(57)【要約】【課題】簡単な構成で最適な分光画像を得る。【解決手段】カプセル内視鏡システム２のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）１３は、分光画像生成部６９を有する。分光画像生成部６９は、カプセル内視鏡１１で得られた画像データから、任意の波長帯域を有する分光画像データを生成する。ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）６４には、大凡の被観察部位を表すカプセル内視鏡１１の型番、撮像素子２３や照明光源２５の特性が分かる製造ロット番号、および被観察部位に対応した複数の係数マトリックス６７が記憶されている。マトリックス演算回路７０は、画像データに関連付けて記憶された型番、製造ロット番号を含む識別情報、および人体内におけるカプセル内視鏡１１の位置を示す位置情報に応じた係数マトリックス６７をＨＤＤ６４から読み出し、これを用いて画像データを分光画像データとするマトリックス演算処理を行う。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位の像光を撮像するカプセル内視鏡と、前記カプセル内視鏡で得られた画像データの無線信号を受信してメモリに記憶する受信装置と、前記メモリから前記画像データを取り込んで、診断に供する内視鏡画像を生成してモニタに表示する画像処理装置とからなるカプセル内視鏡システムにおいて、
前記画像データから、任意の波長帯域を有する分光画像のデータを演算により生成する分光画像生成部を有することを特徴とするカプセル内視鏡システム。
【請求項２】
前記カプセル内視鏡の個体毎に付加された識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記識別情報に対応付けて記憶された記憶部とを有し、
前記分光画像生成部は、前記識別情報取得部で取得された前記識別情報に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことを特徴とする請求項１に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項３】
前記識別情報は、前記カプセル内視鏡の型番、および前記カプセル内視鏡の製造ロット番号を含むことを特徴とする請求項２に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項４】
前記被検体内における前記カプセル内視鏡の位置を検出する位置検出部と、
前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記被観察部位に対応付けて記憶された記憶部とを有し、
前記分光画像生成部は、前記位置検出部の検出結果に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことを特徴とする請求項１に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項５】
前記位置検出部は、前記無線信号の電界強度を測定する電界強度測定手段を有することを特徴とする請求項４に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項６】
前記電界強度測定手段は、前記被検体に装着され、前記無線信号を受信する複数のアンテナに設けられていることを特徴とする請求項５に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項７】
前記位置検出部は、前記カプセル内視鏡に設けられた磁石と、
前記磁石による磁界強度を測定する磁界強度測定手段とを有することを特徴とする請求項４に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項８】
前記磁界強度測定手段は、前記被検体に装着され、前記無線信号を受信する複数のアンテナに設けられていることを特徴とする請求項７に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項９】
前記カプセル内視鏡の個体毎に付加された識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記被検体内における前記カプセル内視鏡の位置を検出する位置検出部と、
前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記識別情報、および前記被観察部位に対応付けて記憶された記憶部とを有し、
前記分光画像生成部は、前記識別情報取得部で取得された前記識別情報、および前記位置検出部の検出結果に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことを特徴とする請求項１に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１０】
前記識別情報は、前記カプセル内視鏡の型番、および前記カプセル内視鏡の製造ロット番号を含むことを特徴とする請求項９に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１１】
前記位置検出部は、前記無線信号の電界強度を測定する電界強度測定手段を有することを特徴とする請求項９または１０に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１２】
前記電界強度測定手段は、前記被検体に装着され、前記無線信号を受信する複数のアンテナに設けられていることを特徴とする請求項１１に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１３】
前記位置検出部は、前記カプセル内視鏡に設けられた磁石と、
前記磁石による磁界強度を測定する磁界強度測定手段とを有することを特徴とする請求項９または１０に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１４】
前記磁界強度測定手段は、前記被検体に装着され、前記無線信号を受信する複数のアンテナに設けられていることを特徴とする請求項１３に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１５】
前記分光画像の分光スペクトルを計測するスペクトル計測部と、
前記スペクトル計測部の計測結果の情報を、前記分光画像とともに前記モニタに表示させる表示制御部とを備えることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１６】
前記表示制御部は、前記スペクトル計測部の計測結果に基づいて抽出された注目すべき領域を示すマークを、前記分光画像上に表示させることを特徴とする請求項１５に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１７】
前記カプセル内視鏡が載置され、前記演算を行う際に用いる係数マトリックスを作成するために必要なマトリックス作成用画像が描かれたスタンドを備え、
前記マトリックス作成用画像を前記カプセル内視鏡で撮像して得られたマトリックス作成用画像データに基づいて、前記係数マトリックスを作成するマトリックス作成部を有し、
前記分光画像生成部は、前記マトリックス作成部で作成された係数マトリックスを用いて前記演算を行うことを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１８】
前記マトリックス作成用画像は、等分割された複数の領域を色分けした色見本であることを特徴とする請求項１７に記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項１９】
前記カプセル内視鏡は、電源が投入された際に、前記識別情報の無線信号を前記識別情報取得部に送信する無線送信部を有することを特徴とする請求項１ないし１８のいずれかに記載のカプセル内視鏡システム。
【請求項２０】
カプセル内視鏡で得られた画像データを取り込んで、診断に供する内視鏡画像を生成してモニタに表示する画像処理装置において、
前記画像データから、任意の波長帯域を有する分光画像のデータを演算により生成する分光画像生成部を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２１】
前記カプセル内視鏡の個体毎に付加された識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記識別情報に対応付けて記憶された記憶部とを有し、
前記分光画像生成部は、前記識別情報取得部で取得された前記識別情報に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことを特徴とする請求項２０に記載の画像処理装置。
【請求項２２】
前記識別情報は、前記カプセル内視鏡の型番、および前記カプセル内視鏡の製造ロット番号を含むことを特徴とする請求項２１に記載の画像処理装置。
【請求項２３】
前記被検体内における前記カプセル内視鏡の位置を検出する位置検出部と、
前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記被観察部位に対応付けて記憶された記憶部とを有し、
前記分光画像生成部は、前記位置検出部の検出結果に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことを特徴とする請求項２０に記載の画像処理装置。
【請求項２４】
前記カプセル内視鏡の個体毎に付加された識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記被検体内における前記カプセル内視鏡の位置を検出する位置検出部と、
前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記識別情報、および前記被観察部位に対応付けて記憶された記憶部とを有し、
前記分光画像生成部は、前記識別情報取得部で取得された前記識別情報、および前記位置検出部の検出結果に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことを特徴とする請求項２０に記載の画像処理装置。
【請求項２５】
前記識別情報は、前記カプセル内視鏡の型番、および前記カプセル内視鏡の製造ロット番号を含むことを特徴とする請求項２４に記載の画像処理装置。
【請求項２６】
前記分光画像の分光スペクトルを計測するスペクトル計測部と、
前記スペクトル計測部の計測結果の情報を、前記分光画像とともに前記モニタに表示させる表示制御部とを備えることを特徴とする請求項２０ないし２５のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項２７】
前記表示制御部は、前記スペクトル計測部の計測結果に基づいて抽出された注目すべき領域を示すマークを、前記分光画像上に表示させることを特徴とする請求項２６に記載の画像処理装置。
【請求項２８】
前記カプセル内視鏡が載置され、前記演算を行う際に用いる係数マトリックスを作成するために必要なマトリックス作成用画像が描かれたスタンドを備え、
前記マトリックス作成用画像を前記カプセル内視鏡で撮像して得られたマトリックス作成用画像データに基づいて、前記係数マトリックスを作成するマトリックス作成部を有し、
前記分光画像生成部は、前記マトリックス作成部で作成された係数マトリックスを用いて前記演算を行うことを特徴とする請求項２０ないし２７のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項２９】
前記マトリックス作成用画像は、等分割された複数の領域を色分けした色見本であることを特徴とする請求項２８に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カプセル内視鏡で得られた画像を用いて医療診断を行うためのカプセル内視鏡システム、および画像処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、撮像素子や照明光源などが超小型のカプセルに内蔵されたカプセル内視鏡による医療診断が実用化されつつある。カプセル内視鏡を利用した医療診断では、まず、患者にカプセル内視鏡を嚥下させ、照明光源で人体内の被観察部位（人体内管路の内壁面）を照明しつつ、撮像素子で被観察部位を撮像し、これにより得られた画像データを受信装置に無線送信する。カプセル内視鏡から無線送信された画像データは、受信装置に搭載されたフラッシュメモリなどの記憶媒体に記憶される。そして、検査終了後に受信装置からパーソナルコンピュータなどの画像処理装置に取り込まれ、内視鏡画像としてモニタに表示される。
【０００３】
ところで、最近、内視鏡を用いた医療診断の分野では、病変の発見を容易にするために、狭い波長帯域の光を被観察部位に照射し、これによる反射光を画像化（以下、このようにして得られた画像を、通常の画像と区別して分光画像と呼ぶ。）して観察するNarrow Band Imaging（以下、ＮＢＩと略す。）と呼ばれる手法が脚光を浴びている。このＮＢＩによれば、被観察部位に色素を散布したり、インドシアニングリーン（ＩＣＧ；Indocyanine green）などの造影剤を注入したりすることなく、粘膜下層部の血管を強調した画像や、胃壁、腸の表層組織などの臓器の構造物を強調した画像を容易に得ることができる。
【０００４】
ＮＢＩをカプセル内視鏡に適用した例としては、白色光を発する白色光発光部と狭帯域の光を発する狭帯域光発光部とを有し、これらの発光部を順次発光させて、これらの発光部によって照明された被観察部位からの反射光を含む光学像を撮像素子で順次撮像させるものが提案されている（特許文献１参照）。このカプセル内視鏡では、白色光発光部、または撮像素子の一方に、狭帯域光を透過するフィルタを設けている。
【特許文献１】特開２００５−０７４０３４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、特許文献１に記載の技術では、複数の発光部が必要であり、これらを駆動させるための動作シーケンスが複雑になるうえ、消費電力も嵩むため、カプセル内視鏡の大型化、およびコストアップを招くおそれがあった。
【０００６】
また、得られる分光画像がフィルタの特性によって一義的に決まるため、カプセル内視鏡の個体毎の性能のばらつきや、食道、胃、小腸、大腸などの用途に応じた最適な分光画像を得ることが困難であった。特に、カプセル内視鏡は、一つのシステムで複数種類且つ種類毎に多数扱われるので、個体毎の性能のばらつきを補正することができないと、診断の指針が安定しないなどの不具合が起こるおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で最適な分光画像を得ることができるカプセル内視鏡システム、および画像処理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】
上記目的を達成するために、本発明は、被検体内に嚥下され、被検体内の被観察部位の像光を撮像するカプセル内視鏡と、前記カプセル内視鏡で得られた画像データの無線信号を受信してメモリに記憶する受信装置と、前記メモリから前記画像データを取り込んで、診断に供する内視鏡画像を生成してモニタに表示する画像処理装置とからなるカプセル内視鏡システムにおいて、前記画像データから、任意の波長帯域を有する分光画像のデータを演算により生成する分光画像生成部を有することを特徴とする。
【０００９】
前記カプセル内視鏡の個体毎に付加された識別情報を取得する識別情報取得部と、前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記識別情報に対応付けて記憶された記憶部とを有し、前記分光画像生成部は、前記識別情報取得部で取得された前記識別情報に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことが好ましい。この場合、前記識別情報は、前記カプセル内視鏡の型番、および前記カプセル内視鏡の製造ロット番号を含むことが好ましい。
【００１０】
前記被検体内における前記カプセル内視鏡の位置を検出する位置検出部と、前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記被観察部位に対応付けて記憶された記憶部とを有し、前記分光画像生成部は、前記位置検出部の検出結果に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことが好ましい。
【００１１】
前記位置検出部は、前記無線信号の電界強度を測定する電界強度測定手段を有することが好ましい。この場合、前記電界強度測定手段は、前記被検体に装着され、前記無線信号を受信する複数のアンテナに設けられていることが好ましい。
【００１２】
あるいは、前記位置検出部は、前記カプセル内視鏡に設けられた磁石と、前記磁石による磁界強度を測定する磁界強度測定手段とを有することが好ましい。この場合、前記磁界強度測定手段は、前記被検体に装着され、前記無線信号を受信する複数のアンテナに設けられていることが好ましい。
【００１３】
前記カプセル内視鏡の個体毎に付加された識別情報を取得する識別情報取得部と、前記被検体内における前記カプセル内視鏡の位置を検出する位置検出部と、前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記識別情報、および前記被観察部位に対応付けて記憶された記憶部とを有し、前記分光画像生成部は、前記識別情報取得部で取得された前記識別情報、および前記位置検出部の検出結果に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことが好ましい。この場合、前記識別情報は、前記カプセル内視鏡の型番、および前記カプセル内視鏡の製造ロット番号を含むことが好ましい。
【００１４】
前記位置検出部は、前記無線信号の電界強度を測定する電界強度測定手段を有することが好ましい。この場合、前記電界強度測定手段は、前記被検体に装着され、前記無線信号を受信する複数のアンテナに設けられていることが好ましい。
【００１５】
あるいは、前記位置検出部は、前記カプセル内視鏡に設けられた磁石と、前記磁石による磁界強度を測定する磁界強度測定手段とを有することが好ましい。この場合、前記磁界強度測定手段は、前記被検体に装着され、前記無線信号を受信する複数のアンテナに設けられていることが好ましい。
【００１６】
前記分光画像の分光スペクトルを計測するスペクトル計測部と、前記スペクトル計測部の計測結果の情報を、前記分光画像とともに前記モニタに表示させる表示制御部とを備えることが好ましい。この場合、前記表示制御部は、前記スペクトル計測部の計測結果に基づいて抽出された注目すべき領域を示すマークを、前記分光画像上に表示させることが好ましい。
【００１７】
前記カプセル内視鏡が載置され、前記演算を行う際に用いる係数マトリックスを作成するために必要なマトリックス作成用画像が描かれたスタンドを備え、前記マトリックス作成用画像を前記カプセル内視鏡で撮像して得られたマトリックス作成用画像データに基づいて、前記係数マトリックスを作成するマトリックス作成部を有し、前記分光画像生成部は、前記マトリックス作成部で作成された係数マトリックスを用いて前記演算を行うことが好ましい。この場合、前記マトリックス作成用画像は、等分割された複数の領域を色分けした色見本であることが好ましい。
【００１８】
前記カプセル内視鏡は、電源が投入された際に、前記識別情報の無線信号を前記識別情報取得部に送信する無線送信部を有することが好ましい。
【００１９】
請求項２０に記載の発明は、カプセル内視鏡で得られた画像データを取り込んで、診断に供する内視鏡画像を生成してモニタに表示する画像処理装置において、前記画像データから、任意の波長帯域を有する分光画像のデータを演算により生成する分光画像生成部を有することを特徴とする。
【００２０】
前記カプセル内視鏡の個体毎に付加された識別情報を取得する識別情報取得部と、前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記識別情報に対応付けて記憶された記憶部とを有し、前記分光画像生成部は、前記識別情報取得部で取得された前記識別情報に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことが好ましい。この場合、前記識別情報は、前記カプセル内視鏡の型番、および前記カプセル内視鏡の製造ロット番号を含むことが好ましい。
【００２１】
前記被検体内における前記カプセル内視鏡の位置を検出する位置検出部と、前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記被観察部位に対応付けて記憶された記憶部とを有し、前記分光画像生成部は、前記位置検出部の検出結果に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことが好ましい。
【００２２】
前記カプセル内視鏡の個体毎に付加された識別情報を取得する識別情報取得部と、前記被検体内における前記カプセル内視鏡の位置を検出する位置検出部と、前記演算を行う際に用いる係数マトリックスが、前記識別情報、および前記被観察部位に対応付けて記憶された記憶部とを有し、前記分光画像生成部は、前記識別情報取得部で取得された前記識別情報、および前記位置検出部の検出結果に応じた係数マトリックスを前記記憶部から読み出して、読み出した係数マトリックスを用いて前記演算を行うことが好ましい。この場合、前記識別情報は、前記カプセル内視鏡の型番、および前記カプセル内視鏡の製造ロット番号を含むことが好ましい。
【００２３】
前記分光画像の分光スペクトルを計測するスペクトル計測部と、前記スペクトル計測部の計測結果の情報を、前記分光画像とともに前記モニタに表示させる表示制御部とを備えることが好ましい。この場合、前記表示制御部は、前記スペクトル計測部の計測結果に基づいて抽出された注目すべき領域を示すマークを、前記分光画像上に表示させることが好ましい。
【００２４】
前記カプセル内視鏡が載置され、前記演算を行う際に用いる係数マトリックスを作成するために必要なマトリックス作成用画像が描かれたスタンドを備え、前記マトリックス作成用画像を前記カプセル内視鏡で撮像して得られたマトリックス作成用画像データに基づいて、前記係数マトリックスを作成するマトリックス作成部を有し、前記分光画像生成部は、前記マトリックス作成部で作成された係数マトリックスを用いて前記演算を行うことが好ましい。この場合、前記マトリックス作成用画像は、等分割された複数の領域を色分けした色見本であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のカプセル内視鏡システム、および画像処理装置によれば、カプセル内視鏡で得られた画像データから、任意の波長帯域を有する分光画像のデータを演算により生成する分光画像生成部を有するので、簡単な構成で最適な分光画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
図１（Ａ）、（Ｂ）において、カプセル内視鏡システム２は、患者１０の口部から人体内に嚥下されるカプセル内視鏡１１と、患者１０がベルトなどに取り付けて携帯する受信装置１２と、受信装置１２が接続されるパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと略記する。）１３とから構成される。カプセル内視鏡１１は、人体内管路を通過する際に管路の内壁面を撮像し、これにより得られた画像データを無線送信する。
【００２７】
受信装置１２は、患者１０が身に付けたシールドシャツ１３内に装着された複数のアンテナ１４を介して、カプセル内視鏡１１から送信された画像データを受信し、これをメモリ４８（図４参照）に記憶する。受信装置１２の前面には、各種設定画面を表示する液晶表示器（以下、ＬＣＤと略記する。）１５、および各種設定を行うための操作ボタン１６が設けられている。受信装置１２は、ＰＣ１３とＵＳＢケーブルなどで接続され、ＰＣ１３とデータの遣り取りを行う。
【００２８】
ＰＣ１３は、キーボードやマウスなどの操作部１７と、モニタ１８とを備えている。ＰＣ１３は、カプセル内視鏡１１による検査終了後に、受信装置１２のメモリ４８に記憶された画像データを取り込んで、画像データから内視鏡画像を生成し、これをモニタ１８に表示する。
【００２９】
アンテナ１４には、カプセル内視鏡１１からの電波３６（図３参照）の電界強度を測定する電界強度測定センサ１９が内蔵されている。電界強度測定センサ１９は、電界強度の測定結果を位置検出回路４３（図４参照）に出力する。
【００３０】
図２において、カプセル内視鏡１１は、透明な前カバー２０と、この前カバー２０に嵌合して水密な空間を形成する後カバー２１とからなる。両カバー２０、２１は、その先端または後端が略半球形状となった筒状に形成されている。
【００３１】
両カバー２０、２１が作る空間内には、被観察部位の像光を取り込むための対物光学系２２と、被観察部位の像光を撮像するＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子２３とからなる撮像部２４、被観察部位に光を照射する白色ＬＥＤなどの照明光源２５、送信回路３５や電力供給回路３７（ともに図３参照）が実装された電気回路基板２６、およびボタン型の電池２７などが収容されている。電気回路基板２６の後部には、アンテナ２８が配され、送信回路３５に接続されている（図３参照）。
【００３２】
対物光学系２２は、前カバー２０の先端の略半球形状となった部分に配された、透明な凸型の光学ドーム２２ａと、光学ドーム２２ａの後端に取り付けられ、後端に向けて先細となったレンズホルダー２２ｂと、レンズホルダー２２ｂに固着されたレンズ２２ｃとから構成される。対物光学系２２は、光軸２９を中心軸として、前方視野角１４０°〜１８０°の撮影範囲を有し、この撮影範囲における被観察部位の全方位画像を像光として取り込む。
【００３３】
図３において、ＣＰＵ３０は、カプセル内視鏡１１の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ３０には、カプセル内視鏡１１の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶されたＲＯＭ３１が接続されている。ＣＰＵ３０は、ＲＯＭ３１から必要なプログラムやデータを読み出し、カプセル内視鏡１１の動作制御を行う。
【００３４】
撮像素子２３は、ＣＰＵ３０に接続されたドライバ３２の制御の下に、例えば、２フレーム／秒のフレームレートで、対物光学系２２から入射した被観察部位の像光を撮像面に結像させ、各画素からこれに応じた撮像信号を出力する。
【００３５】
ＡＦＥ３３は、ドライバ３２の制御の下に、撮像素子２３から入力された撮像信号に対して、相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換を施して、撮像信号をデジタルの画像データ（例えば１０ビット）に変換する。
【００３６】
変調回路３４は、ＡＦＥ３３から出力されたデジタルの画像データにデジタル直交変調を施し、ＲＦ信号を生成する。送信回路３５は、アンテナ２８を介して、変調回路３４で生成されたＲＦ信号を電波３６として受信装置１２に送信する。
【００３７】
電力供給回路３７は、ＣＰＵ３０により制御され、電池２７の電力をカプセル内視鏡１１の各部に供給する。なお、符号３８は、ＣＰＵ３０の制御の下に、照明光源２５をオン／オフ駆動させるためのドライバである。
【００３８】
ＲＯＭ３１には、大腸用、小腸用などのカプセル内視鏡１１の用途を示す型番、および製造ロット番号を表す識別情報のデータ（以下、単に識別情報という。）が記憶されている。ＣＰＵ３０は、カプセル内視鏡１１の電源が投入された際にＲＯＭ３１から識別情報を読み出し、送信回路３５に出力する。送信回路３５は、アンテナ２８を介して、ＣＰＵ３０から入力された識別情報を電波３６として受信装置１２に送信する。
【００３９】
図４において、ＣＰＵ４０は、受信装置１２の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ４０には、受信装置１２の動作を制御するための各種プログラムやデータが記憶されたＲＯＭ４１が接続されている。ＣＰＵ４０は、このＲＯＭ４１から必要なプログラムやデータを読み出し、受信装置１２の動作制御を行う。また、ＣＰＵ４０は、操作ボタン１６からの操作入力信号に応じて、受信装置１２の各部を動作させる。
【００４０】
受信回路４２は、アンテナ１４で受信された電波３６、すなわちＲＦ信号を増幅する。また、受信回路４２は、カプセル内視鏡１１の電源が投入された際に電波３６として送信される識別情報を受信して、これをＣＰＵ４０に出力する。
【００４１】
位置検出回路４３は、電界強度測定センサ１９から入力される電波３６の電界強度の測定結果を元に、人体内のカプセル内視鏡１１の位置を検出し、この検出結果（以下、位置情報という。）をＣＰＵ４０に出力する。人体内のカプセル内視鏡１１の位置を検出する具体的な方法としては、例えば、複数のアンテナ１４による電波３６の電界強度分布と、人体内のカプセル内視鏡１１の位置とを対応させたデータを予めＲＯＭ４１に記憶しておき、これを参考にして位置の特定を行う。
【００４２】
復調回路４４は、電波３６で表されるＲＦ信号に対して、例えば、デジタル直交検波を施して、ＲＦ信号をカプセル内視鏡１１で変調される前の画像データに復調する。同期分離回路４５は、ＣＰＵ４０の制御の下に、復調回路４４で復調された画像データから、振幅分離によって同期信号を分離し、 続いて周波数分離により水平同期信号と垂直同期信号とを分離する。
【００４３】
ＤＳＰ（Digital Signal Processor）４６は、復調回路４４で復調された画像データに対して、γ変換やＹＣ変換などの各種信号処理を施し、輝度信号と色差信号とからなる画像データをメモリ制御部４７に出力する。メモリ制御部４７は、ＤＳＰ４６から出力された画像データに、識別情報、および位置情報を関連付けてメモリ４８に記憶させる。メモリ４８は、例えば、記憶容量が１ＧＢ程度のフラッシュメモリからなり、メモリ制御部４７から順次出力される画像データを記憶・蓄積する。
【００４４】
ドライバ４９は、ＬＣＤ１５の表示制御を行う。通信Ｉ／Ｆ５０は、ＵＳＢケーブルなどが接続されるコネクタ５１を経由したＰＣ１３とのデータの遣り取りを媒介し、メモリ４８に記憶された画像データをＰＣ１３に送信する。
【００４５】
図５において、ＣＰＵ６０は、ＰＣ１３の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ６０には、モニタ１８の表示制御を行う表示制御部６１、コネクタ６２を経由した受信装置１２とのデータの遣り取りを媒介し、受信装置１２からの画像データを受信する通信Ｉ／Ｆ６３、ハードディスクドライブ（以下、ＨＤＤと略記する。）６４、およびメモリ６５が接続されている。
【００４６】
ＨＤＤ６４には、ＰＣ１３の動作に必要な各種プログラムやデータとともに、画像処理プログラム６６、および係数マトリックス６７が記憶されている。また、通信Ｉ／Ｆ６３で受信された画像データも記憶される。メモリ６５には、ＨＤＤ６４から読み出したデータや、各種演算処理により生じる中間データが一時記憶される。
【００４７】
操作部１７が操作されて画像処理プログラム６６が起動されると、モニタ１８に画像処理プログラム６６の作業ウィンドウが表示される。この作業ウィンドウ上でユーザーが操作部１７を操作することにより、内視鏡画像の表示、編集などを行うことができる。また、画像処理プログラム６６が起動されると、ＣＰＵ６０には、通常画像生成部６８、および分光画像生成部６９が構築される。
【００４８】
通常画像生成部６８は、ＨＤＤ６４から画像データを読み出し、この画像データから通常の内視鏡画像のデータ（以下、通常画像データという。）を生成する。分光画像生成部６９は、画像データから、任意の波長帯域を有する分光画像のデータ（以下、分光画像データという。）を生成する。分光画像の波長帯域は、操作部１７を操作することで設定変更することが可能となっている。
【００４９】
分光画像生成部６９には、マトリックス演算回路７０が設けられている。マトリックス演算回路７０は、ＨＤＤ６４に記憶された係数マトリックス６７を読み出して、画像データに係数マトリックス６７を乗算するマトリックス演算処理を実行する。すなわち、画像データを表すマトリックスをＣ、分光画像データを表すマトリックスをＣ’、係数マトリックスをＡとして、
ＣＡ＝Ｃ’
なるマトリックス演算を行う。
【００５０】
ここで、係数マトリックス６７は、画像データを設定された波長帯域の分光画像データとするために、上記の式から導かれる次式、
Ａ＝（ｔＣＣ）−１ｔＣＣ’    （但し、ｔＣはＣの転置行列）
から予め求められた所定の係数である。係数マトリックス６７は、撮像素子２３の色フィルターや照明光源２５から発せられる光の分光特性、被観察部位の分光反射特性に依存するので、最適な分光画像を得るためには、これらに応じて係数マトリックス６７の値を補正する必要がある。このため、ＨＤＤ６４には、大凡の被観察部位を表すカプセル内視鏡１１の型番、撮像素子２３や照明光源２５の特性が分かる製造ロット番号、および被観察部位に対応した複数の係数マトリックス６７が、例えばデータデーブルの形で記憶されている。マトリックス演算回路７０は、画像データに関連付けて記憶された識別情報、および位置情報に応じた係数マトリックス６７をＨＤＤ６４から読み出し、これを用いてマトリックス演算処理を行う。
【００５１】
図６に示すように、表示制御部６１は、検査日や患者の情報８０とともに、通常画像データ、および分光画像データに基づいた通常画像８１、および分光画像８２をモニタ１８に並べて表示させる。なお、言う迄もないが、通常画像８１、または分光画像８２をそれぞれ個別にモニタ１８に表示させることも可能である。
【００５２】
次に、上記のように構成されたカプセル内視鏡システム２で検査を行う際の手順を説明する。まず、カプセル内視鏡１１の電源が投入されると、ＲＯＭ３１からＣＰＵ３０に識別情報が読み出され、送信回路３５に出力される。そして、送信回路３５によって、ＣＰＵ３０から入力された識別情報がアンテナ２８を介して電波３６として受信装置１２に送信される。
【００５３】
カプセル内視鏡１１が患者１０に嚥下され、照明光源２５で人体内の被観察部位が照明されつつ、撮像素子２３で管路の内壁面が撮像される。このとき、対物光学系２２から入射した人体内の被観察部位の像光は、撮像素子２３の撮像面に結像され、撮像素子２３から撮像信号が出力される。撮像素子２３から出力された撮像信号は、ＡＦＥ３３で相関二重サンプリング、増幅、およびＡ／Ｄ変換が施され、デジタルの画像データに変換される。
【００５４】
ＡＦＥ３３から出力されたデジタルの画像データは、変調回路３４でデジタル直交変調が施され、これによりＲＦ信号が生成される。生成されたＲＦ信号は、送信回路３５で増幅され、アンテナ２８から電波３６として送信される。
【００５５】
受信装置１２では、カプセル内視鏡１１のアンテナ２８から送信された電波３６がアンテナ１４で受信されると、この電波３６、すなわちＲＦ信号が受信回路４２で増幅される。また、電界強度測定センサ１９で電波３６の電界強度が測定される。そして、電界強度測定センサ１９の測定結果を元に、人体内のカプセル内視鏡１１の位置が位置検出回路４３で検出され、この検出結果、すなわち位置情報がＣＰＵ４０に出力される。
【００５６】
受信回路４２で増幅されたＲＦ信号は、復調回路４４でデジタル直交検波が施され、カプセル内視鏡１１で変調される前の画像データに復調される。復調回路４４で復調された画像データは、ＣＰＵ４０の制御の下に、同期分離回路４５で同期分離が施され、ＤＳＰ４６で各種信号処理が施された後、メモリ制御部４７で識別情報、および位置情報が付加され、メモリ４８に記憶・蓄積される。
【００５７】
カプセル内視鏡１１による検査終了後、受信装置１２がＰＣ１３に接続されると、メモリ４８に記憶された画像データは、通信Ｉ／Ｆ５０、コネクタ５１、ＵＳＢケーブル、およびコネクタ６２を経由してＰＣ１３の通信Ｉ／Ｆ６３で受信され、ＨＤＤ６４に記憶される。
【００５８】
ＰＣ１３では、操作部１７が操作されて画像処理プログラム６６が起動されると、モニタ１８に画像処理プログラム６６の作業ウィンドウが表示される。また、ＣＰＵ６０に通常画像生成部６８、および分光画像生成部６９が構築される。そして、ＨＤＤ６４から通常画像生成部６８に画像データが読み出され、通常画像生成部６８によって通常画像データが生成される。
【００５９】
分光画像生成部６９では、画像データに関連付けて記憶された識別情報、および位置情報に応じた係数マトリックス６７が、ＨＤＤ６４からマトリックス演算回路７０に読み出される。そして、ＨＤＤ６４から読み出された係数マトリックス６７を用いて、マトリックス演算回路７０で画像データに対してマトリックス演算処理が行われ、これにより分光画像データが生成される。生成された通常画像データ、および分光画像データは、表示制御部６１によって、通常画像８１、および分光画像８２としてモニタ１８に並べて表示される。
【００６０】
以上説明したように、カプセル内視鏡システム２は、分光画像生成部６９で画像データから分光画像データを生成するので、分光画像を得るために複数の発光部や狭帯域のフィルタを設けることなく、簡単な構成で分光画像を得ることができる。
【００６１】
分光画像の生成に際して、識別情報、および位置情報に応じた最適な係数マトリックス６７を用いるので、カプセル内視鏡１１の個体毎の性能のばらつきや被観察部位毎のばらつきがない、最適な分光画像を常に得ることができる。
【００６２】
カプセル内視鏡１１の電源を投入した際に、識別情報を自動的に受信装置１２に無線送信するようにしたので、術者が識別情報を手入力するための操作部を設ける必要がなく、部品コストの削減に寄与することができる。
【００６３】
上記実施形態では、電界強度測定センサ１９の測定結果を元に、位置検出回路４３で人体内におけるカプセル内視鏡１１の位置を検出しているが、この代わりに、図７に示すように、磁石９０が内蔵されたカプセル内視鏡９１と、ホール素子９２が設けられたアンテナ９３とを用い、磁石９０による磁界の強度をホール素子９２で測定して、この測定結果を元に、位置検出回路４３で人体内におけるカプセル内視鏡１１の位置を検出してもよい。また、電界強度測定センサ１９やホール素子９２などを用いずに、例えば、周知の画像認識技術を利用して画像データを解析する画像解析部をＰＣ１３に設け、この画像解析部でカプセル内視鏡１１からの画像データを解析することで、被観察部位を特定してもよい。
【００６４】
なお、図８に示すように、スペクトル計測部１００をＣＰＵ６０に構築してもよい。スペクトル計測部１００は、例えば、分光画像の等分割された複数の領域毎に、その領域の分光画像データで表される分光スペクトルを計測する。
【００６５】
この場合、図９に示すように、表示制御部６１は、スペクトル計測部１００の計測結果の情報１０１（スペクトルグラフ１０１ａと数値データ１０１ｂ）を、通常画像８１、および分光画像８２とともにモニタ１８に表示させる。また、分光画像８２上に、注目領域を示す枠１０２を表示させる。ここで、注目領域は、スペクトル計測部１００の計測結果に基づいて導き出されるもので、例えば、分光スペクトルが他よりも特異な領域や、過去に蓄積されたデータから病変と推定される分光スペクトルをもつ領域が抽出される。このように、診断の補助になる計測結果の情報１０１や枠１０２を表示することで、より迅速且つ的確な診断を行うことが可能となる。
【００６６】
上記実施形態では、ＨＤＤ６４に予め記憶された係数マトリックス６７を用いて、分光画像を生成しているが、出荷後にカプセル内視鏡１１の特性が経時変化することにより生じる係数マトリックス６７のずれを補正する、あるいは経時変化した特性に応じた新たな係数マトリックスを作成するようにしてもよい。すなわち、図１０に示すように、検査前にカプセル内視鏡１１が載置されるスタンド１１０を用意する。スタンド１１０には、カプセル内視鏡１１が撮像部２４を下にして嵌め込まれる穴１１１が穿たれている。穴１１１の底面１１２には、図１１に示すような、円を八等分した領域１１３ａを、例えば、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄、黒、白の八色に色分けしたマトリックス作成用画像１１３が描かれている。また、図１２に示すように、マトリックス作成部１１４をＣＰＵ６０に構築する。
【００６７】
図１０〜図１２に示す系で係数マトリックス６７を補正する、あるいは新たな係数マトリックスを作成する手順を説明する。まず、検査前のカプセル内視鏡１１を、撮像部２４を下にしてスタンド１１０の穴１１１に嵌め込み、カプセル内視鏡１１の電源を投入してマトリックス作成用画像１１３を撮像する。そして、これにより得られた画像データ（以下、マトリックス作成用画像データという。）を、電波３６で受信装置１２に送信する。
【００６８】
次いで、受信装置１２とＰＣ１３とを接続し、受信装置１２からＰＣ１３にマトリックス作成用画像データを送信する。そして、マトリックス作成部１１４で、マトリックス作成用画像データに基づいて、カプセル内視鏡１１の特性の経時変化による係数マトリックス６７のずれを補正する。あるいは経時変化に応じた新たな係数マトリックスを作成する。係数マトリックス６７を補正する、あるいは新たな係数マトリックスを作成する方法としては、例えば、出荷前にマトリックス作成用画像１１３を撮像して得た基準のマトリックス作成用画像データをＨＤＤ６４に記憶しておき、基準のマトリックス作成用画像データと受信装置１２から送られたマトリックス作成用画像データとを比較して、この比較結果から経時変化によるずれを求め、求めたずれに応じて係数マトリックス６７の値を補正するか、新たな係数マトリックスを作成する。これにより、出荷後にカプセル内視鏡１１の特性が変化した場合でも、最適な分光画像を得ることができる。
【００６９】
なお、上記実施形態では、識別情報、および位置情報を分光画像の生成の際に参照しているが、いずれか一方でよい。
【００７０】
上記実施形態では、ＰＣ１３のＨＤＤ６４に画像処理プログラム６６がインストールされ、画像処理プログラム６６を起動させることで、ＣＰＵ６０に通常画像生成部６８や分光画像生成部６９が構築される例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されず、通常画像生成部６８や分光画像生成部６９をディスクリート回路やＦＰＧＡなどのハードウェアの形で搭載したＰＣを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】カプセル内視鏡システムの構成を示す概略図であり、（Ａ）は、カプセル内視鏡が人体内に嚥下される様子、および受信装置の装着状態、（Ｂ）は、受信装置がパーソナルコンピュータに接続された状態をそれぞれ示す。
【図２】カプセル内視鏡の内部構成を示す断面図である。
【図３】カプセル内視鏡の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】受信装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】パーソナルコンピュータの電気的構成を示すブロック図である。
【図６】モニタの表示状態を示す図である。
【図７】カプセル内視鏡に磁石、アンテナにホール素子を配した別の実施形態を示す図である。
【図８】カプセル内視鏡の別の実施形態を示すブロック図である。
【図９】分光画像とともにスペクトル計測結果および注目領域を表す枠をモニタに表示した状態を示す説明図である。
【図１０】カプセル内視鏡が載置されるスタンドを示す図である。
【図１１】マトリックス作成用画像の例を示す図である。
【図１２】パーソナルコンピュータの別の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７２】
２  カプセル内視鏡システム
１１、９１  カプセル内視鏡
１２  受信装置
１３  パーソナルコンピュータ（ＰＣ）
１４、９３  アンテナ
１８  モニタ
１９  電界強度測定センサ
２３  撮像素子
３０  ＣＰＵ
３５  送信回路
３６  電波
４０  ＣＰＵ
４３  位置検出回路
４７  メモリ制御部
４８  メモリ
６０  ＣＰＵ
６１  表示制御部
６６  画像処理プログラム
６７  係数マトリックス
６９  分光画像生成部
７０  マトリックス演算回路
８１  通常画像
８２  分光画像
９０  磁石
９２  ホール素子
１００  スペクトル計測部
１０１  計測結果の情報
１０２  枠
１１０  スタンド
１１３  マトリックス作成用画像
１１４  マトリックス作成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2007319442.tif 000010
【図９】
2007319442.tif 000011
【図１０】
2007319442.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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