JPWO2017006404A1 - 内視鏡システム - Google Patents
内視鏡システム Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2017006404A1 JPWO2017006404A1 JP2017526809A JP2017526809A JPWO2017006404A1 JP WO2017006404 A1 JPWO2017006404 A1 JP WO2017006404A1 JP 2017526809 A JP2017526809 A JP 2017526809A JP 2017526809 A JP2017526809 A JP 2017526809A JP WO2017006404 A1 JPWO2017006404 A1 JP WO2017006404A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- body cavity
- image
- relative movement
- movement direction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
- A61B1/00009—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of image signals during a use of endoscope
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00002—Operational features of endoscopes
- A61B1/00004—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing
- A61B1/00006—Operational features of endoscopes characterised by electronic signal processing of control signals
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00064—Constructional details of the endoscope body
- A61B1/00071—Insertion part of the endoscope body
- A61B1/0008—Insertion part of the endoscope body characterised by distal tip features
- A61B1/00096—Optical elements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/0051—Flexible endoscopes with controlled bending of insertion part
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/005—Flexible endoscopes
- A61B1/009—Flexible endoscopes with bending or curvature detection of the insertion part
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/0655—Control therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/06—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor with illuminating arrangements
- A61B1/0661—Endoscope light sources
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/06—Devices, other than using radiation, for detecting or locating foreign bodies ; determining position of probes within or on the body of the patient
- A61B5/061—Determining position of a probe within the body employing means separate from the probe, e.g. sensing internal probe position employing impedance electrodes on the surface of the body
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/2476—Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B1/00—Instruments for performing medical examinations of the interior of cavities or tubes of the body by visual or photographical inspection, e.g. endoscopes; Illuminating arrangements therefor
- A61B1/00163—Optical arrangements
- A61B1/00165—Optical arrangements with light-conductive means, e.g. fibre optics
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
- G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S17/36—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/06—Systems determining position data of a target
- G01S17/46—Indirect determination of position data
- G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
- G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
- G02B23/26—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes using light guides
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Instruments For Viewing The Inside Of Hollow Bodies (AREA)
- Endoscopes (AREA)
Abstract
体腔に対する挿入部(5)の移動方向や移動態様に応じて、挿入時の操作性を向上し、抜去時の観察容易性を向上することを目的として、本発明に係る内視鏡システム(1)は、体腔内に挿入される挿入部(5)と、挿入部(5)の先端において体腔内の画像を取得する撮像部(8)とを備える内視鏡(2)と、挿入部(5)の体腔に対する相対移動方向を検出する挿抜検出部(9)と、挿抜検出部(9)により検出された相対移動方向に応じた挿入部(5)の移動態様に適した画像情報を生成する画像生成部(18)と、画像生成部(18)により生成された画像情報を表示する画像表示部(4)とを備える。
Description
本発明は、内視鏡システムに関するものである。
大腸内視鏡検査においては、内視鏡の挿入部を体腔内に挿入していき、抜去する際に挿入部の先端に配置した撮像部により取得された体腔内壁の画像を観察し、画像上の体腔内壁の形状および/または色の情報から病変の有無および状態を診断することが行われる。このため、挿入部の体腔内への挿入時と抜去時とで照明方法および撮像画角を切り替える内視鏡システムが知られている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)
特許文献1,2の内視鏡システムは、挿入部の挿入時と抜去時とで、操作者が注視する部分を拡大表示し、あるいは操作者が注視する部分の輝度を相対的に高くすることにより、挿入時の操作性を向上し、抜去時の観察容易性を向上することができる。
しかしながら、挿入部の挿入時と抜去時とでは、操作者が注視する範囲が相違するのみならず、体腔に対する挿入部の移動方向や移動の態様が相違する。
しかしながら、挿入部の挿入時と抜去時とでは、操作者が注視する範囲が相違するのみならず、体腔に対する挿入部の移動方向や移動の態様が相違する。
特許文献3においては、挿入のスピードに応じてフレーム可変にする技術が開示されているが、特に大腸内視鏡の操作に於いては挿入時と抜去観察時で注意しているものが異なり、挿入時は挿入スピードの関わらず、常にヒダの形状等の大域的な情報に注意を払い進行または退行、ターン、アングル等の次の作業を予測している。従って、挿入速度に応じたフレームレートよりは、挿入・抜去時で異なる画像情報を提供することが求められる。
本発明は、体腔に対する挿入部の移動方向や移動態様に応じて、挿入時の操作性を向上し、抜去時の観察容易性を向上することができる内視鏡システムを提供する。
本発明の一態様は、体腔内に挿入される挿入部と、該挿入部の先端において体腔内の画像を取得する撮像部とを備える内視鏡と、前記挿入部の前記体腔に対する相対移動方向を検出する挿抜検出部と、該挿抜検出部により検出された前記相対移動方向に応じた前記挿入部の移動態様に適した画像情報を生成する画像生成部と、該画像生成部により生成された画像情報を表示する画像表示部とを備える内視鏡システムである。
本態様によれば、内視鏡の挿入部を体腔内に挿入していくと、挿抜検出部によって、挿入部の体腔に対する相対移動方向が、挿入部を体腔に対して挿入していく方向であると検出され、挿入部が体腔に対して挿入される際の挿入部の移動態様に適した画像情報が画像生成部により生成される。また、挿入部が体腔内の奥まで挿入された状態から抜去されていくと、挿抜検出部によって、挿入部の体腔に対する相対移動方向が、挿入部を体腔から抜去していく方向であると検出され、挿入部が体腔から抜去される際の挿入部の移動態様に適した画像情報が画像生成部により生成される。
そして、各相対移動方向に応じた移動態様に適した画像情報が画像表示部に表示されることにより、操作者が画像からより多くの情報を得ることができ、挿入時の操作性を向上し、抜去時の観察容易性を向上することができる。
上記態様においては、前記画像生成部は、前記挿抜検出部により検出された前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔に対して挿入していく方向である場合に、前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔から抜去していく方向である場合よりも、フレームレートを高くするように前記撮像部を制御してもよい。
挿入部の体腔への挿入時の移動態様は、一般には、挿入部の先端をどちらの方向に挿入していけばよいのかを探索しながらスピーディに前進させるので、撮像部により取得される画像の変動が大きい。本態様によれば、挿入部を体腔に対して挿入していく場合に、挿入部を体腔から抜去していく場合よりも、フレームレートを高くして撮像部により画像を取得させるので、挿入部を頻繁に動かしても滑らかに変動する動画を画像表示部に表示することができる。
これにより、画像表示部を見ながら挿入動作を行う操作者は、滑らかに変動する動画によってストレスなく挿入部の挿入方向を探索し、迅速な挿入作業を行うことができる。
一方、挿入部を体腔から抜去していく場合に、挿入部を体腔に挿入していく場合よりも、フレームレートを低くして撮像部により画像を取得させるので、解像度の高い画像取得が可能になる。これにより、画像表示部に表示された高解像の画像によって操作者が、体腔における病変の有無や病変の状態を詳細に観察することができる。
一方、挿入部を体腔から抜去していく場合に、挿入部を体腔に挿入していく場合よりも、フレームレートを低くして撮像部により画像を取得させるので、解像度の高い画像取得が可能になる。これにより、画像表示部に表示された高解像の画像によって操作者が、体腔における病変の有無や病変の状態を詳細に観察することができる。
また、上記態様においては、前記画像生成部は、前記挿抜検出部により検出された前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔に対して挿入していく方向である場合に、複数画素の信号を加算して出力するように前記撮像部を制御してもよい。
このようにすることで、フレームレートが高くなって露光時間が短くなっても、画素加算により感度を向上して補うことができる。また、撮像部から出力される画像信号の数を減らして、画像処理に要する時間を低減し、フレームレートを高くしても高速に遅延のない処理を行うことができる。これにより、挿入部の速い動きに対応して、滑らかに変動する動画を提示することができる。
このようにすることで、フレームレートが高くなって露光時間が短くなっても、画素加算により感度を向上して補うことができる。また、撮像部から出力される画像信号の数を減らして、画像処理に要する時間を低減し、フレームレートを高くしても高速に遅延のない処理を行うことができる。これにより、挿入部の速い動きに対応して、滑らかに変動する動画を提示することができる。
また、上記態様においては、前記画像生成部は、前記挿抜検出部により検出された前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔に対して挿入していく方向である場合に、前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔から抜去していく方向である場合よりも、低輝度視認性重視のトーンとなるように前記撮像部により取得された画像を処理してもよい。
挿入部を体腔に挿入していく方向に相対移動させる場合には、挿入部の先端に設けられた撮像部の視野は体腔の長手方向に沿う前方に向けられ、挿入部の先端から遠い中央近傍の低輝度の領域が挿入部の先端を挿入していく方向であり、操作者が最も注視する領域となる。
本態様によれば、低輝度視認性重視のトーンとなるように画像処理されるので、低輝度領域の階調値が増加させられるとともに、低輝度領域に多くの階調値が割り当てられてコントラストが増加した高精細の画像により、挿入部の進行方向を正確に判断することが可能となる。
本態様によれば、低輝度視認性重視のトーンとなるように画像処理されるので、低輝度領域の階調値が増加させられるとともに、低輝度領域に多くの階調値が割り当てられてコントラストが増加した高精細の画像により、挿入部の進行方向を正確に判断することが可能となる。
また、上記態様においては、前記画像生成部は、前記挿抜検出部により検出された前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔から抜去していく方向である場合に、前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔に対して挿入していく方向である場合よりも、中輝度視認性重視のトーンとなるように前記撮像部により取得された画像を処理してもよい。
挿入部を体腔から抜去していく方向に相対移動させる場合には、挿入部の先端に設けられた撮像部の視野は体腔の長手方向に沿う前方に向けられ、挿入部の先端から遠い中央近傍が低輝度、周辺が中輝度以上の画像となる。そして、中輝度以上の周辺の領域に位置する体腔内壁が、病変の有無や状態を観察するために操作者が最も注視する領域となる。
本態様によれば、中輝度視認性重視のトーンとなるように画像処理されるので、中輝度領域に多くの階調値が割り当てられて、病変部を高精細に観察することが可能となる。
本態様によれば、中輝度視認性重視のトーンとなるように画像処理されるので、中輝度領域に多くの階調値が割り当てられて、病変部を高精細に観察することが可能となる。
また、上記態様においては、前記挿入部の先端から前記体腔までの距離情報を取得する測距センサを備え、前記挿抜検出部により検出された前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔に対して挿入していく方向である場合に、前記画像生成部が、前記測距センサにより取得された距離情報を含む画像情報を生成してもよい。
このようにすることで、操作者は、画像表示部に距離情報を含む画像情報が提示されることによって、体腔の奥行き(間合い)を精度よく認識することができ、挿入部をより正確に体腔の奥に向かって進行させることができる。
本発明によれば、体腔に対する挿入部の移動方向や移動態様に応じて、挿入時の操作性を向上し、抜去時の観察容易性を向上することができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る内視鏡システム1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム1は、図1に示されるように、内視鏡2と、該内視鏡2を制御し、内視鏡2により取得された情報を処理するプロセッサ3と、プロセッサ3による処理結果を表示する画像表示部4とを備えている。
本実施形態に係る内視鏡システム1は、図1に示されるように、内視鏡2と、該内視鏡2を制御し、内視鏡2により取得された情報を処理するプロセッサ3と、プロセッサ3による処理結果を表示する画像表示部4とを備えている。
内視鏡2は、図1に示されるように、患者の体腔内に挿入される挿入部5と、該挿入部5の先端から体腔内に照明光を照射する照明部6と、挿入部5の先端に配置された撮像光学系(図示略)を介して体腔内の画像を取得する撮像部8と、挿入部5が挿入されているか抜去されているかを検出する挿抜検出部9とを備えている。図中、符号11は挿入部5の先端に備えられた湾曲部10を動作させるアングル操作部である。
撮像部8は、フレームレートを変更可能なCCD等の撮像素子7を備えている。本実施形態においては、フレームレートを120/secと60/secの2段階に切り替えることができるようになっている。
また、撮像部8は、画素加算のオンオフを切り替えることができるようになっている。すなわち、画素加算がオフ状態のときには、撮像部8は全ての画素からの画像信号を別々の画像信号として出力する一方、画素加算がオン状態に切り替えられると、隣接する複数画素、例えば、2×2=4画素分の信号を加算して、1画素の画像信号として出力するようになっている。
挿抜検出部9としては、例えば、図2に示されるように、体腔の入口等に、体腔に対して固定され、挿入部5を貫通させるオーバーチューブ12に、挿入部5の外面に対して光を射出する発光部13と、該発光部13から発せられた光の挿入部5の外面における反射光を受光する受光部14とを備えたものを採用すればよい。この挿抜検出部9によれば、発光部13からの発光のタイミングと受光部14における受光のタイミングとのズレが、挿入部5の移動方向および移動速度に応じて変化することを利用して、挿入部5が体腔内に挿入されているのか抜去されているのかの相対移動方向を検出することができるようになっている。符号19は、光学的に透明な材質からなる窓部材である。
プロセッサ3は、内視鏡2の照明部6を制御する照明制御部15と、撮像部8を制御する撮像制御部16と、挿抜検出部9からの出力により、挿入部5の体腔に対する相対移動方向を判定する挿抜判定部17と、撮像部8により取得された画像信号を処理して画像を生成する画像処理部(画像生成部)18とを備えている。画像処理部18により生成された画像は、画像表示部4に送られて表示されるようになっている。
撮像制御部16は、挿抜判定部17による判定の結果、挿入部5が体腔に対して挿入されている状態であると判定された場合には、撮像部8に対して、フレームレートを120/secに切り替えるとともに、画素加算をオン状態に切り替える指令を行うようになっている。
一方、撮像制御部16は、挿抜判定部17による判定の結果、挿入部5が体腔から抜去されている状態であると判定された場合には、撮像部8に対して、フレームレートを60/secに切り替えるとともに、画素加算をオフ状態に切り替える指令を行うようになっている。
一方、撮像制御部16は、挿抜判定部17による判定の結果、挿入部5が体腔から抜去されている状態であると判定された場合には、撮像部8に対して、フレームレートを60/secに切り替えるとともに、画素加算をオフ状態に切り替える指令を行うようになっている。
挿抜判定部17は、挿抜検出部9により同じ状態が、所定時間にわたって検出されている場合に、挿入状態であるか抜去状態であるかを判定するようになっている。また、挿抜検出部9による検出信号に基づいて、挿入部5の体腔内への挿入量を積算しておき、所定の挿入量を超えた後に抜去状態が所定時間にわたって継続したときに、抜去状態に切り替わったと判定してもよい。
このように構成された本実施形態に係る内視鏡システム1の作用について以下に説明する。
本実施形態に係る内視鏡システム1を用いて体腔内の観察を行うには、体腔の入口付近にオーバーチューブ12を固定し、該オーバーチューブ12内に挿入部5を貫通させて挿入部5を先端から体腔内に挿入する。
本実施形態に係る内視鏡システム1を用いて体腔内の観察を行うには、体腔の入口付近にオーバーチューブ12を固定し、該オーバーチューブ12内に挿入部5を貫通させて挿入部5を先端から体腔内に挿入する。
図3に示されるように、まず、挿入部5が体腔に対して挿入されているのか抜去されているのかが判定され(ステップS1)、挿入部5の体腔内への挿入開始時には、挿入部5の体腔に対する相対移動方向は、挿入していく方向であるため、プロセッサ3の撮像制御部16は、撮像部8に対して、フレームレートを120/secに設定し、かつ、画素加算をオン状態に設定する指令信号を出力する(ステップS2)。そして、プロセッサ3の照明制御部15の作動により照明部6が作動させられて、照明光が挿入部5の先端から前方の体腔内に向けて照射される(ステップS3)。
これにより、体腔の内面における照明光の反射光が撮像光学系を介して撮像部8により撮影され(ステップS4)、プロセッサ3の画像処理部18によって処理された後に(ステップS5)、画像表示部4により表示される(ステップS6)。
この場合において、例えば、大腸内視鏡検査の場合には、挿入部5の体腔内への挿入時には、操作者は、体腔の終端、例えば、盲腸の位置まで挿入部5を迅速に到達させることが最大の関心事であるため、アングル操作部11を頻繁に操作して湾曲部10の湾曲や挿入部5の押し引きを頻繁に行って、挿入方向を探索しながら挿入部5を挿入していく移動態様を採用する。したがって、操作者は、挿入状態において、体腔の内壁の状態を観察しておらず、体腔内壁の画像が精細に取得される必要はない。
この場合において、例えば、大腸内視鏡検査の場合には、挿入部5の体腔内への挿入時には、操作者は、体腔の終端、例えば、盲腸の位置まで挿入部5を迅速に到達させることが最大の関心事であるため、アングル操作部11を頻繁に操作して湾曲部10の湾曲や挿入部5の押し引きを頻繁に行って、挿入方向を探索しながら挿入部5を挿入していく移動態様を採用する。したがって、操作者は、挿入状態において、体腔の内壁の状態を観察しておらず、体腔内壁の画像が精細に取得される必要はない。
本実施形態に係る内視鏡システム1によれば、挿入部5の体腔内への挿入時には、フレームレートが高い値に設定されているので、アングル操作部11の頻繁な操作によって、挿入部5の先端の揺動や移動による画像の頻繁な変動が生じても、滑らかな動画として画像表示部4に表示することができ、スムーズな挿入作業を行うことができるという利点がある。
特に、フレームレートを向上するのと同時に、画素加算により画像信号数を低下させているので、処理を迅速に行うことができて、表示画像の遅延を防止し、より滑らかな動画を表示することができる。また、画素加算により感度が向上するので、フレームレートを高めることによる露光時間の低下を補って、明るい画像を取得することができるという利点もある。画像中において注視している体腔の奥側の領域は、挿入部5の先端から離れているために暗くなるので、画像全体を明るくすることにより操作性が向上することにおいても有利である。
本実施形態においては、オーバーチューブ12に設けられた挿抜検出部9により挿入部5の挿入状態が検出されている限り、高フレームレートによる撮影および画素加算が実施されるので、上記効果を継続して得ることができる。
そして、観察終了か否かが判定され(ステップS7)、終了しない場合にはステップS1からの工程が繰り返される。
そして、観察終了か否かが判定され(ステップS7)、終了しない場合にはステップS1からの工程が繰り返される。
一方、挿入部5が体腔の終端に到達した後には、操作者は、体腔内から挿入部5を抜き出す動作を行う。これにより、オーバーチューブ12に設けられた挿抜検出部9により、挿入部5が体腔から抜き出される方向に移動していることが検出された場合には(ステップS1)、撮像制御部16が、撮像部8によるフレームレートを60/secに切り替えるとともに、画素加算をオフ状態に切り替える(ステップS2’)。
大腸内視鏡検査の場合、操作者は、内視鏡2を抜去しながら体腔内壁における病変の有無や病変の状態を詳細に観察する内視鏡2の移動態様を採用する。
したがって、挿入部5の動作は体腔への挿入時よりも緩慢で有り、フレームレートを低下させても、動画の滑らかさが失われることはない。
したがって、挿入部5の動作は体腔への挿入時よりも緩慢で有り、フレームレートを低下させても、動画の滑らかさが失われることはない。
さらに、画素加算をオフ状態に切り替えることにより、全ての画素からの画像信号を用いた高解像度の画像を取得することができ、病変の有無の確認やその状態の観察を画像表示部4に表示された画像上で詳細に行うことができるという利点がある。
この場合においても、フレームレートを低下させることによって、単位時間当たりに取得される画像数が低下するので各画像を高解像にしても処理が遅延することを防止することができる。
この場合においても、フレームレートを低下させることによって、単位時間当たりに取得される画像数が低下するので各画像を高解像にしても処理が遅延することを防止することができる。
なお、本実施形態においては、フレームレートとして60/secおよび120/secを採用したが、これに限定されるものではないことは言うまでもない。
また、本実施形態においては、オーバーチューブ12に設けた挿抜検出部9により、体腔に対する挿入部5の移動方向を検出することとしたが、これに限定されるものではない。
また、本実施形態においては、オーバーチューブ12に設けた挿抜検出部9により、体腔に対する挿入部5の移動方向を検出することとしたが、これに限定されるものではない。
例えば、図4に示されるように、撮像部8が挿抜検出部9を兼ねることとし、挿抜判定部17は、撮像部8により取得され画像処理部18において生成された画像のパターン(または連続画像のパターン)に応じて、体腔の終端に到達したことを判定してもよい。例えば、画像のパターンにより盲腸に到達したことが判定される場合には、それ以前を挿入状態、それ以降を抜去状態と判定すればよい。
また、図5および図6に示されるように、挿抜検出部9として、挿入部5の各所に挿入部5の湾曲量を検出するセンサ(湾曲量検出部)20を設けておき、挿抜判定部17は、センサ20からの出力に基づいて挿入部5の形状を推定することにより、体腔の終端に到達したことを判定してもよい。
また、図7に示されるように、挿入部5の長手方向に間隔をあけて、操作者により把持されたことを検出する圧覚センサ21を配置しておき、圧覚センサ21による検出順序と検出位置に応じて、挿入部5が体腔の終端に到達したことを判定してもよい。すなわち、挿入部5の挿入時には、挿入部5の先端側から順に圧覚センサ21による検出が行われていき、所定位置の圧覚センサ21による検出が行われた後に、検出順序が先端側に戻ることにより、挿入部5が抜去状態に切り替わったと判定することができる。
また、挿入部5の圧覚センサ21による、挿入方向に力が加わっているか抜去方向に力が加わっているかの検出結果に基づいて、挿入部5が抜去状態に切り替わったのかを判定することができる。
また、本実施形態においては、挿入状態か否かによってフレームレートを切り替えることとしたが、これに加えて、画像処理部18において、図8Aおよび図8Bに示されるように階調補正を行うことにしてもよい。
すなわち、挿入部5が挿入状態にあるときには、図8Aに示されるように、低輝度の階調値を増大させるようなトーンを採用し、挿入部5が抜去状態にあるときには、図8Bに示されるように、中輝度の階調値を増大させるようなトーンを採用することが好ましい。
すなわち、挿入部5が挿入状態にあるときには、図8Aに示されるように、低輝度の階調値を増大させるようなトーンを採用し、挿入部5が抜去状態にあるときには、図8Bに示されるように、中輝度の階調値を増大させるようなトーンを採用することが好ましい。
このようにすることで、挿入部5が挿入状態にあるときには、低輝度視認性重視のトーンとなって、低輝度領域の階調値が増加させられるとともに、低輝度領域に多くの階調値が割り当てられてコントラストが増加した高精細の画像により、挿入部5の進行方向を正確に判断することが可能となる。特に、画素加算と併用することで、図8Aのように、低輝度から中輝度の階調値を持ち上げても、低輝度のノイズが低減されるため、階調補正に対するロバスト性(ノイズを目立たなくする)向上の効果を得ることができる。
また、挿入部5が抜去状態にあるときには、中輝度視認性重視のトーンとなるように画像処理されるので、中輝度領域に多くの階調値が割り当てられて、病変部を高精細に観察することができるという利点がある。
また、本実施形態においては、挿入部5が体腔に対して挿入状態か抜去状態かに応じて、フレームレートを切り替えることとしたが、これに代えて、あるいはこれに加えて、挿入状態においては挿入部5の先端の撮像部8から体腔内の各部までの距離を検出し、その距離情報を画像表示部4に表示することにしてもよい。
距離の検出は、以下の方法によって行うことができる。
例えば、図9に示されるように、挿入部5の先端に近赤外線または赤外線LEDからなる距離検出用光源22と、体腔の内面において反射して戻る光を撮影するCMOSイメージセンサ等の距離検出用撮像素子(測距センサ)23とを設ける。
例えば、図9に示されるように、挿入部5の先端に近赤外線または赤外線LEDからなる距離検出用光源22と、体腔の内面において反射して戻る光を撮影するCMOSイメージセンサ等の距離検出用撮像素子(測距センサ)23とを設ける。
図10に示されるように、距離検出用光源22から所定の周期で駆動されたパルス状の検出光を射出させ、距離検出用撮像素子23の各画素A,Bにおいて受光された反射光と検出光との間の位相差φによって、光路長を画素A,B毎に推定する、タイムオブフライト(TOF)法を利用することにすればよい。
距離検出用撮像素子23は、可視光観察用の撮像素子7と別個に設けてもよいし、図11に示されるように、共通の撮像素子24によって可視光観察および距離計測の両方を行うことにしてもよい。
可視光観察および距離計測の両方を行う場合には、同一の基板上に所定の間隔をあけて可視光観察用の画素と距離計測用の画素とを配列してもよい。
可視光観察および距離計測の両方を行う場合には、同一の基板上に所定の間隔をあけて可視光観察用の画素と距離計測用の画素とを配列してもよい。
これに代えて、近赤外線または赤外線が薄膜化されたシリコン基板を透過することを利用して、図12に示されるように、可視光観察用のフォトダイオードの下層に距離計測用のフォトダイオードを配列すれば、撮像素子の設置面積を低減して、挿入部5の細径化を図ることができるので有利である。
これを実現するためには、図13および図14に示されるように、挿入部5に可視光観察用の第1照明部25と、距離検出用の第2照明部26と、可視光観察用の第1撮像部27と、距離検出用の第2撮像部(測距センサ)28とを設け、挿抜判定部17により挿入状態であると判定された場合には、照明制御部15が第1照明部25および第2照明部26の両方を作動させ(ステップS3’)、かつ、第1撮像部27および第2撮像部28の両方により撮像させ(ステップS4’)、画像処理部18において、第2撮像部28において取得された画像信号から距離情報を求め(ステップS5’)、第1撮像部27により取得された画像とともに画像表示部4に表示することにすればよい。
挿入部5の体腔内への挿入時に距離計測を行うことで、挿入部5の先端と体腔内の各部との間合いの情報を取得することができ、特に、体腔がどちらの方向に展開しているのかをより正確に確認することができる。
一方、挿抜判定部17において抜去状態であると判定された場合には、照明制御部15が第1照明部25のみを作動させ(ステップS3”)、かつ、第1撮像部27により撮像させ(ステップS4”)第1撮像部27により取得された画像を画像表示部4に表示することにすればよい。
一方、挿抜判定部17において抜去状態であると判定された場合には、照明制御部15が第1照明部25のみを作動させ(ステップS3”)、かつ、第1撮像部27により撮像させ(ステップS4”)第1撮像部27により取得された画像を画像表示部4に表示することにすればよい。
また、距離情報を取得する方法として、体腔内壁の各部をステレオ計測する方法を採用してもよい。
例えば、図15に示されるように、撮像素子として、可視光観察用のフォトダイオード32の下層に、マスク29および該マスク29の下層に配置されるステレオ計測用のフォトダイオード(測距センサ)30を配置したものを採用すればよい。図中符号33はマイクロレンズである。
例えば、図15に示されるように、撮像素子として、可視光観察用のフォトダイオード32の下層に、マスク29および該マスク29の下層に配置されるステレオ計測用のフォトダイオード(測距センサ)30を配置したものを採用すればよい。図中符号33はマイクロレンズである。
マスク29としては、図16に示されるように、中心から左右いずれかの方向に偏った位置にスリット31を配置したものを各画素に交互に配置したものを挙げることができる。そして、可視光観察用の白色光源と、近赤外または赤外光を射出する赤外光源とを挿入部5の先端に配置して、同時に作動させる。
これにより、体腔内壁において反射した白色光は撮像素子の可視光観察用のフォトダイオード32により検出される一方、近赤外光または赤外光は、可視光観察用のフォトダイオード32を透過して、マスク29のスリット31を通過したもののみが最下層のステレオ計測用のフォトダイオード30によって検出される。スリット31の偏る方向が異なるマスク29に対応するフォトダイオード30によって検出された光は視差を有するので、左右の両眼によって別々に見るようにすることによって、体腔内壁を3次元的に観察することができる。
したがって、挿入部5が挿入状態であることが検出された場合に、赤外光源を作動させて、ステレオ計測用のフォトダイオード30により取得された視差を有する画像を表示することにより、操作者は、体腔の奥行き(間合い)を精度よく認識することができ、挿入部5をより正確に体腔の奥に向かって進行させることができる。
1 内視鏡システム
2 内視鏡
4 画像表示部
5 挿入部
8 撮像部
9 挿抜検出部
18 画像処理部(画像生成部)
23 距離検出用撮像素子(測距センサ)
28 第2撮像部(測距センサ)
30 ステレオ計測用のフォトダイオード(測距センサ)
2 内視鏡
4 画像表示部
5 挿入部
8 撮像部
9 挿抜検出部
18 画像処理部(画像生成部)
23 距離検出用撮像素子(測距センサ)
28 第2撮像部(測距センサ)
30 ステレオ計測用のフォトダイオード(測距センサ)
Claims (6)
- 体腔内に挿入される挿入部と、該挿入部の先端において体腔内の画像を取得する撮像部とを備える内視鏡と、
前記挿入部の前記体腔に対する相対移動方向を検出する挿抜検出部と、
該挿抜検出部により検出された前記相対移動方向に応じた前記挿入部の移動態様に適した画像情報を生成する画像生成部と、
該画像生成部により生成された画像情報を表示する画像表示部とを備える内視鏡システム。 - 前記画像生成部は、前記挿抜検出部により検出された前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔に対して挿入していく方向である場合に、前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔から抜去していく方向である場合よりも、フレームレートを高くするように前記撮像部を制御する請求項1に記載の内視鏡システム。
- 前記画像生成部は、前記挿抜検出部により検出された前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔に対して挿入していく方向である場合に、複数画素の信号を加算して出力するように前記撮像部を制御する請求項2に記載の内視鏡システム。
- 前記画像生成部は、前記挿抜検出部により検出された前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔に対して挿入していく方向である場合に、前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔から抜去していく方向である場合よりも、低輝度視認性重視のトーンとなるように前記撮像部により取得された画像を処理する請求項1に記載の内視鏡システム。
- 前記画像生成部は、前記挿抜検出部により検出された前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔から抜去していく方向である場合に、前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔に対して挿入していく方向である場合よりも、中輝度視認性重視のトーンとなるように前記撮像部により取得された画像を処理する請求項3に記載の内視鏡システム。
- 前記挿入部の先端から前記体腔までの距離情報を取得する測距センサを備え、前記挿抜検出部により検出された前記相対移動方向が、前記挿入部を前記体腔に対して挿入していく方向である場合に、前記画像生成部が、前記測距センサにより取得された距離情報を含む画像情報を生成する請求項1に記載の内視鏡システム。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2015/069333 WO2017006404A1 (ja) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | 内視鏡システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017006404A1 true JPWO2017006404A1 (ja) | 2018-04-19 |
Family
ID=57685050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017526809A Pending JPWO2017006404A1 (ja) | 2015-07-03 | 2015-07-03 | 内視鏡システム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10959601B2 (ja) |
JP (1) | JPWO2017006404A1 (ja) |
WO (1) | WO2017006404A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117221177A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-12 | 湖南省华芯医疗器械有限公司 | 图像传输延迟监测方法及*** |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD824851S1 (en) | 2017-05-17 | 2018-08-07 | Hcl Designs, Llc | Charging station |
CN112423645B (zh) | 2018-07-20 | 2023-10-31 | 富士胶片株式会社 | 内窥镜*** |
DE102019111101A1 (de) * | 2019-04-30 | 2020-11-05 | Karl Storz Se & Co. Kg | Endoskopische Vorrichtung |
JPWO2022107492A1 (ja) * | 2020-11-17 | 2022-05-27 | ||
WO2023195103A1 (ja) * | 2022-04-06 | 2023-10-12 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 検査支援システムおよび検査支援方法 |
US20230414084A1 (en) * | 2022-06-27 | 2023-12-28 | Cook Medical Technologies Llc | Endoscope lighting control with camera extension |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007313170A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Olympus Corp | 内視鏡システムおよび内視鏡観察方法 |
JP2009136353A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Aloka Co Ltd | 内視装置 |
WO2011055614A1 (ja) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡システム |
JP2013172908A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Fujifilm Corp | 電子内視鏡装置及びその制御方法 |
JP2014161537A (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Olympus Corp | 画像処理装置、内視鏡装置、画像処理方法及び画像処理プログラム |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4022068B2 (ja) * | 2001-12-28 | 2007-12-12 | オリンパス株式会社 | 内視鏡システム |
JP2008042478A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Canon Inc | 撮像装置、放射線撮像装置、及びその駆動方法 |
DE202007018027U1 (de) * | 2007-01-31 | 2008-04-17 | Richard Wolf Gmbh | Endoskopsystem |
WO2011016428A1 (ja) * | 2009-08-07 | 2011-02-10 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 医療システム |
JP4856286B2 (ja) | 2009-11-06 | 2012-01-18 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡システム |
JP6000838B2 (ja) * | 2012-12-12 | 2016-10-05 | オリンパス株式会社 | 内視鏡装置 |
JP5789345B2 (ja) * | 2015-02-12 | 2015-10-07 | 富士フイルム株式会社 | 内視鏡システム |
-
2015
- 2015-07-03 JP JP2017526809A patent/JPWO2017006404A1/ja active Pending
- 2015-07-03 WO PCT/JP2015/069333 patent/WO2017006404A1/ja active Application Filing
-
2017
- 2017-12-12 US US15/838,730 patent/US10959601B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007313170A (ja) * | 2006-05-29 | 2007-12-06 | Olympus Corp | 内視鏡システムおよび内視鏡観察方法 |
JP2009136353A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Aloka Co Ltd | 内視装置 |
WO2011055614A1 (ja) * | 2009-11-06 | 2011-05-12 | オリンパスメディカルシステムズ株式会社 | 内視鏡システム |
JP2013172908A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-09-05 | Fujifilm Corp | 電子内視鏡装置及びその制御方法 |
JP2014161537A (ja) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Olympus Corp | 画像処理装置、内視鏡装置、画像処理方法及び画像処理プログラム |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117221177A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-12 | 湖南省华芯医疗器械有限公司 | 图像传输延迟监测方法及*** |
CN117221177B (zh) * | 2023-11-08 | 2024-01-09 | 湖南省华芯医疗器械有限公司 | 图像传输延迟监测方法及*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10959601B2 (en) | 2021-03-30 |
US20180110401A1 (en) | 2018-04-26 |
WO2017006404A1 (ja) | 2017-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017006404A1 (ja) | 内視鏡システム | |
US9801530B2 (en) | Endoscope apparatus and image pickup control method thereof | |
EP2742849B1 (en) | Endoscope apparatus and image pickup control method thereof | |
US8681208B2 (en) | Image processing device and program | |
US20130201315A1 (en) | Medical instrument | |
US20170112356A1 (en) | Image processing apparatus, image processing method, computer-readable recording medium, and endoscope system | |
CN110461209B (zh) | 内窥镜***及处理器装置 | |
JP6001219B1 (ja) | 内視鏡システム | |
US10447949B2 (en) | Endoscope apparatus, method of operating endoscope apparatus, and recording medium | |
JP2007244590A (ja) | 撮像システム | |
WO2015122355A1 (ja) | 内視鏡システム | |
WO2017216922A1 (ja) | 画像処理装置及び画像処理方法 | |
US11341637B2 (en) | Endoscope image processing device and endoscope image processing method | |
US11103197B2 (en) | Diagnosis support system, endoscope system, processor and diagnosis support method | |
JP5775986B2 (ja) | 内視鏡システム | |
CN110769731A (zh) | 内窥镜***、内窥镜***的工作方法 | |
KR20120073887A (ko) | 이미지 처리 장치 및 그 이미지 처리 방법 | |
US20210327067A1 (en) | Endoscopic image processing apparatus, endoscopic image processing method, and recording medium | |
CN111936030A (zh) | 界标估计方法及内窥镜装置 | |
JP2019162371A (ja) | 医療用撮像装置及び内視鏡装置 | |
US11010895B2 (en) | Processor for electronic endoscope and electronic endoscope system | |
EP2743887A2 (en) | Endoscope apparatus and image processing method thereof | |
US11109744B2 (en) | Three-dimensional endoscope system including a two-dimensional display image portion in a three-dimensional display image | |
US11457795B2 (en) | Processor for electronic endoscope and electronic endoscope system | |
US20200020436A1 (en) | Medical image processing apparatus and medical observation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171211 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180622 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190709 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200107 |