(57)【要約】【課題】電子内視鏡を用いた遠隔医療において異なる場所においてそれぞれ最適な画像を表示する。【解決手段】撮像素子から出力される画像信号に基づいて観察画像を生成する第１の画像処理部と該撮像素子から出力される画像信号をそのままあるいは該第１の画像処理部によって画像処理を施して無線送信する無線モジュールとを有する電子内視鏡、及び該電子内視鏡から無線送信される画像信号を受信する無線モジュールと受信した画像信号に基づいて観察画像を生成する第２の画像処理部とを有する受信装置を備える電子内視鏡システムであって、電子内視鏡は、第１の画像処理部の画像処理を制御するための指示を入力する第１の入力手段を有し、さらに第１の入力手段の制御に基づく画像処理が行われる前の画像信号を受信装置に送信し、受信装置は、第２の画像処理部の画像処理を制御するための指示を入力する第２の入力手段を有する電子内視鏡システムを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子から出力される画像信号に基づいて観察画像を生成する第１の画像処理部と該撮像素子から出力される画像信号をそのままあるいは該第１の画像処理部によって画像処理を施して無線送信する送信用の無線モジュールとを有する電子内視鏡、及び該電子内視鏡から無線送信される画像信号を受信する受信用の無線モジュールと受信した画像信号に基づいて観察画像を生成する第２の画像処理部とを有する受信装置、を備える遠隔医療用の電子内視鏡システムであって、
前記電子内視鏡は、前記第１の画像処理部の画像処理を制御するための指示を入力する第１の入力手段を有し、
前記電子内視鏡は、前記第１の入力手段の制御に基づく画像処理が行われる前の画像信号を前記受信装置に送信し、
前記受信装置は、前記第２の画像処理部の画像処理を制御するための指示を入力する第２の入力手段を有する、
ことを特徴とする遠隔医療用の電子内視鏡システム。
【請求項２】
前記電子内視鏡から前記受信装置に送信される画像信号は、前記撮像素子から出力されるＲＡＷデータであることを特徴とする請求項１に記載の遠隔医療用の電子内視鏡システム。
【請求項３】
前記電子内視鏡から前記受信装置に送信される画像信号は、γ補正が施された後の画像信号であることを特徴とする請求項１に記載の遠隔医療用の電子内視鏡システム。
【請求項４】
前記受信装置は、前記電子内視鏡用のビデオプロセッサであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の遠隔医療用の電子内視鏡システム。
【請求項５】
前記第１の入力手段は、前記電子内視鏡の操作部に設けられた操作ボタンであること特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の遠隔医療用の電子内視鏡システム。
【請求項６】
前記第１の入力手段には静止画像を生成するためのフリーズ手段が含まれることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の遠隔医療用の電子内視鏡システム。
【請求項７】
前記第２の入力手段は、前記電子内視鏡用のビデオプロセッサのフロントパネルに設けられた観察画像の彩度、輝度、エンハンスのうち少なくとも１つを調整するための調整部であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の遠隔医療用の電子内視鏡システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子内視鏡システムに関し、より詳しくは、遠隔医療において画像の送信側と受信側とでそれぞれ所望の設定で画像表示を行うことが可能な電子内視鏡システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子内視鏡の体腔内挿入部の先端部に設けられた撮像素子によって体腔内の部位を撮像し、電子内視鏡に接続されたビデオプロセッサによって撮像画像を生成してモニタに出力する電子内視鏡システムが広く実用に供されている。そして、近年では、電子内視鏡とビデオプロセッサとの間の画像信号の送受信を無線により行う電子内視鏡システムも提案されている。このような電子内視鏡システムの一例として、特許文献１や特許文献２に記載されているものがある。
【０００３】
特許文献１の電子内視鏡システムでは、電子内視鏡においてＣＣＤから出力される画像信号が、信号処理回路において、相関二重サンプリング、オートゲインコントロール、ホワイトバランス、エンハンス（輪郭強調）、γ補正などの画像処理によって観察画像に変換される。変換された観察画像の信号は、トランスミッタから無線によってビデオプロセッサに送信される。そして、ビデオプロセッサが当該信号に対して復調、色調整やノイズリダクションといった信号処理を施すことにより、観察画像がモニタに表示される。
【０００４】
また、特許文献２の電子内視鏡システムにおいては、従来の有線型の電子内視鏡を接続するビデオプロセッサに受信用の無線モジュールを装着し、電子内視鏡から無線により送信された画像信号を無線モジュールにて受信する。電子内視鏡では、撮像素子から出力される画像信号が無線送信用に変調された後、ビデオプロセッサに装着された受信用の無線モジュールに無線送信される。該受信用の無線モジュールは、電子内視鏡から画像信号を受信して信号を復調する。該復調された画像信号には、従来と同様に、ビデオプロセッサにおいて画像処理が施される。これにより得られた観察画像をモニタに表示する。従って、電子内視鏡が有線型であるか無線型であるかに関係なく単一のビデオプロセッサにおいて観察画像を生成して表示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２５０７５８号公報
【特許文献２】特開２００７−６１２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、遠隔医療においては、電子内視鏡を操作する術者と内視鏡画像を観察する診断者とが異なる場所において別個のモニタを用いて観察を行う。例えば、術者が救急車内において電子内視鏡を操作し、診断者が病院内の診療室において電子内視鏡からの画像を観察する場合や、人身事故現場において術者が傷病者に対して気管挿管を行う際に、術者が電子内視鏡により撮像した傷病者の体腔内の観察画像を病院などの施設内にいる専門医に送信して専門医から助言を求める場合などが挙げられる。このような場合、特許文献１のような電子内視鏡システムにおいては、診断者は、術者による設定に基づいて信号処理された画像を観察するため、診断に最適な画像がモニタに表示されるとは限らない。そして、術者が静止画像を撮るためにフリーズ処理を繰り返し行った場合、診断者は予期せず繰り返し静止する画像を観察しながら診断を行わなければならない。このため、診断者による診断に支障をきたす可能性がある。また、診断者が所望の観察画像をモニタに表示させるために術者に電子内視鏡の操作などの指示を伝えることができたとしても、術者は、診断者からの指示がある度に電子内視鏡の操作を中断する必要があるため、電子内視鏡の操作に専念することができない。また、特許文献２のような電子内視鏡システムにおいては、従来の有線型の電子内視鏡に対応するビデオプロセッサを用いて無線送信された画像信号を処理することは考慮されているものの、術者と診断者の双方にそれぞれ所望の調整を行った画像を表示させることについては想定されていない。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、電子内視鏡を用いた遠隔医療において、電子内視鏡を操作する術者にも電子内視鏡から無線送信された画像を観察する診断者にも施術あるいは診断に適切な観察画像を生成することができる電子内視鏡システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態による電子内視鏡システムは、撮像素子から出力される画像信号に基づいて観察画像を生成する第１の画像処理部と該撮像素子から出力される画像信号をそのままあるいは該第１の画像処理部によって画像処理を施して無線送信する送信用の無線モジュールとを有する電子内視鏡、及び該電子内視鏡から無線送信される画像信号を受信する受信用の無線モジュールと受信した画像信号に基づいて観察画像を生成する第２の画像処理部とを有する受信装置、を備える遠隔医療用の電子内視鏡システムであって、電子内視鏡は、第１の画像処理部の画像処理を制御するための指示を入力する第１の入力手段を有し、電子内視鏡は、第１の入力手段の制御に基づく画像処理が行われる前の画像信号を受信装置に送信し、受信装置は、第２の画像処理部の画像処理を制御するための指示を入力する第２の入力手段を有する。好ましくは、電子内視鏡から受信装置に送信される画像信号は、撮像素子から出力されるＲＡＷデータである。あるいは、電子内視鏡から受信装置に送信される画像信号は、γ補正が施された後の画像信号である。このため、電子内視鏡からどの段階の処理が施された画像信号を送信するかに合わせて、受信装置の画像処理部を柔軟に構成することができる。
【０００９】
さらに好ましくは、受信装置は電子内視鏡用のビデオプロセッサである。また、第１の入力手段は、電子内視鏡の操作部に設けられた操作ボタンである。そして、第１の入力手段には静止画像を生成するためのフリーズ手段が含まれる。従って、電子内視鏡を操作する術者がフリーズを繰り返して静止画像を連続してモニタに表示させても、受信装置を操作する診断者のモニタには画像を静止させることなく表示し続けることができる。このため、本発明の構成を有する電子内視鏡を使用することによって、術者及び診断者の双方に最適な画像表示を実現して作業効率を向上させることができる。さらに、第２の入力手段は、電子内視鏡用のビデオプロセッサのフロントパネルに設けられた観察画像の彩度、輝度、エンハンスのうち少なくとも１つを調整するための調整部である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電子内視鏡システムによれば、互いに離れた術者と診断者とが観察画像を共有して表示しつつ、それぞれが所望する設定に合わせて画像表示を独立して変更することができるため、術者と診断者の双方に最適な画像表示を実現して効率のよい遠隔医療を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態における電子内視鏡システムの概略を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態における電子内視鏡の画像処理部の概略を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態における電子内視鏡システムについて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の第１の実施形態における電子内視鏡システム１００の構成を示すブロック図である。電子内視鏡システム１００は、電子内視鏡１、ビデオプロセッサ２、モニタ３，４、光源装置５を備える。本実施形態においては、電子内視鏡１を操作する術者とビデオプロセッサ２を操作する診断者は、互いに離れた場所にいて、遠隔医療を行うものとする。光源装置５は、光ファイバ束から構成されたライトガイド１９を介して電子内視鏡１の同じく光ファイバ束から構成されたライトガイド１８と光学的に接続されている。光源装置５は、ハロゲンランプやキセノンランプや白色ＬＥＤなどの光源、照明光の伝搬路であるライトガイド１９の入射端に光源からの光を集光する集光レンズ、光源とライトガイド１９との間に設けられ光源からの白色光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光に順次色分解するためのカラーフィルタ、画像信号をフレームメモリに書き込む際のタイミングパルスや垂直同期信号に同期してカラーフィルタが回転するようにカラーフィルタの速度と位相を制御するためのカラーフィルタ回転制御回路、照明光の光量を調整するための光量絞り、光量絞りを制御する回路などを有し、面順次方式にて照明光を生成する。なお、撮像方式は、面順次方式の代わりに同時方式の撮像方式を採用してもよい。すなわち、光源の白色光をそのままライトガイドに集光して伝搬させて観察対象部位に照射し、撮像素子上にオンチップ化された補色フィルタによって補色信号を分離し、この補色信号をＲ，Ｇ，Ｂの原色信号に変換して、この原色信号を色差マトリクスによって色差信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙを得ることができる。また、光源装置５を用いる代わりに電子内視鏡１内に光源部を設ける構成としてもよい。
【００１４】
電子内視鏡１には、その先端（体腔内挿入部の先端）から基端（操作部あるいは操作部に連なる画像処理部などが設けられた部分）にかけてライトガイド１８が延在している。光源装置５により発生された照明光はライトガイド１８，１９によって電子内視鏡１の挿入部の先端に伝搬される。挿入部の先端部にはライトガイド１８を介して伝搬された照明光を観察対象部位に照射するための配光レンズ６が配置されている。また、挿入部の先端部には配光レンズ６の他に対物レンズ７が設けられており、その後段にＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）などの撮像素子８が配置されている。撮像素子８からの画像信号の読み出しは、駆動制御部１７により制御される。
【００１５】
ライトガイド１８から出射された照明光は、配光レンズ６を介して観察対象部位に到達する。照明光は観察対象部位によって反射され、対物レンズ７に入射した後、撮像素子８の撮像面に到達する。従って、観察対象部位の像は対物レンズ７によって撮像素子８の撮像面に結ばれる。撮像素子８によって受光された照明光は光電変換され、ケーブルを介して画像信号として電子内視鏡１内に設けられたＡＤＣ（Analog Digital Converter）１０にアナログ伝送される。画像信号はＡＤＣ１０においてデジタル信号化された後、電子内視鏡１内に設けられた画像処理部１１に送られる。画像処理部１１では、画像表示に適切な色再現がなされるように種々の画像処理が施される。
【００１６】
図２に、電子内視鏡１内に設けられた画像処理部１１の構成を示す。ＡＤＣ１０から画像処理部１１に送られた画像信号は、まずホワイトバランス処理部１１ａにおいてホワイトバランスが取られる。ホワイトバランス処理部１１ａは、光源の色温度やライトガイドの分光特性などで変化した色再現を補正する。具体的には、被写体の白い部分でＲＧＢ信号のそれぞれの振幅値が等しくなるようにゲインを調整する。次に、画素補間処理部１１ｂにおいて、画像信号が有する被写体の像の画像データのうち、画素欠陥が発生している画素から取得したデータに対し、画素欠陥位置の周辺に存在する画素に基づく補間処理が行われる。そして、エンハンス処理部１１ｃにおいて、エンハンスにより画像内の像の輪郭を強調する処理が行われる。続いて、色マトリクス補正部１１ｄにおいて、ゲイン調整などの色補正処理が行われる。次に、γ補正部１１ｅにおいて、モニタに表示される観察画像の明るさや彩度の調整を行うためのγ補正処理が行われる。γ補正が施されて画質最適化が行われた画像信号は、設定値変更部１１ｆに送られる。ここで、操作部のボタン群９には、モニタ３に表示される観察画像の彩度、輝度、エンハンスなどを調整するためのボタンが含まれている。設定値変更部１１ｆは、術者がこれらのボタンを操作することによって送信される操作信号を電子内視鏡１内のＣＰＵ（図示せず）を介して受信し、該操作信号に基づいて、受信した画像信号に対して彩度、輝度、エンハンスなどの各種設定値の変更を行う。設定値変更部１１ｆにより設定値が変更された画像信号は、Ｙ色差変換部１１ｇに送られてＹ色差変換によりＲＧＢ信号からＹ色差信号に変換される。なお、γ補正部１１ｅにおいてγ補正が施された画像信号は変調部１２にも送られる。また、Ｙ色差変換部１１ｇによりＹ色差信号に変換された画像信号は電子内視鏡１内に設けられたメモリ１４に送られる。よって、遠隔地にあるビデオプロセッサ２には設定値変更部１１ｆによる処理を行う前の画像信号を送ることができる。このため、例えば、電子内視鏡１側では、術者が所望する設定により観察画像を生成してモニタ３に表示する一方で、遠隔地にあるビデオプロセッサ２側では、診断者が特殊観察用の画像処理を施して画像をモニタ４に表示することもできるため、電子内視鏡システム１００における画像処理の独立性や自由度を高めることができる。
【００１７】
メモリ１４は、Ｙ色差変換部１１ｇからの画像信号を格納する。そして、格納された画像信号は、図示しないタイミングジェネレータから出力されるタイミング信号に対応する所定のタイミングで読み出されて電子内視鏡１内に設けられたＤＡＣ（Digital Analog Converter）１５に送られる。ここで、所定のタイミングとは、例えば、１秒あたり３０フレームから構成される動画がモニタ３に表示できるタイミングなどをいう。ＤＡＣ１５によって画像信号はアナログ信号に変換されて出力部１６に送られ、出力部１６において、モニタ３の表示方式に適したビデオ信号に変換された後、かかるビデオ信号は、モニタ３に送られ、観察画像として表示される。一方、変調部１２に送られた画像信号は、搬送波である電波に該画像信号を載せる処理が行われた後、電子内視鏡１内に設けられた無線（ＲＦ；Radio Frequency）モジュール１３を経由して受信装置としてのビデオプロセッサ２に無線によって送信される。
【００１８】
ＲＦモジュール１３から送信された電波は、ビデオプロセッサ２内のＲＦモジュール２０によって受信された後、ビデオプロセッサ２内の復調部２１に送られる。該復調部２１にて、受信された信号は、復調されてベースバンドの画像信号に変換された後、ビデオプロセッサ２内の画像処理部２２に入力される。ビデオプロセッサ２のフロントパネル２６には、モニタ４に表示される観察画像の彩度、輝度、エンハンスなどを調整するため調整部としてボタンなどの入力手段が設けられている。画像処理部２２は、診断者によるフロントパネル２６に設けられた入力手段の操作信号を受信し、該操作信号に基づいて画像信号に色調整やノイズリダクションなどの処理を施す。画像処理部２２によって処理された画像信号はビデオプロセッサ２内のメモリ２３に格納される。該メモリ２３からは、画像信号が上記と同様、図示しないタイミングジェネレータから出力されるタイミング信号に基づいて所定のタイミングで読み出されてＤＡＣ２４に送られる。該ＤＡＣ２４によって、画像信号は、アナログ信号に変換されて出力部２５に送られ、出力部２５において、電子内視鏡１の出力部１４と同様に、モニタ４の表示方式に適したビデオ信号に変換される。変換されたビデオ信号は、モニタ４に送られ、観察画像として表示される。
【００１９】
図示しないものの、電子内視鏡１のＣＰＵは、撮像素子８、ボタン９、ＡＤＣ１０、画像処理部１１、変調部１２、ＲＦモジュール１３、メモリ１４、ＤＡＣ１５、出力部１６などの電子内視鏡１内の各ブロックに接続されており、各ブロックにおける処理の設定値を指定したり各処理の動作を制御したりする。例えば、ＣＰＵは、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）線によりＡＤＣ１０と接続されており、Ｉ２Ｃ線を介してＡＤＣ１０のアナログゲインを設定する。また、ＣＰＵは駆動制御部１７に制御信号を送信し、駆動制御部１７における撮像素子８の駆動制御するためのクロックパルスなどの供給を制御する。また、同じく図示しないものの、ビデオプロセッサ２のＣＰＵは、ＲＦモジュール２０、復調部２１、画像処理部２２、メモリ２３、ＤＡＣ２４、出力部２５などのビデオプロセッサ２内の各ブロックに接続されており、各ブロックにおける処理の設定値を指定したり各処理の動作を制御したりする。
【００２０】
術者は、ボタン群９のフリーズ手段としてのフリーズボタンを操作して静止画像をモニタ３に表示することもできる。電子内視鏡１の操作部のフリーズボタンが押下されると、フリーズ処理に関する指示信号が信号線を介して電子内視鏡１内のＣＰＵに送信される。指示信号を受信した該ＣＰＵは、画像処理部１１に静止画像生成処理を実行させる。具体的には、静止画像生成処理は、メモリ１４に格納される画像データの更新を中断することにより行う。これにより、モニタ３には、術者がフリーズボタンを操作したタイミングでの静止画像が表示される。画像処理部１１は、術者がフリーズボタンを操作して静止画像をモニタ３に表示している間であっても、変調部１２にはＡＤＣ１０から送られてくる画像信号を順次送信する。このため、ビデオプロセッサ２に送信される画像信号には静止画像生成処理が行われない。従って、術者がフリーズボタンを操作しても静止画像はモニタ３のみに表示され、モニタ４において不意に静止画像が表示されることはなく、診断者が術者のフリーズボタン操作による画像表示に煩わされることはない。
【００２１】
上記の説明では、電子内視鏡１の画像処理部１１において、設定値変更部１１ｆの前段のブロックであるγ補正部１１ｅから変調部１２に画像信号を送信している。このため、術者によって画像信号に対して画像表示の設定値が変更される前の画像信号をビデオプロセッサ２に送信することができる。また、設定値変更部１１ｆの直前の画像信号をビデオプロセッサ２に送信するため、ビデオプロセッサ２側では診断者による設定値変更に基づく画像処理を行うだけでモニタ４に観察画像を表示することができるため、術者側のモニタ３と診断者側のモニタ４とで表示される観察画像において大きな遅延が発生する懸念はない。
【００２２】
本発明の第２の実施形態として、画像処理部１１による画像処理が行われる前のデジタル信号をＲＡＷデータとして変調部１２に送り、ＲＦモジュール１３を介してビデオプロセッサ２に送信するように構成することも可能である。ここでＲＡＷデータとは、撮像素子からのアナログ信号をＡＤ変換したデジタル信号、あるいはＡＤＣを有する撮像素子からのデジタル信号である。すなわち、第２の実施形態では、画像処理部１１による画像処理を施さずに画像信号をビデオプロセッサ２に送信する。なお、画像処理部１１は、第１の実施形態と同様に、ＡＤＣ１０から送られてきた画像信号を、ホワイトバランス処理部１１ａ、画素補間処理部１１ｂ、エンハンス処理部１１ｃ、色マトリクス補正部１１ｄ、γ補正部１１ｅ、設定値変更部１１ｆ、Ｙ色差変換部１１ｇによって観察画像を生成し、出力部１６を経由してモニタ３に表示する。本実施形態では、ビデオプロセッサ２の画像処理部２２にも、電子内視鏡１の画像処理部１１のホワイトバランス処理部１１ａ、画素補間処理部１１ｂ、エンハンス処理部１１ｃ、色マトリクス補正部１１ｄ、γ補正部１１ｅに対応するブロックを設ける。これにより、ビデオプロセッサ２において画像信号に対して、画像表示に適切な色再現がなされるように種々の画像処理を行いつつ、診断者によるフロントパネル２６からの設定値変更に従って、診断者が所望する観察画像をモニタ４に表示することができる。
【００２３】
第２の実施形態においては、撮像素子８から出力された画像信号をＡＤＣ１０によってデジタル信号化した画像信号が、電子内視鏡１において術者により設定値が変更されずにビデオプロセッサ２に送信されるため、ビデオプロセッサ２において画像信号を処理するためのブロックを柔軟に構成することができる。
【００２４】
以上が本発明の実施形態に関する説明である。本発明は、上記の構成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さまざまな変形が可能である。上記の説明では、γ補正部又はＡＤＣによる処理を行った画像信号を変調部に送っているが、設定値変更部の前段であれば、任意のブロックから画像信号を変調部に送ってビデオプロセッサに無線送信する構成とすることができる。また、第２の実施形態では、電子内視鏡において、ＡＤＣによる処理を行った直後のデータをＲＦモジュール側に出力しているが、例えば画像処理部をマルチプレクサとＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）の組み合わせた処理部とすることにより、当該画像処理部に、ＡＤＣからのデータに何ら処理を施さないスルー出力を行わせることもできる。
【符号の説明】
【００２５】
１    電子内視鏡
２    ビデオプロセッサ
３，４    モニタ
８    撮像素子
９    ボタン群
１０    ＡＤＣ
１１，２２    画像処理部
２６    フロントパネル
１００    電子内視鏡システム
【図１】
2011156312.tif 000003
【図２】
2011156312.tif 000004