(57)【要約】  放射光を逃すことなく撮影し、かつ、放射光を発生する箇所の鮮明な画像を得る。カプセル型医療装置（３）は、体腔内壁（４）に照射する励起光を発生する励起光源（７）と、励起光源（７）から発せられた励起光により体腔内壁（４）において発生する蛍光を撮影して２次元的な蛍光画像を取得する感度変更可能なＣＣＤ（９）と、ＣＣＤ（９）により取得された蛍光画像の少なくとも一部における蛍光強度が所定の閾値を越えたときに、ＣＣＤ（９）の感度を低下させるように制御する制御部（３５）とを備える。
2008143246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体腔内壁に照射する励起光を発生する励起光源と、
該励起光源から発せられた前記励起光により体腔内壁において発生する放射光を撮影して２次元的な放射光画像を取得する感度変更可能な撮像素子と、
該撮像素子により取得された前記放射光画像の少なくとも一部における放射光強度が所定の閾値を越えたときに、前記撮像素子の感度を低下させるように制御する制御手段と
を備えるカプセル型医療装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記撮像素子により取得された放射光画像の少なくとも一部における放射光強度が所定の閾値を越えたときに、前記撮像素子のビニングによりまとめて処理する画素数を減少させる請求項１に記載のカプセル型医療装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記撮像素子により取得された放射光画像の少なくとも一部における放射光強度が所定の閾値を越えたときに、前記撮像素子の露光時間を短くする請求項１に記載のカプセル型医療装置。
【請求項４】
前記撮像素子に入射する放射光量を調節するために開口の大きさを変更可能な絞りを備え、
前記制御手段は、前記撮像素子により取得された放射光画像の少なくとも一部における放射光強度が所定の閾値を越えたときに、前記絞りの開口を小さくする請求項１に記載のカプセル型医療装置。
【請求項５】
前記放射光が前記体腔内壁において発生する蛍光である請求項１に記載のカプセル型医療装置。
【請求項６】
前記放射光が前記体腔内壁において発生するラマン散乱光である請求項１に記載のカプセル型医療装置。
【請求項７】
時間を計測するタイマと、
前記撮像素子の感度を低下して撮影した画像を前記タイマにより計測された時間と関連付けて記憶する記憶手段とを備える請求項１から請求項６のいずれかに記載のカプセル型医療装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のカプセル型医療装置と、
患者の体外に配置される体外装置とを備え、
前記カプセル型医療装置が、前記撮像素子により得られた画像の画像信号を外部に送信する送信手段を備え、
前記体外装置が、前記送信手段からの前記画像信号を受信する受信手段と、
時間を計測するタイマと、
前記受信手段により受信された前記画像信号を前記タイマにより計測された時間と関連付けて記憶する記憶手段とを備えるカプセル型医療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル型医療装置およびカプセル型医療システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、癌などの病変組織に親和性を持つ蛍光物質を予め検査対象者の体内に投与し、蛍光物質を励起する励起光を照射することにより、病変組織に集積した蛍光物質からの蛍光を検出する内視鏡装置が知られている（特許文献１参照）。
特許文献１では、有線式の内視鏡装置において近赤外波長領域で複数の蛍光波長の検出を行うこととするとともに、波長の異なる複数のＬＥＤ等の発光素子を用いて、有線式の内視鏡装置と同様の機能を無線式のカプセル型内視鏡に採用することとしている。【０００３】
通常、カプセル型内視鏡は、検査のために被検体の口から飲込まれた後、自然排出されるまでの間、体腔内をその蠕動運動に従って移動し、順次撮像するようになっている。体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信等により外部に送信されて、外部に設けられたメモリに蓄積される。そして、カプセル型内視鏡が排出された後、メモリに蓄積された画像データに基づく臓器の画像をディスプレイに表示させることによって診断を行うようになっている。【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５８０２号公報
【発明の開示】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のカプセル型内視鏡では、被検体内に導入されてから排出されるまで、例えば、８時間程度にわたって、予め定められた時間間隔で逐次撮像が行われて蓄積される。そのため、蓄積された膨大な数の画像には全く光量度のない無駄な画像が多く存在することになり、全ての画像をチェックするのに多大な時間がかかるという不都合がある。
その反面、病変組織から放射する放射光、例えば、病変組織に集積した蛍光物質からの非常に微弱な蛍光を検出するために撮像素子の感度を上げると、低解像度の画像が取得されたり、ブレのある画像が取得されたりして画質が低下するという不都合がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放射光を逃すことなく撮影し、かつ、放射光を発生する箇所の鮮明な画像を得ることができるカプセル型医療装置およびカプセル型医療システムを提供することを目的とする。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の第１の態様は、体腔内壁に照射する励起光を発生する励起光源と、該励起光源から発せられた前記励起光により体腔内壁において発生する放射光を撮影して２次元的な放射光画像を取得する感度変更可能な撮像素子と、該撮像素子により取得された前記放射光画像の少なくとも一部における放射光強度が所定の閾値を越えたときに、前記撮像素子の感度を低下させるように制御する制御手段とを備えるカプセル型医療装置である。
【０００８】
本態様によれば、励起光源から発せられた励起光が体腔壁に照射され、撮像素子の作動により、体腔壁内において発生した放射光が撮影されて、２次元的な放射光画像が取得される。この場合に、まず、撮像素子の感度が高い状態で撮影が行われ、次いで、感度を低下させて撮影が行われる。撮像素子の感度を高くして撮影することにより、体腔壁内において発生する放射光、例えば、病変組織に集積した蛍光物質からの微弱な蛍光等、病変組織から放射する微弱な放射光を見逃すことなく撮影することができる。
【０００９】
また、制御手段の作動により、撮像素子により取得された放射光画像の少なくとも一部における放射光強度が所定の閾値を越えたときに、撮像素子の感度を低下させることにより、取得される画像の画質を向上することができる。これにより、放射光強度が所定の閾値を越える箇所を有する体腔内壁の部位の鮮明な画像を得ることができる。
【００１０】
したがって、病変を見逃す可能性を低減させることができるとともに、病変の有無だけでなく、その形状や大きさも鮮明に撮影することができる。また、感度を下げて取得された画像のみを保存することにより、高輝度部分のない画像を含む膨大な数の画像をチェックする手間が省けるとともに、病変を効率よく、かつ、詳細に観察することができる。
【００１１】
上記第１の態様においては、前記制御手段は、前記撮像素子により取得された放射光画像の少なくとも一部における放射光強度が所定の閾値を越えたときに、前記撮像素子のビニングによりまとめて処理する画素数を減少させる構成としてもよい。
【００１２】
このように構成することで、撮像素子のビニングによりまとめて処理する画素数を増加させて解像度を犠牲にする代わりに、多くの画素により検出された放射光を合計して撮影するので、放射光の有無を容易に検出できる。また、放射光が存在する部位においては、撮像素子のビニングによりまとめて処理する画素数を減少させることにより、解像度を増加させて、その部位周辺の鮮明な画像を得ることができる。
【００１３】
また、上記第１の態様においては、前記制御手段は、前記撮像素子により取得された放射光画像の少なくとも一部における放射光強度が所定の閾値を越えたときに、前記撮像素子の露光時間を短くする構成としてもよい。
【００１４】
このように構成することで、撮像素子の露光時間を長くしてフレームレートを犠牲にする代わりに、光量を増加して放射光を検出するので、放射光の有無を容易に検出できる。また、放射光が存在する部位においては、撮像素子の露光時間を短くすることにより、フレームレートを向上させるとともにブレの影響を小さくして、その部位周辺の鮮明な画像を得ることができる。
【００１５】
また、上記第１の態様においては、前記撮像素子に入射する放射光量を調節するために開口の大きさを変更可能な絞りを備え、前記制御手段は、前記撮像素子により取得された放射光画像の少なくとも一部における放射光強度が所定の閾値を越えたときに、前記絞りの開口を小さくする構成としてもよい。
【００１６】
このように構成することで、絞りの開口を大きくして被写界深度を犠牲にする代わりに、光量を増加して放射光を検出するので、放射光の有無を容易に検出できる。また、放射光が存在する部位においては、絞りの開口を小さくすることにより、被写界深度を深くして、その部位周辺の鮮明な画像を得ることができる。
【００１７】
また、上記第１の態様においては、前記放射光が、前記体腔内壁において発生する蛍光やラマン散乱光であることとしてもよい。
【００１８】
また、上記第１の態様においては、時間を計測するタイマと、前記撮像素子の感度を低下して撮影した画像を前記タイマにより計測された時間と関連付けて記憶する記憶手段とを備える構成としてもよい。
【００１９】
このように構成することで、放射光強度が所定の閾値を越えた箇所の鮮明な画像を時間と関連付けて記憶手段に記憶させることができる。したがって、カプセル型医療装置の移動時間に基づいて画像の撮影位置を推測することができ、病変の位置を検出することが可能となる。
【００２０】
本発明の第２の態様は、上記第１の態様のカプセル型医療装置と、患者の体外に配置される体外装置とを備え、前記カプセル型医療装置が、前記撮像素子により得られた画像の画像信号を外部に送信する送信手段を備え、前記体外装置が、前記送信手段からの前記画像信号を受信する受信手段と、時間を計測するタイマと、前記受信手段により受信された前記画像信号を前記タイマにより計測された時間と関連付けて記憶する記憶手段とを備えるカプセル型医療システムである。
【００２１】
本態様によれば、カプセル型医療装置の送信手段の作動により、放射光強度が所定の閾値を越えた箇所の鮮明な画像の画像信号が受信手段に送信され、体外装置の受信手段において受信される。体外装置においては、タイマにより計測された時間と受信手段により受信された画像信号とが関連付けられて記憶手段に記憶される。したがって、カプセル型医療装置の移動時間に基づいて画像の撮影位置を推測することができ、病変の位置を検出することが可能となる。
【００２２】
本発明によれば、放射光を逃すことなく撮影し、かつ、放射光を発生する箇所の鮮明な画像を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るカプセル型医療システムを示す概略図である。
【図２】図１のカプセル型医療装置を示した図である。
【図３】図１の制御装置および送信アンテナを示した図である
【図４Ａ】図１のＣＣＤのビニング設定を４×４に設定した状態を示した図である。
【図４Ｂ】図１のＣＣＤのビニング設定を２×２に設定した状態を示した図である。
【図４Ｃ】図１のＣＣＤのビニング設定を解除した状態を示した図である。
【図５】図１のカプセル型医療システムの動作を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の変形例に係るカプセル型医療システムのカプセル型医療装置を示す概略図である。
【図７Ａ】図５のＣＣＤのビニング設定を放射状に設定した状態を示す図である。
【図７Ｂ】図５のＣＣＤのビニング設定を解除した状態を示す図である。
【図８】図６のカプセル型医療システムの動作を示すフローチャート図である。
【図９】本発明の第１の実施形態の別の変形例に係るカプセル型医療システムのカプセル型医療装置を示す概略図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の別の変形例に係るカプセル型医療システムのカプセル型医療装置の断面図である。
【図１１Ａ】図９のＣＣＤのビニング設定を全画素に設定した状態を示す図である。
【図１１Ｂ】図９のＣＣＤのビニング設定を解除した状態を示す図である。
【図１２】図９のカプセル型医療システムの動作を示すフローチャート図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るカプセル型医療システムの制御装置および送信アンテナを示す概略図である。
【図１４】図１３のカプセル型医療システムの動作を示すフローチャート図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係るカプセル型医療システムを示す概略図である。
【図１６】図１５のカプセル型医療システムの制御装置および送信アンテナを示す概略図である。
【図１７】図１５のカプセル型医療システムの動作を示すフローチャート図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態の変形例に係るカプセル型医療システムの制御装置および送信アンテナを示す概略図である。
【図１９】図１８のカプセル型医療システムの動作を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２４】
２  患者
３  カプセル型医療装置
４  体腔内壁
７  励起光源
９  ＣＣＤ（撮像素子）
３５  制御部（制御手段）
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係るカプセル型医療システムについて、図面を参照して説明する。
本実施形態に係るカプセル型医療システム１は、図１に示すように、患者２の体内に投入されて体腔内壁の撮影を行い、撮像した画像データを外部に出力するカプセル型医療装置３と、該カプセル型医療装置３から出力された画像データ信号を受信して、画像データを保存する体外装置５とを備えている。【００２６】
カプセル型医療装置３は、図２に示すように、直視タイプのカプセル型内視鏡である。カプセル型医療装置３は、カプセル形状に形成されたカプセル外装１９の内部に、体腔内壁４に照射する励起光を発生する励起光源７と、該励起光源７から発せられた励起光により体腔内壁４において発生する蛍光（放射光）を撮影して２次元的に配列された画素ごとに蛍光輝度に対応する電気信号を生成するＣＣＤ（撮像素子）９と、該ＣＣＤ９により取得された電気信号に基づく蛍光画像情報の生成およびＣＣＤ９の感度の制御をする制御装置１１と、ＣＣＤ９により得られた蛍光画像情報を外部に送信する送信アンテナ（送信手段）１３と、励起光源７、制御装置１１および送信アンテナ１３に電力供給を行うバッテリ１５とを備えている。
また、カプセル外装１９には、長手方向の一端に透明窓１７が形成されている。励起光の照射および蛍光の検出は、この透明窓１９を介して行われるようになっている。【００２７】
励起光源７は、胴体部の周方向に間隔を空けて複数設けられ、励起光を透明窓１７から出射するように配置されている。また、各励起光源７は、ＬＥＤ２１と、該ＬＥＤ２１から出射された光のうち所定の波長の励起光を透過させる励起フィルタ２３とをそれぞれ備えている。これにより、複数のＬＥＤ２１から発せられて、各励起フィルタ２３を透過した励起光が、透明窓１７を透過して、患者２の体腔内壁４に照射されるようになっている。【００２８】
ＣＣＤ９は、カプセル外装１９のほぼ中央に設けられ、透明窓１７からカプセル外装１９内に入射された光を撮影するようになっている。ＣＣＤ９の前方には、透明窓１７を介して入射された光を集光する集光レンズ２５と、該集光レンズ２５により集光された光を結像する結像レンズ２７とが設けられている。また、ＣＣＤ９の前段には、所定の波長の光、即ち、蛍光の波長以外の光をカットする励起光カットフィルタ２９が備えられている。これにより、ＣＣＤ９は、体腔内壁４において発生し、集光レンズ２５、結像レンズ２７および励起光カットフィルタ２９を透過した蛍光を画素ごとの電気信号に変換するようになっている。また、ＣＣＤ９は、生成した電気信号を制御装置１１へ出力するようになっている。【００２９】
制御装置１１は、図３に示すように、ＣＣＤ９を駆動させる撮像素子駆動部３１と、ＣＣＤ９からの電気信号を読み込む信号読込部３３と、該信号読込部３３に読み込まれた電気信号に基づいてＣＣＤ９の感度を制御する制御部（制御手段）３５と、信号読込部３３からの電気信号に基づいて蛍光画像情報を構築する画像情報構築部３７とを備えている。【００３０】
制御部３５は、ＣＣＤ９の感度の制御、すなわち、ビニング設定の制御を行うようになっている。また、制御部３５は、ＣＣＤ９のビニング設定を解除した場合には、信号読込部３３を制御して、ＣＣＤ９のビニング設定を解除したＣＣＤ９により取得された電気信号を画像情報構築部３７へ出力させるようになっている。これにより、画像情報構築部３７は、信号読込部３３からの電気信号を受けて、蛍光画像情報を構築するようになっている。また、画像情報構築部３７は、構築した蛍光画像情報を送信アンテナ１３へ出力するようになっている。
送信アンテナ１３は、送信アンテナ１３からの蛍光画像情報を入力すると、その蛍光画像情報を体外装置５へ送信するようになっている。【００３１】
体外装置５は、図１に示されるように、例えば、上記カプセル型医療装置３を体内に投入した患者２に取り付けられるようになっている。体外装置５は、カプセル型医療装置３の送信アンテナ１３から送信された蛍光画像情報を受信する受信アンテナ（受信手段）３９と、カプセル型医療装置３を患者２の体内に導入してから排出するまでの経過時間を計測するタイマ４１と、受信アンテナ３９により受信された蛍光画像情報をタイマ４１により計測された時間と関連付けて記憶するメモリ（記憶手段）４３とを備えている。【００３２】
このように構成された本実施形態に係るカプセル型医療システム１の作用について、図４Ａ〜図４Ｃおよび図５を参照して説明する。
まず、体外装置５を患者２に取り付けて、カプセル型医療装置３を初期設定にする。具体的には、撮像素子駆動部３１の作動を開始して、ＣＣＤ９のビニング設定を図４Ａに示すようにビニング４×４に設定する（ステップＳＡ１）。そして、体外装置５のタイマ４１を作動させて、カプセル型医療装置３を患者２の体内に投入する。【００３３】
カプセル型医療装置３が患者２の体内に投入されると、励起光源７から出射された励起光が、透明窓１７を介して患者２の体腔内壁４に照射される。励起光が照射された体腔内壁４に病変組織が存在すると、病変組織に集積した蛍光物質から蛍光が発せられる。体腔内壁４において発生した蛍光は、カプセル型医療装置３の透明窓１７を介して装置内部に入射され、集光レンズ２５、結像レンズ２７および励起光カットフィルタ２９を透過して、ＣＣＤ９により撮影される（ステップＳＡ２）。ＣＣＤ９においては、結像レンズ２７により結像された蛍光が電気信号に変換される。【００３４】
この場合に、ＣＣＤ９のビニング設定がビニング４×４に設定されているので、４×４＝１６個の画素からなる画素群の電気信号が合計されて１画素の電気信号として取得される。したがって、画素ごとに検出される蛍光が微弱であっても、１６個の画素を合計した画素群による電気信号は比較的大きいので見逃すことがなく、蛍光の有無を容易に検出することができる。【００３５】
ＣＣＤ９により取得された電気信号は、制御装置１１へ出力されて信号読込部３３に読み込まれ、制御部３５の作動により、所定の閾値Ｓ１を越える画素群があるか否かが判定される（ステップＳＡ３）。その結果、閾値Ｓ１を越える画素群がないと判定された場合には、ステップＳＡ２へと戻り（ステップＳＡ３「ＮＯ」）、閾値Ｓ１を越える画素群が確認されるまで、ステップＳＡ２およびステップＳＡ３の動作が繰り返される。【００３６】
一方、閾値Ｓ１を越える画素群があると判定された場合には（ステップＳＡ３「ＹＥＳ」）、制御部３５は、図４Ｂに示すように、ＣＣＤ９のビニング設定をビニング２×２に設定する（ステップＳＡ４）。そして、ビニング２×２に設定されたＣＣＤ９の作動により、ステップＳＡ２で撮影された部位とほぼ同一の体腔内壁４の部位が撮影される（ステップＳＡ５）。【００３７】
この場合に、ＣＣＤ９をビニング２×２に設定したことにより、２×２＝４個の画素からなる画素群の電気信号が合計されて取得される。したがって、感度を低下させて解像度を増加させることができ、蛍光が存在する部位周辺の前回よりも鮮明な画像が得られる。【００３８】
ビニング２×２に設定されたＣＣＤ９により取得された各画素群からの電気信号は、制御装置１１の信号読込部３３に読み込まれ、制御部３５の作動により、所定の閾値Ｓ２を越える画素群があるか否かを判定される（ステップＳＡ６）。【００３９】
閾値Ｓ２を越える画素群がないと判定された場合には、制御部３５の作動により、ステップＳＡ１へと戻り（ステップＳＡ６「ＮＯ」）、ＣＣＤ９のビニング設定を初期設定と同じビニング４×４に設定する。そして、閾値Ｓ２を越える画素群が確認されるまで、ステップＳＡ１〜ステップＳＡ６の動作が繰り返される。【００４０】
一方、閾値Ｓ２を越える画素群があると判定された場合には（ステップＳＡ６「ＹＥＳ」）、制御部３５は、図４Ｃに示すように、ＣＣＤ９のビニング設定を解除する（ステップＳＡ７）。そして、ビニング設定が解除されたＣＣＤ９の作動により、ステップＳＡ５で撮影された部位とほぼ同一の体腔内壁４の部位が撮影される（ステップＳＡ８）。【００４１】
この場合に、ＣＣＤ９のビニング設定を解除したことにより、画素ごとに電気信号が取得される。したがって、最も高解像度で撮影を行うことができる。これにより、蛍光強度が閾値Ｓ２を越える箇所を有する体腔内壁４の、より鮮明な画像を取得することができる。【００４２】
このときＣＣＤ９に取得された電気信号は、制御部３５の作動により、信号読込部３３から画像情報構築部３７へ出力されて、蛍光画像情報が構築される。画像情報構築部３７において構築された蛍光画像情報は送信アンテナ１３に出力されて、送信アンテナ１３から体外装置５の受信アンテナ３９に送信される。【００４３】
体外装置５においては、受信アンテナ３９により受信された蛍光画像情報が、タイマ４１により計測された時間と関連付けてメモリ４３に記憶される（ステップＳＡ９）。これにより、患者２の体内にカプセル型医療装置３を投入してから経過した時間に基づいて、メモリ４３に記憶された画像の撮影位置を推測することが可能となる。【００４４】
ビニング設定を解除したＣＣＤ９により上記撮影が行われると、制御部３５の作動により、ステップＳＡ１へと戻されて（ステップＳＡ１０）、カプセル型医療装置３が患者２の体内から排出されるまで、ステップＳＡ１〜ステップＳＡ１０の動作が繰り返し行われる。【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係るカプセル型医療システム１によれば、ＣＣＤ９のビニングを制御して撮影することとしたので、病変を見逃す可能性を低減させることができるとともに、病変の有無だけでなく、その形状や大きさも鮮明に撮影することができる。また、取得した画像を時間経過と対応付けることとしたので、病変の位置を検出することができる。また、ＣＣＤ９を高解像度に設定したときの画像のみを送信するので、無駄な蛍光画像情報の送信にかかる電力の消耗を防止することができる。また、ＣＣＤ９を高解像度に設定したときの画像のみを保存することとしたので、高輝度部分のない画像を含む膨大な数の画像をチェックする手間が省ける。この結果、病変を効率よく、かつ、詳細に観察することが可能となる。【００４６】
なお、本実施形態は、以下のように変形することができる。
例えば、図６に示すように、透明窓１７のほぼ中央に、ＣＣＤ９に向かって凸状となるように円錐ミラー４５を設け、側視タイプのカプセル型医療装置４４に変形してもよい。このようにすることで、体腔内壁４において発生した蛍光が円錐ミラー４５によりＣＣＤ９方向に反射されるので、カプセル型医療装置４４の半径方向外方からＣＣＤ９に蛍光を効率的に入射させることができる。これにより、体腔内壁４に対して直交する方向に近い角度で撮影することができ、より鮮明な画像を得ることができる。【００４７】
なお、ＣＣＤ９の初期設定として、図７Ａに示すように、ビニング設定を放射状に区画することとしてもよい。この場合、図８に示すように、まずＣＣＤ９のビニングを放射状に設定する（ステップＳＢ１）。ＣＣＤ９により、体腔内壁４が撮影されて（ステップＳＢ２）、制御部１１の作動により所定の閾値Ｓ１を越える画素群があるか否かを判定される（ステップＳＢ３）。その結果、閾値Ｓ１を超える画素群がないと判定された場合には、ステップＳＢ２に戻る。一方、閾値Ｓ１を越える画素群があると判定された場合には、図７Ｂに示すように、ＣＣＤ９のビニング設定を解除する（ステップＳＢ４）。ビニング設定を解除されたＣＣＤ９により、ステップＳＢ２で撮影された部位とほぼ同一の体腔内壁４の部位の撮影が行われ（ステップＳＢ５）、取得された電気信号に基づいて構築された蛍光画像情報が時間と関連付けて記憶される（ステップＳＢ６）。ビニング設定を解除したＣＣＤ９により上記撮影が行われると、ステップＳＢ１の動作に戻り（ステップＳＢ７）、体腔内壁４の観察が続けられる。
このようにすることで、ＣＣＤ９の初期設定として、ビニング設定が放射状に区画されているので、閾値Ｓ１を越える画素群を発見した場合に、カプセル外装１９の周方向のどの方向に蛍光が存在するかを分かり易くすることができる。【００４８】
また、例えば、図９および図１０に示すように、励起光源７をカプセル外装１９の周方向に沿って６箇所に等間隔で設け、それに対応するように、集光レンズ２５、結像レンズ２７、励起光カットフィルタ２９およびＣＣＤ９を胴体部の周方向の６箇所に設けることとしてもよい。この場合、カプセル型医療装置４６の半径方向外方からＣＣＤ９に励起光が入射されるように、各集光レンズ２５の近傍のカプセル外装１９を透明窓１７で形成し、集光レンズ２５の前方に反射ミラー４７を設ければよい。【００４９】
この場合、図１１Ａおよび図１２に示すように、ＣＣＤ９の初期設定として、全画素をビニングする（ステップＳＣ１）。これにより、各ＣＣＤ９は、全ての画素（図１１Ａの例においては、１６×１６＝２５６個）の電気信号が合計されて１画素の電気信号として取得されるので、カプセル型医療装置４６をＰＤ（フォトダイオード）が６箇所に配置されているのと同様に作用させて、最も高感度に蛍光を検出することができる。【００５０】
続いて、６箇所に配置されたＣＣＤ９により体腔内壁４が撮影され（ステップＳＣ２）、制御部１１の作動により所定の閾値Ｓ１を越える画素群があるか否かが判定される（ステップＳＣ３）。その結果、閾値Ｓ１を超える画素群がないと判定された場合には、ステップＳＣ２に戻る。一方、閾値Ｓ１を越える画素群があると判定された場合には、図１１Ｂに示すように、閾値Ｓ１を超えた画素群があるＣＣＤ９のみのビニング設定を解除する（ステップＳＣ４）。そして、ビニング設定を解除したＣＣＤ９により撮影が行われ（ステップＳＣ５）、取得された電気信号に基づいて構築された蛍光画像情報が時間と関連付けて記憶される（ステップＳＣ６）。その後、ステップＳＣ１の動作に戻り（ステップＳＣ７）、体腔内壁４の観察が続けられる。【００５１】
このようにすることで、カプセル型医療装置４６にＰＤを６箇所に設けたのと同様に作用させて最も高感度に蛍光を検出するので、蛍光を見逃すことなく検出することができる。また、カプセル外装１９の周方向に沿って６箇所に配置したＣＣＤ９のいずれかにより蛍光を検出して撮影するので、カプセル型医療装置４６の半径方向のどの方向に蛍光が存在するかを分かり易くすることができる。また、蛍光が存在する体腔内壁４の部位を撮影するＣＣＤ９のみを作動させて有効な蛍光画像情報を得ることができる。【００５２】
なお、本変形例においては、励起光源７、集光レンズ２５、結像レンズ２７、励起光カットフィルタ２９およびＣＣＤ９を６箇所に設けることとしたが、これに代えて、例えば、２箇所や４箇所に設けることともよい。【００５３】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係るカプセル型医療システム５１について、図１３および図１４を参照して説明する。
本実施形態に係るカプセル型医療システム５１は、カプセル型医療装置５３の制御部５５が、第１の実施形態のビニング設定の制御に代えて、ＣＣＤ９の露光時間を制御する点で、第１の実施形態と異なる。
以下、本実施形態の説明において、第１の実施形態に係るカプセル型医療システム１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。【００５４】
制御部５５は、ＣＣＤ９の露光時間を、適量な光量を取り込む露光時間Ｔ１と、露光時間Ｔ１より長い露光時間Ｔ０とに切り替えるようになっている。また、制御部５５は、露光時間Ｔ１に設定した場合には、信号読込部３３を制御して、読み込んだ電気信号を画像情報構築部３７へ出力させるようになっている。【００５５】
まず、カプセル型医療装置５３の初期設定として、ＣＣＤ９の露光時間をＴ０に設定する（ステップＳＤ１）。患者２の体内にカプセル型医療装置５３が投入されると、ＣＣＤ９の画素ごとに蛍光が検出されて撮影が行われる（ステップＳＤ２）。この場合に、ＣＣＤ９の露光時間がＴ０に設定されているので露光時間が長く、フレームレートを犠牲にする代わりに、画素ごとに取り込まれる光量を適量より増加することができる。したがって、微弱な蛍光であっても、画素ごとに取得される電気信号が比較的大きくなるので見逃すことがなく、蛍光の有無を容易に検出することができる。【００５６】
続いて、制御部５５の作動により、所定の閾値Ｓ１を越える画素がないと判定された場合には、ステップＳＤ２へと戻されて（ステップＳＤ３「ＮＯ」）、閾値Ｓ１を越える画素が確認されるまで、ステップＳＤ２およびステップＳＤ３の動作が繰り返される。【００５７】
一方、閾値Ｓ１を越える画素があると判定された場合には（ステップＳＤ３「ＹＥＳ」）、制御部５５は、ＣＣＤ９の露光時間を露光時間Ｔ１に設定する（ステップＳＤ４）。そして、ステップＳＤ２で撮影された部位とほぼ同一の体腔内壁４の部位が露光時間Ｔ１で撮影される（ステップＳＤ５）。この場合に、ＣＣＤ９を適量な光量を取り込む露光時間Ｔ１に設定したことにより、フレームレートを向上させるとともにブレの影響を小さくすることができ、蛍光が存在する部位周辺の前回よりも鮮明な画像を得ることができる。【００５８】
体外装置５においては、露光時間Ｔ１に設定されたＣＣＤ９に取得された電気信号に基づいて構築された蛍光画像情報が、タイマ４１により計測された時間と関連付けてメモリ４３に記憶される（ステップＳＤ６）。露光時間Ｔ１に設定されたＣＣＤ９により上記撮影が行われると、制御部５３の作動により、ステップＳＤ１へと戻されて（ステップＳＤ７）、カプセル型医療装置５３が患者２の体内から排出されるまで、ステップＳＤ１〜ステップＳＤ７の動作が繰り返し行われる。【００５９】
以上説明したように、本実施形態に係るカプセル型医システム５１によれば、ＣＣＤ９の露光時間を制御して撮影することとしたので、病変を見逃す可能性を低減させることができるとともに、病変の有無だけでなく、その形状や大きさも鮮明に撮影することができる。また、取得した画像を時間経過と対応付けることとしたので、病変の位置を検出することができる。また、ＣＣＤ９のフレームレートを向上させるとともにブレの影響を小さくして撮影したときの画像のみを送信するので、無駄な蛍光画像情報の送信にかかる電力の消耗を防止することができる。また、高輝度部分を有する画像のみを保存することとしたので、高輝度部分のない画像を含む膨大な数の画像をチェックする手間が省ける。この結果、病変を効率よく、かつ、詳細に観察することが可能となる。【００６０】
なお、本実施形態は、以下のように変形することができる。
本実施形態においては、制御部５５がＣＣＤ９の露光時間を制御し、蛍光の高輝度領域が存在した場合に露光時間を短くして鮮明な蛍光画像情報を取得することとしたが、これに代えて、制御部１５５がアベレージング処理（すなわち、平均化処理）の回数を切り替えることとしてもよい。例えば、図１８に示すように、画像情報構築部１３７が蛍光画像情報を逐次構築して複数回分の蛍光画像情報をアベレージング処理し、蛍光の高輝度領域が存在した場合に、制御部１５５がアベレージング回数を減らすこととすればよい。【００６１】
具体的には、図１９に示すように、初期設定として多くの構築回数分のアベレージング回数Ｎ０に設定する（ステップＳＦ１）。ＣＣＤ９の画素ごとに蛍光が検出されて撮影が行われ（ステップＳＦ２）、取得された電気信号が信号読込手段３３を介して画像情報構築部１３７へと送られる。画像情報構築部１３７においては、送られてきた電気信号に基づいて蛍光画像情報が構築され、過去Ｎ０回分の蛍光画像情報がアベレージング処理される（ステップＳＦ３）。多くの構築回数分の蛍光画像情報をアベレージング処理することで、蛍光が存在する画素の輝度を保持したまま、蛍光画像情報にランダムに含まれるノイズのレベルを低減することができる。すなわち、全画素の中で蛍光が存在する画素を際立たせることができ、蛍光を検出し易くすることができる。【００６２】
続いて、制御部１５５により、所定の閾値Ｓ１を越える画素がないと判断された場合には（ステップＳＦ４「ＮＯ」）、ステップＳＦ２に戻されて、閾値Ｓ１を越える画素が確認されるまでステップＳＦ２〜ステップＳＦ４の動作が繰り返される。
一方、閾値Ｓ１を越える画素があると判定された場合には（ステップＳＦ４「ＹＥＳ」）、制御部１５５は、アベレージング回数Ｎ０より少ない構築回数分のアベレージング回数Ｎ１に設定する（ステップＳＦ５）。そして、ステップＳＦ２で撮影された部位とほぼ同一の体腔内壁４の部位が撮影され（ステップＳＦ６）、画像情報構築部１３７により、構築された蛍光画像情報のうち、過去Ｎ１回分の蛍光画像情報がアベレージング処理される（ステップＳＦ７）。この場合に、アベレージング回数をＮ０より少ないＮ１に設定したことにより、ブレの影響を小さくすることができ、蛍光が存在する部位周辺の前回よりも鮮明な画像を得ることができる。【００６３】
アベレージング処理された所定の輝度以上の画素を有する蛍光画像情報は、メモリ４３に送られて、タイマ４１により計測された時間と関連付けられて記憶される（ステップＳＦ８）。このように、蛍光画像情報をアベレージング処理することにより、蛍光の高輝度部分を有する蛍光画像情報を効率的に得ることができる。【００６４】
なお、本変形例においては、制御部１５５は、アベレージング回数Ｎ０からアベレージング回数Ｎ１に切り替えることとしたが、例えば、アベレージング回数Ｎ０により所定の閾値Ｓ１の輝度を超える画素があると判定した場合には、アベレージング処理を解除することとし、画像情報構築部１３７により直近に構築された蛍光画像情報がメモリ４３に記憶されることとしてもよい。
また、本変形例においては、画像情報構築部１３７は、蛍光画像情報のアベレージング処理を行うこととしたが、単に蛍光画像情報を加算処理して、これに対応して設定された所定の閾値により蛍光の有無を検出することとしてもよい。【００６５】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態に係るカプセル型医療システム６１について、図１５〜図１７を参照して説明する。
本実施形態に係るカプセル型医療システム６１は、カプセル型医療装置６３が、ＣＣＤ９に入射する蛍光量を調整する絞り６５を備え、制御部６７が、第１の実施形態のビニング設定の制御に代えて、絞り６５の開口の大きさを制御する点で、第１の実施形態と異なる。
以下、本実施形態の説明において、第１の実施形態に係るカプセル型医療システム１と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。【００６６】
絞り６５は、羽根状の薄い板状部材が組み合わされて形成されている。絞り６５は、光を集光レンズ２５と結像レンズ２７との間に配置され、集光レンズ２５を透過した光が通過する開口の大きさが変更可能に設けられている。これにより、絞り６５の開口を通過し、結像レンズ２７および励起光カットフィルタ２９を介してＣＣＤ９に入射される蛍光の量が調節されるようになっている。【００６７】
制御部６７は、絞り６５の開口を、適量な光量を通過させる大きさの開口Ａ１と、開口Ａ１より大きい開口Ａ０とに切り替えるようになっている。また、制御部６７は、絞り６５を開口Ａ１に設定した場合には、信号読込部３３を制御して、読み込んだ電気信号を画像情報構築部３７へ出力させるようになっている。
なお、本実施形態において、露光時間は一定に設定されている。【００６８】
まず、カプセル型医療装置６３の初期設定として、絞り６５を開口Ａ０に設定する（ステップＳＥ１）。患者２の体内にカプセル型医療装置６３が投入されると、ＣＣＤ９の画素ごとに蛍光が検出されて撮影が行われる（ステップＳＥ２）。この場合に、絞り６５が開口Ａ０に設定されているので光が通過する範囲が広く、被写界深度を犠牲にする代わりに、画素ごとに取り込まれる光量を適量より増加することができる。したがって、微弱な蛍光であっても、画素ごとに取得される電気信号が比較的大きくなるので見逃すことがなく、蛍光の有無を容易に検出することができる。【００６９】
続いて、制御部６７の作動により、所定の閾値Ｓ１を越える画素がないと判定された場合には、ステップＳＥ２へと戻されて（ステップＳＥ３「ＮＯ」）、閾値Ｓ１を越える画素が確認されるまで、ステップＳＥ２およびステップＳＥ３の動作が繰り返される。【００７０】
一方、閾値Ｓ１を越える画素があると判定された場合には（ステップＳＥ３「ＹＥＳ」）、制御部６７は、絞り６５を開口Ａ１に設定する（ステップＳＥ４）。そして、絞り６５が開口Ａ１に設定された状態で、ステップＳＥ３で撮影された部位とほぼ同一の体腔内壁４の部位が撮影される（ステップＳＥ５）。この場合に、絞り６３の開口を適量な光量を通過させる大きさの開口Ａ１に設定したことにより、被写界深度を深くして撮影することができ、蛍光が存在する部位周辺の前回より鮮明な画像を得ることができる。【００７１】
体外装置５においては、開口Ａ１に設定された絞り６５を通過してＣＣＤ９に取得された電気信号に基づいて構築された蛍光画像情報が、タイマ４１により計測された時間と関連付けてメモリ４３に記憶される（ステップＳＥ６）。絞り６５の開口を開口Ａ１に設定した状態の撮影が行われると、制御部６７の作動により、ステップＳＥ１へと戻されて（ステップＳＥ７）、カプセル型医療装置６３が患者２の体内から排出されるまで、ステップＳＥ１〜ステップＳＥ７の動作が繰り返し行われる。【００７２】
以上説明したように、本実施形態に係るカプセル型医療システム６１によれば、絞り６５の開口の大きさを制御して撮影することとしたので、病変を見逃す可能性を低減させることができるとともに、病変の有無だけでなく、その形状や大きさも鮮明に撮影することができる。また、取得した画像を時間経過と対応付けることとしたので、病変の位置を検出することができる。また、被写界深度を深くして撮影したときの画像のみを送信するので、無駄な蛍光画像情報の送信にかかる電力の消耗を防止することができる。また、高輝度部分を有する画像のみを保存することとしたので、高輝度部分のない画像を含む膨大な数の画像をチェックする手間が省ける。この結果、病変を効率よく、かつ、詳細に観察することが可能となる。【００７３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、カプセル型医療システム１，５１，６１においては、ＣＣＤ９を採用したが、これに代えて、ＣＭＯＳ等の２次元的な撮像手段を採用してもよい。
また、上記各実施形態においては、放射光として蛍光を例示して説明したが、例えば、発光体からの発光や、ラマン散乱光、または、反射光等を撮影することとしてもよい。
また、本発明を上記の実施形態に適用したものに限られることなく、これらの実施形態を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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