(57)【要約】【課題】  カプセル内視鏡の位置を正確に判別することが可能なカプセル内視鏡およびカプセル内視鏡システムを提供することを目的とする。【解決手段】  観察対象の画像信号を生成する撮像部と、撮像部によって生成された画像信号を外部の受信装置に送信する送信部と、カプセル内視鏡の周囲における観察対象の構造を検出する構造検出部と、構造検出部により検出された構造に基づいて、カプセル内視鏡の観察対象内部における位置を判別する位置判別部と、を備えるカプセル内視鏡が提供される。また、本発明のカプセル内視鏡における送信部は、位置判別部によってカプセル内視鏡が大腸に到達したと判断された場合に、その旨を通知する通知信号を送信することを特徴とする。【選択図】  図１
2011000203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
観察対象の画像信号を生成する撮像部と、
前記撮像部によって生成された画像信号を外部の受信装置に送信する送信部と、
カプセル内視鏡の周囲における前記観察対象の構造を検出する構造検出部と、
前記構造検出部により検出された構造に基づいて、前記カプセル内視鏡の観察対象内部における位置を判別する位置判別部と、を備え、
前記送信部は、前記位置判別部によって前記カプセル内視鏡が大腸に到達したと判断された場合に、その旨を通知する通知信号を送信することを特徴とするカプセル内視鏡。
【請求項２】
前記構造検出部は、前記観察対象の断層画像を取得することにより前記観察対象の構造を検出することを特徴とする、請求項１に記載のカプセル内視鏡。
【請求項３】
前記位置判別部は、前記構造検出部によって取得された断層画像における、前記観察対象の絨毛の有無に基づいて、前記カプセル内視鏡の位置を判別することを特徴とする、請求項２に記載のカプセル内視鏡。
【請求項４】
前記位置判別部は、前記構造検出部によって取得された断層画像における前記観察対象の管壁の厚さに基づいて、前記カプセル内視鏡の位置を判別することを特徴とする、請求項２に記載のカプセル内視鏡。
【請求項５】
前記位置判別部は、前記観察対象における絨毛の有無および管壁の厚さの両方に基づいて、前記カプセル内視鏡の位置を判別することを特徴とする、請求項２に記載のカプセル内視鏡。
【請求項６】
前記構造検出部は、低コヒーレント光を用いて前記観察対象の断層画像を取得するＯＣＴユニットからなることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のカプセル内視鏡。
【請求項７】
前記構造検出部は、超音波パルスを用いて前記観察対象の断層画像を取得する超音波ユニットからなることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のカプセル内視鏡。
【請求項８】
前記構造検出部は、低コヒーレント光を用いて観察対象の断層像を取得するＯＣＴユニット、および超音波パルスを用いて観察対象の断層像を取得する超音波ユニットの両方からなることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のカプセル内視鏡。
【請求項９】
前記カプセル内視鏡が、観察対象である管腔の延出方向に対して略平行であるか否かを判断する平行判断部を更に備えることを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のカプセル内視鏡。
【請求項１０】
前記構造検出部は、前記平行判断部によって、前記カプセル内視鏡が観察対象と平行であると判断された場合に、前記観察対象の構造を検出することを特徴とする、請求項９に記載のカプセル内視鏡。
【請求項１１】
前記構造検出部は、前記カプセル内視鏡が体内に導入されてから所定の時間が経過した後に、前記観察対象の構造を検出することを特徴とする、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のカプセル内視鏡。
【請求項１２】
前記カプセル内視鏡を前記観察対象と平行な状態で固定するための固定手段を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載のカプセル内視鏡。
【請求項１３】
前記固定手段は、バルーンであることを特徴とする請求項１２に記載のカプセル内視鏡。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のカプセル内視鏡と、
前記カプセル内視鏡から信号を受信する受信装置と、からなり、
前記受信装置は、前記カプセル内視鏡から前記通知信号を受信した場合に、患者にその旨を報知するための報知部を備えることを特徴とする、カプセル内視鏡システム。
【請求項１５】
前記報知部は、前記通知信号を受信した後に、受信する画像信号のレベルが所定の閾値よりも高くなった場合に、前記報知を行うことを特徴とする、請求項１４に記載のカプセル内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル内視鏡および該カプセル内視鏡を用いたカプセル内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の体内を診断又は治療するために、先端部にＣＣＤなどの固体撮像素子を備えた電子内視鏡と、該固体撮像素子により生成された画像信号を処理してモニタに出力する電子内視鏡用プロセッサとを備えた電子内視鏡システムが広く知られ、実用に供されている。また、近年、電子内視鏡の挿入部を咽喉部に差し込まれることに因る患者の苦痛を無くすために、患者が嚥下することにより体内（消化管内）に導入される小型のカプセル内視鏡と、患者の体外に配置され、カプセル内視鏡によって撮影された画像を受信する体外受信装置とから構成されるカプセル内視鏡システムが開発されている。
【０００３】
このようなカプセル内視鏡システムで用いられるカプセル内視鏡は、患者によって嚥下されると、所定の撮影間隔で体内の撮影を行いながら消化器官内を流動する。そして、撮影の終了後には、排泄物とともに体外に排出され、回収される。このとき、患者によってカプセル内視鏡がいつ排出されるのかを判断することが困難である。そのため、排泄のたびに回収具を準備したり、排泄物を確認したりする必要があり、大変手間であるとともに不衛生であるといった問題があった。このような問題を解決するために、例えば特許文献１には、カプセル内視鏡が体外に排出される時期が近いことを患者に報知する構成を備えたカプセル内視鏡システムが提案されている。
【０００４】
特許文献１のカプセル内視鏡システムでは、カプセル内視鏡が直腸付近に到達したかどうかを判断し、該判断結果に基づいてカプセル内視鏡が排出される時期が近いことを患者に報知する構成となっている。具体的には、患者の体外に装着された体外装置から送信される電波のレベル、カプセル内視鏡によって取得される体内の物理量（例えばＰＨ値、微生物の有無、圧力、色など）、またはカプセル内視鏡から発せられる磁力レベルなどに基づいてカプセル内視鏡が直腸付近に到達しているかどうかを判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３２９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献1に記載のカプセル内視鏡システムにおいて、体内のカプセル内視鏡の位置を判断することに用いられる電波レベルや磁力レベルは、体内のカプセル内視鏡と体外装置との距離に依存して変化するものである。そのため、体内の近接する位置にある小腸と大腸との区別を明確に行なうことは困難である。例えば、カプセル内視鏡が直腸に密接した小腸内に位置する場合にも、電波レベルや磁力レベルから直腸付近にあると判断されてしまうことがある。また、体内のＰＨ値や色などの物理量に基づいて判断を行う場合にも、これらの物理量は個人差や体調によって様々に変化するものであるため、正確にカプセル内視鏡が大腸に位置することを判断することは困難である。
【０００７】
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、カプセル内視鏡の位置を正確に判別することが可能なカプセル内視鏡およびカプセル内視鏡システム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】
上記の課題を解決するため、本発明により、観察対象の画像信号を生成する撮像部と、撮像部によって生成された画像信号を外部の受信装置に送信する送信部と、カプセル内視鏡の周囲における観察対象の構造を検出する構造検出部と、構造検出部により検出された構造に基づいて、カプセル内視鏡の観察対象内部における位置を判別する位置判別部と、を備えるカプセル内視鏡が提供される。また、本発明のカプセル内視鏡における送信部は、位置判別部によってカプセル内視鏡が大腸に到達したと判断された場合に、その旨を通知する通知信号を送信することを特徴とする。
【０００９】
このように、大腸および小腸を明確に区別することができる構造の違いに基づいて、カプセル内視鏡の位置を判別することにより、カプセル内視鏡が大腸に到達したことを正確に判断し通知することが可能となる。
【００１０】
また、上記構造検出部は、観察対象の断層画像を取得することにより観察対象の構造を検出するものであっても良い。また、上記位置判別部は、構造検出部によって取得された断層画像における、観察対象の絨毛の有無、または管壁の厚さに基づいて、カプセル内視鏡の位置を判別するものであっても良い。
【００１１】
このように、大腸および小腸における明確な相違点である絨毛の有無または管壁の厚さに基づいて、カプセル内視鏡の位置を判別することにより、カプセル内視鏡が大腸に到達したことを正確に判断し通知することが可能となる。
【００１２】
また、上記構造検出部は、低コヒーレント光を用いて観察対象の断層画像を取得するＯＣＴユニットからなるものであっても良い。このように構成することにより、観察対象における高分解能の表層画像を取得することができる。
【００１３】
また、上記構造検出部は、超音波パルスを用いて観察対象の断層画像を取得する超音波ユニットからなるものであっても良い。このように構成することにより、観察対象における深度の深い断層画像を取得することができる。
【００１４】
また、上記位置判別部は、観察対象における絨毛の有無および管壁の厚さの両方に基づいて、カプセル内視鏡の位置を判別するものであっても良い。また、上記構造検出部は、低コヒーレント光を用いて観察対象の断層像を取得するＯＣＴユニット、および超音波パルスを用いて観察対象の断層像を取得する超音波ユニットの両方からなるものであっても良い。このように構成することにより、より高精度にカプセル内視鏡の位置を判別することが可能となる。
【００１５】
また、上記カプセル内視鏡は、カプセル内視鏡が観察対象である管腔の延出方向に対して略平行であるか否かを判断するための平行判断部を更に備える構成としても良い。また、上記構造検出部は、平行判断部によって、カプセル内視鏡が観察対象と平行であると判断された場合に、観察対象の構造を検出するものであっても良い。このように構成することにより、構造検出部において、適切に構造を検出することが可能となる。
【００１６】
また、上記構造検出部は、カプセル内視鏡が体内に導入されてから所定の時間が経過した後に、観察対象の構造を検出するものであっても良い。このように構成することにより、適切なタイミングで構造の検出を行うことが可能となり、無駄な電力の消費を防ぐことができる。
【００１７】
上記カプセル内視鏡は、カプセル内視鏡を観察対象と平行な状態で固定するための固定手段を更に備える構成としても良い。また、固定手段は、バルーンであっても良い。このように構成することにより、構造検出部において、適切に構造を検出することが可能となる。
【００１８】
また、本発明により、上記いずれかの構成を備えるカプセル内視鏡と、カプセル内視鏡から信号を受信する受信装置とからなるカプセル内視鏡システムが提供される。また、受信装置は、カプセル内視鏡から通知信号を受信した場合に、患者にその旨を報知するための報知部を備えることを特徴とする。このように構成することにより、上記の効果に加え、患者に適切なタイミングで排出が近いことを患者に報知することができ、手間をかけることなくかつ衛生的にカプセル内視鏡を回収することが可能となる。
【００１９】
また、上記報知部は、通知信号を受信した後に、受信する画像信号のレベルが所定の閾値よりも高くなった場合に、報知を行うものであっても良い。このようにカプセル内視鏡が大腸に到達したとの通知を受信した上で、カプセル内視鏡が直腸付近に到達したか否かを判断することにより、より正確に排出が近いことを患者に報知することができる。
【発明の効果】
【００２０】
したがって、本発明のカプセル内視鏡およびカプセル内視鏡システムによれば、カプセル内視鏡が大腸に位置することを正確に判別することができ、患者に適切な排出時期を報知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるカプセル内視鏡システムの概略構成を示す図である。
【図２】本発明のカプセル内視鏡における位置判別処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】位置判別処理における平行判断処理の流れを示すフローチャートである。
【図４（ａ）】平行判断処理において取得される通常画像を示す図である。
【図４（ｂ）】通常画像から抽出された影部分を示す図である。
【図４（ｃ）】影部分における最暗領域を示す図である。
【図４（ｄ）】領域ＳＥの設定を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の実施形態におけるＯＣＴユニットの概略構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における大腸判断処理の流れを示すフローチャートである。
【図７（ａ）】本発明の第１の実施形態における大腸判断処理において取得される断層画像を示す図である。
【図７（ｂ）】断層画像に対して平滑化処理が行われた画像を示す図である。
【図７（ｃ）】平滑化された画像に対してエッジ抽出が行われた画像を示す図である。
【図７（ｄ）】最大値Ｙｍａｘおよび最小値Ｙｍｉｎの検出を説明するための図である。
【図８】本発明の受信装置における報知処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるカプセル内視鏡システムの概略構成を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における超音波ユニットの概略構成を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における大腸判断処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２（ａ）】本発明の第２の実施形態における大腸判断処理において取得される断層画像を示す図である。
【図１２（ｂ）】断層画像に対して平滑化処理が行われた画像を示す図である。
【図１２（ｃ）】平滑化された画像に対してエッジ抽出が行われた画像を示す図である。
【図１２（ｄ）】エッジ間距離の求め方について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態におけるカプセル内視鏡システム１の概略構成を示す図である。図１に示すように、カプセル内視鏡システム１は、患者の体内に導入されるカプセル内視鏡１０、および体外に配置され、カプセル内視鏡１０により撮影された画像の信号を受信する受信装置２０から構成される。
【００２３】
カプセル内視鏡１０は、両端面が半球状で中央部が円筒状の形状を有する外装内に、体内の画像を撮影するための対物光学系１１１、複数の光源１１２および撮像部１１３、体外の受信装置２０へ図示しないアンテナを介して画像データを送信するための送信部１１４、各部に電力を供給するためのバッテリー１１５、ならびに各部を制御するための制御部１２０を備えている。また、本実施形態のカプセル内視鏡１０は、管腔壁の断層像を得るためのＯＣＴユニット１５０、ＯＣＴユニット１５０のための透明な凸型の光学ドーム１０５、およびＯＣＴユニット１５０によって取得された断層画像に基づき、カプセル内視鏡１０の位置を判別するための情報処理部１３０を備えている。
【００２４】
また、受信装置２０は、カプセル内視鏡１０から定期的に送信される画像信号を受信して記憶するために、カプセル内視鏡１０による撮影中、患者によって常時携帯される装置である。受信装置２０は、患者の身体表面に分散して取り付けられる複数のアンテナからなるアンテナ部２０１、アンテナ部２０１を介してカプセル内視鏡１０から送信される信号を受信する受信部２０２、受信した信号に基づいて画像処理や報知処理等を行う信号処理部２０３、信号処理部２０３により処理された画像信号を記憶するメモリ２０４、および患者にカプセル内視鏡１０の排出が近いことを報知する報知部２０５を備えている。
【００２５】
まず、本実施形態のカプセル内視鏡システム１における通常画像の取得の流れについて、各部の詳細な構成とともに説明する。尚、ここでいう通常画像とは、カプセル内視鏡１０が備える撮像部１１３によって所定の間隔で撮影される画像のことである。カプセル内視鏡システム１における通常画像の取得は、カプセル内視鏡１０が患者によって嚥下され、体内に導入されることにより開始される。
【００２６】
カプセル内視鏡１０が、患者の体内に導入されると、制御部１２０による制御の下、バッテリー１１５から光源１１２に駆動電流が供給される。光源１１２は、小型のＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなり、駆動電流の供給を受けて観察対象である管腔壁に向かって照明光を射出する。そして、射出された照明光は、管腔壁によって反射され、複数のレンズからなる対物光学系１１１に入射する。対物光学系１１１に入射した光は、ＣＣＤなどの固体撮像素子からなる撮像部１１３の撮像面に結像される。そして、撮像部１１３によって、その撮像面上に結ばれた像がＲＧＢの原色毎に光電変換され、電気信号が生成される。
【００２７】
撮像部１１３によって生成された電気信号は、情報処理部１３０によって画像信号へと変換され、送信部１１４へ出力される。送信部１１４では、入力された画像信号が変調され、図示しないアンテナを介して無線通信によって体外へ送信される。ここで、撮像部１１３による撮影、および送信部１１４における画像信号の送信は、制御部１２０の制御の下、一定の周期（例えば２フレーム／秒）で行われる。
【００２８】
カプセル内視鏡１０の送信部１１４から送信された画像信号は、アンテナ部２０１のいずれかのアンテナを介して、受信部２０２にて受信される。受信部２０２は、受信した画像信号を復調し、信号処理部２０３へ出力する。信号処理部２０３は、受信した画像信号に対してＡ/Ｄ変換などの処理を行い、メモリ２０４へ出力する。信号処理部２０３から出力された画像信号は、メモリ２０４によって時系列に記憶される。
【００２９】
このように、カプセル内視鏡１０が体腔内に導入されてから排出されるまでの間、カプセル内視鏡１０によって所定の間隔で撮影された通常画像は、受信装置２０に送信され、メモリ２０４に記憶される。そして、カプセル内視鏡１０による撮影の終了後、受信装置２０のメモリ２０４によって記憶された画像は、図示しない画像処理装置によって読み出され、所定の画像処理が行われた上でモニタ等に表示される。これにより、診断者が患者の体腔内の状態を観察することができる。
【００３０】
また、本実施形態のカプセル内視鏡システム１は、患者の体内に導入されたカプセル内視鏡１０が直腸付近に到達したことを検知し、患者に対してカプセル内視鏡１０の排出が近いことを報知する構成を備えている。この構成について、図２〜図８を参照して説明する。
【００３１】
まず、図２は、カプセル内視鏡１０における位置判別処理を示すフローチャートである。位置判別処理は、上述の通常画像の撮影および送信と並行して行われる処理であり、カプセル内視鏡１０の制御部１２０による制御の下、情報処理部１３０によって実行される。また、位置判別処理は、カプセル内視鏡１０の位置を判別するための処理であり、さらに詳しくは、カプセル内視鏡１０が、大腸に到達したか否かを判別するための処理である。本実施形態では、カプセル内視鏡１０が体腔内に導入されてから所定の時間が経過したときに、位置判別処理が開始される。この場合の所定の時間とは、一般的にカプセル内視鏡１０が嚥下されてから大腸に到達するまでにかかる時間（例えば約８時間）であり、カプセル内視鏡１０が備える図示しないタイマーによってカウントされる。このように構成することにより、効率よく位置判別処理を行うことができ、無駄に電力を消費することを防ぐことができる。
【００３２】
図２に示されるように、位置判別処理が開始されると、まず、カプセル内視鏡１０が管腔壁に対して平行であるか否かを判断する平行判断処理が行われる（Ｓ１）。具体的には、カプセル内視鏡１０における通常撮影に用いられる対物光学系１１１の光軸と管腔壁とが平行になっているか、すなわち、カプセル内視鏡１０の円筒部分の長尺方向に配置されるＯＣＴユニット１５０の観察面が、管腔壁と平行になっているかが判断される。この平行判断処理は、後述するＯＣＴユニット１５０による断層画像の取得を適切に行うための処理である。
【００３３】
平行判断処理について、図３および図４を参照して説明する。図３は、平行判断処理の流れを示すフローチャートであり、図４は、平行判断処理における画像処理を説明するための図である。平行判断処理では、まず、図４（ａ）に示されるような通常画像の取得が行われる（Ｓ１１）。ここでいう通常画像とは、撮像部１１３によって定期的に撮影されるＲＧＢ画像のことである。次に、取得した通常画像に含まれる輝度値に基づいて、影部分が抽出される（Ｓ１２）。ここでは、所定のレベル以下の輝度値を有する領域が影部分として抽出される。図４（ｂ）は、図４（ａ）の画像から抽出された影部分を示す図である。
【００３４】
続いて、抽出された影部分から、最も暗い領域（最暗領域）が抽出される（Ｓ１３）。ここでは、まずＳ１２にて抽出された影部分が、さらに数段階の輝度レベルに分類される。そして、図４（ｃ）に示されるように、その中で最も輝度値の低い領域が最暗領域として抽出される。続いて、Ｓ１３にて抽出された最暗領域が、設定領域ＳＥ内にあるか否かが判断される（Ｓ１４）。設定領域ＳＥは、術者によって予め設定される領域である。本実施形態では、カプセル内視鏡１０が管腔の中心に位置する場合に、管腔壁と平行になることを考慮して、図４（ｄ）に示されるように、画像の中心付近における矩形の領域を設定領域ＳＥとする。この設定領域ＳＥは任意に変更可能であり、患者の体格等によって大きさや位置を適宜設定することができる。
【００３５】
そして、Ｓ１３にて抽出された最暗領域が、設定領域ＳＥ内にある場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、カプセル内視鏡１０は管腔壁に対して平行であると判断される（Ｓ１５）。一方、最暗領域が設定領域ＳＥ内にない場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、カプセル内視鏡１０は管腔壁に対して平行でないと判断される（Ｓ１６）。このとき、抽出された最暗領域の全てが設定領域ＳＥ内に含まれる必要はなく、最暗領域の一部が設定領域ＳＥ内にある場合に、設定領域ＳＥ内にあると判断することができる。そして、Ｓ１５またはＳ１６にてカプセル内視鏡１０が平行か否かの判断がなされると、平行判断処理が終了し、位置判別処理へと戻る。
【００３６】
図２に戻って、続くＳ２では、平行判断処理においてカプセル内視鏡１０が管腔壁に対して平行であると判断されたか否かが判断される。ここで、平行であると判断された場合には（Ｓ２：Ｙｅｓ）、Ｓ３の処理へ進む。一方、平行でないと判断された場合には（Ｓ２：Ｎｏ）、再度Ｓ１の処理へと戻る。そして、平行判断処理にて平行であると判断されるまで、Ｓ１およびＳ２の処理が繰り返される。
【００３７】
続いて、Ｓ３では、制御部１２０の制御の下、ＯＣＴユニット１５０が起動される。図５は、本実施形態におけるＯＣＴユニット１５０の概略構成を示す図である。ＯＣＴユニット１５０は、低コヒーレント光を用いて、観察対象の断層画像、特に表層付近における高解像度の断層画像を取得するためのものである。図５に示されるように、ＯＣＴユニット１５０は、光学系１５１、フォトカプラ１５２、光源１５３、参照鏡１５４、検出部１５５、Ａ/Ｄ変換部１５６、およびタイミングコントローラ１５７から構成される。
【００３８】
ＯＣＴユニット１５０が起動されると、まず、制御部１２０による制御の下、タイミングコントローラ１５７によって光源１５３が駆動される。光源１５３は、ＳＬＤ（Super  Luminescent  Diode）からなり、タイミングコントローラ１５７によって駆動されることにより、低コヒーレント光を放射する。光源１５３から放射された低コヒーレント光は、フォトカプラ１５２に入射する。フォトカプラ１５２は、入射する低コヒーレント光を、光学系１５１へ向かう光と参照鏡１５４へ向かう光とに分岐する。フォトカプラ１５２の分岐比は、例えば光学系１５１に向かう光の量を入射光量の約５０％、参照鏡１５４に向かう光の量を入射光量の約５０％に設定することができる。また、上記分岐比は、検出部１５５が受光する光量が、管腔壁の断層画像が鮮明に取得できる範囲に入るように、任意の値に変更することも可能である。
【００３９】
フォトカプラ１５２で分岐されて光学系１５１に入射した光は、光学系１５１によって管腔壁に集光される。そして、管腔壁で反射した光は、再び光学系１５１に入射し、フォトカプラ１５２に導かれる。一方、フォトカプラ１５２で分岐されて参照鏡１５４へと向かった光は、参照鏡１５４の反射面によって反射され、フォトカプラ１５２に導かれる。
【００４０】
管腔壁からの反射光および参照鏡１５４からの反射光は、フォトカプラ１５２を介して合流した後、検出部１５５により受光される。そして、検出部１５５では、二種類の反射光から検出した干渉パタンに対応する信号が生成される。検出部１５５で生成された信号は、Ａ/Ｄ変換部１５６へ出力される。そして、Ａ/Ｄ変換部１５６によってＡ/Ｄ変換され、情報処理部１３０へと送られる。情報処理部１３０では、受信した干渉パタンに対応する信号に対して周知の画像処理が施され、管腔壁に関する断層画像が生成される。
【００４１】
図２に戻って、Ｓ３にてＯＣＴユニット１５０が起動されると、続いてＯＣＴユニット１５０によって取得される断層画像に基づいて、カプセル内視鏡１０が大腸に到達したか否かを判断するための大腸判断処理が行われる（Ｓ４）。大腸判断処理について、図６および図７を参照して説明する。図６は、大腸判断処理の流れを示すフローチャートであり、図７は、大腸判断処理における画像処理を説明するための図である。大腸判断処理では、まず、ＯＣＴユニット１５０による断層画像が取得される（Ｓ４１）。ここで、ＯＣＴユニット１５０によって取得される断層画像の例を図７（ａ）に示す。尚、図７（ａ）〜図７(ｄ）において、紙面上左側に示される画像Ｓは、小腸の断層画像の例を示す図であり、紙面上右側に示される画像Ｌは、大腸の断層画像の例を示す図である。
【００４２】
続いて、取得された断層画像に対して、平滑化処理が行われる（Ｓ４２）。平滑化処理では、平滑化フィルタなどによって画像におけるノイズ成分が除去され、図７（ｂ）に示されるような画像とされる。続いて、平滑化された画像に対して、エッジの抽出が行われる（Ｓ４３）。これにより、図７（ｃ）に示すように、管腔壁の表層構造が抽出される。続いて、抽出されたエッジがＸ−Ｙ座標に当てはめられる。そして、図７（ｄ）に示すように、Ｙ座標における最大値Ｙｍａｘおよび最小値Ｙｍｉｎがそれぞれ検出される。そして、検出されたＹｍａｘ値およびＹｍｉｎ値の差Ｙｄが算出される（Ｓ４４）。ここで算出される差Ｙｄは、管腔壁の表面における凹凸の度合いを示す値である。
【００４３】
続くＳ４５にて、算出されたＹｄの値が閾値よりも小さいか否かが判断される（Ｓ４５）。この場合の閾値は、一般的小腸における絨毛の高さである０．４ｍｍ〜１ｍｍの内、最大値である１ｍｍに設定される。そして、Ｙｄの値が閾値より小さい場合（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、カプセル内視鏡１０は、大腸に到達したと判断される（Ｓ４６）。一方、Ｙｄの値が閾値以上である場合（Ｓ４５：Ｎｏ）、カプセル内視鏡１０は、未だ小腸に位置すると判断される（Ｓ４７）。このように、ＯＣＴユニット１５０によって管腔壁の表層構造を検出し、該表層構造から小腸特有の構造である絨毛の有無を検出することにより、カプセル内視鏡１０が小腸および大腸のいずれに位置するかを明確に判別することができる。Ｓ４６またはＳ４７にてカプセル内視鏡が大腸にあるか否かの判断がなされると、大腸判断処理が終了し、位置判別処理へと戻る。
【００４４】
図２に戻って、続くＳ５では、大腸判断処理によってカプセル内視鏡１０が大腸に到達したと判断されたか否かが判断される。そして、カプセル内視鏡１０が大腸に到達したと判断された場合（Ｓ５：Ｙｅｓ）、Ｓ６の処理へと進む。一方、カプセル内視鏡１０が大腸に到達していないと判断された場合（Ｓ５：Ｎｏ）、Ｓ１の処理へ戻り、カプセル内視鏡１０が大腸に到達したと判断されるまで、Ｓ１からＳ５の処理が繰り返される。
【００４５】
続くＳ６では、カプセル内視鏡１０が大腸に到達したことを通知するための通知信号が生成され、送信部１１４から受信装置２０へと送信される。これにより、カプセル内視鏡１０における位置判別処理が終了する。尚、位置判別処理における平行判断処理および大腸判断処理は、所定の回数繰り返し行う構成とすることもできる。そして、各判断処理において所定の回数以上、平行である／大腸であると判断された場合のみ、次の処理へと進むことにより、カプセル内視鏡１０における位置判別の精度を向上させることができる。
【００４６】
続いて、受信装置２０における報知処理について説明する。受信装置２０における報知処理は、カプセル内視鏡１０から送信される画像信号の受信および記憶処理と並行して、信号処理部２０３によって実行される。図８は、受信装置２０における報知処理の流れを示すフローチャートである。受信装置２０では、まず、カプセル内視鏡１０から、カプセル内視鏡が大腸に到達したことを通知する通知信号を受信したか否かが判断される（Ｓ２０１）。そして、カプセル内視鏡１０から通知信号を受信していない場合（Ｓ２０１：Ｎｏ）は、通知信号を受信するまで、通常画像の受信／記憶処理を行う。一方、カプセル内視鏡１０から通知信号を受信した場合は（Ｓ２０１：Ｙｅｓ）、Ｓ２０２の処理へ進む。
【００４７】
Ｓ２０２では、通知信号受信後に受信する画像信号のレベルが、閾値より大きいか否かが判断される。ここで、受信装置２０は、患者によって予め直腸付近に装着されている。そのため、受信装置２０が受信する画像信号のレベルにより、カプセル内視鏡１０が直腸付近に到達したか否かを判別することができる。そして、受信する画像信号のレベルが閾値以下である場合（Ｓ２０２：Ｎｏ）、カプセル内視鏡１０は、いまだ直腸付近には到達していないと判断し、画像信号のレベルが閾値より大きくなるまで、通常画像の受信／記憶処理が行われる。
【００４８】
一方、受信した画像信号のレベルが、閾値よりも大きい場合（Ｓ２０２：Ｙｅｓ）、カプセル内視鏡１０が、直腸付近に到達したと判断される（Ｓ２０３）。そして、信号処理部２０３より、報知部２０５へ患者に対して報知を行うよう指示がなされる。報知部２０５は、信号処理部２０３からの指示を受け、報知音を発生させることにより、次回の排泄時にカプセル内視鏡１０が排出される可能性が高いことを患者に報知する。また、報知部２０５では、報知音を発生する以外にも、受信装置２０が備える発光部（不図示）を発光させたり、表示部（不図示）にカプセル内視鏡１０の排出が近い旨のメッセージを表示させるなど、様々な方法で患者に報知することができる。
【００４９】
上述のように、本実施形態ではＯＣＴユニット１５０によって取得された断層画像から、管壁表層における凹凸（絨毛）の有無を検出し、カプセル内視鏡１０が大腸に到達したか否かを判断する。このように、大腸と小腸との明確な相違点である絨毛の有無に基づいて位置を判別することにより、カプセル内視鏡１０が大腸に到達したことを正確に判断することができる。さらに、カプセル内視鏡１０が大腸に到達したと判断した上で、受信装置２０によって受信する画像信号のレベル強度に基づいて、カプセル内視鏡１０が直腸付近に到達したか否かが判断される。これにより、より正確に排出が近いことを患者に報知することができ、手間をかけることなく容易にカプセル内視鏡１０を回収することが可能となる。
【００５０】
続いて、本発明の第２の実施形態について説明する。図９は、本発明の第２の実施形態におけるカプセル内視鏡システム１ａの概略構成を示す図である。図９に示されるように、本実施形態においては、カプセル内視鏡１０ａが第１の実施形態におけるＯＣＴユニット１５０に替えて、超音波ユニット１６０を備える点において第１の実施形態と相違する。カプセル内視鏡システム１ａにおけるその他の構成については、第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態と同様の番号を付し、以降の説明も省略する。
【００５１】
図１０は、超音波ユニット１６０の概略構成を示す図である。超音波ユニット１６０は、超音波パルスを用いて、観察対象の断層画像、特に深度の深い断層画像を取得するためのものである。図１０に示すように超音波ユニット１６０は、超音波送受信部１６１、パルサ１６２、タイミングコントローラ１６３、レシーバ１６４、およびＡ／Ｄ変換部１６５から構成される。超音波ユニット１６０が起動されると、まず、制御部１２０の制御の下、タイミングコントローラ１６３からパルサ１６２へ駆動信号が供給される。パルサ１６２は、タイミングコントローラ１６３からの駆動信号に基づいて、超音波送受信部１６１に超音波パルスを発生させるための励起パルスを出力する。パルサ１６２からの励起パルスを受信した超音波送受信部１６１は、管腔壁に向かって超音波パルスを照射する。
【００５２】
超音波パルスの照射後、管腔壁からのエコー信号が超音波送受信部１６１で受信される。超音波送受信部１６１は、受信したエコー信号をレシーバ１６４へ出力する。レシーバ１６４は、超音波送受信部１６１から出力されたエコー信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換部１６５へ出力する。Ａ／Ｄ変換部１６５は、レシーバ１６４からのエコー信号に対してＡ／Ｄ変換を行ない、情報処理部１３０へ出力する。情報処理部１３０では、受信したエコー信号に対して、周知の画像処理が施され断層画像が生成される。
【００５３】
本実施形態のカプセル内視鏡システム１ａでは、第１の実施形態と同様に、カプセル内視鏡１０ａにおける位置判別処理および受信装置２０における報知処理が行われる。ここで、本実施形態では、位置判別処理における大腸判断処理が超音波ユニット１６０によって取得される断層画像を用いる点において第１の実施形態と相違し、その他の処理については第１の実施形態と同様である。
【００５４】
図１１および図１２を参照して、本実施形態における大腸判断処理について説明する。図１１は、大腸判断処理の流れを示すフローチャートであり、図１２は、大腸判断処理における画像処理を説明するための図である。本実施形態における大腸判断処理では、まず、超音波ユニット１６０による断層画像が取得される（Ｓ４０１）。ここで、取得される断層画像の例を図１２（ａ）に示す。
【００５５】
続いて、取得された断層画像に対して、平滑化処理が行われる（Ｓ４０２）。平滑化処理では、平滑化フィルタなどによって画像におけるノイズ成分が除去され、図１２（ｂ）に示されるような画像とされる。続いて、平滑化された画像に対して、エッジの抽出が行われる（Ｓ４０３）。これにより、図１２（ｃ）に示すように、管腔壁の断層構造が抽出される。続いて、抽出された断層構造から、管腔壁の厚さ（管壁厚）Ｄｐが算出される（Ｓ４０４）。具体的には、まず、最小二乗法によって抽出されたエッジ部が滑らかにされる。そして、図１２（ｄ）に示すように、エッジ部分に複数の法線が引かれ、エッジ間の距離Ｄｐ１〜Ｄｐ３が求められる。そして、求められたＤｐ１〜Ｄｐ３の平均値が断層画像における管壁厚Ｄｐとされる。本実施形態では、図１２（ｄ）に示すように、３本の法線を引いて、３つの値Ｄｐ１〜Ｄｐ３からＤｐを算出している。ここで、３本以上の法線を引いて、３つ以上の値からＤｐを算出する構成としても良い。一般に、引く法線の数を増やせば増やすほど、より正確な管壁厚Ｄｐを求めることができる。
【００５６】
続いて、算出された管壁厚Ｄｐが閾値よりも小さいか否かが判断される（Ｓ４１５）。ここで、一般的に大腸の管腔壁は小腸の管腔壁よりも薄い構造となっている、そのため、この場合の閾値は、一般的な小腸の管壁厚である５ｍｍよりも小さい値（例えば３ｍｍ）が設定される。そして、管壁厚Ｄｐが閾値よりも小さい場合（Ｓ４１５：Ｙｅｓ）、カプセル内視鏡１０は、大腸に位置すると判断される（Ｓ４１６）。一方、管壁厚Ｄｐが閾値以上である場合（Ｓ４１５：Ｎｏ）、カプセル内視鏡１０は、未だ小腸に位置すると判断される（Ｓ４１７）。このように、超音波ユニット１６０によって管腔壁の断層構造を検出し、該断層構造から管腔壁の厚さを検出することにより、カプセル内視鏡１０が小腸および大腸のいずれに位置するかを明確に判別することができる。Ｓ４１６またはＳ４１７にてカプセル内視鏡が大腸にあるか否かの判断がなされると、大腸判断処理が終了し、位置判別手段へと戻る。尚、本実施形態においても、位置判別処理における大腸判断処理を所定の回数繰り返し行い、所定の回数以上大腸であると判断された場合のみ、次の処理へと進む構成としても良い。
【００５７】
その後は、第１の実施形態と同様に、大腸判断処理における判断結果に基づいて、カプセル内視鏡１０ａから受信装置２０へ通知信号が送信される。そして、受信装置２０において画像信号のレベルに基づいた報知処理が行われる。そして、受信装置２０によって、カプセル内視鏡１０ａが直腸付近に到達したと判断されると、報知部２０５によって報知音を発生させることなどにより、次回の排泄時にカプセル内視鏡１０が排出される可能性が高いことを患者に報知する。
【００５８】
上述のように、本実施形態では超音波ユニット１６０によって取得された断層画像から、管腔壁の厚さを検出し、カプセル内視鏡１０ａが大腸に到達したか否かを判断する。このように、大腸と小腸との明確な相違点である管腔壁の厚みの違いに基づいてカプセル内視鏡１０ａの位置を判別することにより、カプセル内視鏡１０ａが大腸に到達したことを正確に判断することができる。そして、第１の実施形態と同様に、カプセル内視鏡１０ａが大腸に到達したと判断した上で、受信装置２０によって受信する画像信号のレベル強度に基づいて、カプセル内視鏡１０ａが直腸付近に到達したか否かが判断される。これにより、より精確に排出が近いことを患者に報知することができ、手間をかけることなく容易にカプセル内視鏡１０ａを回収することが可能となる。
【００５９】
以上が本発明の実施形態であるが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲において様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、カプセル内視鏡がＯＣＴユニットまたは超音波ユニットのいずれかを備える構成となっていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、カプセル内視鏡がＯＣＴユニットおよび超音波ユニットの両方を備える構成としても良い。このように構成し、管腔壁における絨毛の有無および、管壁の厚みの両方に基づいて大腸の判断を行うことにより、よりカプセル内視鏡の位置判別の精度をさらに向上させることができる。
【００６０】
また、上記実施形態では、平行判断処理において、通常画像の影部分からカプセル内視鏡が管腔壁に対して平行であるかの判断を行っていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、このような平行判断処理を行う代わりに、カプセル内視鏡に、自身を管腔壁と平行に固定するための固定手段を備える構成としても良い。具体的には、カプセル内視鏡に伸縮自在のバルーンを備え、所定の時間経過後に、バルーンを膨らませることによって、カプセル内視鏡を管腔の中央で固定させるようにしても良い。これにより、カプセル内視鏡を管腔壁と平行に位置させることが可能となるため、この状態において大腸判断処理を行うことができる。そして、このように構成することにより、適切に断層画像を取得することが可能となり、大腸判断処理における精度をより向上させることが可能となる。
【００６１】
また、上記実施形態では、カプセル内視鏡の情報処理部によって、ＯＣＴユニットまたは超音波ユニットで取得された断層画像に基づいたカプセル内視鏡の位置判別がなされる構成となっているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、カプセル内視鏡から、通常画像信号とともに断層画像信号を受信装置へ送信し、受信装置によって受信した断層画像信号に基づいて、カプセル内視鏡の位置を判別する構成としても良い。このように構成することにより、カプセル内視鏡における処理を軽減することができ、消費電力を抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【００６２】
１  カプセル内視鏡システム
１０  カプセル内視鏡
２０  受信装置
１３０  情報処理部
１５０  ＯＣＴユニット
１６０  超音波ユニット
２０３  信号処理部
２０５  報知部
【図１】
2011000203.tif 000003
【図２】
2011000203.tif 000004
【図３】
2011000203.tif 000005
【図４（ａ）】
2011000203.tif 000006
【図４（ｂ）】
2011000203.tif 000007
【図４（ｃ）】
2011000203.tif 000008
【図４（ｄ）】
2011000203.tif 000009
【図５】
2011000203.tif 000010
【図６】
2011000203.tif 000011
【図７（ａ）】
2011000203.tif 000012
【図７（ｂ）】
2011000203.tif 000013
【図７（ｃ）】
2011000203.tif 000014
【図７（ｄ）】
2011000203.tif 000015
【図８】
2011000203.tif 000016
【図９】
2011000203.tif 000017
【図１０】
2011000203.tif 000018
【図１１】
2011000203.tif 000019
【図１２（ａ）】
2011000203.tif 000020
【図１２（ｂ）】
2011000203.tif 000021
【図１２（ｃ）】
2011000203.tif 000022
【図１２（ｄ）】
2011000203.tif 000023