(57)【要約】【課題】内視鏡検査において、低年齢者及び高年齢者をはじめとする被検査者の負荷の軽減とともに、実際の被検査者の体腔内情報を、現物に近い画像情報として蓄積できるようにする。【解決手段】画像適正化回路４２は、体腔内情報採取手段１１からの画像の円形歪みを補正して、適正画像の組織情報に変換して出力する。体腔内形状認識回路４３は、挿入位置検知手段２９による各挿入位置毎の体腔内情報を基に、体腔内形状を認識し、この認識結果の形状情報を出力する。画像形成回路４４は、後述の擬似体腔モデルに展開する為に、画像適正化回路４２からの組織情報、体腔内形状認識回路４３からの形状情報を合成し、体腔内画像を形成する。画像形成回路４４により形成された体腔内情報は、プロセッサ４内に設けた体腔内情報記録手段４５に蓄積される。【選択図】  図３
2006034459.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子を用いて体腔内の撮像を行う内視鏡装置であって、
前記体腔内の内視鏡挿入位置に対応して、体腔内画像情報を採取する採取手段と、
この採取手段により採取された体腔内画像情報に基づき、体腔内形状を認識する体腔内形状認識回路と、  
前記採取手段により採取された体腔内画像情報による体腔内画像を適正化する画像適正化回路と、
前記体腔内形状認識回路による認識結果と前記画像適正化回路により適正化された体腔内画像とを合成する画像形成回路と、
この画像形成回路による合成画像を体腔内情報として記録する体腔内情報記録手段と、
を具備し、
前記体腔内情報記録手段により記録された体腔内情報は、擬似体腔内の内視鏡観察が可能となるように、擬似体腔手段に展開可能であることを特徴とする内視鏡装置。
【請求項２】
前記体腔内情報採取手段は、全方位を観察可能な全方位観察手段にて構成されることを特徴とする請求項１に記載の内視鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像素子を用いて体腔内の撮像を行う内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一般に、固体撮像素子を有する内視鏡で内視鏡検査を行う内視鏡装置は、電子内視鏡等の内視鏡と、プロセッサと、光源装置と、モニタとで構成されている。このような内視鏡装置は、内視鏡の挿入部を体腔内に挿入して、光源装置からの照射光を内視鏡に内蔵されたライトガイドを経由して被写体に照射し、照射光が照射された被写体からの反射光を内視鏡先端に配設された固体撮像素子で光電変換して得られる出力信号をプロセッサで信号処理し、この信号をモニタに表示するようになっている。
【０００３】
このような従来の内視鏡装置を用いた通常の内視鏡検査では、精密検査が必要な場合、検査が長くなり、特に高齢者、低年齢者には検査負荷が大きかった。
【０００４】
このことに対応して、特開２０００−３４２５２７号公報には、全体を口から体腔内に飲み込むことができる棒状の内視鏡と、この内視鏡を無線操作するとともに内視鏡からの情報を受信して利用するための外部装置とで構成される飲み込み型内視鏡装置が記載されている。
【特許文献１】特開２０００−３４２５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開２０００−３４２５２７号公報に記載の飲み込み型内視鏡装置は、その大きさにより、基本的に体腔壁面を走査するものであり、先端部に直視、側視型の光学系が開示されているが、湾曲操作により体腔内を走査・観察するので、走査（検査）に時間がかかり、死角の回避、位置制御が容易でなかった。また、従来の内視鏡装置故障による動作不能で体内残留が発生した場合、その大きさゆえ、回収時被検査者の負荷増大の可能性があった。
【０００６】
また、従来の内視鏡装置では、ドクターのトレーニング（診断）は例えば擬似モデル等で行われる機会があるが、実物の画像とは隔たりがあり、トレーニングの効率が十分でなかった。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、内視鏡検査において、低年齢者及び高年齢者をはじめとする被検査者の負荷の軽減とともに、実際の被検査者の体腔内情報を、現物に近い画像情報として蓄積でき、検査経験の少ない医師に対して手技熟練度向上のトレーニングを実施することができる内視鏡装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため請求項１に記載の内視鏡装置は、固体撮像素子を用いて体腔内の撮像を行う内視鏡装置であって、前記体腔内の内視鏡挿入位置に対応して、体腔内画像情報を採取する採取手段と、この採取手段により採取された体腔内画像情報に基づき、体腔内形状を認識する体腔内形状認識回路と、前記採取手段により採取された体腔内画像情報による体腔内画像を適正化する画像適正化回路と、前記体腔内形状認識回路による認識結果と前記画像適正化回路により適正化された体腔内画像とを合成する画像形成回路と、この画像形成回路による合成画像を体腔内情報として記録する体腔内情報記録手段と、を具備し、前記体腔内情報記録手段により記録された体腔内情報は、擬似体腔内の内視鏡観察が可能となるように、擬似体腔手段に展開可能であることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の内視鏡装置は、請求項１に記載の内視鏡装置であって、前記体腔内情報採取手段は、全方位を観察可能な全方位観察手段にて構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、被検査者に対する内視鏡検査時は、通常の内視鏡検査と比較して、体腔内情報を採取する時間で済む、即ち、内視鏡を進退させるのみの時間で済むので、低年齢者及び高年齢者の検査時の負荷を軽減することが可能である。また、実際の被検査者の体腔内情報を、現物に近い画像情報として蓄積できるので、この蓄積した体腔内情報を用いて前記擬似体腔モデルを使用して内視鏡検査を模擬することで、実際の内視鏡画像に近似した観察性能が得られるとともに、前記蓄積した体腔内情報を用いて検査経験の少ない医師に対して手技熟練度向上のトレーニングを実施することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。  
（第１の実施の形態）
図１ないし図５は本発明の第１の実施の形態に係り、図１は内視鏡装置の概略の構成を示す説明図、図２は体腔内情報採取手段の断面図、図３は内視鏡装置のブロック図、図４は擬似体腔モデルへの展開を説明する説明図、図５に内視鏡装置による検査手順のフローを示す説明図である。
【００１２】
（構成）
図１に示すように、内視鏡装置１は、内視鏡２と各種の外部装置とを組み込んだものである。
【００１３】
外部装置としては、光源装置３、画像処理装置のプロセッサ４、モニタ５等の機器がある。これらの機器はキャリア付きの棚に設置されている。
【００１４】
また、内視鏡２には、挿入部２１と、操作部２２と、ユニバーサルコード２３とが設けられている。
【００１５】
挿入部２１は、細長く形成され、体腔内に挿入されるようになっている。操作部２２は、内視鏡２の手元側に設けられ、挿入部２１の基端部に連結されている。この操作部２２にはユニバーサルコード２３の基端部が連結されている。
【００１６】
さらに、挿入部２１には、基端側から可撓管部２４と、湾曲部２５と、先端部２６とが設けられている。可撓管部２４は、細長く形成され、可撓性を備えている。可撓管部２４の先端には湾曲部２５が連結されている。挿入部２１の最先端位置には先端部２６が配置されている。先端部２６には体腔内情報採取手段１１が配置されている。
【００１７】
操作部２２に連結されたユニバーサルコード２３の先端部にはコネクタ２７が設けられている。このコネクタ２７にはライトガイド管や電気接点部が設けられている。そしてこのコネクタ２７は、外部装置である光源装置３及びプロセッサ４にそれぞれ接続されている。
【００１８】
光源装置３が出射する照明光は、内視鏡２内の図示しない光伝送路（光ファイバー）を介して、内視鏡２の先端部２６に設けた照明窓から出射される。
【００１９】
体腔内情報採取手段１１には、対物光学系１２、固体撮像素子１３が配置され、照明の基で体腔内の撮像を行う。
【００２０】
対物光学系１２は、照明窓から照明光が照射された生体組織等の被写体の像を結像する。対物光学系１２の結像位置には、固体撮像素子１３の受光面が配置されている。
【００２１】
固体撮像素子１３は、駆動信号線を介してプロセッサ４内の信号処理装置に設けられた駆動手段に接続されるとともに、伝送路１４を介しプロセッサ４内に設けられた図３に示す画像処理回路４１に接続されている。
【００２２】
固体撮像素子１３は、プロセッサ４の駆動手段で生成された駆動信号により受光面の露光、感度制御及び読み出しを行い、読み出した出力信号を伝送路１４、コネクタ２８を介してプロセッサ４の画像処理手段４１に供給する。
【００２３】
プロセッサ４は、固体撮像素子１３の出力信号を処理し、映像信号をモニタ５に供給する。これにより、モニタ５には観察画像が表示される。
【００２４】
挿入位置検知手段２９は、挿入部２１の可撓管部２４に取り付けられ、例えば挿入部２１の移動量をローラ等で検出することにより、挿入部２１の体腔内への挿入位置を検出している。
【００２５】
次に、図２に体腔内情報採取手段１１の構成を詳細に説明する。
【００２６】
図２に示すように、先端部２６には、対物光学系１２及び固体撮像素子１３が配置されるとともに、視野方向に突出するように全方位観察装置１５が配置されている。
【００２７】
全方位観察装置１５は、対物光学系１２の正面側に支持部材１６を介して凸面鏡１７を配置したものである。
【００２８】
支持部材１６は、透明の材質を拡開形状に形成したものであり、小径の開口部を対物光学系１２の側に取り付け、大径の開口部に凸面鏡１７の鏡面側を取り付けている。
【００２９】
全方位観察装置１５は、凸面鏡１７により、３６０°全方位の体腔内情報が写される。
【００３０】
図３を用いて内視鏡装置を詳細に説明する。
【００３１】
図３において、内視鏡装置１は、挿入位置検知手段２９にて内視鏡２の挿入部２１の体腔内への挿入位置を検出している。内視鏡２は、挿入位置毎に対物光学系１２、固体撮像素子１３、全方位観察装置１５により撮像された体腔内画像をプロセッサ４の画像処理回路４１へ伝送する。
【００３２】
画像処理回路４１内には、画像適正化回路４２、体腔内形状認識回路４３、画像形成回路４４及び体腔内情報記録手段４５が設けられている。ただし画像処理回路４１は、プロセッサ４とは別体の外付けシステムでも良い。
【００３３】
凸面鏡１７に表示される画像は円形歪みが生じている。そこで、画像適正化回路４２は、体腔内情報採取手段１１からの画像の円形歪みを補正して、適正画像の体腔内画像（組織情報）に変換して出力する。
【００３４】
体腔内形状認識回路４３は、挿入位置検知手段２９による各挿入位置毎の体腔内情報を基に、体腔内形状を認識し、この認識結果の形状情報を出力する。
【００３５】
画像形成回路４４は、後述の擬似体腔モデル６に展開する為に、画像適正化回路４２からの組織情報と体腔内形状認識回路４３からの形状情報を合成し、体腔内画像を含む体腔内情報を形成する。
【００３６】
画像形成回路４４により形成された体腔内画像は、モニタ５により確認できる。
【００３７】
画像形成回路４４により形成された体腔内情報は、プロセッサ４内に設けたメモリ等による体腔内情報記録手段４５に蓄積される。
【００３８】
次に、図４を用いて擬似体腔モデル６への展開構成を説明する。
【００３９】
図４に示すように、擬似体腔モデル６内には、体腔内情報展開手段６１が設けられる。体腔内情報展開手段６１は、例えばモデル内に設けた投影装置である。体腔内情報展開手段６１は、プロセッサ４内の体腔内情報記録手段４５に蓄積された情報を展開し、その画像を擬似体腔モデル６の内表面６２に忠実に描写する。
【００４０】
そして、擬似体腔モデル６へ内視鏡７を挿入して、被検査者の体腔内情報を観察することができる。
【００４１】
内視鏡７自体は、挿入部の短いもの、擬似体腔内モデルにサイズを適正化したもの等、専用の内視鏡であっても良い。
【００４２】
（作用）
図５を用いて本システムによる検査手順のフローを検査手順を追って説明する。
【００４３】
図５に示すように、内視鏡検査処理フロー８は、被験者情報採取段階８１と、精密検査段階８２とを有している。
【００４４】
被験者情報採取段階８１では、ステップＳ１において、術者が被検査者の体腔内に内視鏡２を挿入する。すると、ステップＳ２において、挿入位置検知手段２９により内視鏡２の挿入位置が連続的に検知される。これにより、ステップＳ３において、体腔内情報採取手段１１は各挿入位置毎の体腔内情報を観察、採取する。
【００４５】
ステップＳ４において、体腔内情報は、プロセッサ４内の画像処理回路４１へ伝送され、画像適正化回路４２、体腔内形状認識回路４３及び画像形成回路４４により合成される。この合成された画像は、ステップＳ５において、モニタ５に表示され、術者により確認可能になる。
【００４６】
さらに、画像形成回路４４により合成された画像情報は、ステップＳ６において、体腔内情報記録手段４５に記録される。
【００４７】
このようにして体腔内情報採取後、ステップＳ７において、術者は内視鏡２を抜去する。
【００４８】
このような被験者情報採取段階８１では、術者は、基本的に内視鏡２を進退させる操作を行う。
【００４９】
精密検査段階８２では、まず、ステップＳ１１において、術者は、プロセッサ４に接続された図示しないキーボード等を操作して体腔内情報記録手段４５に記録された情報を擬似体腔モデル６へ読み出す。これにより、ステップＳ１２において、体腔内情報記録手段４５に記録された情報は、擬似体腔モデル６内の体腔内情報展開手段６１により擬似体腔モデル６の内表面６２へ展開する。
【００５０】
次に、術者は、ステップＳ１３において、擬似体腔モデル６へ内視鏡７を挿入する。次に、術者は、ステップＳ１４において、擬似体腔モデル６の内表面６２に描写された体腔内情報を精密検査（またはトレーニング）する。
【００５１】
（効果）
このような第１の実施の形態によれば、被検査者に対する内視鏡検査時は、通常の内視鏡検査と比較して、体腔内情報を採取する時間が内視鏡２を進退させるのみの時間で済むので、低年齢者及び高年齢者の検査時の負担を軽減することが可能になる。
【００５２】
また、前記擬似体腔モデル６を使用して内視鏡検査を模擬できるので、実際の内視鏡画像に近似した観察性能が得られるとともに、その情報は記録されているので、検査経験の少ない医師に対して手技熟練度向上のトレーニングを実施することができる。
【００５３】
また、情報採取は、基本的に内視鏡２で術者が行うので、リモートコントロールで制御する従来例と比較して、故障による体内残留等の懸念がない。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図６は本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡装置の体腔内情報採取手段の断面図である。第２の実施の形態の説明において、図示以外の構成要素は図１、図３及び図４を代用して説明する。
【００５５】
（構成）
先端部９０の体腔内情報採取手段９１は、対物光学系１２、固体撮像素子１３及び全方位観察装置９２より構成されている。
【００５６】
全方位観察装置９２は、対物光学系１２の正面側に支持部材９５を介してモータ９４を配置し、このモータ９４の回転軸に回転式ミラー９３を配置したものである。これにより、先端部９０の視野方向には回転式ミラー９３とモータ９４が設けられている。
【００５７】
支持部材９５は、透明の材質をバルブ状に形成したものであり、一端側の開口部を対物光学系１２の側に取り付け、他端側の開口部にモータ９４を取り付けている。
【００５８】
回転式ミラー９３に映し出された像は、第１実施形態と同様、対物光学系１２及び固体撮像素子１３に伝送される。
【００５９】
図１に示した挿入位置検知手段２９による挿入部位置毎の固体撮像素子１３が撮像した画像は、画像形成回路４４により合成される。
【００６０】
擬似体腔モデル６への展開は第１の実施の形態と同様である。
【００６１】
（作用）
第２の実施の形態では、回転式ミラー９３は、モータ９４で回転されることで、３６０°全方位の体腔内情報が写される。これを対物光学系１２及び固体撮像素子１３撮像し、時間的に分割して合成を行うことで、第１の実施の形態と同様の３６０°全方位の体腔内情報が得られる。
【００６２】
（効果）
このような第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６３】
尚、第１乃至第２の実施の形態は、体腔内情報採取手段にカプセル型内視鏡を用い、無線伝送手段による画像合成手段を用いてもよう。また、第１乃至第２の実施の形態は、直視、側視タイプの内視鏡にも適用可能である。
【００６４】
なお、本発明は、以上述べた実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【００６５】
［付記］
以上詳述した本発明の前記実施の形態によれば、以下の如き構成を得ることができる。
【００６６】
（付記項１）  固体撮像素子を用いて体腔内の撮像を行う内視鏡装置であって、
前記体腔内の内視鏡挿入位置に対応して、体腔内画像情報を採取する採取手段と、
この採取手段により採取された体腔内画像情報に基づき、体腔内形状を認識する体腔内形状認識回路と、  
前記採取手段により採取された体腔内画像情報による体腔内画像を適正化する画像適正化回路と、
前記体腔内形状認識回路による認識結果と前記画像適正化回路により適正化された体腔内画像とを合成する画像形成回路と、
この画像形成回路による合成画像を体腔内情報として記録する体腔内情報記録手段と、
を具備し、前記体腔内情報記録手段により記録された体腔内情報は、擬似体腔内の内視鏡観察が可能となるように、擬似体腔手段に展開可能であることを特徴とする内視鏡装置。
【００６７】
（付記項２）  前記体腔内情報採取手段は、全方位を観察可能な全方位観察手段にて構成されることを特徴とする付記項１に記載の内視鏡装置。
【００６８】
（付記項３）  前記全方位観察手段は凸面鏡にて構成されることを特徴とする付記項２に記載の内視鏡装置。
【００６９】
（付記項４）  前記凸面鏡は透明の支持部材により支持されていることを特徴とする付記項３に記載の内視鏡装置。
【００７０】
（付記項５）  前記全方位観察手段は回転式ミラーとこの回転式ミラーを回転させるモータにて構成されることを特徴とする付記項２に記載の内視鏡装置。
【００７１】
（付記項６）  前記モータは透明の支持部材により支持されていることを特徴とする付記項５に記載の内視鏡装置。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置の概略の構成を示す説明図。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る体腔内情報採取手段の断面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置のブロック図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置の擬似体腔モデルへの展開を説明する説明図。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る内視鏡装置による検査手順のフローを示す説明図。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る内視鏡装置の体腔内情報採取手段の断面図。
【符号の説明】
【００７３】
１…内視鏡装置  ２…内視鏡  ３…プロセッサ  ４…光源装置  ５…モニタ
６…擬似体腔モデル  １１…体腔内情報採取手段  １５…全方位観察装置
１６…支持部材  １７…凸面鏡  ２１…挿入部  ２２…操作部  ２６…先端部
２９…挿入位置検知手段  ４１…画像処理回路  ４２…画像適正化回路
４３…体腔内形状認識回路  ４４…画像形成回路  ４５…体腔内情報記録手段
６１…体腔内情報展開手段
代理人  弁理士      伊  藤      進
【図１】
2006034459.tif 000003
【図２】
2006034459.tif 000004
【図３】
2006034459.tif 000005
【図４】
2006034459.tif 000006
【図５】
2006034459.tif 000007
【図６】
2006034459.tif 000008