JP2005066057A - 電子内視鏡装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】術者が記録状況に気を配らずとも、自動的に内視鏡画像の動画像を記録しておくことが可能で、更に記録した画像の編集を容易に行うことが出来る電子内視鏡装置を提供する。
【解決手段】光学式内視鏡に装着されるTVカメラにCCDを内蔵し、このCCDに対する信号処理を行う映像処理回路29はメイン基板65に、HDD83を搭載してHDDレコーディング機能を備えた拡張基板53を装着した構成とすることにより、映像処理回路29の電源をONにして動作を開始させると、CPU54はCDDで撮像した内視鏡動画像をHDD83にMPEG2エンコーダ81でデジタル圧縮して常時記録するようにして、術者が記録状況に気を配らなくても済むようにすると共に、後の編集作業もし易いようにした。
【選択図】図4

Description

本発明は撮像手段を備えた電子内視鏡により内視鏡検査を行う電子内視鏡装置に関する。
撮像手段を備えた内視鏡により内視鏡検査を行う従来技術として、例えば特開2000−354240号公報及び特開2001−70225号公報がある。
特開2000−354240号公報には動画像をDV、MPEG2などのフォーマットに圧縮し、外部機器にデジタル出力する電子内視鏡装置が開示されている。
また、特開2001−70225号公報には、カメラヘッドに設けたリモートスイッチによりVTRの制御を行う技術が開示されている。
従来は、内視鏡の動画像を記録する場合はVTRなどを電子内視鏡装置に接続し、ドクタなどの使用者は記録の必要な場面で電子内視鏡或いはカメラヘッドのリモートスイッチを操作して、VTRの制御を行っていた。
特開2000−354240号公報 特開2001−70225号公報
しかしこの場合、ドクタはVTRの動作状態などにも気を配らなくてはならず、更に記録テープの容量不足や、VTRと電子内視鏡装置との接続ミスなどによる記録ミスなどの問題が発生する場合があった。
(発明の目的)
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、術者は記録状況に気を配らずとも、自動的に内視鏡画像の動画像を記録しておくことが可能で、更に記録した画像を後から編集する場合でも、編集作業を容易に行うことが出来る電子内視鏡装置を提供することを目的とする。
患者の体内等に挿入可能な挿入部と、少なくとも撮像手段を備えた撮像装置と、
前記撮像手段より得られた画像信号を信号処理する信号処理装置と、
を備えた電子内視鏡装置において、
前記信号処理装置が動作中、前記撮像手段より得られる動画像の画像信号を常時記録するデジタル画像記録手段を備えたことにより、術者は記録状況に気を配らずとも、自動的に内視鏡画像の動画像を記録しておくことが可能で、更に記録した画像を後から編集する場合でも、従来例よりも編集作業を容易に行うことが出来るようにしている。
本発明によれば、動画像のデジタル画像データを常時記録するようにしているので従来例のように記録スタート、ストップ等に気を配る必要がなく、更に操作ミスによる撮り逃しの発生がない。また、デジタル画像記録を行うことにより、従来例よりも画像劣化も少なく、編集作業も容易となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1ないし図7は本発明の実施例に係り、図1は本発明の実施例の電子内視鏡装置の全体構成を示し、図2は前処理回路及び信号処理回路の詳細な構成を示し、図3は信号処理回路を構成するメイン基板及び拡張コネクタを介して装着される拡張基板等を示し、図4は拡張基板の詳細な構成を示し、図5は本実施例における動作内容を示し、図6は図5の動作の際にモニタ画面に表示される表示内容を示し、図7はハードディスクドライブをPCMCIAカードに形成してカメラコントロールユニットに着脱可能にした様子の説明図を示す。
図1に示すように、本発明の実施例の電子内視鏡装置1は、光学式内視鏡2に撮像手段を備えたTVカメラ3を装着したTVカメラ外付け内視鏡4と、光学式内視鏡2に照明光を供給する光源装置5と、TVカメラ3と着脱自在で接続され、標準的な映像信号を生成する映像信号処理を行うカメラコントロールユニット(以下、CCUと略記)6と、このCCU6から出力される映像信号を表示するTVモニタ7とから構成される。
光学式内視鏡2は例えば硬質の挿入部11と、この挿入部11の後端に設けられた把持部(操作部)12と、この把持部12の後端に設けられた接眼部13とを有する硬性内視鏡である。
挿入部11内にはライトガイド14が挿通され、このライトガイド14は、把持部12のライトガイド口金に接続されるライトガイドケーブル15を介して光源装置5に接続され、光源装置5内の図示しないランプからの白色の照明光を伝送してライトガイド14の先端面から出射し、患部などの被写体を照明する。
先端部には対物レンズ16が設けられ、この対物レンズ16により結像される光学像はリレーレンズ系17で後方側に伝送され、接眼部13に設けた接眼レンズ18により拡大観察することができる。
TVカメラ3は、光学式内視鏡2の接眼部18に着脱自在で装着されるカメラヘッド21と、そのカメラヘッド21の後端からその基端が延出されるカメラケーブル22と、このカメラケーブル22の末端に設けたコネクタ23とから構成され、このコネクタ23はCCU6と、図示しない接点部を介して着脱自在で接続される。
カメラヘッド21内には、光学式内視鏡2の接眼レンズ18に対向して結像レンズ24が配置され、その結像位置には固体撮像素子としてCCD25が配置されている。尚、光電変換するCCD25の前面には、モザイクフィルタ25aが配置され、被写体像を光学的に色分離してCCD25の撮像面に導く。
CCD25の裏面側には、図示しないバッファアンプを形成する回路基板が配置され、CCD25及び回路基板にはカメラケーブル22の一端が接続され、その他端はコネクタ23内に設けられた前処理回路28に接続されている。
なお、図1ではTVモニタ7内に撮像手段としてのCCD25を内蔵しているが、対物レンズ16の結像位置にCCD25を配置したり、リレーレンズ系17の結像位置にCCD25を配置したビデオスコープでも良い。
コネクタ23をCCU6に接続することにより、前処理回路28は図示しない接点を介してCCU6内の信号処理回路29に接続される。CCD25から得られた撮像信号は信号処理回路29で処理され、標準的な映像信号が生成され、この標準的な映像信号はTVモニタ7に出力される。
また、カメラヘッド21にはリモートスイッチ30が設けられており、術者が所望とする機能をこのリモートスイッチ30により操作することが出来る。リモートスイッチ30の状態はケーブル22を介して後述するCCU6内の信号処理回路29に入力される。
本実施の形態では、後述するようにこのリモートスイッチ30には記録情報の変更機能が割り付けられている。
より具体的には動画像を連続して記録した記録画像中におけるチャプタ更新機能(区分け位置更新)機能が割り付けられており、このリモートスイッチ30を操作することによりそれまでのチャプタ番号から1つ番号を進めたチャプタ番号に更新され、後で診断等のために検索する場合や、編集する場合にその作業を容易にできるようにしている。
次に、図2を参照して前処理回路28及び信号処理回路29の詳細な構成を説明する。 前処理回路28内には、CCD出力信号を増幅するためのプリアンプ31と、CCD25へ駆動信号を供給するとともに後述するCDS回路37及びA/D変換部38にサンプリング信号を供給するタイミングジェネレータ32(以下、TGと略記)とにより構成されている。
CCU6内の信号処理回路29は、カメラヘッド21内の前処理回路28と接続されるフローティング回路34と、このフローティング回路34と電源が絶縁された2次回路35とで構成されている。両者の間はフォトカプラ41、56、57、59a、59b、61、62の絶縁手段で信号を電気的に分離している。
フローティング回路34には、映像信号を相関二重サンプリングにするCDS回路37と、その出力信号をアナログ/デジタル変換するA/D変換部38とが備えられている。A/D変換出力はフォトカプラ(図2ではPCと略記)41を介して2次回路に供給される。
2次回路35はフォトカプラ41にて伝送された映像デジタル信号を輝度信号と色差信号に色分離する色分離手段42と、輝度信号に輪郭強調処理を施すエンハンス回路43と、色分離された色差信号を同時化処理してR−Y信号とB−Y信号を生成する色差信号同時化回路44とが備えられる。エンハンス処理されたY信号とR−Y、B−Y信号はRGBマトリクス回路45に入力され、RGB信号に変換される。
変換されたRGB信号は検波回路46に入力される。検波回路46にてホワイトバランス制御用の検波信号及び光源装置と、電子シャッタを制御するための調光信号が生成される。
また、このRGB信号はペイント、ホワイトバランス回路47に入力され、ホワイトバランス処理及び色調補正処理が行われる。ホワイトバランス処理されたRGB信号は、γ回路48a、48b、48cでそれぞれγ処理された後、拡張コネクタ50に入力される。
拡張コネクタ50から出力された映像信号は、D/A変換部51にてアナログ信号に変換され、その変換されたアナログRGB信号は図示しない75Ωドライバを介してTVモニタ7に出力される。また、エンコーダ52にてY/C信号及びコンポジット信号を作成してTVモニタ7に出力する。
上記拡張コネクタ50には拡張基板53を着脱自在に接続でき、装着する拡張基板53により様々な拡張機能を提供できるようにしていいる。
また、この2次回路35内には、CPU54が備えられており、2次回路35内の各種機能のコントロールを行う。
2次回路35内に設けられた発振器(CXO)55から出力された原発振クロック(CK)はフォトカプラ56を介して前処理回路28内のTG32に入力される。TG32は原発振クロックを基に各種タイミング信号を作成するとともに、原発振クロックを2分周したメインクロック(MCK)を生成する。
メインクロックはフォトカプラ57を介してSSG58に入力される。SSG58は入力されたメインクロックを基に2次回路35の動作に必要な各種同期信号と、TG32に供給するための水平、垂直同期信号(HD,VD)を生成する。
水平、垂直同期信号はフォトカプラ59a、59bを介してフローティング回路34に入力され、接点部60を介して、前処理回路28内のTG32に供給される。
検波回路46から出力された調光信号は図示しないコネクタとケーブルを介して、光源装置5に供給され、光源からの出射光量を制御する。また、フォトカプラ61を介して、前処理回路28内のTG32に供給され、CCD25の電子シャッタを制御する。
カメラヘッド21のリモートスイッチ30からの信号は、フォトカプラ62を介してCPU54に供給され、各種機能のコントロールを行う。
次に、図3、図4を用いてメイン基板65に設けた拡張コネクタ50と、この拡張コネクタ50に装着される拡張基板53の構成を説明する。
映像処理回路29を構成するメイン基板65と、メイン基板65に設けた拡張コネクタ50に着脱自在に装着される拡張基板53の外形は図3に示すようになっている。
メイン基板65には、図2の信号処理回路29中の拡張基板53を除いた機能が搭載されている。拡張基板53には、ハードディスクドライブ(HDD)83やIEEE1394コネクタ85などが搭載されており、拡張基板53とメイン基板65は拡張コネクタ50を介して着脱自在に接続される。
図4に示すように、メイン基板65のCPU54からのデータバス71、アドレスバス72が拡張基板53のデータレジスタ73及びアドレスデコーダ74に接続されている。 拡張基板53ではアドレスデコーダ74によりデコードされたアドレス信号を発生し、このアドレス信号をID信号発生部75が受け、ID信号発生部75はID信号ライン76を介してID信号をメイン基板65のCPU54に送信する。CPU54では、ID信号の検出結果に基づき拡張基板53を制御する。
また、拡張基板53にはタイミング信号発生部77が設けられており、同期信号ライン78を介してメイン基板65内のSSG(同期信号発生器)58から供給される各種同期信号がタイミング信号発生部77に入力され、拡張基板53内の各種タイミング信号を生成する。
メイン基板65に設けた映像信号処理回路80は、図2の点線内の機能ブロックの総称である。この映像信号処理回路80から出力されたRGB映像信号は、MPEG2エンコーダ81に供給され、RGB映像データをMPEG2圧縮画像データに変換する。
変換されたMPEG2データはHDDコントローラ82に供給され、MPEG2映像データをハードディスクドライブ(HDD)83に記録する。本実施例ではCCU6のメイン基板65に拡張基板53を装着することにより、このCCU6は画像情報をレコーディングするHDDレコーディング機能を備えたCCUに拡張することができるようにしている。
また、HDDコントローラ82はIEEE394リンクコントローラ84を制御してHDD83に記録されたMPEG2映像データをIEEE1394コネクタ85を介して外部に出力できるようにしている。
そして、IEEE1394コネクタ85とIEEE1394ケーブル86を介してパーソナルコンピュータ(パソコン)87と接続して記録した映像データを外部に取り出すことが出来るようにしている。
本実施例では、以下に説明するように、内視鏡撮像装置としてのTVカメラ3を信号処理装置としてのCCU6に接続して、CCU6の電源をオンにして内視鏡検査を開始すると、CCU6内に設けた拡張基板53によりTVカメラ3で撮像した内視鏡画像のデジタル動画像データを、例えばMPEG2で圧縮してデジタル画像記録手段としてのHDD83に自動的に記録する動作を行うようにしている。
このように信号処理装置としてのCCU6が内視鏡撮像装置としてのTVカメラ3と接続されてTVカメラ3の撮像手段としてのCCD25に対する信号処理の動作を開始すると、内視鏡画像のデジタル動画像データをデジタル画像圧縮して、デジタル画像データの記録手段であり、所望とする記録位置の画像データの検索や頭出し等を迅速に行うことができる等、編集作業を容易に行うことができるHDD83に記録するようにしたことが特徴となっている。
このようにすることにより、術者は記録状況に気を配らなくても、自動的に内視鏡画像の動画像を記録でき、さらに記録した画像を編集する場合にも、画像の劣化を防止して編集作業を容易に行えるようにしている。また、以下に説明するように電源投入して動作が開始すると、正常に記録が行えるか否かの記録テストの動作を行うようにして、より確実に画像の記録動作を行えるようにしている。
次に図5のフローチャートを参照して本実施例の作用を説明する。
まず、光学式内視鏡2にTVカメラ3を装着して、カメラケーブル22のコネクタ23をCCU6に接続すると共に、このライトガイドケーブル15を光源装置5に接続して、光源装置5の電源をオンにして照明光を供給する状態にする。
そして、術者が信号処理装置としてのCCU6の電源をオンすると、ステップS1に示すようにCPU54はID信号発生部75からのデータをもとに拡張基板53の種類を検出する。
本実施例での拡張基板53は、HDDレコーディング機能を備えた拡張基板であるため、ステップS2に示すようにCPU54はID信号発生部75からHDDレコーディング基板であることを認識する。
すると、CPU54は次のステップS3に示すようにHDD83の容量及びその空き容量を検出する。さらに次のステップS4でメディアフル(ないしはこれに近い状態)であるか否かの判定を行う。
この判断において、ステップS5に示すようにメディアフルであると判断した場合には、図6(A)に示すようにモニタ7の表示画面7a上に警告表示を行い、上書き確認を術者に対して行う。
メディアフルでない場合或いはメディアフルの状態が解消された場合はステップS6に示すようにテスト記録に移行する。一方、上書き確認を術者に対して行い、上書きしない場合が選択された場合には、例えばステップS4に戻る。或いは記録HDD83の記録データを転送する等して記録容量を確保して下さい等の表示をモニタ7行うようにしても良い。
CPU54はタイミング信号発生器77を制御してテスト信号をMPEG2エンコーダ81に供給する。ステップS7に示すようにテスト信号が正常にHDD83に記録されるかどうかをCPU54は判定することにより記録を正常に行えるか否かの判定をする。 そして、正常に記録された場合にはステップS8に示すように記録OKの表示をする。つまり、図6(B)に示すようにモニタ7の表示画面7a上に記録できる旨の表示を行う。一方、正常に記録が行えなかった場合にはステップS9に示すように正常に記録が行えない旨の表示を行う。具体的には、図6(C)に示すように表示画面7a上にエラー表示を行い、術者に警告する。
記録OKである場合はCPU54はステップS10に示すように記録をスタートさせ、HDD83にCCD25により撮像された内視鏡画像の動画像をデジタル圧縮して記録する。記録がスタートすると、CPU54はステップS11に示すようにリモートスイッチ30がオンされたか否かを監視する。
そして、術者は画像を観察しながら後で画像の編集作業を行う際に頭出し画像としたい様なシーンや、診断等に利用したいような画像が表示されている場面において、記録画像中の区分け位置を変更する区分け更新(チャプタ更新)機能が割り付けられたリモートスイッチ30をオン操作する。
ステップS12に示すようにリモートスイッチ30が操作されると、CPU54はMPEG2エンコーダ81に対して区分け位置更新(チャプタアップ)の指示を行う。
チャプタアップの指示が行われると、図6(D)に示すように、チャプタアップされた現在のチャプタNo.をモニタ7の表示画面7a上に表示して術者に知らせる。
このようにして術者は必要な場面でチャプタが切り替わるので、後から編集する場合に必要な場面を選択しやすくできる。
HDD83に記録されたデータは、IEEE1394リンクコントローラ84でIEEE1394シリアルデータに変換し、IEEE1394コネクタ85を介して外部に出力できる。
術者は図4に示すように、IEEE1394コネクタ85とIEEE1394ケーブル86を介してパソコン87と接続して記録した映像データを外部に取り出すことが出来る。
また、HDD83をPCMCIAカード91に構成して、図7に示すようにCCU6に着脱自在としてもよい。
図7の場合は、PCMCIAカードの装着スロット92を設けてHDD83を搭載したPCMCIAカード91を挿抜自在な構成としている。
なお、HDD83を搭載した拡張基板53に対しても、さらに図7の如くにHDDを搭載したPCMCIAカード91を挿抜自在な構成としても良い。そして、例えば図5のステップS4でメディアフルと判断され、さらにステップS5で上書き確認の表示に対して上書きすることを行わないと選択された場合には、新たに記録されていないHDDを搭載したPCMCIAカード91を装着して下さいのメッセージ表示を行うようにしても良い。
そして、PCMCIAカード91が装着されたことを確認した場合には、ステップS6に進めるようにする。つまり、第1の画像記録手段となるHDD83により画像の記録が行えないような場合には、第2の画像記録手段に画像記録を行えるように予備の画像記録手段を設けるようにしても良い。
このようにすると、内視鏡検査を続けて行うような場合に有効である。つまり、前の検査の後に続いて内視鏡検査を行うような場合、前の検査で記録した画像を保存しておく必要があり、そのような場合で、HDD83の空き容量が少なくなった場合にはPCMCIAカード91を装着してそのPCMCIAカード91に搭載されているHDDに記録するようにすれば、中断することなく効率良く連続して内視鏡検査及び画像記録が行える。 また、本実施例では、動画像の圧縮方式としてMPEG2で説明したが、非圧縮で記録したり、若しくはMPEG4、MotionJPEG等の別の圧縮方式で処理しても構わない。
挿入部を体腔内に挿入することにより、体腔内の患部等を撮像してTVモニタに表示し、内視鏡診断や処置具を用いた治療、処置等を行うことができる。
[付記]
1.請求項1において、前記デジタル画像記録手段は前記信号処理装置に着脱可能に装着される。
(付記1の効果)信号処理装置の機能を動画像を常時記録できるように機能拡張が容易にできる。
2.請求項3において、前記スイッチ手段を操作することにより、前記動画像に対する記録画像中における区分け位置の更新を行うことにより記録情報を変更する。
本発明の実施例の電子内視鏡装置の全体構成図。 図1における前処理回路及び信号処理回路の詳細な構成を示すブロック図。 信号処理回路を構成するメイン基板及び拡張コネクタを介して装着される拡張基板等を示す斜視図。 拡張基板の詳細な構成を示すブロック図。 本実施例における動作内容を示すフローチャート図。 図5の動作の際にモニタ画面に表示される表示内容を示す説明図。 ハードディスクドライブをPCMCIAカードに形成してカメラコントロールユニットに着脱可能にした様子の説明図。
符号の説明
1…電子内視鏡装置
2…光学式内視鏡
3…TVカメラ
4…TVカメラ外付け内視鏡
5…光源装置
6…カメラコントロールユニット(CCU)
7…TVモニタ
14…ライトガイド
21…カメラヘッド
22…カメラケーブル
23…コネクタ
25…CCD
28…前処理回路
29…信号処理回路
30…リモートスイッチ
31…プリアンプ
32…タイミングジェネレータ(TG)
35…フローティング回路
36…2次回路
37…CDS回路
41、56、57、59a、59b、61、62…フォトカプラ(PC)
42…色分離回路
45…RGBマトリクス回路
50…拡張コネクタ
52…エンコーダ
54…CPU
58…同期信号発生器(SSG)
65…メイン基板
53…拡張基板
71…データバス
72…アドレスバス
75…ID信号発生部
78…タイミング信号発生部
80…映像信号処理回路
81…MPEG2エンコーダ
82…HDDコントローラ
83…ハードディスクドライブ(HDD)
84…IEEE1394リンクコントローラ
85…IEEE1394コネクタ
代理人 弁理士 伊藤 進

Claims (4)

  1. 患者の体内等に挿入可能な挿入部と、少なくとも撮像手段を備えた撮像装置と、
    前記撮像手段より得られた画像信号を信号処理する信号処理装置と、
    を備えた電子内視鏡装置において、
    前記信号処理装置が動作中、前記撮像手段より得られる動画像の画像信号を常時記録するデジタル画像記録手段を備えたことを特徴とする電子内視鏡装置。
  2. 前記デジタル画像記録手段は、前記信号処理装置内に設けられる事を特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡装置。
  3. 前記撮像装置には、信号処理装置の動作を制御するためのスイッチ手段を備え、
    該スイッチ手段を操作することにより、前記動画像の画像信号の記録情報を変更することを特徴とする請求項2に記載の電子内視鏡装置。
  4. 前記信号処理装置は、電源投入直後に、画像記録が正常に行えるかをテストするテスト機能を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電子内視鏡装置。
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