(57)【要約】【課題】観察対象物と内視鏡遠位端部との距離を相対的に表示することが可能な内視鏡装置を得る。【解決手段】スコープコントローラ２３１は、観察画像を仮想的に複数のメッシュに区分する。そして、メッシュの中心点Ｏに向けてレーザ光照射部２１５にレーザ光を照射させる。レーザ光受光部２１６は中心点Ｏからの反射光を受光して、反射光の位相を検出する。スコープコントローラ２３１は、照射したレーザ光と反射光との位相差を用いて、メッシュの中心点Ｏから遠位端部２１１までの距離を算出する。システムコントローラ３０１が、受信した距離に応じて、等距離線を作成し、表示画像に合成する。そして、表示画像を表示部４００に表示させる。遠位端部２１１から最も距離が近い部位を取り囲む等距離線は、最も濃い色で描かれ、遠位端部２１１から距離が離れるにつれて等距離線を表す色が薄くなる。【選択図】図１
2011011005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内視鏡の遠位端部に設けられ、観察対象物にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、
前記遠位端部に設けられ、前記レーザ光照射部が観察対象物に対して照射したレーザ光の反射光を受光するレーザ光受光部と、
レーザ光が照射された観察対象物と前記遠位端部との距離を算出するために用いるレーザ光情報を、前記反射光を用いて検出するレーザ情報検出部と、
レーザ光が照射された観察対象物と前記遠位端部との距離を、前記レーザ光情報を用いて算出するレーザ距離算出部と、
前記レーザ距離算出部が算出した距離に応じて、観察対象物と前記遠位端部との距離 が等しい部位を線で繋いだ等距離線を作成する画像処理部と、
前記等距離線を表示する表示部とを備える内視鏡装置。
【請求項２】
前記遠位端部に設けられ、観察対象物を撮像して観察画像を送信する撮像部と、
観察画像に含まれる輝度成分を用いて、観察対象物と前記遠位端部との距離を算出する画像距離算出部とをさらに備え、
前記画像処理部は、前記レーザ距離算出部及び前記画像距離算出部が算出した距離に応じて、観察対象物と前記遠位端部との距離が等しい部位を線で繋いだ等距離線を作成する請求項１に記載の内視鏡装置。
【請求項３】
前記撮像部は、観察画像を送信する画像送信期間と、観察画像を送信しないブランキング期間とを所定の周期で繰り返しながら観察画像を送信し、
前記レーザ情報検出部は、前記ブランキング期間内にレーザ光情報を送信する請求項１及び２に記載の内視鏡装置。
【請求項４】
前記レーザ情報検出部は前記遠位端部に設けられる請求項１から３に記載の内視鏡装置。
【請求項５】
前記レーザ情報検出部は、レーザ光情報を電気信号として出力し、
前記内視鏡装置は、前記レーザ光情報を前記電気信号から光信号に変換する電気信号変換部と、前記光信号を前記電気信号に変換する光信号変換部とをさらに備え、
前記電気信号変換部は、前記レーザ光情報を前記光信号に変換した後に前記光信号変換部に送信し、
前記光信号変換部は、前記光信号を前記電気信号に変換した後に前記レーザ距離算出部に送信する請求項１から４に記載の内視鏡装置。
【請求項６】
前記内視鏡装置は、
前記撮像部、前記レーザ光照射部、前記レーザ光受光部、前記レーザ情報検出部、及び前記レーザ距離算出部を有し、観察対象物に近接する内視鏡スコープと、
前記画像処理部及び前記表示部とを有する内視鏡プロセッサとをさらに備え、
前記内視鏡スコープは、前記内視鏡プロセッサと接続するためのコネクタを備え、
前記レーザ情報検出部は前記遠位端部に設けられ、前記レーザ距離算出部は前記コネクタに設けられる請求項５に記載の内視鏡装置。
【請求項７】
前記レーザ光情報は、前記レーザ光照射部が照射したレーザ光の位相と、前記レーザ光受光部が受光した反射光の位相との差である請求項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、観察対象物と内視鏡遠位端部との距離を表示する内視鏡装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内視鏡装置は、被験者の体内に挿入される内視鏡スコープと被験者の体外に設けられて画像処理を行う内視鏡プロセッサとを備える。内視鏡スコープの遠位端部には、照明光を観察対象物に対して照射するライトガイド、及び撮像素子、例えばＣＣＤが設けられる。撮像素子は、体内の観察対象物を撮像して得られた観察画像を内視鏡プロセッサに送信する。内視鏡プロセッサは、観察画像を画像処理した後、表示装置に表示する。
【０００３】
一般に、観察対象物において遠位端部との距離が遠い部位では、観察画像の輝度が低下する。この性質を利用して、照明光の強度分布を一定になる処理を施した後に観察画像の輝度分布を求め、輝度分布の等高線表示を行う構成が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４２２９７９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、輝度分布の等高線表示を行う構成では、観察対象物の色彩により遠位端部との距離を精度良く表示することが出来ない場合がある。また、従来の構成では、照明光の強度分布を一定にする処理が必要になり、等高線表示を行うまでに必要な時間が大きくなる。等高線表示を行うまでに必要な時間が大きくなると、観察対象部位と遠位端部との距離を術者が即時に把握できず、観察時間が長くなり、被験者の負荷が増大する。
【０００６】
本発明はこれらの問題に鑑みてなされたものであり、観察対象物と内視鏡遠位端部との距離を相対的に表示することが可能な内視鏡装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願発明による内視鏡装置は、内視鏡の遠位端部に設けられ、観察対象物にレーザ光を照射するレーザ光照射部と、遠位端部に設けられ、レーザ光照射部が観察対象物に対して照射したレーザ光の反射光を受光するレーザ光受光部と、レーザ光が照射された観察対象物と遠位端部との距離を算出するために用いるレーザ光情報を、反射光を用いて検出するレーザ情報検出部と、レーザ光が照射された観察対象物と遠位端部との距離を、レーザ光情報を用いて算出するレーザ距離算出部と、レーザ距離算出部が算出した距離に応じて、観察対象物と遠位端部との距離 が等しい部位を線で繋いだ等距離線を作成する画像処理部と、等距離線を表示する表示部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
内視鏡装置は、遠位端部に設けられて観察対象物を撮像して観察画像を送信する撮像部と、観察画像に含まれる輝度成分を用いて、観察対象物と遠位端部との距離を算出する画像距離算出部とをさらに備え、画像処理部は、レーザ距離算出部及び画像距離算出部が算出した距離に応じて、観察対象物と遠位端部との距離 が等しい部位を線で繋いだ等距離線を作成するものであっても良い。
【０００９】
撮像部は、観察画像を送信する画像送信期間と、観察画像を送信しないブランキング期間とを所定の周期で繰り返しながら観察画像を送信し、レーザ情報検出部は、ブランキング期間内にレーザ光情報を送信することが好ましい。
【００１０】
レーザ情報検出部は遠位端部に設けられることが好ましい。
【００１１】
レーザ情報検出部は、レーザ光情報を電気信号として出力し、内視鏡装置は、レーザ光情報を電気信号から光信号に変換する電気信号変換部と、光信号を電気信号に変換する光信号変換部とをさらに備え、電気信号変換部は、レーザ光情報を光信号に変換した後に光信号変換部に送信し、光信号変換部は、光信号を電気信号に変換した後にレーザ距離算出部に送信することが好ましい。
【００１２】
内視鏡装置は、撮像部、レーザ光照射部、レーザ光受光部、レーザ情報検出部、及びレーザ距離算出部を有し、観察対象物に近接する内視鏡スコープと、画像処理部及び表示部とを有する内視鏡プロセッサとをさらに備え、内視鏡スコープは、内視鏡プロセッサと接続するためのコネクタを備え、レーザ情報検出部は遠位端部に設けられ、レーザ距離算出部はコネクタに設けられることが好ましい。
【００１３】
レーザ光情報は、レーザ光照射部が照射したレーザ光の位相と、レーザ光受光部が受光した反射光の位相との差であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、観察対象物と内視鏡遠位端部との距離を相対的に表示することが可能な内視鏡装置を得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】内視鏡装置を概略的に示した図である。
【図２】レーザ光情報を送信するタイミングを示したタイミングチャートである。
【図３】複数のメッシュに観察部位を仮想的に区分した図である。
【図４】等距離線表示処理を示したフローチャートである。
【図５】レーザ光による等距離線を表示する表示部を示した図である。
【図６】レーザ光及び観察画像による等距離線を表示する表示部を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明における内視鏡装置１００について添付図面を参照して説明する。まず、図１及び２を用いて内視鏡装置１００の構成について説明する。
【００１７】
内視鏡装置１００は、被験者の体内に挿入される内視鏡スコープ２００と、被験者の体外に設けられて画像処理を行う内視鏡プロセッサ３００と、内視鏡プロセッサ３００に接続される表示部４００とを主に備える。
【００１８】
内視鏡スコープ２００は、被験者の体内に挿入される可撓部２１０と、術者が保持する操作部２２０と、内視鏡スコープ２００と内視鏡プロセッサ３００とを接続するコネクタ２３０とを主に備える。
【００１９】
可撓部２１０の遠位端部２１１は被験者の体内に挿入され、近位端部２１２は操作部２２０に接続される。操作部２２０は可撓性のケーブル２０３によりコネクタ２３０と接続される。
【００２０】
可撓部２１０の遠位端部２１１には、撮像部を成すＣＣＤ２１４、観察対象物５００にレーザ光を照射するレーザ光照射部２１５、レーザ光照射部２１５が観察対象物５００に対して照射したレーザ光の反射光を受光するレーザ光受光部２１６、光の位相差を検出するレーザ情報検出部２１７、そして電気信号を光信号に変換する電気信号変換部２１９が主に設けられる。
【００２１】
ＣＣＤ２１４は、撮像レンズ２１８を介して被写体を撮像し、これにより得られた観察画像を観察画像信号として電気信号変換部２１９に送信する。レーザ光照射部２１５は、所定の波長及び位相を有するレーザ光を発光する。そして、レーザ光受光部２１６は、受光した反射光の位相をレーザ情報検出部２１７に送信する。
【００２２】
レーザ情報検出部２１７は、レーザ光照射部２１５が照射した光の位相と、レーザ光受光部２１６が受光した反射光の位相との位相差を検出し、この位相差を位相差情報として電気信号変換部２１９に送信する。本実施形態では、位相差情報がレーザ光情報を成す。このとき、位相差情報は電気信号に乗せて送信される。電気信号変換部２１９は、観察画像信号及び位相差情報を有する電気信号を、光信号に変換し、コネクタ２３０に送信する。
【００２３】
可撓部２１０の遠位端部２１１には、被写体に照明光を配光する配光レンズ２１３が取り付けられ、遠位端部２１１内部であって配光レンズ２１３の光軸上に、ライトガイドファイバ２３３の遠位端が露出する。ライトガイドファイバ２３３は内視鏡スコープ２００の全長に渡って設けられ、後述する内視鏡プロセッサ３００が生じた照明光を、可撓部２１０の遠位端部２１１まで搬送する。照明光は、ライトガイドファイバ２３３の遠位端から配光レンズ２１３に向けて照射される。
【００２４】
操作部２２０は、操作部材２２３並びに第１及び第２のスイッチ２２１、２２２を備える。術者は操作部材２２３を操作することにより、可撓部２１０の遠位端部２１１を所望の方向に動かすことが可能である。また、術者が第１のスイッチ２２１を操作すると、後述する表示画像に等距離線を表示する等距離線表示処理を内視鏡装置１００が実行し、第２のスイッチ２２２を操作すると、観察画像を静止画像として記録する処理を内視鏡装置１００が実行する。等距離線は、観察対象物５００において、可撓部２１０の遠位端部２１１からの距離が等しい部位を線で繋いで得られる。
【００２５】
コネクタ２３０内部には、光信号変換部２３２及びスコープコントローラ２３１が設けられる。
【００２６】
光信号変換部２３２は、電気信号変換部２１９から光信号を受信し、電気信号に変換する。そして、電気信号をスコープコントローラ２３１に送信する。
【００２７】
スコープコントローラ２３１は、光信号変換部２３２から受信した電気信号から、位相差情報と観察画像信号を抽出する。そして、観察画像信号に対して所定の信号処理を行った後、内視鏡プロセッサ３００に送信する。
【００２８】
また、スコープコントローラ２３１は、レーザ距離算出部を成し、位相差情報を用いてレーザ光を反射した部位と可撓部２１０の遠位端部２１１との距離を算出する。算出された距離は、距離情報として内視鏡プロセッサ３００に送信される。
【００２９】
さらに、スコープコントローラ２３１は、第１及び第２のスイッチ２２１、２２２からの命令信号を受信して、内視鏡プロセッサ３００に命令信号を送信する。
【００３０】
内視鏡プロセッサ３００は、内視鏡装置１００の動作を制御するシステムコントローラ３０１と、撮像した画像を記憶する記憶部を成す画像メモリ３０２と、ライトガイドファイバ２３３に照明光を照射する光源３０３とを主に備える。
【００３１】
システムコントローラ３０１は、スコープコントローラ２３１と配線により電気的に接続され、距離情報及び観察画像信号を受信する。
【００３２】
ＣＣＤ２１４から観察画像信号を受信すると、システムコントローラ３０１は観察画像信号を画像処理して、表示画像を作成する。そして、表示画像を表示部４００に送信する。表示部４００は、この表示画像を表示する。
【００３３】
スコープコントローラ２３１から距離情報を受信すると、システムコントローラ３０１は距離情報を用いて後述する観察対象物５００と遠位端部２１１との等距離線を作成し、観察画像に等距離線を挿入する。すなわち、システムコントローラ３０１は画像処理部を成す。
【００３４】
また、システムコントローラ３０１は、観察画像に含まれる輝度成分を用いて、観察対象物５００と遠位端部２１１との等距離線を作成することも可能である。すなわち、システムコントローラ３０１は画像距離算出部を成す。輝度成分Ｙは、赤色信号Ｒ、緑色信号Ｇ、及び青色信号Ｂを用いて以下の式により求められる。
Ｙ＝０．２９９×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ
なお、Ｙ、Ｒ、Ｇ、Ｂ各信号は、０から２５５の値を取る８ビットスケールを持つ。
【００３５】
撮像時において、システムコントローラ３０１は光源３０３の発光間隔及び発光量を制御する。これにより、観察対象物５００に照射される照明光の光量及びタイミングが調節される。
【００３６】
第１のスイッチ２２１が操作されると、システムコントローラ３０１は、スコープコントローラ２３１から受信した距離情報に基づいて等距離線を作成し、観察画像に挿入する。そして、等距離線が挿入された表示画像が表示部４００に表示される。
【００３７】
第２のスイッチ２２２が操作されると、スコープコントローラ２３１がスイッチ操作信号をシステムコントローラ３０１に送信する。スイッチ操作信号を受信したシステムコントローラ３０１は、現在受信している観察画像信号の１フレームを静止画像として画像メモリ３０２に記憶させる。
【００３８】
次に、図２を用いて、位相差情報をレーザ光受光部２１６からスコープコントローラ２３１に送信する手段について説明する。
【００３９】
電気信号変換部２１９は、所定の周期で観察画像信号を伝送する。より詳細に説明すると、垂直同期タイミングがＨｉになってから、所定の期間経過後に、観察画像信号の伝送を開始する。この所定の期間は、ブランキング時間と呼ばれ、観察画像信号にノイズ等が混入することを防止する等の理由により設けられる。位相差情報は、ブランキング時間内に伝送される。すなわち、垂直同期タイミングがＨｉになったとき、位相差情報の伝送を開始する。これにより、可撓部２１０に新たに配線を設けることなく、位相差情報をスコープコントローラ２３１に送信することができる。
【００４０】
次に、図３を用いて、レーザ光を用いて可撓部２１０の遠位端部２１１からの距離を算出する手段について説明する。
【００４１】
スコープコントローラ２３１は、観察画像６００を仮想的に複数のメッシュに区分する。そして、メッシュの中心点Ｏに向けてレーザ光照射部２１５にレーザ光を照射させる。レーザ光受光部２１６は中心点Ｏからの反射光を受光して、反射光の位相を検出する。スコープコントローラ２３１は、照射したレーザ光と反射光との位相差を用いて、メッシュの中心点Ｏから遠位端部２１１までの距離を算出する。この処理を全てのメッシュに対して行うことにより、各メッシュの中心点Ｏから遠位端部２１１までの距離を算出できる。
【００４２】
次に、図４から６を用いて、等距離線表示処理について説明する。等距離線表示処理は、術者が第１のスイッチ２２１を操作したときに実行される。
【００４３】
ステップＳ４０１では、スコープコントローラ２３１が観察画像信号からＲＧＢ成分を抽出し、観察画像中にメッシュを作成する。
【００４４】
ステップＳ４０２では、スコープコントローラ２３１が、レーザ光照射部２１５に各メッシュの中心へレーザ光を照射させる。
【００４５】
ステップＳ４０３では、レーザ光受光部２１６が反射光を受光して、位相差を検出する。そして、スコープコントローラ２３１が、照射したレーザ光と反射光との位相差を用いて、メッシュの中心点Ｏから遠位端部２１１までの距離を算出する。算出された距離は、システムコントローラ３０１に送信される。
【００４６】
ステップＳ４０２からＳ４０３が実行されている間、ステップＳ４０４において、システムコントローラ３０１が、観察画像信号に含まれる輝度情報を用いて観察部位から遠位端部２１１までの距離を算出する。
【００４７】
ステップＳ４０４では、システムコントローラ３０１が、レーザ光及び輝度情報により算出された距離に応じて、等距離線４１２を作成し、表示画像に合成する。そして、表示画像を表示部４００に表示させる（図６参照）。このとき、レーザ光により算出した距離と輝度情報を用いて算出した距離との間に所定値以上の誤差がある場合、誤差がある部位の周囲を等距離線とは異なる色で表示部に表示する。
【００４８】
レーザ光を用いて可撓部２１０の遠位端部２１１からの等距離線４１１を算出することにより、図５に示すような表示画像が作成される。そして、輝度情報を用いて算出された等距離線を、レーザ光による等距離線４１１と合成することにより、より詳細な等距離線４１２を得ることができる。このとき、遠位端部２１１から最も距離が近い部位を取り囲む等距離線４１２は、最も濃い色で描かれ、遠位端部２１１から距離が離れるにつれて等距離線４１２を表す色が薄くなる（図６参照）。
【００４９】
病変部は、非病変部と比較して明るく、あるいは暗くなる傾向がある。そのため、輝度情報のみを用いて病変部までの距離を算出する場合、病変部が非病変部よりも明るい場合には距離を短く算出してしまう傾向があり、病変部が非病変部よりも暗い場合には距離を長く算出してしまう傾向がある。そこで、レーザ光により算出した距離と輝度情報を用いて算出した距離との間に所定値以上の誤差がある場合、誤差がある部位を病変部と判断して、表示部に指示する。
【００５０】
さらに、レーザ光による等距離線と輝度情報による等距離線とを用いることにより、レーザ光により距離を測定するときに用いるメッシュの大きさをある程度大きくすることができる。これにより、距離測定に必要な時間を短縮できる。
【００５１】
本実施形態によれば、術者が病変部を迅速かつ的確に発見することが容易となる。
【００５２】
また、光信号を用いることにより、観察画像信号及び位相差情報を短時間で送信することができる。これにより、撮像から表示までのタイムラグを短縮することができる。
【００５３】
なお、撮像部はＣＣＤ２１４に限定されず、例えばＣＭＯＳ等の撮像素子であっても良い。
【００５４】
また、可撓部２１０に新たに設けた配線を用いて、位相差情報を内視鏡プロセッサ３００に送信しても良い。
【００５５】
レーザ光による等距離線を、輝度情報を用いて算出された等距離線と合成せず、レーザ光による等距離線のみを表示部４００に表示しても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１００  内視鏡装置
２００  内視鏡スコープ
２０３  ケーブル
２１０  可撓部
２１１  遠位端部
２１２  近位端部
２１３  配光レンズ
２１４  ＣＣＤ
２１５  レーザ光照射部
２１６  レーザ光受光部
２１７  レーザ情報検出部
２１８  撮像レンズ
２１９  電気信号変換部
２２０  操作部
２２１  第１のスイッチ
２２２  第２のスイッチ
２２３  操作部材
２３０  コネクタ
２３１  スコープコントローラ
２３２  光信号変換部
２３３  ライトガイドファイバ
３００  内視鏡プロセッサ
３０１  システムコントローラ
３０２  画像メモリ
３０３  光源
４００  表示部
５００  観察対象物
Ｏ  中心点
【図１】
2011011005.tif 000003
【図２】
2011011005.tif 000004
【図３】
2011011005.tif 000005
【図４】
2011011005.tif 000006
【図５】
2011011005.tif 000007
【図６】
2011011005.tif 000008