JP2005080843A - 被検体内導入装置および無線型被検体内情報取得システム - Google Patents

Abstract

【課題】被検体に導入後に消費電力を抑えつつ、所望の撮像画像を効率的かつ確実に撮像することができ、かつ無駄な電波輻射を抑えること。
【解決手段】駆動制御部３４内に設けられた電源スイッチ３４ａの電源投入後、撮像回路３によって撮像された画像の色空間上の分布をもとにカプセル型内視鏡が被検体内部にあるか被検体外部あるかを判定する体内判定部３２ａと、カプセル型内視鏡３が被検体内部であると判定された場合にＲＦ送信ユニットを起動させる駆動制御部３４とを備える。
【選択図】 図３

Description

この発明は、被検体内部に導入された状態で使用され、前記被検体内部において所定の機能を実行する被検体内導入装置と、かかる被検体内導入装置を用いた無線型被検体内情報取得システムに関するものである。

近年、内視鏡の分野においては、飲込み型の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には、撮像機能と無線通信機能とが設けられている。カプセル型内視鏡は、観察（検査）のために患者の口から飲込まれた後、人体から自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、順次撮像する機能を有する。

体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、外部の受信機内に設けられたメモリに蓄積される。患者がこの無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、患者は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの期間であっても、自由に行動できる。この後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる。

かかるカプセル型内視鏡は、内蔵した電力供給源から駆動電力を得る構成としても良いが、近年、カプセル型内視鏡に対して外部から無線送信を介して駆動電力を供給する構成が注目されている。このように、外部から電力を供給する構成とすることによって、カプセル型内視鏡が体腔内を移動する途中で意図せず電力が消費し尽くされて駆動が停止するといったことを回避することが可能である。

また、かかるカプセル型内視鏡の駆動を制御するため、カプセル型内視鏡内部に外部磁場によってオン・オフするリードスイッチを備えると共に、カプセル型内視鏡を収容するパッケージに磁場供給用の永久磁石を備えた構成が提案されている。すなわち、カプセル型内視鏡内に備わるリードスイッチは、一定強度以上の外部磁場が与えられた環境下ではオフ状態を維持し、外部磁場の強度が低下することによってオンする構造を有する。このため、パッケージ内に収容されている状態ではカプセル型内視鏡は駆動しない一方、カプセル型内視鏡は、パッケージから取り出されることによって永久磁石の影響下から離れ、駆動を開始する。かかる構成を備えることで、カプセル型内視鏡がパッケージ内に収容されている間に駆動を開始することを防止することが可能である（例えば、特許文献１参照。）

国際公開第０１／３５８１３号パンフレット

しかしながら、上記のようにカプセル型内視鏡の駆動状態を制御する機構を設けた場合であっても、被検体外部におけるカプセル型内視鏡の駆動を必ずしも防止できないという課題が存在する。すなわち、カプセル型内視鏡をパッケージから取り出して被検体内に導入するまでにはある程度の時間を要することから、被検体内に導入されるまでにカプセル型内視鏡が駆動を開始してしまうという課題が存在する。以下、被検体内に導入される前にカプセル型内視鏡が駆動を開始した場合に生じる問題について説明する。

まず、被検体内に導入される前にカプセル型内視鏡が駆動を開始することで、診断等に用いることのない無駄な画像データが取得されるという問題を有する。カプセル型内視鏡は、駆動を開始すると共に撮像動作を開始し、得られた画像データの無線送信を開始するよう構成されており、被検体内に導入される前に駆動した場合には、被検体外部で撮像動作等を行うこととなる。

この結果、カプセルを開封してから被検体内に導入されるまでの間に多数の画像データが取得されることとなり、医者等はかかる無駄な画像データを削除した上で診断等を行う必要性が生じる。カプセル型内視鏡の撮像レートは、例えば１秒あたり２枚程度撮像するよう構成されていることから、仮に数十秒程度の短時間であっても、カプセル型内視鏡が被検体外で駆動することで不要な画像データを大量に取得することとなる。従って、かかる無駄な画像データの取得を回避するために、被検体に導入される前にカプセル型内視鏡が駆動を開始することを防止する必要がある。

また、かかる不要な画像データの取得を行うには一定量の駆動電力を必要とすることから、被検体外部でカプセル型内視鏡が駆動することで、カプセル型内視鏡内部に蓄積された電力が浪費されることとなる。従って、電力消費の観点からも被検体に導入される前にカプセル型内視鏡の駆動が開始することを防止する必要がある。

なお、カプセル型内視鏡は、経口する前に動作確認をする必要があり、この場合、必要最小限の電力消費と不要な電波の輻射を抑えることが要望される。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被検体に導入後に消費電力を抑えつつ、所望位置の撮像画像を効率的かつ確実に撮像することができ、かつ無駄な電波輻射を抑えることができる被検体内導入装置および無線型被検体内情報取得システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる被検体内導入装置は、被検体内部に導入された状態で使用され、前記被検体内部において所定の機能を実行する被検体内導入装置であって、前記所定の機能を実行する機能実行手段と、撮像した画像の色空間上の分布をもとに当該被検体内導入装置が被検体内部か否かを判定する被検体内判定手段と、前記被検体内判定手段によって当該被検体内導入装置が被検体内部であると判定された場合に前記機能実行手段の駆動を制御する駆動制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記被検体内判定手段は、第１の色成分のヒストグラムピーク値に対する第２の色成分のヒストグラムピーク値の比を求め、この比が所定値以上である場合に被検体内部であると判定することを特徴とする。

また、請求項３にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記被検体内判定手段は、輝度値が所定値以上の画素の総数を求めるとともにこの所定値以上の各画素の色成分を求めて色空間上に配置し、前記所定値以上の画素が前記色空間上の所定特徴空間内に配置される画素数を求め、前記画素の総数に対する前記特徴空間内に配置される画素数の比を求め、この比が所定の閾値以上である場合に被検体内部であると判定することを特徴とする。

また、請求項４にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記被検体内判定手段は、各フレーム単位で判定し、各フレームに対して被検体内部であるとする判定を所定回連続して行われた場合に、被検体内部であると最終判定することを特徴とする。

また、請求項５にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記タイマは、撮像回路内に設けられることを特徴とする。

また、請求項６にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記被検体内判定手段が被検体内であると判定してから所定時間、計時するタイマをさらに備え、該タイマのタイムアウト時に前記前記無線起動スイッチをオンさせることを特徴とする。

また、請求項７にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記機能実行手段は、無線送信手段であり、前記無線送信手段は、当該無線送信手段の低消費電力状態と通常消費電力状態とを切替変更する無線電源変更手段を備え、前記駆動制御手段は、前記被検体内判定手段が被検体内であると判定した場合あるいは前記タイマがタイムアウト時に、前記無線電源変更手段に変更指示を与えて前記低消費電力状態から前記通常消費電力状態に切り替えさせることを特徴とする。

また、請求項８にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記機能実行手段は、撮像回路であり、前記駆動制御手段は、前記電源スイッチの投入後に少なくとも撮像回路を駆動させる制御を行うことを特徴とする。

また、請求項９にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記タイマは、撮像回路内に設けられることを特徴とする。

また、請求項１０にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、通常より低いフレームレートの撮像処理と通常のフレームレートの撮像処理とを変更するフレームレート変更手段をさらに備え、前記駆動制御手段は、前記フレームレート変更手段に対して、前記電源スイッチの投入後に前記低いフレームレートで撮像を行わせる指示を行い、前記被検体内判定手段が被検体内であると判定した場合あるいは前記タイマがタイムアウト時に前記通常のフレームレートで撮像を行わせる指示を行うことを特徴とする。

また、請求項１１にかかる無線型被検体内情報取得システムは、被検体内部に導入される被検体内導入装置と、被検体外部に配置され、前記被検体内導入装置によって得られた情報を無線通信を介して取得する受信装置とを備えた無線型被検体内情報取得システムであって、前記被検体内導入装置は、被検体内の画像データを取得する撮像機能を含む所定の機能を実行する機能実行手段と、少なくとも前記機能実行手段によって得られた情報を無線送信する無線手段と、撮像した画像の色空間上の分布をもとに当該被検体内導入装置が被検体内部か否かを判定する被検体内判定手段と、前記被検体内判定手段によって当該被検体内導入装置が被検体内部であると判定された場合に前記無線手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、前記受信装置は、前記無線手段から送信された情報を受信する無線受信手段と、受信した情報を解析する処理手段と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項１２にかかる無線型被検体内情報取得システムは、上記の発明において、前記駆動制御手段は、前記被検体内判定手段が被検体内であると判定した場合に、前記無線手段の起動をスイッチングする無線スイッチをオンさせることを特徴とする。

この発明にかかる被検体内導入装置は、電源スイッチの投入後、被検体内判定手段が、撮像した画像の色空間上の分布をもとに当該被検体導入装置が被検体内か被検体外部にあるかを判定し、被検体内にあると判定された場合に、機能実行手段の駆動動作とくに無線送信手段を起動させるようにしているので、被検体に導入後に消費電力を抑えつつ、所望の撮像画像を効率的かつ確実に撮像することができ、かつ無駄な電波輻射を抑えることができるという効果を奏する。

以下、この発明を実施するための最良の形態である被検体内導入装置および無線型被検体内情報取得システムについて説明する。

（実施の形態１）
まず、実施の形態１にかかる無線型被検体内情報取得システムについて説明する。この実施の形態１にかかる無線型被検体内情報取得システムは、被検体内導入装置の一例としてカプセル型内視鏡をあげて説明する。

図１は、この実施の形態１にかかる無線型被検体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。図１に示すように、無線型被検体内情報取得システムは、無線送受信機能を有する送受信装置２と、被検体１の体内に導入され、送受信装置２から送信された無線信号から得られる駆動電力によって動作し、体腔内画像を撮像して送受信装置２に対してデータ送信を行うカプセル型内視鏡３とを備える。また、無線型被検体内情報取得システムは、送受信装置２が受信したデータに基づいて体腔内画像を表示する表示装置４と、送受信装置２と表示装置４との間のデータ受け渡しを行うための携帯型記録媒体５とを備える。送受信装置２は、被検体１によって着用される送受信ジャケット２ａと、送受信ジャケット２ａを介して送受信される無線信号の処理等を行う外部装置２ｂとを備える。

表示装置４は、カプセル型内視鏡３によって撮像された体腔内画像を表示するためのものであり、携帯型記録媒体５によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーション等のような構成を有する。具体的には、表示装置４は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ等によって直接画像を表示する構成としても良いし、プリンタ等のように、他の媒体に画像を出力する構成としても良い。

携帯型記録媒体５は、外部装置２ｂおよび表示装置４に対して着脱可能であって、両者に対する挿着時に情報の出力または記録が可能な構造を有する。具体的には、携帯型記録媒体５は、カプセル型内視鏡３が被検体１の体腔内を移動している間は外部装置２ｂに挿着されてカプセル型内視鏡３から送信されるデータを記録する。そして、カプセル型内視鏡３が被検体１から排出された後、つまり、被検体１の内部の撮像が終わった後には、外部装置２ｂから取り出されて表示装置４に挿着され、表示装置４によって記録したデータが読み出される構成を有する。外部装置２ｂと表示装置４との間のデータの受け渡しをコンパクトフラッシュ（登録商標）メモリ等の携帯型記録媒体５によって行うことで、外部装置２ｂと表示装置４との間が有線接続された場合と異なり、被検体１が体腔内の撮影中に自由に動作することが可能となる。

送受信装置２は、カプセル型内視鏡３に対して電力送信を行う給電装置としての機能を有すると共に、カプセル型内視鏡３から無線送信された体腔内画像データを受信する受信装置としての機能も有する。図２は、送受信装置２の構成を模式的に示すブロック図である。図２に示すように、送受信装置２は、被検体１によって着用可能な形状を有し、受信用アンテナＡ１〜Ａｎおよび給電用アンテナＢ１〜Ｂｍを備えた送受信ジャケット２ａと、送受信された無線信号の処理等を行う外部装置２ｂとを備える。

外部装置２ｂは、カプセル型内視鏡３から送信された無線信号の処理を行う機能を有する。具体的には、外部装置２ｂは、図２に示すように、受信用アンテナＡ１〜Ａｎによって受信された無線信号に対して復調等の所定の処理を行い、無線信号の中からカプセル型内視鏡３によって取得された画像データを抽出し、出力するＲＦ受信ユニット１１と、出力された画像データに必要な処理を行う画像処理ユニット１２と、画像処理が施された画像データを記録するための記憶ユニット１３とを備える。なお、記憶ユニット１３を介して携帯型記録媒体５に画像データが記録される。

また、外部装置２ｂは、カプセル型内視鏡３に対して送信する無線信号の生成を行う機能を有する。具体的には、外部装置２ｂは、給電用信号の生成および発振周波数の規定を行う発振器１４と、カプセル型内視鏡３の駆動状態の制御のためのコントロール情報信号を生成するコントロール情報入力ユニット１５と、給電用信号とコントロール情報信号とを合成する重畳回路１６と、合成された信号の強度を増幅する増幅回路１７とを備える。増幅回路１７で増幅された信号は、給電用アンテナＢ１〜Ｂｍに送られ、カプセル型内視鏡３に対して送信される。なお、外部装置２ｂは、所定の蓄電装置またはＡＣ電源アダプタ等を備えた電力供給ユニット１８を備え、外部装置２ｂの構成要素は、電力供給ユニット１８から供給される電力を駆動エネルギーとしている。

次に、カプセル型内視鏡３について説明する。図３は、カプセル型内視鏡３の構成を模式的に示すブロック図である。図３に示すように、カプセル型内視鏡３は、被検体１の内部を撮影する際に撮像領域を照射するための照明手段としてのＬＥＤ１９と、ＬＥＤ１９の駆動状態を制御するＬＥＤ駆動回路２０と、ＬＥＤ１９によって照射された領域からの反射光像の撮像を行う撮像手段としてのＣＣＤ２１と、ＣＣＤ２１から出力された画像信号を所望の形式の撮像情報に処理する信号処理回路２２とを備える。また、カプセル型内視鏡３は、ＣＣＤ２１の駆動状態を制御するＣＣＤ駆動回路２６と、ＣＣＤ２１によって撮像され、信号処理回路２２によって画像データを変調してＲＦ信号を生成するＲＦ送信ユニット２３と、ＲＦ送信ユニット２３から出力されたＲＦ信号を無線送信する無線送信手段としての送信アンテナ部２４と、ＬＥＤ駆動回路２０、ＣＣＤ駆動回路２６およびＲＦ送信ユニット２３の動作を制御するシステムコントロール回路３２とを備える。なお、ＣＣＤ２１、信号処理回路２２、およびＣＣＤ駆動回路２６をまとめて撮像回路４０と呼ぶ。

これらの機構を備えることにより、カプセル型内視鏡３は、被検体１内に導入されている間、ＬＥＤ１９によって照明された被検部位の画像情報をＣＣＤ２１によって取得する。そして、取得された画像情報は、信号処理回路２２によって信号処理され、ＲＦ送信ユニット２３においてＲＦ信号に変換された後、送信アンテナ部２４を介して外部に送信される。

また、カプセル型内視鏡３は、送受信装置２から送られてきた無線信号を受信する受信アンテナ部２５と、受信アンテナ部２５で受信した信号から給電用信号を分離する分離回路２７とを備える。さらに、カプセル型内視鏡３は、分離された給電用信号から電力を再生する電力再生回路２８と、再生された電力を昇圧する昇圧回路２９と、昇圧された電力を蓄積する蓄電器３０とを備える。また、カプセル型内視鏡３は、分離回路２７で給電用信号と分離された成分からコントロール情報信号の内容を検出し、必要に応じてＬＥＤ駆動回路２０、ＣＣＤ駆動回路２２およびシステムコントロール回路３２に対して制御信号を出力するコントロール情報検出回路３１を備える。なお、コントロール情報検出回路３１およびシステムコントロール回路３２は、蓄電器３０から供給される駆動電力を他の構成要素に対して分配する機能も有する。

さらに、カプセル型内視鏡３は、所定の磁気、光、電波などの信号を検出するセンサ部３３と、センサ部３３で検出された値をもとにシステムコントロール回路３２、ＲＦ送信ユニット２３、撮像回路４０等各種機能実行手段の駆動状態を制御する駆動制御部（駆動制御手段）３４とを備える。この駆動制御部３４は、カプセル型内視鏡３全体の電源のメインスイッチである電源スイッチ３４ａを有する。センサ部３３は、上述したように電源スイッチ３４ａのオンオフを行うための信号である磁気、光、電波などを検出し、検出結果を駆動制御部３４に出力する。ＲＦ送信ユニット２３は、このＲＦ送信ユニット２３全体の電源スイッチであるＲＦスイッチ２３ａを有する。システムコントロール回路３２は、被検体内判定手段としての体内判定部３２ａを有し、体内判定部３２ａは、信号処理回路２２から出力された画像データの色空間上の分布をもとに、このカプセル型内視鏡３が被検体内部にあるか被検体外部にあるかを判定する。具体的には後述するが、体内判定部３２ａは、撮像された画像データが被検体内の所定位置に特徴的な画像データに近似しているか否かによって判定する。

これらの機構を備えることにより、カプセル型内視鏡３は、まず、送受信装置２から送られてきた無線信号を受信アンテナ部２５において受信し、受信した無線信号から給電用信号およびコントロール情報信号を分離する。コントロール情報信号は、コントロール情報検出回路３１を経てＬＥＤ駆動回路２０、ＣＣＤ駆動回路２２およびシステムコントロール回路３２に出力され、ＬＥＤ１９、ＣＣＤ２１およびＲＦ送信ユニット２３の駆動状態の制御に使用される。一方、給電用信号は、電力再生回路２８によって電力として再生され、再生された電力は昇圧回路２９によって電位を蓄電器３０の電位にまで昇圧された後、蓄電器３０に蓄積される。蓄電器３０は、システムコントロール回路３２その他の構成要素に対して電力を供給可能な構成を有する。このように、カプセル型内視鏡３は、送受信装置２からの無線送信によって電力が供給される構成を有する。

ここで、図４を参照して、体内判定部３２ａの判定結果をもとにした各部の駆動制御処理手順について説明する。なお、この処理のスタート時点では、カプセル型内視鏡３内部の各構成要素はオフ状態になっている。ただし、センサ部３３は電源を必要とせず、たとえば機械的な動きを検出して電源スイッチ３４ａをオン、オフするものとする。

まず、電源スイッチ３４ａが起動される（ステップＳ１０１）と、駆動制御部３４は、システムコントロール回路３２を介して少なくとも撮像回路４０を起動する（ステップＳ１０２）。この場合、ＲＦ送信ユニット２３は起動されていないので、撮像回路４０によって撮像されたものは、外部に送信されない。

その後、体内判定部３２ａは、信号処理回路２２から順次出力される画像データを得て、撮像した画像データの色空間上の分布をもとにカプセル型内視鏡３が被検体内部にあるか被検体外部にあるかを判定する体内判定処理を行う（ステップＳ１０３）。駆動制御部３４は、体内判定部３２ａが被検体内にあると判定したか否かを判断し（ステップＳ１０４）、被検体内部にない、すなわち被検体外部にあると判定した場合（ステップＳ１０３，ＮＯ）にはステップＳ１０３に移行し、体内判定処理を繰り返し行う。

一方、体内判定部３２ａが、カプセル型内視鏡３が被検体内にあると判定した場合（ステップＳ１０４，ＹＥＳ）には、ＲＦ送信ユニット２３のＲＦスイッチ２３ａをオンにし、ＲＦ送信ユニット２３を起動する（ステップＳ１０５）。ＲＦ送信ユニット２３が起動した後（ステップＳ１０５）、撮像回路４０によって撮像された画像データは、ＲＦ送信ユニット２３および送信アンテナ部２４を介して外部装置２ｂに送信され（ステップＳ１０６）、本処理が終了する。なお、送信された画像データは、送受信ジャケット２ａに備わる受信機構によって受信され、後に携帯型記録媒体５を介して表示装置４に供給され、表示装置４の画面上に被検体内画像として表示される。

ここで、図５は、ステップ１０３による体内判定処理手順を示すフローチャートであり、図６に示すヒストグラムを参照して体内判定処理について詳細に説明する。なお、ここでは所定の赤成分の画素が多くなる被検体内部、たとえば胃の中にカプセル型内視鏡３が突入したか否かを判定する場合について説明する。この所定の赤成分とは、胃に特徴的な色成分であり、被検体外には多く存在しない色成分である。なお、食道の場合には白青系、小腸の場合は黄系、大腸の場合には橙系のそれぞれ特徴的な色成分を特定すればよい。

図５において、まず体内判定部３２ａは、図６に示すように、取得した１つのフレーム画像を構成する各画素の色成分に対する画素数のヒストグラムを生成し、赤成分のヒストグラムに対するピーク出力値Ｂを算出する（ステップＳ２０１）。さらに、体内判定部３２ａは、青成分のヒストグラムに対するピーク出力値Ａを算出する（ステップＳ２０２）。

その後、ピーク出力値Ａに対するピーク出力値Ｂの比Ｂ／Ａを算出し、この比Ｂ／Ａが規定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０３）。さらに、体内判定部３２ａは、比Ｂ／Ａが既定値以上であると判断した場合（ステップＳ２０３，ＹＥＳ）、規定フレーム数の画像が連続して、比Ｂ／Ａが規定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２０４）。ここで、規定フレーム数とは、たとえば３フレームでもよいし、１０フレームでもよい。フレームレートとの関連と確度とから決定する。比Ｂ／Ａが規定フレーム数分、連続して規定値以上である場合（ステップＳ２０４，ＹＥＳ）、カプセル型内視鏡３は被検体内にあると判定し（ステップＳ２０５）、ステップＳ１０３にリターンする。一方、比Ｂ／Ａが規定値以上でない場合（ステップＳ２０３，ＮＯ）あるいは比Ｂ／Ａが規定フレーム分、連続して規定値以上でない場合（ステップＳ２０４，ＮＯ）には、カプセル型内視鏡３は、被検体外であると判定し（ステップＳ２０６）、ステップＳ１０３にリターンする。

この実施の形態１では、体内判定部３２ａが被検体内であると判定した場合、オフ状態であったＲＦスイッチ２３ａをオンさせ、撮像された画像を送信するようにしていたが、電源スイッチ３４ａをオンした時点で、ＲＦ送信ユニット２３を低消費電力状態で起動し、体内判定部３２ａが被検体内であると判定した場合に、ＲＦ送信ユニット２３を通常消費電力状態に変更するようにしてもよい。

この場合、図７に示すように、ＲＦ送信ユニット２３は、ＲＦスイッチ２３ａに代えて、ＲＦ電源変更部２３ｂを有する。ＲＦ電源変更部２３ｂは、駆動制御部３４からの指示に従って、体内判定部３２ａが被検体外であると判定した場合に、ＲＦ送信ユニット２３を通常状態よりも低い消費電力で駆動する低消費電力状態に設定し、体内判定部３２ａが被検体内である判定した場合、ＲＦ送信ユニット２３を通常の消費電力で駆動する通常消費電力状態に変更する。これによって、低消費電力状態では微弱な電波を送信アンテナ部２４から送信し、通常消費電力状態では、被検体外でも受信することができる強さの電波を送信アンテナ部２４から出力する。なお、カプセル型内視鏡３が被検体外にある場合、カプセル型内視鏡３の動作チェックを行う場合があり、この場合、微弱な電波の送信によって撮像データを得ることができるので、撮像回路４０の動作チェックを行うことができる。

また、図８に示すように、レート変更部３２ｂを設けるようにして体内判定部３２ａが被検体内であると判定した場合、撮像回路４０の撮像フレームレートを低くし、体内判定部３２ａが被検体内であると判定した場合に、撮像回路４０の撮像フレームレートを通常レートに変更するようにしてもよい。図８では、ＲＦ電源変更部２３ｂを用いてさらに電波輻射を抑え、消費電力を抑えるようにしているが、撮像フレームレートを低くすることのみによっても消費電力を抑えることができる。

さらに、図９に示したカプセル型内視鏡３では、図３に示したカプセル内視鏡３の構成に加えてタイマ３２ｃを設けている。体内判定部３２ａが被検体内である判定した場合、タイマ３２ｃは、所定時間の計時を開始し、タイムアウトした時点でＲＦスイッチ２３ａを起動するようにしている。これは、体内判定部３２ａによってカプセル内視鏡３の存在位置が被検体内であることを判定することができるが、基本的には、胃などの、ある特徴的な画像が得られる領域に限られ、この領域の中間位置あたりから撮像した画像データを送信したい場合があり、このような場合にさらに所望の詳細な位置からＲＦ送信ユニット２３を通常送信状態にし、撮像した画像データを外部装置２ｂに送信することができる。なお、タイマ３２ｃはシステムコントロール回路３２に設けられているが、これに限らず、タイミングジェネレータなどを有するＣＣＤ駆動回路２６内に設け、ＣＣＤ駆動回路２６の構成を有効利用するようにしてもよい。

この実施の形態１では、体内判定部４２ａが被検体内の特定部位の特徴的な色成分に対応した規定値以上の比Ｂ／Ａを得る場合に、ＲＦ送信ユニット２３を起動し、あるいは低消費電力状態を解除するようにし、主として被検体内所望位置の画像を得るためにのみ電力消費するようにしているので、電池寿命を延ばし、所望の画像を確実に得ることができるとともに、カプセル型内視鏡３の小型化を促進することができる。

（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、体内判定部３２ａが色成分のヒストグラムを用いて、カプセル型内視鏡３が被検体内にあるか否か、具体的には被検体内の所定位置に達したか否かを判断するようにしていたが、この実施の形態２では、２次元の色成分座標上の分布を用いて、カプセル型内視鏡３が被検体内にあるか否かを判定するようにしている。

図１０は、この発明の実施の形態２であるカプセル型内視鏡の構成を示すブロック図である。図１０において、このカプセル型内視鏡３は、図３に示した体内判定部３２ａに代えて体内判定部４２ａを設けている。その他の構成は、図３に示したカプセル型内視鏡３と同じであり、同一構成部分には同一符号を付している。

体内判定部４２ａは、信号処理回路２２から出力された１フレームの画像データを構成する画素の色分布が、所定の色成分座標上に規定範囲に含まれている度合いによって、カプセル型内視鏡３が被検体内所定位置に到達したか否かを判定し、この判定結果を駆動制御部３４に出力する。

ここで、図１１は、体内判定部４２ａが用いる色成分座標上の色分布を示す図である。色成分座標は、ｘ軸にＢ−Ｙ成分とし、ｙ軸にＲ−Ｙ成分としている。規定範囲Ｒは、カプセル型内視鏡３が到達する被検体内所定位置において撮像される画像の色成分座標上における範囲を示している。一方、画像分布Ｄは、取得した画像データの画素群の色成分座標上における分布を示している。そこで、体内判定部４２ａは、画像分布Ｄの総画素数のうち、規定範囲Ｒに属する画素数の割合が高い場合に、カプセル型内視鏡３が、被検体内所定位置に到達したものと判定する。

つぎに、図１２に示すフローチャートを参照して、体内判定部４２ａによる体内判定処理手順について説明する。図１２において、まず体内判定部４２ａは、信号処理回路２２から得られた１フレーム内の画素のうち一定輝度レベル以上の画素数Ｄｎを算出する（ステップＳ３０１）。その後、この一定輝度レベル以上の画素のそれぞれの色成分を算出する（ステップＳ３０２）。その後、算出された色成分をもとにＢ−Ｙ，Ｒ−Ｙ座標系上の画像分布Ｄを求め、この画像分布Ｄのうち、規定範囲Ｒ内に含まれる画素数ｄｎを算出する（ステップＳ３０３）。

その後、画素数ｄｎに対する画素数Ｄｎの比Ｄｎ／ｄｎを求め、この比Ｄｎ／ｄｎが規定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０４）。比Ｄｎ／ｄｎが規定値以上である場合には、さらに、規定フレーム数の画像が連続して、比Ｄｎ／ｄｎが規定値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３０５）。

比Ｄｎ／ｄｎが規定フレーム数分、連続して規定値以上である場合（ステップＳ３０４，ＹＥＳ）、カプセル型内視鏡３は被検体内にあると判定し（ステップＳ３０６）、ステップＳ１０３にリターンする。一方、比Ｄｎ／ｄｎが規定値以上でない場合（ステップＳ３０４，ＮＯ）あるいは比Ｄｎ／ｄｎが規定フレーム分、連続して規定値以上でない場合（ステップＳ３０５，ＮＯ）には、カプセル型内視鏡３は、被検体外であると判定し（ステップＳ３０７）、ステップＳ１０３にリターンする。

その後、この判定結果をもとに実施の形態１と同様に主としてＲＦ送信ユニットの駆動制御が行われることになる。また、上述した実施の形態１と同様に、ＲＦスイッチ２３ａの起動のみならず、ＲＦ電源変更部２３ｂによる低消費電力状態から通常消費電力状態への変更や、レート変更部３２ｂによる低い撮像フレームレートから通常フレームレートへの変更や、タイマ３２ｃを用いた起動制御を行うこともできる。

この実施の形態２では、被検体内の特定部位の特徴的な色成分に対応した２次元の色成分座標上における規定範囲に含まれる画素の割合である比Ｄｎ／ｄｎが規定値以上である場合に、ＲＦ送信ユニット２３を起動し、あるいは低消費電力状態を解除するようにし、主として被検体内所望位置の画像を得るためにのみ電力消費するようにしているので、電池寿命を延ばし、所望の画像を確実に得ることができるとともに、カプセル型内視鏡３の小型化を促進することができる。

なお、上述した実施の形態１では１次元的な色分布を用い、実施の形態２では２次元的な色成分を用いていたが、これに限らず、３次元以上の色空間上の分布をもとに判定するようにしてもよい。なお、ここでいう色空間は１次元、２次元の色座標をも意味する。

この発明の実施の形態１にかかる無線型被検体内情報取得システムの全体構成を示す模式図である。 図１に示した無線型被検体内情報取得システムを構成する送受信装置の構成を模式的に示すブロック図である。 図１に示した無線型被検体内情報取得システムを構成するカプセル型内視鏡の構成を模式的に示すブロック図である。 駆動制御部によるカプセル型内視鏡における駆動制御処理手順を示すフローチャートである。 駆動制御処理手順における体内判定処理手順を示す詳細フローチャートである。 色成分毎のヒストグラムを示す図である。 この発明の実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡の変形例の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡の変形例の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡の変形例の構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１にかかるカプセル型内視鏡の変形例の構成を示すブロック図である。 体内判定部が用いる色成分座標の一例と色分布を示す図である。 体内判定部による体内判定処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 被検体
２ 送受信装置
２ａ 送受信ジャケット
２ｂ 外部装置
３ カプセル型内視鏡
４ 表示装置
５ 携帯型記録媒体
６ 電力供給用コイル
１１ ＲＦ受信ユニット
１２ 画像処理ユニット
１３ 記憶ユニット
１４ 発振器
１５ コントロール情報入力ユニット
１６ 重畳回路
１７ 増幅回路
１８ 電力供給ユニット
１９ ＬＥＤ
２０ ＬＥＤ駆動回路
２１ ＣＣＤ
２２ 信号処理回路
２２ａ，３４ｂ タイマ
２３ ＲＦ送信ユニット
２３ａ ＲＦスイッチ
２３ｂ ＲＦ電源変更部
２４ 送信アンテナ部
２５ 受信アンテナ部
２６ ＣＣＤ駆動回路
２６ａ，３２ｃ タイマ
２７ 分離回路
２８ 電力再生回路
２９ 昇圧回路
３０ 蓄電器
３１ コントロール情報検出回路
３２ システムコントロール回路
３２ａ，４２ａ 体内判定部
３２ｂ レート変更部
３３ センサ部
３４ 駆動制御部
３４ａ 電源スイッチ
４０ 撮像回路
Ａ１〜Ａｎ 受信用アンテナ
Ｂ１〜Ｂｍ 給電用アンテナ

Claims (12)

1. 被検体内部に導入された状態で使用され、前記被検体内部において所定の機能を実行する被検体内導入装置であって、
   前記所定の機能を実行する機能実行手段と、
   撮像した画像の色空間上の分布をもとに当該被検体内導入装置が被検体内部か否かを判定する被検体内判定手段と、
   前記被検体内判定手段によって当該被検体内導入装置が被検体内部であると判定された場合に前記機能実行手段の駆動を制御する駆動制御手段と、
   を備えたことを特徴とする被検体内導入装置。
2. 前記被検体内判定手段は、第１の色成分のヒストグラムピーク値に対する第２の色成分のヒストグラムピーク値の比を求め、この比が所定値以上である場合に被検体内部であると判定することを特徴とする請求項１に記載の被検体内導入装置。
3. 前記被検体内判定手段は、輝度値が所定値以上の画素の総数を求めるとともにこの所定値以上の各画素の色成分を求めて色空間上に配置し、前記所定値以上の画素が前記色空間上の所定特徴空間内に配置される画素数を求め、前記画素の総数に対する前記特徴空間内に配置される画素数の比を求め、この比が所定の閾値以上である場合に被検体内部であると判定することを特徴とする請求項１に記載の被検体内導入装置。
4. 前記被検体内判定手段は、各フレーム単位で判定し、各フレームに対して被検体内部であるとする判定を所定回連続して行われた場合に、被検体内部であると最終判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の被検体内導入装置。
5. 前記機能実行手段は、無線送信手段であり、
   前記無線送信手段は、当該無線送信手段の起動をスイッチングする無線起動スイッチを備え、
   前記駆動制御手段は、前記被検体内判定手段が被検体内であると判定した場合に前記無線起動スイッチをオンさせ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導入装置。
6. 前記被検体内判定手段が被検体内であると判定してから所定時間、計時するタイマをさらに備え、該タイマのタイムアウト時に前記前記無線起動スイッチをオンさせることを特徴とする請求項５に記載の被検体内導入装置。
7. 前記機能実行手段は、無線送信手段であり、
   前記無線送信手段は、当該無線送信手段の低消費電力状態と通常消費電力状態とを切替変更する無線電源変更手段を備え、
   前記駆動制御手段は、前記被検体内判定手段が被検体内であると判定した場合あるいは前記タイマがタイムアウト時に、前記無線電源変更手段に変更指示を与えて前記低消費電力状態から前記通常消費電力状態に切り替えさせ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導入装置。
8. 前記機能実行手段は、撮像回路であり、
   前記駆動制御手段は、前記電源スイッチの投入後に少なくとも撮像回路を駆動させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の被検体内導入装置。
9. 前記タイマは、撮像回路内に設けられ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導入装置。
10. 通常より低いフレームレートの撮像処理と通常のフレームレートの撮像処理とを変更するフレームレート変更手段をさらに備え、
    前記駆動制御手段は、前記フレームレート変更手段に対して、前記電源スイッチの投入後に前記低いフレームレートで撮像を行わせる指示を行い、前記被検体内判定手段が被検体内であると判定した場合あるいは前記タイマがタイムアウト時に前記通常のフレームレートで撮像を行わせる指示を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の被検体内導入装置。
11. 被検体内部に導入される被検体内導入装置と、被検体外部に配置され、前記被検体内導入装置によって得られた情報を無線通信を介して取得する受信装置とを備えた無線型被検体内情報取得システムであって、
    前記被検体内導入装置は、
    被検体内の画像データを取得する撮像機能を含む所定の機能を実行する機能実行手段と、
    少なくとも前記機能実行手段によって得られた情報を無線送信する無線手段と、
    撮像した画像の色空間上の分布をもとに当該被検体内導入装置が被検体内部か否かを判定する被検体内判定手段と、
    前記被検体内判定手段によって当該被検体内導入装置が被検体内部であると判定された場合に前記無線手段の駆動を制御する駆動制御手段とを備え、
    前記受信装置は、
    前記無線手段から送信された情報を受信する無線受信手段と、
    受信した情報を解析する処理手段と、
    を備えたことを特徴とする無線型被検体内情報取得システム。
12. 前記駆動制御手段は、前記被検体内判定手段が被検体内であると判定した場合に、前記無線手段の起動をスイッチングする無線スイッチをオンさせることを特徴とする請求項１１に記載の無線型被検体内情報取得システム。

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