(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に導入され、被検体内情報を取得して該被検体内情報を被検体外に無線出力するカプセル型医療装置と、前記被検体外に配置され、前記カプセル型医療装置から無線送信される前記検体内情報を受信する受信装置とを備える被検体内観察システムであって、
前記カプセル型医療装置は、
自身の軸方向の端部に設けられた先端カバーと、
前記先端カバーを介して、前記被検体内情報として被検体内画像を撮像するための撮像光学系と、備え、
前記撮像光学系が撮像可能な光の波長に対して透明な第１の液体と、前記撮像光学系が撮像可能な光の波長に対して透明であって、前記第１の液体よりも比重が軽くて該第１の液体と混じりあわない第２の液体との中間の比重を有し、
前記軸方向において重心位置が偏心しており、
所定の量の前記第１の液体と所定の量の前記第２の液体とが前記被検体の臓器内に導入された状態で使用されることを特徴とする被検体内観察システム。
【請求項２】
前記先端カバーは、カプセル型医療装置の前端部に設けられ、
前記重心位置は、前記カプセル型医療装置の後端側に偏心しており、
前記撮像光学系は、前記先端カバーの外側が前記第２の液体で満たされた状態で撮像を行うことを特徴とする請求項１に記載の被検体内観察システム。
【請求項３】
前記カプセル型医療装置は、前端側方向、前端側斜視方向または前端側周方向のみ撮像可能な単眼型のカプセル型内視鏡であることを特徴とする請求項１又は２に記載の被検体内観察システム。
【請求項４】
前記カプセル型医療装置は、前端側方向および後端側方向を撮像可能な複眼型のカプセル型内視鏡であることを特徴とする請求項１又は２に記載の被検体内観察システム。
【請求項５】
前記第１の液体は、飲料水であり、前記第２の液体は、食用油であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の被検体内観察システム。
【請求項６】
前記被検体の臓器は、胃であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の被検体内観察システム。
【請求項７】
前記第１の液体、前記第２の液体および前記カプセル型医療装置が前記臓器内に導入された前記被検体の体位を変化させる体位変換装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の被検体内観察システム。
【請求項８】
前記第１の液体と前記第２の液体との境界面における前記カプセル型医療装置の浮揚位置および／または浮揚姿勢を検出する検出手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の被検体内観察システム。
【請求項９】
前記検出手段は、前記カプセル型医療装置に内蔵されていることを特徴とする請求項８に記載の被検体内観察システム。
【請求項１０】
前記被検体内情報取得時に前記検出手段で検出された前記カプセル型医療装置の浮揚位置および／または浮揚姿勢の情報を参照して、前記カプセル型医療装置が取得した複数の被検体内情報同士を結合する結合処理手段を備えることを特徴とする請求項８または９に記載の被検体内観察システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内観察システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内視鏡の分野では、撮像機能と無線通信機能とが装備されたカプセル型内視鏡が登場している。このカプセル型内視鏡は、観察（検査）のために被検体（人体）である被検者の口から飲み込まれた後、被検者の生体から自然排出されるまでの観察期間、たとえば食道、胃、小腸などの臓器の内部（体腔内）をその蠕動運動に伴って移動し、撮像機能を用いて順次撮像する構成を有する。
【０００３】
ここで、カプセル型内視鏡の比重を周りの液体と同じ、あるいは水と同じ約１として、カプセル型内視鏡を液体とともに飲み込んで液体に浮揚させることでカプセル型内視鏡を体腔内で大腸まで速く進めるようにした大腸観察に適した技術が特許文献１に開示されている。また、カプセル型内視鏡が体腔壁面にくっつくと近いところしか観察できないのに対して、特許文献１によれば、カプセル型内視鏡を液体に浮揚させて観察することで観察視野を確保し、漏れなく観察できる。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第０２／９５３５１号パンフレット（特表２００４−５２９７１８号公報）
【特許文献２】国際公開第０５／３２３７０号パンフレット
【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、特許文献１のものは、カプセル型内視鏡を単に液体に浮揚させているだけであり、たとえば胃のような空間の広い臓器内の観察を行う場合には、導入された液体だけでは胃の伸展・拡張が不十分で萎んでしまうことにより、カプセル型内視鏡の観察に必要な空間を十分に確保できず、良好なる観察画像が得られない場合がある。また、液体に浮揚するカプセル型内視鏡の状態（浮揚位置あるいは浮揚姿勢）が境界面の揺らぎ等の影響で不安定となり、撮像方向が定まらないため、胃の内壁を隈なく撮影できない場合がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、観察対象となる胃などの臓器を十分に伸展・拡張させて十分な視野を確保して良好なる観察を行うことができる被検体内観察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】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる被検体内導入体は、被検体の所望の臓器内に導入される第１の液体と、前記第１の液体よりも比重が軽くて該第１の液体と混じりあわず、前記臓器内に導入される第２の液体と、前記第１の液体と前記第２の液体との中間の比重を有して前記臓器内に導入され、被検体内情報を取得して該被検体内情報を被検体外に無線出力するカプセル型医療装置と、からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明にかかる被検体内導入体は、上記発明において、前記カプセル型医療装置は、被検体内画像を撮像するカプセル型内視鏡であることを特徴とする。
【０００９】
本発明にかかる被検体内導入体は、上記発明において、前記カプセル型内視鏡は、前後方向の重量バランスを変えて重心位置を偏心させたカプセル型内視鏡であることを特徴とする。
【００１０】
本発明にかかる被検体内導入体は、上記発明において、前記カプセル型内視鏡は、前端側が相対的に重いカプセル型内視鏡であることを特徴とする。
【００１１】
本発明にかかる被検体内導入体は、上記発明において、前記カプセル型内視鏡は、前端側が相対的に軽いカプセル型内視鏡であることを特徴とする。
【００１２】
本発明にかかる被検体内導入体は、上記発明において、前記第１の液体および／または前記第２の液体は、臓器内導入量が可変的であることを特徴とする。
【００１３】
本発明にかかる被検体内導入体は、上記発明において、前記臓器内導入量の可変は、前記第１の液体の導入量の順次増加であることを特徴とする。
【００１４】
本発明にかかる被検体内観察システムは、被検体の所望の臓器内に導入された上記被検体内導入体と、前記被検体外に配置され、前記臓器内の前記カプセル型医療装置から無線送信される被検体内情報を受信する受信装置と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
本発明にかかる被検体内観察システムは、上記発明において、前記第１の液体、前記第２の液体および前記カプセル型医療装置が前記所望の臓器内に導入された前記被検体の体位を変化させる体位変換装置をさらに備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明にかかる被検体内観察システムは、上記発明において、前記カプセル型医療装置の前記境界面における浮揚位置および／または浮揚姿勢を検出する検出手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明にかかる被検体内観察システムは、前記被検体内情報取得時に前記検出手段で検出された前記カプセル型医療装置の浮揚位置および／または浮揚姿勢の情報を参照して、前記カプセル型医療装置が取得した複数の被検体内情報同士を結合する結合処理手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる被検体内観察システムによれば、被検体の所望の臓器内に、第１の液体とこの第１の液体よりも比重が軽くて該第１の液体と混じりあわない第２の液体とともに、これら第１の液体と第２の液体との中間の比重を有するカプセル型医療装置を導入することで、カプセル型医療装置を、第１の液体と空気との境界面の場合よりも、第１の液体と第２の液体との液体同士の境界面に安定して浮揚させることができ、かつ、カプセル型医療装置の観察方向が境界面よりも下向き、上向きのいずれであっても、第１の液体に加えて第２の液体の導入によって境界面よりも上方位置に亘って十分に伸展・拡張された所望の臓器内で十分な視野を確保して良好なる観察を行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる被検体内導入体および被検体内観察システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更実施の形態が可能である。
【００２０】
図１は、本発明にかかる被検体内観察システムの好適な実施の形態である無線型の被検体内観察システムの全体構成を示す模式図である。この被検体内観察システムは、カプセル型医療装置の一例としてカプセル型内視鏡を用いている。図１において、被検体内観察システムは、供給装置１によって被検体２の所望の臓器、たとえば胃３内に導入され体腔内画像を撮像して映像信号などのデータ送信を行うカプセル型内視鏡４を含む被検体内導入体５と、胃３内に導入されたカプセル型内視鏡４から送信される無線信号の受信処理に用いられる受信装置６とを備える。この受信装置６は、被検体２のそばに配設された状態で使用され、カプセル型内視鏡４から受信した無線信号の受信処理を行うためのものである。被検体内導入体５は、供給装置１内に用意された、カプセル型内視鏡４と、第１の液体７と、第２の液体８とからなる。
【００２１】
また、本実施の形態の被検体内観察システムは、受信装置６が受信した映像信号に基づいて体腔内画像を表示する表示装置９を含み、システム全体の制御を司るワークステーション１０を備える。受信装置６は、被検体２の体外表面で胃３付近に貼付される一つ又は複数のアンテナ６ａと、このアンテナ６ａに接続されアンテナ６ａを介して受信された無線信号の受信処理等を行う受信本体ユニット６ｂとを備える。なお、アンテナ６ａは、たとえば被検体２が着用可能な受信ジャケットに備え付けられ、被検体２は、この受信ジャケットを着用することによって、アンテナ６ａを装着するようにしてもよい。また、この場合、アンテナ６ａは、ジャケットに対して着脱自在なものであってもよい。
【００２２】
ワークステーション１０は、受信装置６に対して有線接続されてデータの受け渡しが可能に構成されている。表示装置９は、カプセル型内視鏡４によって撮像された体腔内画像などを表示するためのものであり、具体的には、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイなどによって直接画像を表示する構成としてもよいし、プリンタなどのように、他の媒体に画像を出力する構成としてもよい。なお、受信装置６とワークステーション１０との間のデータの受け渡しは、受信装置６に内蔵型の記録装置、たとえばハードディスクを用い、ワークステーション１０との間のデータの受け渡しのために、双方を無線接続するように構成してもよい。さらには、被検体２側には、アンテナ６ａのみ備え、アンテナ６ａの受信信号を通信により直接的にワークステーション１０側に取り込み可能とし、ワークステーション１０自体を受信装置として用いるように構成してもよい。
【００２３】
また、本実施の形態の被検体内観察システムは、観察対象となる被検体２の体位を変換するための体位変換装置１１を備える。この体位変換装置１１は、ベッド構造をベースとして図示しない機構により電動的かつ３次元的に自在に回動変位することにより、被検体２の体位を立位、仰臥位（または、背臥位）、側臥位の状態に適宜変換させるためのものである。
【００２４】
ここで、図２を参照して、被検体内導入体５について説明する。図２は、被検体内導入体５を含む供給装置１を示す概略斜視図である。本実施の形態の供給装置１は、隔壁で区切られた２つの収納部１ａ，１ｂを有して被検体内導入体５を一体に収納した樹脂製パッケージ構造からなる。収納部１ａは、第１の液体７およびカプセル型内視鏡４を一緒に収納し、切り取り線１ｃの切断により開口される一端側の飲み口１ｄから第１の液体７およびカプセル型内視鏡４を経口的に被検体２の胃３内に導入可能に構成されている。収納部１ｂは、第２の液体８を収納し、切り取り線１ｅの切断により開口される他端側の飲み口１ｆから第２の液体８を経口的に被検体２の胃３内に導入可能に構成されている。また、収納部１ａ，１ｂの容積は、胃３内に導入すべき液体導入量に応じて適宜設定されるが、たとえば、数百ミリリットル程度に設定される。
【００２５】
このような供給装置１に収納されて被検体内導入体５を構成するカプセル型内視鏡４、第１の液体７および第２の液体８は、いずれも比重１前後のものであるが、相互に異なる比重のものであり、比重の大小関係は、（第１の液体７）＞（カプセル型内視鏡４）＞（第２の液体８）を満足するように設定されている。また、第１の液体７および第２の液体８は、ともに被検体２の口腔から飲用可能であって、互いに混じりあわず、かつ、カプセル型内視鏡４の撮像光学系の波長に対して透明な液体が用いられている。本実施の形態では、一例として、第１の液体７は、比重が１に近い飲料水であり、第２の液体８は、比重が１よりも軽いオリーブ油等の食用油である。さらに、本実施の形態では、第１の液体７や第２の液体８は、観察期間中、胃３内に滞留させることを目的としているため、飲用時の液温が２０℃以上であることが望ましい。飲料水やスポーツ飲料の場合に胃での吸収が最も早いのが液温５〜１５℃といわれており、この液温よりも高めの温度、たとえば２０℃以上程度の液温であれば、吸収が遅くなり、胃３内に滞留する時間を確保できるからである。
【００２６】
また、図３を参照して、カプセル型内視鏡４について説明する。図３は、カプセル型内視鏡４の概略構成を示す側面図である。本実施の形態のカプセル型内視鏡４は、図３に示すように、被検体２の体腔内に導入可能なカプセル型筐体２１と、このカプセル型筐体２１内に内蔵されて前端方向の撮影が可能な撮像光学系２２とを備える単眼型のカプセル型内視鏡である。また、カプセル型内視鏡４は、カプセル型筐体２１内に、基板や回路構成部品や送信アンテナなどの回路系部２３や、電池（バッテリ）２４などとともに、加速度センサ２５、角速度センサ（ジャイロ）２６などを備える。
【００２７】
カプセル型筐体２１は、被検体２の口腔から体内に飲み込み可能な大きさのものであり、略半球状で透明性あるいは透光性を有する先端カバー２１ａと、可視光が不透過な有色材質からなる有底筒形状の胴部カバー２１ｂとを弾性的に嵌合させることで、内部を液密に封止する外装ケースを形成している。
【００２８】
撮像光学系２２は、カプセル型筐体２１内にあって、たとえば体腔内撮像部位を先端カバー２１ａ部分を介して照明するための照明光を出射するＬＥＤなどの複数の発光素子２５（以下、「ＬＥＤ２５」という）と、照明光による反射光を受光して体腔内撮像部位を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子２６（以下代表して、「ＣＣＤ２６」という）と、このＣＣＤ２６に被写体の像を結像させる結像レンズ２７と、を備え、先端カバー２１ａ側なる前端部方向の撮影が可能とされている。
【００２９】
電池２４は、カプセル型内視鏡４の内蔵物中では重量物であるが、カプセル型筐体２１内の後端部側に配設されている。これにより、本実施の形態のカプセル型内視鏡４は、前端側が相対的に軽くなるように前後方向の重量バランスを変えることで重心位置が中心よりも後端側に偏心している。
【００３０】
加速度センサ２５は、カプセル型筐体２１内でカプセル型内視鏡４の加速度を検出し、検出結果を積分することでカプセル型内視鏡４の移動量を検出するためのものである。本実施の形態では、３軸（カプセル型内視鏡４の長手方向Ｚと径方向Ｘ，Ｙ）の加速度の検出が可能とされている。角速度センサ（ジャイロ）２６は、カプセル型筐体２１内でカプセル型内視鏡４の揺動角度を検出するためのものである。角速度センサ２６からの検出信号は、現在のカプセル型内視鏡４の向いている方向（姿勢）の検出に供される。加速度センサ２５および角速度センサ２６を備えることで、カプセル型内視鏡４の位置および向き（ＣＣＤ２９の上下方向も含む）の検出が可能である。これらの加速度センサ２５および角速度センサ２６は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用した超小型センサとして構成され、後述するように第１の液体７と第２の液体８との境界面１２に浮揚するカプセル型内視鏡４の浮揚位置および浮揚姿勢を検出する検出手段を実現している。なお、カプセル型内視鏡４の浮揚位置の検出のみでよい場合には加速度センサ２５のみを備えればよく、カプセル型内視鏡４の浮揚姿勢の検出のみでよい場合には角速度センサ２６のみを備えればよい。また、位置あるいは姿勢を検出する手段としては、カプセルの発する磁界や電波を体外にある装置で受信する方式のものでも良い。
【００３１】
ここで、前述のワークステーション１０の構成例について図４を参照して説明する。図４は、ワークステーション１０の構成例を示す概略ブロック図である。本実施の形態のワークステーション１０は、制御部４１と、この制御部４１に接続された入力部４２、表示部９、記憶部４３および通信部４４とを備える。入力部４２は、キーボード、マウス等からなり、制御部４１に対して必要な情報を自動的に入力し、または手動操作に基づき入力するためのものである。記憶部４３は、カプセル型内視鏡４から得られる各種情報、その他の情報を記憶するためのものであり、ハードディスク装置等により構成されている。通信部４４は、受信装置６とワークスステーション１０との間の送受信を受け持つためのものである。
【００３２】
また、制御部４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等のコンピュータ構成からなるものであり、表示制御部４１ａ、通信制御部４１ｂ、画像処理部４１ｃ、画像結合部４１ｄ、位置姿勢検出部４１ｅ、状態判断部４１ｆ等の各種機能実行部を備える。表示制御部４１ａは、カプセル型内視鏡４から受信装置６を介して取得した体腔内画像等の表示部９への表示制御を行うためのものである。通信制御部４１ｂは、通信部４４が行う受信装置６とワークスステーション１０との間の送受信動作を制御するためのものである。画像処理部４１ｃは、カプセル型内視鏡４から受信装置６を介して取得した体腔内画像データに関して必要な各種画像処理を施すためのものである。位置姿勢検出部４１ｅは、加速度センサ２５や角速度センサ２６が検出したカプセル型内視鏡４の位置および向きの情報に基づいてその浮揚位置および浮揚姿勢を検出するためのものである。画像結合部４１ｄは、カプセル型内視鏡４が撮像した胃３内の複数の画像データに関して、位置姿勢検出部４１ｅにより検出されたカプセル型内視鏡４の浮揚位置および浮揚姿勢の情報を参照することで、画像データ中の共通部分を抽出し、複数の画像同士を連結結合するための結合処理を実行するためのものである。
【００３３】
次に、本実施の形態の胃３内の観察方法について図５〜図８を参照して説明する。図５は、観察時の胃３内の様子を示す概略正面図である。観察に先立ち、供給装置１から経口的に、カプセル型内視鏡４を第１の液体７、第２の液体８とともに胃３内に導入する。被検体内導入体５を構成するカプセル型内視鏡４、第１の液体７および第２の液体８は、胃３内に導入されると、その比重の違いにより、図５に示すように、第１の液体７上に第２の液体８が境界面１２を形成して積層状態となり、中間の比重を有するカプセル型内視鏡４がこの境界面１２に位置して浮揚する。
【００３４】
ここで、カプセル型内視鏡４は、図３で説明したように、重心が後端側に偏心しているので、境界面１２において撮像方向となる前端側が上を向く立ち状態（鉛直状態）で浮揚する。この立ち状態は、第１の液体７だけの場合でもある程度は確保されるが、本実施の形態では、境界面１２が液体同士により形成されており、上方が空気の場合よりも比重差の少ない第２の液体８が存在する場合の方が粘性が強いため、境界面１２の揺らぎ等があってもカプセル型内視鏡４の動き（倒れ）が鈍くなり、重心配置に従う立ち状態で境界面１２に安定して浮揚することとなる。このような上向き安定状態で、カプセル型内視鏡４によって胃３内の上方側を撮像することで内壁画像を取得して、受信装置６側に送信出力することができる。
【００３５】
このような胃３の内壁の撮像の際、第２の液体８が導入されておらず空気層のままであれば、境界面１２よりも上方位置の胃３の側壁３ａ部位等は萎んでしまい伸展・拡張が不十分となるが、本実施の形態では、第１の液体７に加えて第２の液体８も胃３内に導入させることによって境界面１２よりも上方位置の側壁３ａ部位に亘って十分に伸展・拡張させることができ、よって、広い臓器である胃３内で十分な視野を確保して良好なる観察を行うことができる。また、カプセル型内視鏡４の撮像方向は上向きであるが、その先端カバー２１周りが空気層ではなく第２の液体８で満たされているため、先端カバー２１上に傷や汚れがあっても目たちにくくなり、良好なる撮像画像を得ることができる。
【００３６】
この際、被検体２自身のわずかな体位変換を組合せて、胃３内における境界面１２の位置を変えるだけで、カプセル型内視鏡４による撮像部位を変化させることができ、胃３内を見落としなく観察することができる。また、カプセル型内視鏡４として、図５中に示す点線に代えて実線で示すように広角化された撮像光学系２２を備えるものを用いるようにすれば、少ない体位変換で胃３内をより広範囲に亘って観察することができる。
【００３７】
また、本実施の形態は、第１の液体７と第２の液体８の胃３内への導入量を可変させて、境界面１２の高さ位置を可変させることで、カプセル型内視鏡４の胃３内における重力方向の浮揚位置を任意の位置として、胃３内を観察させることができる。図６は、第１の液体７の導入量の増加前と増加後の胃３内の様子を示す概略正面図である。すなわち、図６（ａ）に示すように、カプセル型内視鏡４とともに所定量の第１の液体７、第２の液体８を飲み込んで観察を開始した後、図６（ｂ）に示すように、適宜第１の液体７を追加して飲み込み胃３内の第１の液体７の導入量を順次増加させることで、境界面１２の位置が順に高くなり、胃３の下部（幽門部）３ｂ側から上部（噴門部）３ｃ側に向けて順次内壁を観察することができる。この場合も、第１の液体７の追加毎に、被検体２自身のわずかな体位変換を組合せて、胃３内における境界面１２の位置を変えるだけで、カプセル型内視鏡４による撮像部位を変化させることができ、胃３内を見落としなく観察することができる。
【００３８】
さらに、体位変換装置１１による被検体２の大きな体位変換を組合せて、胃３内における境界面１２の位置を大幅に変えることで、カプセル型内視鏡４による撮像部位を大きく変化させることができ、胃３内全体を一層見落としなく観察することができる。図７は、たとえば体位変換装置１１を９０度回動させて倒し被検体２を立位状態から仰臥位（または、背臥位）状態に体位変換させた場合の観察時の胃３内の様子を断面的に示す模式図である。すなわち、上向き撮像のカプセル型内視鏡４は、立位状態の場合には胃３の上方向を撮像観察するが、図７に示すような仰臥位（または、背臥位）状態の場合には胃３の前面側内壁（または、背面側内壁）を撮像観察することができる。さらに、側臥位状態に体位変換させるようにしてもよい。
【００３９】
次に、適宜境界面１２位置の高さ調整、体位変換を伴い、カプセル型内視鏡４の境界面１２での浮揚位置や浮揚姿勢が変化しながらカプセル型内視鏡４により撮像された胃３内の画像データの制御部４１における処理例について図８および図９を参照して説明する。本実施の形態では、カプセル型内視鏡４が加速度センサ２５や角速度センサ２６を内蔵しており、カプセル型内視鏡４が浮揚位置や浮揚姿勢を変化しながら共通部分を含む画像を連続的に撮像した場合に、カプセル型内視鏡４がどれだけ動いたかについての相対移動量を把握することができるため、エピポーラ幾何やテンプレートマッチングなどの技術を利用することで、異なる画像の共通部分が重なり合うように画像同士を繋ぎ合わせてパノラマ画像化することができる。
【００４０】
図８は、制御部４１中の画像結合部４１ｄにより実行される画像結合処理例を示す概略フローチャートである。概略的には、エピポーラ幾何を利用して、テンプレートマッチングの探索範囲を決定し、テンプレートマッチングにより複数の画像を繋ぎ合わせるものである。まず、結合すべき対象となる連続する２枚の画像Ｐn，Ｐn-1を入力する（ステップＳ２０１）。そして、きれいに重ね合わせるためにこれらの両画像Ｐn，Ｐn-1の歪曲収差補正を行う（ステップＳ２０２）。さらに、パターンマッチング処理を行う範囲を限定するための探索範囲を算出設定する（ステップＳ２０３）。
【００４１】
この探索範囲の決定は、カプセル型内視鏡４が変位した際に撮像範囲の重なり部分を大まかに検出することで、その後の画像合成の範囲を限定することで、処理速度を向上させるためのものであり、本実施の形態１においては、エピポーラ幾何を利用して決定する。図９は、エピポール幾何を利用する探索範囲設定例を示す説明図である。すなわち、カプセル型内視鏡４が、画像Ｐn-1を撮像した位置から画像Ｐnを撮像した位置に変位した場合、撮像部位の奥行きが判らないので移動前の画像Ｐn-1上の参照点Ｒ0が移動後の画像Ｐn上のどの点に対応するかは１点には定まらないが、移動前の参照点Ｒ0に対する対応点Ｒ1が移動後の画像Ｐnでのエピポーラ線Ｅｐ上に限定されるというエピポーラ幾何を利用するものである。この場合のＰn，Ｐn-1間でカプセル型内視鏡４がどれだけ動いたかの相対移動量は、加速度センサ２５や角速度センサ２６により検出された加速度、角速度に基づく位置情報や姿勢情報の変化量が参照される。そこで、移動後の画像Ｐnでのエピポーラ線Ｅｐを求め、該画像Ｐnの端点（たとえば、左上端点と右下端点）とエピポーラ線Ｅｐとの位置関係を判断することで、画像Ｐn，Ｐn-1同士の重なり部分を判断し、探索範囲を決定する。
【００４２】
ついで、複数のテンプレート画像を検出し（ステップＳ２０４）、パターンマッチング処理を行う（ステップＳ２０５）。すなわち、設定された探索範囲内において、画像Ｐn中から複数のテンプレート画像を作成するとともに、合成すべき画像Ｐn-1において複数のテンプレート画像を切り出し、これらのパターンマッチングにより対応点を見出す。ここで、後述のアフィン変換の未知のパラメータ数が６個であるので、６個以上のテンプレート画像を用い、６個以上の対応点を見出す。そして、合成すべき両画像Ｐn，Ｐn-1間の関係式を回転と平行移動のアフィン変換とするアフィン変換処理を行う（ステップＳ２０６）。この処理においては、最小二乗法により６つのアフィンパラメータを算出する。そして、求めたアフィンパラメータを用いることで合成すべき画像Ｐn-1を直交座標系のｘ，ｙ座標に変形変換することで、画像Ｐnと合成する（ステップＳ２０７）。このような処理を、処理対象となる全ての画像について順次繰り返す（ステップＳ２０８）。
【００４３】
このような画像結合処理により、複数の画像が共通部分で重なり合って連続する画像として認識することができるので、カプセル型内視鏡４の浮揚位置や浮揚姿勢が変位しながら撮像された胃３内の診断が容易となる。
【００４４】
なお、ステップＳ２０７の処理においては、単純な合成処理であり、平面的な合成画像となる。そこで、さらにこのように合成された合成画像の横サイズをＬ、縦サイズをＨとし、直径Ｒ＝Ｌ／π、高さＨの円柱に合成画像を貼付ける円柱マッピングを行い、円柱座標系と直交座標系の変換を行うようにしてもよい。このような合成画像を表示部９に表示させるようにすれば、カプセル型内視鏡４から胃３内を見ているようなバーチャル的な視点で、円筒内部を観察することができ、胃３内の診断が一層容易となる。
【００４５】
次に、上述の本実施の形態の胃内観察方法（被検体内観察方法）の手順を図１０にまとめて示す。図１０は、本実施の形態の胃内観察方法の手順を示す概略フローチャートである。まず、観察に先立ち、カプセル型内視鏡４からの信号を受信するためのアンテナ６ａを被検体２の所定位置に配置するとともに、受信装置本体６ｂを被検体２の近傍位置に配置する（ステップＳ１）。次に、供給装置１内に収納されているカプセル型内視鏡４を別体の磁石等を用いて起動させる（ステップＳ２）。
【００４６】
そして、供給装置１の飲み口１ｄから第１の液体７を同封のカプセル型内視鏡４とともに飲み込むことで、胃３内に導入する（ステップＳ３）。この際、被検体２は、飲みやすくするため立位（または、座位）とする。ついで、供給装置１の飲み口１ｆから第２の液体８を飲み込むことで、胃３内に導入する（ステップＳ４）。この際、カプセル型内視鏡４は第１の液体７と同時に飲み込むことは必須ではないが、第１の液体７と一緒に飲み込むことでカプセル型内視鏡４を飲み込みやすくなる。また、カプセル型内視鏡４と第１の液体７と第２の液体８との飲み込み順序は、順不同であり、飲み込みやすい順序で構わない。その後、胃３内において境界面１２が安定するまで数分程度待機する（ステップＳ５）。
【００４７】
これにより、たとえば図５や図６（ａ）等に示したような観察可能な状態となるので、この状態でカプセル型内視鏡４が撮像により取得した被検体内画像データを被検体２外に向けて送信出力させ、受信装置６で受信させる（ステップＳ６）。その後、必要な回数の体位変換が終了するまで（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、適宜タイミングで、被検体２の体位を変換させ（ステップＳ８）、変換された体位でのステップＳ６の撮像処理を繰り返す。そして、当該被検体２に対する胃３の観察がまだ完了していなければ（ステップＳ９：Ｎｏ）、適宜タイミングで、第１の液体７を胃３内に追加導入する（ステップＳ１０）。その後、胃３内において境界面１２が安定するまで数分程度待機し（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、ステップＳ６以降の処理を繰り返す。当該被検体２に対する胃３の観察が終了したら（ステップＳ９：Ｙｅｓ）、観察処理を終了する。この際、被検体２を右側臥位状態に体位変換し、胃３内に導入された第１の液体７、第２の液体８とともにカプセル型内視鏡４の幽門部３ｂ側への移動を促すことが望ましい。
【００４８】
なお、本実施の形態では、カプセル型内視鏡４、第１の液体７および第２の液体８からなる被検体内導入体５を、パッケージ化された供給装置１から一括して被検体２内に導入させるようにしたが、このようなパッケージ化された供給装置１に限らず、被検体内導入体５の供給方法は任意でよい。図１１は、被検体内導入体５の供給方法の変形例を示す概略斜視図である。第１の液体７を収納した１個または追加用の数個のボトル状の容器５１とカプセル型内視鏡４と第２の液体８を収納した１個（または数個）のボトル状の容器５２とを、体位変換装置１１付設の供給テーブル５３上に用意しておき、被検体２に供給させるようにしてもよい。この場合、容器５１，５２を目盛５４，５５付きとし、導入量をわかりやすくすることが好ましい。あるいは、ボトル状の容器５１，５２に代えてコップ等の容器を利用するようにしてもよい。
【００４９】
また、本実施の形態では、前端側が相対的に軽い重量バランスとするために、電池２４を後端側に配設させたカプセル型内視鏡４としたが、このような配置例に限らず、前端側が相対的に軽い重量バランスとしたカプセル型内視鏡を用いるようにしてもよい。たとえば、図１２−１に示すように、電池２４に代えて錘３０を後端側に配置させたカプセル型内視鏡４や、図１２−２に示すように、前端側に空間３１を確保して前端側を軽くしたカプセル型内視鏡４であってもよい。
【００５０】
さらに、本実施の形態では、前端側が相対的に軽い重量バランスで上向き撮像のカプセル型内視鏡４を用いる例で説明したが、下向き撮像を目的とする場合であれば、前端側が相対的に重い重量バランスの単眼型のカプセル型内視鏡を用いるようにすればよい。図１３−１〜図１３−３は、それぞれ前端側が相対的に重い重量バランスの単眼型のカプセル型内視鏡４０の概略構成を示す側面図である。図１３−１は、電池２４などの重量物を前端側寄りに配置した構成例を示し、図１３−２は、錘３０を前端側寄りに配置した例を示し、図１３−３は、空間３１を後端側寄りに設けた例を示す。
【００５１】
ところで、図１３−１〜図１３−３に例示するような前端側が相対的に重い重量バランスの単眼型のカプセル型内視鏡４０の場合、第１の液体７と第２の液体８との境界面１２に立ち状態で浮揚して、常に下部側に位置する第１の液体７を通して胃３の内壁を下向き方向で撮像することとなる。よって、その先端カバー２１周りが空気層ではなく第１の液体７で満たされているため、先端カバー２１上に傷や汚れがあっても目たちにくくなり、空気層を介して撮像する場合よりも良好なる撮像画像を得ることができる。また、たとえば図６（ａ）に示した場合のような第１の液体７が少ない段階での境界面１２に浮揚するカプセル型内視鏡４０での下向き撮像であっても、第１の液体７だけでなく第２の液体８も導入されることで、より多くの液体が胃３内に導入されて胃３の下部側内壁が広範に亘って伸展・拡張した状態での撮像となり、よって、広い臓器である胃３内で十分な視野を確保して良好なる観察を行うことができる。つまり、図６（ａ）に示すような状態で、（第１の液体＋第２の液体）分の第１の液体のみを胃内に導入してカプセル型内視鏡を液中の所望の位置に沈ませる制御を行えば、一種類の液体のみでも同様の状態を確保することができるが、本発明の場合、カプセル型内視鏡を沈ませる制御を行うことなく、境界面１２の位置を調整するだけで容易に実現することができる。
【００５２】
また、本実施の形態では、前端側方向のみ撮像可能な単眼型のカプセル型内視鏡４，４０の例で説明したが、前端側方向のみならず、たとえば、前端側斜視方向のみ、あるいは、前端側周方向のみの撮像が可能な単眼型のカプセル型内視鏡であってもよい。さらには、カプセル型内視鏡としては、単眼型のものに限らず、前端側方向および後端側方向の前後両方向の撮像が可能な複眼型のカプセル型内視鏡であってもよい。複眼型のカプセル型内視鏡の場合も、前後方向の重心バランスを変えて重心位置を偏心させることで境界面１２に常に立ち状態で浮揚するようにすれば、重力方向に対して撮像方向を常に一定とすることができ、安定した撮像が可能となる。この場合の撮像は、前後両方向であってもよく、あるいは、所望の片側方向のみであってもよい。
【００５３】
また、本実施の形態では、被検体２の所望の臓器として胃３を対象とする観察例で説明したが、胃３に限らず、比較的広い管腔を有する臓器、たとえば大腸等の観察にも適用可能である。
【００５４】
（付記１）第１の液体を被検体の所望の臓器内に導入するステップと、
前記第１の液体よりも比重が軽くて該第１の液体と混じりあわない第２の液体を前記臓器内に導入するステップと、
前記第１の液体と前記第２の液体との中間の比重を有するカプセル型医療装置を前記臓器内に導入するステップと、
前記臓器内に導入されて前記第１の液体と前記第２の液体との境界面に浮揚する前記カプセル型医療装置により被検体内情報を取得して該被検体内情報を被検体外に無線出力するステップと、
を備えることを特徴とする被検体内観察方法。
【００５５】
（付記２）前記カプセル型医療装置として、被検体内画像を撮像するカプセル型内視鏡を用いるようにしたことを特徴とする付記１に記載の被検体内観察方法。
【００５６】
（付記３）前記カプセル型内視鏡として、前端側方向、前端側斜視方向または前端側周方向のみ撮像可能な単眼型のカプセル型内視鏡を用いることを特徴とする付記２に記載の被検体内観察方法。
【００５７】
（付記４）前記カプセル型内視鏡として、前端側方向および後端側方向の撮像可能な複眼型のカプセル型内視鏡を用いることを特徴とする付記２に記載の被検体内観察方法。
【００５８】
（付記５）前記カプセル型内視鏡として、広角化された撮像光学系を有するカプセル型内視鏡を用いることを特徴とする付記２〜４のいずれか一つに記載の被検体内観察方法。
【００５９】
（付記６）前記カプセル型内視鏡として、前後方向の重量バランスを変えて重心位置を偏心させたカプセル型内視鏡を用いることを特徴とする付記２〜５のいずれか一つに記載の被検体内観察方法。
【００６０】
（付記７）前記カプセル型内視鏡として、前端側が相対的に重いカプセル型内視鏡を用いることを特徴とする付記６に記載の被検体内観察方法。
【００６１】
（付記８）前記カプセル型内視鏡として、前端側が相対的に軽いカプセル型内視鏡を用いることを特徴とする付記６に記載の被検体内観察方法。
【００６２】
（付記９）前記第１の液体および前記第２の液体は、前記カプセル型内視鏡の撮像光学系の波長光に対して透明であることを特徴とする付記２〜８のいずれか一つに記載の被検体内観察方法。
【００６３】
（付記１０）前記第１の液体は、飲料水であり、前記第２の液体は、食用油であることを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の被検体内観察方法。
【００６４】
（付記１１）前記第１の液体および／または前記第２の液体の臓器内導入量を変化させるステップをさらに備えることを特徴とする付記１〜１０のいずれか一つに記載の被検体内観察方法。
【００６５】
（付記１２）前記臓器内導入量を変化させるステップは、前記第１の液体の導入量を順次増加させるステップであることを特徴とする付記１１に記載の被検体内観察方法。
【００６６】
（付記１３）前記臓器内に導入された前記第１の液体と前記第２の液体との境界面位置を前記被検体の体位変化により変化させるステップをさらに備えることを特徴とする付記１〜１２のいずれか一つに記載の被検体内観察方法。
【００６７】
（付記１４）前記被検体内情報の取得時に、前記カプセル型医療装置の前記境界面における浮揚位置および／または浮揚姿勢を検出するステップをさらに備えることを特徴とする付記１〜１３のいずれか一つに記載の被検体内観察方法。
【００６８】
（付記１５）検出された前記カプセル型医療装置の浮揚位置および／または浮揚姿勢の情報を参照して、前記カプセル型医療装置が取得した複数の被検体内情報同士を結合する結合処理ステップをさらに備えることを特徴とする付記１４に記載の被検体内観察方法。
【００６９】
（付記１６）前記被検体の所望の臓器は、胃であることを特徴とする付記１〜１５のいずれか一つに記載の被検体内観察方法。
【００７０】
（付記１７）被検体の所望の臓器内に導入される第１の液体と、
前記第１の液体よりも比重が軽くて該第１の液体と混じりあわず、前記臓器内に導入される第２の液体と、
前記第１の液体と前記第２の液体との中間の比重を有して前記臓器内に導入され、被検体内情報を取得して該被検体内情報を被検体外に無線出力するカプセル型医療装置と、
からなることを特徴とする被検体内導入体。
【００７１】
（付記１８）前記カプセル型医療装置は、被検体内画像を撮像するカプセル型内視鏡であることを特徴とする付記１７に記載の被検体内導入体。
【００７２】
（付記１９）前記カプセル型内視鏡は、前端側方向、前端側斜視方向または前端側周方向のみ撮像可能な単眼型のカプセル型内視鏡であることを特徴とする付記１８に記載の被検体内導入体。
【００７３】
（付記２０）前記カプセル型内視鏡は、前端側方向および後端側方向の撮像可能な複眼型のカプセル型内視鏡であることを特徴とする付記１８に記載の被検体内導入体。
【００７４】
（付記２１）前記カプセル型内視鏡は、広角化された撮像光学系を有するカプセル型内視鏡であることを特徴とする付記１８〜２０のいずれか一つに記載の被検体内導入体。
【００７５】
（付記２２）前記カプセル型内視鏡は、前後方向の重量バランスを変えて重心位置を偏心させたカプセル型内視鏡であることを特徴とする付記１８〜２１のいずれか一つに記載の被検体内導入体。
【００７６】
（付記２３）前記カプセル型内視鏡は、前端側が相対的に重いカプセル型内視鏡であることを特徴とする付記２２に記載の被検体内導入体。
【００７７】
（付記２４）前記カプセル型内視鏡は、前端側が相対的に軽いカプセル型内視鏡であることを特徴とする付記２２に記載の被検体内導入体。
【００７８】
（付記２５）前記第１の液体および前記第２の液体は、前記カプセル型内視鏡の撮像光学系の波長光に対して透明であることを特徴とする付記１８〜２４のいずれか一つに記載の被検体内導入体。
【００７９】
（付記２６）前記第１の液体は、飲料水であり、前記第２の液体は、食用油であることを特徴とする付記１７〜２５のいずれか一つに記載の被検体内導入体。
【００８０】
（付記２７）前記第１の液体および／または前記第２の液体の臓器内導入量が可変的であることを特徴とする付記１７〜２６のいずれか一つに記載の被検体内導入体。
【００８１】
（付記２８）前記臓器内導入量の可変は、前記第１の液体の導入量の順次増加であることを特徴とする付記２７に記載の被検体内導入体。
【００８２】
（付記２９）前記被検体の所望の臓器は、胃であることを特徴とする付記１７〜２８のいずれか一つに記載の被検体内導入体。
【００８３】
（付記３０）被検体の所望の臓器内に導入された付記１７〜２９のいずれか一つに記載の被検体内導入体と、
前記被検体外に配置され、前記臓器内の前記カプセル型医療装置から無線送信される被検体内情報を受信する受信装置と、
を備えることを特徴とする被検体内観察システム。
【００８４】
（付記３１）前記第１の液体、前記第２の液体および前記カプセル型医療装置が前記所望の臓器内に導入された前記被検体の体位を変化させる体位変換装置をさらに備えることを特徴とする付記３０に記載の被検体内観察システム。
【００８５】
（付記３２）前記カプセル型医療装置の前記境界面における浮揚位置および／または浮揚姿勢を検出する検出手段を備えることを特徴とする付記３０または３１に記載の被検体内観察システム。
【００８６】
（付記３３）前記検出手段は、前記カプセル型医療装置に内蔵されていることを特徴とする付記３２に記載の被検体内観察システム。
【００８７】
（付記３４）前記被検体内情報取得時に前記検出手段で検出された前記カプセル型医療装置の浮揚位置および／または浮揚姿勢の情報を参照して、前記カプセル型医療装置が取得した複数の被検体内情報同士を結合する結合処理手段を備えることを特徴とする付記３３に記載の被検体内観察システム。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明にかかる被検体内観察システムの好適な実施の形態である無線型の被検体内観察システムの全体構成を示す模式図である。
【図２】被検体内導入体を含む供給装置を示す概略斜視図である。
【図３】カプセル型内視鏡の概略構成を示す側面図である。
【図４】ワークステーションの構成例を示す概略ブロック図である。
【図５】観察時の胃内の様子を示す概略正面図である。
【図６】第１の液体の導入量の増加前と増加後の胃内の様子を示す概略正面図である。
【図７】仰臥位状態に体位変換させた場合の観察時の胃内の様子を断面的に示す模式図である。
【図８】画像結合処理例を示す概略フローチャートである。
【図９】エピポール幾何を利用する探索範囲設定例を示す説明図である。
【図１０】本実施の形態の胃内観察方法の手順を示す概略フローチャートである。
【図１１】被検体内導入体の供給方法の変形例を示す概略斜視図である。
【図１２−１】前端側が相対的に軽いカプセル型内視鏡の変形例の概略構成を示す側面図である。
【図１２−２】前端側が相対的に軽いカプセル型内視鏡の他の変形例の概略構成を示す側面図である。
【図１３−１】前端側が相対的に重いカプセル型内視鏡の概略構成を示す側面図である。
【図１３−２】前端側が相対的に重いカプセル型内視鏡の変形例の概略構成を示す側面図である。
【図１３−３】前端側が相対的に重いカプセル型内視鏡の他の変形例の概略構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００８９】
２  被検体
３  胃
４  カプセル型内視鏡
５  被検体内導入体
６  受信装置
７  第１の液体
８  第２の液体
１１  体位変換装置
１２  境界面
２２  撮像光学系
４０  カプセル型内視鏡
【図１】
0004827529.tif 000002
【図２】
0004827529.tif 000003
【図３】
0004827529.tif 000004
【図４】
0004827529.tif 000005
【図５】
0004827529.tif 000006
【図６】
0004827529.tif 000007
【図７】
0004827529.tif 000008
【図８】
0004827529.tif 000009
【図９】
0004827529.tif 000010
【図１０】
0004827529.tif 000011
【図１１】
0004827529.tif 000012
【図１２−１】
0004827529.tif 000013
【図１２−２】
0004827529.tif 000014
【図１３−１】
0004827529.tif 000015
【図１３−２】
0004827529.tif 000016
【図１３−３】
0004827529.tif 000017