(57)【要約】  本発明は、コルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置（１０）に関する。コルポスコピー装置（１０）は、光学軸（２２）を有する光学ユニット（１２）と、該光学ユニットを通して子宮頸部（２３）の画像（２１）を取得するための画像取得ユニット（１３）とを備える撮像ユニット（１１）、並びに光学軸から離間して配置される少なくとも３つの光ビーム放射ユニット（１４、１５、１６、１７）を備え、該少なくとも３つの光ビーム放射ユニットは、光学軸と同一平面上であり、かつ、コルポスコピー装置の前の所定の距離（ｄ１０）で光学軸上で交差する、光ビームを放射するように適合され、放射される光ビームの必ずしも全てが同じ平面上にあるとは限らない。コルポスコピー装置は、ユーザ、例えば婦人科医が、コルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置を配置及び／又は構成することをより良くサポートすることを可能にする。
2017515588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置であって、当該コルポスコピー装置は：
光学軸を有する光学ユニットと、該光学ユニットを通して子宮頸部の画像を取得するための画像取得ユニットとを備える撮像ユニットと、
前記光学軸から離間される少なくとも３つの光ビーム放射ユニットとを備え、該少なくとも３つの光ビーム放射ユニットは、前記光学軸と同一平面上であり、かつ、当該コルポスコピー装置の前の所定の距離において前記光学軸上で交差する、光ビームを放射するように適合され、放射される光ビームの必ずしも全てが同じ平面上にあるとは限らない、
コルポスコピー装置。
【請求項２】
前記少なくとも３つの光ビーム放射ユニットは、前記取得される画像に対して上、左、下、右に配置される、４つの光ビーム放射ユニットを備える、
請求項１に記載のコルポスコピー装置。
【請求項３】
前記放射された光ビームの少なくとも２つは、視覚的に認識可能な色を有する、
請求項１に記載のコルポスコピー装置。
【請求項４】
前記少なくとも３つの光ビーム放射ユニットは、所定の直径を有し、かつ、前記光学軸を囲む、円の上に配置され、前記所定の距離は、好ましくは、前記所定の直径が4.6cmから5.4cm以下の場合、23cmと27cmとの間であり、前記所定の距離は、より好ましくは、前記所定の直径が4.8cmから5.2cm以下の場合、24cmと26cmとの間であり、前記所定の距離は、前記所定の直径が5cm以下の場合、25cmであるのが最も好ましい、
請求項１に記載のコルポスコピー装置。
【請求項５】
前記子宮頸部の組織の上に前記放射された光ビームによって生成される光スポットに対して、前記子宮頸部の前記取得された画像を分析して、前記子宮頸部に対する当該コルポスコピー装置の配置に関する情報を決定する、画像分析ユニットと、
前記決定された情報に基づいて、当該コルポスコピー装置のユーザに指示を提供して、前記ユーザが当該コルポスコピー装置を配置することをサポートする、ユーザ指示ユニットと、
を更に備える、請求項１に記載のコルポスコピー装置。
【請求項６】
前記指示は、当該コルポスコピー装置を前記子宮頸部から前記所定の距離と等しい距離に配置するため、当該コルポスコピー装置を前記子宮頸部の方へ移動させる必要があるか、前記子宮頸部から離れるように移動させる必要があるかを示す、第１の指示を備える、
請求項５に記載のコルポスコピー装置。
【請求項７】
前記指示は、前記子宮頸部が前記撮像ユニットの被写界深度内に入るように当該コルポスコピー装置が配置されているかどうかを示す、第２の指示を備える、
請求項５に記載のコルポスコピー装置。
【請求項８】
前記ユーザ指示ユニットは、前記取得された画像を前記ユーザに表示するように適合され、前記第２の指示は、前記取得された画像とともに表示される前記被写界深度の視覚的表現を備える、
請求項７に記載のコルポスコピー装置。
【請求項９】
前記子宮頸部の組織の上に前記放射された光ビームによって生成される光スポットに対して、前記子宮頸部の前記取得された画像を分析して、前記子宮頸部からの当該コルポスコピー装置の距離を決定する、画像分析ユニットを更に備え、
当該コルポスコピー装置は、前記決定された距離に基づいて、前記撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整するように適合される、
請求項１に記載のコルポスコピー装置。
【請求項１０】
前記決定された距離における変化について、前記撮像ユニットの前記焦点距離及び／又は前記ズームは、前記取得された画像内に表示される前記子宮頸部又はその一部のサイズを一定に保つように調整される、
請求項９に記載のコルポスコピー装置。
【請求項１１】
コルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置であって、当該コルポスコピー装置は：
光学軸を有する光学ユニットと、該光学ユニットを通して子宮頸部の画像を取得するための画像取得ユニットとを備える撮像ユニットと、
光学軸から離間される赤外光ビームエミッタ及び赤外光レシーバを備える赤外光距離感知ユニットであって、前記赤外光ビームエミッタは、前記光学軸と同一平面上であり、かつ、当該コルポスコピー装置の前の所定の距離で前記光学軸上で交差する、赤外光ビームを放射するように適合され、前記赤外光レシーバは、前記放射された赤外光ビーム及び前記光学軸と同じ平面内であり、前記放射された赤外光ビームが反射された後に受け取るように適合され、当該赤外光距離感知ユニットは、該反射された放射された赤外光ビームに基づいて距離を感知するように適合される、赤外光距離感知ユニットと、
現在感知された距離に基づいて、当該コルポスコピー装置のユーザに指示を提供して、前記ユーザが当該コルポスコピー装置を配置することをサポートする、ユーザ指示ユニットと、
を備える、コルポスコピー装置。
【請求項１２】
当該コルポスコピー装置は、当該コルポスコピー装置のユーザが、当該コルポスコピー装置を概ね前記子宮頸部の前の平面内で移動させる間、前記赤外光距離感知ユニットが前記距離を繰り返し感知して複数の感知距離を生じる初期化段階を提供し、前記複数の感知距離に基づいて前記子宮頸部からの当該コルポスコピー装置の作動距離を特定し、前記特定された作動距離を記憶するように適合され、前記指示は、前記記憶された作動距離に更に基づく、
請求項１１に記載のコルポスコピー装置。
【請求項１３】
当該コルポスコピー装置は、前記子宮頸部の前記取得された画像を分析して、前記撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームに関する情報を決定する、画像分析ユニットを更に備え、
前記現在感知された距離が前記記憶された作動距離に合致するように当該コルポスコピー装置が前記子宮頸部に対して配置されるとき、当該コルポスコピー装置は、前記初期化段階の間に、前記子宮頸部の現在の取得された画像について、前記決定された情報に基づいて、前記撮像ユニットの前記焦点距離及び／又はズームを調整し、前記撮像ユニットの前記焦点距離及び／又はズームを調整した後に、前記子宮頸部の前記現在の取得された画像を記憶するように適合される、
請求項１２に記載のコルポスコピー装置。
【請求項１４】
前記画像分析ユニットは、前記子宮頸部の前記現在の取得された画像と、前記子宮頸部の前記記憶された画像との間の差に関する更なる情報を決定するように適合され、当該コルポスコピー装置は、前記決定された更なる情報に基づいて前記撮像ユニットの前記焦点距離及び／又はズームが調整される、コルポスコピー手順段階を提供するように適合される、
請求項１３に記載のコルポスコピー装置。
【請求項１５】
当該コルポスコピー装置は、現在感知された距離に基づいて前記撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整するように適合される、
請求項１１に記載のコルポスコピー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療分野に関し、特に、コルポスコピー手順（colposcopy  procedure）を実行するためのコルポスコピー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
子宮頸がんは、女性に２番目に多いがんである。異常について子宮頸部の表面を視覚的に確認するために、コルポスコピー手順（膣鏡検査手順）が行われる。この検査では、膣鏡（vaginal  speculum）と呼ばれる装置を膣内に挿入し、ライトと拡大鏡を有するコルポスコープと呼ばれる機器を使用して、子宮頸部が婦人科医により検査される。コルポスコープは身体の外側に留まり、婦人科医が全ての異常を見ることを可能にする。コルポスコピー手順の一部として、婦人科医は最初に、生理食塩水で子宮頸部を消毒して全ての分泌物を除去し得る。これに続いて、血管の存在、並びにパンクチュエーション及びモザイクのような他の血管パターンの存在を判断するために、緑色フィルタの下で子宮頸部を見ることがある。その後、異常な子宮頸部組織の色を白に変える希酢酸を塗布する更なるステップが続き、婦人科医は、アセト−ホワイト効果（Aceto-while  effect）の発現の時間及びアセトホワイトが継続する期間をマップする。このステップの後、婦人科医は更に、5%のルゴールヨウ素を塗布して、子宮頸部組織が、ヨウ素の部分的又は完全な取り込みを示すかどうかを確認し得る。
【０００３】
コルポスコープの焦点を合わせるため、したがって、コルポスコピー手順を行うときに鮮明な画像を取得するためには、関心領域、ここでは子宮頸部は、コルポスコピーから正しい焦点距離（すなわち焦点長さ）になければならない。この焦点距離は、作動距離に対応し、典型的には20cm〜30cmの間の長さである。より短い焦点距離は、コルポスコープが子宮頸部により近いことを要し、これは、コルポスコピー手順を行うときに綿棒や染料、治療装置のような他の医療機器を使用することを困難にする。一方、より長い焦点距離は、婦人科医の腕が比較的短い場合には特に、婦人科医がコルポスコピー手順を行うことを厄介なことにする可能性がある。臨床診療においては、コルポスコープを固有の作動距離に配置することが、膣の生体構造、並びに子宮頸部のわずかな動きに起因して非常に難しい可能性がある。さらに、より長いコルポスコピー手順の間には、患者の動きに起因して、焦点が失われることがある。
【０００４】
特許文献１（米国特許第6,277,067号明細書）は、子宮頸部のデジタル画像を生成することができるハンドヘルド型のコルポスコピーアセンブリを開示している。コルポスコピーアセンブリは、人間の組織を背景として見たときに人間の目に対して可視となる放射光ビームを生成することができる、第１及び第２の光エミッタを備える。第１及び第２の光エミッタは、固定焦点の対物レンズの反対側に配置され、その対物レンズを通して、ＣＣＤセンサベースのカメラ（電荷結合素子）がデジタル画像をキャプチャすることができる。さらに、第１及び第２の光エミッタは、放射光ビームが、カメラの最適焦点面で対物レンズの光学軸上で交差するように向けられ、これにより、コルポスコピーアセンブリが、患者の子宮頸部組織に向けられると、放射光ビームは組織上に第１及び第２の光スポットを生じる。この第１及び第２の光スポットは、カメラで子宮頸部に正確に焦点が合っているとき、婦人科医により単一の光スポットとして観察される。
【０００５】
第１及び第２の光エミッタを有する構成は、婦人科医が、開示されるコルポスコピーアセンブリを、子宮頸部から固有の作動距離に配置することを助ける。しかしながら、コルポスコープを配置するプロセスの間に、婦人科医が更に、子宮頸部を最大限見ることを可能にする、コルポスコープの位置及び／又は構成を見つけることを助けられれば、婦人科医にとって更に役立つことであろう。この問題は、引用した先行技術では対処されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第6,277,067号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Matungka  R等著「Image  Registration  Using  Adaptive  Polar  Transform」、IEEE  Transactions  on  Inage  Processing、Ｖｏｌ．１８、Ｎｏ．１０、２００９年１０月、ｐ．２３４０〜２３５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、コルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置を配置及び／又は構成する際に、ユーザ、例えば婦人科医をより良くサポートすることを可能にする、コルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の側面では、コルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置が提示される。当該コルポスコピー装置は：
光学軸を有する光学ユニットと、該光学ユニットを通して子宮頸部の画像を取得するための画像取得ユニットとを備える撮像ユニットと、
光学軸から離間して配置される少なくとも３つの光ビーム放射ユニットと、
を備え、少なくとも３つの光ビーム放射ユニットは、光学軸と同一平面上であり、かつ、当該コルポスコピー装置の前の所定の距離において光学軸上で交差する、光ビームを放射するように適合され、放射される光ビームの必ずしも全てが同じ平面上にあるとは限らない。
【００１０】
コルポスコピー装置は、光学軸から離間して配置される少なくとも３つの光ビーム放射ユニットを備えており、少なくとも３つの光ビーム放射ユニットが、光学軸と同一平面上であり、かつ、当該コルポスコピー装置の前の所定の距離において光学軸上で交差する、光ビームを放射するように適合されており、放射される光ビームの必ずしも全てが同じ平面上にあるとは限らないので、コルポスコピー装置が、該コルポスコピー装置を配置するプロセスの間に子宮頸部組織に向けられると、放射光ビームが、その組織上に光スポットの２次元パターンを生じる。子宮頸部からのコルポスコピー装置の距離が、所定の距離、すなわち放射光ビームがコルポスコピー装置の前の光学軸上で交差する距離に近づくと、光スポットのこの２次元パターンの全体の寸法（dimension）が小さくなり、最終的には単一の観察可能な光スポットへと収束し、これは、コルポスコピー装置を子宮頸部から所定の距離に配置することを容易にする。加えて、子宮頸部に対してコルポスコピー装置の向きが変化すると、光スポットの２次元パターンの形状、すなわち、子宮頸部組織上の光スポットの間の相対的距離も変化する。光スポットの２次元パターンの形状のこの変化が、子宮頸部に対するコルポスコピー装置の向き（水平と垂直の双方）に関する情報を提供するので、コルポスコピー装置が子宮頸部に対して実質的に垂直な位置を見つけることをより容易にする。そのような位置は、視野（ＦＯＶ：field  of  view）の一部が膣鏡によって遮られることがある、コルポスコピー装置のより斜向き（oblique  orientation）の状態の下で見えるであろう子宮頸部よりも、より多くのものを撮像することを可能にし得る。
【００１１】
上述のように、少なくとも３つの光ビーム放射ユニットのプロビジョンは、ユーザが、子宮頸部の最も外側の領域、すなわち、子宮頸管（cervical  channel）の最も遠い端部に存在する領域を撮像したいときに更に有利である可能性があることに留意されたい。例えばユーザが、潜在的な異常のより詳細な分析のために取得画像の中心に子宮頸部を保持しつつ、子宮頸部の１２時の位置にある領域を撮像したい場合、ユーザは通常コルポスコピー装置をパンして傾けるであろう。より多数の光ビーム放射ユニットの数は、コルポスコピー装置がユーザによってパンされて傾けられたときに、放射された光ビームの１つ又は複数が膣鏡によって遮られることになったとしても、放射された光ビームによって提供される配置サポートを引き続き使用することを可能にする。
【００１２】
光学ユニットは、コルポスコピー装置の前の光学軸上で放射光ビームが交差する、所定の距離に対応する固定の焦点距離を有する光学ユニットとすることができる。この場合、撮像ユニットは、放射光ビームによって子宮頸部組織上に生じる光スポットが単一の光スポットとして観察されるように、コルポスコピー装置を配置することによって、子宮頸部上で焦点を合わせることができる。
【００１３】
画像取得ユニットは、適切なアスペクト比、ピクセル解像度及びビット深度のＣＣＤセンサを備えることができる。例えば適切なＣＣＤセンサは、アスペクト比4:3及び密度96dpi（インチ当たりのドット）のピクセル解像度640×480、ビット深度24ビット（Ｒ、Ｇ、Ｂ色チャネル当たり８ビット）及びビデオフレームレート30〜60fps（１秒あたりのフレーム）を有することができる。当然、画像取得ユニットは、別のタイプのセンサ、例えば同等の仕様を有する適切なＣＭＯＳセンサ（complementary  metal  oxide  semiconductor）を備えることもできる。
【００１４】
少なくとも３つの光ビーム放射ユニットは、好ましくは、視覚的光ビーム放射ユニット、例えば適切なレーザダイオードのようなレーザ光ビーム放射ユニットである。しかしながら、適切に焦点調節された光ビームを放射することが可能なユニットである限り、他のタイプの光ビーム放射ユニットも使用することができる。非コヒーレント光が使用される場合、その光の焦点を調節してビームにするために、適切な焦点調節光学が提供され得る。ユーザは、適切なユーザインタフェースを使用して、少なくとも３つの光ビーム放射ユニットをスイッチオン及びオフすることができることが予想され得る。
【００１５】
少なくとも３つの光ビーム放射ユニットは、取得画像に対して上、左、下、右に配置される、４つの光ビーム放射ユニットを備えることが好ましい。
【００１６】
特に、４つの光ビーム放射ユニットは、放射される光ビームのうちの２つが光学軸とともに第１の同一平面内にあり、放射される光ビームのうちの他の２つが光学軸とともに第２の同一平面内にあるように配置され、この場合、第１の同一平面は、取得画像に対して水平に配置され、第２の同一平面は、取得画像に対して垂直に配置される。４つの光ビーム放射ユニットのそのような配置は、上述のように子宮頸部の最も外側の領域を撮像するのに特に適している。当然、少なくとも３つの光ビーム放射ユニットが、４つより多くの光ビーム放射ユニットを備えてもよく、４つより多くの光ビーム放射ユニットは、子宮頸部の最も外側の領域を撮像するためのコルポスコピー装置の適合性を更に向上させることができる。
【００１７】
更に好ましくは、放射された光ビームのうちの少なくとも２つが、視覚的に認識可能な色を有する。
【００１８】
これは、少なくとも３つの光ビーム放射ユニットの配置が、光学軸に対して対となる対称性を有する場合、すなわち、放射された光ビームのそれぞれ２つが、光学軸と同一平面であり、同じ角度の下に向けられている場合、そのような対称配置では、放射された光ビームの少なくとも２つについて認識可能な色の使用は、コルポスコピー装置が子宮頸部から遠すぎる位置に配置されているか、あるいは子宮頸部に近すぎる位置に配置されているかに関する情報を提供するので、特に有利である。
【００１９】
例えば放射光ビームのうちの１つが、他の放射光ビームの色（又は複数の色）から視覚的に認識可能な色を有する対称配置を想定する。取得画像内においてその放射光ビームにより生じる子宮組織上の光スポットの位置は、子宮頸部からのコルポスコピー装置の距離に依存する。コルポスコピー装置が子宮頸部から遠すぎる位置に配置されている場合、すなわち、子宮頸部からのコルポスコピー装置の位置が所定の距離より大きい場合、光スポットは、取得画像内で焦点の位置に対して第１の側に位置する（すなわち光学軸が取得画像に交差する位置）。一方、コルポスコピー装置が子宮頸部から近すぎる位置に配置されている場合、すなわち、子宮頸部からのコルポスコピー装置の位置が所定の距離より小さい場合、光スポットは、取得画像内で焦点の位置に対して、第１の側と反対の第２の側に位置する。したがって、焦点に対して光スポットが置かれている側を決定することにより、コルポスコピー装置が子宮頸部から遠すぎる位置に配置されているか近すぎる位置に配置されているかを判断することができる。
【００２０】
放射光ビームの色は、好ましくは、これらのビームが子宮頸部組織を背景に見られるときに人間の目に容易に可視であるように選択される。１つの好適な例では、少なくとも３つの光ビーム放射ユニットは、ちょうど３つの光ビーム放射ユニットであり、放射光ビームは、それぞれ赤色、緑色及び青色を有する。この場合、コルポスコピー装置が、子宮頸部から所定の距離と等しい距離に配置されるとき、単一の白い光スポットが子宮頸部組織上で観察され得る。
【００２１】
少なくとも３つの光ビーム放射ユニットは、所定の直径を有し、かつ、光学軸を囲む、円の上に配置されることが好ましい。所定の距離は、好ましくは、所定の直径が4.6cmから5.4cm以下の場合、23cmと27cmとの間であり、所定の距離は、より好ましくは、所定の直径が4.8cmから5.2cm以下の場合、24cmと26cmとの間であり、所定の距離は、所定の直径が5cm以下の場合、25cmであるのが最も好ましい。
【００２２】
25cmという所定の距離は、コルポスコピー手順を行うときに綿棒や染料、治療装置等のような他の医療機器を容易に使用することができるようにコルポスコピー装置が子宮頸部から十分に離れているが、ユーザの腕が比較的短い場合であってもユーザがコルポスコピー手順を快適に行うことができるように十分に子宮頸部の近くにあることを可能にするので、特に有利である。この所定の距離では、この場合、典型的な内径が1.6cmで（通常の膣管（vaginal  channel）の深度に対応する）長さが8cmの膣鏡によって遮られるようになることなく、放射された光ビームが全て子宮頸部上に集中することができるので、所定の直径は好ましくは5cm以下である。当然、所定の直径は、適切に0cmより大きいものとし、例えば1cmより大きいか3cmよりも大きいものとする。
【００２３】
所定の直径の上限値は、以下の式、すなわちDlaser＝d・（Dspeculum／Dvaginal_channel）に従って計算されており、ここで、Dlaserは所定の直径を表し、dは所定の距離を表し、Dspeculumは膣鏡の内径を表し、Dvaginal_channelは膣管の深度を表す。この式を用いて、例えば異なる（より小さい又は大きい）内径の膣鏡について、所定の距離と所定のパラメータの他の組合せを計算してもよい。
【００２４】
好ましい実施形態において、コルポスコピー装置は、
子宮頸部の組織の上に放射光ビームによって生じる光スポットに対して、子宮頸部の取得画像を分析して、子宮頸部に対するコルポスコピー装置の配置に関する情報を決定する、画像分析ユニットと、
決定された情報に基づいて、コルポスコピー装置のユーザに指示を提供して、コルポスコピー装置を配置する際にユーザをサポートする、ユーザ指示ユニットと、
を更に備える。
【００２５】
そのような画像分析ユニットを提供することによって、子宮組織上に放射光ビームによって生じる光スポットの２次元パターンによって提供される情報を分析することができ、好ましくは、取得画像において定量化することができる。コルポスコピー装置を配置するプロセス中にコルポスコピー装置が子宮頸部組織に向けられるとき、子宮頸部からのコルポスコピー装置の距離及び／又は子宮頸部に対するコルポスコピー装置の向きを、定性的又は定量的に決定することが可能である。子宮頸部に対するコルポスコピー装置の配置に関する決定された情報に基づいて、コルポスコピー装置のユーザに指示を提供し、ユーザがコルポスコピー装置を配置することをサポートすることができる。
【００２６】
ユーザ指示ユニットは、取得画像をユーザに表示するように適合され、指示を、表示画像上に提供される視覚的オーバーレイとして表示画像とともに又は表示画像に加えて提供するように適合され得る。しかしながら、ユーザ指示ユニットが、他の手段によって、例えば可聴的又は触覚的手法でユーザに指示を提供するように適合される可能性もある。これらの場合、ユーザ指示ユニットは、１つ以上のオーディオトランスデューサ要素又はバイブレーション要素のように、適切な指示要素を備えることができる。
【００２７】
指示は、コルポスコピー装置を子宮頸部から所定の距離と等しい距離に配置するよう、コルポスコピー装置を子宮頸部の方へ移動させる必要があるか、子宮頸部から離れるように移動させる必要があるかを示す、第１の指示を備えることが好ましい。
【００２８】
コルポスコピー装置を移動させる方向に関する第１の指示は、ユーザがコルポスコピー装置を子宮頸部から所定の距離と等しい距離に迅速に配置することをサポートするために特に有益である。第１の指示は、「前方」又は「後方」のような単純な方向的指示とすることもできるが、定量的情報を備えるか定量的情報から構成されることも可能であり、例えば第１の指示は、-2.5cm又は+0.7cmといった正及び負の数字の値に関して所定の距離からの偏差を与えることができる。当然、第１の指示は、特定の移動方向に関連付けられるサイン（sign）を使用することも可能である。例えば緑の光は、コルポスコピー装置を子宮頸部から所定の距離と等しい距離に配置するためにコルポスコピー装置を子宮頸部の方へ動かす必要があるという状況に関連付けられ、赤い光は、子宮頸部から離れるようにコルポスコピー装置を動かす必要があるという状況に関連付けられ得る。
【００２９】
指示は、子宮頸部が撮像ユニットの被写界深度（ＤＯＦ：depth  of  field）内に入るようにコルポスコピー装置が配置されているかどうかを示す、第２の指示を備えることが更に好ましい。
【００３０】
撮像ユニットのＤＯＦは、コルポスコピー装置の前の距離の範囲であり、コルポスコピー装置が子宮頸部からこの距離の範囲内に配置される場合、取得画像は、依然として受け入れ可能な程度に良好に焦点が合っている。ＤＯＦのサイズは、撮像ユニットの仕様に依存し、特に光学ユニットと画像取得ユニットの特性に依存する。コルポスコピー装置の配置に関する上記第２の指示は、子宮頸部から所定の距離と等しい距離にコルポスコピー装置を配置しようとしているときに、ユーザが特定の偏差を許容し、依然として鮮明な画像を取得することを可能にするので、特に有益である。第２の指示は、（ＤＯＦ）の「中（in）」及び「外（out）」のような単純な指示とすることもでき、あるいは子宮頸部がＤＯＦの内側にあるか外側にあることに関連付けられるサインを使用することもできる。しかしながら、好ましくは、ユーザ指示ユニットは、取得画像をユーザに表示するように適合され、この場合、第２の指示は、取得画像とともに表示されるＤＯＦの視覚的表現を備える。例えば少なくとの３つの光ビームが、所定のパラメータを有し、かつ光学軸を囲む円の上に配置される場合、ＤＯＦは、表示画像の上にオーバーレイされる円によって視覚的に表され得る。これをもって、子宮頸部がＤＯＦ内にあるかＤＯＦ外にあるかを容易に決めることができる。放射光ビームによって生じる光スポットが円の内側にある場合、子宮頸部はＤＯＦ内であり、その光スポットが円の外側にある場合、子宮頸部はＤＯＦ外である。
【００３１】
好ましい実施形態において、コルポスコピー装置は、
子宮頸部の組織の上に放射光ビームによって生じる光スポットに対して、子宮頸部の取得された画像を分析して、子宮頸部からのコルポスコピー装置の距離を決定する、画像分析ユニットを更に備え、
コルポスコピー装置は、決定された距離に基づいて、撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整するように適合される。
【００３２】
そのような画像分析ユニットを提供することによって、取得画像内において、子宮組織上に放射光ビームによって生じる光スポットの２次元パターンによって提供される情報を分析することができ、子宮頸部からのコルポスコピー装置の距離を決定することができる。決定された距離に基づいて撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整することにより、子宮頸部の鮮明な画像、好ましくはコルポスコピー装置が子宮頸部から所定の距離と異なる距離に配置されている場合であっても、実質的にちょうど完全に取得画像いっぱいに子宮頸部を表示する、子宮頸部の鮮明な画像を取得することが可能である。これは、例えば上述のようにユーザが子宮頸部の最も外側の領域を撮像するためにコルポスコピー装置をパンして傾けるときに特に有益である。というのも、パン及び傾けることに起因して、コルポスコピー装置の位置が所定の距離から逸脱することがあるためである。
【００３３】
撮像ユニット５１の焦点距離及びズームの調整は、純粋な光学技術を備えてもよく、光学とデジタル技術の組合せを備えてもよい。例えば光学ユニットは、例えば撮像ユニットの焦点距離を調整するために、例えば液体に基づく少なくとも１つの可変焦点レンズを備えることがあり、ズームの調整は、デジタルズームによって及び／又は異なるズームレンズの使用によって行われ得る。コルポスコピー装置は、子宮頸部からのコルポスコピー装置の決定された距離の範囲について、撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整するために適切な値を記憶する、所定のルックアップテーブルを備え得る。決定された距離の範囲は、例えば20cmから30cmに及ぶ子宮頸部からのコルポスコピー装置の距離を備え得る。
【００３４】
子宮頸部の異なる倍率の間を選択するために、撮像ユニットのズームを調整するための異なる値のセットをコルポスコピー装置において提供することも可能である。例えば第１の値のセットでは、子宮頸部は常に、該子宮頸部が実質的にちょうど完全に取得画像いっぱいに広がるように表示され、一方、第２の値のセットでは、子宮頸部は常に２倍の倍率で表示され、その結果、子宮頸部の拡大された部分のみが取得画像内に表示されることになる。当然、ユーザは、適切なユーザインタフェースを使用して、撮像ユニットのズームを調整するためにそのような異なる値のセットを選択することができることが予想され得る。また、ズームを調整するための異なる値のセットでは、焦点距離を調整するための対応する異なる値のセットも提供され得ることを理解されたい。
【００３５】
決定された距離における変化について、撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームは、取得された画像内に表示される子宮頸部又はその一部のサイズを一定に保つように調整されることが好ましい。
【００３６】
例えば患者のわずかな動きに起因して、コルポスコピー手順の間にコルポスコピー装置と子宮頸部との間の距離に変化が生じた場合であっても、ユーザに常に、同じサイズで子宮頸部又はその一部のサイズを表示する鮮明な取得画像を提供することができるという利点を有する。したがって、ユーザが、異常について子宮頸部の表面を視覚的に確認することをより容易にすることができる。
【００３７】
本発明の第２の側面では、コルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置が提示される。当該コルポスコピー装置は：
光学軸を有する光学ユニットと、該光学ユニットを通して子宮頸部の画像を取得するための画像取得ユニットとを備える撮像ユニットと、
光学軸から離間して配置される赤外光ビームエミッタ及び赤外光レシーバを備える赤外光距離感知ユニットであって、赤外光ビームエミッタは、光学軸と同一平面上であり、かつ、コルポスコピー装置の前の所定の距離において光学軸上で交差する、赤外光ビームを放射するように適合され、赤外光レシーバは、放射された赤外光ビーム及び光学軸と同じ平面にあり、放射された赤外光ビームが反射された後に受け取るように適合され、赤外光距離感知ユニットは、放射された反射された赤外光ビームに基づいて距離を感知するように適合される、赤外光距離感知ユニットと、
現在感知された距離に基づいて、コルポスコピー装置のユーザに指示を提供して、コルポスコピー装置を配置する際にユーザをサポートする、ユーザ指示ユニットと、
を備える。
【００３８】
経験のあるユーザは概して、コルポスコピー装置を子宮頸部から固有の作動距離、例えば25cm（上記参照）に大まかに配置することはかなりうまいが、実際に子宮頸部に向かうようにコルポスコピー装置を配置することはより難しいことに本発明者は気付いた。この後者の観点においてユーザをサポートするために、関心対象となる患者の生体構造に関する予備知識を用いることができる。特に、これは、子宮頸部が（通常約8cmの深度を有する）膣管の最も遠い端部に位置する場合である。したがって、ユーザがコルポスコピー装置を固有の作動距離に大まかに配置する場合において、コルポスコピー装置が子宮頸部に向けられるとき、現在感知された距離は、固有の作動距離に実質的に等しいはずであり、一方、コルポスコピー装置が子宮頸部に向けられないとき、例えば膣鏡、患者の別の身体部分等に向けられるとき、現在感知された距離はかなり小さいものとなるはずである。この効果を、ユーザに指示を提供するユーザ指示ユニットによって用いることができ、ユーザがコルポスコピー装置を配置することをサポートすることができる。
【００３９】
指示は、定量的情報を備えるか、定量的情報から成ることができ、例えばこれらの指示は、23.7cmや18.2cmといった数値的値に関して、現在感知された距離を与えることができる。この情報が与えられると、ユーザは、自身の経験に基づいて、コルポスコピー装置を子宮頸部に向けるべきか否かについて言うことができる。あるいは、指示は、「イエス」及び「ノー」のような単純な指示とすることもでき、この場合「イエス」は、コルポスコピー装置が子宮頸部に向けられていることを意味し、「ノー」はコルポスコピー装置が子宮頸部に向けられていないことを意味する。これらの２つの状況は、現在感知された距離を、適切に定義された閾値、例えば20cmと比較することにより、ユーザ指示ユニットによって区別され得る。当然、単純な指示の代わりに、これらの２つの状況に関連付けられる緑の光や赤い光といった、サインも使用することができる。
【００４０】
ユーザ指示ユニットは、取得画像をユーザに表示するように適合され、指示を、表示画像上に提供される視覚的オーバーレイとして表示画像とともに又は表示画像に加えて提供するように適合され得る。しかしながら、ユーザ指示ユニットが、他の手段によって、例えば可聴的又は触覚的手法でユーザに指示を提供するように適合される可能性もある。これらの場合、ユーザ指示ユニットは、１つ以上のオーディオトランスデューサ要素又はバイブレーション要素のように、適切な指示要素を備えることができる。
【００４１】
画像取得ユニットは、適切なアスペクト比、ピクセル解像度及びビット深度のＣＣＤセンサを備えることができる。例えば適切なＣＣＤセンサは、アスペクト比4:3及び密度96dpi（インチ当たりのドット）のピクセル解像度640×480、ビット深度24ビット（Ｒ、Ｇ、Ｂ色チャネル当たり８ビット）及びビデオフレームレート30〜60fps（１秒あたりのフレーム）を有することができる。当然、画像取得ユニットは、別のタイプのセンサ、例えば同等の仕様を有する適切なＣＭＯＳセンサを備えることもできる。
【００４２】
好ましい実施形態において、コルポスコピー装置は、該コルポスコピー装置のユーザが、該コルポスコピー装置を概ね子宮頸部の前の平面内に移動させるものとする間、赤外光距離感知ユニットが距離を繰り返し感知して複数の感知距離を生成する初期化段階を提供し、複数の感知距離に基づいて子宮頸部からのコルポスコピー装置の作動距離を決定し、作動距離を記憶するように適合され、この場合、上記指示は、記憶された作動距離に更に基づく。
【００４３】
赤外光距離感知ユニットは、反射された赤外光ビームに基づいて距離を感知する。しかしながら、一般に、赤外光ビームが反射された子宮頸部や膣鏡、患者の別の身体部分等の表面では、すなわち、感知された距離が実際に関連する物体には直接的な指示は存在しない。配置サポートをよりロバストにするために、特に、コルポスコピー装置を子宮頸部から固有の作動距離に配置することが得意ではない、あまり経験のないユーザ、例えばコルポスコピー装置を子宮頸部からどの位は離して配置したかについてあまり正確に伝えることができないユーザのために、実際のコルポスコピー手順を実行する前に初期化段階を患者に対して実行することができる。この段階では、ユーザがコルポスコピー装置を概ね子宮頸部の前の平面内に動かすとき、子宮頸部からのコルポスコピー装置の「実際」の作動距離を、複数の感知距離に基づいて決定することができる。特に、関心対象となる患者の生体構造の上述の特性に起因して、コルポスコピー装置の作動距離は、理想的には、複数の感知距離の中の最大感知距離に対応するであろう。この距離は、したがって、子宮頸部からのコルポスコピー装置の作動距離として記憶され得る。ユーザがコルポスコピー装置を配置することをサポートするためにユーザ指示ユニットによってユーザに提供される指示は、記憶された作動距離に更に基づくことができる。例えばこれらは、定量的情報を備えるか、定量的情報から構成されることがあり、指示は、-1.5cm又は+0.9cmといった正及び負の数字の値に関して、記憶した作動距離から現在感知された距離の偏差を与えることができる。この情報を与えられると、ユーザは、コルポスコピー装置が子宮頸部に向けられているかどうかをより容易に伝えることができる。
【００４４】
コルポスコピー装置は、子宮頸部の取得画像を分析して、撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームに関する情報を決定する、画像分析ユニットを更に備えることが好ましく、
現在感知された距離が記憶済み作動距離に合致するようにコルポスコピー装置が子宮頸部に対して配置されているとき、コルポスコピー装置は、初期化段階中に、子宮頸部の現在の取得画像について、決定された情報に基づいて、撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整し、撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整した後に、子宮頸部の現在の取得画像を記憶するように適合される。
【００４５】
撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームに関する情報は、例えば現在の取得画像のボケ量（amount  of  blur）を評価するか、かつ／又は現在の取得画像において子宮頸部若しくはその一部を検出することができる、画像分析技術によって決定され得る。現在の取得画像の評価されたボケ量に基づいて、撮像ユニットの焦点距離が反復的に調整され得る。あるいはまた、撮像ユニットのズームを、例えば現在の取得画像内で検出された子宮頸部又はその一部に基づいて反復的に調整してもよい。撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整することによって、子宮頸部の鮮明な画像、好ましくは実質的にちょうど完全に取得画像いっぱいに広がるように子宮頸部を示す子宮頸部の鮮明な画像を取得して、この画像を、子宮頸部の後の取得画像についての一種の「ゴールドスタンダード」として記憶することが可能である。
【００４６】
撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームの調整は、純粋な光学技術又は光学とデジタル技術の組合せを備え得る。例えば光学ユニットは、撮像ユニットの焦点距離を調整するために、少なくとも１つの、例えば液体ベースの可変フォーカスレンズを備えてよく、ズームの調整は、デジタルズームによって、かつ／又は異なるズームレンズの使用によって行われてもよい。
【００４７】
画像分析ユニットは、子宮頸部の現在の取得画像と、子宮頸部の記憶された画像との間の差に関する更なる情報を決定するように適合され、コルポスコピー装置は、決定された更なる情報に基づいて撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームが調整される、コルポスコピー手順段階（colposcopy  procedure  phase）を提供するように適合されることが更に好ましい。
【００４８】
「実際の」コルポスコピー手順段階の間に、撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整することにより、コルポスコピー装置が、記憶された作動距離とは異なる子宮頸部からの距離に配置される場合であっても、子宮頸部の鮮明な画像、好ましくは実質的にちょうど完全に取得画像いっぱいに広がるように子宮頸部を示す子宮頸部の鮮明な画像を取得することが可能である。これは、例えばコルポスコピー手順の一部として実行されることなるステップに起因して（すなわち、クリーニング、アセト−ホワイトテスト、ヨウ素取り込みテスト等）、コルポスコピー装置の配置が、記憶された作動距離から逸脱することがあるので、特に有益であり得る。子宮頸部の現在の取得画像と、子宮頸部の記憶された画像との間の差に関する更なる情報は、例えば子宮頸部の現在の取得画像と、子宮頸部の記憶された画像との間のマッチング又は相関を行う画像分析技術によって決定されることが可能であり、撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームは、上記の差が最小になるように調整されることが可能である。また、コルポスコピー手順段階の間に、子宮頸部の現在の取得画像は、希酢酸及び5%のルゴールヨウ素の塗布に起因して色が変化するので、マッチング又は相関はそのような変化にロバストであるべきである。例えばマッチング又は相関は変換領域（transformed  domain）で行われ得る（例えば非特許文献１を参照されたい）。
【００４９】
好ましい実施形態では、コルポスコピー装置は、現在感知された距離に基づいて撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整するように適合される。
【００５０】
また、現在感知された距離に基づいて撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整することによって、子宮頸部の鮮明な画像、好ましくは実質的にちょうど完全に取得画像いっぱいに広がるように子宮頸部を示す子宮頸部の鮮明な画像を取得することが可能である。コルポスコピー装置は、子宮頸部からのコルポスコピー装置の現在感知された距離の範囲について、撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整するために適切な値を記憶する、所定のルックアップテーブルを備え得る。現在感知された距離の範囲は、例えば20cmから30cmに及ぶ子宮頸部からのコルポスコピー装置の距離を備え得る。
【００５１】
子宮頸部の異なる倍率の間を選択するために、撮像ユニットのズームを調整するための異なる値のセットをコルポスコピー装置において提供することも可能である。例えば第１の値のセットでは、子宮頸部は常に、該子宮頸部が実質的にちょうど完全に取得画像いっぱいに広がるように表示され、一方、第２の値のセットでは、子宮頸部は常に２倍の倍率で表示され、その結果、子宮頸部の拡大された部分のみが取得画像内に表示されることになる。当然、ユーザは、適切なユーザインタフェースを使用して、撮像ユニットのズームを調整するためにそのような異なる値のセットを選択することができることが予想され得る。また、ズームを調整するための異なる値のセットでは、焦点距離を調整するための対応する異なる値のセットも提供され得ることを理解されたい。
【００５２】
赤外光レシーバは、所定の直径を有し、かつ、光学軸を囲む、円の上に配置されることが好ましい。所定の距離は、好ましくは、所定の直径が4.6cmから5.4cm以下の場合、23cmと27cmとの間であり、所定の距離は、より好ましくは、所定の直径が4.8cmから5.2cm以下の場合、24cmと26cmとの間であり、所定の距離は、所定の直径が5cm以下の場合、25cmであるのが最も好ましい。
【００５３】
25cmという所定の距離は、コルポスコピー手順を行うときに綿棒や染料、治療装置等のような他の医療機器を容易に使用することができるようにコルポスコピー装置が子宮頸部から十分に離れているが、ユーザの腕が比較的短い場合であってもユーザがコルポスコピー手順を快適に行うことができるように十分に子宮頸部の近くにあることを可能にするので、特に有利である。この所定の距離では、この場合、典型的な内径が1.6cmで（通常の膣管の深度に対応する）長さが8cmの膣鏡によって遮られるようになることなく、放射された赤外光ビームが子宮頸部上に集中することをができるので、所定の直径は好ましくは5cm以下である。当然、所定の直径は、適切に0cmより大きいものとし、例えば1cmより大きいか3cmよりも大きいものとする。
【００５４】
所定の直径の上限値は、以下の式、すなわちDinfrared＝d・（Dspeculum／Dvaginal_channel）に従って計算されており、ここで、Dinfraredは所定の直径を表し、dは所定の距離を表し、Dspeculumは膣鏡の内径を表し、Dvaginal_channelは膣管の深度を表す。この式を用いて、例えば異なる（より小さい又は大きい）内径の膣鏡について、所定の距離と所定のパラメータの他の組合せを計算してもよい。
【００５５】
請求項１に係るコルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置及び請求項１１に係るコルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置は、従属請求項において定義されるものと同様及び／又は同一の好適な実施形態を有することを理解されたい。
【００５６】
本発明の好適な実施形態は、それぞれの独立請求項と従属請求項又は上記の実施形態の任意の組合せとすることもできることを理解されたい。
【００５７】
本発明のこれら及び他の側面は、後述される実施形態から明らかになり、またそのような実施形態から解明されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】コルポスコピー手順を実行するコルポスコピー装置の第１の実施形態を概略的かつ例示的に示す図である。
【図２】子宮頸部の最も外側の領域が、図１に図示されるコルポスコピー装置で撮像される状況を概略的かつ例示的に示す図である。
【図３】第２の指示を使用して、子宮頸部が撮像ユニットのＤＯＦ内にあるように、図１に図示されるコルポスコピー装置が配置されているかどうかを指示する方法を概略的かつ例示的に示す図である。
【図４】コルポスコピー装置の決定された子宮頸部からの距離に基づいて、図１に図示されるコルポスコピー装置の撮像ユニットの焦点距離及び／又はズームを調整するための適切な値を例示的に示すグラフである。
【図５】コルポスコピー手順を実行するコルポスコピー装置の第２の実施形態を概略的かつ例示的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１は、コルポスコピー手順を実行するコルポスコピー装置１０の第１の実施形態を概略的かつ例示的に図示している。コルポスコピー装置１０は撮像ユニット１１を備える。撮像ユニット１１は、光学軸２２を有する光学ユニット１２と、該光学ユニット１２を通して子宮頸部２３の画像２１を取得する画像取得ユニット１３とを備える。コルポスコピー装置１０は更に、光学軸２２から間隔を空けて、少なくとも３つ、ここでは４つの光ビーム放射ユニット１４、１５、１６、１７を備える。４つの光ビーム放射ユニット１４、１５、１６、１７は、光学軸２２と同一平面上の光ビームであって、かつコルポスコピー装置１０の前の所定の距離ｄ１０において光学軸２２上で交差する光ビームを放射するように適合されるが、この場合、放射された光の必ずしも全てが同じ平面上にあるとは限らない。この例では、４つの光ビーム放射ユニット１４、１５、１６、１７は、コルポスコピー装置１０のフロントエンドに、すなわち、コルポスコピー手順を実行するときに子宮頸部２３に向けられる端部、ここでは、リング形状の素子に配置される。リング形状の素子は、子宮頸部２３を照明するための複数の照明素子１８も含む。
【００６０】
コルポスコピー装置１０を配置するプロセス中にコルポスコピー装置１０が子宮頸部組織に向けられると、放射された光ビームは、その組織上に、光スポット２５、２６、２７、２８の２次元パターンを生じる。光スポット２５、２６、２７、２８の２次元パターンの全体的な寸法は、コルポスコピー装置１０の子宮頸部２３からの距離が、所定の距離ｄ１０、すなわち、コルポスコピー装置１０の前の光学軸２２上で放射光ビームが交差する距離に近づくにつれて小さくなり、最終的には、単一に観察可能な光スポットへ収束する。これは、コルポスコピー装置１０を、子宮頸部２３から所定の距離ｄ１０に配置することを容易にする。加えて、子宮頸部２３に対してコルポスコピー装置１０の向きが変化するとき、光スポット２５、２６、２７、２８の２次元パターンの形状、すなわち、子宮頸部組織上の光スポット２５、２６、２７、２８の間の相対的距離も変化する。光スポット２５、２６、２７、２８の２次元パターンの形状のこの変化は、子宮頸部２３に対するコルポスコピー装置１０の向き（水平と垂直の双方）に関する情報を提供するので、コルポスコピー装置１０が子宮頸部２３に対して実質的に垂直な位置を見つけることをより容易にする。そのような位置は、ＦＯＶの一部が膣鏡２４によって遮られることがある、コルポスコピー装置１０のより斜向きの状況下で見えるであろう子宮頸部２３よりも、より多くのものを撮像することを可能にし得る。
【００６１】
ここで、光学ユニット１２は、放射光ビームがコルポスコピー装置１０の前の光学軸２２上で交差する、所定の距離ｄ１０に対応する固定焦点距離を有する。撮像ユニット１１は、したがって、放射光ビームによって子宮頸部組織上に生じる光スポット２５、２６、２７、２８が単一の光スポットとして観察されるようにコルポスコピー装置１０を配置することにより、子宮頸部２３上で焦点を合わせることができる。
【００６２】
画像取得ユニット１３は、ここでは、アスペクト比4:3で密度96dpiのピクセル解像度640×480、ビット深度24ビット（Ｒ、Ｇ、Ｂ色チャネル当たり8ビット）及び30〜60fpsのビデオフレームレートを有する、ＣＣＤセンサを備える。
【００６３】
この実施形態では、４つの光ビーム放射ユニット１４、１５、１６、１７は、取得画像２１に対して上、左、下及び右に配置される。特に、４つの光ビーム放射ユニット１４、１５、１６、１７は、放射光ビームのうちの２つが、光学軸２２に対して第１の同一面（図示せず）内にあり、放射光ビームのうちの他の２つが、光学軸２２に対して第２の同一面（図示せず）内にあるように配置され、この場合、第１の同一面は、取得画像２１に対して水平に配置され、第２の同一面は、取得画像２１に対して垂直に配置される。図２に関連してより詳細に説明されるように、４つの光ビーム放射ユニット１４、１５、１６、１７の配置は、子宮頸部２３の最も外側の領域、すなわち子宮頸管の最も遠い端部に存在する領域を撮像するのに特に適している。４つの光ビーム放射ユニット１４、１５、１６、１７は、ここでは、所定の直径Ｄ１０を有し、かつ光学軸２２を囲む、（図面では点線として示される）円上に配置される。
【００６４】
図２は、子宮頸部２３の最も外側の領域が、図１に図示されるコルポスコピー装置１０で撮像される状況を概略的かつ例示的に図示している。ここで、子宮頸部２３の１２時、３時、６時及び９時の位置の領域を撮像するため、潜在的異常のより詳細な分析のためにこれらの位置を取得画像２１の中心に維持しつつ、ユーザは、コルポスコピー装置１０をパンし、傾ける。そのようにする際に、ユーザが、子宮頸部２３上で撮像ユニット１１の焦点を合わせるために、子宮頸部２３から所定の距離ｄ１０にコルポスコピー装置１０を配置することに気を付ける場合、コルポスコピー装置１０の配置は、わずかにカーブした「所定の距離平面（distance  plane）」ＰＤ１０を定める。図面から更にわかるように、上述のように子宮頸部２３の１２時、３時、６時及び９時の位置にある領域を撮像するとき、その各々の場合において、コルポスコピー装置１０がユーザによってパン又は傾けられると、放射光ビーム（図示せず）のうちの１つ又は複数、ここでは、その１つが、膣鏡２４によって覆い隠されるようになることがある。これは、所定の距離平面内に描かれた大きな点の円によって視覚化されている。より詳細には、この例では、子宮頸部２３の６時の位置を撮像するとき、光ビーム放射ユニット１４によって放射される光ビームは、膣鏡２４によって覆い隠されるようになる。対照的に、３つの他の光ビーム放射ユニット１５、１６、１７から放射される光ビームは、膣鏡２４によって覆い隠されるようにはならず、したがって依然として配置サポートを使用することが可能である。実際、図面の右上に図示される、対応する取得画像２１から理解され得るように、光ビーム放射ユニット１５、１６、１７によって放射される覆い隠されていない光ビームは依然として、子宮頸部組織上に光スポット２５、２６、２８の２次元パターンを生じている（この２次元パターンは、子宮頸部２３上で撮像ユニット１１の焦点を正しく合わせるときに単一に観察可能な光スポットへ収束する）。同じ考察が、光ビーム放射ユニット１５により放射される光ビームが膣鏡２４によって覆い隠される子宮頸部２３の９時の位置を撮像するとき、光ビーム放射ユニット１６により放射される光ビームが膣鏡２４によって覆い隠される子宮頸部２３の１２時の位置を撮像するとき、並びに光ビーム放射ユニット１７により放射される光ビームが膣鏡２４によって覆い隠される子宮頸部２３の３時の位置を撮像するときに当てはまる。しかしながら、対応する取得画像２１から理解されるように、各々の場合において、他の３つの光ビーム放射ユニットは、引き続き配置サポートを使用することを許容にする。
【００６５】
図１の参照に戻ると、この実施形態では、所定の直径Ｄ１０が5cm以下の場合、所定の距離ｄ１０は25cmである。所定の距離ｄ１０と所定の直径Ｄ１０の値のこの組合せによると、放射光ビームを全て、典型的な内径が1.6cmで長さが（膣管の通常の深度に対応する）8cmの膣鏡２４により覆い隠されることなく、子宮頸部２３上に集めることができる。当然、所定の直径Ｄ１０は、適切に0cmより大きいものとすべきであり、例えば1cmより大きいか、3cmより大きいものとする。ここでは、例えば所定の直径Ｄ１０は4cmである。
【００６６】
４つの光ビーム放射ユニット１４、１５、１６、１７の配置は、光学軸２２に対して一対となる対称性を有する、すなわち、放射光ビームのうちのそれぞれ２つが、光学軸２２に対して同じ平面内にあり、同じ角度の下に向けられる。この実施形態では、放射光ビームのうちの少なくとも２つ、ここでは全てが視覚的に認識可能な色を有する。そのような対称配置では、放射光ビームのうちの少なくとも２つについて認識可能な色の使用は、コルポスコピー装置１０が子宮頸部２３から遠すぎる位置に配置されているか、近すぎる位置に配置されているかに関する情報を与えるからである。放射光ビームの色は、放射光ビームが子宮頸部組織を背景として見られるときに人間の目に対して容易に可視であるように選択される。
【００６７】
この実施形態において、コルポスコピー装置１０は、子宮頸部組織上に放射光ビームによって生成される光スポット２５、２６、２７、２８に対して子宮頸部２３の取得画像２１を分析し、子宮頸部２３に対するコルポスコピー装置１０の配置に関する情報を決定する画像分析ユニット１９と、ユーザが決定された情報に基づいてコルポスコピー装置１０を配置することをサポートするよう、コルポスコピー装置１０のユーザに対して指示を提供するユーザ指示ユニット２０とを更に備える。ユーザ指示ユニット２０は、ここでは、取得画像２１をユーザに対して表示し、上記の指示を、表示画像上に提供される視覚的オーバーレイ（図示せず）として視覚的に提供するように適合される。
【００６８】
指示は、コルポスコピー装置１０を所定の距離ｄ１０と等しい子宮頸部２３からの距離に配置するために、コルポスコピー装置１０を子宮頸部２３の方へ移動させる必要があるか、あるいは子宮頸部２３から離れるよう移動させる必要があるかを指示する、第１の指示を備える。この例では、第１の指示は、-2.5cm又は+0.7cmといった正及び負の数字の値に関して所定の距離ｄ１０からの偏差を与える、定量的情報から成る。他の例では、第１の指示は、「前方（forwards）」又は「後方（backwards）」のような単純な方向的指示とすることもでき、あるいは、特定の移動方向に関連付けられるサインを使用することもできる。
【００６９】
この実施形態では、指示は更に、子宮頸部２３が撮像ユニット１１のＤＯＦ内にあるようにコルポスコピー装置１０が配置されているかどうかを指示する、第２の指示を更に備える。この例では、第２の指示は、表示画像にオーバーレイされるＤＯＦ（図示せず）の視覚的表現、ここでは円を備える。他の例では、第２の指示は、（ＤＯＦ）の「中（in）」及び「外（out）」のような単純な指示とすることもでき、あるいは子宮頸部がＤＯＦの内側にあるか外側にあることに関連付けられるサインを使用することもできる。
【００７０】
これは図３に関連してより詳細に説明される。図３は、第２の指示を使用して、子宮頸部２３が撮像ユニット１１のＤＯＦ内にあるように、図１に図示されるコルポスコピー装置１０が配置されているかどうかを指示する方法を概略的かつ例示的に図示している。この図は、図１と類似しているが、４つの光ビーム放射ユニット１４、１５、１６、１７と、これらから放射される光ビームのみを図示している。撮像ユニット１１のＤＯＦは、コルポスコピー装置１０の前の距離の範囲であり、コルポスコピー装置１０が子宮頸部２３からこの距離の範囲内に配置される場合、その距離の範囲についての取得画像２１は、依然として受け入れ可能な程度に良好に焦点が合っている。ＤＯＦのサイズは、撮像ユニット１１の仕様に、特に光学ユニット１２及び画像取得ユニット１３（全ては図示せず）の特性に依存する。ここで、ＤＯＦは所定の距離ｄ１０に対して対称的である。図３から理解され得るように、コルポスコピー装置１０が、子宮頸部２３から所定の距離ｄ１０に配置される場合、放射光ビームによって子宮頸部組織上に生成される光スポット２５、２６、２７、２８は、単一の光スポットとして観察される。対照的に、コルポスコピー装置１０が、子宮頸部２３から所定の距離ｄ１０とは異なる距離に配置される場合、放射光ビームによって生成される光スポット２５、２６、２７、２８は、その組織上に光スポット２５、２６、２７、２８の２次元パターンを生じる。ＤＯＦが、表示画像２１上にオーバーレイされる（図面では点状の円として示される）円によって視覚的に表される場合、子宮頸部２３がＤＯＦ内にあるかＤＯＦ外にあるかを容易に決定することができる。放射光ビームによって生成される光スポット２５、２６、２７、２８が円の内側にある場合、子宮頸部２３はＤＯＦ内にあり、これらが円の外側にある場合、子宮頸部２３はＤＯＦの外にある。
【００７１】
図１に関連して上述した第１の実施形態では、光学ユニット１２は、放射光ビームがコルポスコピー装置１０の前の光学軸２２上で交差する所定の距離ｄ１０に対応する固定焦点距離を有するが、他の実施形態では、光学ユニット１２は、撮像ユニット１１の焦点距離を調整するために、例えば液体に基づく少なくとも１つの可変焦点レンズを備えてもよい。この場合、画像分析ユニット１９は、代替又は追加として、子宮頸部２３の取得画像２１を、子宮頸部組織上に放射光ビームによって生じる光スポット２５、２６、２７、２８に対して分析し、子宮頸部２３からのコルポスコピー装置１０の距離を決定するように適合されてよく、この場合、コルポスコピー装置１０は、決定された距離に基づいて、撮像ユニット１１の焦点距離及び／又はズームを調整するように適合され得る。
【００７２】
決定された距離に基づいて、撮像ユニット１１の焦点距離及び／又はズームを調整することによって、子宮頸部２３の鮮明な画像を取得すること、好ましくは、子宮頸部２３から所定の距離ｄ１０と異なる距離にコルポスコピー装置１０が配置される場合であっても、子宮頸部２３が実質的にちょうど完全に取得画像２１いっぱいに広がるように子宮頸部２３を表示する画像を取得することが可能である。これは、例えば上述のように、子宮頸部２３の最も外側の領域を撮像するように、ユーザがコルポスコピー装置１０をパンして傾けるときに、特に有益なものとなり得る。パン及び傾けに起因して、コルポスコピー装置１０の配置が所定の距離ｄ１０から逸脱することがあり得るからである。
【００７３】
これは図４に関連してより詳細に説明される。図４は、図１に図示されるコルポスコピー装置１０の撮像ユニット１１の焦点距離及び／又はズームを、コルポスコピー装置１０の決定された子宮頸部２３からの距離に基づいて調整するための適切な値を例示的に示すグラフを図示している。図４からわかるように、決定された距離の範囲、ここでは、20cmから30cm（x軸）に及ぶコルポスコピー装置１０の決定された子宮頸部２３からの距離について、撮像ユニット１１の焦点距離及びズームを調整するための適切な値が計算されている（y軸）。この例において、値は、Goldway  SLC-2000Bデジタルビデオコルポスコープに固有である。これらは、焦点距離を調整するための「焦点値」Fと、撮像ユニット１１のズームを調整するための「ズーム値」Zを備える。これらの値は、下記の式に従って計算されている。
焦点値  ：F＝sqrt(−3.1209d2＋1382.7d−101703)、R2＝0.9729
ズーム値：Z＝12.5d＋8650、R2＝1
【００７４】
これらの式において、dは、子宮頸部２３からのコルポスコピー装置１０の距離を表し、Fは、対応する焦点値を表し、sqrt()は、平方根演算を示し、Zは、対応するズーム値を表し、R2は、「適合度」を示す数値化パラメータである。（値は、最も悪い適合である0から最も良い適合である1までに及ぶ。これは、値が1に近いほど、曲線がデータポイントにより良好に適合することを意味する）。
【００７５】
撮像ユニット１１の焦点距離及びズームを調整するための値は、この例では、図面の上部に図示されるように、取得画像２１内に表示される子宮頸部２３のサイズが、決定された距離の変化に対して一定を保つように（ここでは特に、子宮頸部２３が実質的にちょうど完全に取得画像２１いっぱいに広がるように）計算されている。これは、例えば患者のわずかな動きに起因して、コルポスコピー手順中にコルポスコピー装置１０と子宮頸部23との間の距離に変化が生じた場合であっても、常に、子宮頸部２３又はその一部を示す鮮明な取得画像をユーザに提供することができるという利点を有する。したがって、ユーザが、異常に関して子宮頸部２３の表面を視覚的に確認することをより容易にすることができる。
【００７６】
撮像ユニット１１の焦点距離及びズームを調整するために計算された値は、以下の表１にも示される。
【表１】
2017515588.tif 000003
【００７７】
図１の参照に戻ると、撮像ユニット１１の焦点距離及びズームの調整は、純粋な光学技術又は光学技術とデジタル技術の組合せを備え得る。例えば上述のように、光学ユニット１２は、撮像ユニット１１の焦点距離を調整するために、例えば液体に基づく少なくとも１つの可変焦点レンズを備えてもよく、ズームの調整は、デジタルズームの手段によって及び／又は異なるズームレンズの使用によって行われてもよい。
【００７８】
図５は、コルポスコピー手順を実行するコルポスコピー装置５０の第２の実施形態を概略的かつ例示的に図示している。コルポスコピー装置５０は、図１に図示されるコルポスコピー装置１０と同様である。特に、コルポスコピー装置５０も撮像ユニット５１を備える。撮像ユニット５１は、光学軸６２を有する光学ユニット５２と、該光学ユニット５２を通して子宮頸部６３の画像６１を取得する画像取得ユニット５３とを備える。しかしながら、コルポスコピー装置１０とは対照的に、コルポスコピー装置５０は、光学軸６２から離間した赤外光ビームエミッタ５５と赤外光レシーバ５７とを備える、赤外光距離感知ユニット５５、５７を備える。赤外光ビームエミッタ５５は、光学軸６２と同一平面上であって、かつコルポスコピー装置５０の前の所定の距離ｄ５０において光学軸６２上で交差する、赤外光ビームを放射するように適合され、赤外光レシーバ５７は、放射赤外光ビーム及び光学軸６２と同じ平面内にあり、放射赤外光ビームが反射された後に、その放射赤外光ビームを受け取るように適合される。赤外光距離感知ユニット５５、５７は、放射及び反射された赤外光ビームに基づいて距離を感知するように適合される。この例では、赤外光ビームエミッタ５５及び赤外光レシーバ５７は、コルポスコピー装置５０のフロントエンドに、すなわち、コルポスコピー手順を実行するときに子宮頸部６３に向けられる端部、ここではリング形状の素子に配置される。リング形状の素子は、子宮頸部６３を照明するための複数の照明素子５８も含む。
【００７９】
画像取得ユニット５３は、ここでは、アスペクト比4:3及び密度96dpiのピクセル解像度640×480、ビット深度24ビット（Ｒ、Ｇ、Ｂ色チャネル当たり8ビット）及び30〜60fpsのビデオフレームレートを有する、ＣＣＤセンサを備える。
【００８０】
赤外光ビームエミッタ５５及び赤外光レシーバ５７は、所定の直径Ｄ５０を有し、かつ光学軸６２を囲む、（図面では点線として示される）円上に配置される。この実施形態では、所定の直径Ｄ５０が5cm以下の場合、所定の距離ｄ５０は25cmである。所定の距離ｄ５０と所定の直径Ｄ５０の値のこの組合せによると、放射赤外光ビームは全て、典型的な内径が1.6cmで長さが（膣管の通常の深度に対応する）8cmの膣鏡６４により覆い隠されるようになることなく、子宮頸部６３上に収束することができる。当然、所定の直径Ｄ５０は、適切に0cmより大きいものとすべきであり、例えば1cmより大きいか、3cmより大きいものとする。ここでは、例えば所定の直径Ｄ５０は4cmである。
【００８１】
コルポスコピー装置５０は、現在感知された距離に基づいてユーザがコルポスコピー装置５０を配置することをサポートするよう、コルポスコピー装置５０のユーザに指示を提供するユーザ指示ユニット６０を備える。特に、この実施形態では、コルポスコピー装置５０は、該コルポスコピー装置５０のユーザがコルポスコピー装置５０を概ね子宮頸部６３の前の平面内で移動させる間、赤外光距離感知ユニット５５、５７が距離を繰り返し感知して複数の感知距離を生成する初期化段階を提供し、複数の感知距離に基づいて子宮頸部６３からのコルポスコピー装置５０の作動距離を特定し、特定された作動距離を記憶するように適合される。この場合、上記指示は、記憶された作動距離に更に基づく。ユーザ指示ユニット６０は、ここでは、取得画像６１をユーザに対して表示し、上記の指示を、表示画像上に提供される視覚的オーバーレイ（図示せず）として視覚的に提供するように適合される。
【００８２】
この例では、上記の指示は、-1.5cm又は+0.9cmといった正及び負の数字の値に関して、記憶した作動距離から現在の感知距離の偏差を与える、定量的情報から成る。この情報を与えられると、ユーザは、（上述のように）コルポスコピー装置５０が子宮頸部６３に向けられているかどうかをより容易に伝えることができる。
【００８３】
ここで、コルポスコピー装置５０は、子宮頸部６３の取得画像６１を分析して、撮像ユニット５１の焦点距離及び／又はズームに関する情報を決定する画像分析ユニット５９を更に備える。この場合、コルポスコピー装置５０は、初期化段階中に、現在の感知距離が記憶済みの差動距離に合致するようにコルポスコピー装置５０が子宮頸部６３に対して配置されるとき、子宮頸部６３の現在の取得画像６１の決定された情報に基づいて、撮像ユニット５１の焦点距離及びズームを調整し、撮像ユニット５１の焦点距離及びズームを調整した後に、子宮頸部６３の現在の取得画像６１を記憶するように適合される。
【００８４】
撮像ユニット５１の焦点距離及びズームに関する情報は、ここでは、現在の取得画像６１のボケ量を評価し、現在の取得画像６１内において子宮頸部６３又はその一部を検出することができる、画像分析技術によって決定される。現在の取得画像６１の評価されたボケ量と、現在の取得画像６１内で検出された子宮頸部６３又はその一部に基づいて、撮像ユニット５１の焦点距離及びズームは、その後反復的に調整される。撮像ユニット５１の焦点距離及びズームを調整することにより、子宮頸部６３を実質的にちょうど完全に取得画像６１いっぱいに表示する、子宮頸部６３の鮮明な画像が取得され、この画像が、子宮頸部６３の後の取得画像６１のための一種の「ゴールドスタンダード」として記憶される。
【００８５】
撮像ユニット５１の焦点距離及びズームの調整は、ここでは、光学及びデジタル技術の組合せを備える。具体的には、光学ユニット５２は、撮像ユニット５１の焦点距離を調整するために、例えば液体に基づく少なくとも１つの可変焦点レンズ（図示せず）を備え、ズームの調整は、デジタルズーム手段によって、及び異なるズームレンズ（図示せず）の使用によって行われる。
【００８６】
この実施形態において、画像分析ユニット５９は、子宮頸部６３の現在の取得画像６１と、子宮頸部６３の記憶済み画像との間の差に関する更なる情報を決定するように適合され、コルポスコピー装置５０は、決定された更なる情報に基づいて撮像ユニット５１の焦点距離及びズームがその間に調整される、コルポスコピー手順段階を提供するように適合される。
【００８７】
「実際の」コルポスコピー手順段階の間に、決定された更なる情報に基づいて、撮像ユニット５１の焦点距離及びズームを調整することによって、記憶済み作動距離とは異なる子宮頸部６３からの距離にコルポスコピー装置５０が配置される場合であっても、実質的にちょうど完全に取得画像６１いっぱいに子宮頸部６３を表示する、子宮頸部６３の鮮明な画像が取得される。子宮頸部６３の現在の取得画像６１と、子宮頸部６３の記憶済み画像との間の差に関する更なる情報は、ここでは、子宮頸部６３の現在の取得画像６１と、子宮頸部６３の記憶済み画像との間の相関を行う画像分析技術によって決定され、撮像ユニット５１の焦点距離及び／又はズームは、その差を最小にするように調整される。
【００８８】
図５に関連して上述した第２の実施形態では、撮像ユニット５１の焦点距離及びズームが、子宮頸部６３の現在の取得画像６１と子宮頸部６３の記憶済み画像との間の差に関して決定される更なる情報に基づいて調整されるが、他の実施形態では、コルポスコピー装置５０は、現在の感知距離に基づいて、撮像ユニット５１の焦点距離及び／又はズームを調整するように適合されることが可能である。コルポスコピー装置５０は、子宮頸部６３からのコルポスコピー装置５０の現在の感知距離の範囲について、撮像ユニット５１の焦点距離及び／又はズームを調整するための適切な値を記憶する、所定のルックアップテーブルを備え得る。現在の感知距離の範囲は、例えば20cmから30cmに及ぶ子宮頸部からのコルポスコピー装置５０の距離を備え得る。撮像ユニット５１の焦点距離及びズームを調整するための適切な値は、上述のように計算され得る。
【００８９】
開示される実施形態の他の変形は、図面、本開示及び添付の特許請求の範囲の教示から、特許請求に係る発明を実施する際に当業者によって理解され、達成され得る。
【００９０】
特許請求の範囲において、「備える」という用語は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「a」又は「an」は複数を除外しない。
【００９１】
単一のユニット又はデバイスが、請求項に記載される幾つかの間むの機能を満たすことがある。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの手段の組合せを有利に使用することができないというこを示唆するものではない。
【００９２】
コンピュータプログラムは、一緒に又は他のハードウェアの一部として供給される、光記憶媒体又は半導体媒体のような適切な媒体上に記憶／分散され得るだけでなく、インターネットや他の有線又は無線電気通信システムを介するような他の形で分散されてもよい。
【００９３】
請求項におけるいずれの参照番号も範囲を限定するものとして解釈されないものとする。
【００９４】
本発明はコルポスコピー手順を実行するためのコルポスコピー装置に関する。コルポスコピー装置は、光学軸を有する光学ユニットと、該光学ユニットを通して子宮頸部の画像を取得するための画像取得ユニットとを備える撮像ユニット、並びに光学軸から離間される少なくとも３つの光ビーム放射ユニットを備え、少なくとも３つの光ビーム放射ユニットは、光学軸と同一平面上であり、かつ、コルポスコピー装置の前の所定の距離において光学軸上で交差する、光ビームを放射するように適合され、放射された光ビームの必ずしも全てが同じ平面上にあるとは限らない。
【図１】
2017515588.tif 000004
【図２】
2017515588.tif 000005
【図３】
2017515588.tif 000006
【図４】
2017515588.tif 000007
【図５】
2017515588.tif 000008
【国際調査報告】
2017515588.tif 000009
2017515588.tif 000010
2017515588.tif 000011
2017515588.tif 000012