP2007159641A - 画像処理装置及び医療システム - Google Patents

Abstract

【課題】 従来にない全く新しい視点から、被検者の体内を漏らすことなく撮影した映像を提供でき、かつ体内の平面的に把握することが可能な被検者の体内映像を提供できる画像処理装置及び医療システムを提供する。
【解決手段】被検者５００の消化管の周方向を連続して撮影するカプセル型医療装置１からの、周方向についての複数の画像に基づいて、当該複数の画像の少なくとも一部が互いに重なるように、この複数の画像を重ね合わせて１つの連続した体内画像を生成する画像処理部３６０とを有する画像処理装置３００を提供する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、画像処理装置及びカプセル型医療システムに関し、詳しくは、医療装置等で撮影された被対象物の画像（映像）を提供するための画像処理装置と、当該画像処理装置を備えた医療システムに関する。

近年、胃カメラや大腸スコープとは異なる錠剤タイプのカプセル型内視鏡が提案され、実用化されつつある。

このカプセル型内視鏡は、小型化及びワイヤレス化されているため、従来の有線タイプ（チューブタイプ）の胃カメラでは撮影することができなかった被検者の消化管の小腸部分等の撮影が可能であり、被検者に対する苦痛等を与えることなく体内撮影を行うことができる。

以下に、従来のカプセル型内視鏡を用いた体内撮影について説明する。図８は、従来のカプセル型内視鏡と当該カプセル型内視鏡により撮影された映像（画像）の一例を示した図である。

図８（ａ）に示すように、従来のカプセル型内視鏡８００は、照明光を照射する照明ユニット８１０と、照明ユニット１１０の照明光によって照射された領域を撮影する撮影ユニット８２０と、撮影された画像をワイヤレスで外部コンピュータ等に送信するための通信ユニット８３０とを備えている。

撮影ユニット８２０は、レンズ（広角レンズ）８２１、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子８２２、及び撮像素子８２２の駆動回路８２３を備えている。また、撮像素子８２２の撮像面は、進行方向前方を向くように配置されており。照明ユニット８１０とともに、カプセル型内視鏡８００の前方部に配置されている。

撮影ユニット８２０は、毎秒数枚から数十枚の静止画像を撮影し、撮影された静止画像は、通信ユニット８３０に出力されて画像処理装置に送信される。図８（ｂ）は、カプセル型内視鏡８００によって撮影された被検者の体内映像（画像）の一部を示す図である。カプセル型内視鏡８００よって撮影された複数の静止画像は、画像処理によって、外部コンピュータ等のディスプレイに動画像として表示され、医師による医療診断等に用いられる。

なお、この動画像は、リアルタイムで表示させることも可能であるが、当該カプセル型内視鏡は、胃や小腸のぜん動運動等によって非常にゆっくりとした速度で移動し、被検者の体外に排出される（排出されるまでに約１０時間の時間を要する）。このため、撮影された動画像も、非常にゆっくりとした動画像となるため、一度外部コンピュータ等に動画像を記憶させておき、再生速度を速めて表示している。

このようなカプセル型内視鏡としては、本出願人である株式会社アールエフ社製の「ＮＯＲＩＫＡ」がある（非特許文献１参照）。
日本放斜線技術学会雑誌第５８巻第８号、２００２年８月２０日、ｐ.９８５−９９０

しかしながら、従来のカプセル型内視鏡では、以下のような課題があった。

（１）上述の図８（ｂ）に示したように、従来のカプセル型内視鏡で撮影された映像は、進行方向に対して前方を撮影したものであり、位置の前後関係の把握が困難である問題を有している。

すなわち、小腸などの消化管を覗き込むような従来の映像は、胃カメラやカプセル型内視鏡の進行方向に対して、所定の間隔（微小間隔）で輪切りにし、輪切りにした各々の箇所から覗き込んだ複数の映像が連続したものとなるため、患部の広がりや所定区間などを平面的に捉えることが困難であった。

（２）通常、被検者の体内を内視鏡で撮影する場合には、様々なアングルからの撮影が求められる。例えば、胃カメラでは、レンズが設けられた先端部が、ワイヤなどによりある程度自由に動くことができ、体内の形状や突起物等に応じたアングルからの撮影が可能となっている。

しかしながら、例えば、食道や十二指腸では、先端部を動かすことが可能な空間（間隙）が少ないため、その先端部を動かしてアングルを変化させることが困難であり、進行方向前方の撮影しかできないのが現状である。

一方、上記従来のカプセル型内視鏡では、被検者の小腸など、胃カメラでは撮影できなかった部分を撮影できるものの、撮像面が進行方向前方を向くように配置されているため、同様の課題を有している。

このため、体内の形状や突起物等により隠れた部分の撮影が困難となり、体内を漏らすことなく撮影することができない課題を有している。

そこで、従来の胃カメラやカプセル型内視鏡では、撮影ユニットに搭載されるレンズを広角レンズで形成して、進行方向に対する側方（側壁）側の撮影を試みているが、広角レンズを介して撮影された画像は、該広角レンズ特有の周辺部の歪みにより、医療診断を行うために必要な画質を有するに至らない（見えにくい画像となる）。

また、非特許文献１のカプセル型内視鏡は、撮影ユニットの撮影面を、進行方向前方に対して傾斜させて配置しており、側方向の撮影も可能であるが、上述のように、体内の形状や突起部等により隠れた部分の撮影は困難であり、また、傾斜させている方向における一部の画像しか取得できないため、体内を隈なく撮影することは難しい課題を有している。

このように、従来のカプセル型内視鏡では、提供される映像から被検者の体内を平面的に捉えることが難しく、患部の位置関係や前後関係の把握が困難であるために、医療診断に用いる映像としては、十分ではない。

そして、従来のカプセル型内視鏡では、その構成等から体内の形状や突起部により撮影しきれない部分が必然的に生じ、漏らすことなく、体内を撮影した映像を提供することは困難であった。

そこで、本発明は、従来にない全く新しい視点から、被検者の体内を平面的に把握することができ、かつ被検者の体内を漏らすことなく撮影した体内映像を提供できる画像処理装置及びその画像処理装置を備えた医療システムを提供することにある。

本発明の１つの側面としての画像処理装置は、被検者の体内を撮影し、被検者の体内画像を提供するカプセル型医療装置からの複数の画像データに基づいて、１つの連続した平面画像を生成することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての画像処理装置は、被検者の消化管の周方向を連続して撮影するカプセル型医療装置からの、周方向についての複数の画像データに基づく１つの連続した体内画像を生成することを特徴とする。

また、本発明の他の側面としての医療システムは、被検者の消化管の周方向を連続して撮影する撮影ユニットと、撮影ユニットにより撮影された周方向についての複数の画像データを送信する通信ユニットとを備えたカプセル型医療装置と、通信部を介して受信した複数の画像データに基づく１つの連続した体内画像を生成する画像処理装置と、１つの連続した体内画像を表示する画像表示装置とを有することを特徴とする。

本発明によれば、被検者の体内を撮影した画像データから、１つの連続した平面画像を提供するので、被検者の体内を平面的に捉えることが容易となる。

そして、本発明の画像処理装置は、被検者の消化管の周方向を連続して撮影可能なカプセル型医療装置からの複数の画像データに基づいて、１つの連続した体内画像を生成し、提供するので、体内の形状や突起部等に関係なく、高画質で、かつ隈なく撮影された体内画像を提供でき、かつ当該画像処理装置により生成される体内画像が消化管の周方向について連続して撮影された画像に基づくものであることから、被検者の体内を平面的に捉えることが容易となる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）
図１は、本発明の実施例１におけるカプセル型医療装置（カプセル型内視鏡）を用いた医療システムの概略構成図、図２は、本実施例の画像処理装置の構成ブロック図である。

図１に示すように、本実施例の医療システムＳは、カプセル型医療装置１と、被検者５００が装着する装着ベスト１００と、装着ベスト１００に設けられた携帯ユニット２００と、カプセル型医療装置により撮影された画像データの処理を行う画像処理装置３００と、この画像処理装置３００から出力された被検者５００の体内の画像を表示する画像表示装置４００とで構成されている。

装着ベスト１００は、カプセル型医療装置１から送信される体内の画像データを受信するための通信アンテナ１１０と、カプセル型医療装置１に電力（電磁エネルギ）を供給するための送電コイル１２０と、携帯ユニット２００とが設けられている。さらに、携帯ユニット２００は、装着ベスト１００の通信アンテナ１１０を介して受信した体内の画像データを記憶するための記憶部２１１と、送電コイル１２０に電力を供給する電力供給部２１２とを備えている。

本実施例のカプセル型医療装置１は、後述するように、電磁波を用いた電力供給を受けて動作する。このため、送電コイル１２０は、装着ベスト１００の全体に同心円状に、かつ被検者の身体を覆うように配設されており、携帯ユニット２００の電力供給部２１２からの電磁エネルギを、体内のカプセル型医療装置１に送信する。

なお、本実施例では、装着ベスト１００の通信部１１０及び送電コイル１２０と携帯ユニットとが有線で接続された一例を示しているが、無線通信により接続することも可能である。

携帯ユニット２００の記憶部１１０に記憶された体内の画像データは、携帯ユニット２００の通信アンテナ２１３を介して、画像処理装置３００に無線で送信される。画像処理装置３００では、通信アンテナ３７０を通じて受信した体内の画像データを処理して、画像表示装置４００に出力する。このような構成により、カプセル型医療装置１により撮影された体内の画像データは、画像表示装置４００に表示される。

なお、上述したように、カプセル型医療装置１は、小腸などのぜん動運動によって体内を進み、被検者５００の体外に排出される。一般に、排出されるまでに約１０時間の時間を要することから、非常にゆっくりとした速度で移動することがわかる。このために、画像表示装置４００にリアルタイムで撮影された画像（動画像）を表示してもよいが、消化管全体の撮影が終了するまで全ての体内の画像データを記憶部に記憶させたり、所定期間（所定時間）において撮影された体内画像を記憶させ、蓄積された画像データを画像処理装置３００により処理し、後日、医療診断のために医師等の提供するように構成することが好ましい。

この場合には、画像処理装置３００の記憶部３３０に、無線通信により送信される体内の画像データを記憶するように構成してもよいが、例えば、携帯ユニット２００の記憶部２１１を、持ち運び可能なメモリーカード等の記憶媒体を含むように構成し、記憶媒体を介して画像処理装置３００に体内の画像データを供給するように構成することも可能である。

画像表示装置４００は、ディスプレイ４１０と、操作手段としてのマウス４２０と、入力手段としてのキーボード４３０とが設けられ、一般のコンピュータが適用される。また、この画像表示装置４００は、画像閲覧ソフトなどのプログラムを搭載するように構成し、ディスプレイ４１０に表示された体内画像を画像閲覧ソフトの機能を用いて操作手段４２０で自由にスクロールさせたり、入力手段４３０からその他の情報を入力可能にすることもできる。

次に、本実施例の画像処理装置３００について説明する。図２に示すように、本実施例の画像処理装置３００は、通信アンテナ３７０を介して携帯ユニット２００から送信された複数の画像データを受信する通信部３１０と、受信した複数の画像データのＡ／Ｄ変換を行うＡ／Ｄ変換部３２０と、Ａ／Ｄ変換された複数の画像データを記憶する記憶部３３０と、記憶部３３０に記憶された複数の画像データから、連続した１つの体内画像を生成する画像処理部３６０と、生成された１つの連続した体内画像を画像表示装置４００に出力するするデータ出力部（インターフェース部）３４０と、これらの各部を制御する制御部（ＣＰＵ）３５０とを備えている。

画像処理部３６０は、送信されてきた複数の画像データを重ね合わせるために、連続した複数の画像データ間の共通の特徴点を抽出する特徴点抽出部３６１と、抽出された特徴点に基づいて、これら複数の画像データを合成して、連続した１つの体内画像を生成する画像合成部３６２とが設けられている。この画像処理装置３００による画像処理についての詳細は、後述する。

このように構成された本実施例の医療システムＳでは、図７に示すように、被検者５００の体内に取り込まれたカプセル型医療装置１が、消化管の周方向に連続した撮影を開始すると（Ｓ３０１）、撮影された消化管の周方向（側壁）についての画像データは、後述するカプセル型医療装置１の通信ユニットを介して、体外に送信される。

カプセル型医療装置１から送信された画像データは、装着ベスト１００の通信アンテナ１１０で受信され、携帯ユニット２００に出力（送信）され、携帯ユニット２００の記憶部２１１に当該画像データが記憶される（Ｓ３０２）。なお、電力供給部２１２は、所定周期で送電コイル１２０を介して電磁エネルギを、体内のカプセル型医療装置１に供給している。なお、この電磁エネルギ（電力）の供給は、カプセル型医療装置１の撮影動作により消費する電力に対応させて、所定の撮影動作回数に応じた電力を供給するように構成することも可能である。

携帯ユニット２００に記憶された複数の画像データは、通信アンテナ２１３を介して、無線通信により画像処理装置３００に送信される（Ｓ３０３）。画像処理装置３００では、複数の画像データを、通信部３１０が通信アンテナ３７０を介して受信し、受信した画像データをＡ／Ｄ変換部３２０でデジタルデータに変換した後、記憶部３３０に記憶する（Ｓ３０４）。

そして、画像処理装置３００の画像処理部３６０では、記憶部３３０に保存された画像データを取得して、１つの連続した体内画像を生成し（Ｓ３０５）、生成した１つの連続した体内画像を記憶部３３０に保存する（Ｓ３０６）。

データ出力部３４０は、画像表示装置４００からの表示要求（又は自動的）に応じて、該１つの連続した体内画像を、当該画像表示装置４００に出力し（Ｓ３０６）、画像表示装置４００のディスプレイ４１０に該１つの連続した体内画像が表示される（Ｓ３０８）。

なお、カプセル型医療装置１からの画像データを受信する装着ベスト１００の通信アンテナ１１０及び携帯ユニット２００間、携帯ユニット２００の通信アンテナ２１３と画像処理装置３００の通信アンテナ３７０間は、無線、有線のどちらの通信形態を適用してよく、また、携帯ユニット２００と画像処理装置３００とを、無線ＬＡＮ等で接続するように構成し、装着ベスト１００と携帯ユニット２００を携えた被検者５００が、画像処理装置３００と離れた場所にいても、カプセル型医療装置１からの画像データを受信可能とすることもできる。また、携帯ユニット２００を介さずに、装着ベスト１００と画像処理装置３００とで無線通信することで、カプセル型医療装置１により撮影された画像データを、直接画像処理装置３００に送信することも可能である。この場合、携帯ユニット２００は、カプセル型医療装置１へ電力を供給する電力供給部のみを備えていればよく、通信機能や記憶手段が不要となり、携帯ユニット２００の小型化・軽量化を図ることができる。また、携帯ユニット２００の記憶部２１１は、持ち運び可能な記憶媒体（メモリーカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等）に当該画像データが記憶可能な記憶手段で構成し、被検者５００の体内全ての撮影画像データを、一旦記憶媒体に記憶させ、後日その記憶媒体を、画像処理装置３００に提供するように構成してもよい。

ここで、本実施例のカプセル型医療装置１について詳細に説明する。図６（ａ）は、本実施例のカプセル型医療装置１の側面図であり、図６（ｂ）は、カプセル型医療装置１の断面図である。

図６に示すカプセル型医療装置１において、外装部材としての収容部材１０は、カプセル状に形成されており、光透過特性を有する透過領域１０ａと、光を遮光する遮光領域１０ｄとを有している。透過領域１０ａは、カプセル型医療装置１の長手方向において所定の幅を有しており、カプセル型医療装置１の周方向に形成されている。ここで、収容部材１０の外周面に汚れ等が付着するのを抑制するために、収容部材１０の外周面に、例えば、生体適合性物質であるＭＰＣポリマー（２−メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンの重合体）等のコーティングを施すことが好ましい。

また、収容部材１０の内側面には、該内側面から突出する軸部１０ｂ、１０ｃが設けられており、これらの軸部１０ｂ、１０ｃは、互いに向かい合う位置に配置されている。すなわち、軸部１０ｂ、１０ｃは、カプセル型医療装置１における回転軸上に位置している。

軸部１０ｂの外周には、磁石１２が設けられている。また、収容部材１０内には、以下に説明する部材が収容されている。

収容部材１０の内側には、一部が収容部材１０に沿った形状の保持部材１１が配置されている。保持部材１１は、軸部１０ｂ、１０ｃとそれぞれ当接する当接部１１ａ、１１ｂを有している。ここで、保持部材１１は、当接部１１ａ、１１ｂを介して軸部１０ｂ、１０ｃによって支持されており、後述するように収容部材１０に対して回転軸Ｘ周りで回転可能となっている。

保持部材１１のうち当接部１１ａを含む領域は、磁石１２との干渉を避ける形状に形成されている。ここで、保持部材１１の内壁には、磁石１２の外周を囲むように、コイルや電磁石等の磁界発生素子１５が設けられている。また、保持部材１１のうち、収容部材１０の透過領域１０ａと対向する一部の領域１１ｃは、光透過特性を有する透過領域となっており、この透過領域１１ｃには、４つの発光素子１７が配置されている。

具体的には、図６（ａ）に示すように、円形である透過領域１１ｃの周方向において、等間隔に４つの発光素子１７が配置されている。ここで、発光素子１７としては、低消費電力であるＬＥＤを用いることができる。そして、発光素子１７を設ける位置に応じて異なる種類のＬＥＤを用いることができる。例えば、４つの発光素子１７のうち、互いに向かい合う一対の発光素子１７として、白色光を照射するＬＥＤを用い、他の発光素子１７として、他の波長を有する光（近赤外波長光線や紫外線波長光線等）を照射するＬＥＤを用いることができる。

本実施例では、４つの発光素子１７を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、撮影対象物（すなわち、消化管内の壁面）を十分に照明できるものであれば、１つの発光素子を用いるだけでもよい。

ここで、発光素子１７は、撮影光路外に配置しなければならないため、撮影光軸に対して角度を持った状態で照明光が照射されることになる。この場合において、撮影対象物が凹凸形状を有している場合には、照明光によってハレーションが生じるおそれがある。そこで、撮影光軸を挟んで対向する位置に発光素子１７を配置することで、照明光によって生じるハレーションを相殺することが可能となる。

レンズ１８は、保持部材１１に形成された第１保持部１１ｄ及び第２保持部１１ｅによって保持されている。また、レンズ１８のうち撮像素子２０側の面は、正の光学パワーを有する凸面となっており、収容部材１０側の面は、凹面となっている。

第１保持部１１ｄには、被写体光が通過する開口部１１ｄ１が形成されている。ここで、被写体光とは、発光素子１７から照射された照明光のうち、撮影対象物で反射して後述する撮像素子２０に導かれる光である。開口部１１ｄ１は、テーパ面を有しており、透過領域１１ｃ側からレンズ１８側に向かって径が連続的に減少した形状となっている。

第２保持部１１ｅは、撮像素子２０が実装された基板２１を保持している。撮像素子２０としては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサを用いることができる。被写体光は、レンズ１８を透過して撮像素子２０の撮像面上で結像する。撮像素子２０は、被写体光を光電変換処理によって電気信号（画像データ）に変換する。コントローラ２２は、保持部材１１によって保持されており、撮像素子２０の駆動を制御する。撮像素子２０によって生成された画像データは、基板２１を介して送信素子（通信ユニット）１６に送られる。送信素子１６の動作については、後述する。

撮像素子２０に対して軸部１０ｂ側及び軸部１０ｃ側のスペースには、体外に配置された送電コイル１２０からの電力（電磁エネルギ）を受信する第１の受信ユニット１３及び第２の受信ユニット１４が配置されている。第１の受信ユニット１３は、コア１３ｂと、コア１３ｂに巻き付けられたコイル１３ａとを有している。また、第２の受信ユニット１４は、コア１４ｂと、コア１４ｂに巻き付けられたコイル１４ｂとを有している。ここで、コイル１３ａ及びコイル１４ａは、互いにつながった状態でコントローラ２２に接続されている。

第１及び第２の受信ユニット１３、１４で受信された電磁エネルギは、コントローラ２２に送信され、コントローラ２２においてカプセル型医療装置１の駆動電流が生成される。この駆動電流は、コントローラ２２及び撮像素子２０の駆動や、磁界発生素子１５への通電に用いられる。

コントローラ２２が磁界発生素子１５への通電を制御すると、磁界が発生し、磁石１２との相互作用によって、保持部材１１が収容部材１０に対して相対回転する。本実施例のカプセル型医療装置１が被検者５００の体内に取り込まれると、収容部材１０が小腸などの消化管の壁面に圧接することになるので、当該収容部材１０は、生体内の壁面との当接によって固定された状態となり、保持部材１１は、収容部材１０に対して軸Ｘ周りに回転することになる。

保持部材１１が回転することによって、保持部材１１によって保持されている撮像素子２０や発光素子１７も軸Ｘ周りに回転することになる。

保持部材１１内のスペースのうち、第２の受信ユニット１４と当接部１１ｂとの間のスペースには、送信素子１６が配置されている。

なお、カプセル型医療装置１内に電力を発生させる機構（電池等）を設けることもできる。ここで、本実施例では、送電コイル１２０からの電力供給を受けながら、コントローラ２０等の駆動を行うため、カプセル型医療装置１内にバッテリ等を設ける必要がなくなり、カプセル型医療装置１を小型化することができる。

また、送信素子１６は、撮像素子２０によって生成された画像データを、体外に配置された装着ベスト１００の通信アンテナ１１０に送信する。

このように構成された本実施例のカプセル型医療装置１は、体内に取り込まれると、保持部材１１が、収容部材１０に対してＸ軸周りに回転し、被検者５００の体内を撮影する。

より具体的には、カプセル型医療装置１が小腸に位置している場合、小腸のぜん動運動によって矢印Ｘ方向に進みながら撮影を行う。すなわち、収容部材１０が小腸の壁面に圧接されているため、小腸の壁面のぜん動運動によって矢印Ｘ方向に押し出されるように、移動しながら、撮影を行う。

ここで、保持部材１１が１回転するときの速度が、小腸のぜん動運動によってカプセル型医療装置１が矢印Ｘ方向に進む速度よりも速くなるように、コントローラ２２は、磁界発生素子１５への通電を制御している。したがって、カプセル型医療装置１が小腸内の特定の位置にあるときには、保持部材１１の回転に伴う撮像素子２０を用いた撮像動作によって、小腸の壁面全周が撮像されることになる。

また、保持部材１１の回転動作によって撮像素子２０を軸Ｘ周りで回転させながら、撮像動作を複数回行うことで、小腸の内壁全周を撮像することができる。

本実施例では、保持部材１１（撮像素子２０）を軸Ｘ周りで所定の回転角度だけ回転させた後、保持部材１１の回転を停止させている。そして、保持部材１１の回転が停止した状態において、撮像素子２０を用いて撮像動作を行うようにしている。

このように保持部材１１（撮像素子２０）の回転を停止させてから撮像動作を行うようにすることで、画像の振れを抑制して、精度の良い画像データを取得することができる。すなわち、保持部材１１（撮像素子２０）を軸Ｘ周りで回転させながら撮像動作を行った場合には、撮像素子２０での電荷蓄積の間に被写体像が変化してしまい、結果として像振れの生じた画像データが生成されてしまう。そこで、本実施例では、保持部材１１（撮像素子２０）の回転を停止させた状態で撮像動作を行うことにより、像振れが抑制された画像データを生成することができる。

なお、撮像動作によって生成された画像データにおいて、像振れの影響を視認できない程度で、保持部材１１（撮像素子２０）を軸Ｘ周りで回転させるようにすれば、保持部材１１（撮像素子２０）を回転させながら撮像動作を行うことも可能である。

また、本実施例のカプセル型医療装置１は、上述のような内視鏡カメラの機能の他に、例えば、相対回転可能な収容部材１０及び保持部材１１を有する構造において、保持部材１１内に、薬液等を供給（患部等に噴射等）するための供給機構を設けて、医療装置としての機能を搭載することも可能である。

図４（ｂ）は、本実施例のカプセル型医療装置１が、被検者５００の消化管内で１回転した際に撮影した画像の一例を示している。本実施例では、図４（ｂ）に示すように、消化管内の周方向における１回転中に、所定角度毎の複数の撮影動作が行われ、互いに重複する領域を有する連続した複数の画像データが得られることになる。なお、これらの画像データは、撮像素子２０の撮像領域Ａに対応している。

そして、上述のように、カプセル型医療装置１は、消化管のぜん動運動により進みながらその撮像面が周方向回りに回転し、消化管の側壁を連続して撮影する（図４（ａ）参照）。例えば、当該カプセル型医療装置１の（消化管の側壁に対向するように配置された）撮像面が、約５秒から約１０秒程度の時間をかけて一回転する場合に、撮影回数を１秒間に３０回と設定すると、カプセル型医療装置１が１回転する間に、１５０枚から３００枚の連続した画像（連続した側壁の画像）データを得ることができる。

図５Ａ（ａ）は、ぜん動運動に進みながら撮影された画像の一例を示している。このように、撮影された複数の画像データは、隣り合う画像データと周方向において重複し、カプセル型医療装置１の移動速度がぜん動運動等に依存した非常にゆっくりとした速度であるため（このぜん動運動によってカプセル型医療装置１が進む速度は、約１〜約１．５[ｍ/ｈ]）、次の回転動作において撮影された画像データと進行方向Ｘにおいても重複している（周方向及び進行方向Ｘの両方向に、少なくとも一部が互いに重なり合っている）。すなわち、本実施例では、特定のタイミングで行われる撮像動作での撮像領域と、次のタイミングで行われる撮像動作での撮像領域とが互いに一部で重複するように、カプセル型医療装置１の撮影動作が制御（コントローラ２２が、連続する各撮像領域が互いに一部で重複ように保持部材１１の回転角度を制御）することにより、漏れのない体内撮影を行っている。

また、上述の撮影ステップ毎に撮影された画像データには、撮影ステップに基づくに識別情報が付与されて記憶部に記憶される。具体的には、撮影ステップにおいて何周目の何番目の画像データかを識別するための識別情報を含む画像データとして、記憶部３３０に記憶されている。例えば、１回転目の３ステップ目に撮影された画像データには、Ｃ１３が画像データの識別情報として付与される（この識別情報をファイル名として保存してもよい）。

なお、この識別情報は、カプセル型医療装置１から撮影した画像データを体外に送信する際に、カプセル型医療装置１において当該識別情報を付加して送信したり、携帯ユニット２００や画像処理装置３００に記憶する際に、カプセル型医療装置１の制御情報や初期情報からカウントして、この識別情報を付加したり、また、任意の時点から、単純に識別情報を連番で付加するように構成することが可能である。

次に、図３から図５を参照して、本実施例の画像処理について詳細に説明する。図３は、装着ベスト１００の携帯ユニット２００と画像処理装置３００との処理遷移を示すフローチャートであり、図４は、カプセル型医療装置１が消化管内で１回転した際に撮影した画像データを処理して、１つの連続した体内画像を生成する処理過程を示す説明図であり、図５Ａ、図５Ｂは、カプセル型医療装置１が消化管のぜん動運動により進みながら消化管の側壁を連続して撮影した画像データを、画像処理して１つの連続した体内画像を生成する処理過程を示す説明図である。

図３に示すように、装着ベスト１００の通信アンテナ１１０で受信された被検者の複数の画像データが、携帯ユニット２００に出力されると（Ｓ１０１）、当該携帯ユニット２００は、受信した画像を記憶部２１１に記憶する（Ｓ１０２）。なお、本実施例では、複数の画像データをこの携帯ユニット２００の記憶部２１１に記憶する際に、上述の識別情報が付与している。

携帯ユニット２００の記憶部２１１に記憶された画像データは、リアルタイム処理若しくは一括処理（バッチ処理）で、画像処理装置３００に送信（出力）される（Ｓ１０３）。

画像処理装置３００では、携帯ユニット２００から画像データを受信すると（Ｓ２０１）、受信した各画像データをＡ／Ｄ変換し、記憶部３３０に保存する（Ｓ２０２）。

次に、画像処理部３６０の特徴点抽出部３６１は、制御部３５０から指示により、記憶部３３０に保存された画像データを、識別情報に基づいて取得する。この特徴点抽出部３６１は、識別情報に基づく隣り合う各画像データの特徴点抽出を行う（Ｓ２０４）。この特徴点抽出は、従来の特徴点抽出方法が用いられる。

具体的には、例えば、最初の１回転目（以下、回転毎にラインと称する）の画像データＣ１１と画像データＣ１２とは、上述のように互いに重なり合うように撮影された連続する画像データである。したがって、図４（ｃ）に示すように、カプセル型医療装置１の各撮影ステップの回転角度から、画像データＣ１１と画像データＣ１２とが互いに重複する領域（特徴点抽出領域Ｒ）を求め、この特徴点抽出領域Ｒ内で、従来の特徴点抽出方法に基づいて、特徴点Ａを抽出する。そして、画像合成部３６２は、抽出された特徴点Ａに基づいて画像データＣ１１及びＣ１２を重ね合わせる画像合成処理を行う。

また、画像データＣ１１は、上述のように、次の回転動作において撮影されたラインＣ２の画像データＣ２１と進行方向Ｘにおいても重複していることから（図５Ａ（ａ）参照）、同様に、画像データＣ１１と画像データＣ２１との特徴点抽出及び画像合成を行うことで、連続した１つの体内画像が生成されることになる（Ｓ２０５）。このように本実施例では、周方向及び進行方向Ｘに、少なくとも一部が互いに重なり合う複数の画像データを、当該周方向及び進行方向Ｘの両方向において画像合成処理し、連続した１つの体内画像を生成している。

なお、上述した特徴点抽出処理の説明では、特徴点抽出領域Ｒを抽出して、予め抽出範囲を求めることで、特徴点の抽出精度及び処理速度を高めているが、この特徴点抽出領域Ｒを抽出せずに、特徴点を直接求めるように構成してもよい。

図４（ｄ）及び図４（ｅ）は、消化管の周方向に１回転した際に撮影された複数の画像が、上記画像処理により合成された結果を示す一例である。合成された画像が階段形状の１つの連続した画像となり（図４（ｄ））、さらに不要部分を取り除くことにより、短冊状の１つの連続した画像ＣＴ１となる（図４（ｅ））。

このように、本実施例では、カプセル型医装置１からの画像データを、上述のように画像処理することで、１つの連続した体内画像を生成するが、この１つの連続した体内画像を生成する画像処理過程において、本実施例では、図５Ａ及び図５Ｂに示す２つの方法により行うことが可能である。以下、図５Ａ及び図５Ｂを用いて本実施例の第１及び第２の画像処理方法を説明する。

図５Ａに示す第１の画像処理方法は、カプセル型医療装置１で撮影されたライン毎に、図４（ｅ）に示した短冊状の画像ＣＴを複数生成し、生成された複数の短冊状画像ＣＴ１からＣＴ１２を、特徴点抽出部３６１及び画像合成部３６２による上述の画像合成処理で重ね合わせることで（図５Ｂ（ｂ））、１つの連続した全体の体内画像Ｈを生成するものである（図５（ｃ））。

すなわち、１つのラインの複数の画像を、その周方向において重ね合わせ、その後、生成された各ラインの複数の短冊状画像を進行方向Ｘにおいて重ね合わせることで、１つの連続した体内画像Ｈを生成する。

一方、図５Ｂに示す第２の画像処理方法は、図４（ｃ）に示した特徴点抽出及び画像合成処理を連続して行うことで、１つの連続した全体の体内画像Ｈを生成するものである。

すなわち、図５Ｂ（ａ）に示すように、Ｃ１１からＣ１６までの特徴点抽出及び合成処理を行い、さらに続けてＣ１６と次のラインＣ２における画像データＣ２１との特徴点抽出及び合成処理を行う。このように、各ラインの最後の画像データと次のラインの最初の画像データとを連続して合成することで、らせん状（パイプ状）の連続画像データＣＲ１が生成される（図５Ｂ（ｂ））。そして、生成されたらせん状の連続画像データＣＲ１を基準線Ｌで切り開くように展開し（図５Ｂ（ｃ））、１つの連続した体内画像Ｈを生成する（図５（ｄ））。

本実施例の第１の画像処理方法では、所定区間や消化管の小腸、大腸などの各部分毎の１つの連続した体内画像Ｈを生成することが容易であり、第２の画像処理方法では、完全に連続したシームレスの１つの連続した体内画像を得ることができる。

また、この第２の画像処理方法は、カプセル型医療装置１における撮像面の回転速度を一定とした場合、当該カプセル型医療装置１の体内移動速度情報（速度及び加速度）を取得することが可能となる。すなわち、らせん状の連続画像データＣＲ１の各ライン毎の間隔（らせん間隔）とカプセル型医療装置１が一回転する間に要する時間とにより、カプセル型医療装置１の進行方向Ｘに対する速度・加速度情報を得ることができる（らせん間隔が密集して細かい場合は、速度が遅く、らせん間隔が長くあらい場合には、速度が速い）。

そして、このように生成された１つの連続した全体の体内画像Ｈは、画像処理装置３００の記憶部３３０に保存され（Ｓ２０６）、画像表示装置４００に出力されることにより、ディスプレイ４１０に表示される（Ｓ２０７）。

このように本実施例の医療システムＳは、被検者５００の体内を撮影した画像データから、被検者５００の体内を平面的に捉えることが可能な平面画像を提供する。

このため、撮影された患部の位置関係や前後関係を容易に把握することができ、かつ被検者５００の体内を全体的に捉えることが可能になる。

さらに、本実施例の画像処理装置３００は、撮像面が小腸等の消化管の壁面と向かい合うように配置されているカプセル型医装置によって連続して撮影された被検者の消化管の周方向の複数の画像データに基づいて、１つの連続した体内画像を生成するため、高画質で、かつ体内の形状や突起物等により隠れた部分などによる撮影漏れがない体内画像を提供することが可能となる（小腸等の消化管の内壁（側壁）を漏らすことのなく撮影された正確な被検者の体内画像を提供すること可能になる）。

以上、実施例１では、１つの連続した体内画像を、画像表示装置４００に平面画像として表示しているが、例えば、画像処理部３６０に、３次元形状で立体視可能な画像変換を行う画像変換部を設けて、１つの連続した平面画像としての体内画像を、小腸の形状に則した３次元形状の画像として、画像表示装置４００に提供することも可能である。

より具体的には、図５Ｂ（ｃ）に示したように、１つの連続した平面画像を生成する際に、パイプ状に連なった複数の画像データを３次元処理により、小腸の形状に則した３次元画像データとして提供し、当該３次元形状の体内画像を、３次元グラフィックス機能等で３次元的に動かして操作することも可能である。

また、例えば、カプセル型医療装置１の異なる光源において撮影された複数の画像データに基づく、各々異なる上記体内画像を合成して提供することも可能である。具体的には、光源を白色ＬＥＤで撮影された画像データに基づく１つの連続した体内画像Ｈ１と、光源を近赤外線光で撮影された画像データに基づく１つの連続した体内画像Ｈ２をそれぞれ生成し、この体内画像Ｈ１及びＨ２を特徴点抽出等の処理を経て重ね合わせた体内画像Ｈ３を生成することも可能である。この体内画像Ｈ３は、白色ＬＥＤを光源とした撮影では捉えることができないきれない画像データを取得可能な近赤外線光による画像データが合成されているので、より鮮明な体内画像を提供することが可能なる。

また、上記１つの連続した体内画像Ｈに患部や病巣と思われる領域を視覚的に捉えやすくマッピングして、提供することも可能である。具体的には、症例データが多数保存されたデータベースから、例えば、潰瘍やがん等の形状、色データを含む情報を取得して、テンプレートマッチング方法により、当該１つの連続した体内画像Ｈとマッチングさせることにより、患部等を抽出し、抽出された患部を色等でマーキングする。このようにマーキングされた１つの連続した体内画像は、被検者５００の体内を平面的にかつ視覚的に捉え易く、かつ患部、その他の体内箇所の経年変化等を容易に把握することができる。

本発明の実施例１における医療システムの概略構成図である。 本発明の実施例１における画像処理装置の構成ブロック図である。 本発明の実施例１における画像処理装置の処理遷移を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例１における画像処理装置により生成される体内画像を説明するための図である。 本発明の実施例１における画像処理装置により生成される体内画像を説明するための図である。 本発明の実施例１における画像処理装置により生成される体内画像を説明するための図である。 本発明の実施例１におけるカプセル型医療装置を示す図であり、（ａ）はカプセル型医療装置側面図、（ｂ）は、カプセル型医療装置の断面図である。 本発明の実施例１における医療システムの処理遷移を説明するためのフローチャートである。 従来のカプセル型内視鏡と、当該カプセル型内視鏡により撮影された映像（画像）の一例を示す図である。

符号の説明

１ カプセル型医療装置
１００ 装着ベスト
２００ 携帯ユニット
３００ 画像処理装置
３１０ 通信部
３２０ Ａ／Ｄ変換部
３３０ 記憶部
３４０ データ出力部
３５０ 制御部
３６０ 画像処理部
３６１ 特徴点抽出部
３６２ 画像合成部
３７０ 通信アンテナ

Claims (9)

1. 被検者の体内を撮影して前記被検者の体内画像を提供するカプセル型医療装置からの複数の画像データに基づいて、１つの連続した平面画像を生成することを特徴とする画像処理装置。
2. 被検者の消化管の周方向を連続して撮影するカプセル型医療装置からの、前記周方向についての複数の画像データに基づく１つの連続した体内画像を生成することを特徴とする画像処理装置。
3. 前記複数の画像データを受信する通信部と、
   前記複数の画像データの少なくとも一部が互いに重なるように、前記複数の画像データを重ね合わせて前記１つの連続した体内画像を生成する画像処理部とを有することを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記画像処理部は、前記複数の画像データを前記周方向についての周毎に重ね合わせて、前記周毎の複数の短冊状画像を生成し、前記複数の短冊状画像をさらに重ね合わせて前記１つの連続した体内画像を生成することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記画像処理部は、前記周方向について連続した前記複数の画像データを重ね合わせてらせん状画像を生成し、前記らせん状画像から前記１つの連続した体内画像を生成することを特長とする請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記画像処理部は、
   前記複数の画像データの各々の特徴点を抽出する特徴点抽出部と、
   抽出された前記特徴点に基づいて、前記複数の画像データを重ね合わせて前記１つの連続した体内画像を生成する画像合成部と、
   前記１つの連続した体内画像を格納する記憶部とを有することを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載の画像処理装置。
7. 前記体内画像は、１つの連続した前記消化管の平面画像であることを特徴とする請求項２から６のいずれか１つに記載の画像処理装置。
8. 被検者の消化管の周方向を連続して撮影する撮影ユニットと、前記撮影ユニットにより撮影された前記周方向についての複数の画像データを送信する通信ユニットとを備えたカプセル型医療装置と、
   通信部を介して受信した前記複数の画像データに基づく１つの連続した体内画像を生成する画像処理装置と、
   前記１つの連続した体内画像を表示する画像表示装置とを有することを特徴とする医療システム。
9. 被検者の消化管の周方向を連続して撮影する撮影ユニットと、前記撮影ユニットにより撮影された前記周方向についての複数の画像データを送信する通信ユニットとを備えたカプセル型医療装置と、
   通信部と、前記通信部を介して受信した前記カプセル型医療装置からの前記複数の画像データを保存する記憶部を備え、前記被検者が装着する装着ベストと、
   前記記憶部に保存された前記複数の画像データから１つの連続した体内画像を生成する画像処理装置と、
   前記１つの連続した体内画像を表示する画像表示装置とを有することを特徴とする医療システム。

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